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文檔簡介
2021-2022學(xué)年湖南省長沙市雨花區(qū)雅禮中學(xué)高三(上)月考物理試卷(四)一、選擇題(本題共6小題,每小題4分,共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目要求)1.下列說法正確的是()A.由可知,電容大小與Q成正比,與U成反比B.由可知,在電場中兩點(diǎn)之間移動(dòng)同一點(diǎn)電荷,電場力做功越多,說明電勢差越大C.由可知,電阻大小與U成正比,與I成反比D.由可知,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨F的增大而增大【答案】B【解析】【詳解】A.已知電容的大小是電容的固有屬性,與電荷量,電勢差沒有關(guān)系,A錯(cuò)誤;B.由于移動(dòng)的是同一電荷,故q不變,則W越大,U越大,B正確;C.電阻是導(dǎo)體的一種屬性,只與導(dǎo)體本身有關(guān),與電壓電流無關(guān),C錯(cuò)誤;D.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與F無關(guān),D錯(cuò)誤。故選B。2.如圖,一個(gè)禮花彈豎直上升到最高點(diǎn)時(shí)炸裂成三塊碎片,其中一塊碎片首先沿豎直方向落至地面,另兩塊碎片稍后一些同時(shí)落至地面,則在禮花彈炸裂后的瞬間這三塊碎片的運(yùn)動(dòng)方向可能是()A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】禮花彈炸裂的瞬間動(dòng)量守恒,禮花彈豎直上升到最高點(diǎn)時(shí)炸裂,所以炸裂前的總動(dòng)量為零,禮花彈炸裂瞬間內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,則炸裂后瞬間的總動(dòng)量也是零,水平方向的總動(dòng)量為零,因一碎塊沿豎直方向先落地,可知其速度方向豎直向下,則禮花彈炸裂后的瞬間,這三塊碎片的運(yùn)動(dòng)方向可能是D,故ABC錯(cuò)誤,D正確。故選D。3.某純電阻電路電源的路端電壓U隨外電路電阻變化的關(guān)系圖線如圖所示,虛線U=4.5V為圖線的漸近線。當(dāng)外電路電阻為4Ω時(shí),路端電壓為4.0V。下列說法正確的是()A.電源的內(nèi)阻為1Ω B.電源的電動(dòng)勢為4VC.當(dāng)外電路電阻為2Ω時(shí),電源的路端電壓為3.6V D.當(dāng)外電路電阻為8.5Ω時(shí),電源的輸出功率為4.25W【答案】C【解析】【詳解】A.當(dāng)外電路電阻為時(shí),路端電壓為,根據(jù)解得A錯(cuò)誤;B.虛線為圖線漸近線,則電源的電動(dòng)勢為,B錯(cuò)誤;C.外電路電阻為時(shí),根據(jù)解得C正確;D.外電路電阻為時(shí),電路中的電流電源的輸出功率解得D錯(cuò)誤。故選C。4.如圖,不計(jì)空氣阻力,從O點(diǎn)水平拋出的小球抵達(dá)光滑、固定斜面上端P處時(shí),速度方向恰好沿著斜面方向,然后緊貼斜面PQ做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是()A.小球在斜面上運(yùn)動(dòng)加速度大小比平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的大B.小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中地面對斜面的支持力大于小球和斜面的總重C.撤去斜面,小球仍從O點(diǎn)以相同速度水平拋出,落地瞬間小球重力的功率將變大D.撤去斜面,小球仍從O點(diǎn)以相同速度水平拋出,落地時(shí)間將增大【答案】C【解析】【詳解】A.物體在抵達(dá)斜面之前做平拋運(yùn)動(dòng),加速度為g;在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律得加速度為:a=gsinα,(α是斜面的傾角),可知小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小比平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)的小,故A錯(cuò)誤;
