2019-2020学年陕西省延安市吴起高中高二(上)期末物理试卷 pdf版含答案

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名称 2019-2020学年陕西省延安市吴起高中高二(上)期末物理试卷 pdf版含答案
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资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2020-01-08 15:33:47

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2019-2020 学年陕西省延安市吴起高中高二(上)期末物理试卷
一、选择题(本题共 12 小题,共 48 分,1-8 题只有一个选项正确,9-12 题有多个选项正确,全部选对得 4 分,选
对但不全得 2 分,不选或有错选得 0 分)
1.(4 分)两个放在绝缘架上的相同金属球相距 r,球的半径比 r 小得多,带电量大小分别为 q 和 3q,相互斥力大
小为 3F.现将这两个金属球相接触,然后分开,仍放回原处,则它们之间的相互作用力大小将变为( )
A.F B. C.4F D.2F
2.(4 分)如图为真空中两点电荷 A、B 形成的电场中的一簇电场线,已知该电场线关于虚线对称,O 点为 A、B
电荷连线的中点,a、b 为其连线的中垂线上对称的两点,则下列说法正确的是( )

A.A、B 可能带等量异号的正、负电荷
B.A、B 可能带不等量的正电荷
C.a.b 两点处无电场线,故其电场强度可能为零
D.同一试探电荷在 a、b 两点处所受电场力大小相等,方向一定相反
3.(4 分)喷墨打印机的简化模型如图所示.墨盒可以喷出质量一定的墨汁微粒,经带电室带负电后,以一定的初
速度垂直射入偏转电场,再经偏转电场后打到纸上,显示出字符.已知墨汁微粒所带电荷量的多少由计算机的输
入信号按照文字的排列规律进行控制,微粒偏移量越小打在纸上的字迹越小.则从墨汁微粒进入偏转电场开始到
打到纸上的过程中(不计墨汁微粒的重力),以下说法正确的是( )

A.墨汁微粒的轨迹是抛物线
B.电量相同的墨汁微粒轨迹相同
C.墨汁微粒的运动轨迹与带电量无关
D.减小偏转极板间的电压,可以缩小字迹


4.(4 分)在如图所示的电路中,电源的负极接地,其电动势为 E、内电阻为 r,R1、R2 为定值电阻,R3 为滑动变
阻器,C 为电容器,图中电表为理想电流表和电压表.在滑动变阻器滑动头 P 自 a 端向 b 端滑动的过程中,下列
说法中正确的是( )

A.电流表示数变小
B.电压表示数变小
C.a 点的电势降低
D.电容器 C 所带电荷量增多
5.(4 分)如图所示,其中电流表 A 的量程为 0.6A,表盘均匀划分为 30 个小格,每一小格表示 0.02A,R1 的阻值
等于电流表内阻的 ; R2 的阻值等于电流表内阻的 2 倍.若用电流表 A 的表盘刻度表示流过接线柱 1 的电流
值,则下列分析正确的是( )

A.将接线柱 1、2 接入电路时,每一小格表示 0.04A
B.将接线柱 1、2 接入电路时,每一小格表示 0.02A
C.将接线柱 1、3 接入电路时,每一小格表示 0.06A
D.将接线柱 1、3 接入电路时,每一小格表示 0.01A
6.(4 分)中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了地磁偏角:“以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,
不全南也。”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料,下列说法不正确的是( )

A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合


B.地球内部也存在磁场,地磁南极在地理北极附近
C.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用
7.(4 分)三根平行的长直导线。分别垂直地通过一个等腰三角形的三个顶点,三导线牛电流方向相同,A、B 两
导线中的电流大小相同。如图所示,已知导线 A 在斜边中点 O 处所产生的磁场的磁感应强度大小为 B,导线 C
在斜边中点 0 处所产生的磁场的磁感强度大小为 2B,则 O 处的磁感应强度的大小和方向为( )

