浙教版科学九上 3.1-3.3同步练习(含答案)

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名称 浙教版科学九上 3.1-3.3同步练习(含答案)
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2024-09-13 10:22:51

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浙教版科学九上能量的转化与守恒3.1-3.3同步练习(含答案)
一、选择题
1.关于功和能的关系,下列几种说法中,正确的是(  )
A.具有能的物体一定正在做功
B.物体具有的能越大,它做的功就越多
C.物体做的功越多,它具有的能越大
D.物体能够做的功越多,它具有的能就越大
2.如图所示,运动中物体的弹性势能转化为动能的是(  )
A.子弹射出枪膛 B.发条带动指针
C.流星从天而降 D.秋千荡向高处
3.下列生活情境中,人对物体做了功的是(  )
A.小东举着杠铃静止不动
B.小明提着水桶在水平地面上行走
C.小华将地上的书本捡起
D.小光踢出足球后,足球在草地上滚动了10m
4.如图所示,用100N的水平推力,推着重800N的桌子沿水平方向匀速前进2m,则(  )
A.地面支持力做功200J
B.推力所做的功是200J
C.地面摩擦力做功1600J
D.重力所做的功是1600J
5.如图所示,物体在大小相同的力F作用下,分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离s,力F做的功分别为W1、W2、W3,则它们的大小关系正确的是(  )
A.W1<W2<W3 B.W1<W3<W2 C.W1>W2=W3 D.W1=W2=W3
6.关于功率,下列说法正确的是(  )
A.做功快的机械,功率大 B.做功多的机械功率大
C.做功时间短的机械,功率大 D.做功过程中能量损失少的功率大
7.如图所示,一个物体在空中下落,速度越来越大,相继经过A,B,C三点,已知AB=BC,物体在AB段重力做功W1、功率P1,在BC段重力做功W2、功率P2,则(  )
A.W1>W2,P1>P2 B.W1<W2,P1<P2
C.W1=W2,P1>P2 D.W1=W2,P1<P2
8.将重为2N的物体A挂于弹簧测力计下,弹簧测力计与物体A共同处于静止或匀速直线运动状态,已知匀速运动的速度v1<v2<v3。关于弹簧测力计和物体A的描述:
①弹簧测力计的示数等于2N;
②弹簧测力计对物体A的拉力做功的功率最大;
③物体A的重力势能增加。
图中所示的四种情景中,同时符合以上三条描述的是(  )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(多选)9.掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后,在空中的运动轨迹如图所示,球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力)。则实心球(  )
A.在a处重力势能最小
B.在b处动能为零
C.在a、b、c三处机械能相等
D.在e处动能为零
10.如图所示为某高速公路的避险车道,当高速行驶的载重汽车刹车失灵时,可借助避险车道避免意外。当汽车失控冲上避险车道时,下列分析正确的是(  )
A.汽车的动能增大
B.汽车的重力势能减小
C.此过程中部分动能转化为重力势能
D.当汽车在避险车道上静止时,机械能消失
11.小明站在地上将一个球竖直向下用力扔出,球碰地后会反弹到高于扔球处的位置。在此过程中不能忽略空气阻力,关于此球的能量,下列说法正确的是(  )
A.球开始下落时动能最大
B.球弹回到扔球的位置时,仍具有动能
C.球在整个运动过程中机械能保持不变
D.球落地后又反弹的过程中,只发生了动能和势能的相互转化
12.班里组织一次比赛活动,从一楼登上三楼,比比谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量,下列物理量中必须测量的量是(  )
