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第8章 运动和力 提能培优测试卷
一、选择题
1.车贴已经成为一种时尚,它灰谐、搞笑又不乏警示。下列车贴中的提示语属于防止因惯性带来危害的是( )
A.新手上路 多多关照
B.新手驾驶 保持车距
C.跟车请自觉 关闭远光灯
D.堵车须冷静 勿喊我芳名
2.如图所示,将小铁球从斜面顶端由静止释放,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图甲中虚线OA所示。在OA方向的侧旁放一磁铁,再次将小铁球从斜面顶端由静止释放,观察到它在水平桌面上运动的轨迹如图乙中虚线OB所示。由上述实验现象可以得出( )
A.力不能改变小铁球的速度大小
B.磁铁对小铁球没有作用力
C.力不能改变小铁球的运动方向
D.力可以改变小铁球的运动方向
3.火星探测最大的难点在于“恐怖7分钟”﹣﹣在进入、下降与着陆过程中,要在7分钟内将探测器的时速从2万千米降低到零。下列说法正确的是( )
A.探测器抵达火星时,惯性消失
B.探测器减速过程中,惯性减小
C.探测器不容易减速,因为具有惯性
D.探测器减速过程中,惯性增大
4.下列情景中,处于平衡状态的是( )
A.绕地球匀速运行的卫星
B.加速追赶猎物的猎豹
C.下落的苹果
D.匀速下降的跳伞运动员
5.下列各项措施中,用来减小有害摩擦的是( )
A.为了防止传动带打滑,需要把皮带张紧些
B.足球守门员戴有防滑手套
C.自行车轴承中装有滚珠
D.汽车轮胎凹凸不平的花纹
6.人从行驶的车上跳下来后很容易摔倒,对这种现象的解释合理的顺序是( )
①人的脚着地后受到地面摩擦力作用而停下来
②人向车行驶的方向摔倒
③人的上身由于惯性还要保持原来的运动状态
④从行驶的车上跳下来的人与车共同处于运动状态
A.④①②③ B.④①③② C.①②③④ D.①④②③
7.下列关于力与运动的关系说法中,正确的是( )
A.正在转弯的汽车,受到的一定不是平衡力
B.用水平力推水平面上的桌子,没推动是因为推力小于地面对桌子的摩擦力
C.用力拉车车会运动,不拉车会停下来,说明要维持物体的运动必须有力作用
D.不受力作用的物体一定处于静止状态
8.如图所示,一个小球被竖直拋向空中,上升过程中经过A点到达最高点B点。如果小球到达A点处时,所受的力突然全部消失,它将( )
A.立即静止在空中A点
B.继续向上运动一段,最后静止在B点处
C.以A点时的速度匀速直线向上运动通过B点
D.继续向上运动一段,到达B点处后匀速直线向下运动
9.明朝宋应星所著《天工开物》是中国古代一部综合性的科学技术著作。如图所示的“试弓定力“就出自其中,下列力是一对平衡力的是( )
A.弓的重力与秤砣的重力
B.秤砣的重力与所挂重物的重力
C.杆秤对弓的拉力与弓的重力
D.弓对重物的拉力与所挂重物的重力
10.如图所示,同一木块在同一粗糙水平面上,先后以不同的速度被匀速拉动。甲图中速度为v1,乙图中速度为v2,丙图中木块上叠放一重物,共同速度为v3,且v1<v2<v3,匀速拉动该木块所需的水平拉力分别为F甲、F乙和F丙.下列关系正确的是( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙<F丙 D.F甲≤F乙=F丙
二、填空题
11.如图所示,是用传送带传送大米的情形,米袋随传送带一起水平匀速运动。米袋相对于传送带处于 状态;米袋越重传送带向下弯曲的程度越大,说明力的 能够影响力的作用效果;此时,米袋 (选填“受”或“不受”)摩擦力。
12.如图所示,乒乓球运动员发球时要将乒乓球竖直向上抛出,乒乓球上升到最高点时,乒乓球只受到 的作用(忽略空气阻力),此时,乒乓球处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
13.A物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力,当A物体 时,它处于平衡状态,如图所示,此时弹簧测力计的示数为 N。
14.你一定有过这样的体验:当你坐在汽车上,汽车猛然加速时,人由于惯性会向 (选填“前”或“后”)倾倒,由于物体间 ,人给椅子压力的同时,椅背会给人的后背一个反作用力,会有座椅椅背推后背的感觉,这就是所谓的“推背感”。性能越好的汽车,推背感就越强。当汽车发生“追尾”时, (选填“头枕”或“安全带”)能防止被追尾的汽车被追尾时造成的伤害。
