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第3章第2节 物态变化 拓展性学习评价
参考答案及解析
（测试时间45分钟 满分100分）
一、选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）
1．如表归纳了固、液、气三态物质的宏观特性和微观特性，表格中①②③处应分别填写（　　）
物态 微观特性 宏观特性
分子间距离 分子间作用力 有无固定形状 有无固定体积
固态 很小 ① 有固定形状 有固定体积
液态 较大 较大 无固定形状 ②
气态 很大 很小 ③ 无固定体积
A．很大；有固定体积；无固定形状 B．很大；无固定体积；有固定形状
C．很小；有固定体积；无固定形状 D．很小；无固定体积；有固定形状
【答案】A
【解析】固态物质分子间距离非常小，相互作用力非常大，所以固体有固定的形状和体积，不具有流动性。故①处是很大；液态物质分子间距较大，相互作用力较大，分子位置不固定，所以液体有固定的体积，无固定形状，具有流动性。故②处是有固定体积；气体分子间距很大，作用力很小，几乎为零，分子极度散乱，宏观上无固定的体积，无固定形状，具有流动性，故③处是无固定形状。
2．如图所示是构成物质的固、液、气三态的分子模型，下列选项正确的是（　　）
A．图甲是物质的气态分子模型
B．物质状态从图乙到图甲过程需要放热
C．物质在图丙状态时分子不做无规则运动
D．物质状态从图乙到图丙时分子间作用力变小
【答案】B
【解析】
A．图甲是物质的液态分子模型，故A错误；
B．物质状态从图乙到图甲过程是气体变为液体属于液化，需要放热，故B正确；
C．物质在图丙状态时分子同样做无规则运动，故C错误；
D．物质状态从图乙到图丙时是气体变为固体，分子间作用力变大，故D错误。
3．液氧转化为氧气的过程中，发生的变化是（　　）
A．混合物变为纯净物 B．分子间的空隙增大
C．分子种类发生变化 D．分子总数增加
【答案】B
【解析】液氧是由氧分子构成，属于纯净物；液氧汽化成氧气，氧分子间的空隙增大，分子种类没有发生变化，分子个数也没有发生变化。
4.下列关于温度、热量和内能的说法正确的是（ ）
A.物体吸收热量，温度一定升高 B.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C.热传递过程中，热量由高温物体传向低温物体 D.物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
【答案】C
5.炎热的夏天，当你走在晒得发烫的柏油路上时，刚巧来了一辆洒水车，撒湿了路面，这时你会感到更加闷热，产生这种感觉的主要原因是（　　）
A．洒水车中的水经过暴晒，温度很高
B．洒水后空气的湿度增加，身上的汗较难蒸发
C．地面上的水反射了阳光，使身体得到更多的热量
D．水蒸发时把地面的热带到了人的身上
【答案】B
【解析】炎热的夏天，被晒得发烫的柏油路温度很高，洒上水后，水会很快蒸发，使周围空气湿度增加，减缓了身体一部分汗液蒸发，人体不能通过汗液蒸发吸热，所以感觉到更加闷热。
6．2024年1月，哈尔滨吸引了众多游客前来尝试“泼水成冰”游戏。“泼水成冰”的游戏需要滚烫的开水在零下30℃以下的极寒环境中才能成功。关于“泼水成冰”的原理说法错误的是（　　）
A．开水提供水蒸气的物态变化过程是升华，升华需要吸热
B．图中水蒸气在极寒环境下遇冷放热直接凝华成小冰晶
C．和“泼水成冰”形成原理相同的自然现象还有霜的形成
D．用滚烫的开水而不用冷水是因为开水在短时间内能提供大量的水蒸气
【答案】A
【解析】开水提供水蒸气的物态变化过程是汽化。
7．二氧化碳气体被压缩、降温到一定程度，就会形成白色的、像雪一样的固体，俗称干冰。干冰被抛到空中，会迅速变为气体，促使其周围水蒸气凝结成水滴或小冰晶，实现人工降雨。下列关于上述描述中包含的物态变化的说法，正确的是（　　）
A．二氧化碳气体变成干冰，是凝华 B．水蒸气凝结成小冰晶，是凝固