B.對于小球和斜面組成的系統(tǒng),因?yàn)樾∏蛴醒匦泵嫦蛳碌募铀俣?,故小球在豎直方向上有豎直向下的分加速度,小球處于失重狀態(tài),所以小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中地面對斜面的支持力小于小球和斜面的總重量,故B錯(cuò)誤;CD.由于小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度為a=gsinα,豎直分加速度為ay=asinα=gsin2α<g,則知撤去斜面,落地時(shí)間變短,落地瞬間豎直方向分速度變大,重力的瞬時(shí)功率變大,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。5.如圖所示,a、b、c為水平面內(nèi)的三點(diǎn),其連線構(gòu)成一個(gè)等邊三角形,兩根長直導(dǎo)線豎直放置且過a、b兩點(diǎn),兩導(dǎo)線中分別通有方向相反的電流I1和I2。已知通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度可用公式表示,公式中的k是常數(shù)、I是導(dǎo)線中電流強(qiáng)度、r是該點(diǎn)到直導(dǎo)線的距離。若兩根長導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向沿圖中虛線由c點(diǎn)指向a點(diǎn),則電流I1:I2值為()A.1:2 B. C.2:1 D.【答案】A【解析】【詳解】由安培定則,結(jié)合兩根長導(dǎo)線在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向沿圖中虛線由c點(diǎn)指向a點(diǎn),那么兩導(dǎo)線在c點(diǎn)磁感線的方向如圖所示依據(jù)三角知識(shí),則有由題知通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的表示式為,則有解得故選A。6.如圖所示,MNPQ為一正方形邊界的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,兩個(gè)質(zhì)量相同的粒子以相同的速度從M點(diǎn)沿MP方向射入,粒子1從N點(diǎn)射出,粒子2從PQ邊垂直于磁場邊界射出,不考慮粒子的重力和粒子間的相互作用。下列說法正確的是()A.粒子1帶負(fù)電B.粒子1和粒子2的帶電量之比為1:2C.粒子1和粒子2在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比是1:2D.粒子1和粒子2的速度方向改變的角度之比為2:1【答案】D【解析】【詳解】A.根據(jù)左手定則可得:粒子1帶正電,粒子2帶負(fù)電。故A錯(cuò)誤;B.設(shè)磁場邊界邊長為,做出粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖則粒子1運(yùn)動(dòng)的半徑,粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)洛侖磁力提供向心力,即得由于粒子1和2質(zhì)量相同,初速度相同,得故B錯(cuò)誤;CD.勻強(qiáng)磁場的圓周運(yùn)動(dòng)周期公式得由幾何關(guān)系可知,粒子1在磁場中偏轉(zhuǎn),粒子2在磁場中偏轉(zhuǎn),即速度偏轉(zhuǎn)角度之比為,所以可得,解得故C錯(cuò)誤,D正確。故選D。二、選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多個(gè)選項(xiàng)符合要求。全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)7.圖示電路中,C為電容器,R1為0~99.00Ω的電阻箱,電源內(nèi)阻r=5Ω,定值電阻R2=2Ω,R3=R4=5Ω?,F(xiàn)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R1使其電阻從零逐漸增至最大,在此過程中()A.電容器的a板先帶正電后帶負(fù)電 B.電容器的a板先帶負(fù)電后帶正電C.電源的輸出功率一直增大 D.電容器兩板間的電壓先減小后增大【答案】AD【解析】【詳解】AB.閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)使其電阻從零逐漸增至最大,開始時(shí)電容器a板帶正電,時(shí)電容器板帶負(fù)電,故A正確,B錯(cuò)誤;C.當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)根據(jù)電源輸出功率曲線知,電源的輸出功率先增大后減小,故C錯(cuò)誤;D.調(diào)節(jié)使其電阻從零逐漸增至最大,電容器兩板間的電壓先減小后增大,故D正確。故選AD。8.如圖所示,在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中,固定一個(gè)傾角α=37°的絕緣光滑斜面。一個(gè)質(zhì)量m=0.1g、電荷量q=4×10-4C的小滑塊由靜止沿斜面滑下,小滑塊滑至某一位置時(shí)將離開斜面。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,則下列說法正確的是()A.小滑塊帶正電 B.小滑塊離開斜面時(shí)速度大小為4m/sC.該斜面長度至少為1.6m D.小滑塊離開斜面前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)【答案】BD【解析】【詳解】A.由題意可知小滑塊受到的洛倫茲力垂直斜面向上,根據(jù)左手定則可知小滑塊帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤;BD.