2019秋 金版学案 物理·选修3-5(粤教版)练习:章末质量评估(四) Word版含解析.pdf

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1、章末质量评估章末质量评估(四四) (时间:时间:90 分钟 满分:分钟 满分:100 分分) 一、单项选择题一、单项选择题(本大题共本大题共 10 小题,每小题小题,每小题 3 分,共分,共 30 分在每 小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得 分在每 小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得 3 分, 选错或不答的得 分, 选错或不答的得 0 分分) 1原子核发生原子核发生 衰变时,此衰变时,此 粒子是粒子是( ) A原子核外的最外层电子原子核外的最外层电子 B原子核外的电子跃迁时放出的光子原子核外的电子跃迁时放出的光子 C原子核内存在着电子原子核内存在着电

2、子 D原子核内的一个中子变成一个质子时,放射出一个电子原子核内的一个中子变成一个质子时,放射出一个电子 解析:解析:因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的原 子核内并不含电子,但在一定条件下,一个中子可以转化成一个质子 和一个负电子,一个质子可以转化成一个中子和一个正电子,其转化 可用下式表示: 因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的原 子核内并不含电子,但在一定条件下,一个中子可以转化成一个质子 和一个负电子,一个质子可以转化成一个中子和一个正电子,其转化 可用下式表示: n He, H n e.可看出可看出 粒子粒子(负电子负电子)是由是由 1 01 1011 11 00

3、1 原子核内的中子转化而来原子核内的中子转化而来 答案:答案:D 2 某种元素不同同位素的原子核内, 中子数 某种元素不同同位素的原子核内, 中子数 N 与原子核质量数与原子核质量数 A 的关系是的关系是( ) 解析:解析:同位素的质子数相同,中子数不同,而质量数等于质子数同位素的质子数相同,中子数不同,而质量数等于质子数 加中子数,设质子数为加中子数,设质子数为 M,则有:,则有:ANM,所以,所以 C 正确正确 答案:答案:C 3关于放射性元素发出的三种射线,下列说法正确的是关于放射性元素发出的三种射线,下列说法正确的是( ) A 粒子就是氢原子核,它的穿透本领很强粒子就是氢原子核,它的穿

4、透本领很强 B 射线是电子流,其速度接近光速射线是电子流,其速度接近光速 C 射线是一种频率很高的电磁波,它的穿透本领很弱射线是一种频率很高的电磁波,它的穿透本领很弱 D三种射线中,三种射线中, 射线的电离本领最弱,射线的电离本领最弱, 射线的电离本领最强射线的电离本领最强 解析:解析: 射线是高速射线是高速 He 核流,带正电,它的穿透本领很弱,核流,带正电,它的穿透本领很弱,A 项 错误; 项 错误; 射线是高速电子流,其速度接近光速,射线是高速电子流,其速度接近光速,B 项正确;项正确; 射线是波 长很短、 频率很高的电磁波, 它的穿透本领很强, 射线是波 长很短、 频率很高的电磁波,

5、它的穿透本领很强, C 项错误 ; 、 、 、 三种射线中穿透能力最强的是射线,射线穿透能力最弱,一张厚 的黑纸可以挡住射线电离能力最强的是 项错误 ; 、 、 、 三种射线中穿透能力最强的是射线,射线穿透能力最弱,一张厚 的黑纸可以挡住射线电离能力最强的是 射线,射线, 射线电离能力 最弱, 射线电离能力 最弱,D 项错误项错误 答案:答案:B 4 原子核 原子核 X 与氘核与氘核 H 反应生成一个反应生成一个 粒子和一个质子 由此可粒子和一个质子 由此可 A A Z Z2 2 1 1 知知( ) AA2,Z1 BA2,Z2 CA3,Z3 DA3,Z2 解析:解析:写出核反应方程:写出核反应

