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山西省物理高考測(cè)試試題及答案解析一、單項(xiàng)選擇題(本大題有7小題,每小題4分,共28分)1、在真空中,兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷Q1和Q2,它們之間的相互作用力為F,若Q1、Q2A.F4B.F2C.2答案:A解析:根據(jù)庫(kù)侖定律,兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力F與它們電荷量的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比,即F=kQ1Q2r2,其中題目中給出,兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量Q1和Q2不變,它們之間的距離增大為原來(lái)的2倍,即新的距離為2r。將新的距離代入庫(kù)侖定律的公式中,得到新的相互作用力為
F′2、關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度的下列說(shuō)法中正確的是()A.電場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上等于單位正電荷在電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力,方向?yàn)檎姾墒芰Φ姆较駼.在電場(chǎng)中某點(diǎn)不放電荷,則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定為零C.正電荷受力的方向就是該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向D.負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向就是該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向答案:A;C解析:A選項(xiàng):根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=Fq,當(dāng)qB選項(xiàng):電場(chǎng)強(qiáng)度是由電場(chǎng)本身決定的,與試探電荷無(wú)關(guān)。即使在電場(chǎng)中某點(diǎn)不放電荷,該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也不為零(除非該點(diǎn)不在電場(chǎng)中)。因此,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。C選項(xiàng):正電荷在電場(chǎng)中受力的方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同。這是電場(chǎng)強(qiáng)度方向的定義之一。因此,C選項(xiàng)正確。D選項(xiàng):負(fù)電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相反。因此,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。3、關(guān)于靜電的利用和防止,以下說(shuō)法正確的是()A.靜電復(fù)印是靜電的防止B.靜電除塵是靜電的利用C.靜電噴涂是靜電的利用D.避雷針是靜電的利用答案:B;C解析:本題主要考察靜電的利用和防止。靜電對(duì)人類有利的方面要加以利用,對(duì)人類有危害的方面要避免和防止。A選項(xiàng):靜電復(fù)印是利用靜電將墨粉吸附在鼓上,然后再通過(guò)轉(zhuǎn)印和定影過(guò)程將圖像固定在紙上,這是靜電的利用,而不是防止。所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤。B選項(xiàng):靜電除塵是利用靜電將空氣中的塵埃粒子吸附并收集起來(lái),從而達(dá)到除塵的目的,這是靜電的利用。所以B選項(xiàng)正確。C選項(xiàng):靜電噴涂是利用靜電將涂料微粒吸附在工件表面,形成均勻的涂層,這也是靜電的利用。所以C選項(xiàng)正確。D選項(xiàng):避雷針是將建筑物等高大物體上的靜電導(dǎo)入大地,從而避免雷擊,這是靜電的防止。所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。綜上,正確答案是B和C。4、關(guān)于物體的內(nèi)能,下列說(shuō)法正確的是()A.物體溫度越高,含有的熱量越多B.物體溫度升高,它的內(nèi)能一定增加C.物體溫度為0°C時(shí),其內(nèi)能為零D.熱量總是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞答案:B解析:A選項(xiàng):熱量是一個(gè)過(guò)程量,它描述的是熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少,不能說(shuō)物體“含有”多少熱量,故A錯(cuò)誤。B選項(xiàng):內(nèi)能的大小與物體的質(zhì)量、溫度、狀態(tài)有關(guān)。在質(zhì)量、狀態(tài)不變的情況下,物體溫度升高,其內(nèi)部分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇,分子動(dòng)能增加,所以內(nèi)能一定增加,故B正確。