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第三章 机械波 章末检测【A卷】
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分 命题范围:第三章 机械波)
第Ⅰ卷(选择题 共43分)
一.单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.(2021·河南·范县第一中学高二阶段练习)关于机械波中的横波和纵波,下列说法正确的是( )
A.对于纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反
B.对于横波,质点的振动方向与波的传播方向有时会相同
C.形成纵波的质点随波一起迁移
D.空气介质只能传播横波
2.(2021·江苏·东海县教育局教研 ( http: / / www.21cnjy.com )室高二期中)一列简谐波沿x轴传播,在t=1s时的波形如图甲所示,介质中质点P的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )21cnjy.com
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.该波波长为10cm B.该波沿x轴负方向传播
C.该波在介质中传播速度为10m/s D.再经过2s后P质点沿x轴迁移20cm
3.(2021·江苏南通·高二期末)如图所示,静止的雷达测速仪发射频率为的超声波,该超声波被迎面驶来的汽车反射后,又被接收到。则( )www-2-1-cnjy-com
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.接收到的反射波频率等于
B.的发射波与的反射波相遇会发生干涉
C.反射波在空气中的传播速度与运动速度有关
D.根据接收到的反射波的频率可确定的速度
4.(2021·全国·高二课时练习)如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,O是水面上一波源,实线和虚线分别表示该时刻的波峰和波谷,A是挡板,B是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于( )2-1-c-n-j-y
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.整个区域 B.阴影Ⅰ以外区域
C.阴影Ⅱ以外区域 D.没有阴影的区域
5.(2022·全国·高二期末)如图所示,沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f,相邻两质点之间的距离均为1m,各质点均静止在各自的平衡位置, 时刻振源a开始做简谐运动,取竖直向上为振动位移的正方向,其振动图像如图所示,形成的简谐横被以的速度水平向左传播,则下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.从时刻起f点开始振动
B.时刻质点e第二次回到平衡位置
C.从至内质点b运动的路程为
D.从至内质点d的加速度正在逐渐减小
6.(2021·辽宁·高二期中)一列横波沿 ( http: / / www.21cnjy.com )直线传播,A、B是该直线上相距1.2m的两个质点,从波刚好到达其中某一点时开始计时,已知4s内A点完成8次全振动,B点完成10次全振动,则该波的传播方向及波速v分别为( )2·1·c·n·j·y
A.v=0.3m/s,方向由A向B B.v=0.3m/s,方向由B向A
C.v=1.5m/s,方向由B向A D.v=1.5m/s,方向由A向B
7.(2017·湖北·十堰 ( http: / / www.21cnjy.com )市教育科学研究院高二期末)如图所示,S为上下振动的振源,其频率为100Hz,所产生的横波向左右传播,波速为80m/s。已知P、Q两点与振源相距分别为PS=17.4m,QS=16.2m,当S通过平衡位置向上运动时,则( )21世纪教育网版权所有
A.Q在波峰,P在波谷
B.P在波峰,Q在波谷
C.P、Q都在波峰
D.P通过平衡位置向上振动,Q通过平衡位置向下振动
二.多选题(本题共3小题,每小题5分,共 ( http: / / www.21cnjy.com )15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)【来源:21·世纪·教育·网】
8.(2021·四川·威远中学校高三阶段练习)图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图,并已知波源的起振方向为y轴负方向.时刻在坐标原点与之间第一次形成图甲所示波形,图乙为平衡位置在处的质点P的振动图像.则下列说法正确的是( )21·世纪*教育网
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.该波沿x轴的正方向传播
B.该波沿x轴的负方向传播
C.时刻波刚好传播到位置
D.在到的时间内,处的质点走过的路程为4.8m
9.(2021·福建省永泰县第一中学高二期末)图甲所示为一列简谐横波在某一时刻波形图,图乙为介质中处的质点P以此时刻为计时起点的振动图像。则下列说法正确的是( )www.21-cn-jy.com
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.这列波的传播方向是沿x轴正方向
B.图甲时刻,质点P的加速度大于质点Q的加速度
C.时,质点P距平衡位置的距离大于质点Q距平衡位置的距离
D.该波在传播过程中若遇到直径为2m的障碍物,不能发生明显衍射现象