C．干冰变成二氧化碳气体，放出热量 D．水蒸气凝结成小水滴，吸收热量
【答案】A
【解析】
A、二氧化碳气体变成干冰，物质由气态变为固态，是凝华的过程，故A正确；
B、水蒸气凝结成小冰晶，物质由气态变为固态，是凝华的过程，故B错误；
C、干冰变成二氧化碳气体，物质由固态变为气态，是升华的过程，升华要吸热，故C错误；
D、水蒸气凝结成小水滴，物质由气态变为液态，是液化的过程，液化要放热，故D错误；
8．冬天，在暖和的教室窗玻璃上会“出汗”。有关这一现象的解释：
①“汗”出在玻璃窗上室内一面； ②“汗”出在玻璃窗上室外一面；
③“汗”是水蒸气液化形成的； ④“出汗”是放热过程。
其中正确的(　　)
A．①③④ B．①②③ C．②③④ D．①②④
【答案】A
【解答】冬天，在暖和的教室窗玻璃上会“出汗”，这是因为热的水蒸气遇到冷的玻璃液化形成的小水滴沾在玻璃上，汗出在室内一面，故正确的是①④⑤，故A正确。
9．把盛有碎冰块的大试管插入烧杯里的碎冰块中，用酒精灯对烧杯底部进行加热，如图所示。当烧杯中的冰块大部分熔化时，试管中的冰（　　）
A．熔化情况不能确定
B．全部熔化
C．一点都没熔化
D．下面的熔化，上面的没熔化
【答案】C
【解析】冰是晶体，若给烧杯中的冰加热时，烧杯中的冰会熔化，但在冰的熔化过程中温度为0℃，保持不变，所以试管中的冰能达到熔点0℃，但试管中的冰和烧杯中的冰的温度相同，试管中的冰不能从烧杯中继续吸热，所以不能熔化。
10．三个试管中分别装甲、乙、丙固体，在相同的加热条件下，甲、乙、丙的温度随时间的变化如图所示。关于甲、乙、丙之间的质量关系，下列推测正确的是（　　）
A．甲的质量大于乙 B．乙的质量小于丙
C．乙的质量大于丙 D．甲的质量小于乙
【答案】D
【解析】晶体熔化图象有一段时间温度不变，非晶体图象随时间增加温度不断上升；由图可知，这三种物质都是晶体；熔点相同可能是一种物质，甲乙熔点相同，可能是同种物质；因为乙熔化的时间比甲长，所以乙的质量比甲的质量大。
11．如图所示四种不同的密封方式，方形容器和小试管中均装有水，对方形容器进行加热至沸腾，则在方形容器中水沸腾的过程中，小试管中的水也能沸腾的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】从液体的沸点与表面气压大小的关系去分析。
12.暑假，小江在两只相同的透明烧杯中分别倒入冰水和热水如图甲、乙，一会儿发现两只烧杯的杯壁上都出现了小水珠。关于小水珠出现的位置，下列说法正确的是( )
A. 甲杯：内壁的液面下方；乙杯：内壁的液面上方
B. 甲杯：外壁的液面下方；乙杯：内壁的液面上方
C. 甲杯：整体的外壁；乙杯：内壁的液面上方
D. 甲杯：整体外壁和内壁的液面上方；乙杯：内壁的液面下方
【答案】B
【解析】甲杯中放的是冰水，杯外的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的外表面的下方；乙杯中装的是热水，杯内温度高，杯内的水蒸气遇冷液化成小水珠附着在玻璃的内表面的上方。
13.在一个与外界隔热的容器内，盛有一些的水，如果将容器内的空气迅速抽去，那么发生的现象是( )
A. 一部分水结成冰，冰和水均为B. 容器内只有的水，水的质量不变
C. 容器内只有的水，水的质量减小 D. 容器内只有以下的冰，水全部被抽走
【答案】A
【解析】用抽气机迅速抽去容器内的空气，造成容器内气压下降，凝固点升高，水的蒸发加快，蒸发吸热，即表面的水从内部的水吸热，造成内部的水放热而凝固为的冰，但水的快速蒸发造成液面上气压变大，快速蒸发不再继续，因而容器内有一部分水结成冰，冰和水的温度均为。
14.在探究水沸腾时温度变化特点的实验中，某同学用如图甲所示的实验装置进行实验，并绘制了如图乙所示的图线现将烧杯中的水冷却至室温，倒掉约三分之一的水，保持其他条件不变，重做上述实验并绘制了图线，此图线是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】水在沸腾过程中温度保持不变，根据图象乙中的可知水的沸点是，水的温度达到开始计时；由于其他条件不变，质量为的水单位时间内从外界获得的热量与原来一样，加热时间与水的质量成正比。倒掉三分之一的水后，剩余三分之二的水，温度同样从加热到，所需加热时间大约是原来的三分之二。从图乙可以看出，图线符合这一规律。
