苏科版八年级上册 第四章 光的折射 透镜
一、单选题
1.如图1所示,从P点发出的三条特殊光线经过凸透镜后会聚于点。现有一条光线也从P点发出,经过凸透镜后的传播路径,在图2的四种表示中,正确的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.如图所示的实验中,光屏上得到清晰的像,下列说法正确的是( )
A.蜡烛经透镜形成了倒立缩小的虚像
B.蜡烛向左移会让清晰的像变大一点
C.照相机的成像原理跟图中情形相同
D.图中的凸透镜的焦距大约是10cm
3.在做“探究凸透镜成像规律”的实验中,小敏所在的小组利用如图甲所示的装置。测出凸透镜的焦距,正确安装并调节实验装置后,在光屏上得到一个清晰的像,如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.由图甲可知该凸透镜的焦距是40.0cm
B.烛焰在如图乙所示的位置时,成像特点与照相机成像特点相同
C.若烛焰从光具座30.0cm刻线处向远离凸透镜方向移动,烛焰所成的像将逐渐变小
D.烛焰在如图乙所示的位置时,若用黑纸片将凸透镜遮挡一半,这时在光屏上只能成半个烛焰的像
4.图是一位同学眼球成像的示意图,他所患眼疾及矫正视力应配戴的透镜类型是( )
A.远视眼,凸透镜 B.远视眼,凹透镜
C.近视眼,凸透镜 D.近视眼,凹透镜
5.一盏探照灯的灯光射向水池,如图所示,在没有水的池底C处形成一个光斑。在逐步注水的过程中,B处的人看到池底的光斑会( )
A.在原地不动 B.先向左移再向右移
C.向左移动 D.向右移动
6.下列几种光现象中,属于光的直线传播的是( )
A.小孔成像 B.水中倒影 C.雨后彩虹 D.海市蜃楼
7.2021年5月26日,我国部分地区第一次也是今年唯一能看到“超级红月”和“月全食”这一天文景象。下列现象与“月全食”形成原因相同的是( )
A.拱桥倒影
B.树荫下的圆斑
C.钢笔“错位”
D.放大的邮票
8.如图所示的四种现象中,由光的折射形成的是( )
A.水中荷花的倒影
B.屏幕上的手影
C.小孔成像
D.放大镜
9.有了光,自然界才绚丽多彩。下列有关光的说法中正确的是( )
A.光在真空中传播速度为3.6×108m/s
B.光从空气进人水中,传播方向一定发生改变
C.电影屏幕选用粗糖的布料,目的是避免光发生漫反射
D.—束光与镜面成30°角照射到平面镜上,其反射角是60°
10.下列有关“影”的解释正确的是
A.皮影﹣﹣利用平面镜成像的原理 B.倒影﹣﹣由光的折射形成的
C.摄影﹣﹣照相机根据凹透镜成像的原理制成 D.树影﹣﹣由光的直线传播形成的
11.如图为漳州“达达通”电动车,便于市民绿色出行(规定满 18 周岁公民方可扫码骑行),在扫码过程中( )
A.摄像头相当于近视眼镜的镜片
B.若扫码不成功,可能是摄像头离二维码太近
C.二维码位于摄像头的一倍焦距和二倍焦距之间
D.二维码白色部分吸收所有色光,黑色部分反射所有色光
12.如图甲所示,一幅漫画竖立在桌面上,小明把一个装有水的圆柱形玻璃杯放在漫画前,惊奇地发现,透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了,还掉头奔向猫,如图乙所示。下列仪器中与其成像原理相同的是( )
A.放大镜
B.照相机
C.平面镜
D.投影仪
13.如图是小强用手机、透镜和纸盒自制的简易投影仪,能将手机上的画面放大投射到白色墙上。下列说法正确的是( )
A.手机屏幕到透镜的距离应大于透镜的二信焦距
B.白色墙上呈现的是手机画面倒立、放大的实像
C.若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,白色墙上的画面将不再完整
D.从各个角度都能清楚地看到白色墙上的像,是因为墙对光发生了镜面反射
14.关于光现象,下列说法中不正确的是( )
