沪科版八下物理 8.3“空气的力量”同步练习
一.选择题(共12小题)
1.有一根一端开口的1m的长玻璃管,盛满水后,用手捂住管口倒立放在一盘水中,放开捂着管口的手后,即( )
A.水柱下降到76cm处 B.水充满整支管
C.水面升到10.3m处 D.变化不定
2.小特在玻璃杯内盛满水,杯口盖上一张硬纸片(不留空气),然后托住纸片,将杯子倒置或倾斜,水都不流出,纸片也不掉下(如图所示)。该活动所研究的问题是( )
A.大气压强有多大
B.水的重力与大气压力之间的关系
C.大气对各个方向是否都有压强
D.液体向各个方向都有压强
3.在托里拆利实验实验中,下列说法是正确的是( )
A.该装置从地面拿到高山上,水银柱会下降
B.玻璃管越粗,管内水银柱越低
C.玻璃管倾斜导致液面高度差变大
D.玻璃管内水银液面上方是空气
4.物理小组在做托里拆利实验时,测得的大气压值比真实值小,其原因可能是( )
A.玻璃管没有放竖直
B.水槽内的水银太多
C.玻璃管太粗
D.玻璃管内混入了少量的空气
5.如图所示是测量大气压强的实验装置,此时管内外水银液面高度差为760mm,下列对此实验的描述正确的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜一些,管内水银柱的长度将变大
B.如果管中进了些空气,管内外水银面的高度差将大于760mm
C.将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变大
D.如果不小心管顶部破了个洞,管中的水银将从上面喷出
6.如图所示为自制简易气压计,可从玻璃管中的液面变化观察大气压的变化。为使玻璃管中的液面高于瓶内的液面,可从管子上端___少量气体。若将气压计从山顶放到山脚,则玻璃管内液面会___。上文空格处应填写( )
A.吹入 变高 B.吹入 变低
C.吸出 变高 D.吸出 变低
7.空矿泉水瓶中装人少量热水,轻晃后迅速倒出,再马上盖紧瓶盖,立即浇上冷水,发现瓶子瘪了,如图所示。对其现象的分析不正确的是( )
A.瓶变瘪表明瓶内气体压强小于瓶外气体压强
B.瓶变瘪表明瓶外气体压强变大了
C.瓶变瘪表明瓶内气体压强变小了
D.瓶变瘪表明力改变了物体的形状
8.如图玻璃瓶内装有空气,玻璃管粗细均匀,水平部分内有一小段液柱,装置不漏气,不计摩擦。瓶内气压为p1,外界大气压为p2,液柱静止时,p1=p2,下列分析正确的是( )
A.若液柱向右移动,说明p1变大
B.若液柱向右移动,说明p2变小
C.若p1变小,p2不变,液柱会向右移动
D.若p1不变,p2变大,液柱会向左移动
9.在如图所示的容器中,用活塞封闭一定量的空气,活塞可左右移动且不漏气。当保持温度不变,用力F向右推活塞时,下列说法中正确的是( )
A.气体的质量、密度、压强增大
B.气体的度不变,质量、压强增大
C.气体的质量不变,密度、压强增大
D.气体的压强不变,质量、密度增大
10.图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(用插有细管的橡皮塞塞住装有水的瓶子口,下管口没入水中,通过上管口向瓶内吹气,水沿管上升到p点)。P点与瓶内水面Q高度差为h3,下列说法不正确的是( )
A.甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是ρ水银gh1
B.甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,测量值将偏小
C.乙图中的自制气压计测出当地当时的大气压ρ水gh3
D.同时带着两装置登山,会发现h1会变小,h3会增大
11.学过“压强”的知识后,某同学设计制作了如图所示装置来抽水,当活塞上升到管口S后再继续上升,将发生的现象是( )
A.水从管口S不断流出 B.水面随活塞继续上升
C.水面将下降 D.上述三种情况都有可能
