苏科版九年级上册12.1动能势能机械能 同步练习（含解析）

苏科版九年级上册 12.1 动能 势能 机械能
一、单选题
1．2014年8月南京成功举办了“青奥会”，如图四项运动包含了一些物理知识，下列描述错误的是（　　）
A．跳水运动员在空中下落的过程中，既有动能也有重力势能
B．足球运动员脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对相互作用力
C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力相互平衡
D．篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中，发生了弹性形变，具有弹性势能
2．位于潮州韩江大桥桥头的腾瑞中心大厦，如图，高度为186米，它是目前粤东第一高楼，是潮州韩东新城新的标志性建筑。周末，小丽想到大厦的楼顶拍摄潮州市区的全景，当她乘坐的电梯匀速上升时，下列描述正确的是（　　）
A．动能减小，重力势能减小 B．动能不变，重力势能减小
C．动能不变，重力势能增大 D．动能增大，重力势能不变
3．2021年6月17日，搭载着神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。如图所示，火箭加速上升的过程中，它所运载的载人飞船（　　）
A．动能增大、重力势能减小
B．动能减小、重力势能增大
C．机械能减小、重力势能增大
D．机械能增大、动能增大
4．如图所示为冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中正确的是（　　）
A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能不变
B．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态不变
C．冰球在水平冰面滑动过程中，机械能保持不变
D．冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性
5．如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放，在物块P下落到地面的过程中，P、Q间细线拉力大小为F。（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（　　）
A．钩码落地前，的机械能增大
B．钩码落地前，的机械能增大
C．钩码落地后，的机械能不变
D．钩码落地后，的机械能减小
6．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知，足球
（　　）
A．在B点时受力平衡
B．在A、D两点动能可能相等
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变
D．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
7．一名游客蹦极时下落过程的v-t图像（忽略空气阻力）如图所示。已知t1时刻，弹性绳处于自然伸直状态；t3时刻，游客达到最低点。则下列说法正确的是（　　）
A．在0~t3时间段内，人的动能一直在增大
B．在 t1~t3时间段内，弹性绳弹性势能逐渐增大
C．在t2~t3时间段内，重力不做功
D．在t2时，弹性绳弹性势能最大
8．在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，其动能大小的情况是（　　）
A．一直变大 B．一直变小 C．先变大后变小 D．始终不变
9．将皮球从离地某一高度O点水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
B．皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
C．皮球第一次反弹后达到最高点P点时动能为零
D．若将皮球涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
10．下列事例，不能说明分子永不停息做无规则运动的是（ ）
A．炒菜时加点盐，菜就有了咸味
B．排放工业废水，污染整个水库
C．教室里打扫卫生时飘在空中的灰尘
D．房间里放一箱苹果，满屋飘香
11．如图所示，水平台面由同种材料制成，粗糙程度均匀，在它上面放着质量为的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动，运动一段时间，钩码触地后立即静止，木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，下列说法中正确的是（g取10N/kg）（ ）
A．木块匀速运动的过程中，木块与钩码的机械能总量不变
B．木块匀速运动的过程中，受到的滑动摩擦力是
C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能越来越小
D．钩码触地后木块继续滑动，拉力对物体做功