15.容器里装有水，将烧杯底朝上压入水中，如图所示。在标准大气压下对容器底加热。则( )
A. 烧杯内的水不能沸腾，烧杯外的水能沸腾 B. 烧杯内、外的水都能沸腾
C. D. 烧杯内的水温低于烧杯外的水温 D. 烧杯内的水温高于烧杯外的水温
【答案】A
【解析】用酒精灯对容器加热时，容器中的水由于吸热温度逐渐升高，达到沸点，烧杯中的水吸收容器中水的热，温度也会升高，达到沸点；容器中的水温度达到沸点以后，还在继续吸热，所以会沸腾，不断的有水变成水蒸气散发到空气中；由于容器中的水沸腾时温度不变，所以烧杯中的水达到沸点时，与外面的温度相同，不能再吸收热量了，温度也不能继续升高，可是烧杯上面的空气由于温度升高，气压增大，所以烧杯内水的沸点也升高，因此烧杯内水的温度会低于沸点，不能沸腾。
二、填空题（共4小题，每空2分，共30分）
16.酒精灯是实验室中常用的仪器。为探究酒精灯火焰的温度，如图小外同学取一根小木棒放在酒精灯的焰心部位，一定时间后观察现象。
（1）对于“一定时间”较合理的是（　　）
A．2分钟 B．20秒 C．2秒 D．0.2秒
（2）小外要判断火焰不同部分温度的高低，需观察的是　 　；
（3）由实验现象可以得出酒精灯火焰温度最高的部位是　 　。
【答案】（1）C （2）木棒的颜色变化（变焦程度） （3）外焰
【解析】
（1）根据木棒放在火焰上后随加热时间的变化规律判断；
（2）将木棒放在火焰上后，在开始燃烧前会碳化，且温度越高，碳化的越厉害，颜色越深。
（3）木棒碳化程度最高的位置，火焰的温度最高。
17.图甲为某物质的熔化图像，根据图像可知：
（1）第15min时该物质处于　 　（填状态）。
（2）若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中（如图乙），则试管内冰的质量会　 　，冰水混合物的温度会　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】（1）固液共存 （2）增大；不变
18．英国科学家法拉第曾为少年儿童做过一个有趣的“母子火焰”实验，如图所示，试分析：
（1）子火焰中燃烧的是　 　态物质,这是由于部分蜡烛发生了 （填物态变化）。
（2）该实验成功的关键是导管不宜太长，原因是　 　。
【答案】气；升华； 若导管过长，气态物质会在导管中冷凝，不能从导管末端排出
【解析】
（1）部分蜡烛受热直接从固态升华为气态的气体，所以子火焰中燃烧的是气态物质。
（2）若导管过长，气态物质会在导管中冷凝，不能从导管末端排出。
19.阅读短文，回答问题。
汽车防冻液
汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高。为了确保安全，可用水循环进行冷却。实际上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液原液，加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾。有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比。
防冻液含量
混合液的凝固点
混合液的沸点
在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果，故混合液中防冻液的含量不宜过高。
在混合液中，如果防冻液含量由逐渐增大到，则混合液凝固点的变化情况是______；沸点变化的情况是______。
A.逐渐升高 逐渐降低 先升高后降低 先降低后升高
若某地常年最低气温为，对该地区汽车来说，在下列不同防冻液含量的混合液中，宜选______。
A.