A.大小为 B,方向沿 OA 方向
B.大小为 2 B,方向竖直向下
C.大小为 2B,方向沿 OB 方向
D.大小为 2B,方向沿 OA 方向
8.(4 分)如图所示,在边长为 2a 的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,一个质量为 m、电荷量
为﹣q 的带电粒子(重力不计)从 AB 边的中点 O 以速度 v 进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且
与 AB 边的夹角为 60°,若要使粒子能从 AC 边穿出磁场,则匀强磁场的大小 B 需满足( )

A.B> B.B< C.B> D.B<
9.(4 分)沿 x 轴方向存在一静电场,电场强度的大小关于位置的变化规律如图所示(图线为正弦图线),则下列说
法正确的是( )



A.Ob 两点的电势差等于 Od 两点的电势差
B.a、c 两点的电势相等
C.电子在 O 点的电势能大于电子在 c 点的电势能
D.质子由 a 点沿 x 轴运动到 c 点的过程中,电场力先做负功再做正功
10.(4 分)如图所示,一根重力 G=0.1N、长 L=1m 的质量分布均匀的导体 ab,在其中点弯成 θ=60°角,将此
导体放入匀强磁场中,导体两端 a、b 悬挂于两相同的弹簧下端,弹簧均为竖直状态,当导体中通过 I=1A 的电
流时,两根弹簧比原长各缩短了△x=0.01m,已知匀强磁场的方向垂直纸面向外,磁感应强度的大小 B=0.4T,
则( )

A.导体中电流的方向为 b→a
B.每根弹簧的弹力大小为 0.10N
C.弹簧的劲度系数 k=5N/m
D.若导体中不通电流,则弹簧伸长 0.02m
11.(4 分)如图是一个医用回旋加速器示意图,其核心部分是两个 D 形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分
别与高频电源相连.现分别加速氘核( H)和氦核( He),下列说法中正确的是( )

A.它们的最大速度相同


B.它们的最大动能相同
C.两次所接高频电源的频率相同
D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
12.(4 分)速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后分成甲、乙两束,其运动轨迹如图所示,其中 S0A= S0C,
则下列相关说法中正确的是( )

A.甲束粒子带正电,乙束粒子带负电
B.甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷
C.能通过狭缝 S0 的带电粒子的速率等于
D.若甲、乙两束粒子的电荷量相等,则甲、乙两束粒子的质量比为 2:3
二、实验题(共 16 分,每空 2 分)
13.(6 分)某学生用如图 a 所示电路测金属导线的电阻率,可供使用的器材有:
被测金属导线 ab,电阻约 10Ω,导线允许流过的最大电流 0.8A,稳恒电源 E,电源输出电压恒为 E=12V,电压
表 V,量程为 3V,内阻约 5KΩ,保护电阻:R1=l0Ω,R2=30Ω,R3=200Ω.刻度尺、螺旋测微器,开关 S,导
线若干等
实验时的主要步骤如下:
①用刻度尺量出导线 ab 的长度 l,用螺旋测微器测出导线的直径 d.
②按如图 a 所示电路将实验所需器材用导线连接好.
③闭合开关 S,移动接线触片 P,测出 aP 长度 x,读出电压表的示数 U.
④描点作出 U﹣x 曲线求出金属导线的电阻率 ρ.



完成下列填空:
(1)用螺旋测微器测量金属导线的直径 d,其示数如图 b 所示,该金属导线的直径 d= nm.
(2)如果实验时既要保证安全,又要测量误差较小,保护电阻 R 应选 ,
(3)根据多次实验测出的 ap 长度 x 和对应每次实验读出的电压表的示数 U 给出的 U﹣x 图线如图 c 所示,其中
图线的斜率为 K,则金属导线的电阻率 ρ= .(用实验器材中给出的物理量字母和实验步骤中测出的物理
量字母表示)
14.(10 分)手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中,这些电器都要用到锂电池。某同学利用下列器材测
定一节锂电池的电动势和内阻,锂电池的电动势约为 3V。