C選項(xiàng):一切物體在任何溫度下都具有內(nèi)能,所以物體溫度為0°D選項(xiàng):熱量傳遞的方向總是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞,而不是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞。因?yàn)閮?nèi)能的大小還與物體的質(zhì)量、狀態(tài)等因素有關(guān),故D錯(cuò)誤。5、關(guān)于電流做功,下列說(shuō)法中正確的是()A.導(dǎo)體兩端的電壓越大,通過(guò)導(dǎo)體的電流做的功就越多B.通過(guò)導(dǎo)體的電流越大,通電時(shí)間越長(zhǎng),電流做的功就越多C.電流做功是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過(guò)程D.電流做功的多少與導(dǎo)體兩端的電壓、通過(guò)導(dǎo)體的電流及通電時(shí)間都有關(guān)答案:C;D解析:A選項(xiàng):電流做功的多少不僅與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān),還與通過(guò)導(dǎo)體的電流和通電時(shí)間有關(guān)。根據(jù)電功的公式W=B選項(xiàng):同樣,電流做功的多少不僅與電流和通電時(shí)間有關(guān),還與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)。根據(jù)電功的公式W=C選項(xiàng):電流做功的過(guò)程,就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程,這是電流做功的實(shí)質(zhì),故C正確。D選項(xiàng):根據(jù)電功的公式W=6、關(guān)于重力勢(shì)能,下列說(shuō)法中正確的是()A.地面上的物體具有的重力勢(shì)能一定為零B.質(zhì)量大的物體,重力勢(shì)能一定大C.被舉得高的物體,重力勢(shì)能一定大D.質(zhì)量相等的物體,被舉得越高,重力勢(shì)能就越大答案:D解析:A選項(xiàng):重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和被舉的高度都有關(guān),地面上的物體雖然高度為零,但如果質(zhì)量不為零,則重力勢(shì)能并不為零,故A錯(cuò)誤。B選項(xiàng):重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和被舉的高度都有關(guān),只知質(zhì)量大小,不知被舉高度,無(wú)法判斷重力勢(shì)能大小,故B錯(cuò)誤。C選項(xiàng):重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和被舉的高度都有關(guān),只知被舉高度,不知質(zhì)量大小,無(wú)法判斷重力勢(shì)能大小,故C錯(cuò)誤。D選項(xiàng):根據(jù)重力勢(shì)能的定義式Ep=mgh(m7、關(guān)于內(nèi)能、熱量和溫度,下列說(shuō)法正確的是()A.物體吸收熱量,溫度一定升高B.溫度高的物體,含有的熱量一定多C.物體溫度升高,內(nèi)能一定增加D.熱量總是從內(nèi)能大的物體傳遞給內(nèi)能小的物體答案:C解析:A選項(xiàng):物體吸收熱量,溫度不一定升高。例如,晶體在熔化過(guò)程中吸收熱量,但溫度保持不變。因此,A選項(xiàng)錯(cuò)誤。B選項(xiàng):熱量是一個(gè)過(guò)程量,它描述的是熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少,而不是物體“含有”或“具有”的熱量。我們只能說(shuō)物體“吸收”或“放出”了多少熱量,而不能說(shuō)物體“含有”或“具有”多少熱量。因此,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。C選項(xiàng):內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。當(dāng)物體溫度升高時(shí),分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的速度加快,分子動(dòng)能增大,因此內(nèi)能也一定增加。所以,C選項(xiàng)正確。D選項(xiàng):熱量總是從溫度高的物體傳遞給溫度低的物體,而不是從內(nèi)能大的物體傳遞給內(nèi)能小的物體。因?yàn)閮?nèi)能的大小不僅與溫度有關(guān),還與物體的質(zhì)量、狀態(tài)等因素有關(guān)。所以,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。綜上所述,正確答案是C。二、多項(xiàng)選擇題(本大題有3小題,每小題6分,共18分)1、2022年山西高考物理多項(xiàng)選擇題:題目:關(guān)于萬(wàn)有引力定律,下列說(shuō)法正確的是()A.牛頓首先發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律,并測(cè)出了引力常量的值B.根據(jù)萬(wàn)有引力定律,當(dāng)兩物體間的距離趨近于0時(shí),它們之間的萬(wàn)有引力趨近于無(wú)窮大C.