鲁科五四版物理八年级下册《9.6 机械效率》同步练习卷
一、单选题:本大题共17小题,共34分。
1.如图所示的工具中,正常使用时和钓鱼竿是同类型杠杆的是( )
A. 羊角锤 B. 核桃夹子
C. 托盘天平 D. 镊子
2.如图所示,用的拉力,把重的物体在内匀速提升,不计绳重和摩擦,则( )
A. 拉力做的有用功为
B. 拉力的功率为
C. 滑轮组的机械效率为
D. 增大提升重物的高度,可以提高该滑轮组的机械效率
3.如图所示,分别用滑轮和滑轮组提起同一重物,若不计摩擦、绳重和滑轮重,则( )
A. B.
C. D.
4.甲、乙两种机械的效率分别是和,则下列说法中正确的是( )
A. 使用甲机械省力 B. 使用甲机械省功
C. 使用甲机械做功快 D. 乙机械的额外功在总功中占的比例大
5.用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀的轴处靠近,这样做是为了( )
A. 增大阻力臂,省力 B. 增大动力臂,方便 C. 减小阻力臂,省力 D. 减小动力臂,方便
6.关于机械效率,下列说法中正确的是( )
A. 有用功越多的机械效率越高 B. 总功越多机械效率越高
C. 机械效率一定小于 D. 额外功越小机械效率越高
7.下列方法中,能够提高机械效率的是( )
A. 增加有用功 B. 增加机械自重
C. 缩短机械做功时间 D. 减小额外功在总功中所占的比值
8.下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是( )
A. 指甲剪是省力省功的机械 B. 定滑轮不省力,但能改变力的方向
C. 滑轮组既省力,又省距离,还省功 D. 斜面的机械效率可以达到
9.下列关于机械效率的说法正确的是( )
A. 做功多的机械,机械效率一定高 B. 越省力的机械,机械效率越高
C. 减轻机械自重和加润滑油可提高机械效率 D. 使用机械的目的是为了提高机械效率
10.如图所示,重的物体,在拉力的作用下内匀速上升了,动滑轮重,不计绳重及摩擦,则下列说法中正确的是( )
A. 拉力的大小为
B. 绳子自由端移动距离为
C. 拉力的功率为
D. 滑轮组的机械效率为
11.在生产和生活中经常使用各种机械。使用机械( )
A. 可以省距离,同时也可以省功 B. 可以省力,同时也可以省功
C. 可以省力或省距离,但不能省功 D. 只有在费力情况下才能省功
12.一斜面长为,高为,把重为的物体沿斜面从坡底匀速拉到坡顶所用的拉力为,则斜面的机械效率是( )
A. B. C. D.
13.如图所示,物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体。把物体提升相同的高度,不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同,对比两个滑轮组,下列说法正确的是( )
A. 甲更省力,甲机械效率大
B. 甲更省力,机械效率一样大
C. 乙更省力,乙机械效率大
D. 乙更省力,机械效率一样大
14.小明同学采用如图所示的甲、乙两种不同的方式将同一货物从地面匀速搬运到同一辆汽车上,其中说法正确的是( )
A. 甲种方法更省功 B. 乙种方法更省力
C. 两种方法做的有用功相等 D. 两种方法机械效率相等
15.如图所示,利用动滑轮提升重力为的货物,不计绳重和摩擦,其机械效率为,则动滑轮的重力为( )
A.
B.
C.
D.
