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1、魯科版高中物理必修一 第五章 力與平衡 單元測(cè)試一、單選題(共13題;共26分)1.如圖所示,放在水平面上的物體受到一個(gè)斜向上的拉力作用,但物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將F分解為水平向右的力F1和豎直向上的力F2,下列說(shuō)法正確的是 ( )A. 是物體對(duì)水平面的摩擦力
2、60; B. 是水平面對(duì)物體的支持力C. 與水平面給物體的靜摩擦力大小相等、方向相反 D. 與物體的重力大小相等、方向相反2.如圖,在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用,F(xiàn)平行于斜面向上,若物塊質(zhì)量為6千克,斜面傾角為37°,動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,物塊在斜面上保持靜止,已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力
3、,取g=10m/s2 , cos37°=0.8,sin37°=0.6,則F的可能值為( )A. 10N B.
4、0;20N C. 0N
5、60; D. 62N3.如圖所示,被輕繩系住靜止在光滑斜面上的小球若按力的實(shí)際作用效果來(lái)分解小球受到的重力G,則G的兩個(gè)分力的方向分別是圖中的()A. 1和4
6、160; B. 3和4
7、60; C. 2和4
8、0; D. 3和24.如圖所示, 用繩索將重球掛在墻上,不考慮墻的摩擦。如果把繩的長(zhǎng)度增加一些,則球?qū)K的拉力F1和球?qū)Φ膲毫2的變化情況是:A. F1增大,F(xiàn)2減小 B. F1減小,F(xiàn)2增大
9、60;C. F1和F2都減小 D. F1和F2都增大5.如圖,輕繩的兩端分別系在圓環(huán)A和小球B上,圓環(huán)A套在粗糙的水平直桿MN上現(xiàn)用水平力F拉著繩子上的一點(diǎn)O,使小球B從圖中實(shí)線位置緩慢上升到虛線位置,但圓環(huán)A始終保持在原位置不動(dòng)在這一過(guò)程中,環(huán)對(duì)桿的摩擦力Ff和環(huán)對(duì)桿的壓力FN的變化情況是( )A. Ff不變,F(xiàn)N不變
10、; B. Ff增大,F(xiàn)N不變 C. Ff增大,F(xiàn)N減小 D. Ff不變,F(xiàn)N減小6.如圖所示,在傾角為的斜面上,放一質(zhì)量
11、為m的小球,小球和斜面及擋板間均無(wú)摩擦,當(dāng)檔板繞O點(diǎn)逆時(shí)針緩慢地轉(zhuǎn)向不平位置的過(guò)程中,則有( )A. 斜面對(duì)球的支持力逐漸增大 B. 斜面對(duì)球的支持力逐漸減小C.
12、檔板對(duì)小球的彈力逐漸增大 D. 檔板對(duì)小球的彈力逐漸減小7.兩人分別用100N的水平力沿著彈簧秤的軸線向相反方向拉彈簧秤的秤鉤和秤環(huán),這時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和測(cè)力計(jì)水平方向所受的合外力F2分別是( &
13、#160; ) A. F1=100N,F(xiàn)2=200N B. F1=200N,F(xiàn)2=200N C. F1=100N,F(xiàn)2=0 D. F1=200N,F(xiàn)2=08.用兩根長(zhǎng)度相同的繩子將重物懸掛在水平的天花板上,重物始終保持靜止,若逐漸增大兩繩之間的夾角,則兩繩對(duì)重物的拉力的變化情況是 ( ) A. 不變
14、0; B. 增大
15、 C. 減小
16、160; D. 無(wú)法確定9.如圖所示,F(xiàn)1、F2為有一定夾角的兩個(gè)力,L為過(guò)O點(diǎn)的一條直線,當(dāng)L取什么方向時(shí),F(xiàn)1、F2在L上分力之和為最大( )A. F1、F2合力的方向, &
17、#160; B. F1、F2中較大力的方向,C. F1、F2中較小力的方向, &
18、#160; D. 以上說(shuō)法都不正確。10.用細(xì)繩將重球懸掛在豎直光滑墻上如圖所示,當(dāng)懸掛繩變長(zhǎng)時(shí)()A. 繩子拉力變小,墻對(duì)球彈力變大 B. 繩子拉力變小,墻對(duì)球彈力變小C. 繩子拉力變大,墻
19、對(duì)球彈力變大 D. 繩子拉力變大,墻對(duì)球彈力變小11.關(guān)于“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中不正確的是( ) A. 用兩只彈簧秤和用一只彈簧秤拉橡皮筋時(shí),結(jié)點(diǎn)必須拉到同一點(diǎn)B. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,彈簧的軸線必須與紙面平行C. 兩個(gè)拉力的方向
20、必須垂直D. 作力的平行四邊形時(shí),不同拉力的標(biāo)度應(yīng)該相同12.如圖所示,兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上,兩繩與豎直方向的夾角都為450 , 日光燈保持水平,所受重力為G,左右兩繩的拉力大小分別為()A. G,G B.
21、 , C. ,
22、160; D. ,13.已知,那么它們的合力大小不可能是 A. &
23、#160; B. C.
