第三章 机械波 章末培优练同步检测（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 机械波 章末培优练同步检测（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 369.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-23 07:59:58 | ||
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文档简介
2021人教版选择性必修第一册 第三章 章末培优练 同步检测
一、多选题
1．如图甲所示，同一均匀介质中的一条直线上有相距10m的两质点A、B，C为AB的中点．从0时刻起，A、B同时开始振动，且都只振动了一个周期．图乙为A的振动图像，图丙为B的振动图像．若A向右传播的波与B向左传播的波在0.5s时相遇，则下列说法正确的是( )
A．两列波的波长都是5m
B．两列波在A、B间的传播速度均为
C．在两列波相遇过程中，C为振动加强点
D．在1s时，质点B经过平衡位置且振动方向向上
E.1 s内，C经过的路程为0
2．一列简谐横波，在t=4.0s时的波形如图甲所示，图乙是这列波中质点P的振动图像，那么关于该波的传播，下列说法正确的是___________．
A．v=0.25m/s，向左传播
B．v=0.50m/s，向右传播
C．从t=0到t=4.0s的过程，质点P向前迁移了1.0m
D．从t=0到t=4.0s的过程，波向前传播了1.0m
E.从t=0到t=4.0s的过程，质点P通过的路程是0.16m
3．下图为两列沿绳传播的(虚线表示甲波,实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形图,M为绳上x=0.2m处的质点,则下列说法正确的是( )
A．甲波的传播速度v1比乙波的传播速度v2大
B．这两列波发生干涉现象时,质点M的振动始终加强
C．由图示时刻开始,再经甲波的周期,M将位于波峰
D．位于原点的质点与M点的振动方向总是相反的
4．图甲为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x=0.5m处的质点P的振动图象，Q是平衡位置为x=2m的质点。下列说法正确的是（ ）
A．波速为0.5 m/s
B．波的传播方向向左
C．0～2 s时间内Q向y轴负方向运动
D．当t=7s时Q恰好回到平衡位置
5．如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波，实现是在时刻的波形图，虚线是在时刻的波形图，已知该波的波速是，则下列说法的是（ ）
A．这列波的周期是
B．这列波是沿x轴负方向传播
C．时，处的质点速度沿y轴正方向
D．内，处的质点振动方向改变了3次
E.时，处的质点加速度方向向下
二、单选题
6．一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=2s时刻，该波的波形图如图甲所示，A、B和C是介质中的三个质点。图乙表示介质中某质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．在t=0s时刻，质点A的速率比质点B的大
B．在t=1s时刻，质点A的加速度大小比质点B的大
C．质点C的振动图像与图乙相同
D．若波速v=3m/s，则质点A在20s内的运动路程为60m
7．如图所示，实线是沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是，则下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长是
B．这列波的周期是
C．这列波可能是沿轴正方向传播的
D．时，处的质点速度沿轴负方向
8．一列简谐波在均匀介质中沿x轴传播，t0=0刻平衡位置坐标x=0.5 m的质点P恰好处于波峰，t1=0.5 s时的波形如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．如果波沿x轴正方向传播，最大的周期为1.5s
