届高考备考物理二轮复习专题特训 固体液体气体解析版.docx
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届高考备考物理二轮复习专题特训固体液体气体解析版
固体、液体、气体【原卷】
1.(2020·广东汕头联考)一定量的理想气体从状态a开始,经历ab、bc、ca三个过程回到原状态,其VT图象如图所示.下列判断正确的是( )
A.ab过程中气体一定放热B.ab过程中气体对外界做功
C.bc过程中气体内能保持不变D.bc过程中气体一定吸热
E.ca过程中容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定减小
2.(2020·广西桂林模拟)一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,
其VT图象如图所示,pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强,下列判断正确的是( )
A.过程ab中气体一定吸热B.pc=pb>pa
C.过程bc中分子势能不断增大D.过程bc中每一个分子的速率都减小
E.过程ca中气体吸收的热量等于对外界做的功
3.(2020·山东济南五校联考)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在( )
A.ab过程中不断增加B.bc过程中保持不变
C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变
E.da过程中不断增大
4.如图所示,在长为L=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内,用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体,管内外气体的温度均为33℃,大气压强p0=76cmHg.
(1)若缓慢对玻璃管加热,当水银柱上表面与管口刚好相平时,求管中气体的温度为多少摄氏度;
(2)若保持管内温度始终为33℃,现将水银缓慢注入管中,直到水银柱上表面与管口相平,求此时管中气体的压强.
5.(2020·福建龙岩市3月质量检查)如图所示,在固定的汽缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞面积之比为SA∶SB=1∶2,两活塞与穿过B汽缸底部的刚性细杆相连,活塞与汽缸、细杆与汽缸间摩擦不计且不漏气.初始时,A、B中气体的体积皆为V0,A中气体压强pA=1.5p0,p0是汽缸外的大气压强(保持不变).现对A中气体缓慢加热,并保持B中气体的温度不变,当A中气体的压强增大到pA′=2p0时,求B中气体的体积VB.
6.(2020·安徽合肥模拟)如图所示,上端开口的光滑圆形汽缸竖直放置,截面面积为20cm2的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底一定距离处设有卡环a、b,使活塞只能向上滑动,开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强等于大气压强p0=1.0×105Pa,温度为27℃,现缓慢加热汽缸内气体,
当温度缓慢升高为57℃时,活塞恰好要离开a、b,重力加速度大小g取10m/s2,求活塞的质量.
7.一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p-V图线描述,其中D→A为等温线,气体在状态A时温度为TA=300K,求:
(1)气体在状态C时的温度TC;
(2)若气体在A→B过程中吸热1000J,则在A→B过程中气体内能如何变化?
变化了多少?
8.对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是( )
A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈
B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈
C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小
D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小
9.(多选)(2020·辽宁葫芦岛市第一次模拟)回热式制冷机是一种深低温设备,制冷极限约50K.某台回热式制冷机工作时,一定质量的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图9所示的四个过程,已知状态A和B的温度均为27℃,状态C和D的温度均为-133℃,下列判断正确的是( )
A.气体由状态A到B过程,温度先升高后降低
B.气体由状态B到C过程,内能保持不变
C.气体由状态C到D过程,分子间的平均间距减小
D.气体由状态C到D过程,气体对外做功
E.气体由状态D到A过程,其热力学温度与压强成正比
10.(2020·东北三省四市高三联考)用销钉固定的导热活塞将竖直放置的导热汽缸分隔成A、B两部分,每部分都封闭有气体,此时A、B两部分气体压强之比为5︰3,上下两部分气体体积相等.(外界温度保持不变,不计活塞和汽缸间的摩擦,整个过程不漏气).
(1)如图甲,若活塞为轻质活塞,拔去销钉后,待其重新稳定时B部分气体的体积与原来体积之比;
(2)如图乙,若活塞的质量为M,横截面积为S,拔去销钉并把汽缸倒置,稳定后A、B两部分气体体积之比为1︰2,重力加速度为g,求后来B气体的压强.