三、实验探究题
15.利用力学知识,回答下列问题:
(1)如图所示行李箱在传送带都做匀速直线运动,a为水平,b为倾斜,那么分别在a、b两种情况下的行李箱是否存在摩擦力的情况是 。
A.a不存在,b存在
B.a存在,b不存在
C.a、b都存在
D.a、b都不存在
(2)如图甲所示,水平面上的物体在力F1、F2的作用下向右做直线运动,力F1、F2及物体的速度v随时间变化的图象如图乙、丙、丁所示,物体在t2~t3时间内所受摩擦力大小为 N。
16.(1)如图甲是街头魔术“人体悬空”,神奇的表演让观众啧啧称奇,备感神秘,但图乙的场景又让人大跌眼镜。原来:魔术爱好者双腿间夹着一根钢管,钢管延伸出来的短板正好可以让助手躺在上面。不过这样也是非常耗费体力的,难怪助手坚持了没一会儿就因体力不支而摔倒。请根据甲、乙图,写一句评论,在该魔术中物理规律是否“失效”,并作简单说明: ;
(2)图丙、丁是某地街头的“人体悬浮”术表演,请根据丙、丁图,提出“人体悬浮”平衡的原因猜想(从受力的角度看人是如何平衡的): 。
17.如图所示是探究“运动和力的关系”的实验装置,实验中,让小车从同一斜面的同一高度自由滑下,在表面材料不同的水平面上运动。
(1)让小车从斜面同一高度滑下,目的是使小车每次到达水平面时的速度 。
(2)实验可知,平面越光滑,小车运动的距离越远。说明:平面越光滑,小车受到的阻力越 ,速度减少得越 (选填“快”或“慢”)。
(3)由实验现象可推断:假如平面绝对光滑,水平面上运动的物体在水平方向上就不受力,它将做 。
(4)此实验验证了伽利略的观点:物体的运动 (选填“需要”或“不需要”)力来维持。
(5)牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出了著名的“牛顿第一定律”,这个定律 (选填“能”或“不能”)用实验直接验证。
18.小军和小红利用图中所示装置探究二力平衡条件。实验时,他们发现在左盘和右盘同时加入一个质量相等的砝码时,木块A处于静止状态。若将一个质量较小的砝码轻轻放在右盘后,观察到木块A仍然处于静止状态,为了避免这种现象发生,小军用图乙中所示的小车B替换木块A进行实验;小红用图丙中所示的硬纸板C替换木块A进行实验。
(1)小军,小红分别用小车B和硬纸板C替换木块A,进行实验的目的是减小 对实验的影响;
(2)小红在实验中应使用 硬纸板(选填“轻质”或“厚重”);
(3)将硬纸板C扭转一个角度,目的是为了验证 。
19.为了探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,小明使用了以下器材:长木板、重为1N的木块、弹簧测力计、细线和重为0.5N的砝码若干,他的实验步骤如下:
①组装实验器材(如图甲所示);
②第1次实验,在木块上放一个砝码,向右拉动长木板,读出此时弹簧测力计的示数为F拉;将砝码的总重力G和F拉记入表格中;
③逐一增加砝码数量,重复上述步骤,多次实验。记录的实验数据如表所示:
实验次数 1 2 3 4 5 6
G/N 0.5 1 1.5 2 2.5 3
F拉/N 0.9 1.2 1.5 1.8 1.9 2.4
(1)组装器材时, 调节细线水平;向右拉动长木板时, 确保匀速拉动。(两空均选填“需要”或“不需要”)
(2)小明认为,根据二力平衡知识,各次实验中木块受到的滑动摩擦力f=F拉,木块与长木板间的压力F压=G,他根据实验数据,在坐标系中描点后,作出甲、乙两条f﹣F压的关系图象如图乙所示。从实验数据处理规范考虑,图线 更合理;
(3)经查阅资料可知:滑动摩擦力大小与压力大小的关系满足关系式f=μF压(其中μ为比例常数,叫做动摩擦因数,它的数值大小与物体材料和接触面粗糙程度有关)。小明发现自己所作图线不过原点,其主要原因是 ;利用题中信息可以求出:实验中所用长木板和木块接触面间动摩擦因数μ= 。
四、计算题
20.一个重为3.6×10﹣3N的物体从空中由静止开始竖直落下,研究发现:运动物体受到的空气阻力与物体的速度关系如表。求:
速度v/m?s﹣1 1 2 3 4 5 6 7
阻力f(×10﹣4)/N 1 4 9 16 25 36 49
(1)该物体匀速下落时受到的空气阻力是多少?