16.如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力,将杠杆缓慢地由位置拉至位置,在这个过程中,力的大小将( )
A. 变小
B. 不变
C. 变大
D. 先变大后变小
17.功率是表示物体做功快慢的物理量,而机械效率是表示机械在能量利用率高低方面的物理量,是有用功与总功的比值。功率大的机械效率不一定高。例如,蒸汽机车的功率比摩托车的功率大,但这种机车的效率却比摩托车的效率低。功率和效率是互不相关、互不依赖的物理量。
下列说法中正确的是( )
A. 机械效率越高,机械做功一定越快
B. 做功越多的机械,机械效率一定越高
C. 功率越大的机械,机械效率一定越高
D. 机械效率是有用功与总功的比值,总小于
二、多选题:本大题共1小题,共3分。
18.如图所示,使用滑轮组提升重物时,能提高滑轮组机械效率的是忽略绳重和摩擦( )
A. 改变绕绳方式
B. 减小动滑轮的质量
C. 减小提升重物的高度
D. 增加被提升重物的质量
三、填空题:本大题共6小题,共12分。
19.如图所示,用动滑轮将重为的木箱匀速提升,所用拉力为,此过程中拉力所做的总功是______,有用功是______,滑轮的机械效率是______。
20.机械效率
机械效率:______跟______的比值,用______表示。
计算公式:______。
大小:使用任何机械都不可避免地要做额外功,有用功总是______总功,故机械效率总是小于______。
21.一台起重机将重的货物提高,起重机做的有用功为______,如果额外功是,机械效率是______.
22.如图所示,使用滑轮组提起的重物,使它上升,绳子受到拉力为,绳子自由端上升,拉力做的总功为______,克服物体重力所做的有用功为______,克服机械自重和摩擦力所做的额外功为______,这个滑轮组的机械效率是______。
23.如图,在不计绳重和摩擦的情况下,用动滑轮把重的物体匀速提高,所用的拉力为,动滑轮的机械效率是______,如果把重的物体匀速提升相同高度,这个动滑轮的机械效率将______填“变大”、“变小”“不变”。
24.小东在内用的拉力把的重物沿斜面向右上方匀速拉动,此过程中重物高度上升了,拉力做功的功率是______,此过程中斜面的机械效率是______。
四、实验探究题:本大题共1小题,共6分。
25.某小组在探究“斜面的机械效率”实验时,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块,收集了如表中的实验数据。
实验序号 斜面倾斜程度 物块重力 斜面高度 拉力 斜面长度 机械效率
较缓
较陡 ______
最陡
计算第次实验的机械效率,填入表格。
分析表中的数据可得出:在其他条件一定时,斜面倾斜程度越陡越______选填“省”或“费”力,机械效率越______选填“高”或“低”。
五、计算题:本大题共3小题,共24分。
26.起重机把质量为的重物匀速提升了,而它的电动机所做的功是,求起重机的机械效率是多少?
27.如图所示,用滑轮组拉重为的物体沿水平地面向右匀速直线移动了,所用拉力的大小为,若物体受到水平地面的摩擦力为。则在上述过程中,求:
拉力所做的功。
该滑轮组的机械效率。
28.在“测定动滑轮机械效率”的实验中,小明用如图所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量每个钩码重,正确操作,实验数据如下:
序号 钩码重 钩码上升高度 拉力 绳端移动距离
实验时,用手竖直______拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升。
实验中记录错误的数据是______。
由表中实验数据分析可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将______。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:钓鱼竿在使用时动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;
、羊角锤、核桃夹子在使用时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故AB不合题意;