12.在图所示装置中,粗细均匀的细玻璃管上端塞有橡皮塞,管内一段水银柱将一部分气体封闭在玻璃管内。已知玻璃管和橡皮塞总重为G,管的横截面积为S,水银柱高为h,水银的密度为ρ,设当时大气压为p0,管内空气重力不计,则整个装置平衡时,弹簧秤的示数应为( )
A.G B.G+ρghS C.G﹣ρghS D.G+ρghS﹣p0S
二.填空题(共6小题)
13.著名的 实验证明了大气压的存在并且大气压的值是很大的。1644年,意大利科学家 用实验测定了大气压的值。大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压强就越 。
14.1标准大气压能支持 厘米高的水银柱,约是 Pa。山下大气压 (选填“大于”、“小于”或“等于”)山上的大气压。
15.活塞式抽水机是利用 把水从低处抽到高处。抽水时,活塞在力的作用下向上运动,阀门B ,井内的水冲开阀门A进入圆筒;压下活塞,阀门A 、B打开,水涌到活塞上面。(选填“打开”或“关闭”)
16.如图所示,擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,主机内部的气压 (选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压。当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。请举一例擦窗机器人的工作原理在实际生活中的应用 。
17.为降低感染新冠病毒的几率,人们都积极主动接种新冠疫苗,如图所示是在高明体育中心接种疫苗的场景,医护人员用注射器吸取药液时,是利用 把药吸取上来的;注射器的针头做的很尖,是为了增大使用时的 ,以便容易刺入人体;针头表面做的很光滑能大大的减小扎针时,针与人之间的 力。
18.如图所示,瓶内盛有一定量水,瓶壁上有三小孔,分别塞有a、b、c三塞子,玻璃管中水面高于b低于a,玻璃管下端高于c低于b。则只拔出a时发生的现象是 ,只拔出b时发生的现象是 。(选填序号:①向外流水、②向里冒气泡、③没有现象)
三.实验探究题(共4小题)
19.如图,将长约1m、一端封闭的玻璃管灌满水银,用手指将管口堵住,倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度就不再下降,这时管内外水银面高度差约750mm。
(1)实验中玻璃管内水银面的上方是真空,管外水银面的上方是空气,因此,是 支持这段水银柱不会落下,大气压的数值就等于750mm水银柱所产生的压强,通过计算可知当地的大气压为 Pa。(ρ水银=13.6×103kg/m3)
(2)实验中选用水银而不是水来做实验,这是利用水银的 较大的特性;在实验过程中,若像图丁中一样将玻璃管倾斜,水银柱的竖直高度将 。
(3)如果将此装置拿到高山上,观察到的现象是水银柱的竖直高度将 。
20.如图是李亮同学用硬度适当的塑料瓶、橡皮塞、有刻度的细玻璃管、滴入了红墨水的溶液自制的一个简易气压计,用它来探究“大气压随高度的变化情况”。
(1)瓶中水面上方是气体,细玻璃管内液柱高度高于瓶中液面,则瓶内气体的压强 (填“大于”“等于”或“小于”)瓶外的大气压。
(2)为排除其他因素对实验结果的影响,探究过程中除了要塞紧橡皮塞外,还要 。
(3)李亮将简易气压计从山下拿至山上后,细玻璃管内水柱的高度会 (填“增加”“不变“或“减小”)。
(4)如果在瓶中装满水,可以制成一个测量 的仪器。
(5)李亮还用它来检测人手的握力大小,他是如何运用这个装置来判断人手握力大小的? 。
21.某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是 。
(2)如图1,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N。
(3)如图2,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后,计算活塞的横截面积为 。
