K12学习高考物理学史知识点及真题整理.docx
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K12学习高考物理学史知识点及真题整理
高考物理学史知识点及真题整理
鉴于每年高考中都会考到物理学史的相关知识，为便于同学们更好地复习备战201x年高考，本资料从教科书及历次模拟考试试卷中把有关物理学史的内容按“力学”、“热学”、“电、磁学”、“光学、原子物理”、“量子力学”总结成文，供同学们复习参考。
一、力学中的物理学史
1、前384年—前322年，古希腊杰出思想家亚里士多德：
在对待“力与运动的关系”问题上，错误的认为“维持物体运动需要力”。
2、1638年意大利物理学家伽利略：
最早研究“匀加速直线运动”；论证“重物体不会比轻物体下落得快”的物理学家；利用著名的“斜面理想实验”得出“在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去即维持物体运动不需要力”的结论；
伽利略还发明了空气温度计；理论上验证了落体运动、抛体运动的规律；还制成了第一架观察天体的望远镜；第一次把“实验”引入对物理的研究，开阔了人们的眼界，打开了人们的新思路；发现了“摆的等时性”等。
3、1683年，英国科学家牛顿：
总结三大运动定律、发现万有引力定律。
另外牛顿还发现了光的色散原理；创立了微积分、发明了二项式定理；研究光的本性并发明了反射式望远镜。
其最有影响的著作是《自然哲学的数学原理》。
4、1798年英国物理学家卡文迪许：
利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量
G=×11N·m/kg。
5、1905年爱因斯坦：
提出狭义相对论，经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
即“宏观”、“低速”是牛顿运动定律的适用范围。
二、热学中的物理学史
1、1827年英国植物学家布朗：
发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象——布朗运动。
2、1661年英国物理学家玻意耳发现：
一定质量的气体在温度不变时，它的压强与体积成反比
3、1787年法国物理学家查理发现：
一定质量的气体在体积不变时，它的压强与热力学温度成正比
4、1802年法国物理学家盖·吕萨克发现：
一定质量的气体在压强不变时，它的体积与热力学温度成正比
三、电、磁学中的物理学史
1、1785年法国物理学家库仑：
类比万有引力定律，通过实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。
并测量出了静电力常量k=×10^9N·m/C
2、1826年德国物理学家欧姆：
通过实验得出导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比即欧姆定律。
3、1820年，丹麦物理学家奥斯特：
电流可以使周围的磁针发生偏转，称为电流的磁效应。
4、1831年英国物理学家法拉第：
发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象。
22-1122
5、1834年，俄国物理学家楞次：
确定感应电流方向的定律——楞次定律。
6、1864年英国物理学家麦克斯韦：
预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，并从理论上得出光速等于电磁波的速度，为光的电磁理论奠定了基础。
7、1888年德国物理学家赫兹：
用莱顿瓶所做的实验证实了电磁波的存在并测定了电磁波的传播速度等于光速并率先发现“光电效应现象”。
四、光学、原子物理中的物理学史
1、历史上关于光的本质有两种学说：
一种是牛顿主张的微粒说——认为光是光源发出的一种物质微粒；一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说——认为光是在空间传播的某种波。
2、1800年，英国物理学家赫谢尔发现红外线。
红外线具有明显的热效应。
应用：
红外遥感和红外高空摄影。
3、1801年，英国物理学家托马斯·杨：
通过“杨氏双缝干涉实验”观察到了光的干涉现象，证实了光的波动性。
4、1801年，德国物理学家里特发现紫外线。
紫外线具有明显的化学作用、荧光效应。
应用：
杀菌、消毒、黑光灯灭害虫。
5、1818年，法国科学家泊松：
观察到光的圆板衍射——泊松亮斑。
6、1895年，德国物理学家伦琴：