C、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故C不合题意。
D、镊子在使用时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D符合题意。
故选:。
判断杠杆的种类,可结合生活经验,根据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系,若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆,若动力臂小于阻力臂,则是费力杠杆,若动力臂等于阻力臂,则是等臂杠杆。
准确分析题目中工具的动力臂与阻力臂的关系,是判断省力杠杆和费力杠杆的关键。
2.【答案】
【解析】解:对物体所做的有用功:,故A错误;
由图可知,与动滑轮相连的绳子股数,绳端移动的距离:,
拉力所做的总功:,
拉力的功率:,
滑轮组的机械效率:,故B错误,C正确;
D.滑轮组的效率:,
故滑轮组的机械效率与重物的上升的高度无关,故D错误。
故选:。
由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数,则拉力移动的距离;
根据可得有用功,拉力与拉力移动距离的乘积为总功,根据求出拉力的功率。
克服物体的重力所做的功是有用功,利用即可求出有用功;有用功与总功的比值是机械效率。
本题考查了学生对总功、有用功、机械效率以及功率的理解和掌握,正确确定滑轮绳子的有效股数,并求出有用功和总功是关键。
3.【答案】
【解析】解:若不计摩擦、绳重和滑轮重,
A、图中是动滑轮,承担重物绳子的段数,即;
B、图中是定滑轮,不省力,也不费力,即;
C、图中滑轮组中三个滑轮都是定滑轮,不省力,也不费力,即;
D、图中是定滑轮,不省力,也不费力,即。
所以。
故选:。
若不计绳子、滑轮的重及摩擦,使用定滑轮不省力也不费力;使用动滑轮可以省力一半;使用滑轮组时,有几段绳子承担物体的重力,拉力就是重力的几分之一。
本题考查定滑轮、动滑轮以及滑轮组省力情况的认识,属于一道基础题。
4.【答案】
【解析】解:、机械效率高是指做的功中有用功占的比例高,与是否省力没有关系。故此项不符合题意。
B、使用任何机械都不省功。故此项不符合题意。
C、功率是表示做功的快慢,而功率与机械效率没有必然的联系。故此项不符合题意。
D、乙的机械效率较低,说明有用功占总功的比例小,相应的,额外功占总功的比例就比较大。此项符合题意。
故选:。
机械效率是指有用功占总功的百分比。
根据功的原理,使用任何机械都不省功。
功率是表示做功的快慢。
本题要立足于机械效率的物理意义:机械效率是指有用功占总功的比例。
5.【答案】
【解析】解:在同样的情况下,把树枝往剪刀轴靠近,减小了阻力臂,而阻力和动力臂不变,由可知,动力会变小,因此可以省力.
故选C.
利用杠杆平衡条件,阻力和动力臂不变,动力随阻力臂的增大而增大.
本题考查了杠杆平衡条件的应用,利用杠杆平衡条件分析问题,要抓住不变的量,根据变化的量进行分析解答.
6.【答案】
【解析】解:、从可知,有用功多,机械效率的大小还要看总功的大小;总功多时,还要看有用功的多少,故AB均错误;
C、使用任何机械都要做额外功,所以总功一定大于有用功,即有用功与总功的比值一定小于,也就是机械效率小于,故C正确;
D、只有在有用功一定时,额外功越少,机械效率才越高,故D错误。
故选:。
使用机械时,有用功与总功的比值叫机械效率;
使用任何机械不可避免地做额外功,所以机械效率一定小于。
该题考查学生对机械效率的理解,特别要注意描述机械效率大小时,必须是在一定的条件下才能比较。
7.【答案】
【解析】解:、增大有用功,但总功不确定,所以不一定能提高机械效率,故A错误;
B、机械越重,有用功不变,有用功在总功中的比重越小,机械效率越低,故B错误;
C、做功的时间不会影响机械效率,故C错误;
D、减小额外功所占的比值,可以提高有用功和总功的比值,即能提高机械效率,故D正确。
故选:。
机械效率是指有用功跟总功的比值,其大小与有用功、总功、额外功无关,据此进行解答。
本题考查了学生对机械效率定义的理解与掌握,是一道基础题目。
8.【答案】
【解析】解:、指甲剪由三条杠杆组成,其中既有省力杠杆也有费力杠杆,但其最终可以达到省力的目的,所以为省力机械,但使用任何机械都不省功,故A错误;
