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文档简介

高中地理必修1第一章(行星地球)分节同步教学资源(之一)

苏鸿

第一节宇宙中的地球

一、学习目标导引

My课标要求教材主要内容学习要点自我评价

1、描述地球地球在宇宙中的位置1、知道天体概念、类型、

所处的宇宙环境系统的形成和级别

2、选择一种形成(如写一

篇小短文,绘制一幅

图,或者制作一段计算

机动画等)向家人或同

学讲解地球所处宇宙

环境;

3、观察某种天文现象,并

查阅有关资料,说出自

己的观察结果及体会

2、运用资料说明太阳系中的一颗普通4、运用太阳系中九大行星

地地球是太阳系中行星运动特征和结构特征的有

球•颗既普通又特关资料,说明地球是一颗

殊的行星普通的行星,并学会比较

分析的学习方法

存在生命的行星5、通过分析地球上存在生

命的条件,并与其他行星

比较说明地球是一颗特殊

的行星

6、在本课学习过程中,培养正确的宇宙观和辩证唯物主义观

二、课前预习提示

1、夜空中的点点繁星主要是什么星?此外还有哪些天体?它们是运动的还是静止的?有何

层次关系?

1

2、为什么说地球是太阳系中一颗普通的行星?

3、为什么说地球又是太阳系中一颗特殊的行星?

三、知识结构线索

宇宙中物质类型:最基本的是恒星和星云

的存在形式「形成:互相吸引、互相绕转

系统《r其他恒星系

I级别:总星系f银河系《「地月系

<I太阳系<

I河外星系I其他行星系

九大行星九大行星地球上存在

运动特征结构特征生命的条件

地球是颗普通的行星地球颗特殊的行星

四、重点难点突破

(一)运用九大行星运动特征资料说明地球是太阳系中的一颗普通行星

1.读教材第4页“太阳系模式图”,观察九大行星的公转方向、轨道。

2.读教材第4页“九大行星轨道倾角与偏心率”表格数据,由轨道倾角的大小看地球

公转轨道面与其他行星公转轨道面有何关系?

3.偏心率的大小决定行星公转轨道的形状,由表中偏心率数据可知九大行星公转轨道

形状有什么共同点?

4.九大行星在运动特征方面具有共同的三个特征:公转方向有性,公转轨道

平面有性,公转轨道形状具有性。可见在运动特征方面,地球与其他行

星相比,没有o

(二)读”太阳系模式图”、“太阳系九大行星的一些数据比较表”,分析回答以下问题

2

太阳系模式图

太阳系九大行星的一些数据比较表

与太阳的

质量体积表面平均

平均距离轨道倾角轨道偏心率

(地球为1)(地球为1)温度(°C)

(百万千米)

白天350

水星57.90.050.056夜晚T707°0.206

(固体表面)

-33(云)

金星108.20.820.8563.4°0.007

480(固)

地球149.61122(固)0°0.017

火星227.90.110.15-23(固)1.9°0.093

木星778.0317.941316-150(云)1.3°0.048

土星1427.095.18745-180(云)2.5°0.055

天王星2870.014.6365.2210(云)0.8°0.051

海王星4496.017.2257.1-220(云)1.8°0.006

冥王星5946.00.00240.009-230(?)17.1°0.256

注:1.轨道倾角为其他行星公转轨道面与地球公转轨道面的夹角。

2.偏心率为焦点到椭圆中心的距离与椭圆长半轴之比,它决定椭圆的形状,越接近于零,椭圆就越圆,反之

就越扁。

1、运用以上模式图和数据,你能说明地球为什么是太阳系中一颗普通的行星吗?(提

示:从公转方向、轨道倾角、轨道形状等方面分析地球与其他八大行星相比,是否有明显

的特殊性。)

3

2、根据以上数据,能否把九大行星分成三类(特征相似的归为一类),说出你的分类方

法:

3、地球上生机勃勃,生物活动活跃。想一想,一个星球能存在生命,必须具备哪些条

件?