B．波沿x轴传播，最小的速度为3m/s
C．如果波沿x轴正方向传播，0~0.5s内质点P经过的最短路程为1.5m
D．如果波速为21m/s，则波一定沿x轴负方向传播
9．一列简谐横波在时刻的波形如图所示，已知s时刻a质点第一次到达波谷，且从时刻起，a质点比b质点晚到达波谷，则下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的波速为4m/s
C．0~20s内，质点a通过的路程为1m
D．质点a的振动方程为（cm）
10．下列说法中正确的是（ ）
A．若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率减小
B．声波击碎玻璃杯的实验原理是声波的干涉
C．声呐的工作原理是超声波的反射
D．“闻其声不见其人”是声波的反射现象
11．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（ ）
A．此刻a的速度最大
B．此刻b的加速度最大
C．若波沿x轴正方向传播，a比c先回到平衡位置
D．若波沿x轴负方向传播，此刻b向y轴正方向运动
三、解答题
12．一列沿方向传播的简谐横波，在时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为。、两点的坐标分别为和，已知时，点第二次出现波峰。
(1)这列波的传播速度多大？
(2)从时刻起，经过多长时间点第一次出现波峰？
(3)当点第一次出现波峰时，点通过的路程为多少？
13．一列横波在x轴上传播，在t1=0和t2=0.005s时的波形图线如图所示。求：
(1)波的振幅A和波长；
(2)如果波向右传播，波速的可能值；
(3)如果波的周期为4×10-3s，则波向哪个方向传播。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BDE
【详解】
AB．两波在均匀介质中传播波速相同，设为v，则有
代入解得
由图
则波长为
A错误B正确；
C．当A的波峰（或波谷）传到C时，恰好B的波谷（或波峰）传到C点的振动始终减弱．C错误；
D．质点A处产生的振动传递到B的时间
所以在1s时，质点A处产生的振动恰好传播到B点，由于A处的振动起振的方向向上，所以质点B从平衡位置且振动方向向上，D正确。
E．由于C点的振动始终减弱，而且两侧的振动的振幅相等，所以在1s内，C经过的路程为0，E正确。
故选BDE。
2．ADE
【详解】
A. 由图可知，周期T=2s，波长=0.5m，波速；在t=4.0s时质点P从平衡位置向上振动，该波向左传播．故A正确，B错误；
B．质点只在平衡位置附近上下振动，并不随波迁移，故C错误；
D．从t=0到t=4.0s的过程，波向前传播的距离x=vt=0.25×4.0m=1.0m，故D正确；
E．从t=0到t=4.0s内，质点P完成了n=t/T=4.0/2=2个全振动，质点P通过的路程s=8A=0.16m，故E正确．
故选ADE．
3．BCD
【详解】
波速由介质的性质决定，两列均沿绳传播，同种介质，则波速相等，故A错误；质点M是两列波的波峰或波谷相遇点，振动始终加强，故B正确；甲向右传播，由波形平移法知，图示时刻M点正向下运动，再经甲波的周期，由甲引起的振动在M将位于波峰；同理可知再经甲波的周期，由乙引起的振动在M也将位于波峰，可知由图示时刻开始,再经甲波的周期,M将位于波峰，故C正确．位于原点的质点与M点相距半个波长，振动方向总是相反，故D正确．故选BCD．
点睛：对于波的叠加满足矢量法则，当振动情况相同则相加，振动情况相反时则相减，且两列波互不干扰．知道干涉时振动加强的点振幅等于两列波振幅之和．
4．ACD
【详解】
A．由图甲可知该简谐横波波长为2m，由图乙知周期为T=4s，则波速为
故A正确；
B．根据图乙的振动图象可知，在x=0.5m处的质点在t=2s时振动方向向下，根据“上下坡”法，可知该波向右传播，故B错误；
C．由于该波向右传播，由图甲可知t=2s时，质点Q已经在波谷，所以可知0～2s时间内，Q向y轴负方向运动，故C正确；
D．当t=7s时，△t=5s=，Q恰好回平衡位置，故D正确。
故选ACD。
5．ABD
【详解】
A、从图中可以看出波长等于，由已知得波速等于，周期，故A正确；