B、定滑轮的实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变力的方向,故B正确;
C、滑轮组可以省力,但费距离,且不可能省功,故C错误;
D、使用任何机械都要做额外功,所以机械效率不可能达到,故D错误。
故选:。
根据指甲剪的结构和功的原理分析;
定滑轮的实质是等臂杠杆;
根据滑轮组的特点和功的原理可做出判断;
机械效率永远小于。
本题考查了我们对生活中简单机械的应用、功的原理等的理解,难度不大。
9.【答案】
【解析】解:、做功多,不知道做的是总功还是有用功,机械效率无法确定,故B错误;
B、根据功的原理可知省力的机械不能省功,因此省力的机械,机械效率不一定越高,故B错误;
C、减轻机械自重和加润滑油,可以减小额外功,可提高机械效率,故C正确;
D、使用机械的目的有的是省力,有的是改变力的方向,有的是省距离,故D错误。
故选:。
根据功、功率、机械效率的关系分析。功率是单位时间内做的功的多少,机械效率是有用功与总功的比值;
使用机械可以省力、可以改变力的方向、可以省距离。
本题考查了对机械效率的掌握,属于基础知识,难度不大。
10.【答案】
【解析】解:
A.由图可知,滑轮组绳子的有效股数,不计绳重及摩擦,则拉力,故A正确;
B.绳子自由端移动距离,故B错误;
C.拉力做的总功,拉力的功率,故C错误;
D.拉力做的有用功,滑轮组的机械效率,故D错误。
故选:。
根据图示滑轮组可知绳子的有效股数,不计绳重及摩擦,根据求出拉力的大小;
根据求出绳子自由端移动距离;
根据求出拉力做的总功,利用求出拉力的功率;
根据求出拉力做的有用功,利用求出滑轮组的机械效率。
本题考查了使用滑轮组时拉力、有用功、总功、功率、机械效率的计算,明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
11.【答案】
【解析】解:省力机械可以省力但费距离,不能省功;费力机械费力但是省距离,不能省功;
使用机械可以省力、省距离或改变力的方向,但都不能省功,故C正确。
使用任何机械都不能省功,故A、、选项错误。
故选:。
使用机械的主要目的是省力、省距离或改变力的方向,但任何机械都不能省功。
解决此类题型的关键是知道使用机械不能省功以及使用机械的目的。
12.【答案】
【解析】解:
已知斜面的高为,物体的重力为,
所以有用功为:;
斜面长为,拉力为,
所以总功为:;
则斜面的机械效率为:,
故A正确、错.
故选A.
斜面是用来提高物体位置的,有用功等于物体重力和斜面高度的乘积,即;
总功等于物体沿斜面向上的拉力和斜面长的乘积,即;
使用斜面时,所做的额外功就是克服物体与斜面摩擦力做的功,总功等于有用功和额外功之和;
机械效率就是有用功和总功的比值.
据此进行分析和判断即可
此题考查有关斜面机械效率的计算,我们要知道使用斜面时克服摩擦力做的功是额外功,关键在于明确总功应等于有用功与额外功之和.
13.【答案】
【解析】【解答】
由图知,,,
不计绳重及摩擦,拉力,
则绳子受的拉力分别为:
,,
所以,乙图省力;
由题知,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,
根据、,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同,
由可知,两滑轮组的机械效率相同。
故选:。
【分析】
由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数,则绳子自由端移动的距离;
把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;不计绳重及摩擦,利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;而总功等于有用功加上额外功,可知利用滑轮组做的总功相同,再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。
本题考查了使用滑轮组时的确定方法,有用功、额外功、总功的计算方法,不计摩擦和绳重时拉力的求法;本题关键在于确定额外功相等。
14.【答案】
【解析】解:、使用任何机械都不省功,故A错误;