(2)写出运动物体受到的空气阻力f与物体运动速度v关系的表达式(提示:关系为F阻=kv2,其中k为常数,需求出);
(3)该物体匀速下落时的速度是多少?
试题解析
1.解:
A、“新手上路 多多关照”是新司机在汽车行驶过程中可能会随时紧急刹车或行驶速度较慢,提醒其他汽车驾驶员注意,减少交通事故的发生,与惯性无关,故A不符合题意;
B、“新手上路,保持车距”是新司机在汽车行驶过程中可能会随时紧急刹车或行驶速度较慢,后面汽车在刹车时由于惯性会有一段刹车距离,所以要保持一定车距,防止惯性带来危害,故B符合题意;
C、“跟车请自觉 关闭远光灯”可以避免过强的光照影响驾驶员视线,减少交通事故的发生,与惯性无关,故C不符合题意;
D、“堵车须冷静 勿喊我芳名”劝告驾乘人员保持一种平和心态,不要按喇叭,与惯性无关,故D不符合题意。
故选:B。
总结:惯性与人类生活息息相关,在对惯性的考查时,经常将其与交通方面联系起来进行考查如:车辆的限速、限载、保持车距都是这方面的内容。
2.解:
A、将小铁球从斜面顶端由静止释放,小球在重力的作用下会速度越来越大,所以力能改变小铁球的速度大小,故A错误;
B、乙图中,小球的运动轨迹为曲线,是磁铁对小球的吸引力改变了小球的运动方向,磁铁对小铁球有作用力,故B错误;
CD、乙图中,小球的运动轨迹为曲线,是受到磁铁作用力的缘故,所以可得出,力可以改变小铁球的运动方向,故C错误,D正确。
故选:D。
总结:此题考查了力的作用效果、产生力的条件等,正确理解概念和规律是解答的关键。
3.解:
探测器抵达火星时,仍然具有质量,所以仍然具有惯性,惯性大小只与质量有关,与运动速度无关,探测器不容易减速,因为探测器具有惯性要保持原来的运动状态,故ABD错误,C正确。
故选:C。
总结:惯性是物理学中的一个性质,它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质,要明确物体的惯性大小只与质量有关,和运动状态以及是否受力无关。
4.解:
物体受到平衡力作用时能保持平衡状态,即静止状态或匀速直线运动状态。
A、绕地球匀速运行的卫星,运动方向不断变化,不是平衡状态;故A错误;
B、加速追赶猎物的猎豹,速度和运动方向不断变化,不是平衡状态;故B错误;
C、在空中下落的苹果,下落速度越来越快,不是平衡状态;故C错误;
D、匀速下降的跳伞运动员,处于匀速直线运动状态,是平衡状态。故D正确。
故选:D。
总结:此题主要考查学生对平衡状态的理解和掌握。判断方法:静止状态和匀速直线运动状态都是平衡状态;物体受到的力平衡时,物体处于平衡状态。
5.解:A、为了防止传动带打滑,需要把皮带张紧些,是通过增加压力,增大有益摩擦。故A不符合题意;
B、足球守门员戴有防滑手套,是通过增大接触面粗糙程度增加有益摩擦,故B不符合题意;
C、自行车轴承中装有滚珠,是通过变滑动摩擦为滚动摩擦来减小有害摩擦,故C符合题意;
D、汽车轮胎凹凸不平的花纹,是通过增大接触面粗糙程度来增加有益摩擦,故D不符合题意。
故选:C。
总结:掌握摩擦力大小的影响因素,并且能解释生活中有关增大有益摩擦和减小有害摩擦的实例。
6.解:人从行驶的车上跳下来后,很容易摔倒,是因为:
人原来与车共同处于运动状态④,人的脚着地后受地面摩擦力作用而停下来①,人的上半身由于惯性还要保持原来的运动状态③,使得人向车行驶方向摔倒②。
故选:B。
总结:本题考查了学生分析惯性现象的能力,惯性现象随处可见,平时要多观察、多分析,提高分析实际现象的能力。
7.解:
A、正在转弯的汽车,其运动方向发生了变化,受到的一定不是平衡力,故A正确;
B、用水平力推水平面上的桌子,没推动,桌子处于静止状态,受力平衡,所以推力等于地面对桌子的摩擦力,故B错误;