11.(2020·山东潍坊市二模)关于固体、液体的性质,下列说法正确的是( )
A.非晶体不可能转化为晶体
B.单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点
D.玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,这是由于表面张力的作用
E.唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”,诗中荷叶和露水表现为不浸润
12.下列说法不正确的是( )
A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面上,这是水表面存在表面张力的缘故
B.在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体内分子间有相互吸引力
C.将玻璃管道裂口放在火上烧,它的尖端就变圆,是熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面要收缩到最小的缘故
D.漂浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是油滴液体呈各向同性的缘故
E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开.这是水膜具有表面张力的缘故
13.(2020·河北省衡水中学高三模拟)以下对固体和液体的认识,正确的有( )
A.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体
B.液体与固体接触时,如果附着层内分子比液体内部分子稀疏,表现为不浸润
C.影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距
D.液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功
E.车轮在潮湿的地面上滚过后,车辙中会渗出水,属于毛细现象
14.(多选)(2020·安徽淮南市第二次模拟)下列说法中正确的是( )
A.水与酒精混合后的总体积小于混合前两者体积之和,说明水与酒精分子间均存在间隙
B.在一锅水中撒一些胡椒粉,加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚,说明温度越高,布朗运动越剧烈
C.某些细小的昆虫能够在水面上自由运动而不下沉,说明水的表面具有张力作用
D.冰块打碎后具有各种不同的形状,说明冰不是晶体
E.当人们感觉到很潮湿时,空气的相对湿度一定很大
15.(2020·辽宁锦州模拟)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡,用烧热的针接触其上一点,蜡熔化的范围如图所示.甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图所示,则( )
A.甲、乙为非晶体,丙是晶体
B.甲、丙为晶体,乙是非晶体
C.甲、丙为非晶体,乙是晶体
D.甲为多晶体,乙为非晶体,丙为单晶体
16.若已知大气压强为p0,在图中各装置均处于静止状态,图中液体密度均为ρ,求被封闭气体的压强.
17.如图中两个汽缸质量均为M,内部横截面积均为S,两个活塞的质量均为m,左边的汽缸静止在
水平面上,右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下.两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B,大气压
为p0,重力加速度为g,求封闭气体A、B的压强各多大?
18.如图,一粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内有一段高度为2.0cm的水银柱,水银柱下密封了一定量的理想气体,水银柱上表面到管口的距离为2.0cm.若将细管倒置,水银柱下表面恰好位于管口处,且无水银滴落,管内气体温度与环境温度相同.已知大气压强为76cmHg,环境温度为296K.
(1)求细管的长度;
(2)若在倒置前,缓慢加热管内被密封的气体,直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止,求此时密封气体的温度.
19.在两端封闭、粗细均匀的U形细玻璃管内有一段水银柱,水银柱的两端各封闭有一段空气.当U形管两端竖直朝上时,左、右两边空气柱的长度分别为l1=18.0cm和l2=12.0cm,左边气体的压强为12.0cmHg.现将U形管缓慢平放在水平桌面上,没有气体从管的一边通过水银逸入另一边.求U形管平放时两边空气柱的长度.在整个过程中,气体温度不变.
20.(2020·河南郑州市第二次质量检测)如图所示,一个内壁光滑的汽缸竖直放置,其侧壁绝热,内有两个厚度不计的密闭活塞,将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分.活塞A导热且质量不计,活塞B绝热,质量为m=10kg.初状态整个装置静止不动且处于平衡状态,Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0=12cm,温度为T0=300K.现保持环境温度、外界大气压强不变,通过汽缸的导热底面给Ⅱ气体加热至T=600K,同时在活塞A上逐渐添加细砂,保持活塞B的位置始终不变,最终活塞A下降的高度为h(未知)时,两部分气体重新处于平衡.已知外界大气压强p0=1×105Pa,活塞横截面积S=1.0×10-3m2,g=10m/s2.试求:
(1)最终气体平衡时,Ⅱ气体的压强;
(2)活塞A下降的高度h.
21.如图所示,有两个不计质量和厚度的活塞M、N,将两部分理想气体A、B封闭在绝热汽缸内,温度均是27℃.M活塞是导热的,N活塞是绝热的,均可沿汽缸无摩擦地滑动,已知活塞的横截面积均为S=2cm2,初始时M活塞相对于底部的高度为h1=27cm,N活塞相对于底部的高度为h2=18cm.现将一质量为m=1kg的小物体放在M活塞的上表面上,活塞下降.已知大气压强为p0=1.0×105Pa.(取g=10m/s2)
(1)求下部分气体的压强;
(2)现通过电热丝对下部分气体进行缓慢加热,使下部分气体的温度变为127℃,求稳定后活塞M、N距离底部的高度.