12．如图所示，小明在做模拟“蹦极”“的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点的运动过程，下列说法中正确的是（　　）
A．小石块在B点时的动能最大
B．小石块在C点时的动能最大
C．从A点下落到C点的过程中，小石块的动能一直在增大
D．从B点下落到C点的过程中，小石块的动能先增大后减小
二、填空题
13．一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若AB和BC距离相等，则AC和BC两段距离重力做的功WAC______WBC，AB和BC两段距离重力做功的功率PAC______PBC（选填“＜”、“＞”或“＝”）。
14．跳伞运动员在空中匀速下落时，其动能______；扫地车匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的动能______。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
15．如图所示，跳水运动员为获得充足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板让自己上升的更高，若运动员从离开跳板到入水的过程中_______（填离开跳板、最高点或入水）时机械能最大，离开跳板上升过程中，动能将______、重力势能将______（填变大、变小或不变）
16．如图所示，小钢球沿光滑的线路由A经B和C到D，已知弧AB=BC=CD，A、B、C、D在同一水平面上，则球经过AB时速度______ （变大/变小/不变/先变大后变小/先变小后变大），通过AB、BC、CD面的时间t1、t2、t3由小到大的顺序为______
三、综合题
17．阅读以下材料 ，回答相关问题．
超级蓝血月
北京时间2018年1月31日晚，夜空中上演了天文奇观----“超级蓝血月”，如图所示．这是152年来超级月亮、蓝月亮和月全食首次同时出现．
由于月球绕转地球运行的轨道是一个椭圆形，月亮在这个椭圆形的轨道上运行，有时会靠近地球，有时会远离地球，当月亮位于近地点时，我们看到的月亮便是“超级月亮”．一般来说，“超级月亮”发生时，比远地点的月亮大14%，也要更亮30%左右．
“蓝月亮”并不是说月亮会变成蓝色，而是一个天文术语，由英语“blue moon”直译而来，英语中用“Once in a blue moon”来形容事情的罕见．“蓝月亮”有两个定义，一个是指季度里的第四次满月称为蓝月亮，即季度蓝月亮．也有天文爱好者认为，蓝月亮是指一个月中的第二次满月，即月份蓝月亮，这种说法也得到天文界的认可．
月全食是月食的一种，即当太阳、地球和月球处在一条直线上时，处在中间的地球挡住了太阳直接照射到月球上的光，整个月球落在地球的影子里，月亮的亮度变暗．月全食的时候，穿过大气层的阳光中波长较短的蓝绿色光都被地球的大气层所吸收或散射，射抵月球上的光就主要以波长较长的红色和橙色光线为主，从而使月球表面呈现出橘红色，被称为“红月亮”或“血月”．
“蓝月亮”并不稀有，但如果“蓝月亮”是一颗“超级月亮”，又同时发生月全食，那就是十分罕见的天象．
请回答下列 问题：
（1）“超级月亮”应叫做__________（选填“近”或“远”）地点满月．
（2）月全食形成时，__________（选填“A”或“B”）．
A．月球位于太阳和地球之间
B．地球位于太阳和月球之间
（3）考虑月亮从近地点向远地点运动过程中的能量转化问题，__________能转化为__________能．（以上两空选填“动”或“势”）
18．斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重力G的困难．几名同学围绕斜面展开如下几个方面的研究(研究均忽略空气阻力)：
（1）小华同学研究物体在斜面上运动时的特点及受力情况，如图甲，他将处于斜面底端A的木块用力一推，木块离开手后沿斜面向上运动，经过B点，最终停在C点．
①画出当物体处于B,C两个位置时受到的摩擦力示意图(作用点在物体的几何中心·)
( )
②“用力一推”这个过程说明力可以改变物体的 ________ (选填“形状”或“运动状态”)
③小凡认为“物体具有惯性，所以物体离开手后能够继续向前运动．物体最终静止在C点也说明运动过程中惯性会逐渐减小．”如果你认为这个观点是对的，请写出判断依据．如果你认为这个观点是错的，请指出错误并改正． _____________
（2）小花同学猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关．利用图乙的装置进行实验，用弹簧测力计匀速拉动物块并记录数据，表格是他的实验数据：
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η
1 较缓 10 0.2 5.5 1 36.4%
2 较陡 10 0.4 7.0 1 57.1%
3 最陡 10 0.6 8.5 1 70.6%
①通过分析几次实验的数据，结论是： ______________________
②第一次实验中，物块所受斜面的摩擦力为 ___________ N