请在图中作出混合液沸点与防冻液含量的关系图象；且由图象可以推知，防冻液的含量达到时，
混合液的沸点大约是______。
长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少，与原来相比，混合液的沸点______选填“升高”、
“降低”或“不变”。
【答案】 升高
【解析】观察表中数据得出，当防冻液含量由逐渐增大到时，混合液凝固点先降低后升高，沸点变化特点是逐渐升高；
某地常年最低气温为，由于混合液的凝固点比本地常年最低气温低，则混合液的凝固点约为，由表中数据可知选择和的防冻液，而混合液中防冻液的含量不宜过高，所以选择的防冻液较为合适；
混合液沸点与防冻液含量的关系图象如图所示：
由图象可以找出当防冻液的含量达到时，混合液的沸点为。
与原来相比，水箱内的水由于汽化而减少，防冻液的含量增大，使混合液的沸点升高。
三、实验探究题（共3小题，每空2分，共20分）
20．某科学兴趣小组的同学在学习了影响蒸发快慢的因素后，决定探究液体蒸发快慢与液体种类的关系。他们选择了水和酒精进行实验如图所示。
（1）兴趣小组的同学将A、B两个容器放在同一通风的环境中，还需设置B组的温度为 　 　 ℃。
（2）该兴趣小组的同学根据实验过程，描绘了容器中水和酒精在蒸发时体积随时间的变化图像，其中C为酒精，D为水。则可以得出的结论是 　 　 。
（3）环境中的湿度越大，水分蒸发越慢，如果将A组的环境湿度调节为50%，请在图中画出容器中水的体积随时间的变化曲线。
【答案】（1）30；（2）当其他因素全部相同时，酒精的蒸发速度比水快；（3）见解答。
【解析】
（1）由控制变量法可知，A、B两个容器的液体种类不同，是探究液体蒸发快慢与液体种类的关系，所以控制液体的初温相同，A中的水温度是30℃，所以B中的酒精也要设置为30℃；
（2）由图可知，全部蒸发完，水用时较长，由此可以得出：当其他因素全部相同时，酒精的蒸发速度比水快；
（3）环境中的湿度越大，水分蒸发越慢，相同的水，用时就要越长，如下图：
21．小科学习了水的三态变化后，进行了“探究水沸腾时温度变化的特点”实验：
（1）烧杯盖子侧边开一小孔是为了避免 　 　 对实验的影响。
（2）由图像乙可知，当地大气压 　 　 标准大气压（选填“高于”、“等于”或“低于”）。
（3）为了实验的严谨性，小科想再做一次实验。就往烧杯中加了一些冷水，用同样热源将水再次加热到沸腾，下面最符合加入冷水后温度随时间变化的图像是 　 　 。
A.B.C.D.
（4）图乙中三条实验记录图像中，b表示第一次实验，则可以表示第二次实验的是 　 　 （选填“a”“b”或“c”）。
【答案】（1）大气压；（2）小于；（3）D；（4）a。
【解析】
（1）烧杯盖子侧边开一小孔，使烧杯内外气压相同，避免大气压对实验的影响；
（2）由图乙可知，水的沸点为98℃，一标准大气压的沸点为100℃，故此时当地气压小于标准大气压；
（3）就往烧杯中加了一些冷水，水的温度瞬间下降，通过加热温度再慢慢上升，因为大气压不变，故水的沸点不变，故D正确；
（4）b表示第一次实验，第二次加水后，水的温度降低，随着加热温度慢慢升高，因为加水后水的质量变大，根据Q＝cmΔt可知，若温度变化相同，质量变大时，需要吸收的热量多，即加热时间长，故a符合要求。
22．寒冷的冬天，小舟发现水结成了冰，而旁边的糖水却没有结冰。水中加糖能改变水的凝固点吗？小舟取两支规格相同的试管，常温下分别加入等质量的水和糖水，放置在﹣8℃的恒温箱中一段时间，观察并记录试管中液体的结冰情况，结果如表所示：