22.一质量M=10kg、高度L=35cm的圆柱形汽缸,内壁光滑,汽缸内有一薄活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞质量m=4kg、截面积S=100cm2.温度t0=27℃时,用绳子系住活塞将汽缸悬挂起来,如图甲所示,汽缸内气体柱的高L1=32cm.如果用绳子系住汽缸底,将汽缸倒过来悬挂起来,如图乙所示,汽缸内气体柱的高L2=30cm,两种情况下汽缸都处于竖直状态,重力加速度g取9.8m/s2.
(1)求当时的大气压强;
(2)图乙状态时,在活塞下挂一质量m′=3kg的物体,如图丙所示,则温度升高到多少时,活塞将从汽缸中脱落?
23.(2020·甘肃兰州市三诊)一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化,问:
(1)已知从A到B的过程中,气体的内能减少了300J,则从A到B气体吸收或放出的热量是多少;
(2)试判断气体在状态B、C的温度是否相同.如果知道气体在状态C时的温度TC=300K,则气体在状态A时的温度为多少.
24.如图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的VT图象.已知气体在状态A时的压强是1.5×105
Pa.
(1)写出A→B过程中压强变化的情形,并根据图象提供的信息,计算图甲中TA的温度值.
(2)请在图乙坐标系中,作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的pT图象,并在图线相应的位置上标出字母A、B、C.如果需要计算才能确定的有关坐标值,请写出计算过程.
固体、液体、气体【解析卷】
1.(2020·广东汕头联考)一定量的理想气体从状态a开始,经历ab、bc、ca三个过程回到原状态,其VT图象如图所示.下列判断正确的是( )
A.ab过程中气体一定放热B.ab过程中气体对外界做功
C.bc过程中气体内能保持不变D.bc过程中气体一定吸热
E.ca过程中容器壁单位面积受到气体分子的撞击力一定减小
【答案】 ADE
【解析】由图示图象可知,ab过程气体发生等温变化,气体内能不变,体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律ΔU=Q+W可知,气体放出热量,故A正确,B错误;由图象可知,bc过程气体体积不变而温度升高,气体内能增大,气体不做功,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故C错误,D正确;根据理想气体状态方程
=
,因Vc
2.(2020·广西桂林模拟)一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,
其VT图象如图所示,pa、pb、pc分别表示状态a、b、c的压强,下列判断正确的是( )
A.过程ab中气体一定吸热B.pc=pb>pa
C.过程bc中分子势能不断增大D.过程bc中每一个分子的速率都减小
E.过程ca中气体吸收的热量等于对外界做的功
【答案】:
ABE
【解析】:
由题图知,该理想气体从a到b为等容变化,外界对气体做功为零,温度升高,内能增大,根据ΔU=Q+W,可知气体一定吸热,选项A正确;从b到c为等压变化,故pc=pb,而从a到b为等容变化,根据查理定律可知温度升高,压强变大,故pb>pa,选项B正确;理想气体没有分子势能,选项C错误;从b到c,温度降低,分子的平均动能降低,平均速率减小,但不是每一个分子的速率都减小,选项D错误;从c到a,气体发生等温变化,内能不变,气体对外界做功,吸收热量,根据ΔU=Q+W可知,气体吸收的热量等于对外界做的功,选项E正确.