①三楼地面到一楼地面的高度 ②从一楼到达三楼所用的时间
③每个同学的质量或体重 ④一楼到三楼楼梯的长度。
A.①② B.①④ C.①②③ D.②③
13.甲、乙两辆汽车的功率相等,都在平直公路上匀速行驶,在相等的时间内,甲、乙两车通过的路程比为3:2,则(  )
A.甲、乙两车速度之比为2:3 B.甲、乙两车受到阻力之比为2:3
C.甲、乙两车做功之比为3:2 D.甲、乙两车的牵引力之比为1:1
14.一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法,拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始,每隔0.3s曝光一次,得到了一张记录运动员在打开降落伞之前的一段下落情况的照片,如图。已知运动员从a点到d点可视为沿竖直方向运动,通过ab、bc和cd的时间间隔均为0.6s,空气阻力不能忽略。对于运动员从a点到d点的下落过程,下列分析中正确的是(  )
A.运动员下落过程中速度的大小保持不变
B.运动员所受的重力在ab段所做的功等于在cd段所做的功
C.运动员所受的重力在ab段做功功率比在cd段做功功率小
D.运动员在下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
15.如图所示完全相同的甲、乙两个小球,分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点,将两球移动到与悬点等高的位置,此时细线恰好拉直,橡皮筋达到原长,由静止开始释放,当两球摆至悬点正下方P点时,橡皮筋长度恰好与细线长度相等,若不计空气阻力,下列说法不正确的是(  )
A.摆下过程中,甲球的重力势能转化为动能
B.甲球到达P点的机械能和乙球在初始位置时的机械能相等
C.从静止运动到P点,乙球减小的重力势能等于其增加的动能
D.两球到达P点时,甲小球的动能比乙大
二、填空题
16.将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图甲所示。
(1)皮球运动到D点时的机械能    (选填“大于”“等于”或“小于”)运动到C点时的机械能。
(2)若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两处留下两个黑色圆斑(如图乙所示),其中M处的圆斑是    (选填“A”或“B”)。
17.为了记录运动会中精彩的瞬间,学校邀请摄影师携带无人机来进行航拍。如图所示,当无人机悬停在空中时,升力对无人机    ;当无人机水平飞行时,升力对无人机    。(均选填“做功”或“不做功”)
18.如图所示,原长为L的轻质弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与水平面上的木块相连。推动木块压缩弹簧,当其左端至A点时,弹簧具有的弹性势能为20J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为2J。则木块左端最终静止的位置一定不可能位于   (选填B、C、D)点,整个过程中木块克服阻力做的功是   J,整个过程中木块速度最大时其左端可能位于   (选填B、C、D)点。
三、探究题
19.某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:重力势能的大小可能与物体的质量有关。
猜想二:重力势能的大小可能与物体所在的高度有关。
猜想三:重力势能的大小可能与物体的体积有关。
实验中用到的小球,A、B、C球体积均为V,D球体积为2V,A、C、D球质量均为m,B球质量为2m。实验时均让小球从图中高度自由下落,记录小球下降到最低点时弹簧的长度(h1>h2>h3=h4),所用实验装置如图所示。请你根据图中实验情景完成下列问题:
(1)为验证猜想一,可以通过比较    两球的实验。
(2)小科认为利用这套实验装置,还可以探究影响动能大小的因素,比如通过比较A、C两球实验,可以探究    对动能大小的影响。