1分钟 3分钟 5分钟 6分钟 9分钟 12分钟
水 没有结冰 开始结冰 冰块较多 完全结冰 完全结冰 完全结冰
糖水 没有结冰 没有结冰 开始结冰 结冰较多 完全结冰 完全结冰
（1）小舟完成上述实验需要用到的测量工具有 　 　 。
（2）分析表中实验结果，小舟认为在水中加糖可以改变凝固点。小普认为，该结论的证据还不够充分，请你分析完善该实验还需要进行的测量操作是 　 　 。
（3）完善实验后，小舟同学用食盐重复上述实验，观察到同样的现象。请结合该实验现象和结论，分析有冰雪的冬天，公路上撒上食盐冰雪更易熔化的原因：　 　 。
【答案】（1）秒表、天平；（2）测量糖水和水凝固时的温度；（3）食盐可以降低冰雪的熔点。
【解析】
（1）本实验中需要测量出水和糖水结冰的时间及它们的质量，故完成上述实验需要用到的测量工具有秒表、天平；
（2）等质量的水和糖水，放置在﹣8℃的恒温箱中，水先结冰，糖水后结冰，测量出糖水和水凝固时的温度，可以说明水中加糖可以改变凝固点；
（3）在有冰雪的公路上撒上食盐，能够降低冰雪的熔化温度，使冰雪更易融化。
四、简答题（共3小题，23小题各6分，24小题4分，25小题10分，共20分）
23．为了研究物态变化的规律，兴趣小组进行了如图甲所示的实验：将装有液态海波的大试管放入盛有冷水的烧杯中，根据温度计a和b的示数，绘制了海波和水的温度随时间变化的图像，如图乙所示。（忽略外界温度对实验的影响）
（1）根据乙图中a、b曲线的变化情况分析，在8～10min时间段，海波是否仍在凝固？　 　 。为什么？　 　 。
（2）图丙是兴趣小组建构的物质三态变化模型的部分内容。则第3min时，试管内的海波状态对应该模型中的 　 　 （选填“A”、“B”或“C”）状态。
【答案】（1）停止凝固；海波与水的温度相等，不能继续放热；（2）B。
【解析】
（1）由图乙可知，海波在第5min开始凝固，在凝固过程中温度保持48℃不变，故海波的凝固点为48℃；
（2）冷水的温度在0～8min逐渐上升，8min时上升的48℃，此时海波的温度同样为48℃，两者的温度相同，海波不能继续放热，不能凝固，故在8～10min时间段，海波的凝固已经停止；
（3）物质有三种状态，A为固态，吸热熔化为液态B，液态B吸热变为气态C，气态C放热直接变为固态A，此过程为凝华；由图乙可知第3min时海波还没有开始凝固，所以此时状态为液态，故第3min时，试管内的海波状态对应该模型中的B。
24．为了验证装在试管里的固态碘在受热时能直接变成气体而不是先变成液体再变成气体，甲同学直接将试管放在酒精灯火焰上，如图甲所示；乙同学将盛有碘的烧杯浸入热水槽中，如图乙所示，上网查阅得知：碘的熔点是114℃、沸点是184.35℃；水的沸点是100℃，酒精灯火焰温度约为400℃．请分析这两个实验方法中_____（选填“甲”或“乙”）同学的更合理。理由是 。
【答案】 乙 理由见解析。
【解析】甲方法中酒精灯火焰温度约为400℃，在加热过程，温度已经超过了碘的熔点，碘可能先熔化，由固态变成液态，再汽化，由液态变成气态的碘蒸汽，不一定是碘由固态直接变成气态的升华现象。乙的方法中，烧杯中水的温度最高为100℃，碘达不到熔点温度，不会发生熔化现象，碘一直处于固态，出现的碘蒸汽只能是固态直接变成的，能更好地说明碘的升华，因此乙的方法更合理。
25.阅读短文，回答问题。