6、方程: X H He H,由质量数守恒和电,由质量数守恒和电 A A Z Z2 2 1 14 4 2 21 1 1 1 荷数守恒,列方程:荷数守恒,列方程:A241,Z121,解得:,解得:A3,Z2, 故答案为 , 故答案为 D. 答案:答案:D 5某放射性元素经过某放射性元素经过 11.4 天有 的原子核发生了衰变,该元素的天有 的原子核发生了衰变,该元素的 7 8 半衰期为半衰期为( ) A1.4 天天 B7.6 天天 C5.7 天天 D3.8 天天 解析 :解析 : 有 的原子核发生了衰变,即有 的原子核未发生衰变据有 的原子核发生了衰变,即有 的原子核未发生衰变据 m 7 8 1 8

7、 m0 ( 1 2) 代入数据解得 :代入数据解得 : t3 T11.4 天,天, 即即 T3.8 天 故天 故 ABC 错误,错误, D 正确正确 答案:答案:D 6.U 经过经过 m 次次 衰变和衰变和 n 次衰变,变成次衰变,变成Pb,则,则( ) 2 23 35 59 92 2 2 20 07 7 8 82 2 Am7,n3 Bm7,n4 Cm14,n9 Dm14,n18 解析:解析:本题考查了原子核衰变的规律,解题的关键是抓住原子核 发生 本题考查了原子核衰变的规律,解题的关键是抓住原子核 发生 衰变和衰变和 衰变时原子核质量数和电荷数的变化规律,在此基础 上进行有关计算,原子核每发

8、生一次 衰变时原子核质量数和电荷数的变化规律,在此基础 上进行有关计算,原子核每发生一次 衰变,质量数减少衰变,质量数减少 4,电荷数 减少 ,电荷数 减少 2;每发生一次;每发生一次 衰变,质量数不变,电荷数增加衰变,质量数不变,电荷数增加 1.比较这两种 原子核,质量数减少 比较这两种 原子核,质量数减少 28,说明发生了,说明发生了 7 次次 衰变,电荷数应减少衰变,电荷数应减少 14, 而电荷数减少 , 而电荷数减少 10,说明发生了,说明发生了 4 次次 衰变,衰变,B 项正确项正确 答案:答案:B 7原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源当氘等离子 体被加热到适当高温时,氘核参

9、与的几种聚变反应可能发生,并放出 能量这几种反应的总效果可以表示为 原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源当氘等离子 体被加热到适当高温时,氘核参与的几种聚变反应可能发生,并放出 能量这几种反应的总效果可以表示为 6 Hk Hed H2 n43.15 2 2 1 14 4 2 21 1 1 11 1 0 0 MeV,由平衡条件可知,由平衡条件可知( ) Ak1,d4 Bk2,d2 Ck1,d6 Dk2,d3 解析 :解析 : 由质量数守恒和电荷数守恒, 分别有由质量数守恒和电荷数守恒, 分别有 4kd10, 2kd6, 解得 , 解得 k2,d2.正确选项为正确选项为 B. T t 答案:

10、答案:B 8关于原子核及其变化,下列说法中正确的是关于原子核及其变化,下列说法中正确的是( ) A衰变和裂变都能自发的发生衰变和裂变都能自发的发生 B衰变现象说明电子是原子核的组成部分衰变现象说明电子是原子核的组成部分 C升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短 D同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等 解析:解析:衰变能自发发生,裂变不能自发发生,故衰变能自发发生,裂变不能自发发生,故 A 错误;错误; 衰变 是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程,但电子不是原子 核的组成部分,故 衰变

11、是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程,但电子不是原子 核的组成部分,故 B 错误;元素原子核的半衰期是由元素本身决定, 与元素所处的物理和化学状态无关,故 错误;元素原子核的半衰期是由元素本身决定, 与元素所处的物理和化学状态无关,故 C 错误,错误,D 正确正确 答案:答案:D 9 静止的氡核 静止的氡核Rn 放出放出 粒子后变成钋核粒子后变成钋核Po, 粒子动能为粒子动能为 E. 2 22 22 28 86 62 21 18 88 84 4 若衰变放出的能量全部变为反冲核和若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能, 真空中的光速为粒子的动能, 真空中的光速为c, 则该反应中的质量