(4)同学们发现实验误差偏大,请分析,该实验过程中导致误差的原因 。
(5)针对以上实验带来的误差,小明对该实验进行了改进采用了图示3装置,将该注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动,则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 N,所测大气压的值应为 Pa。
22.小金想估测当地大气压的大小,于是进行了如图甲所示的实验:
①将蘸水的塑料挂钩的吸盘放在被固定住的光滑玻璃板上,用力挤压吸盘;
②用弹簧测力计挂着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面;
③记录弹簧测力计的示数为F1=36N;
④测量吸盘与玻璃板的接触面积S=4cm2。
(1)根据图甲实验计算所测得的大气压的值是 ;测量结果与标准大气压有差异的可能原因是 (写出一种即可)。
(2)如果按图乙和图丙进行实验,实验器材和步骤均相同,但弹簧测力计的示数分别为F2、F3,则F1、F2和F3的大小关系是 。
四.计算题(共3小题)
23.2020年“新冠”席卷全球。使人民生命健康受到严重威胁。在治疗“新冠”病人时。氧气瓶必不可少。请根据所学知识计算
(1)常规氧气瓶的压强上限为15Mpa.这相当于多少个标准大气压?(1标准大气压取105pa)
(2)一容积10升的氧气瓶中的氧气密度为6kg/m3这些氧气有多重?(g取10N/kg)
24.“拔火罐”是我国传统医疗的一种手段。如图所示,医生先用点燃的酒精球加热小罐内的空气,随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位,冷却后小罐便紧贴在皮肤上。已知大气压为1.0×105Pa,小罐底部和开口部位的面积均为10cm2,罐内空气冷却变为室温时其压强为9.0×104Pa,不计小罐重力。求:
(1)罐内空气对皮肤的压力;
(2)皮肤对小罐的支持力。
25.小杰家的压力锅锅盖上标有“××铝制品厂压力锅”的字样,高压锅的横截面积为4.0×10﹣2m2,限压阀的质量为100.8g,排气孔的面积为7mm2;求:(g取10N/kg;外界大气压强为1标准大气压取1×105Pa)
(1)锅内气体的压强最大可达多少?
(2)锅盖至少要能承受多大的力才能保证安全?
(3)设锅内压强每增加3.6×103Pa,水的沸点就相应的增加1℃,则锅内的最高温度可达多高?
沪科版八下物理 8.3“空气的力量”同步练习
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.【解答】解:因为大气压可以支持76cm高的水银柱,若换做水,由ρ水银gh水银=ρ水gh水,变形得水柱高度:
h水==×0.76m=10.336m
则大气压大约可以支持10m多高的水柱,故手捂住管口倒立放在水中,水可以充满整支管,故B正确,ACD错误。
故选:B。
2.【解答】解:该实验是探究大气压存在的实验,因此针对该实验可以提出问题为大气压向各个方向有压强吗?假设:大气向各个方向有压强;目的是探究大气压向各个方向是否有压强;结论:大气压向各个方向有压强;因此只有C选项符合要求。
故选:C。
3.【解答】解:
A.海拔高度越高,气压越小,故该装置从地面拿到高山上,气压降低,水银柱会下降,故A正确;
B.玻璃管的粗细不会影响大气压的测量值,即玻璃管越粗管内水银柱的高度不变,故B错误;
C.实验时,玻璃管如果倾斜会使长度增加,但高度不变,不影响实验测量结果,故C错误;
D.实验中玻璃管内水银面的上方是真空,故D错误。
故选:A。
4.【解答】解:
A、玻璃管不竖直时,水银柱的长度会变长,但垂直高度不会变,故A不合题意;
B、水银槽内水银的多少不会影响水银柱的高度,因为水银柱的高度是指管内外水银面的垂直高度差,故不符合题意;