B、图甲使用了简单机械中的斜面,更省力;故B错误;
C、两种方法中,物体的重力相同、被提高的高度也相同,由可知,两种方法做的有用功相等;故C正确;
D、图甲中沿斜面推货物时,需要克服摩擦做一些额外功;而图乙中,直接将货物搬到车上时,人做的额外功较少,所以甲的机械效率小于乙的机械效率;故D错误;
故选:。
使用简单机械可省力;但使用任何机械都不省功。
功的大小决定于力和距离的大小;在有用功相同时,机械效率的大小取决于额外功的多少。
本题考查了功的大小比较、机械效率的大小比较等;准确掌握以上物理量的含义是解决此题的关键。
15.【答案】
【解析】解:动滑轮绳子的有效股数为,
则滑轮组的机械效率,
即,
解得:,
不计绳重和摩擦,由可得,动滑轮的重力。
故选:。
动滑轮绳子的有效股数为,根据表示出滑轮组的机械效率即可求出自由端绳子的拉力,不计绳重和摩擦,根据求出动滑轮的重力。
本题考查了使用滑轮组时机械效率公式和绳子自由端拉力公式的应用,是一道较为简单的应用题。
16.【答案】
【解析】解:如图所示:
在杠杆缓慢由到的过程中,动力臂即拉力的力臂不变,阻力的大小不变,而阻力臂即重力的力臂却逐渐增大;
由杠杆的平衡条件知:,当、不变时,变大,那么也变大,即拉力在这个过程中逐渐变大。
故选:。
通过作图比较、两位置阻力力臂的长短。然后再通过杠杆的平衡条件来分析动力的变化。
本题考查学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用,能准确判断阻力臂和动力臂的变化情况是本题的关键。
17.【答案】
【解析】解:机械效率越高,表示有用功占总功的比例越大,与做功的快慢无关,与做功的多少无关,故A、、C错误;
D、使用任何机械都要做额外功,所以总功一定大于有用功,即有用功与总功的比值一定小于,也就是机械效率小于,故D正确;
故选:。
根据功、功率、机械效率的关系分析。功率是单位时间内做的功的多少,机械效率是有用功与总功的比值。
该题考查学生对功率、机械效率的理解,特别要注意描述机械效率大小时,必须是在一定的条件下才能比较。
18.【答案】
【解析】解:、改变绳子的缠绕方法,对重物被拉升没有影响,即对有用功没影响;忽略绳重和摩擦,对动滑轮的拉升也没有影响,即不影响额外功。所以改变绕绳方式不影响机械效率,故A错误;
B、减少动滑轮的质量,质量越小,重力越小,在提升物体重力不变的情况下,即有用功不变的情况下,额外功减小了,所以机械效率就提高了,故B正确;
C、减少重物提升高度的时候,绳端被拉升的距离也变短了,根据可知机械效率并不受影响,故C错误;
D、增加被提升物的质量,就增加了重物的重力,忽略绳重和摩擦,在动滑轮不变的情况下,即额外功不变的情况下,有用功增大了,所以机械效率就增大了,故D正确。
故选:。
对于改变滑轮组机械效率的方法,有两种情况:
一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦,这些方法可以减少额外功,提高机械效率;
二是增加提升物体的重,在额外功不变的情况下,增大有用功,从而提高机械效率。据此分析。
机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素,不能理解成:“有用功多,机械效率高”;或“总功大,机械效率低”。还有机械效率的高低与是否省力及重物提升的高度无关。
19.【答案】
【解析】解:动滑轮绳子的有效股数为,则绳端移动的距离:
,
此过程中拉力所做的总功:
,
做的有用功:
,
滑轮的机械效率:
。
故答案为:;;。
动滑轮绳子的有效股数为,根据求出绳端移动的距离,根据求出拉力做的总功,根据求出拉力做的有用功,利用求出滑轮的机械效率。
本题考查了做功公式和机械效率公式的应用,明确有用功和总功是关键。
20.【答案】有用功 总功 小于
【解析】解:、机械效率是有用功跟总功的比值,用表示;
、公式:;
、机械做功就要做额外功,额外功主要包括机械自身的重力和零件的摩擦,有用功总是小于总功,故机械效率总小于。
故答案为:有用功;总功;;;。
根据机械效率的定义和公式分析解答。
在实际生产劳动中,额外功是再所难免,我们要尽量减少额外功提高机械的做功效率。
21.【答案】
【解析】解:起重机做的有用功;
起重机的总功;
起重机的机械效率。
故答案为:;。