20.在探究动能大小与哪些因素有关的实验中,小科设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下,在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞,木块沿水平方向向右运动直至停止。
(1)实验中小科是通过观察    来判断钢球的动能大小。
(2)在图甲、丙中,m2>m1,小球下滑到斜面底端时的速度v1=v2,若s3>s1,则表明物体的动能与质量的关系是:   。
(3)小敏利用丁图来研究动能和势能相互转化,图中两个相同的光滑弧形槽,一个为凸形,一个为凹形,A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v,运动到槽的末端速度也都为v,A小球通过凸形槽的时间为t1,B小球通过凹形槽的时间t2,则时间较短的是    。
21.风车可以将风能转化成其他形式的能。小宛制作了如图所示的一架小风车,想粗略测定风车在一定风速下做功的功率。
(1)观察实验装置,小宛还需要准备的实验仪器有刻度尺、托盘天平、   。
(2)风车做功过程中,回形针获得了动能和    能。
(3)实验时,逐渐增加挂在细线下的回形针数量,直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m,则风车对回形针做功的功率P=   (表达式中的物理量均用符号表示)。
(4)看了小宛的实验,小郑认为他的测量结果小于此过程中风对风车做功的功率。以下理由支持小郑观点的有    。
A.旋转的风车也具有一定的动能
B.悬挂回形针的细线具有一定质量
C.风车的转轴与支架之间存在摩擦
三、解答题
22.一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹起原高度。小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中,他的运动速度随时间变化的图象如图所示(速度为负值,意味着运动方向相反),图中oa段和cd段为直线,则据此图可知,小孩下落过程中动能增大的时间段为    ;整个过程中小孩和蹦床接触的时间段为    。
23.过山车是一种富有刺激性的娱乐工具,小江同学制作了一个过山车模型,如图所示,他把重力为G的铁球放在A点,然后让它沿轨道滚下,轨道的右侧有一弹簧,铁球先后经过B、C、D点,到达E点,已知B点离台面高度为零,A、D点离台面的高度分别为hA、hD,则从A位置到B位置铁球的重力做功是    ;C点小球具有的机械能大小    ;当到达E点时,弹簧最短,小球的速度变为零,小球    (选填“处于”“不处于”)平衡状态;铁球从A运动到E的过程中,弹簧的弹性势能增加量为    。(整个过程中不计摩擦及能量损耗)
24.如图所示是疫情期间推出的一款消毒机器人。使用前对机器人进行测试:在储液箱中装满消毒液,关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上做匀速直线运动,相关数据如表。(消毒液密度ρ取1.0×103kg/m3)
设备参数 空载质量/kg 50
储液箱容积L 20
测试数据 行驶时间/min 1
行驶路程/m 30
行驶功率/W 180
(1)该机器人在水平地面做匀速直线运动时,受到的牵引力为多少牛?
(2)若装满消毒液的机器人乘坐电梯上升10米,克服重力做功多少焦?
答案
1.解:
A、能够做功的物体具有能,具有能的物体不一定正在做功,故A错误;
B、物体具有能量大,它可能没做功,例如,静止在高处的石块可以做功,但还未做功,故B错误;
C、物体做功越多,它具有的能量不一定越多;不做功的物体,具有的能量也不一定越少;故C错误;
D、物体能够做的功越多,那么它具有的能量一定越大,故D正确。
故选:D。
2.解:A、枪膛内燃气膨胀将子弹射出,燃气对子弹做功,是将燃气的内能转化为子弹的机械能,故A不符合题意;
B、钟表里的发条带动指针转动是由弹性势能转化成了动能,故B符合题意;
C、流星从天而降的过程中,机械能转化为内能,故C不符合题意;