4、运用上面表格中的数据,结合其他学科的知识,说明为什么地球具备了这些条件,从而

使它成为太阳系中一颗特殊的行星——唯一存在生命的行星

五、典型例题剖析:

如右图所示,1999年8月18日,天空出现了罕见的天象:太阳、月球及太阳系的各大行星以

地球为中心,排在相互垂直的两条直线上,构成“十字连星”状。

据此回答:

(1)图中最高级天体系统的中心位于()

A、太阳附近B、地球附近

C、月球附近D、D点附近

(2)图中表示火星的是()

A、A星B、B星

C、C星D、D星

(3)地球与木星相比()

A、两者绕日公转的轨道都是圆形

B、两者都自西向东绕日公转

C、地球的体积和质量都比木星大

D、地球表面的温度比木星低

答案:(1)A(2)C(3)B

解析:依题意“十字连星”是由太阳、月球及太阳系各大行星构成,可知“十字连星”

是太阳系中出现的天文现象,所以图中最高级天体系统的中心天体是太阳。九大行星按距

离太阳由近到远的顺序,火星是第四颗行星,可画出太阳与附近行星的连线,比较各连接

线段的长短,从而得知图中火星的位置。九大行星绕日公转具有同向性、共面性和近圆性

的特点,而地球属于类地行星,木星属于巨行星,根据两类行星的特点和距日远近可知它

们体积、质量和温度的差异。

六、学习效果检测

一、单项选择题

1、晴朗的夜晚仰望星空,我们看到的星星多数是:

A.恒星B.行星C.卫星D.流星

2、行星中,距离太阳最远和最近的行星分别是()

A.水星、冥王星B.金星、天王星C.天王星、水星D.冥王星、

水星

3、天体系统中,不包含地球的是()

A.总星系B.银河系C.河外星系D.太阳系

4

4、有关宇宙的说法,第诺的是

A.宇宙是用时间和空间来表达内涵的

B.宇宙是物质的,物质处于难以预料的运动和发展中

C.目前,人类所能观测到的宇宙半径大约是200亿光年

D.随着空间探测技术的发展,人类观测到的宇宙范围将不断扩大

5、于地球上存在生命物质的正确叙述有

①地球上有水,其它行星上没有水

②地球上有适于生物呼吸的大气存在

③地球上的温度在100℃以下,利于形成分子

④太阳与地球的距离适中是存在生命物质的重要基础

A.①③B.②③C.③④D.②④

6、球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星,它的特殊性主要表现在()

A.地球既有自转又有绕太阳公转运动

B.地球上有大气

C.地球的质量、体积及运动状况与其他行星有很大不同

D.地球上有高级智慧生命

7、关于天体的描述,正确的是()

A.星光闪烁的是行星

B.在星空有明显位移的是恒星

C.轮廓模糊的是星云

D.拖着长尾的是流星

8、列叙述正确的是()

A.木星是太阳系中体积和质量最大的天体

B.小行星带位于类地行星和巨行星之间

C.九大行星中地球公转周期最短

D.火星、木星、土星都属于巨行星

9、列天体系统的层次,由小到大排列顺序正确的是()

A.太阳系一银河系一地月系~总星系B银河系一河外星系一太阳系一总星系

C.地月系一银河系一总星系一河外星系D地月系f太阳系一银河系一总星系

10、命存在所必须的液态水,其根本原因是()

A.地球的体积适中B日地距离适中C.地球的质量适中D地球温度适中

5

二、综合题

11、读太阳系模式图,回答:(12分)

(1)图中行星AB

(2)图中小行星带位于与轨道之间

(3)九大行星共同的运动特征是、、

(4)图中最高一级天体系统的中心是,最低一-级天体系统的中心天体是o

(5)图中地球因,使地球上的温度适中;因,使地球外部

聚集大气层;同时由于地球具备一种比较安全的o从而使地球上存在生命

七、检测题目答案

-、单项选择题

1、A2、D3、C4、B5、D6、D7、C8、B9>D10、B

二、综合题

11、(1)A土星B金星(2)火星轨道木星(3)同向性、共面性、近

圆性(4)太阳地球(5)日地距离适中,有一定的质量和体积宇宙环境

八、学习资源链接:

火星生命探索

自古火星就以它特有的颜色和穿行于众星之间而引起人类的注意,特别是火星的天文

学、物理学条件与地球相似,所以长期来被许多人推测为是最有可能存在生命的另一-颗星

球。

火星上生命的探索,对于生命起源、生命在宇宙中的存在等自然科学、哲学的重大课

题,具有十分重要的意义。100年来,火星上到底有否生命的问题一直吸引着专业天文学

6

家和业余天文爱好者的关注。人类一进入空间时代,火星便自然成为空间考察的最重要目

标之一。

最新的观测、探测和研究表明,火星上根本不存在高级生命,连低级生命甚至复杂有

机物也不存在。但是人们探索火星生命的热情并未完全冷却下来,科学家在规划未来,希

望有一天在火星上建立起适于生命生存的环境。

一、100年悬而未决的问题

1877年,意大利天文学家斯基帕雷利宣布,通过望远镜观测在火星上发现了河道

(canal)o这个词在英文中被译成了“运河”,既然是运河,就一定是智慧的“火星人”开

凿的。从此,火星上有人的说法不胫而走,同时也就揭开了持续100年的关于火星有无生

命论战的序幕。

本世纪初,哈佛大学天文学家洛威尔为观测火星设置了专门的天文台。他确信“火星

人”为了把水从极冠引到荒漠而开凿了运河,甚至还算出了火星上工程师设计的落差系统

功率至少是涅加尔大瀑布功率的4000倍。此后,不少以“火星人”为主角的文学作品相继

问世,许多人发誓要找到“火星人”。1948年3月14日,在厄瓜多尔首都基多还发生过

一场关于“火星人”的大闹剧:电台播音员模仿市长的口气宣布火星人已攻占了地球,于

是全城大乱,死伤了数百人。

光谱方法在天文学中得到广泛应用后,也被用来研究火星和火星生命问题。一位号称

火星专家的苏联科学院通讯院士吉霍夫对火星进行了光谱观测,声称看到火星上有植物的

枯荣变化。另一位苏联著名天文学家什克洛夫斯基,在一次科学报告会后答记者问说,火

星的两颗卫星是火星人发射的,消息迅速传开,于是火星上有高级生物的说法更加诱人了。

人们探索火星生命的热情经久不衰,成为推动空间航行的巨大动力。为直接或间接地

考察火星,共发射了13个空间飞行器。1971年“水手”9号飞船发现火星表面可能存在液

态水,这就使许多一度心灰意冷的人们重新燃烧起希望之火。在此之前,他们根据“水手”

4、6、7号飞船报告的“火星表面异常寒冷、死气沉沉,存在生命儿率非常小”的结果,

已经感到失望了。

发射“水手”9号的目的并不是要直接调查火星表面有否生命,而是为以后的火星着

陆器预先寻觅一个温暖、尽可能潮湿、位置很低而大气压力最高,最有可能存在生命的理

想着陆位置。1976年,由一万多名科学家、工程技术人员和工人参加研制的两艘“海盗号”