B、经过即经过周期，经过一个周期知道回到原位置，即只看经过周期的振动情况即可，根据波形的平移法可得知，该波x轴负方向传播，故B正确；
C、由于该波向左传播，所以根据振动和波动关系可知时刻，处的质点的速度沿y轴负方向，故C错误 ；
D、在内即经过周期， 处的质点振动方向改变了3次，故选项D正确；
E、根据牛顿第二定律以及回复力公式可以得到：，时，处的质点的位移为负，故该时刻加速度方向为正，即方向向上，故选项E错误．
点睛：本题给出两个时刻的波形图，让从中获取信息求解，题意新颖，有一定难度．在解题是可以通过特殊点来确定，如平衡位置、波峰、波谷等．
6．C
【详解】
A．由图乙可知，振动周期为T=4s，在t=0s时刻A处于波谷，B处于平衡位置且向下振动，故B的速率较大，A错误；
B．在t=1s时刻，A处于平衡位置，B处于波谷，故B的加速度较大，B错误；
C．由图甲可知，在t=2s时刻，质点C的振动方向向下，符合图乙特点，故质点C的振动图像与图乙相同，C正确；
D．质点A在20s，即5T内的路程为20A，即100cm，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．根据图像可得波长，故A错误；
B．因为，所以周期
故B错误；
C．经过即经过，只看经过的振动情况即可，根据波形的平移法可得知，该波沿轴负方向传播，故C错误；
D．由于该波向左传播，所以根据振动和波动关系可知时刻，处的质点的速度沿轴负方向，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．如果波沿x轴正方向传播，则
代入数据，得
当n取0时，波的周期最大，为
故A错误；
B．波沿x轴正方向传播，根据公式
易知，周期最大时对应的波速最小，代入波长数据，有
同理，波沿x轴负方向传播，根据公式
代入数据，得
当n取0时，波的周期最大，为
周期最大时对应的波速最小，代入波长数据，有
故B错误；
C．振动的质点任意一个周期内的路程都是4A，所以周期越小，在相等的时间内质点的路程越大，所以当周期最大时，路程最小，0~0.5s内对应最大周期的周期数为
由于0时刻，质点P位于最大位移处，所以在个周期内的路程为
故C错误；
D．如果该波沿负方向传播，有
当n取5时，波速恰好为21m/s，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．a质点比b质点第一次到达波谷的时间晚，说明在时刻a质点沿y轴正方向运动，故该波向x轴负方向传播，选项A错误；
B．经分析可知，解得，由题图可知，该波的波长，故该波的波速，选项B错误；
C．20s内a质点完成10次全振动，其路程为200cm，即为2m，选项C错误；
D．质点a的振动方程为（cm），选项D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A. 根据多普勒效应，若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率增大，故A错误；
B. 当声波的频率等于玻璃杯的固有频率时玻璃杯震荡最剧烈，最容易被击碎，即声波击碎玻璃杯的实验原理是共振，故B错误；
C. 声呐的工作原理是超声波照射的物体上，经过反射，依据超声波的直线传播确定物体的位置，故C正确；
D. “闻其声不见其人”是声波绕过障碍物继续传播的现象，是声波的衍射现象，故D错误；
故选C.
11．C
【详解】
A．此刻a的位移在正向最大，则速度为零，选项A错误；
B．此刻b的位移为零，则加速度为零，速度最大，选项B错误；
C．若波沿x轴正方向传播，则c向下振动，则a比c先回到平衡位置，选项C正确；
D．若波沿x轴负方向传播，根据“同侧法”可知，此刻b向y轴负方向运动，选项D错误。
故选C。
12．(1)(2)(3)
【详解】
(1)由题意可知该波的波长为，P点与最近波峰的水平距离为，距离下一个波峰的水平距离为，所以
。
(2)Q点与最近波峰的水平距离为，故Q点第一次出现波峰的时间为
。
(3)该波中各质点振动的周期为，P点开始振动时刻，Q第一次出现波峰时质点P振动了
则
质点每振动一经过的路程为，当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程。