D、秋千荡向高处的过程中,质量不变,速度变小,动能减小,高度升高,重力势能变大。故为动能转化为重力势能,故D不符合题意。
故选:B。
3.解:A、小东举着杠铃静止不动,小东给杠铃一个竖直向上的力,向上没有移动距离,故小东对杠铃没有做功,故A错误。
B、小明提着水桶在水平地面上行走,小明给水桶一个竖直向上的了,向上没有移动距离,故小明对水桶没有做功,故B错误。
C、小华将地上的书本捡起,小华给书本一个竖直向上的力,书本向上移动了距离,所以小华对书本做了功,故C正确。
D、小光踢出足球后,小光没有给足球力,所以小光对足球没有做功,由于惯性足球在草地上滚动了10m,故D错误。
故选:C。
4.解:A、地面的支持力方向竖直向上,桌子没有在支持力的方向上移动距离,支持力没有对桌子做功,故A错误;
B、推力水平向左,桌子沿推力的方向移动的距离s=2m,推力做的功W=Fs=100N×2m=200J,故B正确;
C、桌子沿水平方向匀速前进2m,地面摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,方向相反,摩擦力对桌子做功,即W=fs=Fs=100N×2m=200J,故C错误;
D、重力方向竖直向下,桌子没有在重力的方向上移动距离,重力没有对桌子做功,故D错误。
故选:B。
5.解:
由题知,拉力F的大小相同,沿力的方向移动的距离相同,根据W=Fs可知,力F做的功W1=W2=W3。
故选:D。
6.解:
A、功率表示物体做功的快慢,功率越大表示物体做功越快,故A正确;
BC、功率的大小不但和做功的多少有关,还跟所用时间的长短有关,所以做功多的机械功率不一定大,做功时间短的功率不一定大,故BC错误;
D、做功过程中能量损失少的,效率可能高,但与功率无关,故D错误。
故选:A。
7.解:(1)物体在AB和BC段,距离相同,重力相同,根据W=Gh,重力做功相同,所以W1=W2。
(2)物体在下落过程中,速度越来越大,即v1<v2,
因为AB=BC,所以t1>t2,
又因为W1=W2,根据P=可知,P1<P2。
故选:D。
8.解:①由题意可知,物体每次都是处于静止或匀速直线运动状态(即平衡状态),所以物体受到的力是平衡力,则拉力与重力平衡,即弹簧测力计的示数都等于2N;
②首先,做功必须包括力和在力的方向上移动的距离两个要素;
甲图中有力无距离,所以不做功;
丁图中力与运动方向垂直,所以也不做功;因此,做功的只有乙图和丙图;
丙图和乙图中物体A在力的方向上移动了距离,力对物体A做了功;
又知v1<v2,由功率公式P===Fv可知,丙图中力做功的功率最大;
③甲图和丁图中,物体的高度不变,所以重力势能不变;乙图和丙图中物体的高度增大,所以物体的重力势能增加。
综上所述,同时符合以上三条描述的只有丙图。
故选:C。
9.解:
A、重力势能的大小与物体的质量、高度有关,据图可知,d、e两点高度最小,重力势能最小,故A错误;
B、据图可知,球在b点时仍有水平向前的速度,所以此时的动能不是零,故B错误;
C、不计空气阻力,则球在空中运动时的机械能是守恒的,在a、b、c三处的机械能相等,故C正确;
D、据图可知,球达到e点处处于静止状态,即速度为零,所以在e处动能为零,故D正确;
故选:CD。
10.解:当汽车失控冲上避险车道时,质量不变,速度变小,动能变小;高度变大,重力势能变大;此过程中,部分动能转化为重力势能;由于克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能减小,但机械能不会消失,故A、B、D错误,C正确。
故选:C。
11.解:A、由于乒乓球不是自由下落,是小明向下抛的,所以球在开始下落时的速度不大,向下运动的过程中,速度变大,动能变大,故A错误;
B、据题目可知,球碰地后会弹跳到高于原抛球的位置,所以当乒乓球反弹至原位置时仍是运动的,即此时仍有动能,故B正确;
C、球在整个运动过程中,会与空气、地面摩擦,一部分机械能转化为了内能,故机械能减少,故C错误;
D、球落地后又反弹的过程中,有机械能和内能的转化,不只发生了动能和势能的相互转化,故D错误。
故选:B。