12、亏损为 , 则该反应中的质量亏损为( ) A. B0 4 4 2 21 18 8 E E c c2 2 C. D. 2 22 22 2 2 21 18 8 E E c c2 2 2 21 18 8 2 22 22 2 E E c c2 2 解析:解析:由于动量守恒,反冲核和由于动量守恒,反冲核和 粒子的动量大小相等,由粒子的动量大小相等,由 Ek ,它们的动能之比为 ,它们的动能之比为 4218,因此衰变释放的总能量是,因此衰变释放的总能量是E, p p2 2 2 2m m 1 1 m m 2 22 22 2 2 21 18 8 由质能方程得质量亏损是由质能方程得质量亏损是. 2 22 22

13、2 2 21 18 8 E E c c2 2 答案:答案:C 10 典型的铀核裂变是生成钡和氪, 同时放出 典型的铀核裂变是生成钡和氪, 同时放出 x 个中子 :个中子 :U n 235921 0 Ba Krx n, 铀, 铀 235 质量为质量为 m1, 中子质量为, 中子质量为 m2, 钡, 钡 144 质量为质量为 m3, 1445689361 0 氪氪 89 的质量为的质量为 m4,下列说法正确的是,下列说法正确的是( ) A该核反应类型属于人工转变该核反应类型属于人工转变 B该反应放出能量该反应放出能量(m1m2m3m4)c2 Cx 的值是的值是 3 D该核反应比聚变反应对环境的污染

14、少该核反应比聚变反应对环境的污染少 解析:解析:该核反应是核裂变,不是人工转变,故该核反应是核裂变,不是人工转变,故 A 错误;核反应方 程 错误;核反应方 程U nBa Krx n 中根据质量数守恒,有 :中根据质量数守恒,有 : 2351144 235921 01445689361 0 89x,解得,解得 x3; 根据爱因斯坦质能方程,该反应放出能量为 :; 根据爱因斯坦质能方程,该反应放出能量为 : E mc2(m1m2m3m43m2)c2(m1m3m42m2)c2, 故, 故B错误,错误, C 正确;该核反应生成两种放射性元素,核污染较大,故正确;该核反应生成两种放射性元素,核污染较大

15、,故 D 错误错误 答案:答案:C 二、多项选择题二、多项选择题(本大题共本大题共 4 小题,每小题小题,每小题 4 分,共分,共 16 分在每 小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得 分在每 小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得 4 分,选对但不全的得分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得分,有选错或不答的得 0 分分) 11下列关于爱因斯坦质能方程的说法中正确的是下列关于爱因斯坦质能方程的说法中正确的是( ) AEmc2中的中的 E 是物体以光速是物体以光速 c 运动的动能运动的动能 BEmc2是物体各种形式能的总和是物体各种形式能的总和 C

16、 由 由 Emc2知, 在核反应中, 亏损的质量知, 在核反应中, 亏损的质量 m 转化成能量转化成能量E 放出放出 D由由 Emc2知,在核反应中亏损的静质量转化为动质量,被 放出的能量带走 知,在核反应中亏损的静质量转化为动质量,被 放出的能量带走 解析:解析:由爱因斯坦质能方程由爱因斯坦质能方程 Emc2表明物体的质量与其他各种形 式的能量之间的关系,选项 表明物体的质量与其他各种形 式的能量之间的关系,选项 A 错误,错误,B 正确 :正确 : Emc2表明,在核反 应中,亏损 表明,在核反 应中,亏损 m 质量将产生质量将产生 Emc2的能量,选项的能量,选项 C 错误,错误,D 正