13．(1)A=20cm； =8m；(2)400（4n+1）m/s，（n=0、1、2、3……）；(3)右
【详解】
(1)波的振幅A=20cm；波长=8m；
(2)如果波向右传播，波速的可能值
其中（n=0、1、2、3……）；
(3)如果波的周期为4×10-3s，因为
0.005s=1T
则波向右传播。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、多选题
1．如图甲所示，同一均匀介质中的一条直线上有相距10m的两质点A、B，C为AB的中点．从0时刻起，A、B同时开始振动，且都只振动了一个周期．图乙为A的振动图像，图丙为B的振动图像．若A向右传播的波与B向左传播的波在0.5s时相遇，则下列说法正确的是( )
A．两列波的波长都是5m
B．两列波在A、B间的传播速度均为
C．在两列波相遇过程中，C为振动加强点
D．在1s时，质点B经过平衡位置且振动方向向上
E.1 s内，C经过的路程为0
2．一列简谐横波，在t=4.0s时的波形如图甲所示，图乙是这列波中质点P的振动图像，那么关于该波的传播，下列说法正确的是___________．
A．v=0.25m/s，向左传播
B．v=0.50m/s，向右传播
C．从t=0到t=4.0s的过程，质点P向前迁移了1.0m
D．从t=0到t=4.0s的过程，波向前传播了1.0m
E.从t=0到t=4.0s的过程，质点P通过的路程是0.16m
3．下图为两列沿绳传播的(虚线表示甲波,实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形图,M为绳上x=0.2m处的质点,则下列说法正确的是( )
A．甲波的传播速度v1比乙波的传播速度v2大
B．这两列波发生干涉现象时,质点M的振动始终加强
C．由图示时刻开始,再经甲波的周期,M将位于波峰
D．位于原点的质点与M点的振动方向总是相反的
4．图甲为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x=0.5m处的质点P的振动图象，Q是平衡位置为x=2m的质点。下列说法正确的是（ ）
A．波速为0.5 m/s
B．波的传播方向向左
C．0～2 s时间内Q向y轴负方向运动
D．当t=7s时Q恰好回到平衡位置
5．如图所示是沿x轴传播的一列简谐横波，实现是在时刻的波形图，虚线是在时刻的波形图，已知该波的波速是，则下列说法的是（ ）
A．这列波的周期是
B．这列波是沿x轴负方向传播
C．时，处的质点速度沿y轴正方向
D．内，处的质点振动方向改变了3次
E.时，处的质点加速度方向向下
二、单选题
6．一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=2s时刻，该波的波形图如图甲所示，A、B和C是介质中的三个质点。图乙表示介质中某质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．在t=0s时刻，质点A的速率比质点B的大
B．在t=1s时刻，质点A的加速度大小比质点B的大
C．质点C的振动图像与图乙相同
D．若波速v=3m/s，则质点A在20s内的运动路程为60m
7．如图所示，实线是沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是，则下列说法正确的是（ ）
A．这列波的波长是
B．这列波的周期是
C．这列波可能是沿轴正方向传播的
D．时，处的质点速度沿轴负方向
8．一列简谐波在均匀介质中沿x轴传播，t0=0刻平衡位置坐标x=0.5 m的质点P恰好处于波峰，t1=0.5 s时的波形如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．如果波沿x轴正方向传播，最大的周期为1.5s
B．波沿x轴传播，最小的速度为3m/s
C．如果波沿x轴正方向传播，0~0.5s内质点P经过的最短路程为1.5m
D．如果波速为21m/s，则波一定沿x轴负方向传播
9．一列简谐横波在时刻的波形如图所示，已知s时刻a质点第一次到达波谷，且从时刻起，a质点比b质点晚到达波谷，则下列说法正确的是（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．该波的波速为4m/s