A.开凿隧道时用激光束引导掘进机,利用了光的直线传播
B.漫反射不遵守光的反射定律
C.自行车尾灯是靠光的反射来引起后方车辆司机注意的
D.雨后出现彩虹是光的色散现象
15.如图所示,OO′为凸透镜的主光轴,有一个点光源放在凸透镜的正前方。当点光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,如图所示,则凸透镜的位置在( )
A.C点右侧 B.BC之间
C.AB之间 D.A点左侧
二、填空题
16.如图所示,生活中常的手机自拍杆,与直接拿手机自拍相比,在不改变镜头焦距的情况下充分利用自拍杆可以______物距,______像的大小,从而取得满意的拍摄效果。(两空均选填增大/减小)
17.如图是老师利用手机直播网课的情景。当手机取景框内只看到电子白板时,为了让同学同时看到两边黑板上板书的文字,手机应该______(选“远离”或“靠近”)黑板,黑板上文字所成的像是______(选填“放大”或“缩小”)的像。
18.将空纯净水瓶扔在山上,这样做既污染了环境,同时还可能引起山林火灾。这是因为,当下雨时纯净水瓶装入水后,就相当于一个______透镜。晴天强太阳光照射它时,它对光线会产生______作用,可能会引起枯叶着火。
19.如图所示的投影仪,其中凸透镜是使透明胶片通过透镜成_____、_____的实像。平面镜的主要作用是用来反射光线,使像成在屏幕上。若想使屏幕上的字变得大些,应将凸透镜向_____(填“上”或“下”)调,同时将投影仪_____(填“远离”或“靠近”)屏幕。
20.王老师需要摘下眼镜才能看清远处来的是哪位同学,他患的是______(选填:“近视眼”、“远视眼”),需要佩戴______(选填:“凸透镜”、“凹透镜”)矫正。
三、综合题
21.如图所示,眼睛、显微镜、望远镜和投影仪用到了我们所学的很多光学知识,里面有眼睛的晶状体,显微镜和望远镜的目镜和物镜、投影仪的平面镜和镜头。
(1)其工作原理与照相机相同的有:_________,其工作原理与放大镜相同的有:_________,利用光的反射的有:________。(以上3个空格均选填图中序号)
(2)图甲中是______眼,要戴上______透镜来矫正。
(3)投影仪屏幕上的像是______立、放大的实像;要使屏幕上的像更大一些,应该将镜头向_____调节,同时投影仪应适当_________屏幕。
22.(1)如图,光源S发出的一束光从空气射向水面,在容器壁上点P、Q处出现光点,画出上述现象的入射光线、反射光线和折射光线______;
(2)如图所示物体MN放在凸透镜前,0cm处为凸透镜光心,M点发出的光线a平行于主光轴;
①凸透镜的焦距为______cm;
②画出光线b经光心后的光线______;
③物体MN经凸透镜成的像相对于物是______(选填“放大”“等大”“缩小”)的;
④要使光线a经凸透镜后的光线经过K点,应使凸透镜沿主光轴水平向左还是水平向右移动______
23.凸透镜成像时,物距u,像距ν和焦距f之间的关系可以用公式 表示。如图所示,物体AB垂直于主光轴放在凸透镜(图中L表示凸透镜)前,O点为光心,F为焦点,P为2倍焦距处。
(1)请在图中作出物体AB所成的像A'B'。
(2)已知凸透镜成等大的像时v=u,证明当凸透镜成等大的实像时u=2f。
(3)物理学中用像距和物距的比值来表示凸透镜的放大率,即m= 。请你结合公式和投影仪成像时u和v的大小关系,说明投影仪成像时放大率m是大于1还是小于1。
24.阅读短文,回答问题。
菲涅尔透镜