萬(wàn)有引力定律適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用,也適用于天體間的相互作用D.萬(wàn)有引力常量G的單位是N答案:C;D解析:A.牛頓首先發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律,但他并沒(méi)有測(cè)出引力常量的值,引力常量是卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出的,故A錯(cuò)誤;B.萬(wàn)有引力定律公式F=C.萬(wàn)有引力定律適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用,也適用于天體間的相互作用,故C正確;D.根據(jù)萬(wàn)有引力定律F=Gm1m2r2、2022年山西高考物理多項(xiàng)選擇題:題目:下列說(shuō)法正確的是()A.光電效應(yīng)現(xiàn)象表明,光具有波動(dòng)性B.α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明,原子中有一個(gè)很小的核C.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),可以放出任意頻率的光子D.一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核,氘核的質(zhì)量等于質(zhì)子與中子的質(zhì)量和答案:B解析:A.光電效應(yīng)現(xiàn)象表明,光具有粒子性,因?yàn)楣庾幽軌虼虺鲭娮?,說(shuō)明光是一份一份傳播的,故A錯(cuò)誤;B.α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明,原子中有一個(gè)很小的核,即原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故B正確;C.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),根據(jù)能量守恒定律,會(huì)釋放能量,但釋放的能量不是連續(xù)的,只能是一些特定頻率的光子,故C錯(cuò)誤;D.一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí),由于要釋放能量,根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程,會(huì)有質(zhì)量虧損,即氘核的質(zhì)量小于質(zhì)子與中子的質(zhì)量和,故D錯(cuò)誤。注意:此題原答案中B選項(xiàng)是唯一正確的,但根據(jù)常規(guī)理解,A選項(xiàng)的表述“光電效應(yīng)現(xiàn)象表明,光具有波動(dòng)性”雖然不準(zhǔn)確(應(yīng)為粒子性),但通常不會(huì)作為錯(cuò)誤選項(xiàng),因此這里主要強(qiáng)調(diào)B選項(xiàng)的正確性,并指出A選項(xiàng)的誤導(dǎo)性。3、2022年山西高考物理多項(xiàng)選擇題:題目:關(guān)于電磁波,下列說(shuō)法正確的是()A.電磁波在真空中的傳播速度等于光速B.電磁波在傳播過(guò)程中不傳遞能量C.電磁波不能在金屬中傳播D.電磁波能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象答案:A;D解析:A.電磁波在真空中的傳播速度等于光速,這是電磁波的基本性質(zhì)之一,故A正確;B.電磁波在傳播過(guò)程中不僅傳遞信息,還傳遞能量,如太陽(yáng)光就是一種電磁波,它傳遞了光和熱,故B錯(cuò)誤;C.電磁波能否在金屬中傳播取決于金屬的性質(zhì)和電磁波的頻率。一般來(lái)說(shuō),低頻電磁波(如無(wú)線電波)可以在金屬中傳播,但會(huì)在金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)致能量損失;而高頻電磁波(如X射線、γ射線)則能夠穿透金屬,故C錯(cuò)誤;D.干涉和衍射是波的基本性質(zhì),電磁波作為波的一種,也能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象,故D正確。三、非選擇題(前4題每題10分,最后一題14分,總分54分)第一題題目:某同學(xué)利用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中,進(jìn)行如下操作:將單擺懸掛于鐵架臺(tái)上,使擺線自由下垂,并測(cè)量出擺長(zhǎng)L(擺長(zhǎng)等于擺線長(zhǎng)加上擺球半徑)。在擺球平衡位置附近放置一個(gè)光電門(mén),用光電計(jì)時(shí)器記錄擺球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t。將擺球從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)小角度θ(θ<5°),然后釋放擺球,使其做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。重復(fù)多次實(shí)驗(yàn),記錄每次通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間,并求出平均值。