C．0~20s内，质点a通过的路程为1m
D．质点a的振动方程为（cm）
10．下列说法中正确的是（ ）
A．若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率减小
B．声波击碎玻璃杯的实验原理是声波的干涉
C．声呐的工作原理是超声波的反射
D．“闻其声不见其人”是声波的反射现象
11．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（ ）
A．此刻a的速度最大
B．此刻b的加速度最大
C．若波沿x轴正方向传播，a比c先回到平衡位置
D．若波沿x轴负方向传播，此刻b向y轴正方向运动
三、解答题
12．一列沿方向传播的简谐横波，在时刻的波形如图所示，质点振动的振幅为。、两点的坐标分别为和，已知时，点第二次出现波峰。
(1)这列波的传播速度多大？
(2)从时刻起，经过多长时间点第一次出现波峰？
(3)当点第一次出现波峰时，点通过的路程为多少？
13．一列横波在x轴上传播，在t1=0和t2=0.005s时的波形图线如图所示。求：
(1)波的振幅A和波长；
(2)如果波向右传播，波速的可能值；
(3)如果波的周期为4×10-3s，则波向哪个方向传播。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BDE
【详解】
AB．两波在均匀介质中传播波速相同，设为v，则有
代入解得
由图
则波长为
A错误B正确；
C．当A的波峰（或波谷）传到C时，恰好B的波谷（或波峰）传到C点的振动始终减弱．C错误；
D．质点A处产生的振动传递到B的时间
所以在1s时，质点A处产生的振动恰好传播到B点，由于A处的振动起振的方向向上，所以质点B从平衡位置且振动方向向上，D正确。
E．由于C点的振动始终减弱，而且两侧的振动的振幅相等，所以在1s内，C经过的路程为0，E正确。
故选BDE。
2．ADE
【详解】
A. 由图可知，周期T=2s，波长=0.5m，波速；在t=4.0s时质点P从平衡位置向上振动，该波向左传播．故A正确，B错误；
B．质点只在平衡位置附近上下振动，并不随波迁移，故C错误；
D．从t=0到t=4.0s的过程，波向前传播的距离x=vt=0.25×4.0m=1.0m，故D正确；
E．从t=0到t=4.0s内，质点P完成了n=t/T=4.0/2=2个全振动，质点P通过的路程s=8A=0.16m，故E正确．
故选ADE．
3．BCD
【详解】
波速由介质的性质决定，两列均沿绳传播，同种介质，则波速相等，故A错误；质点M是两列波的波峰或波谷相遇点，振动始终加强，故B正确；甲向右传播，由波形平移法知，图示时刻M点正向下运动，再经甲波的周期，由甲引起的振动在M将位于波峰；同理可知再经甲波的周期，由乙引起的振动在M也将位于波峰，可知由图示时刻开始,再经甲波的周期,M将位于波峰，故C正确．位于原点的质点与M点相距半个波长，振动方向总是相反，故D正确．故选BCD．
点睛：对于波的叠加满足矢量法则，当振动情况相同则相加，振动情况相反时则相减，且两列波互不干扰．知道干涉时振动加强的点振幅等于两列波振幅之和．
4．ACD
【详解】
A．由图甲可知该简谐横波波长为2m，由图乙知周期为T=4s，则波速为
故A正确；
B．根据图乙的振动图象可知，在x=0.5m处的质点在t=2s时振动方向向下，根据“上下坡”法，可知该波向右传播，故B错误；
C．由于该波向右传播，由图甲可知t=2s时，质点Q已经在波谷，所以可知0～2s时间内，Q向y轴负方向运动，故C正确；
D．当t=7s时，△t=5s=，Q恰好回平衡位置，故D正确。
故选ACD。
5．ABD
【详解】
A、从图中可以看出波长等于，由已知得波速等于，周期，故A正确；
B、经过即经过周期，经过一个周期知道回到原位置，即只看经过周期的振动情况即可，根据波形的平移法可得知，该波x轴负方向传播，故B正确；
C、由于该波向左传播，所以根据振动和波动关系可知时刻，处的质点的速度沿y轴负方向，故C错误 ；
D、在内即经过周期， 处的质点振动方向改变了3次，故选项D正确；
E、根据牛顿第二定律以及回复力公式可以得到：，时，处的质点的位移为负，故该时刻加速度方向为正，即方向向上，故选项E错误．