C、玻璃管中水银柱的压强只与水银的密度和垂直高度有关,粗细不均匀不会影响高度的大小,故C不合题意;
D、当玻璃管中混入少量空气时,空气的压强与水银柱压强之和等于外界大气压,因此,会使水银柱高度变小,使测量值变小,故D合题意。
故选:D。
5.【解答】解:
A、倾斜的玻璃管会使水银柱变长,但竖直高度依然会不变,故A正确;
B、如果管中进了些空气,少量的空气产生的压强+水银柱产生的压强=外界大气压,所以管内外水银面的高度差将小于760mm,故B错误;
C、将它从山下移到山上,大气压减小,管内外水银面的高度差将变小,故C错误;
D、玻璃管顶端突然破了一个小孔,空气进入玻璃管,玻璃管内有大气压作用,水银柱下降,直到玻璃管内和容器内水银面相平,故D错误。
故选:A。
6.【解答】解:为使玻璃管内的液面高于瓶内液面,需要增大瓶内的压强,向瓶内吹气,可增大瓶内气压。山顶海拔高度较高,大气压较低,玻璃管内液柱较高,放到山脚下后,大气压变大,液柱变低,液面下降。
故选:B。
7.【解答】解:空矿泉水瓶中装入少量热水,轻晃后迅速倒出,再马上盖紧瓶盖,片刻后,瓶内水蒸气液化,体积变小,瓶内气体压强变小,而瓶外的大气压不变,瓶子在内外压强差的作用下瘪了,因此推测瓶内气体压强与反应前相比变小了;瓶变瘪表明力改变了物体的形状;故ACD正确,B错误。
故选:B。
8.【解答】解:AB、若液柱向右运动有可能是瓶内气压为p1变大,也可能是外界大气压为p2变小,故AB错误;
C、若p1变小,p2不变,液柱会向左移动,故C错误;
D、若p1不变,p2变大,液柱会向左移动,故D正确。
故选:D。
9.【解答】解:当保持温度不变,用力F向右推活塞时,由于活塞封闭一定量的空气,所以空气的质量不变,但体积减小,由ρ=可知,气体密度变大;
一定质量的气体,温度不变时,体积越小,压强越大,所以封闭空气的压强随活塞的右移,压强逐渐变大。
故选:C。
10.【解答】解:A、甲图中,水银柱高为h1,根据液体压强的公式可知,甲图的托里拆利实验装置测出当地的大气压是p=ρ水银gh1,故A正确;
B、甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,会使水银柱变低,因此测量值将偏小,故B正确;
C、乙图中的自制气压计可粗略反映外界大气压的变化,却无法测出当地当时的大气压值,故C错误;
D、同时带着两装置登山,随着高度的增加,外界气压变小,甲装置中h1变小;而乙装置中,外界气压变小,瓶内空气压着水柱上升,所以h3增大,故D正确。
故选:C。
11.【解答】解:当活塞上升到管口后再继续上升,活塞将离开管口,活塞下水面将直接与大气接触,在大气压力作用下水面会下降。
故选:C。
12.【解答】解:
将整个装置看做一个整体,则弹簧测力计的示数就等于装置的总重力G总。
管内水银柱的重G水银=F=pS=ρghS,
管和橡皮塞的重加水银重:
G总=G+G水银=G+ρghS。
故选:B。
二.填空题(共6小题)
13.【解答】解:著名的马德堡半球实验有力的证明了大气压强的存在,意大利科学家托里拆利用一根玻璃管第一个测量出大气压的值,一个标准大气压的大小约相当于760毫米水银柱所产生的压强,大小为1.013×105Pa;大气压不是固定不变的,海拔高度越高,空气越稀薄,密度越小,大气压强就越小,即大气压随着海拔的高度的增高而减小。
故答案为:马德堡半球;托里拆利;小。
14.【解答】解:(1)一个标准大气压能支持760mm高的水银柱;
(2)760mm水银柱产生的压强大约为1×105Pa;
(3)大气压与海拔高度有关,海拔越高,大气压越小,所以山下的大气压大于山上的大气压。
故答案为:76;105;大于。
15.【解答】解:(1)活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处。