12.解:登楼是克服自身重力在竖直方向上做功,功率的计算公式为P===,
∵每位同学上楼的高度相同,
∴不需要测量楼高,需要测量的物理量是:每个同学的质量或体重,从一楼到达三楼所用的时间。
故选:D。
13.解:根据v=可知,时间相同,速度和路程成正比,甲、乙两车通过的路程比为3:2,所以其速度之比为3:2,故A错误;
甲、乙两辆汽车的额定功率和时间相同,根据公式W=Pt可知,甲、乙两汽车做的功相同,故C错误;
由W=Fs得,两车的牵引力之比:===,故D错误;
因为两车匀速行驶,受的阻力和牵引力是一对平衡力,故甲、乙两车受到阻力之比为2:3,故B正确。
故选:B。
14.解:
A、由图知,运动员下落过程中在相同时间内通过的距离不同,因此他的速度的大小是变化的,故A错误;
B、由图知,运动员在ab段与cd段通过的距离不同,且运动员的重力不变,由公式W=Gh可知,其所受的重力在ab段所做的功不等于在cd段所做的功,故B错误;
C、由图知,运动员在ab段比在cd段通过的距离短,因此运动员的重力在ab段做功比cd段做功少,根据P=可知,重力在ab段做功功率比在cd段做功功率小,故C正确;
D、由于空气阻力不能忽略,所以运动员下落过程中克服空气阻力做功会消耗一部分机械能(会转化为内能),所以减少的重力势能并没有全部转化为动能,故D错误。
故选:C。
15.解:
A、摆下过程中,甲球的质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,故A正确;
B、不计空气阻力,整个装置的机械能是守恒的,所以甲球到达P点的机械能和乙球在初始位置时的机械能相等,故B正确;
C、从静止运动到P点,乙球的重力势能减小,动能增大,橡皮筋的弹性势能增大,减小的重力势能转化为动能和弹性势能,所以乙球减小的重力势能大于其增加的动能,故C错误;
D、两球到达P点时,甲小球的重力势能全部转化为动能,乙球的重力势能转化为动能和弹性势能,由于初始的重力势能相同,所以两球到达P点时,甲小球的动能比乙大,故D正确。
故选:C。
16.解:(1)由于皮球在运动过程中受到空气阻力的作用,所以机械能会变小,从C点到D点的过程中,D点时皮球的机械能小于C点时的机械能。
(2)皮球从M点到N点,机械能减小,故皮球在M点的弹性势能大于N点的弹性势能,则表面涂黑的皮球在MN两点留下的黑色圆斑大小不相等,M点的圆斑较大。
故答案为:(1)小于;(2)B。
17.解:升力的方向竖直向上,当无人机悬停在空中或水平飞行时,都没有在升力的方向上通过距离,升力对无人机不做功。
故答案为:不做功;不做功。
18.解:
松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为2J,说明弹簧此时有弹性形变;而到C点时弹簧恰好恢复原长,所以,木块最终静止的位置一定不可能位于C点;
最初弹簧具有的弹性势能为20J;松手后,木块在弹簧的作用下往复运动若干次后静止,此时弹簧具有的弹性势能为2J;
木块在运动过程中,克服摩擦力做功,根据能量守恒定律可知,总的能量不变,故克服阻力所做的功为20J﹣2J=18J;
弹簧被压缩时具有弹力,弹力的方向是向右的,木块向右运动时,阻力是向左的;开始运动时,弹力大于阻力,木块向右运动的过程中,弹力慢慢减小,阻力不变,木块做加速运动,当木块受到的弹力等于阻力时速度最大,此时弹簧未恢复至原长;木块由于惯性仍然会向右运动,此时弹力小于阻力,做的是减速运动,当弹簧恢复原长时弹力为0;木块继续向右运动,在向左的弹力和摩擦力作用下做减速运动;由图可知,整个运动过程中木块速度最大时其左端可能位于B点。
故答案为:C;18;B。
19.解:(1)实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时,需要保持下落高度相同,改变物体质量,A、B两球下落高度相同,B球质量大于A球质量,故可验证猜想一;
(2)影响动能的因素是物体的质量和速度,研究物体的动能与速度的大小,需保持物体的质量不变,改变物体是速度,比较A、C两球,两球质量相同,C球下落高度大于A球,则两球速度不同,故可探究速度对动能大小的影响。