（3）小埔同学研究物体沿斜面下滑过程中的能量转化．如图丙他将同一物体分别置于两个高度相同但倾斜程度不同的斜面顶端并静止释放，物体均沿斜面运动到底端．
①若斜面光滑，下滑过程物体的运动速度 __________ （选填“增大”、“减小”或“不变”)②已知支持力为5N,斜面长1m,求支持力这个过程中做功 __________ J
③若两斜面的材料相同，物体沿A斜面下滑到底端的速度为vA,物体沿B斜面下滑到底端的速度为vB,则vA_______vB(选填“>”“<”或“=”)，判断的依据是： ________________________ ．
19．如图是运动员操控滑翔机在高空滑翔的情景。请回答：
(1)滑翔机在高空滑翔，能够获得向上的升力，此时机翼上方空气压强大还是下方空气压强大？
(2)以滑翔机为参照物，运动员是运动还是静止的？
(3)匀速下降过程中，滑翔机的机械能大小如何变化？
20．阅读以下材料，并回答相应的问题：
材料一：研究发现，当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律。
材料二：进一步研究发现，动能的大小与物体质量和速度的具体关系为：；重力势能的大小与物体的质量和相对高度的关系为：。
（1）小球在真空中自由下落，另一个完全相同的小球B在阻力很大的液体中匀速下落，它们都由高度为处下落到高度为处，在这两种情况下，小球__（选填“A”或“B”）的机械能守恒。
（2）一个物体从高为的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度v=__。
（3）把一个小球用细线悬挂起来就成为一个单摆，如图，若摆长为，将小球拉至距离原竖直方向，由静止释放，不计空气阻力，则当小球运动到最低处时的速度v=__。
21．立定跳远是体育测试项目之一，如图所示是某个同学立定跳远的情景图。
(1)请你说明该同学在腾起和下落过程中动能和重力势能是如何转化的？
(2)由于存在空气阻力，该同学在空中运动过程中，机械能大小有何变化？
(3)此项运动中涉及许多物理知识，示例：运动员腾起后最终会落地，原因是受到重力作用。请你根据示例，再列举一条此项运动中涉及到的其他相关物理知识。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．跳水运动员在空中下落的过程中，由于运动具有动能，由于在空中而具有重力势能，故A正确，不符合题意；
B．足球运动员对球的作用力和球对运动员的力是一对相互作用力，故B正确，不符合题意；
C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力不相互平衡，因为他受到的重力加上杠铃重力在大小上才等于地面对他的支持力，故C错误，符合题意；
D．篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中，发生了弹性形变，具有弹性势能，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．C
【详解】
小丽乘坐的电梯匀速上升时，速度不变，则动能不变，高度增加，则重力势能增加，机械能为动能与重力势能之和，则机械能增加，故ABD错误， C正确。
故选C。
3．D
【详解】
火箭加速上升阶段，飞船质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；飞船上升时没有发生弹性形变，不具有弹性势能；由于机械能是动能与重力势能的总和，故机械能增大，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．滑雪运动员在空中下落的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故A错误；
B．短道速滑运动员在转弯时，其运动方向是改变的，则运动状态是变化的，故B错误；
C．冰球在水平冰面滑动时，受到冰面的阻力，速度逐渐变小，质量保持不变，高度不变，那么动能变小，重力势能不变，所以机械能变小。故C错误；
D．掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性，要保持原来的运动状态向前运动，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
物块P、物块Q和钩码在同一根绳上，运动情况相同，把钩码和物块P看成一个整体，这个整体和物块Q所受的合力大小相等，则
所以绳上的拉力为，物块P和Q合力方向和运动方向一致，所以机械能增大。
故选B。
6．B
【详解】
A．B点只受重力，不平衡，故A不符合题意；
B．运动过程中有空气阻力，所以AD速度可能相同，动能可能相同，故B符合题意；
C．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不变，故C不符合题意；
D．在运动过程中，机械能不守恒，不可能只存在动能和势能的相互转化，故D不符合题意。
故选B。
7．B
【详解】
A．由题意可知，在t2时游客的速度达到最大值，t2~t3时间段内，游客向下运动速度变小，所以动能变小，故A错误；