(2)由图知道,活塞式抽水机在使用时,提起活塞时,阀门B受到大气压的作用而关闭,活塞下面的空气变稀薄,气压小于外界大气压,于是,低处的水在大气压的作用下推开阀门A进入圆筒。
(3)当压下活塞时,阀门A受水的压力而关闭,水不能向下流,于是就冲开阀门]B进入圆筒的上部。再提起活塞时,活塞上面的水使阀门B关闭,水被活塞提起,从侧管中流出来。
故答案为:大气压;关闭;关闭。
16.【解答】解:
(1)擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,主机内部的气压减小,小于外界大气压,在外界大气压的作用下产生了压力。
(2)擦窗机器人静止时处于平衡状态,在竖直方向上受到的摩擦力和重力是一对平衡力,若用真空泵继续向外抽气,由于擦窗机器人在竖直玻璃上仍静止,其重力不变,则摩擦力不变。
(3)大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等。
故答案为:小于;不变;活塞式抽水机抽水。
17.【解答】解:用注射器吸取药液时,用手向后拉动活塞,使针管内的压强变小,外面的药液在大气压作用下,通过针头进入针管里;
注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的;
针头表面做的很光滑,在压力一定时,减小接触面的粗糙程度来减小摩擦。
故答案为:大气压;压强;摩擦。
18.【解答】解:瓶口用橡皮塞盖紧,瓶塞中央插一根两端开口的玻璃管,玻璃管中水面高于b低于a,则b、c两处压强大于外界气压,a处小于外界气压,则只拔出a时发生的现象是,a处无水流出,且向里冒气泡;
只拔出b时发生的现象是b处向外流水。
故答案为:②;①。
三.实验探究题(共4小题)
19.【解答】解:(1)实验装置最早测出大气压的值,开始要在水银管内灌满水银,这样可以将管内空气全部排出,保证管内水银上方为真空;玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持;首先测出大气压值的是意大利的科学家托里拆利;一个标准大气压支持的水银柱的高度h=760mm;水银柱的高度为760mm,此时的大气压值为:p=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×750×10﹣3m=0.9996×105Pa;
(2)做托里拆利实验时应选用密度大的汞液,而不是水来做实验,为了操作方便;玻璃管的粗细、长短、倾斜,以及水银槽中水银的多少无关;
(3)大气压随高度的增加而减小,将此装置拿到高山土,观察到的现象是水银柱高度变小。
故答案为:(1)大气压;0.9996×105;(2)密度;不变;(3)变小。
20.【解答】解:(1)在图示的状态下,瓶内液面和玻璃管内液面静止,故瓶内气压等于瓶外大气压加上管内水柱产生的压强,所以瓶内的气压大于瓶外的气压;
(2)应保持瓶中水的温度不变,否则由于瓶内水蒸发的原因,会使瓶内气压变化影响实验结果;
(3)将气压计从山下拿到山上后,大气压减小,管内水柱高度会增加;
(4)如果在瓶中装满水,温度升高,瓶内水受热膨胀,管内水面升高,温度降低时,瓶内水遇冷收缩,管内水面下降,就成了一个温度计;
(5)用力握塑料瓶,瓶子发生形变,细玻璃管中的液面上升,握力越大,瓶子形变越明显,细玻璃管内液面上升越高,故可根据液面高度变化量的大小判断握力的大小。
故答案为:(1)大于;(2)保持瓶中水的温度不变;(3)增加;(4)温度计;(5)用力握塑料瓶,根据液面高度变化量的大小判断握力的大小。
21.【解答】解:(1)根据实验原理p=可知,只有先排尽注射器内的空气后,刚拉动活塞时的拉力大小才等于大气压力,若注射器内存有空气,拉力小于大气压力,会使测量值偏小;
(3)由图2可知,注射器有刻度部分的容积为20mL,有刻度部分的长度为6.0cm,注射器活塞的横截面积S===cm2;