小滑塊離開斜面之前,其沿斜面的方向的合力始終等于重力的分力,所以小滑塊一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)小滑塊離開斜面時(shí),在垂直斜面方向有解得故BD正確;C.根據(jù)牛頓第二定律可得小滑塊做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為小滑塊離開斜面時(shí)的位移大小為即該斜面長度至少為,故C錯(cuò)誤。故選BD。9.如圖所示,一輛小車靜置在水平地面上,用一條遵守胡克定律的橡皮筋將質(zhì)量為m的小球P懸掛于車頂O點(diǎn),在O點(diǎn)正下方有一光滑小釘A,它到O點(diǎn)的距離恰好等于橡皮筋原長L0?,F(xiàn)使小車從靜止開始向右做加速度逐漸增大的直線運(yùn)動(dòng),在此運(yùn)動(dòng)過程中(橡皮筋始終在彈性限度內(nèi)),橡皮筋勁度系數(shù)為k,重力加速度為g,下列說法正確的是()A.小車靜止時(shí),小球與懸掛點(diǎn)的距離為B.橡皮筋在A點(diǎn)下方的部分與豎直方向的夾角保持不變C.小球的高度保持不變D.只有重力和橡皮筋的彈力對小球做功,所以小球機(jī)械能守恒【答案】AC【解析】【詳解】A.小車靜止時(shí),橡皮筋對小球的拉力大小為此時(shí)橡皮筋伸長量為則小球與懸掛點(diǎn)的距離為故A正確;BC.當(dāng)小車的加速度大小為a時(shí),設(shè)此時(shí)橡皮筋在A點(diǎn)下方的部分與豎直方向的夾角為,橡皮筋的拉力大小為T2,在豎直方向上根據(jù)平衡條件得在水平方向上根據(jù)牛頓第二定律得解得此時(shí)小球與懸掛點(diǎn)間的豎直距離為即小球的高度保持不變,并且當(dāng)a增大時(shí),α增大,故B錯(cuò)誤,C正確;D.重力和彈力的合力對小球做正功,小球機(jī)械能增加,故D錯(cuò)誤。故選AC。
10.如圖所示,在水平的勻強(qiáng)電場中,一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球,系在一根長為L的絕緣細(xì)線一端,小球可以在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),AB為圓周的水平直徑,CD為豎直直徑.已知重力加速度為g,電場強(qiáng)度,不計(jì)空氣阻力,下列說法正確的是()A.若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),則小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大B.若將小球在A點(diǎn)由靜止開始釋放,它將沿著ACBD圓弧運(yùn)動(dòng)C.若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),則它運(yùn)動(dòng)過程中的最小速度為D.若將小球在A點(diǎn)以大小為的速度豎直向上拋出,它將能夠到達(dá)D點(diǎn)【答案】AC【解析】【詳解】A.若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),小球的機(jī)械能與電勢能之和不變,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),電勢能最少,則小球到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大,A正確;B.小球受合力方向與電場方向夾角45°斜向下,故若將小球在A點(diǎn)由靜止開始釋放,它將沿合力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;C.由于電場強(qiáng)度,故,物體不受拉力時(shí)的加速度大小為,若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)它運(yùn)動(dòng)的最小速度為v,則有,解得,C正確;D.若將小球在A點(diǎn)以大小為的速度豎直向上拋出,小球?qū)⒉粫?huì)沿圓周運(yùn)動(dòng),小球在豎直方向做豎直上拋,水平方向做勻加速,因Eq=mg,故水平加速度與豎直加速度大小均為g,當(dāng)豎直方向上的速度為零時(shí),時(shí)間,則水平位移,豎直位移,說明小球不能夠到達(dá)D.三、非選擇題(共56分。第11~14題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答。第15~16題為選考題,考生根據(jù)要求作答)(一)必考題11.某校興趣小組要測定額定電壓為2.5V的小燈泡的伏安特性曲線。實(shí)驗(yàn)室備有下列器材;電池組(電動(dòng)勢為3V,內(nèi)阻約1Ω):電流表(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約0.5Ω);電壓表(量程為0~3V,內(nèi)阻約3kΩ);滑動(dòng)變阻器(10Ω);小燈泡(2.5V);多用電表一個(gè);電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干。