C、用力拉车车会运动,不拉车会停下来,说明力是改变物体运动状态的原因,故C错误;
D、由牛顿第一定律可知,运动的物体不受力时,会保持匀速直线运动状态,故D错误。
故选:A。
总结:本题考查对力与运动的关系,总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
8.解:根据牛顿第一定律我们知道,物体不受外力作用时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变;因此当小球上升到A点处时,所受的力突然全部消失,即小球不受任何力的作用,小球由于惯性,以A点时的速度匀速直线向上运动通过B点;故ABD错误,C正确。
故选:C。
总结:会对物体进行受力分析,牢记牛顿第一定律,会根据牛顿第一定律判断物体的状态。
9.解:
A.弓的重力与秤砣的重力没有作用在同一物体上,故不是一对平衡力,故A错误;
B.秤砣的重力与所挂重物的重力没有作用在同一的物体上,故不是一对平衡力,故B错误;
C、由图知,杆秤对弓的拉力与弓的重力,力的大小不同,故不是一对平衡力,故C错误;
D、弓对重物的拉力与所挂重物的重力满足大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上,则弓对重物的拉力与重物的重力是一对平衡力,故D正确。
故选:D。
总结:本题考查了平衡力的辨别,要注意一对平衡力和相互作用力的区别:是否作用在同一个物体上。
10.解:
滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与速度大小无关;
由题意和图示可知,甲、乙、丙三图中接触面的粗糙程度相同,甲、乙对水平面的压力相同,丙对水平面的压力较大(木块上叠放一重物),故摩擦力的大小关系为f甲=f乙<f丙;
因为三图中木块都在做匀速直线运动,所以由二力平衡条件可知拉力F=f,即 F甲=F乙<F丙,故C正确。
故选:C。
总结:此题考查了影响滑动摩擦力大小的因素,在分析时,注意控制变量法的应用,并注意摩擦力的大小与接触面积无关。
11.解:
米袋随传送带一起匀速运动时,米袋相对传送带处于静止状态,没有运动,也没有运动趋势,所以米袋不受摩擦力,摩擦力为零;
影响力的作用效果的因素是力的大小、方向和作用点,米袋越重传送带向下弯曲的程度越大,说明力的大小能够影响力的作用效果。
故答案为:静止;大小;不受。
总结:本题考查对摩擦力和的认识和力的三要素的理解,会根据物体的运动状态和受力分析判断摩擦力方向,是解答此题的关键。
12.解:乒乓球运动员发球时要将乒乓球竖直向上抛出,由于惯性,乒乓球继续上升;到达最高点时,忽略空气阻力,乒乓球只受到重力的作用,所以它受到的力不是平衡力,它处于非平衡状态。
故答案为:重力;非平衡。
总结:本题主要考查平衡状态的判断,正确分析乒乓球在最高点时的受力情况是解答此题关键。
13.解:A物体受到甲、乙两弹簧测力计向相反方向的拉力,当A物体静止(或匀速直线运动)时,它处于平衡状态;
由图可知,弹簧测力计分度值为0.2N,示数都为1.8N;
以左侧弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,受到一对为1.8N的平衡力,弹簧测力计的示数等于1.8N;同理以右侧弹簧测力计为研究对象,测力计处于平衡状态,受到一对为1.8N的平衡力,弹簧测力计的示数仍为1.8N。
故答案为:静止(或匀速直线运动);1.8。
总结:本题考查了平衡状态的判定、测力计的读数、二力平衡条件的应用,属于基础知识,要掌握。
14.解:
(1)汽车突然加速时,人下半身随车一起加速运动,而上半身由于惯性要继续保持原来的运动状态,故人向后倾倒;