登陆器,携带着生物化学、化学、物理学、地质学和气象学等多种精密测量仪器,经过一

年多的长途飞行,终于在火星上最有可能存在生命的地点着陆了。刚一着陆,登陆器上所

配备的为观测有无活的动、植物的广角照相机就工作起来,但屏息守候在电视屏幕前的科

学家们并未看到有任何生物活动的迹象。接着,着陆器伸出带有铲斗的三米长的铁臂,抓

取火星土进行了三项生物化学试验。即气体交换、示踪放出和示踪同化试验(见图)。前两

个试验是将配制的营养物质和火星土混合起来,使其发生化学反应,如果有生命物质就会

发生生物化学作用,并用不同方法可测定反应产物。第三个试验是用一模拟太阳辐射的灯,

光照射火星土试样,并通进含有放射性碳原子的二氧化碳和一氧化碳气体,如果火星土试

样中有生命物质就会发生光合作用,放射性碳原子就会进到火星土试样中,因此,测定试

样中放射性碳原子的含量能了解二氧化碳或•氧化碳进入土中的情况。这三项试验都是通

过一定的化学反应生成物来判断火星土中有否生命物质,其结果远比地面观测或临近火星

的飞船测定更准确飞;更直接。最后的结论是:生物试验表明,火星不存在生命。

7

在人类探索火星生命的历史上,一些辛勤的观测者和埋头进行理论研究的人往往热情

超过理智。前者将受到欺骗的观测绘影绘声地进行描述,后者往往根据一些似是而非的研

究结果不适当地加以推论,从而得出火星存在生命的论断。与他们相反,也有一些慎重的

学者持怀疑态度。如本世纪初洛威尔对火星上有运河深信不疑,而另一位杰出的天文研究

工作者安东尼亚蒂,指出从未在火星上看到正确的几何图形。与吉霍夫议论持相反看法的

天文学家费森科夫,根据对火星物理、化学条件的深入分析,认为火星不可能存在生命,

更谈不上植物。50年代初,俩人曾因坚持自己的观点而展开过激烈争论。

二、火星生命存在的新论战

举世瞩目的“海盗”号生物试验表明火星上不存在生命。但是火星上有没有生命的问

题,在新时代以新的科学成就为背景,又出现了新的论战。

1977年,英国两位科学家提出“海盗”号生物试验结果只能说明取样点不存在生命,

由于取样不具有代表性,还不足以说明火星别处也不存在生命。他们认为,1971年“水手”

9号飞船拍摄火星尘暴的紫外光谱才具有代表性。他们还根据著名英国天文学家霍伊尔近

年来研究星际分子的结果,推测这种光谱是复杂有机物存在的证明,因此他们的结论是火

星上有生命。这就给火星存在生命的说法带来了新的活力。

原来,火星上每年都有大规模尘埃风暴,使火星表面尘土以50~100米/秒的速度飞

扬。“水手”9号飞船于1971年5月30日出发时,在地球用望远镜观测到的火星是一个

清澈的球体,到9月23日发现火星有一•块很大的黄色尘云开始升起,“水手”9号飞船进

到火星轨道时,火星表面儿乎全被很厚的尘云遮盖得看不见了。研究人员非常失望。但幸

运的是这艘飞船携带了一台紫外光谱仪,测得了这次尘暴产生尘埃粒子散射太阳光的数据。

美国科学家彭飕钧博士等人对这些数据进行了处理,得到火星尘埃质点吸收太阳光的光谱

(国际上称为Pang带),这条曲线的特点在1800~3300人范围内有吸收,而2100,2500,3100入

处有吸收峰,并在2100人达到最大,然后随着波长减小而下降。

这种吸收光谱是由什么物质产生的呢?彭雄钧博士等人根据1958年的一个实验室结果

推测可能是二氧化钛造成的,是无机物。深入研究彭博士关于二氧化钛说法的根据,发现

其谱带下限仅到2000A,小于2000入谱带走向不清楚,而且在3100人处并未看到吸收峰,

因此这条吸收线是二氧化钛造成的说法值得怀疑,而英国科学家的推论很值得考虑。这样,

深入、细致地研究和证认Pang带,就成为“海盗”号考察后探索火星上有否生命的问题的

当务之急。

我们知道氧化钛有多种晶形结构,以锐钛和金红石为多见。这两种结构属于同一结晶

系,但晶格常数不同,后者较前者由于晶格较小故具有较大的稳定性和紧密度。

1978年,笔者与当时在北京玻璃研究所工作的梁民基同志合作进行了一项实验,就是

利用新的真空蒸镀技术将锐钛和金红石蒸镀在熔融石英玻璃上,由于二氧化钛有不同晶形,

因此要对蒸镀试片进行加温处理,以得到某种晶形物质,然后用X射线测定仪确定蒸镀物

晶形,最后利用光谱仪器测定吸收光谱。结果表明锐钛吸收光谱与“水手”9号的探测结

果一致。又有人通过量子化学计算得到二氧化钛紫外吸收光谱与我们的实验结果一致。因

此,这就否定了英国科学家的结论。当我们的实验结果在1981年第三届国际火星会议上报

告之后,普遍对它的反映良好,而另一组美国科学家证认Pang带为二氧化碳的报告也自动

收回了。

二氧化钛对火星表面的化学性质会带来什么影响呢?为此我们又与美国科学家作了进

一步的共同研究,认为正是因为二氧化钛的存在,即使火星上有复杂有机物,也会由于太

8

阳光的作用而分解为简单有机物,并进一步分解为无机物。因此我们的结论是:至少在目

前火星上不存在以碳为基础的生命物质。我们认为,关于火星生命的争论可以告一段落了。

三、向火星移民

当然,关于火星上有否生命的争论仍没有完结,新近有人提出在火星表层下可能有生

命,或者将来会出现生命。但都未得到直接证明。通过一个世纪的不断探索,特别是宇宙

飞船飞临和登上火星,已经为解答火星是否存在生命提供了大量的科学证据。也许,火星

从它诞生以来就根本未出现过生命,一直是死寂的。追溯地球的发展历史,生命的出现是

38亿年前的事情,不过,地球从诞生到出现生命的7~8亿年间同样是死寂的。那么,火星

今后会不会出现生命呢?火星上有哪些条件不适合生命存在,又有哪些条件可能对生命出

现有利呢?