3.(2020·山东济南五校联考)一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程,其中bc的延长线通过原点,cd垂直于ab且与水平轴平行,da与bc平行,则气体体积在( )
A.ab过程中不断增加B.bc过程中保持不变
C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变
E.da过程中不断增大
【答案】:
ABE
【解析】:
因为bc的延长线通过原点,所以bc是等容线,即气体体积在bc过程中保持不变,B正确;ab是等温线,压强减小则体积增大,A正确;cd是等压线,温度降低则体积减小,C错误;连接aO交cd于e点,如图所示,则ae是等容线,即Va=Ve,因为Vd 4.如图所示,在长为L=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内,用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体,管内外气体的温度均为33℃,大气压强p0=76cmHg. (1)若缓慢对玻璃管加热,当水银柱上表面与管口刚好相平时,求管中气体的温度为多少摄氏度; (2)若保持管内温度始终为33℃,现将水银缓慢注入管中,直到水银柱上表面与管口相平,求此时管中气体的压强. 【答案】: (1)45℃ (2)85cmHg 【解析】: (1)设玻璃管横截面积为S,以管内封闭气体为研究对象,气体经历等压膨胀过程 初状态: V1=51S,T1=(273+33)K=306K 末状态: V2=53S, 由盖-吕萨克定律有 = 解得T2=318K,t2=45℃. (2)当水银柱上表面与管口相平,设此时管中水银柱长度为H,管内气体经历等温压缩过程, 由玻意耳定律有p1V1=p2V2 即p1·51S=p2(57-H)S p1=(76+4)cmHg=80cmHg p2=(76+H)cmHg 解得H=9cm,故p2=85cmHg. 5.(2020·福建龙岩市3月质量检查)如图所示,在固定的汽缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞面积之比为SA∶SB=1∶2,两活塞与穿过B汽缸底部的刚性细杆相连,活塞与汽缸、细杆与汽缸间摩擦不计且不漏气.初始时,A、B中气体的体积皆为V0,A中气体压强pA=1.5p0,p0是汽缸外的大气压强(保持不变).现对A中气体缓慢加热,并保持B中气体的温度不变,当A中气体的压强增大到pA′=2p0时,求B中气体的体积VB. 【答案】 1.5V0 【解析】 对活塞受力分析,由平衡条件得 pASA+pBSB=p0(SA+SB) pA′SA+pB′SB=p0(SA+SB) 已知SB=2SA,pA=1.5p0 可得pB= p0,pB′= p0 对B中的气体,由玻意耳定律得: pBV0=pB′VB 解得: VB=1.5V0. 6.(2020·安徽合肥模拟)如图所示,上端开口的光滑圆形汽缸竖直放置,截面面积为20cm2的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底一定距离处设有卡环a、b,使活塞只能向上滑动,开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强等于大气压强p0=1.0×105Pa,温度为27℃,现缓慢加热汽缸内气体, 当温度缓慢升高为57℃时,活塞恰好要离开a、b,重力加速度大小g取10m/s2,求活塞的质量. 【答案】 2kg 【解析】 活塞刚要离开a、b时,对活塞有p2S=p0S+mg 解得p2=p0+ 气体的状态参量为T1=300K,p1=1.0×105Pa,T2=330K 因为V1=V2,所以根据查理定律有 = 代入数据解得m=2kg 7.一定质量的理想气体,状态从A→B→C→D→A的变化过程可用如图所示的p-V图线描述,其中D→A为等温线,气体在状态A时温度为TA=300K,求: (1)气体在状态C时的温度TC; (2)若气体在A→B过程中吸热1000J,则在A→B过程中气体内能如何变化? 变化了多少? 【答案】 (1)375K (2)气体内能增加 增加了400J 【解析】 (1)D→A为等温线,则TD=TA=300K,C到D过程由盖-吕萨克定律得: = 解得TC=375K. (2)A→B过程压强不变,体积增大,气体对外做功 W=-pΔV=-2×105×3×10-3J=-600J 由热力学第一定律得: ΔU=Q+W=1000J-600J=400J 则气体内能增加了400J. 8.对于一定量的稀薄气体,下列说法正确的是( ) A.压强变大时,分子热运动必然变得剧烈 B.保持压强不变时,分子热运动可能变得剧烈 C.压强变大时,分子间的平均距离必然变小 D.压强变小时,分子间的平均距离可能变小 【答案】BD 【解析】: .压强变大时,气体的温度不一定升高,分子的热运动不一定变得剧烈,故选项A错误;压强不变时,若气体的体积增大,则气体的温度会升高,分子热运动会变得剧烈,故选项B正确;压强变大时,由于气体温度不确定,则气体的体积可能不变,可能变大,也可能变小,其分子间的平均距离可能不变,也可能变大或变小,故选项C错误;压强变小时,气体的体积可能不变,可能变大也可能变小,所以分子间的平均距离可能不变,可能变大,可能变小,故选项D正确. 9.(多选)(2020·辽宁葫芦岛市第一次模拟)回热式制冷机是一种深低温设备,制冷极限约50K.