10.(2021·河南·高三阶段 ( http: / / www.21cnjy.com )练习)如图所示为某一时刻波源S1、S2在水槽中形成的水波,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的频率相同,振幅相同,则下列说法不正确的是( )【来源:21cnj*y.co*m】
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.这两列波的波长相同,穿过相遇区域后由于相互影响,波长会略有改变
B.a、c、d为振动加强的点,位移也有零的时候
C.a、c、d三点位移等于两列波的振幅之和,且始终最大
D.c处如果有一悬浮的树叶,会随时间沿cd方向移动
E.从此刻再经过四分之三个周期,a、c、d三点的位移均为零
第Ⅱ卷 (非选择题 共57分)
3、非选择题(共57分,解答题应写出必要的 ( http: / / www.21cnjy.com )文字说明、方程式或重要演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)【出处:21教育名师】
11.(6分)(2016·上海 ( http: / / www.21cnjy.com )虹口·二模)图(甲)是演示简谐运动图像的装置,它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏摆动时,漏斗中的细沙均匀流出,同时匀速拉出沙漏正下方的木板,漏出的细沙在板上会形成一条曲线,这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像。图(乙)是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线(图中的虚线表示)。【版权所有:21教育】
( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)图(乙)的P处堆积的细沙比Q处_________________(选填“多”、“少”或“一样多”)。
(2)经测量发现图(乙)中OB=O′B′,若木板1的移动速度v1=3m/s,则木板2的移动速度v2=_________________。
12.(9分)(2020·全国·高三课时练习)(1)在利用发波水槽得到水面波形的实验中:
( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)下图为利用发波水槽得到的水面波形图,a图样是水面波的________现象,b图样是水面波的________现象.
(2) 如图所示
( http: / / www.21cnjy.com / )
用实线表示波峰,虚线表示波谷来描述波的干 ( http: / / www.21cnjy.com )涉图样,两列波的振幅都为10cm,波速和波长分别为1m/s和0.2m,C点为AB连线的中点.则图示时刻C点的振动方向________ (选填"向上”或“向下”),从图示时刻再经过0.25s时,A点经过的路程为________ cm.21*cnjy*com
13.(12分)(2021·辽宁·丹东市第二中学高三阶段练习)如图所示为一列简谐横波在时刻的波形图,平衡位置在处的质点位移,平衡位置在处的质点处于波峰位置;时处的质点第一次回到平衡位置,时处的质点第一次回到平衡位置。求:21教育名师原创作品
(1)该简谐波的传播方向、周期和波速;
(2)平衡位置在处的质点的位移随时间变化的关系式。
( http: / / www.21cnjy.com / )
14.(12分)(2021·重 ( http: / / www.21cnjy.com )庆·高三学业考试)如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的完整波形图,质点P位于x轴上x=5m处。已知该简谐横波的传播速度大小v=1m/s。求:21·cn·jy·com
(1)请写出位于坐标原点的质点的位移y与时间t的关系式;
(2)从t=0开始,到质点P的位移所经历的最短时间。
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15.(18分)(2021·辽宁·辽河油田第二高级中学高二期中)沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所在;在时刻的波形如图中虚线所示。已知s。21教育网
(1)求该波可能的传播速度;
(2)若,且从时刻起,图中Q质点比R质点先回到平衡位置,求可能的波速。
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第三章 机械波 章末检测【A卷】
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分 命题范围:第三章 机械波)
第Ⅰ卷(选择题 共43分)
一.单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.(2021·河南·范县第一中学高二阶段练习)关于机械波中的横波和纵波,下列说法正确的是( )
A.对于纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反
B.对于横波,质点的振动方向与波的传播方向有时会相同
C.形成纵波的质点随波一起迁移
D.空气介质只能传播横波
【答案】A
【详解】
A.波的传播方向和质点的振动方向在一条直线上的为纵波,A项正确;
B.波的传播方向和质点的振动方向垂直的为横波,B项错误;
C.质点不会随着的波的传播而发生迁移,C项错误;