甲图中图1是平凸透镜的截面图,由光学知识可知,平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点。若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉,保留图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处,即为图3,这样的透镜叫做菲涅尔透镜(又称螺纹透镜)。菲涅尔透镜与平凸透镜一样,都能将平行于主光轴的光线会聚于焦点。与平凸透镜相比,菲涅尔透镜减少了光在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。菲涅尔透镜有着广泛的应用,如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆纹路的玻璃组成。大型菲涅尔透镜是聚光太阳能系统中重要的光学部件之一,它能提高太阳能板上单位面积获得的光能,如图丙所示,从上方垂直菲涅尔透镜的光束,在一半焦距处面积只有原来的四分之一。请回答:
(1)菲涅尔透镜与平凸透镜对光都有_____(此空选填“会聚”或“发散”)作用,它们的工作原理是_____(此空选填“相同”或“不同”)的。
(2)下面关于菲涅尔透镜的说法,不正确的是_____。(填字母序号)
A.使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄
B.与相同直径的平凸透镜相比,光能损失减少
C.菲涅尔透镜是由一圈圈凸透镜和凹透镜组成
D.与相同直径的平凸透镜相比,所用材料减少
(3)不考虑光传播过程中的能量损失,如题图丙所示,一太阳能板置于菲涅尔透镜下方的一半焦距处,则与不放置菲涅尔透镜相比,太阳能板受光部分单位面积上的光能提高约为原来的_____倍。为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上_____(此空选填“黑色”或“白色”)。
(4)将菲涅尔透镜放置在阳光下从而将光集中在太阳能板上,为保证最佳的聚光效果,图中,正确的放置方法是_____。(填字母序号)
A. B. C. D.
25.(1)在探究凸透镜成像的规律时:如图所示,测出了凸透镜的焦距;若凸透镜不动,把蜡烛移到光具座15cm刻度处,调节光屏,在光屏上会成倒立、______(选填“放大”、“缩小”或“等大”)的清晰实像,生活中的______(选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)是用这一原理制成的;
(2)在探究物质熔化特点时,得到图甲物质温度随时间变化的图像,由图像可知该物质属于______(选填“晶体”或“非晶体”),图中A点的温度如图乙温度计所示,读数为______℃,熔化过程需______(选填“吸热”或“放热”)。
26.如图所示的幻灯机的镜头相当于一个薄凸透镜,焦距为10cm。用强光照射幻灯片,幻灯片上的画面在幕布上成______(选填“实像”或者“虚像”)。幕布的面做得比较粗糙是为了避免“反光”,即避免光在幕布表面发生______(选填“镜面反射”或者“漫反射”),如果把幻灯片倒立插入到架上,观众会看到______(选填“正立”或者“倒立”)的像。要使观众在幕布上看到放大的像,幻灯片到镜头的距离可以选择以下哪些?______
A、25cm B、16cm C、13cm D、10cm E、6cm
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】
点为像点,经过P点发出的光线最终都会通过点,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
2.C
【详解】
AC.由图可知,此时的光屏上能承接到像,则所成的像是实像;物距大于像距,凸透镜成倒立、缩小的实像,其应用是照相机,故A错误,C正确;
B.蜡烛向左移,物距变大,像距变小,像会变小,故B错误;
D.物距大于二倍焦距成倒立缩小实像,像距大于一倍焦距小于二倍焦距,即
u=20.0cm>2f
f<v=10cm<2f
解得
5.0cm<f<10.0cm
故图中凸透镜的焦距不可能是10cm,故D错误。
故选C。
3.C
【详解】