某台回热式制冷机工作时,一定质量的氦气(可视为理想气体)缓慢经历如图9所示的四个过程,已知状态A和B的温度均为27℃,状态C和D的温度均为-133℃,下列判断正确的是( ) A.气体由状态A到B过程,温度先升高后降低 B.气体由状态B到C过程,内能保持不变 C.气体由状态C到D过程,分子间的平均间距减小 D.气体由状态C到D过程,气体对外做功 E.气体由状态D到A过程,其热力学温度与压强成正比 【答案】ADE 【解析】状态A和B的温度相等,根据 =C,经过A、B的等温线应是过A、B的双曲线的一部分,沿直线由A到B,pV先增大后减小,所以温度先升高后降低,故A正确;气体由状态B到C过程,体积不变,根据 =C,压强减小,温度降低,内能减小,故B错误;气体由状态C到D过程,体积增大,分子间的平均间距增大,故C错误;气体由状态C到D过程,体积增大,气体对外做功,故D正确;气体由状态D到A过程,体积不变,根据 =C,其热力学温度与压强成正比,故E正确. 10.(2020·东北三省四市高三联考)用销钉固定的导热活塞将竖直放置的导热汽缸分隔成A、B两部分,每部分都封闭有气体,此时A、B两部分气体压强之比为5︰3,上下两部分气体体积相等.(外界温度保持不变,不计活塞和汽缸间的摩擦,整个过程不漏气). (1)如图甲,若活塞为轻质活塞,拔去销钉后,待其重新稳定时B部分气体的体积与原来体积之比; (2)如图乙,若活塞的质量为M,横截面积为S,拔去销钉并把汽缸倒置,稳定后A、B两部分气体体积之比为1︰2,重力加速度为g,求后来B气体的压强. 【答案】: (1)3∶4 (2) 【解析】: (1)设拔去销钉之前A气体的体积为V,由玻意耳定律得 pAV=pA′(V+ΔV),pBV=pB′(V-ΔV), 又pA′=pB′, = 解得ΔV= V, 则B部分气体体积与原来的体积之比为3∶4 (2)初始状态: = 最终平衡状态: pA′=pB′+ 设汽缸总容积为V,A、B两部分气体做等温变化 pA =pA′ ,pB =pB′ 联立得到pB′= 11.(2020·山东潍坊市二模)关于固体、液体的性质,下列说法正确的是( ) A.非晶体不可能转化为晶体 B.单晶体有确定的熔点,多晶体没有确定的熔点 C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点 D.玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,这是由于表面张力的作用 E.唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”,诗中荷叶和露水表现为不浸润 【答案】 CDE 【解析】 有的非晶体在一定条件下可以转化为晶体,选项A错误;单晶体和多晶体都有确定的熔点,选项B错误. 12.下列说法不正确的是( ) A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面上,这是水表面存在表面张力的缘故 B.在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体内分子间有相互吸引力 C.将玻璃管道裂口放在火上烧,它的尖端就变圆,是熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面要收缩到最小的缘故 D.漂浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是油滴液体呈各向同性的缘故 E.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开.这是水膜具有表面张力的缘故 【答案】BDE. 【解析】: 水的表面张力托起针,A正确;B、D两项也是表面张力原因,故B、D均错误,C正确;在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开是因为大气压的作用,E错误. 13.(2020·河北省衡水中学高三模拟)以下对固体和液体的认识,正确的有( ) A.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体 B.液体与固体接触时,如果附着层内分子比液体内部分子稀疏,表现为不浸润 C.影响蒸发快慢以及人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一气温下水的饱和汽压的差距 D.液体汽化时吸收的热量等于液体分子克服分子引力而做的功 E.车轮在潮湿的地面上滚过后,车辙中会渗出水,属于毛细现象 【答案】: BCE 【解析】: 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明云母片是晶体,故A错误.液体与固体接触时,如果附着层内分子比液体内部分子稀疏,分子力为引力表现为不浸润,故B正确.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气的相对湿度B= ×100%,即空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距,故C正确.液体汽化时,液体分子离开液体表面成为气体分子,要克服其他液体分子的吸引而做功,因此要吸收能量,液体汽化过程中体积增大很多,体积膨胀时要克服外界气压做功,即液体的汽化热与外界气体的压强有关,且也要吸收能量,故D错误.车轮在潮湿的地面上滚过后,车辙中会渗出水,属于毛
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