D.空气介质只能传播纵波,D项错误。
故选A。
2.(2021·江苏·东 ( http: / / www.21cnjy.com )海县教育局教研室高二期中)一列简谐波沿x轴传播,在t=1s时的波形如图甲所示,介质中质点P的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )21世纪教育网版权所有
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A.该波波长为10cm B.该波沿x轴负方向传播
C.该波在介质中传播速度为10m/s D.再经过2s后P质点沿x轴迁移20cm
【答案】B
【详解】
A.由图甲可知,该列波的波长为20cm,A错误;
B.由图乙可知,当t=1s时,介质中质点P向下振动,故结合图甲可知,该波沿x轴负方向传播,B正确;
C.根据公式
C错误;
D.机械波中的质点不随波迁移,D错误。
故选B。
3.(2021·江苏南通·高二期末)如图所示,静止的雷达测速仪发射频率为的超声波,该超声波被迎面驶来的汽车反射后,又被接收到。则( )【来源:21·世纪·教育·网】
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.接收到的反射波频率等于
B.的发射波与的反射波相遇会发生干涉
C.反射波在空气中的传播速度与运动速度有关
D.根据接收到的反射波的频率可确定的速度
【答案】D
【详解】
AB.多普勒效应是指波源或观察者发生移动而使两者间的位置发生变化,使观察者收到的频率发生了变化;若声源和观察者靠近时,频率会变大,所以接收到的反射波频率大于,由于频率发生变化,的发射波与的反射波相遇不会发生干涉,故AC错误;21教育网
C.同一介质中波的传播速度相等,故C错误;
D.设接收到的反射波的频率为,a发射的波的频率为f,波在空气中的速度为v,车的速度为,由
可知根据接收到的反射波的频率可确定的速度,故D正确。
故选D。
4.(2021·全国·高二课时练习) ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示,O是水面上一波源,实线和虚线分别表示该时刻的波峰和波谷,A是挡板,B是小孔,经过一段时间,水面上的波形将分布于( )2·1·c·n·j·y
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.整个区域 B.阴影Ⅰ以外区域
C.阴影Ⅱ以外区域 D.没有阴影的区域
【答案】B
【详解】
从图中可以看出挡板A比水波的波长 ( http: / / www.21cnjy.com )大得多,因此波不会绕过挡板A,在挡板A后面产生“阴影区”;而小孔B的大小与波长相差不多,能发生明显的衍射现象,故B正确,ACD错误。2-1-c-n-j-y
故选B。
5.(2022·全国·高二期末)如图所示,沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f,相邻两质点之间的距离均为1m,各质点均静止在各自的平衡位置, 时刻振源a开始做简谐运动,取竖直向上为振动位移的正方向,其振动图像如图所示,形成的简谐横被以的速度水平向左传播,则下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.从时刻起f点开始振动
B.时刻质点e第二次回到平衡位置
C.从至内质点b运动的路程为
D.从至内质点d的加速度正在逐渐减小
【答案】C
【详解】
A.波传到f点的时间为
故A错误;
B.波传到e点的时间为
质点起振方向向上,则时刻质点e第一次回到平衡位置,故B错误;
C.从至内质点b振动了2.5s=
则运动的路程为
故C正确;
D.波传到d点需要1.5s,则从至内质点d的正在从最高点向最低点振动,加速度先逐渐减小后逐渐变大,故D错误。21·世纪*教育网
故选C。
6.(2021·辽宁·高二 ( http: / / www.21cnjy.com )期中)一列横波沿直线传播,A、B是该直线上相距1.2m的两个质点,从波刚好到达其中某一点时开始计时,已知4s内A点完成8次全振动,B点完成10次全振动,则该波的传播方向及波速v分别为( )【来源:21cnj*y.co*m】
A.v=0.3m/s,方向由A向B B.v=0.3m/s,方向由B向A
C.v=1.5m/s,方向由B向A D.v=1.5m/s,方向由A向B
【答案】C
【详解】
据题意,4s内A完成8次全振动,B完成10次全振动,必定是从波到达B点开始计时,波传播的方向是从B到A,周期为21*cnjy*com
波从B传到A的时间为
则波速为
C正确, ABD错误,故选C。
7.(2017·湖北·十堰市教 ( http: / / www.21cnjy.com )育科学研究院高二期末)如图所示,S为上下振动的振源,其频率为100Hz,所产生的横波向左右传播,波速为80m/s。已知P、Q两点与振源相距分别为PS=17.4m,QS=16.2m,当S通过平衡位置向上运动时,则( )
A.Q在波峰,P在波谷
B.P在波峰,Q在波谷
C.P、Q都在波峰
D.P通过平衡位置向上振动,Q通过平衡位置向下振动
【答案】B
【详解】
由公式
得,波长
则
P、S相当于相距时的关系
、S相当于相距时的关系,结合如图波形可知,当S通过平衡位置向上运动,此时刻质点在波峰,在波谷,故B正确,ACD错误。
故选B。
二.多选题(本题共3小题,每小题5分 ( http: / / www.21cnjy.com ),共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8.(2021·四川·威远中学校高三阶段练习)图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图,并已知波源的起振方向为y轴负方向.时刻在坐标原点与之间第一次形成图甲所示波形,图乙为平衡位置在处的质点P的振动图像.则下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.该波沿x轴的正方向传播