发现比紫外线频率还要高的电磁波——X射线。
具有很强的穿透本领，能使荧光物质发出荧光，还能使照相底片感光。
高速电子流射到任何固体上都能产生这种射线。
7、1896年，法国物理学家贝克勒尔：
发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构即原子核也是可分的。
之后居里夫人于1898年7月发现放射性元素钋同年12月又发现了镭。
8、1900年，德国物理学家普朗克：
解释物体热辐射规律时提出电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，把物理学带进了量子世界。
9、1905年爱因斯坦：
在德国物理学家赫兹首先发现“光电效应”实验的基础上提出了“光子说”，成功地解释了光电效应规律。
“光电效应”实验研究光电效应的电路图
10、1897年，英国物理学家汤姆生：
利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分、有复杂内部结构，并提出原子的枣糕模型。
阴极射线汤姆孙气体放电管
11、1909年，英国物理学家卢瑟福为了验证汤姆生提出的原子结构模型做了著名的“α粒子散射实验”。
α粒子散射实验装置α粒子散射实验结果图像
实验结果：
①绝大多数α粒子穿过金箔后，跟原来的运动方向偏离不多（平均2°一3°）②少数α粒子产生较大的偏转③极少数α粒子产生超过90°的大角度偏转，个别α粒子被弹回。
据此卢瑟福提出了原子的核式结构模型，由实验结果估计原子核直径数量级为10-15m。
12、1909年-1911年，英国物理学家卢瑟福：
用α粒子轰击氮核，第一次实现
了原子核的人工转变，并发现了质子。
13、1913年，美国物理学家密立根：
测出元电荷的电量，即著名的“密立根油滴实验”。
14、1924年，法国物理学家德布罗意：
预言了一切微观粒子包括电子、质子、和中子都具有波粒二象性。
15、1932年查德威克：
在α粒子轰击铍核时发现中子，由此人们认识到原子核的组成。
其用中子轰击石蜡打出了质子
16、1934年，约里奥·居里夫妇：
用粒子轰击铝箔时观察到正电子。
反映方程。
可见，正电子是由磷30衰变发射出来的。
像磷30这种具有放射性的同位素称之为放射性同位素。
放射性同位素的应用：
机械探伤、消菌杀毒、作为示踪原子等。
17、普朗克常量h=×10^（-34）J·s1eV=×10^（-19）J1MeV=×10^（-10）J
五、量子力学的发展简史
量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。
旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。
1900年，普朗克提出辐射量子假说，假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式（能量子）实现的，能量子的大小同辐射频率成正比，比例常数称为普朗克常数，从而得出黑体辐射能量分布公式，成功地解释了黑体辐射现象。
1905年，爱因斯坦引进光量子（光子）的概念，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系，成功地解释了光电效应。
其后，他又提出固体的振动能量也是量子化的，从而解释了低温下固体比热问题。
1913年，玻尔在卢瑟福有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。
按照这个理论，原子中的电子只能在分立的轨道上运动，原子具有确定的能量，它所处的这种状态叫“定态”，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收或辐射能量。
这个理论虽然有许多成功之处，但对于进一步解释实验现象还有许多困难。
在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后，为了解释一些经典理论无法解释的现象，法国物理学家德布罗意于1923年提出微观粒子具有波粒二象性的假说。
德布罗意认为：
正如光具有波粒二象性一样，实体的微粒（如电子、原子等）也具有这种性质，即既具有粒子性也具有波动性。
这一假说不久就为实验所证实。
由于微观粒子具有波粒二象性，微观粒子所遵循的运动规律就不同于宏观物体的运动规律，描述微观粒子运动规律的量子力学也就不同于描述宏观物体运动规律的经典力学。
当粒子的大小由微观过渡到宏观时，它所遵循的规律也由量子力学过渡到经典力学。
六、1971年国际计量大会规定的7个基本单位：
1、力学单位：