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),請(qǐng)完成以下問(wèn)題:寫(xiě)出利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算重力加速度g的表達(dá)式。分析實(shí)驗(yàn)中可能的誤差來(lái)源,并提出減小誤差的方法。答案:重力加速度g的表達(dá)式為:g=4π2LTT=2g可能的誤差來(lái)源及減小誤差的方法:擺長(zhǎng)測(cè)量誤差:使用精度更高的測(cè)量工具,多次測(cè)量取平均值。時(shí)間測(cè)量誤差:提高光電計(jì)時(shí)器的精度,多次測(cè)量取平均值。擺角過(guò)大:保持?jǐn)[角小于5°,以確保擺球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)??諝庾枇皵[線質(zhì)量影響:選擇密度大、體積小的擺球,并盡量減小擺線的質(zhì)量。擺線松弛或長(zhǎng)度變化:檢查擺線是否緊繃且長(zhǎng)度固定,避免實(shí)驗(yàn)過(guò)程中擺長(zhǎng)發(fā)生變化。解析:本題主要考查了單擺周期公式的應(yīng)用以及光電門(mén)測(cè)速的原理。首先,根據(jù)單擺的周期公式T=在分析誤差來(lái)源時(shí),我們需要考慮所有可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的因素。在本實(shí)驗(yàn)中,擺長(zhǎng)的測(cè)量、時(shí)間的測(cè)量、擺角的大小、空氣阻力的影響以及擺線本身的質(zhì)量都可能成為誤差的來(lái)源。針對(duì)這些誤差來(lái)源,我們可以采取相應(yīng)的措施來(lái)減小誤差,如使用更精確的測(cè)量工具、保持實(shí)驗(yàn)條件的穩(wěn)定等。第二題題目:某同學(xué)用裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。將斜槽軌道固定在水平桌面上,軌道末段水平,右側(cè)端點(diǎn)在水平木板上的垂直投影為O,木板上疊放著白紙和復(fù)寫(xiě)紙。實(shí)驗(yàn)時(shí)先將小球a從斜槽軌道上Q處由靜止釋放,a從軌道右端水平飛出后落在木板上;重復(fù)多次,測(cè)出落點(diǎn)的平均位置P與O點(diǎn)的距離x。再將與a半徑相等的小球b置于軌道右側(cè)端點(diǎn),再將小球a從Q處由靜止釋放,兩球碰撞后均落在木板上;重復(fù)多次,分別測(cè)出a、b兩球落點(diǎn)的平均位置M、N與O點(diǎn)的距離x?、x?。(1)記a、b兩球的質(zhì)量分別為m?、m?,實(shí)驗(yàn)中須滿足條件_________(填“>”、“<”或“=”)。(2)如果測(cè)得的x、x?、x?和在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)滿足關(guān)系式_________,則驗(yàn)證了兩小球在碰撞中滿足動(dòng)量守恒定律。實(shí)驗(yàn)中,用小球落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離來(lái)代替小球水平飛出時(shí)的速度,依據(jù)是__________。答案:(1)>
(2)m?x=m?x?+m?x?;小球離開(kāi)斜槽末端后做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向高度相同故下落時(shí)間相同,水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng),小球水平飛出時(shí)的速度與平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移成正比。解析:(1)為了保證小球碰撞為對(duì)心正碰,且碰后不反彈,需要滿足m?>m?。(2)兩球離開(kāi)斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng),由于拋出點(diǎn)的高度相等,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),它們做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是相同的。因此,小球水平飛出時(shí)的速度可以通過(guò)測(cè)量其水平位移x來(lái)間接表示,即速度v與水平位移x成正比。設(shè)斜槽末端到木板的高度為h,小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則有:h=1/2gt2,其中g(shù)為重力加速度。由此可得時(shí)間t=√(2h/g),為定值。設(shè)小球a的初速度為v?,則小球a的水平位移x=v?t。同理,設(shè)碰撞后小球a和b的速度分別為v?和v?,則它們的水平位移分別為x?=v?t和x?=v?t。根據(jù)動(dòng)量守恒定律,有:m?v?=m?v?+m?v?。將速度用位移表示,即v?=x/t,v?=x?/t,v?=x?/t,代入動(dòng)量守恒定律的等式中,得到:m?x/t=m?x?/t+m?x?/t。由于t為定值,可以約去,得到:m?x=m?x?+m?x?。因此,如果測(cè)得的x、x?、x?和m?、m?在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)滿足上述關(guān)系式,則驗(yàn)證了兩小球在碰撞中滿足動(dòng)量守恒定律。