A.量程是 0.6A,内阻约为 0.5Ω 的电流表
B.量程是 3V,内阻是 6kΩ 的电压表
C.量程是 15V,内阻是 30kΩ 的电压表
D.阻值为 0~1kΩ,额定电流为 0.5A 的滑动变阻器
E.阻值为 0~10Ω,额定电流为 2A 的滑动变阻器
F.定值电阻 4Ω,额定功率 4W
G.开关 S 一个,导线若干
(1)这位同学设计的电路图中的导线应连接到 处;(填“①”或“②”)
(2)为了减小实验误差,电压表应选择 ;(填器材前的序号)
(3)为了使电压表和电流表的读数变化比较明显,滑动变阻器应选择 ;(填器材前的序号)
(4)用上图中的实验电路进行测量,读出电压表和电流表的读数,画出对应的 U﹣I 图线如图所示,由图线可
得该锂电池的电动势 E= V,内阻 r= Ω.(计算结果都保留两位有效数字)
三、计算题(共 36 分,解答应写出必要文字说明、方程式和重要的演算步骤,否则不能得分)


15.(12 分)如图所示,两平行金属导轨所在的平面与水平面夹角 θ=37°,导轨的一端接有电动势 E=3V、内阻
r=0.5Ω 的直流电源,导轨间的距离 L=0.4m。在导轨所在空间内分布着磁感应强度 B=0.5T、方向垂直于导轨
所在平面向上的匀强磁场。现把一个质量 m=0.04kg 的导体棒 ab 放在金属导轨上,导体棒与金属导轨垂直、且
接触良好,导体棒的电阻 R=1.0Ω,导体棒恰好能静止。金属导轨电阻不计。(g 取 10m/s
2
,sin37°=0.6,cos37°
=0.8)求:
(1)ab 受到的安培力大小;
(2)ab 受到的摩擦力大小。

16.(12 分)如图所示,在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心 O 处固定一点电荷,将质量为 m,带电量为+q
的小球从圆弧管的水平直径端点 A 由静止释放,小球沿细管滑到最低点 B 时,对管壁恰好无压力。求:
(1)固定于圆心处的点电荷在 AB 弧中点处的电场强度大小;
(2)若把 O 处固定的点电荷拿走,加上一个竖直向下场强为 E 的匀强电场,带电小球仍从 A 点由静止释放,
下滑到最低点 B 时,小球对环的压力多大?

17.(12 分)如图所示,真空中有一以 O 点为圆心的圆形匀强磁场区域,半径为 R=0.5m,磁场垂直纸面向里.在
y>R 的区域存在沿﹣y 方向的匀强电场,电场强度为 E=1.0×10
5
v/m.在 M 点有一正粒子以速率 v=1.0×10
6
m/s
沿+x 方向射入磁场,粒子穿出磁场进入电场,速度减小到 0 后又返回磁场,最终又从磁场离开.已知粒子的比
荷为 =1.0×10
7
c/kg,粒子重力不计.
(1)求圆形磁场区域磁感应强度的大小;
(2)求沿+x 方向射入磁场的粒子,从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程.



四、附加题:供有能力的学生选做,成绩可记入总分
18.(10 分)在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图 1 所示的 xOy 平
面处于匀强电场和匀强磁场中,电场强度 E 和磁感应强度 B 随时间 t 作周期性变化的图象如图 2 所示。x 轴正方
向为 E 的正方向,垂直纸面向里为 B 的正方向。在坐标原点 O 有一粒子 P,其质量和电荷量分别为 m 和+q.不
计重力。在 t=τ/2 时刻释放 P,它恰能沿一定轨道做往复运动。