A.由甲图可知该透镜焦距为
40.0cm-30.0cm=10.0cm
故A错误;
B.由图可知,物距处于f和2f之间,凸透镜成倒立放大的实像,是投影仪的成像原理,故B错误;
C.烛焰从光具座30.0cm刻线处向远离凸透镜方向移动,根据物距增大像距减小像变小可知,烛焰所成的像将逐渐变小,故C正确;
D.用黑纸片将凸透镜遮挡一半,透镜的上半部分仍能会聚烛焰发出的光线,成烛焰完整的像,只是像比原来变暗,故D错误。
故选C。
4.D
【详解】
由图可知,平行光经过眼球后在视网膜前会聚成像,屈光能力变强,属于近视眼。此时要矫正的话,需要在眼球前加一个凹透镜,将光线提前发散,从而使得最后光线会聚在视网膜上,成清晰的像。
故选D。
5.D
【详解】
当逐步注水的过程中,随着水位的上升,入射点逐渐向右移,根据光的折射规律,折射光线靠近法线偏折,池底的光斑也向右移动,B处的人看到池底的光斑仍然向右移动。
故选D。
6.A
【详解】
A.小孔成像成像的原理是光的直线传播,故A符合题意;
B.水中的倒影是平面镜成像,是光的反射,故B不符合题意;
C.雨后彩虹是光的折射形成的,故C不符合题意;
D.海市蜃楼是光的折射形成的,故D不符合题意。
故选A。
7.B
【详解】
A.拱桥倒影,是由光的反射形成的,故A不符合题意;
B.树荫下的圆斑,是小孔成像,是由光的直线传播形成的,和月全食相同,故B符合题意;
C.钢笔“错位”,是由光的折射形成的,故C不符合题意;
D.放大的邮票,是由光线经过透镜折射形成的,故D不符合题意。
故选B。
8.D
【详解】
A.水中荷花的倒影属于平面镜成像,是光的反射形成的,故A不符合题意;
B.手影是光的直线传播形成的,故B不符合题意;
C.小孔成像是光直线传播形成的,故C不符合题意;
D.放大镜是利用光的折射工作的,故D符合题意。
故选D。
9.D
【详解】
A.光在真空中传播速度为3.0×108m/s,故A错误;
B.光从空气垂直进人水中,传播方向不发生改变,故B错误;
C.电影屏幕选用粗糖的布料,目的是使光发生漫反射,让各个方向的观众都能看到,故C错误;
D.—束光与镜面成30°角照射到平面镜上,则入射角
90°-30°=60°
其反射角也是60°,故D正确。
故选D。
10.D
【详解】
A、皮影,即影子现象,是光的直线传播形成的,故A错误;
B、倒影,实质是平面镜所成的虚像,平面镜成像的原理是光的反射,故B错误;
C、照相机的镜头是一个凸透镜,利用了凸透镜成倒立缩小实像的原理制成,故C错误;
D、树影是由光的直线传播形成的,即光照射到不透明的物体上时,其背后形成影子,故D正确.
故选D.
11.B
【详解】
A.摄像头相当于凸透镜的镜片,凸透镜可以矫正远视眼,故A错误;
B.若扫码不成功,可能是物距太小,即摄像头离二维码太近,小于二倍焦距,故B正确;
C.手机摄像头扫描二维码所成的是倒立缩小的实像,故二维码位于手机摄像头的二倍焦距之外,故C错误;
D.黑色条纹吸收所有光线,故黑色条纹不反射色光,而白色条纹能够反射所有色光,故D错误。
故选B。
12.D
【详解】
圆柱形玻璃杯装水后相当于一个凸透镜,透过水杯看到的老鼠变胖了,说明老鼠经过水杯后成的是放大的像,又因为看到老鼠掉头奔向猫,所以老鼠的像是倒立的,凸透镜成像中倒立的都是实像。所以老鼠经过水杯后成的是倒立、放大实像。
A.放大镜成正立、放大虚像,与题意不符,故A不符合题意;
B.照相机成倒立、缩小实像,与题意不符,故B不符合题意;
C.平面镜成正立、等大虚像,与题意不符,故C不符合题意;
D.投影仪成倒立、放大实像,与题意相符,故D符合题意。
故选D。
13.B
【详解】
A.根据投影仪成像的原理可知,手机到透镜的距离应大于焦距,小于二倍焦距,故A错误;
B.投影仪成的像是倒立、放大的实像,故B正确;
C.若用不透明的硬纸板遮住透镜的一部分,白墙上的画面仍然完整,只是亮度变暗,故C错误;