B.该波沿x轴的负方向传播
C.时刻波刚好传播到位置
D.在到的时间内,处的质点走过的路程为4.8m
【答案】BC
【详解】
AB.由题图乙可知时刻,质点P在平衡位置,且沿y轴负向运动,再结合题图甲可知波沿x轴的负方向传播,A错误,B正确;【版权所有:21教育】
C.坐标原点与之间第一次形成题图甲所示波形,根据波沿x轴的负方向传播可得,时刻波刚好传播到位置,C正确;
D.由题图甲可得波长,由题图乙可得周期为
故波速为
时刻,波刚好传播到位置,那么,波刚好传播到处的时间为
则在到的时间内,处的质点振动时间为
故该质点运动路程为
D错误。
故选BC。
9.(2021·福建省永泰县第一中学高二期末)图甲所示为一列简谐横波在某一时刻波形图,图乙为介质中处的质点P以此时刻为计时起点的振动图像。则下列说法正确的是( )21·cn·jy·com
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A.这列波的传播方向是沿x轴正方向
B.图甲时刻,质点P的加速度大于质点Q的加速度
C.时,质点P距平衡位置的距离大于质点Q距平衡位置的距离
D.该波在传播过程中若遇到直径为2m的障碍物,不能发生明显衍射现象
【答案】AC
【详解】
A.图乙中处的质点P在t=0时刻向下振动,由图甲可知质点P在平衡位置向下振动,因此波的传播方向是沿x轴正方向,故A正确;www.21-cn-jy.com
B.图甲时刻,质点P在平衡位置,因此质点P的加速度小于质点Q的加速度,故B错误;
C.由图乙可知,这列波的周期为0.2s,时,波传播了,质点P的起振方向向下,时质点P刚好位于波峰,因此质点P距平衡位置的距离大于质点Q距平衡位置的距离,故C正确;
D.由甲图可知,波长为4m, ( http: / / www.21cnjy.com )当波长与障碍物尺寸相近时会发生明显的衍射现象,因此波在传播过程中若遇到直径为2m的障碍物,能发生明显衍射现象,故D错误。
故选AC。
10.(2021·河南·高三阶段练习)如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示为某一时刻波源S1、S2在水槽中形成的水波,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的频率相同,振幅相同,则下列说法不正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.这两列波的波长相同,穿过相遇区域后由于相互影响,波长会略有改变
B.a、c、d为振动加强的点,位移也有零的时候
C.a、c、d三点位移等于两列波的振幅之和,且始终最大
D.c处如果有一悬浮的树叶,会随时间沿cd方向移动
E.从此刻再经过四分之三个周期,a、c、d三点的位移均为零
【答案】ACD
【详解】
A.这两列波的波长相同,穿过相遇区域后不会相互影响,波长不会有改变,A符合题意;
B.a、c、d为振动加强的点,其位移也有零的时候,B不符合题意;
C.a、c、d三点位移等于两列波的振幅之和,会发生变化,C符合题意;
D.c处如果有一悬浮的树叶,质点不会随波迁移,故不会随时间沿cd方向移动,D符合题意;
E.从此刻再经过四分之三个周期,a、c、d三点位于平衡位置,故其位移均为零,E不符合题意。
故选ACD。
第Ⅱ卷 (非选择题 共57分)
3、非选择题(共57分,解答题 ( http: / / www.21cnjy.com )应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)www-2-1-cnjy-com
11.(6分)(2016·上海虹口·二模)图 ( http: / / www.21cnjy.com )(甲)是演示简谐运动图像的装置,它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏摆动时,漏斗中的细沙均匀流出,同时匀速拉出沙漏正下方的木板,漏出的细沙在板上会形成一条曲线,这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像。图(乙)是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线(图中的虚线表示)。21教育名师原创作品
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(1)图(乙)的P处堆积的细沙比Q处_________________(选填“多”、“少”或“一样多”)。
(2)经测量发现图(乙)中OB=O′B′,若木板1的移动速度v1=3m/s,则木板2的移动速度v2=_________________。
【答案】多 4m/s
【详解】
(1)[1]在图(乙的处时,沙摆的速度最小,在处时,沙摆的速度最大,所以堆积的细沙比处多;
(2)[2]根据单摆周期公式:
它们在同一地点,且摆长相同,则周期相同,设为,段经历的时间是:
段经历的时间为:
设板长为,则:
比较可得:。
12.(9分)(2020·全国·高三课时练习)(1)在利用发波水槽得到水面波形的实验中:
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(1)下图为利用发波水槽得到的水面波形图,a图样是水面波的________现象,b图样是水面波的________现象.