长度：
米质量：
千克时间：
秒
2、其它物理学：
电流：
安热力学温度：
开
物质的量：
摩发光强度：
坎
一、物理学史
1．牛顿（英）：
牛顿三定律和万有引力定律，光的色散，光的微粒说
卡文迪许（英）：
利用卡文迪许扭秤首测万有引力恒量
库仑（法）：
库仑定律，利用库仑扭秤测定静电力常量
奥斯特（丹麦）：
发现电流周围存在磁场
安培（法）：
磁体的分子电流假说，电流间的相互作用
法拉第（英）：
研究电磁感应（磁生电）现象，法拉第电磁感应定律,首先提出电场的概念，而且提出了用电场线来表示电场的方法。
楞次（俄）：
楞次定律
麦克斯韦（英）：
电磁场理论，光的电磁说,预言电磁波的存在
赫兹（德）：
发现电磁波
惠更斯（荷兰）：
光的波动说
托马斯·扬（英）：
光的双缝干涉实验
爱因斯坦（德、美）：
用光子说解释光电效应现象，质能方程
汤姆生（英）：
发现电子
卢瑟福（英）：
α粒子散射实验，原子的核式结构模型，发现质子
玻尔（丹麦）：
关于原子模型的三个假设，氢光谱理论
贝克勒尔（法）：
发现天然放射现象
皮埃尔·居里（法）和玛丽·居里（法）:
发现放射性元素钋、镭
查德威克（英）：
发现中子
约里奥·居里（法）和伊丽英·居里（法）：
发现人工放射性同位素
1.亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，牛顿认为力是改变物体运动状态的原因，伽利略对落体运动进行系统的研究，爱因斯坦曾高度赞扬了伽利略的成就以及获得成就的方法，并指出“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，它标志着物理学的真正开端”。
伽利略第一次用科学的实验方法即理想实验改变了人类对物体运动的认识。
2.牛顿发现了万有引力定律。
牛顿认为光是一种粒子；惠更斯认为光是一种波，托马斯.杨用实验方法证实了光的波动性；爱因斯坦认为光是一份一份的，提出光量子概念，成功地解释了光电效应；麦克斯韦认为光是一种电磁波。
3.古希腊学者托勒密提出地心宇宙体系，波兰哥白尼提出日心说，哥白尼天文学是古代科学走向了近代的牛顿力学，丹麦天文学家第谷坚持20余年对天体的系统观测，获得了大量的精确资料，为他的弟子德国天文学家开普勒提出三大定律做好了准备。
开普勒的重要发现为人们解决行星运动学问题提供了依据，也为牛顿创立天体力学理论奠定了观测基础，开普勒是用数学公式表达物理定律并最早获得成功的人之一。
牛顿发现了万有引力定律，英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出了万有引力常量。
4.经典力学是整个现代物理学和天文学的基础，也是现代许多门类工程技术的理论基础，只适用于宏观，低速（远小于光速），弱引力场，超过这个范围要由相对论，量子论来取代。
5.爱因斯坦创立了相对论，是关于物质运动与时间空间关系的理论，它建立了物理学中新的时空观和给出了物体做高速运动时的运动规律。
相对论已经成为现代科学技术的重要理论
基础之一。
6.量子论向人们提供了一种新的认识微观世界物质运动规律的强大武器，量子假设最早由德国物理学家普朗克提出来，他是第一个看到微观世界的物理过程不连续的人。
量子力学和相对论是20世纪物理学发展的两个最伟大的成就。
7.奥斯特实验发现了电流的磁效应，揭示了电与磁相互联系，安培进一步研究扩大了对电与磁的认识，提出了“分子电流假说”，把磁的本原归结为电流的作用。
美国物理学家劳伦斯巧妙地利用了带电粒子在磁场中的运动特点，发明了回旋加速器，解决了粒子的加速问题。
8.法拉第发现了电磁感应现象，实现了磁生电的理想，电磁感应现象的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加完善。
英国物理学家麦克斯韦在法拉第等人的基础上提出了系统的电磁场理论，从理论上预言了电磁波的存在，并计算出其传播速度等于光速，德国物理学家赫兹第一次用实验证明了电磁波的存在。
麦克斯韦电磁场理论是继牛顿建立经典力学系统之后的又一次对自然现象的认识的伟大综合，从麦克斯韦开始人们认识到场是物质存在的一种基本形式，麦克斯韦理论中的一个重要结论是光在真空中的速率是一个常数，与参考系无关，爱因斯坦根据这一结论从而建立了狭义相对论。
9.泊松亮斑实验说明光的衍射现象，证实了光的波动性，光的偏振现象证实了光是横波。
10.英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，电子电荷量的测量最早是由美国科学家密立根采用油滴实验实现的；汤姆孙提出了原子的“枣糕模型”，卢瑟福及盖革等用?