17、确正确 答案:答案:BD 12下列核反应方程及其表述中正确的是下列核反应方程及其表述中正确的是( ) A. Na Mge 是原子核的是原子核的 衰变衰变 2411241201 B. He H He H 是原子核的是原子核的 衰变衰变 3 22 14 21 1 C. He Al P n 是原子核的人工转变是原子核的人工转变 4 2271330151 0 D.U n KrBa3 n 是重核的裂变反应是重核的裂变反应 235921 09236141561 0 解析:解析:A 是是 衰变方程,故衰变方程,故 A 正确;正确;B 是轻核聚变方程,故是轻核聚变方程,故 B 错 误; 错 误;C 是原子核的

18、人工转变方程,故是原子核的人工转变方程,故 C 正确;正确;D 是重核的裂变反应, 故 是重核的裂变反应, 故 D 正确正确 答案:答案:ACD 13核电站核泄漏的污染物中含有碘核电站核泄漏的污染物中含有碘 131 和铯和铯 137.碘碘 131 的半衰 期约为 的半衰 期约为 8 天,会释放天,会释放 射线 ; 铯射线 ; 铯 137 是铯是铯 133 的同位素,半衰期约为的同位素,半衰期约为 30 年,发生衰变时会辐射年,发生衰变时会辐射 射线下列说法正确的是射线下列说法正确的是( ) A碘碘 131 释放的释放的 射线由氦核组成射线由氦核组成 B铯铯 137 衰变时辐射出的衰变时辐射出的

19、 光子能量大于可见光光子能量光子能量大于可见光光子能量 C与铯与铯 137 相比,碘相比,碘 131 衰变更慢衰变更慢 D铯铯 133 和铯和铯 137 含有相同的质子数含有相同的质子数 解析:解析:该题综合考查了衰变规律和同位素的相关问题,原子核中 不包含射线, 该题综合考查了衰变规律和同位素的相关问题,原子核中 不包含射线,A 错;错; 光子的能量大于可见光光子的能量,光子的能量大于可见光光子的能量,B 正确; 铯 正确; 铯 137 的半衰期长,衰变更慢,的半衰期长,衰变更慢,C 错;铯错;铯 133 和铯和铯 137 是同位素,含 有相同的质子数, 是同位素,含 有相同的质子数,D 选

20、项正确选项正确 答案:答案:BD 14下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A 用 用 射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量, 以免对人体正常组 织造成太大的伤害 射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量, 以免对人体正常组 织造成太大的伤害 B两个质子间,不管距离如何,总有核力存在,且核力总是大于 库仑力 两个质子间,不管距离如何,总有核力存在,且核力总是大于 库仑力 C放射性元素的半衰期与原子所处的物理状态或化学状态有关放射性元素的半衰期与原子所处的物理状态或化学状态有关 D核子结合成原子核一定有质量亏损,释放出能量核子结合成原子核一定有质量亏损,释放出能量 解析 :解析 : 射线对人体细胞伤害太大

21、,因此不能用来人体透视,在用 于治疗肿瘤时要严格控制剂量, 射线对人体细胞伤害太大,因此不能用来人体透视,在用 于治疗肿瘤时要严格控制剂量,A 项正确;核力是短程力,当距离超 过 项正确;核力是短程力,当距离超 过 1.510 15 m 时核力为零, 时核力为零,B 项错误;半衰期与原子核本身有关, 与外界因素无关, 项错误;半衰期与原子核本身有关, 与外界因素无关,C 项错误;核子结合成原子核一定有质量亏损,释 放出能量,例如轻核聚变, 项错误;核子结合成原子核一定有质量亏损,释 放出能量,例如轻核聚变,D 项正确项正确 答案:答案:AD 三、非选择题三、非选择题(本题共本题共 4 小题,共

22、小题,共 54 分把答案填在题中的横线 上或按题目要求作答解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要 的演算步骤只写出最后答案的不能得分答案中必须明确写出数值 和单位 分把答案填在题中的横线 上或按题目要求作答解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要 的演算步骤只写出最后答案的不能得分答案中必须明确写出数值 和单位) 15(12 分分)完成下列核反应方程,并指出核反应的类型完成下列核反应方程,并指出核反应的类型 (1) He_ He H,是,是_变变 3 3 2 4 4 2 21 1 1 1 (2) Na Mg_,是,是_变变 2 24 4112 24 41 12 2 (3) Na_ Na H,