(2)汽车加速时,人向后倾倒,人给椅背压力,由于物体间力的作用是相互的,椅背会给人的后背一个反作用力,所以会有“推背感”;
(3)当汽车后方追尾时,汽车突然加速时,车的速度变大,人由于惯性要保持原来的运动状态,人的头部向后仰,“头枕”对人有保护作用。
故答案为:后;力的作用是相互的;头枕。
总结:本题考查了力的作用的相互性、惯性现象等,有一定综合性题目,但难度不大。
15.解:
(1)由题知,行李箱在两种传送带上都做匀速直线运动,
在水平传送带上,行李箱受重力、支持力,两个力的合力为零,若再受到摩擦力,不可能与输送带一起匀速运动,所以a种情况下行李箱不受摩擦力。
在倾斜传送带上,行李箱处于平衡状态,由于行李箱受重力作用而有向下滑动的趋势,所以行李箱还受向上的静摩擦力,即b种情况下行李箱受摩擦力,故A正确;
(2)由图丁可知,在 t1~t2时间内,物体处于匀速直线运动状态,受平衡力作用,平衡力的合力为零;
由图乙、丙可知,物体在 t1~t2时间内,所受拉力分别为F1=8N,F2=12N,且方向相反,则这两个力的合力F=F2﹣F1=12N﹣8N=4N,方向水平向右,
因物体向右做匀速直线运动,故摩擦力的大小f=F=4N,方向水平向左。
由图丁可知,在 t2~t3时间内,物体处于减速直线运动状态,但是压力大小和接触面的粗糙程度不变,则摩擦力大小不变,仍等于做匀速直线运动时的摩擦力为4N。
故答案为:(1)A;(2)4。
总结:(1)解决本题的关键抓住合力为零,运用假设法进行分析判断摩擦力的有无;
(2)考查了学生对图象问题的分析能力,能从图象中得出相关的信息,然后结合力的合成判断合力的大小和方向,是中考的热点考题。
16.解:
(1)根据图甲可知,此时的人处于静止状态,受力是平衡的;乙图中,短板对人施加的力与人的重力不是平衡力的时候,人受力不平衡,所以会掉下来,这两种情况都符合物理规律;
(2)图丙、丁中人体悬浮时,处于静止状态,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力的共同作用,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反、同一直线,作用在同一个物体上。
故答案为:(1)否;人处于静止状态,受力是平衡的;短板对人施加的力与人的重力不是平衡力的时候,人受力不平衡,所以会掉下来;
(2)人体悬浮时,处于静止状态,受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力的共同作用,这两个力是一对平衡力。
总结:本题考查了二力平衡条件的应用,属于基础知识,要掌握二力平衡的条件。
17.解:(1)小车从同一高度滑下的目的是:小车到达水平面时的速度相等。
(2)实验现象表明:平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到阻力越小,速度减小得越慢。
(3)由实验现象可以推理:假如水平表面绝对光滑,该平面上运动的物体在水平方向上不受力,它将做匀速直线运动;本实验采用的是实验推理法,在探究声音的传播条件时,由于无法获得真空,在真空中不能传声也是根据推理的方法得出的。
(4)由此实验进一步验证了伽利略的观点,物体的运动不需要力来维持;
(5)英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出了著名的牛顿第一定律,因一切物体都要受到力的作用,不受力的物体不存在,故不可以用实验来直接验证。
故答案为:(1)相等;(2)小;慢;(3)匀速直线运动;(4)不需要;(5)不能;
总结:本题是一道实验题,考查的是阻力对物体运动的影响,该实验是理解牛顿第一定律的基础,注意控制变量法及科学推理法在本实验中的运用。