粒子轰击金箔，卢瑟福提出了原子的“核式结构模型”；卢瑟福的学生玻尔提出了玻尔的原子结构理论，比较完满的解释了氢光谱；卢瑟福用?
粒子轰击氮原子核发现了质子，产生了氧原子，第一次实现了原子核结构的人工转变；卢瑟福的学生英国物理学家查德威克用?
粒子轰击铍时发现了中子；人类对原子核的探索，是从发现原子核具有放射性开始的；原子弹爆炸是核裂变，氢弹爆炸是核聚变，它们都放出大量的能量。
年安德森在宇宙中发现了正电子；1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子结构的夸克模型。
年美国物理学家康普顿在研究X射线与物质散射时，证明了X射线的粒子性，进一步证实了爱因斯坦的光子理论，也有力地证明了光具有波粒二象性，从而导致了量子理论的发展。
年法国物理学家德布罗意提出实物粒子象光子一样也具有波粒二象性。
年德国物理学家海森堡，量子力学创始人之一，提出了著名的不确定关系。
物理学史归纳以及高考试题汇编
【知识归纳】
1．伽利略首先采用了以实验检验猜想和假设的科学方法来研究物理问题，发现自由落体规律。
2．亚里士多德认为力是维持运动的原因，后来被伽利略用理想斜面实验推翻了，提出了惯性的概念，建立力改变运动的观点，奠定了牛顿运动定律的基础。
3、在伽利略、笛卡尔的基础上，牛顿归纳出第一定律。
4．探究加速度与力、质量三个物理量之间的定量关系，采用了控制变量的研究方法
5．第谷潜心观测天体运动，积累了大量数据，开普勒在此基础上归纳出行星运动规律
6、在前人的基础上牛顿推导出万有引力定律，从此，天上物理与地面物理联系起来。
7、卡文迪许用扭秤实验测出引力常数，用实验验证该规律。
8、胡克、哈雷等科学家对万有引力定律的发现也有很大贡献。
9、库伦用扭秤实验研究出电荷间作用力的规律，得出库仑定律，
10、密立根利用油滴实验测出电子的电量。
11.法拉第首先提出场的概念，并提出用场线形象描绘场的强弱。
12.焦耳发现电流的热效应，用实验得出焦耳定律。
13.欧姆发现电路中电流和电压的关系，用实验得出欧姆定律。
14.奥斯特发现电流的磁效应，安培进一步研究，根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，进而得出通电导线产生的磁场的分布规律。
15.安培首先研究通电导线在磁场中的受力，称之为安培力，洛伦兹首先研究运动电荷在磁场中的受力，称之为洛伦兹力。
16.劳伦兹设计出回旋加速器，可以很方便的得到高能量的粒子。
17、法拉第首先解决磁产生电的问题，通过实验归纳出：
当穿过回路的磁通量发生变化时，就产生感应电动势。
法拉第发现了电磁感应现象，并制造了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机
18.法拉第电磁感应定律的数学公式不是法拉第研究出来的，但是电磁感应定律这一伟大的发现大部分物理史认为属于法拉第—--当然有点小争议，人教版特别指出了韦伯和纽曼两人的贡献。
19.楞次研究感应电流的方向，发现楞次定律。
这一定律的实质是能量转化与守恒定律。
20.科学家用归纳法总结出能量转化与守恒定律。
21.物理学在研究几个物理量的效果，通常应用等效法，合力，分力，向心力，总电阻，合速度等概念都体现等效法.
22如果电场线与等势面不垂直,那么电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷静电力就要做功．这里用的逻辑方法是反证法.