D.发生漫反射的物体可以从不同角度都能看到,因此从各个角度都能清楚的看到白墙上的像,是因为白墙对照射到其上面的光产生漫反射,故D错误。
故选B。
14.B
【详解】
A.利用光的直线传播来进行激光准直,从而开凿出平直的隧道,故A正确,不符合题意;
B.镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律,故B错误,符合题意;
C.自行车尾灯本身是不发光的,靠反射后车灯的光线来引起后车司机的注意,故C正确,不符合题意;
D.雨后彩虹是光的色散形成的七色光,故D正确,不符合题意。
故选B。
15.D
【详解】
AB.由凸透镜成像规律可知,如果物像同侧的话,像是虚像,并且像距大于物距;凸透镜成实像时,物像异侧,且遵循“物近像远像变大”的规律;若凸透镜放在C点右侧,那么当点光源放在A点时,成像在A点左侧,而不是右侧的B点,故AB不符合题意;
C.当光源放在A点时,像在透镜的另一侧,说明成实像,那么像距在一倍焦距外,这样当点光源放在B点时就也会在相对于B点的另一侧成实像(也就是A的一侧),而不是成像在C点,故C不符合题意;
D.若凸透镜放在A点左侧,那么光源放在A点时,成像在B点,当点光源放在B点时,成像在C点,成像都是虚像,故D符合题意。
故选D。
16. 增大 减小
【详解】
[1][2]手机的摄像头相当于一个凸透镜,根据凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小,则手机自拍杆与直接拿手机自拍相比,利用自拍杆可以增大物距,减小像的大小,从而增大取景范围,取得更好的拍摄效果。
17. 远离 缩小
【详解】
[1][2]手机的摄像头相当于一个凸透镜,当手机取景框内只看到电子白板时,为了让同学同时看到两边黑板上板书的文字,相当于把物体在手机内成的像进一步缩小,根据凸透镜成实像时,物距变大,像变小,所以手机应该远离黑板;当物距大于二倍焦距时,凸透镜成倒立、缩小的实像,故在黑板上文字所成的像是缩小的。
18. 凸 会聚
【详解】
[1][2]纯净水瓶装水后,中间厚边缘薄,相当于一个凸透镜,太阳光照射时,它对光线产生会聚作用,会引起枯叶着火。
19. 倒立 放大 下 远离
【详解】
[1][2]根据凸透镜的成像规律,投影仪的透明胶片在凸透镜1倍焦距与2倍焦距之间,成倒立、放大的实像。
[3][4] 根据凸透镜的成像规律,若想使屏幕上的字变得大些,即像变大,像距就要变大,物距变小,故应将凸透镜向下调,同时将投影仪远离屏幕。
20. 远视眼 凸透镜
【详解】
[1]王老师需要摘下眼镜才能看清远处来的是哪位同学,说明王老师不戴眼镜时能看清远处的物体,看不清近处的物体,故王老师是远视眼。
[2]远视眼晶状体曲度变小,会聚能力减弱,需佩戴凸透镜加以矫正。
21. ①⑤ ②⑥ ④⑦ 近视 凹 倒 物体 远离
【详解】
(1)[1]眼睛晶状体是将远处的物体经过晶状体折射后在视网膜成倒立缩小的实像,与望远镜的物镜、照相机成像原理相同。
[2]显微镜中的目镜与望远镜的目镜与物镜所成的实像距离较近,距离小于一倍焦距,作用所将实像再次放大,所以它们相当于放大镜。
[3]显微镜中的反光镜是将光线反射到载物台上,增加载玻片亮度;投影仪中的平面镜将光线反射到屏幕上,它们都利用光的反射。
(2)[4][5]图甲中,眼睛成像在视网膜之前,说明是晶状体变厚了,是近视眼,要戴上凹透镜来矫正。
(3)[6][7][8]投影仪的物距在1到2倍焦距之间,成的是倒立放大的实像,根据凸透镜成像特点,此时物距变小,像就变大,所以要使屏幕上的像更大一些,应该将镜头向物体调节;为了在屏幕上成清晰的像,根据物距变小时像距变大,所以投影仪应适当远离屏幕;投影仪要倒插幻灯片,所以在屏幕上的像是正立的。
22. 3.0
缩小 水平向左
【详解】
(1)[1]过水面作光源S的对称点S′,即S的像,连结P S′交水面于O点,则SO为入射光线,OP为反射光线,OQ为折射光线,如图所示:
(2) ①[2]由图可知,平行于主光轴的光线经凸透镜后过焦点,故凸透镜的焦距为3.0cm。
②[3]光线b经光心后的光线传播方向不改变,如图所示:
③[4]由图可知,凸透镜的焦距为3.0cm,则物体MN在2倍焦距以外,故成倒立缩小的实像。
④[5]要使光线a经凸透镜后的光线经过K点,应使凸透镜沿主光轴水平向左移动,如图所示:
23.(1);(2)见解析;(3)大于1
【详解】
(1)经过光心光线不改变方向;平行于主光轴光线折射经过右焦点。两条光线交点就是成像点,光路图如下图
(2)由题意,凸透镜成等大的像时v=u,将v=u,带入公式知道
化简可得u=2f
(3)投影线能成放大的实像,v>u,,可得m>1,即投影仪成像时放大率m是大于1。
24. 会聚 相同 C 4 黑色 A
【详解】
(1)[1][2]因为菲涅尔透镜与平凸透镜一样,仍能将平行于主光轴的光线会聚于焦点,它们对光线都有会聚作用;工作原理相同。
(2)[3]由短文知,光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,在节省透镜材料的同时也减少了光在透镜中传播的光能损失。
A.光在菲涅尔透镜只保留透镜发生折射的曲面,所以使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄,故A正确;
B.与相同直径的平凸透镜相比,减少了在透镜中直线传播的部分,所以光能损失更少,故B正确;
C.由图2和图3可知,菲涅尔透镜,从上方俯视,它由数个同心圆的玻璃组成,它们是一圈圈凸透镜,故C错误;
D.因为菲涅尔透镜中减少了在透镜中直线传播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,所以节省透镜材料,故D正确。
故选C。
(3)[4][5]如下图所示,太阳能板置于菲涅尔透镜正后方的一半焦距处,太阳能板受光照部分直径CD是螺纹透镜直径AB的,所以由S=πr2可知,太阳能板上受光照部分面积是螺纹透镜面积的,不考虑光传播过程中能量的损失,即两者上的光能是相等的,所以太阳能板上受光照部分的光能提高为原来的4倍;因为黑色吸收所有色光,所以为了更好地接受太阳能,太阳能板受光面应涂上黑色。
(4)[6]为保证较好的聚光效果,会聚的光线应该在焦点上,只有平行光由平凸透镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才会发生偏折,并会聚于焦点,所以选择A。
25. 放大 投影仪 晶体 39 吸热
【详解】
(1)[1][2]如图所示,刻度尺的分度值为1cm,凸透镜位于30.0cm处,其焦距为10.0cm,蜡烛移到光具座15cm刻度处,则物距为
即物体处在凸透镜1倍焦距与2倍焦距之间,根据凸透镜成像的规律,成倒立、放大的实像,投影仪的成像特点与之相同,故生活中的投影仪是用这一原理制成的。
(2)[3]晶体熔化时吸热温度保持不变,如图甲所示,该物质熔化时吸热,温度保持不变,属于晶体。
[4]如图乙所示,温度计的分度值为1℃,读数为39℃。
[5]熔化过程需要不断加热,是一个吸热的物态变化,所以熔化需要吸热。
26. 实像 镜面反射 倒立 BC
【详解】
[1]放映时,幻灯片位于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间,此时凸透镜成的是一个倒立放大的实像。
[2]幕布很粗糙是为了让光在幕布上发生漫反射,即避免光在幕布表面发生镜面反射。
[3]放映时,幻灯片通过凸透镜成的是一个倒立放大的实像,如果把幻灯片倒立插入到架上,观众会看到正立的像。
[4]要使观众在幕布上看到放大的像,胶片应放在1倍焦距和2倍焦距之间,所以胶片处于透镜的10cm和20cm之间,故选BC。
答案第1页,共2页
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