地球的生命存在,水、大气和适宜的温度是很重要的条件。水是生物体的重要组分,

而且水和其他物质不同,在低温变成固体时比重反而减小而浮在液态水上面;大气可以抵

御来自太阳的对于生命有害的辐射,而且可以使得从地球表面反射到空间的能量小于接收

的太阳能量;地球上的生命在一定的温度范围内存在,超出这一范围构成生命的物质就会

分解。

然而在火星上,大气十分稀薄,只相当于地球海平面压力的百分之一,除了在极区有

少量水外,未曾发现大量水的存在;火星的大气中主要是二氧化碳(96%),其次是氮(2.5

%),氧仅占千分之一,而且火星表面的温度非常低(最低达华氏零下250度),这些条件对

于生命是十分严酷的。

但火星又与地球相似,有固定形态,距离太阳不太远也不太近,火星的自转周期为24

小时37分,与地球自转周期相近(23小时56分),自转轴与轨道平面法线的倾角是24°,

儿乎与地球相应倾角(23°27')相等,所以有与地球相似的四季变换;火星有火山,最大的

面积有一万二千多平方公里,高度相当于两个珠穆朗玛峰,待到火山爆发时可以产生大量

气体和灰烬,极区有大量固态二氧化碳,并含有冰。

目前,已有一些人设想改造火星,使它与地球一样,成为生命栖息的星球。这些设想

包括:用核能(较之第一颗原子弹爆炸能量大5000倍)装置引发火星火山,从而产生浓厚的

大气和土层,有人建议用直径成百上千米的镜子捕集太阳光并反射到火星极区采熔化固态

二氧化碳和水,还有人提出将火星的卫星粉碎,撒在极区,借助太阳能来熔化极区物质。

对这些设想人们可能会感到离奇。但在现代科学飞速发展的今天和明天,它们是完全

有可能实现的。要成为火星上的居民,首先要有敢于征服火星的探险家。我们期望人类登

上火星这一伟大历史时刻早日到来。

9

第二节太阳对地球的影响

一、学习目标导弓I

节课标要求教材主要内容学习要点自我评价

1.知道什么是太阳辐射,太阳的主

阐要成份和能量来源。

太为地球2.能利用课本的图像信息归纳太

阳提供能量阳辐射的时空分布规律。

阳3.能举例说明太阳辐射对地球的

对影响。

地4.知道太阳的大气层结构及主要

球的太阳运动。

太阳活动影响

的5.能结合实例阐述太阳活动对地

响地球

影球的影响。

6.在学习过程中形成科学的宇宙观和辩证唯物

观。

二、课前预习提示:

1.为什么说太阳辐射为自然环境物质运动和人类生产、生活提供能量?

2.1940年,德军司令部有一位名叫布鲁克的无线电报务员,他在第二次世界大战中执行

任务时,通讯突然中断,信息不通,贻误了战机,导致了战斗的失败。布鲁克因此被

军事法庭判处死刑,然而后来的调查结果表明布鲁克死得实在冤枉。这是为什么呢?

三、知识结构线索:

~纬度分布

能量来源一►太阳辐射一r自然环境

〔对地球的影响-提供能量一物质运动的能量

太阳一_

出人类生产生活的能量

_「日冕者―太阳风[对地球「干扰无线电短波通讯

大气结构4色球嚼f耀斑L-------------AJ产生磁暴现象

【光球-Sf黑子J的影响[两极地区出现极光

10

四、重点难点突破

1、读'