故答案为:(1)A、B;(2)速度。
20.解:(1)实验中小球的动能无法直接观察,是通过观察钢球推动木块移动的距离来判断钢球的动能大小,这用到了转换法;
(2)在图甲、丙中,m2>m1,从斜面下滑的高度相同,则小球下滑到斜面底端时的速度相等,即:v1=v2,若s3>s1,则表明物体的动能与质量的关系是:速度相等的情况下,物体的质量越大,动能越大;
(3)在凸形滑道运动的物体,在运动到最高点的过程中,要将动能转化为重力势能,运动速度小于初速度;在下落过程中不计滑道的摩擦,机械能守恒,重力势能再全部转化为动能,速度等于初速度;
在凹形滑道运动的物体,在运动到最低点的过程中,要将重力势能转化为动能,运动速度大于初速度;在下落过程中不计滑道的摩擦,机械能守恒,动能再全部转化为重力势能,速度等于初速度;
因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的速度,由t=可知,通过A滑道用的时间为t1大于通过B滑道用的时间为t2。
故答案为:(1)木块移动的距离;(2)速度相等的情况下,物体的质量越大,动能越大;(3)t2。
21.解:(1)(3)由W=Gh=mgh可知,要测细线对回形针做的功,需要天平测出回形针的总质量m、用刻度尺测出回形针上升的高度h,
由P===可得,要测出细线对回形针做功的功率,还需要秒表测出所用的时间t;P=就是功率的表达式;
(2)风车做功过程中,回形针获得了动能,同时它被举高获得了重力势能;
(3)A、风对风车做功时,旋转的风车也具有一定的动能,即消耗一定的风能,使测量结果小于此过程中风对风车做功的功率,故A符合题意;
B、悬挂回形针的细线具有一定质量,提升细线也会做功,使测量结果小于此过程中风对风车做功的功率,故B符合题意;
C、风车的转轴与支架之间存在摩擦会消耗能量,使测量结果小于此过程中风对风车做功的功率,故C符合题意。
故选:ABC。
故答案为:(1)秒表;(2)重力势;(3);(4)ABC。
22.解:当小孩在空中时,他的速度匀速增加,当小孩刚接触蹦床时,t1速度增加的程度减小,但仍然越来越快,当弹力等于重力时,t2速度最大;
接着小孩的速度开始减小,当时间为t3时速度为0;接着小孩在弹力的作用下向上加速,当弹力等于重力时t4速度最大,接着小孩的速度开始减小当时间为t5时,小孩离开蹦床。所以小孩下落过程中动能增大的时间段为0~t2;整个过程中小孩和蹦床接触的时间段为t1~t5。
故答案为:0~t2;t1~t5。
23.解:
(1)从A位置到B位置的竖直高度为hA,所以铁球从A位置到B位置重力做功:W=GhA。
(2)铁球在A位置时,只有重力势能,故A点的机械能=A点重力势能=GhA。
整个过程不计摩擦和能量损耗,故铁球机械能守恒。
故在C点时小球具有的能量=在A点时小球具有的能量=GhA。
(3)小球达到E点时,虽然速度为0,但小球在水平方向只受弹簧的弹力作用,故小球不处于平衡状态。
(4)铁球在E点只具有的重力势能,D、E在同一高度上,E处铁球的重力势能=GhE=GhD
整个过程铁球机械能的减少量=GhA﹣GhD=G(hA﹣hD)。
根据能量守恒定律可知,弹簧的弹性势能增加量=铁球机械能的减少量=G(hA﹣hD)。
故答案为:GhA;GhA;不处于;G(hA﹣hD)。
24.解:(1)由表中数据可知,机器人在1min内匀速行驶的路程为30m,
则机器人匀速行驶时的速度:v===0.5m/s,
由P==Fv可得,机器人所受的牵引力:
F===360N;
(2)装满消毒液时消毒液的体积:
V=V容=20L=20dm3=0.02m3,
由ρ=可得,装满消毒液时消毒液的质量:
m液=ρV=1.0×103kg/m3×0.02m3=20kg,
装满消毒液的机器人受到的总重力:
G总=m总g=(m液+m空载)g=(20kg+50kg)×10N/kg=700N;
克服重力所做的功为:W=G总h=700N×10m=7000J。
答:(1)受到的牵引力为360牛;
(2)克服重力所做的功为7000J。
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