(1)用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中實(shí)驗(yàn)電路連接完整()(2)接通開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)電壓為_______V,而電流表示數(shù)為零。出現(xiàn)上述情況的可能原因是_______。A.電流表接線處斷路B.電壓表接線處短路C.小燈泡接線處斷路D.滑動(dòng)變阻器接線處斷路(3)小明在實(shí)驗(yàn)過程中,分別采用電流表內(nèi)接法和外接法各做了一次,得到了如圖丙中伏安特性曲線“1”和“2”。則實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇曲線_______(填“1”或“2”)。【答案】①.②.1.80(1.78~1.82)③.C④.1【解析】【分析】【詳解】(1)[1]因?yàn)殡姛襞莸念~定電壓為2.5V,所以量程需選用0~3V即可,為了可能多測量數(shù)據(jù),滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓接法,又因?yàn)殡妷罕淼碾娮韬艽?,故采用電流表外接,如圖所示(2)[2]由圖乙可知,電壓表的示數(shù)為1.80(1.78~1.82)[3]電流表示數(shù)為零,說明電路中有斷路,極可能小燈泡接線處斷路,ABD錯(cuò)誤,C正確。故選C。(3)[4]根據(jù)電流表和電壓表的阻值,采用了電流表外接,故實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇曲線1。12.某同學(xué)為測量某電瓶車上蓄電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻,并探究電源的輸出功率P與外電路的電阻R之間的關(guān)系,他設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路。實(shí)驗(yàn)中以蓄電池作為電源,為了便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和保護(hù)蓄電池,該同學(xué)給蓄電池串聯(lián)了一個(gè)定值電阻R0,把它們一起看作一個(gè)新電源(圖中虛線框內(nèi)部分)。實(shí)驗(yàn)中,多次調(diào)節(jié)外電阻R,讀出相應(yīng)的電壓表和電流表示數(shù)U和I,由將測得的數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的U-I圖像。(1)若與蓄電池串聯(lián)的定值電阻的阻值R0=7Ω,由圖像信息可知,蓄電池的電動(dòng)勢E=______Ⅴ,內(nèi)電阻r0=______Ω;(2)根據(jù)以上信息可以得到,新電源輸出功率的最大值為______W,此時(shí)對應(yīng)的外電阻R的阻值為______Ω;(3)該同學(xué)分析了實(shí)驗(yàn)中由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。在圖中,實(shí)線是根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖得到的U-I圖像,虛線是新電源在沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況下所對應(yīng)的U-I圖像。則下列圖像可能正確的是______。A.B.C.D.【答案】①.6②.1③.1.125④.8⑤.C【解析】【詳解】(1)[1][2]由圖甲所示電路圖可知,新電源路端電壓由圖乙所示圖像可知,新電源的電動(dòng)勢為內(nèi)阻(2)[3][4]當(dāng)外電路電阻時(shí)新電源輸出功率最大,新電源的最大輸出功率為(3)[5]由圖甲所示電路圖可知,由于電壓表分流作用,電流的測量值小于真實(shí)值,因此虛線在實(shí)線的上方,當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí),電流測量值與真實(shí)值相等,因此虛線與實(shí)線在Ⅰ軸相交,ABD錯(cuò)誤,C正確。故選C。13.如圖所示,兩平行導(dǎo)軌相距,金屬棒的質(zhì)量,其電阻為,滑動(dòng)變阻器與串聯(lián),勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B豎直向上,大小為,電源電動(dòng)勢,內(nèi)阻。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)()。(1)若平行導(dǎo)軌光滑,求金屬棒所受到的安培力的大小和的阻值(結(jié)果保留一位有效數(shù)字);(2)若平行導(dǎo)軌不光滑若將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)至,金屬棒仍然保持靜止?fàn)顟B(tài),求金屬棒受到的摩擦力的大小和方向?!