23、是,是_变变 2 23 31 11 12 24 41 11 11 1 1 1 (4)U nBa Kr3_,是,是_变变 235 92 1 1 0 0 1 14 42 2 5 56 6 9 91 13 36 6 解析:解析:根据质量数守恒和电荷数守恒可判断粒子种类根据质量数守恒和电荷数守恒可判断粒子种类 答案:答案:(1) H 聚 聚 (2)e 衰 衰 (3) H 人工转 人工转 (4) n 裂 裂 2 2 1 10 012 2 1 11 1 0 0 16(12 分分)(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核 反应,当温度达到 恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核 反应,当温度

24、达到 108 K 时,可以发生“氦燃烧” 完成“氦燃烧”的 核反应方程为: 时,可以发生“氦燃烧” 完成“氦燃烧”的 核反应方程为: He_ Be. 4 28 4 (2)Be 是一种不稳定的粒子,其半衰期为是一种不稳定的粒子,其半衰期为 2.610 16 s一定质量 的 一定质量 的 Be,经,经 7.810 16 s 后所剩 后所剩 Be 占开始时的占开始时的_ (3)一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方 程式为程式为_该反应放出的能量为该反应放出的能量为 Q,则氘核的平均结合能 为 ,则氘核的平均结合能 为_ (4)太

25、阳内部不停地进行着热核反应太阳内部不停地进行着热核反应(氢聚变为氦氢聚变为氦),同时释放出巨 大的能量太阳能的特点之一是不 ,同时释放出巨 大的能量太阳能的特点之一是不_环境,太阳能电池是根据 在半导体中发生的 环境,太阳能电池是根据 在半导体中发生的_效应制成的效应制成的 解析:解析:(1)根据电荷数、质量数守恒,未知粒子的质量数为根据电荷数、质量数守恒,未知粒子的质量数为 4,电 荷数为 ,电 荷数为 2,为,为 He. 4 2 (2)半衰期为半衰期为2.610 16 s, 经 , 经7.810 16 s, 即 , 即3个半衰期, 根据个半衰期, 根据 m m0 知,剩余 知,剩余 Be

26、占开始时的 占开始时的 12.5%. ( 1 2) 3 1 8 8 4 1 8 (3)由质量数与核电荷数守恒可知,核反应方程式为:由质量数与核电荷数守恒可知,核反应方程式为: n H H;氘核的平均结合能为 ;氘核的平均结合能为 ; 1 01 12 1 Q 2 (4)太阳内部不停地进行着热核反应太阳内部不停地进行着热核反应(氢聚变为氦氢聚变为氦),同时释放出巨 大的能量太阳能的特点之一是不污染环境,太阳能电池是根据在半 导体中发生的光电效应制成的 ,同时释放出巨 大的能量太阳能的特点之一是不污染环境,太阳能电池是根据在半 导体中发生的光电效应制成的 答案:答案:(1) He (2)12.5%

27、(3) n H H (4)污染 光电污染 光电 4 21 01 12 1 Q 2 17(14 分分)山东烟台海阳核电站项目,一期工程和山东烟台海阳核电站项目,一期工程和 2 号常规岛正 在进行设备安装,一期工程规划建设两台 号常规岛正 在进行设备安装,一期工程规划建设两台 125 万千瓦万千瓦 AP1000 核电机 组 如果铀 核电机 组 如果铀 235 在中子的轰击下裂变为在中子的轰击下裂变为Sr 和和Xe, 质量, 质量 mU235.043 9 90 03 38 81 13 36 65 54 4 9 u,mn1.008 7 u,mSr89.907 7 u,mXe135.907 2 u,阿伏