第三題題目:在光滑的水平面上,有一質(zhì)量為M的木板,長(zhǎng)度為L(zhǎng),木板右端放有一質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))。初始時(shí),木板和小物塊均靜止?,F(xiàn)給木板施加一水平向右的恒力F,使木板開(kāi)始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,小物塊從木板左端滑落到右端。已知小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。求:(1)小物塊在木板上滑動(dòng)過(guò)程中,木板和小物塊的加速度大??;(2)小物塊從木板左端滑落到右端所需的時(shí)間;(3)小物塊從木板左端滑落到右端時(shí),木板的速度大小。答案:(1)木板加速度a1=F(2)時(shí)間t=(3)木板速度v1解析:(1)木板和小物塊的加速度計(jì)算:木板受到水平向右的恒力F和向左的摩擦力μmg(由小物塊對(duì)木板的摩擦產(chǎn)生),根據(jù)牛頓第二定律,木板的加速度為小物塊受到木板給它的向右的摩擦力μmg,根據(jù)牛頓第二定律,小物塊的加速度為(2)小物塊從木板左端滑落到右端所需的時(shí)間:小物塊做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),其位移為L(zhǎng),加速度為a2,根據(jù)位移公式L=1(3)小物塊從木板左端滑落到右端時(shí),木板的速度大?。耗景遄龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng),其加速度為a1,時(shí)間為t,根據(jù)速度公式v1=a1t,代入第四題題目:某同學(xué)利用單擺測(cè)定重力加速度。實(shí)驗(yàn)中,他測(cè)得擺長(zhǎng)為L(zhǎng),當(dāng)擺角很小時(shí),完成n次全振動(dòng)的時(shí)間為t。(1)他測(cè)得的單擺周期T為多少?(2)利用測(cè)得的L和T,他計(jì)算重力加速度g的表達(dá)式為多少?(3)實(shí)驗(yàn)中,他多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)擺長(zhǎng)L總是偏大,這可能是什么原因造成的?請(qǐng)寫(xiě)出一種可能的原因,并說(shuō)明理由。答案:(1)單擺周期T為tn(2)重力加速度g的表達(dá)式為g=(3)可能原因:擺線長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)包含了擺球的半徑。理由:實(shí)驗(yàn)中,如果直接將擺線長(zhǎng)度加上擺球半徑作為擺長(zhǎng)L,那么實(shí)際擺長(zhǎng)會(huì)偏大,因?yàn)閿[長(zhǎng)的正確定義是懸點(diǎn)到擺球重心的距離,而不是懸點(diǎn)到擺球表面的距離。解析:(1)根據(jù)周期的定義,完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間為周期。因此,完成n次全振動(dòng)的時(shí)間為nt,所以單擺的周期T為tn(2)單擺的周期公式為T(mén)=2πLg,其中L為擺長(zhǎng),g為重力加速度。將周期T的表達(dá)式代入,得到g(3)擺長(zhǎng)L偏大的可能原因有很多,但最常見(jiàn)的是擺線長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)包含了擺球的半徑。因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中,為了簡(jiǎn)化測(cè)量,同學(xué)們可能會(huì)直接將擺線長(zhǎng)度加上擺球半徑作為擺長(zhǎng)L,這樣就會(huì)導(dǎo)致實(shí)際擺長(zhǎng)偏大。正確的做法應(yīng)該是使用游標(biāo)卡尺或螺旋測(cè)微器精確測(cè)量擺線長(zhǎng)度,并考慮擺球半徑對(duì)擺長(zhǎng)的影響,進(jìn)行修正。如果忽略了擺球半徑的影響,就會(huì)導(dǎo)致重力加速度g的測(cè)量值偏大。第五題題目:某實(shí)驗(yàn)小組使用氣墊導(dǎo)軌裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)步驟如下:用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d。在導(dǎo)軌上選擇兩個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢肁、B安裝光電門(mén)I、II,并連接數(shù)字毫秒計(jì)。調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的傾斜狀態(tài)。使滑塊從導(dǎo)軌的左端下滑,分別測(cè)出遮光條經(jīng)過(guò)兩光電門(mén)I、II的時(shí)間t?、t?。(1)用測(cè)得的t?、t?、d、g(重力加速度)表示,寫(xiě)出驗(yàn)證滑塊下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒的表達(dá)式。(2)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生
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