敬鸢浮浚?)0.1N,4;(2)0.034N,沿斜面向上【解析】【分析】【詳解】(1)金屬棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用,受力分析如圖所示根據(jù)平衡條件得安培力安培力F=BIL,由歐姆定律可知解得(2)若將滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)至大于,則由安培力F1=BI1L可知,安培力減小,金屬棒有沿斜面向下移動(dòng)的趨勢,摩擦力沿斜面向上,電流根據(jù)平衡條件可知沿著斜面方向解得14.如圖所示,在平面內(nèi)的之間的區(qū)域有水平向右的勻強(qiáng)間的電場,之間的電勢差,在的右側(cè)有一與和x軸相切的圓形有界勻強(qiáng)磁場,切點(diǎn)分別為P點(diǎn)和M點(diǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度,方向垂直平面向外;在x軸下方足夠大的空間內(nèi)存在垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為;在x軸下方距離為a處平行x軸放置存在垂直一長為L的一探測板,為板的中點(diǎn),且在M點(diǎn)的正下方,在y軸上過原點(diǎn)放置一能均勻發(fā)射粒子的直線粒子發(fā)射源,其長度恰好等于圓形磁場的直徑,發(fā)射源產(chǎn)生的粒子質(zhì)量和電荷量均相同,初速度可視為零,經(jīng)過電場加速后進(jìn)入圓形磁場,偏轉(zhuǎn)后全部從M點(diǎn)進(jìn)入下方磁場區(qū)域,已知粒子質(zhì)量,電荷量,不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用。(1)求圓形磁場區(qū)域的半徑R;(2)若,求粒子打到探測板區(qū)域的長度;(3)若大小可以調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)的大小,可以使粒子恰好打滿整塊探測板,求此時(shí)的大小及打中探測板的粒子數(shù)占發(fā)射總粒子數(shù)的比例。【答案】(1)0.1m;(2)0.2m;(3)0.04T,80%【解析】【詳解】(1)粒子在電場中加速進(jìn)入圓形磁場,圓周運(yùn)動(dòng)的半徑恰好等于圓形磁場的半徑聯(lián)立可解得。(2)粒子進(jìn)入x軸下方磁場如圖沿x軸負(fù)方向打出的粒子垂直打在探測板上,沿y軸負(fù)方向打出的粒子恰好與探測板相切,因此:粒子打到探測板區(qū)域的長度(3)當(dāng)沿x軸負(fù)方向打出的粒子甲剛好打在探測板的最左端時(shí),由幾何關(guān)系可得解得,剛好與探測板最右端相切的粒子乙,由幾何關(guān)系可得解得,由幾何關(guān)系可得有,所以根據(jù)可解得,對粒子乙:在圓形磁場中運(yùn)動(dòng)過程如圖,由幾何關(guān)系可得所以15.下列說法正確的是________A.質(zhì)量和溫度都相同的氣體,內(nèi)能一定相同B.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體C.布朗運(yùn)動(dòng)說明構(gòu)成固體顆粒的分子在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)D.固體可以分為晶體和非晶體兩類,有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì)E.把一枚針輕放在水面上,它會(huì)浮在水面上,這是由于水表面存在表面張力的緣故【答案】BDE【解析】【詳解】A.溫度相同,分子平均動(dòng)能相同;質(zhì)量相同,不同氣體的分子數(shù)不同.所以內(nèi)能不一定相同,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)熱力學(xué)第二定律,熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體,故B正確;C.布朗運(yùn)動(dòng)是固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),反映了液體分子在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.固體可以分為晶體和非晶體兩類,晶體物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性,有些晶體在不同方向上有不同的光學(xué)性質(zhì),故D正確;E.針能夠浮在水面上,是由于水表面存在表面張力的緣故,故E正確.故選:BDE16.如圖所示,粗細(xì)均勻的U形管豎直放置,左端封閉,右端開口,左端用水銀封閉著長L=18cm的理想氣體,當(dāng)溫度為27℃時(shí),兩管水銀面的高度差Δh=4cm,設(shè)外界大氣壓為75cmHg,為了使左、右兩管中的水銀面相平,(1)若對封閉氣體緩慢加熱,溫度需升高到多少℃;(2)若溫度保持27℃不變,向右管緩慢注入水銀最后左、右兩管的水銀面相平且穩(wěn)定時(shí),氣柱的長度是多少.【答案】(1)352K;(2)17.04cm【解析】【分析】【詳解】(1)由題意,p1=71cmHg,V
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