一年内太阳辐的纬度分布示意图

(1)1月份,太阳辐射量最大的纬度是;90°N±,太阳辐射量最大的月份

是O

(2)全球太阳辐射的纬度分布规律是从向递减。

(3)赤道上太阳辐射的时间分布规律是。

(4)南北半球相应纬度上太阳辐射随月份变化的规律大致(相同、相反)。

2、关于太阳活动的认识

所在太阳的所释放物质、能

太阳活动活动周期对地球的影响

大气层量的传递速度

里子

八、、J光球干扰无线电短波通迅

11年

耀斑色球350米/秒产生磁暴现象

太阳风日冕两极地区出现极光

五、典例剖析

据报道,2003年10月23日到11月5日期间,亚洲、欧洲、美洲的许多国家的短波

通信受到干扰,通信设施受损。例如,日本的“儿玉”通信卫星信号中断。请回答:

(1)“儿玉”通信卫星所在的最低一级天体系统是o

A、太阳系B、银河系C、地月系D、河外星系

11

(2)试分析日本“儿玉”通信卫星信号中断的原因:

_______________________________________________________________________________________________________0

(3)在上述期间内,下列现象可能发生的有()

A、小明在野外定向活动时发现罗盘不能正确指示方向

B、东京的天文台发报紫外线指数很高,请人们外出时加强防护

C、在南极地区考察的科学家看到美丽的极光现象

D、我国新疆塔里木河流域遭遇洪涝灾害

答案:(1)C

(2)太阳风暴发射的电磁波进入地球大气电离层,引起电离层扰动,使无线电

短波通讯受到干扰甚至中断。

(3)A、B

解析:通讯卫星只是在离地球几百公里的高空,所以属地月系范围。题目所说时段,

太阳黑子耀斑强烈暴发,形成太阳风暴,干扰电离层,而无线电短波通讯信号靠电离

层反射传播,所以受影响大。太阳活动还会引起磁暴,地球磁场受扰动,而使罗盘不

能正确指导方向,同时太阳活动释放出巨大能量,增加了紫外线,而极光则主要由太

阳风引起,太阳活动不强时必能看到;太阳活动与降水的关系是一个长时段的互动关

系,且并不一定是正相关,加上塔里木河流域又是干旱地区,所以正确答案为A、Bo

六、学习效果检

一、单项选择

1.太阳能量的来源是

A耀斑爆发产生B.太阳内部核裂变反应

.C.黑子活动释放D.太阳内部核聚变反应

2、关于太阳辐射的叙述不正确的是()o

A.太阳辐射就是指太阳以电磁波的形式向四周放射的能量

B、太阳辐射能量来源于氢气的燃烧

C.大阳辐射能量是由核聚变反应过程中亏损的质量转化而来的

D.太阳辐射能是维持地表温度,促进地球上的水、大气、生物活动和变化的主要动

3.与太阳活动密切相关的地理现象是

A.酸雨的形成B.月相的变化

C.电离层的强烈扰动D.扬尘、沙暴天气的出现

公元前28年(即汉平河平元年),史籍曾记载“三月巳末,日出黄,有黑气大如钱,

居日中央”,据此回答4-6题。

4.这种太阳活动为()

12

A.耀斑B.黑子C.日珥D.太阳风

5.这种现象发生在太阳的()

A.光球层B.色球层C.日冕层D.内部

6.这种活动有的年份多,有的年份少,其变化的周期大约是()

A.9年B.10年C.11年D.12年

(二)双项选择题

7、太阳活动的主要标志是:

A.黑子B、太阳风C、耀斑D.日珥

8、关于太阳活动对地球影响的叙述,正确的是()。

A.太阳活动放出的能量是我们日常生活和生产直接所用的能源

B.由于耀斑爆发时发射的电磁波会引起电离层的扰动,所以会产生磁暴现象

C、世界许多地区降水量的年际变化与黑子的11年活动周期有一定的相关性

D.太阳活动有时会使地面的无线电短波通讯受到影响

三、综合题

9.读下图、回答下列各题

(1)太阳辐射的巨大能量主要来自太阳内部环境下的反应。在此反

应过程中,太阳不断减少而转化成了能量。

(2)图中字母A表示的数值约为千米,这距离有利于地球

过程的形成和发展。

(3)C处的温度约为;B、D两点单位时间内,单位面积上获得的太阳辐射

能量值相比较大于o

(4)由此图可知,是维持地表温度、促进地球上的水、大气、生物活动和

变化的主要动力,是人类日常生活和生产的源泉。

10.读下图,回答:

(1)不同纬度带的降水量和黑子相对数之间的相关性是

13

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