(1)求 P 在磁场中运动时速度的大小 v0;
(2)求 B0 应满足的关系;
(3)在 t0(0<t0<τ/2)时刻释放 P,求 P 速度为零时的坐标。



2019-2020 学年陕西省延安市吴起高中高二(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共 12 小题,共 48 分,1-8 题只有一个选项正确,9-12 题有多个选项正确,全部选对得 4 分,选
对但不全得 2 分,不选或有错选得 0 分)
1.【解答】解:由库仑定律可得:
3F= = ;
F= ;
而两球接触后再分开平分总电量,故分开后两球的带电量为 2q;
则库仑力 F′= =4F;
故选:C。
2.【解答】解:A、根据电场线的特点,从正电荷出发到负电荷终止可以判断,A、B 是两个等量同种电荷。故 AB
错误。
C、电场线只是形象描述电场的假想曲线,a.b 两点处无电场线,其电场强度也不为零,故 C 错误;
D、同一试探电荷在 a、b 两点处场强大小相等方向相反,所受电场力大小相等,方向一定相反,故 D 正确。
故选:D。
3.【解答】解:A、墨汁微粒在电场中做类平抛运动,出电场后做匀速直线运动,轨迹不是抛物线,故 A 错误。
B、微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动,则有:
水平方向:L=v0t;
竖直方向:y= ,
则出偏转电场时的偏转位移 y= ,电量相同,墨汁微粒的轨迹不一定相同,故 B 错误。
C、根据 y= 知,墨汁微粒的运动轨迹与带电量有关,故 C 错误。


D、根据 y= 知,减小偏转极板间的电压,出电场时偏转位移减小,打到纸上的偏转位移减小,可
以缩小字迹,故 D 正确。
故选:D。
4.【解答】解:
B、在滑动变阻器滑动头 P 自 a 端向 b 端滑动的过程中,变阻器有效电阻减小,外电路总电阻减小,干路电流 I
增大,电阻 R1 两端电压增大,则电压表示数变大,故 B 错误。
D、电阻 R2 两端的电压 U2=E﹣I(R1+r),I 增大,则 U2 变小,电容器板间电压变小,其带电量减小,故 D 错
误。
AC、根据外电路中顺着电流方向,电势降低,可知,a 的电势大于零,a 点的电势等于 R2 两端的电压,U2 变小,
则 a 点的电势降低,通过 R2 的电流 I2 减小,通过电流表的电流 IA=I﹣I2,I 增大,I2 减小,则 IA 增大。即电流
表示数变大。故 A 错误,C 正确。
故选:C。
5.【解答】解:AB、当接线柱 1、2 接入电路时,电流表 A 与 R1 并联,根据串并联电路规律可知,R1 分流为 1.2A,
故量程为 1.2A+0.6A=1.8A;故每一小格表示 0.06A;故 AB 错误;
CD、当接线柱 1、3 接入电路时,A 与 R1 并联后与 R2 串联,电流表的量程仍为 1.8A,故每一小格表示 0.06A,
故 C 正确,D 错误;
故选:C。
6.【解答】解:A、根据题意可知,地理南、北极与地磁场存在一个夹角,为磁偏角,故两者不重合,故 A 正确,
B、地磁南极在地理的北极附近,地磁北极在地理的南极附近,故 B 正确,
C、由于地磁场的磁场方向沿磁感线切线的方向,故只有赤道处地磁场的磁场方向才与地面平行,故 C 不正确
D、在赤道处,磁场方向水平,而射线是带电的粒子,运动方向垂直磁场方向,根据左手定则可得射向赤道的粒
子受到洛伦兹力的作用,故 D 正确
本题选不正确的,故选:C。
7.【解答】解:由题意可知,三平行的通电导线在 O 点产生的磁感应强度大小相等,电流 A 与 Bz 在 O 处的合磁感
应强度为零,则 O 点的磁感应强度等于导线 C 在斜边中点 0 处所产生的磁场的磁感强度,大小为 2B;
依据右手螺旋定则可知,在 O 处电流 C 产生的磁感应强度的方向沿 OA 方向,故 ABC 错误,D 正确;
故选:D。


8.【解答】解:粒子刚好达到 C 点时,其运动轨迹与 AC 相切,如图所示:

则粒子运动的半径为:r=acot30°= a,
洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
qvB=m ,
解得:r= ,
粒子要能从 AC 边射出,粒子运行的半径:R>r,
解得:B< ,
故选:B。
9.【解答】解:A、根据图象与 x 轴围成的面积分析电势差的大小,Ob 两点的电势差小于 Od 两点的电势差,故 A
错误;
B、根据图象与 x 轴围成的面积分析电势差的大小,知 Uoa=UOc,所以 a、c 两点的电势相等,故 B 正确;
C、根据电场强度的方向知 x<0 处电场线方向沿 x 轴负方向,x≥0 电场沿 x 轴正方向,O 点的电势大于 c 点的
电势,电子带负电,电子在 O 点的电势能小于电子在 c 点的电势能,故 C 错误;
D、质子带正电,沿电场线方向运动做正功,逆着电场线方向做负功,故质子由 a 点沿 x 轴运动到 c 点的过程中,
电场力先做负功再做正功,故 D 正确;
故选:BD。
10.【解答】解:A、由题意知通电后弹簧比原长缩短了,说明安培力方向向上,由左手定则可知,电流方向由 b→
a,故 A 正确;
B、通电后,ab 导体的有效长度为 l= L=0.5m,受到的安培力为 F=BIL=0.4×1×0.5N=0.2N
F﹣mg=2F 弹
F 弹= N=0.05N,故 B 错误;
C、F 弹=k△x


k= = =5N/m,故 C 正确
D、导线不通电,则 2kx=mg
x= = =0.01m,故 D 错误
故选:AC。
11.【解答】解:A、根据 qvB=m ,得 v= .两粒子的比荷 相等,所以最大速度相等。故 A 正确。
B、最大动能 Ek= mv
2
= ,两粒子的比荷 相等,但质量不等,所以最大动能不等。故 B 错误。
C、带电粒子在磁场中运动的周期 T= = ,两粒子的比荷相等,所以周期和频率相等。故 C 正确。
D、根据 Ek= mv
2
= ,知仅增大高频电源的频率不能增大粒子动能,故 D 错误;
故选:AC。
12.【解答】解:A、甲粒子在磁场中向上偏转,乙粒子在磁场中向下偏转,根据左手定则知甲粒子带负电,乙粒子
带正电,故 A 错误;
B、根据洛伦兹力提供向心力,qvB=m ,解得:r= ,由 v、B 都相同,r 甲<r 乙,则甲的比荷大于乙的比
荷,故 B 正确;
C、能通过狭缝 S0 的带电粒子,根据平衡条件:qE=qvB1,解得,粒子速率:v= ,故 C 错误;
D、由图示粒子运动轨迹可知,r 甲= S0A,r 乙= S0C,由题意可知:S0A= S0C,则:r 甲:r 乙=2:3,由
B 可知,粒子轨道半径:r= ,由题意可知:v、q、B 都相同,则: = = ,则甲、乙两束粒子的
质量比为 2:3,故 D 正确;
故选:BD。
二、实验题(共 16 分,每空 2 分)
13.【解答】解:(1)由图示螺旋测微器可知,其示数为:0.5mm+37.0×0.01mm=0.870mm,
(2)电路中最大电流为 0.8A,则最小电阻 ,要保证安全,又要测量误差较小,则保护电阻
选 R2,
(3)设金属导线的电阻为 R,根据欧姆定律得:



解得:U= ,
则 U﹣x 图线的斜率 K= ,
解得:R=
根据 ,其中 S= ,
得:ρ=
解得:
故答案为:(1)0.870;(2)R2;(3)
14.【解答】解:(1)接①②的差别在于电流于的分压和电压表的分流的相对大小,由于蓄电池内阻较小,为了避
免电流表分压带来较大的误差所以采用电流表的内接法,即选择①。
(2)蓄电池的电动势约为 3V,为了减小实验误差,电压表应选择 B;
(3)改变滑动变阻器阻值时,为了使电压表和电流表的读数变化比较明显,滑动变阻器应选择 E;
(4)与图 2 所示电源 U﹣I 图象可知,图象与纵轴交点坐标值是 3.2,则电源电动势:E=3.2V,电源内阻 r=
﹣R= ﹣4≈1.33Ω。
故答案为:(1)①
(2)B
(3)E
(4)3.2 1.3
三、计算题(共 36 分,解答应写出必要文字说明、方程式和重要的演算步骤,否则不能得分)
15.【解答】解:(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路,根据闭合电路欧姆定律有:

导体棒受到的安培力:
F 安=ILB=2×0.40×0.50N=0.40N


(2)导体棒所受重力沿斜面向下的分力:
F1=mgsin37°=0.04×10×0.6N=0.24N
由于 F1 小于安培力,故导体棒沿斜面向下的摩擦力 f,根据共点力平衡条件得:
mgsin37°+f=F 安
解得:
f=F 安﹣mgsin37°=(0.40﹣0.24)N=0.16N
答:(1)导体棒受到的安培力大小是 0.40N;
(2)导体棒受到的摩擦力大小是 0.16N。
16.【解答】解:(1)小球沿半圆弧运动处于点电荷的等势面上,电势能不变,只有重力做功,
由 A 到 B,由动能定理得:
在 B 点,对小球由牛顿第二定律得:
联立以上两式解得: ,电场强度向上,即 O 处的电荷为负电荷,
由于是点电荷﹣Q 形成的电场,由 得到,等势面上各处的场强大小均相等,即 AB 弧中点处的电场强度为

(2)设小球到达 B 点时的速度为 v,由动能定理得: ①
在 B 点处小球对环的弹力为 N,由牛顿第二定律得: ②
联立①和②式,解得小球在 B 点受到环的压力为:N=3(mg+qE)
由牛顿第三定律得:小球在 B 点对环的压力大小为 N=3(mg+qE)
17.【解答】解:(1)沿+x 方向射入磁场的粒子进入电场后,速度减小到 0,
粒子一定是从如图的 P 点射出磁场,逆电场线运动,
所以粒子做圆周运动的半径:r=R



由牛顿第二定律得:Bqv=m ,
解得:B=0.2T;
(2)粒子返回磁场后,经磁场偏转后从 N 点射出磁场,
MN 为直径在磁场中的路程为二分之一圆周长,s1=πR,
设在电场中路程为 s2,根据动能定理 得:qE = mv
2
﹣0,解得:s2= ,
总路程:s=s1+s2,解得:s=(0.5π+1)m;
答:(1)圆形磁场区域磁感应强度的大小为 0.2T;
(2)求沿+x 方向射入磁场的粒子,从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程为:(0.5π+1)m.
四、附加题:供有能力的学生选做,成绩可记入总分
18.【解答】解:(1)由图 2 分析可知,在 t= τ时刻释放带电粒子 P,在 τ~τ时间内做匀加速直线运动,τ~
2τ时间内做匀速圆周运动,
在电场中:粒子所受的电场力 F=qE0,
根据牛顿第二定律得:加速度为 a= ,
P 在磁场中运动时速度的大小 v0=at,t= τ
解得,v0= ;
(2)只有当 t=2τ时刻,P 在磁场中作圆周运动结束后并开始沿 x 轴负方向运动,才能沿一定的轨道作往复运
动,如图所示。设粒子在磁场中圆周运动的周期为 T,则(n﹣ )T=τ,(n=1,2,3?)


粒子做匀速圆周运动时,有 qvB0=m ,而 T=
解得,B0= ,(n=1,2,3?)
(3)在 t0 时刻释放 P,P 在电场中加速时间为τ﹣t0
在磁场中作匀速圆周运动的速度为 v1= ,
圆周运动的半径为 r1=
解得,r1=
又经(τ﹣t0)时间 P 减速为零后向右加速时间为 t0,
P 再次进入磁场速度为 v2=
圆周运动的半径为 r2=
解得,r2=
综上分析,速度为零时横坐标为 x=0
相应的纵坐标为:y= ,(k=1,2,3,?)
解得:y= ,(k=1,2,3,?)
答:(1)P 在磁场中运动时速度的大小 v0 为 。
(2)B0 应满足的关系为 B0= ,(n=1,2,3?);
( 3 )在 t0 ( 0 < t0 <τ /2 )时刻释放 P , P 速度为零时横坐标为 x = 0 ,相应的纵坐标为 y=
,(k=1,2,3,?)




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