B．在 t1~t3时间段内，弹性绳的伸长量变大，则弹性绳的弹性势能变大，故B正确；
C．在 t2~t3时间段内，游客是向下运动的，在重力的方向上通过了距离，所以重力做了功，故C错误；
D．在t3时，游客的速度为0，此时游客到达最低点，此时弹性绳的伸长量是最大的，弹性势能最大，故D错误。
故选B。
8．D
影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
【详解】
在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，速度不变，质量不变，动能不变。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【点睛】
掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。会判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化以及能量的相互转化。
9．A
【详解】
根据小球位置的变化可知，小球在碰撞及与空气摩擦的过程中机械能正在减小，即后面每个位置的机械能都要小于前一个位置。
A．由于D点位置在C点后面，所以皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能，故A正确；
B．由B点位置在A点之后，B点的机械能小于A点，皮球经过同一高度的A、B两点时重力势能相同，机械能等于动能与势能的总和，所以B点的动能小于A点，故B错误；
C．球的运动方向是斜向右上方的，小球到达最高点时竖直方向的速度为0，但水平向右的速度不为0，所以动能不为0，故C错误；
D．由于N点位置在M点后面，则N点的机械能小于M点，两点的高度相同，重力势能相同，所以N点的动能小于M点的动能，N点时形变小于M点，留下两个黑色的圆斑大小不相等，故D错误。
故选A。
10．C
【详解】
A．炒菜时加点盐，菜就有了咸味，是盐分子在运动，故A不符合题意；
B．排放工业废水，污染整个水库，是工业废水分子在运动，故B不符合题意；
C．灰尘看得见，不是分子，故C符合题意；
D．房间里放一箱苹果，满屋飘香，是气味分子在运动，故D不符合题意。
故选C。
11．C
【详解】
A．木块在水平台上匀速运动的过程中，钩码匀速下降，此时木块的动能不变，重力势能不变；钩码的动能不变，重力势能变小，机械能等于动能和势能之和，则木块与钩码的机械能总量变小，故A错误；
B．在钩码的拉力作用下，木块沿桌面做匀速运动，此时木块受平衡力，水平方向的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则
故B错误；
C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的速度越来越小，所以木块的动能越来越小，故C正确；
D．钩码触地后木块继续滑动的过程中，钩码不再拉动木块，对木块没有拉力的作用，拉力不再做功，故D错误。
故选C。
12．D
【详解】
A．如图：B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，O点是橡皮筋悬挂小球静止时的点即重力和弹力相等的点。
B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，在小石块未到达B点之前绳子没有发生形变，故从A点下落到B点的过程中，小石块只受到重力的作用，经过B点向下到重力和弹簧的弹力相等的位置（O点）的过程中，重力大于弹力，小球继续加速，所以动能继续增大，故A错误；
B．C点是小球达到的最低点，此时速度为零，则小球的动能为零，故B错误；
C．从A点下落到B点的过程中，小石块的重力势能转化为动能，由B到O的过程，小石块受重力和弹力的作用，橡皮筋的形变量逐渐变大，弹力逐渐变大，重力大于弹力，小石块受到的合力方向与运动方向相同，做加速运动，动能不断变大；由O到C的过程，重力小于弹力，小石块受到的合力方向与运动方向相反，做减速运动，动能不断变小，因此在由A到C的过程中，小石块的动能先增大后减小，故C错误；
D．从B点下落到C点的过程中，可看作由B到O动能不断增大和由O到C动能不断减小的叠加，故D正确；
故选D。
13． ＞ ＜
【详解】
（1）小球在AC段重力所做的功
小球在BC段重力所做的功
由图可知，AC段的距离大于BC段的距离，即
所以
（2）由可知，小球在AC段重力所做功的功率为
小球在BC段重力所做功的功率
由于小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，所以小球在AC段的平均速度小于在BC段的平均速度，即
由此可知，小球在AC段重力所做功的功率小于小球在BC段重力所做功的功率，即
14． 不变 增大
【详解】
[1]跳伞运动员在空中匀速下落时，由于速度和质量不变，故其动能不变。
[2]扫地车在平直的路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，由于车的质量变大，速度不变，故扫地车的动能增大。
15． 离开跳板 变小 变大