已知物体的重力和上升的高度,根据公式可求起重机做的有用功;
已知有用功和额外功的大小,二者之和就是总功;有用功与总功的比值就是起重机的机械效率。
本题考查有用功、总功、机械效率等的计算,关键要理解有用功和总功的定义,灵活应用各种公式及其变形。
22.【答案】
【解析】解:拉力做的总功:
;
拉力做的有用功:
;
克服机械自重和摩擦力所做的额外功:
;
滑轮组的机械效率:
。
故答案为:;;;。
知道拉力大小、绳子自由端移动的距离,利用求拉力做的总功;
知道重物重力、提升的高度,利用求拉力做的有用功;
克服机械自重和摩擦力所做的额外功等于总功减去有用功;
滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功、机械效率的计算,属于基础题目。
23.【答案】 变大
【解析】解:有用功:;
由图知,,拉力端移动距离:,
拉力做的总功:,
动滑轮的机械效率:
;
如果把重的物体匀速提升相同高度,此题所用动滑轮没有发生变化,所以在此过程中所做的额外功不变,由于物体的重力增加,
所以有用功增大,由公式可知,有用功在总功中所占的比例将增大,所以机械效率变大。
故答案为:;变大。
知道物重和升高的高度,利用求做的有用功;
由图知,,拉力端移动距离,利用求拉力做的总功;
利用求动滑轮的机械效率:
使用动轮轮时,不计摩擦和绳重,做的额外功不变,增加钩码的重,增大了有用功,由分析机械效率的变化。
本题考查了使用动滑轮有用功、总功、机械效率的计算,注意提高机械效率的方法:一是增大提升物重,二是减小动滑轮重、减小摩擦。
24.【答案】
【解析】解:拉力做功的功:
,
拉力做功的功率:
;
有用功:
,
斜面的机械效率:
。
故答案为:;。
根据求出拉力做功的功即为总功,根据求出拉力做功的功率;
根据求出有用功,利用求出此过程中斜面的机械效率。
本题考查了功、功率、机械效率的计算,关键是公式及其变形式的灵活运用,还要明确拉力做的功为总功、克服物体重力做的功为有用功。
25.【答案】 费 高
【解析】解:根据表中数据,可计算第次实验的机械效率为:
;
纵向分析表中的数据可得出:在其他条件一定时,斜面倾斜程度越陡,所用拉力越大,故越费力,机械效率越高。
故答案为:;费;高。
根据表中数据,根据计算第次实验的机械效率;
纵向分析表中的数据得出结论。
本题探究“斜面的机械效率”实验,考查机械效率的计算和数据分析归纳结论的能力。
26.【答案】解:重物的重力:,
起重机对重物做的有用功:;
已知电动机所做的功总功是,则电动机的机械效率:
。
答:起重机的机械效率是。
【解析】根据求出重物的重力,再利用公式求出有用功;已知电动机所做的功,即总功,最后根据求出起重机的机械效率。
本题考查了重力、有用功、机械效率的计算,明确有用功和总功的含义是解题的关键。
27.【答案】解:由图可知,滑轮组绳子的有效股数,
则绳子自由端移动的距离:,
拉力所做的功:;
拉力做的有用功:,
该滑轮组的机械效率:。
答:拉力所做的功为。
该滑轮组的机械效率为。
【解析】由图可知滑轮组绳子的有效股数,根据求出绳子自由端移动的距离,利用求出拉力所做的功;
根据求出拉力做的有用功,利用求出该滑轮组的机械效率。
本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式的应用,明确有用功和总功是关键。
28.【答案】匀速 增大
【解析】解:在实验时,应用手竖直匀速拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升;
实际中,使用动滑轮时,绳端的拉力,由表格数据可知,数据符合,而中数据不符合,故错误的数据为;
两次滑轮组的机械效率分别为:
,
,
由以上数据可知,同一动滑轮,所提升物重增大,机械效率将增大。
故答案为:
匀速;
;
增大。
在实验中,为了正确测出拉力的大小,应拉动弹簧测力计竖直向上匀速上升;
不考虑摩擦时,动滑轮绳子的拉力,考虑摩擦时,,据此分析拉力和物体重力之间的关系得出答案;
根据求出两次的机械效率,然后比较得出答案。
本题考查了测定动滑轮机械效率实验的注意事项和机械效率大小的比较,关键是根据绳端拉力与物体重力之间的关系判断出表格中错误的数据。
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