(4)造成误差的主要原因有注射器内的空气没有排尽、橡皮帽密封不好、刚拉动时弹簧测力计读数不准确、活塞与针筒壁之间存在摩擦等,但注射器内的空气没有排尽或橡皮帽密封不好会使测量值偏小;刚拉动时弹簧测力计读数不准确会使测量值偏大偏小都有可能;活塞与针筒壁之间存在摩擦会使测量值偏大,由此可知,实验误差偏大的原因是活塞与针筒壁之间存在摩擦;
(5)当活塞向左滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力F拉、水平向右的大气压力F大气、水平向右的摩擦力f,处于平衡状态,即F拉=F大气+f......①;
当活塞向右滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力F拉′、水平向右的大气压力F大气、水平向左的摩擦力f,处于平衡状态,即F大气=F拉′+f......②;
F拉=G1=m1g=4.1kg×10N/kg=41N......③;
F拉′=G1﹣G2=4.1kg×10N/kg﹣2.2kg×10N/kg=19N......④;
联立①②③④,解得,摩擦力f=11N,大气压力F大气=30N,
大气压强p===9×104Pa。
故答案为:(1)把注射器内的空气排尽;(3)cm2;(4)活塞与针筒壁之间存在摩擦;(5)11;9×104。
22.【解答】解:(1)已知甲图中F1=36N;S=4cm2=4×10﹣4m2,
则大气压强:
p===9×104Pa;
实验中,读数正确,但发现测量结果总是偏小,当吸盘漏气或吸盘内存有少量气体时拉力F的值会减小,所以所测大气压值会偏小;
(2)因为吸盘也有重力,所以由图甲可知,弹簧测力计的示数F1的数据将大于实际大气压力,乙图中水平拉动,此时弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,丙图中弹簧测力计的拉力小于大气的压力,则F1、F2、F3的大小关系是F1>F2>F3;
故答案为:(1)9×104Pa;吸盘漏气;(2)F1>F2>F3。
四.计算题(共3小题)
23.【解答】解:
(1)1标准大气压=1×105Pa,则15Mpa与标准大气压的比值:
n===150,
因此常规氧气瓶的压强上限为15Mpa.这相当于150个标准大气压。
(2)氧气的体积与氧气瓶的容积相等,则氧气的体积V=10L=0.01m3,氧气的密度ρ=6kg/m3。
由和G=mg可得:G=ρVg,
所以这些氧气的重力:G=ρVg=6kg/m3×0.01m3×10N/kg=0.6N。
故答案为:150个标准大气压;0.6N。
24.【解答】解:
(1)罐内空气对皮肤的压力:F内=pS=9.0×104Pa×10×10﹣4m2=90N;
(2)皮肤受到的外界大气压力:F外=p外S=1.0×105Pa×10×10﹣4m2=100N,
由力的平衡得火罐对皮肤的压力:F压=F外﹣F内=100N﹣90N=10N,
因为压力和支持力是一对相互作用力,故皮肤对火罐的支持力:F支=F压=10N。
答:(1)罐内空气对皮肤的压力为90N;
(2)皮肤对小罐的支持力为10N。
25.【解答】解:(1)锅内最大压强为:
p=p0+=1×105Pa+=2.44×105Pa;
(2)锅盖所承受的最小压力为:
F=pS′﹣p0S′=(p﹣p0)S′=(2.44×105Pa﹣1.0×105Pa)×4.0×10﹣2m2=5.76×103N;
(3)锅内压强增加了:
△p=p﹣p0=2.44×105Pa﹣1×105Pa=1.44×105Pa,
水的沸点增高:
Δt==40℃,
所以,锅内温度最高可达:t=100℃+40℃=140℃。
答:(1)锅内气体的压强最大可达2.44×105Pa;
(2)锅盖至少要能承受5.76×103N的力才能保证安全;
(3)设锅内压强每增加3.6×103Pa,水的沸点就相应的增加1℃,则锅内的最高温度可达140℃。
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