23.为了研究电场、磁场的性质，通常在场中放入检验电荷用比值定义的方法来反映场的性质。
24.科学研究包括科学假设科学推理科学实验科学归纳等环节。
25、比值定义法：
E=F/q,B=F/IL，R=U/I理想模型法：
质点，点电荷，匀变速运动等效法：
重心、合力，分力，总电阻临界思维：
加速度为零，速度最大
26、单位制会从公式角度分析
高考真题
---摘自网络
例1、1824年，法国科学家阿拉
果完成了著名的“圆盘实验”。
实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方
用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。
实验中发现，当圆盘在
磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略
有滞后。
下列说法正确的是
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
例2、指南针是我国古代四大发明之一。
关于指南针，下列说明正确的是
A．指南针可以仅具有一个磁极
B．指南针能够指向南北，说明地球具有磁场
C．指南针的指向会受到附近铁块的干扰
D．在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转
例3、在法拉第时代，下列验证“由磁产生电”设想的实验中，能观察到感应电流的是
A．将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路，然后观察电流表的变化
B．在一通电线圈旁放置一连有电流表的线圈，然后观察电流表的变化
C．将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表相连。
往线圈中插入条形磁铁后，再到相邻房间去观察电流表的变化
D．绕在同一铁环上的两个线圈，分别接电源和电流表，在给线圈通电或断电的瞬间，观察电流表的变化
例4、下列说法中，符合物理学史实的是
A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就静止
B．牛顿认为，力是物体运动状态改变的原因，而不是物体运动的原因
C．麦克斯韦发现了电流的磁效应，即电流可以在其周围产生磁场
D．奥斯特发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转
【答案】1AB2BC3D4ABD
【归纳】1、不一定考。
2、可能是多选，
3、难度不一定小，4、得分率不高
5、下一步可能考单位制、物理学方法
练习题
1.在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。
下列叙述符合史实的是
A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系
B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，
C．法拉第在实验中观察到，通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流，
D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
2.右图是根据伽利略1604年做
斜面实验时记录的数据如下表。
表中第二列是时间，第三列是物体沿
斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。
根据表
中的数据，伽利略可以得出的结论是
A.物体具有惯性
B.斜面倾角一定时，加速度与质量无关
C.物体运动的距离与时间的平方成正比
D.物体运动的加速度与重力加速度成正比
3.伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有
A.力不是维持物体运动的原因
B.物体之间普遍存在相互吸引力
C.忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快
D.物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反
4．题4图1为伽利略研究自由落体运动实验的
示意图，让小球由倾角为θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角条件下进
行多次实验，最后推理出自由落体运动是一种匀加速直线运动。
分析该实
验可知，小球对斜面的压力、小球运动的加速度和重力加速度与各自最大
值的比值y随θ变化的图像分别对应题4图2中的
A．①、②和③B．③、②和①C．②、③和①D．③、①和②
5.【12全国新课标】伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出
了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。
早期物理学家关于惯性有下列
说法，其中正确的是
A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.没有力作用，物体只能处
于静止状态
C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D.运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动
6.【12山东理综】以下叙述正确的是
A．法拉第发现了电磁感应现象
B．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大
C．牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果
D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果
7.【11海南高考】自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。
下列说法正确的是
A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B.欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系
C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D.焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系
8.【11山东理综】了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。
以下符合事实的是
A.焦耳发现了电流热效应的规律B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律
C.楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D.牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动
9．【10全国新课标】在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。
下列说法正确的是
A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象
B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在
C．库仑发现了点电荷的相互作用规律：
密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值
D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律：
洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律
10.【09全国新课标】在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。
关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是
A.伽利略发现了行星运动的规律B.卡文迪许通过实验测出了引力常量
C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献
11.【XX年广东卷A；1】物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。
下列表述正确的是
A．牛顿发现了万有引力定律B.洛伦兹发现了电磁感应定律
C．光电效应证实了光的波动性（选修3-5内容）D.相对论的创立表明经典力学已不再适用
12.【XX年广东卷B；1】发现通电导线周围存在磁场的科学家是
A．洛伦兹B．库仑C．法拉第D．奥斯特
13.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促
进了人类科学认识的发展。
利用如图所示的装置做如下实验：
小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，
并沿右侧斜面上升。
斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。
根据三次实
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