18.解:(1)甲中,当左右两盘中砝码质量不等,即A受到的水平方向的两个拉力不等时,A还处于静止状态,是因为桌面对A的摩擦力起的作用;
换成小车后,将滑动摩擦变为滚动摩擦,减小了摩擦力;
将物体A换成纸板C,且C与桌面不接触,消除了摩擦力;
所以用小车B和硬纸板C替换木块A,进行实验的目的是减小摩擦力对实验的影响。
(2)在实验中,纸板的质量越小,受到的重力越小,若其受到的重力小到可以忽略不计时,细线对纸板的拉力就是处于一条直线上;当C受到的重力较大时,由于受重力作用,纸板会下沉一些,细线对纸板的拉力就不会处在一条直线上,对实验产生影响;所以小红在实验中应使用轻质硬纸板。
(3)将纸板转过一个角度,细线对纸板的拉力不在作用在同一直线上,因此这样做是为了探究二力平衡时是否作用在同一条直线上。
故答案为:(1)摩擦力;(2)轻质;(3)二力平衡时是否作用在同一条直线上。
总结:本题考查的知识点是探究二力平衡的条件的应用和二力平衡力的概念,此题是实验题,实验题对学生来说是个难点,要强化训练。
19.解:(1)组装器材时,需要调节细线处于水平位置,此时物体在水平方向上受到两个力的作用,受力平衡;若不调节细线处于水平位置,则会改变压力的大小,从而改变摩擦力的大小;
实验装置中的物体相对于地面静止,受到的摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力,大小相等,由于滑动摩擦力的大小与速度大小无关,故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动;
(2)由图可知,描点连线时,甲图象经过的点数要多于乙图象经过的点数,所以甲图象更合理;
(3)小明发现自己所作图线不过原点,出现这种情况的原因可能时实验前,弹簧测力计没有调零,使得测量的数据不准确;
由图象甲可知,当压力为0时,拉力为0.6N,即弹簧测力计使用前的示数为0.6N;则表格中正确的拉力为表格中的拉力减去0.6N:正确数据为:0.3、0.6、0.9、1.2、1.3、1.8;
根据f=F拉=μF压,可以求出每一组的摩擦系数μ为:0.6、0.6、0.6、0.6、0.52、0.6;由于0.52与其他差距较大,需要去掉,所以实验中所用长木板和木块接触面间动摩擦因数μ=0.6。
故答案为:(1)需要;不需要;(2)甲;(3)弹簧测力计没有调零;0.6。
总结:本题探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关,考查实验原理及控制变量法的运用和获取信息的能力,体现了对过程和方法的考查。
20.解:
(1)该物体匀速下落时,受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力的作用,这两个力是一对平衡力,则f=G=3.6×10﹣3N;
(2)根据表格中的数据可知,当速度变为原来的2倍时,阻力变为原来的4倍,当速度变为原来的3倍时,阻力变为原来的9倍……;
由此可知,阻力的大小与速度的平方成正比,即:F阻=kv2,
则:k=,把第一组数据代入可得:k==1×10﹣4 Ns2/m2;
则:F阻=kv2=1×10﹣4 Ns2/m2?v2;
(3)匀速下落时,受到的阻力为:f=3.6×10﹣3N;根据表格中第六次的数据可知,v=6m/s。
答:(1)该物体匀速下落时受到的空气阻力3.6×10﹣3N;
(2)运动物体受到的空气阻力f与物体运动速度v关系的表达式为1×10﹣4 Ns2/m2?v2;
(3)该物体匀速下落时的速度是6m/s。
总结:对物体进行受力分析、应用平衡条件、认真审题从表格中获取所需信息是正确解题的关键。
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