点睛：本题给出两个时刻的波形图，让从中获取信息求解，题意新颖，有一定难度．在解题是可以通过特殊点来确定，如平衡位置、波峰、波谷等．
6．C
【详解】
A．由图乙可知，振动周期为T=4s，在t=0s时刻A处于波谷，B处于平衡位置且向下振动，故B的速率较大，A错误；
B．在t=1s时刻，A处于平衡位置，B处于波谷，故B的加速度较大，B错误；
C．由图甲可知，在t=2s时刻，质点C的振动方向向下，符合图乙特点，故质点C的振动图像与图乙相同，C正确；
D．质点A在20s，即5T内的路程为20A，即100cm，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．根据图像可得波长，故A错误；
B．因为，所以周期
故B错误；
C．经过即经过，只看经过的振动情况即可，根据波形的平移法可得知，该波沿轴负方向传播，故C错误；
D．由于该波向左传播，所以根据振动和波动关系可知时刻，处的质点的速度沿轴负方向，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．如果波沿x轴正方向传播，则
代入数据，得
当n取0时，波的周期最大，为
故A错误；
B．波沿x轴正方向传播，根据公式
易知，周期最大时对应的波速最小，代入波长数据，有
同理，波沿x轴负方向传播，根据公式
代入数据，得
当n取0时，波的周期最大，为
周期最大时对应的波速最小，代入波长数据，有
故B错误；
C．振动的质点任意一个周期内的路程都是4A，所以周期越小，在相等的时间内质点的路程越大，所以当周期最大时，路程最小，0~0.5s内对应最大周期的周期数为
由于0时刻，质点P位于最大位移处，所以在个周期内的路程为
故C错误；
D．如果该波沿负方向传播，有
当n取5时，波速恰好为21m/s，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．a质点比b质点第一次到达波谷的时间晚，说明在时刻a质点沿y轴正方向运动，故该波向x轴负方向传播，选项A错误；
B．经分析可知，解得，由题图可知，该波的波长，故该波的波速，选项B错误；
C．20s内a质点完成10次全振动，其路程为200cm，即为2m，选项C错误；
D．质点a的振动方程为（cm），选项D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A. 根据多普勒效应，若声波波源向观察者靠近，则观察者接收到的声波频率增大，故A错误；
B. 当声波的频率等于玻璃杯的固有频率时玻璃杯震荡最剧烈，最容易被击碎，即声波击碎玻璃杯的实验原理是共振，故B错误；
C. 声呐的工作原理是超声波照射的物体上，经过反射，依据超声波的直线传播确定物体的位置，故C正确；
D. “闻其声不见其人”是声波绕过障碍物继续传播的现象，是声波的衍射现象，故D错误；
故选C.
11．C
【详解】
A．此刻a的位移在正向最大，则速度为零，选项A错误；
B．此刻b的位移为零，则加速度为零，速度最大，选项B错误；
C．若波沿x轴正方向传播，则c向下振动，则a比c先回到平衡位置，选项C正确；
D．若波沿x轴负方向传播，根据“同侧法”可知，此刻b向y轴负方向运动，选项D错误。
故选C。
12．(1)(2)(3)
【详解】
(1)由题意可知该波的波长为，P点与最近波峰的水平距离为，距离下一个波峰的水平距离为，所以
。
(2)Q点与最近波峰的水平距离为，故Q点第一次出现波峰的时间为
。
(3)该波中各质点振动的周期为，P点开始振动时刻，Q第一次出现波峰时质点P振动了
则
质点每振动一经过的路程为，当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程。
13．(1)A=20cm； =8m；(2)400（4n+1）m/s，（n=0、1、2、3……）；(3)右
【详解】
(1)波的振幅A=20cm；波长=8m；
(2)如果波向右传播，波速的可能值
其中（n=0、1、2、3……）；
(3)如果波的周期为4×10-3s，因为
0.005s=1T
则波向右传播。
答案第1页，共2页
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