【详解】
[1]运动员在离开跳板时，跳板的弹性势能转化为运动员的重力势能和动能，运动员在上升或下降的过程中与空气摩擦，一部分机械能转化为了内能，故离开跳板时机械能最大。
[2][3]离开跳板上升过程中，受重力作用，运动员的速度减小，高度不断增加，由于质量不变，动能将变小、重力势能将变大。
16． 先变大后变小 t1＜t2＜t3
【详解】
[1]因为接触面光滑，A、B、C、D在同一水平面上，说明机械能守恒，球经过AB时，先运动滑到低处，高度降低，重力势能转化为动能，速度增大，然后运动到高处，高度增大，动能转化为重力势能，速度减小，所以速度先变大后变小。
[2]因为接触面光滑，A、B、C、D在同一水平面上，说明机械能守恒，所以ABCD四点的速度相同，并且AB=BC=CD，而在AB内的平均速度比A点的速度大、在BC内的速度等于A点的速度、在CD内的平均速度小于A点的速度，由可知速度大的时间短，故
t1＜t2＜t3
17． 近 B 动 势
【详解】
第一空．由材料可知当月亮位于近地点时，我们看到的月亮便是“超级月亮”，因此“超级月亮”应叫做近地点满月；
第二空．由材料知月全食是月食的一种，即当太阳、地球和月球处在一条直线上时，处在中间的地球挡住了太阳直接照射到月球上的光，整个月球落在地球的影子里，因此可知月全食形成时地球位于太阳和月球之间；
月球质量在运行过程中不变，近地点时距地球最近，势能最小，速度最快，动能最大；远地点时，距地球最远，势能最大，速度最小，动能最小，因此月亮从近地点向远地点运动过程中动能转化为势能；
第三空．动；
第四空．势；
18． 见解析所示 运动状态 错误；一切物体在任何状态下都具有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关；物体最终静止在C点是因为受到摩擦阻力的作用 当物重与斜面的粗糙程度一定时，斜面越陡，机械效率越高 3.5N 增大 0 > A图中物体受到的摩擦力小，摩擦力做功小
【详解】
(1) ①[1]根据题意知道，当木块经过B点时，相对斜面向上运动，所以，木块受到滑动摩擦力作用，方向与相对斜面运动的方向相反，即沿斜面向下，如下图：
当木块最终停在C点时，木块相对斜面有沿斜面向下的运动趋势，所以，受到的是静摩擦力，方向沿斜面向上，如下图
②[2]用力一推，木块离开手后沿斜面向上运动，即木块由静止变成运动，说明力改变了物体的运动状态；
③[3]该同学的观点是错误的，因为惯性是物体的属性，一切物体在任何状态下都具有惯性，且惯性的大小只与物体的质量有关；物体最终静止在C点，状态发生改变，是由于受到摩擦阻力的作用的结果；
(2) ①[4]分析表格数据知道，当物重、斜面的粗糙程度与斜面的长度一定时，斜面越陡，机械效率越高；
②[5]由表中第1组实验数据知道，有用功是：
W有 =Gh=10N×0.2m=2J
总功是：
W总=Fs=5.5N×1m=5.5J，
所以，额外功是：
W额=W总-W有=5.5J-2J=3.5J，
由于W额 =fs，所以摩擦力是：
(3) ①[6]若斜面光滑，下滑过程物体的重力势能转化为动能，所以运动速度会增大；
②[7]由于物体受到的支持力与垂直，下滑过程中，物体沿支持力方向没有移动距离，所以支持力做功为零；
③[8][9]根据题意知道，两斜面材料相同，高度相同，斜面越陡，摩擦力越小，物体沿斜面下滑到底端时，重力势能转化为动能则越大，即速度越大，所以vA>vB．
19．(1)下方空气压强大；(2)静止；(3)减小
【详解】
(1)滑翔机在高空滑翔，能够获得向上的升力，是因为滑翔机向上凸起，上方流速大、压强小，下方的流速小、压强大，产生一个向上压强差给滑翔机提供升力。
(2)滑翔机与运动员保持相同的速度一起运动，运动员相当于滑翔机位置没有发生改变，所以是静止的。
(3)滑翔机匀速下降过程中，质量、速度不变，动能不变；高度降低，重力势能减小，机械能为动能和势能的总和，所以滑翔机的机械能减小。
20． A 2
【详解】
（1）[1]小球在下落过程中，不受阻力作用，机械能守恒，B受阻力，匀速下落，机械能减小。
（2）[2]物体从斜面滑下机械能守恒，则
解得
故物体滑到斜面底端时的速度为。
（3）[3]设小球在最低点时为零势能面，如图所示
由图知为，为，根据勾股定理知为，因为不计空气阻力，机械能守恒，所以
解得
故小球运动到最低处时的速度为。
21．(1)该同学在腾起的过程中，动能转化为重力势能；他在下落过程中，重力势能转化为动能；(2)该同学在空中运动过程中，机械能会减小；(3)物理知识：同学在空中做曲线运动，原因是力可以改变物体的运动状态。
【详解】
(1)腾起过程：速度减小，高度增加，动能转化为重力势能；下落过程：高度减小，速度增加，重力势能转化为动能。
(2)由于存在空气阻力，该同学在空中运动过程中，要克服空气阻力做功，即机械能一部分转化为其它形式的能，所以机械能减小。
(3)此项运动中涉及许多物理知识：
同学在空中做曲线运动，原因是力可以改变物体的运动状态；
离地后能继续向前运动，是因为具有惯性；
向后蹬地，人向前运动，因为力的作用是相互的。
答案第1页，共2页
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