28、加德罗 常数 ,阿伏加德罗 常数 NA6.021023 mol 1. (1)写出裂变方程;写出裂变方程; (2)求出一个铀核裂变放出的能量;求出一个铀核裂变放出的能量; (3)若铀矿石的浓度为若铀矿石的浓度为 3%,一期工程建成后,一年将消耗多少吨 铀矿石? ,一期工程建成后,一年将消耗多少吨 铀矿石? 解析:解析:(1)U n SrXe10 n. 2 23 35 59 92 21 1 0 09 90 03 38 81 13 36 65 54 41 1 0 0 (2)裂变过程的质量亏损裂变过程的质量亏损 mmUmnmSrmXe10mn0.1507 u, 释放的能量释放的能量 Emc20.150

29、7931MeV140.3 MeV. (3)核电站一年的发电量核电站一年的发电量 EPt2125107365246060 J7.8841016 J, 由由 ENENAE,得,得 m m m3 3% % M M E EM M 3 3% %N NA AE E g 4.57 7 7. .8 88 84 4 1 10 01 16 6 2 23 35 5 3 3% % 6 6. .0 02 2 1 10 02 23 3 1 14 40 0. .3 3 1 10 06 6 1 1. .6 6 1 10 0 19 107 g45.7 t. 答案:答案:(1)U n SrXe10 n 2 23 35 59 92

30、1 1 0 09 90 03 38 81 13 36 65 54 41 1 0 0 (2)140.3 MeV (3)45.7 t 18(16 分分)1996 年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能 汽车,该车是以太阳能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供给 电动机来驱动的已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为 年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能 汽车,该车是以太阳能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供给 电动机来驱动的已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为 8 m2,正对太阳能产生,正对太阳能产生 120 V 的电压,并对车上的电动机提供的电压,并对车上的电动机提供 1

31、0 A 的电 流,电动机的直流电阻为 的电 流,电动机的直流电阻为 4 ,而太阳光照射到地面处时单位面积上 的辐射功率为 ,而太阳光照射到地面处时单位面积上 的辐射功率为 103 W/m2. (1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的, 即在太阳内部持续不断地进行着热核反应, 太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的, 即在太阳内部持续不断地进行着热核反应,4 个质子聚变为个质子聚变为 1 个氦核个氦核(4 4 2 2 He),写出核反应方程;,写出核反应方程; (2)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率该车的太阳能电池转化太阳光能的效率1是多少?电池把电 能转化成机

32、械能的效率 是多少?电池把电 能转化成机械能的效率2是多大?是多大? (3)若质子、氦核、正电子的静止质量分别为若质子、氦核、正电子的静止质量分别为 mp1.672 610 27 kg、m6.642 510 27 kg、 、me0.000 910 27 kg,一次核反应过程 中释放的能量是多少? ,一次核反应过程 中释放的能量是多少? (4)已知太阳每秒释放的能量为已知太阳每秒释放的能量为 3.81026 J,则太阳每秒减少的质 量为多少千克?若太阳质量减少万分之三,热核反应不能继续进行, 计算太阳能存在多少年 ,则太阳每秒减少的质 量为多少千克?若太阳质量减少万分之三,热核反应不能继续进行,

33、 计算太阳能存在多少年(太阳的质量为太阳的质量为 21030 kg,结果保留一位有效 数字 ,结果保留一位有效 数字)? 解析:解析:(1)核反应方程:核反应方程:4 H He2 e. 1 1 1 14 4 2 20 0 1 1 (2)115%,266.7 %. U UI I P P0 0S S U UI II2 2R R U UI I (3)E(4mpm2me)c24.1510 12 J, , (4)太阳每秒释放的能量为太阳每秒释放的能量为 3.81026 J,则太阳每秒减少的质量为,则太阳每秒减少的质量为 m0.41010 kg, E E c c2 2 太阳的质量为太阳的质量为 21030kg,太阳还能存在的时间为,太阳还能存在的时间为 ts1.51017s5109年年 M M m m 2 2 1 10 03 30 0 3 3 1 10 0 4 0.4 101 10 0 答案:答案:(1)4 H He2 e (2)15% 66.7% 1 1 1 14 4 2 20 0 1 1 (3)4.1510 12J (4)0.41010kg 5109年年

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