(2) 如图所示
( http: / / www.21cnjy.com / )
用实线表示波峰,虚线表示 ( http: / / www.21cnjy.com )波谷来描述波的干涉图样,两列波的振幅都为10cm,波速和波长分别为1m/s和0.2m,C点为AB连线的中点.则图示时刻C点的振动方向________ (选填"向上”或“向下”),从图示时刻再经过0.25s时,A点经过的路程为________ cm.
【答案】衍射 干涉 向下 100
【详解】
(1) [1]波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象,故图a说明发生了明显的衍射现象.
[2]当频率相同的两列波相遇时当波程差为 ( http: / / www.21cnjy.com )波长的整数倍时振动加强,当波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱,使有的地方振动加强有的地方振动减弱,且加强和减弱的区域交替出现,故图b是发生了干涉现象.
(2) [3] B点处于波谷,A点处于波峰,波由B向A传播,此时C处于平衡位置,经过四分之一周期,波谷传播到该点,知C点的振动方向向下.21cnjy.com
[4]波的周期
质点在一个周期内振动的路程等于4倍的振幅,经过0.25s时,走过的路程等于5倍的振幅,A点是振动加强点,
A=20cm
则s=100cm
13.(12分)(2021·辽宁·丹东市第二中学高三阶段练习)如图所示为一列简谐横波在时刻的波形图,平衡位置在处的质点位移,平衡位置在处的质点处于波峰位置;时处的质点第一次回到平衡位置,时处的质点第一次回到平衡位置。求:【出处:21教育名师】
(1)该简谐波的传播方向、周期和波速;
(2)平衡位置在处的质点的位移随时间变化的关系式。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】(1)沿x轴负向传播,,;(2)
【详解】
(1)设振动周期为T,由于时处的质点在波峰处,时该质点第一次回到平衡位置,故经历,所以
因为时平衡位置在处的质点第一次回到平衡位置,且
所以时平衡位置在处的质点一定是沿y轴正向运动的,由“同侧法”可知,该波是沿x轴负向传播,由波形图可知,波长为4m,故波速为
(2)设处的质点位移随时间变化的关系式为
其中
由题意可知
所以
将、A带入假设的关系式,且时处的质点第一次回到平衡位置,可得
因此处的质点位移随时间变化的关系为
14.(12分)(2021·重庆·高三 ( http: / / www.21cnjy.com )学业考试)如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的完整波形图,质点P位于x轴上x=5m处。已知该简谐横波的传播速度大小v=1m/s。求:
(1)请写出位于坐标原点的质点的位移y与时间t的关系式;
(2)从t=0开始,到质点P的位移所经历的最短时间。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】(1);(2)4.25s
【详解】
(1)由图可知波的波长为,所以周期为
位于坐标原点的质点振动的圆频率为
t=0时刻,位于坐标原点的质点在波传播方向的上坡上,所以沿y轴负方向运动,则其振动方程为
(2)波从x=2m传播到P点所用时间为
质点P起振方向沿y轴负方向,所以P从起振到第一次位移为所用时间为
从t=0开始,到质点P的位移所经历的最短时间为
15.(18分)(2021·辽宁·辽河油田第二高级中学高二期中)沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所在;在时刻的波形如图中虚线所示。已知s。21*cnjy*com
(1)求该波可能的传播速度;
(2)若,且从时刻起,图中Q质点比R质点先回到平衡位置,求可能的波速。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】(1)m/s()或m/s();(2)m/s
【详解】
(1)由图可知
m
如果这列简谐横波是沿x轴正方向传播,在内波形沿x轴正方向匀速传播了
所以可能的波速m/s()
同理可知,若是沿x轴负方向传播的,在内波形沿x轴负方向匀速传播了
所以可能的波速m/s()
(2)“Q比R先回到平衡位置”,说明波只能是沿x轴正方向传播的,可得
s()
而,也就是当时s
所以m/s
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