奔跑的水滴水滴入温度比沸点略高的热锅中，很快就汽化了。当把锅加热到温度很高时，水滴入锅中后会不停滚动，到处乱跑，这个过程能持续几十秒甚至几分钟，这种现象就是莱顿弗罗斯特现象，也叫莱顿弗罗斯特效应莱氏效应。
年荷兰物理学家赫尔曼首先发现了莱顿弗罗斯特现象，因德国科学家莱顿弗罗斯特的深入研究而得名。年，莱顿弗罗斯特深入研究后发现：当水或其它液体接触炙热物体表面时，接触处的液体急剧汽化，形成一层蒸汽膜，蒸汽托住液滴，使液滴与物体表面分离，蒸汽的溢出会导致液滴的滚动。当物体温度达到莱顿弗罗斯特点时，液体便会产生莱顿弗罗斯特现象，粗略测量水在平底锅中的莱顿弗罗斯特点约为，莱顿弗罗斯特现象也适用于固体。
莱氏效应主要应用于航天科学。生活中，厨师热锅时，会向锅里滴几滴水来判断锅是否够热。在传统的过火堆仪式中，表演者先沾湿双脚，光脚快速走过火堆，而不易被烫伤。年，旨在关注渐冻人症的“冰桶挑战”活动风靡全球，但俄罗斯科学家安东科诺瓦洛夫似乎觉得还不够劲，他把一桶零下的液氮倒在头上，人却安然无恙。以上危险活动，非专业人士切不可尝试
（1）莱氏效应表明，水蒸气的导热性能比水______选填“好”或者“差”；
（2）发生莱氏效应时，水的沸点______选填“升高”、“不变”或者“降低”；
（3）挑战者将液氮浇在身上，人却安然无恙，是因为液氮______填写物态变化名称成氮蒸气对人体起到
了保护作用；
（4）下列说法正确的是______。
A.只有液体才能发生莱氏效应 B.锅的温度越高，滴入锅中的水汽化就越快
C.只要锅的温度高于水的沸点就能发生莱氏效应 D.发生莱氏效应时水的汽化速度减缓
（5）下列现象不能用菜顿弗罗斯特现象解释的是______。
A.表演者徒手快速劈开高温铁水
B.冰块放入铁锅中与锅接触的部分很快化开了，而上半部分没有变化
C.湿润的手指快速掐灭蜡烛的火焰，而手指没有烫伤
D.烧红的铁锅打入鸡蛋，晃动铁锅时鸡蛋在锅中来回滑动，不用油也能实现不粘锅的效果
【答案】差 不变 汽化
【解析】
（1）发生莱氏效应时，水滴和高温物体表面之间形成一层蒸汽膜，使水汽化的变慢，说明水蒸气的导热性能比水差；
（2）水的沸点跟大气压有关，发生莱氏效应时大气压并没有发生变化，所以水的沸点不变；
（3）挑战者将液氮浇在身上，液氮从人体吸热，使液氮从液态变为气态，属于汽化现象；
（4）
A.莱顿弗罗斯特现象也适用于固体，故A错误；
B、由于莱顿弗罗斯特现象，锅加热到温度很高时，水滴能持续几十秒甚至几分钟，故B错误；
C、当物体温度达到莱顿弗罗斯特点时，液体便会产生莱顿弗罗斯特现象，粗略测量水在平底锅中的
莱顿弗罗斯特点约为，并不是锅的温度高于水的沸点就能发生莱氏效应，故C错误；
D、发生莱氏效应时，水滴和高温物体表面之间形成一层蒸汽膜，使水汽化的变慢，故D正确；
（5）
A.表演者徒手快速劈开高温铁水时，手表面的水急剧汽化，在手和铁水之间形成一层蒸汽膜，从而
保护手指，可以用莱顿弗罗斯特效应解释，故A正确；
B、冰块放入铁锅中，冰块与锅接触的部分很快化开了，而上半部分却没有变化，是因为冰块与锅接
触的部分吸热较快，熔化较快，不属于莱顿弗罗斯特效应，故B错误；
C、湿润的手指快速掐灭蜡烛的火焰，手指表面的水急剧汽化，在手和火焰之间形成一层蒸汽膜，从
而保护手指，可以用莱顿弗罗斯特效应解释，故C正确；
D、烧红的普通铁锅打入鸡蛋，鸡蛋中的水分急剧汽化，在鸡蛋和铁锅之间形成一层蒸汽膜，从而保
护鸡蛋，可以用莱顿弗罗斯特效应解释，故D正确；
故选：。
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