24、60; D. 二、多選題(共5題;共15分)14.如圖所示,將力 F 分解為 F1 和 F2兩個(gè)分力,已知 F1的大小和 F2與 F 之間的夾角,且為銳角,則(
25、 )A.當(dāng) F1Fsin時(shí),一定有兩解B.當(dāng) F1=Fsin時(shí),有唯一解C.當(dāng) F1Fsin時(shí),無(wú)解D.當(dāng) FsinF1F 時(shí),一定有兩解15.如圖所示,質(zhì)量為m的等邊三棱柱靜止在水平放置的斜面上已知三棱柱與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,斜面的傾角為,關(guān)于斜面對(duì)三棱柱的支持力N與摩擦力f大小的說(shuō)法正確的是( )A. N與f的合力大小等于三棱柱的重力大小 B. N與f的大小之和可能等
26、于三棱柱的重力的大小C. 一定是N=mgcos和f=mgcos D. 一定是N=mgcos和f=mgsin16.重為200N的光滑球放在傾角為37°的斜面上,并用豎直擋板擋住,球處于靜止?fàn)顟B(tài),若使擋板由圖示位置開(kāi)始逆時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng)至水平位置,則在此過(guò)程中球?qū)醢宓淖饔昧Φ拇笮】赡転橄铝心男?shù)值(取sin3
27、7°=0.6,cos37°=0.8)?( )A. 100N B. 150N
28、0; C. 180N
29、0; D. 240N17.如圖所示,一鐵架臺(tái)放于水平地面上,其上有一輕質(zhì)細(xì)線懸掛一小球,開(kāi)始時(shí)細(xì)線豎直,現(xiàn)將水平力F作用于小球上,使其緩慢地由實(shí)線位置運(yùn)動(dòng)到虛線位置,鐵架臺(tái)始終保持靜止,則在這一過(guò)程中( )A. 水平拉力F是恒力
30、60; B. 鐵架臺(tái)對(duì)地面的壓力一定不變C. 細(xì)線的拉力變小
31、60; D. 地面對(duì)鐵架臺(tái)的摩擦力增大18.如圖所示,一小球放置在木板與豎直墻面之間,設(shè)墻面對(duì)球的壓
32、力大小為N1 , 球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镹2 , 以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置開(kāi)始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置不計(jì)摩擦,在此過(guò)程中( )A. N1始終減小 B. N1先增大后減小
33、60; C. N2始終減小 D. N2先減小后增大三、解答題(共2題;共10分)19.如圖所示,物體A重10N,物體B 重10N,A與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2,繩與定滑輪間的摩擦均不計(jì),A處于靜止?fàn)顟B(tài),求水平拉力F的取值范圍是多少?(可認(rèn)為最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小相等, )20.水平面上和傾角為的斜面上的物體都受到推力F的作用,如圖
34、所示,說(shuō)明兩種情況F產(chǎn)生的效果,并求出每種情況F的兩個(gè)分力的大小 四、實(shí)驗(yàn)探究題(共1題;共10分)21.某興趣小組在驗(yàn)證力的平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)時(shí)使用了如圖甲所示的裝置先通過(guò)一根懸掛鉤碼的細(xì)線跨過(guò)定滑輪的方法牽引彈簧,使彈簧由O點(diǎn)伸長(zhǎng)至某個(gè)位置O點(diǎn),做好相關(guān)記錄;再換用兩根懸掛鉤碼的細(xì)線跨過(guò)定滑輪來(lái)牽引彈簧,使彈簧伸長(zhǎng)到同一位置(兩定滑輪的位置可適當(dāng)調(diào)節(jié)),做好相關(guān)記錄多次改變兩細(xì)線夾角以及所掛鉤碼個(gè)數(shù),重復(fù)實(shí)驗(yàn)請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 (選填選項(xiàng)前的字母) A. 理想實(shí)驗(yàn)法
35、160; B. 控制變量法 C. 等效替代法
36、 D. 建立物理模型法(2)為了完成實(shí)驗(yàn),必須記錄的有 (選填選項(xiàng)前的字母) A. 彈簧右端與滑輪之間的細(xì)線方向 B. 所掛鉤碼個(gè)數(shù)
37、; C. O點(diǎn)的位置 D. O點(diǎn)的位置(3)某同學(xué)在紙上已經(jīng)用力的圖示法畫(huà)出了某次實(shí)驗(yàn)時(shí)的兩個(gè)互成角度的已知力F1和F2(如圖乙所示),請(qǐng)?jiān)趫D乙中做出F1、F2的合力F 五、綜合題(共2題;共30分)22.如圖1所示,傾角為=37°的斜面體靜止在水平面上,有一質(zhì)量為2kg,直徑為0.8cm的光滑小球被豎直板擋住,靜止在離地h=4.05m高處的斜面上(sin37°=0.6,cos37
38、°=0.8,重力加速度g取10m/s2)求 (1)小球靜止在圖示位置時(shí),受到豎直擋板的彈力大??? (2)改變擋板的放置方向,仍然使小球靜止在原處,求擋板對(duì)小球的彈力的最小值 (3)撤去擋板,欲使小球和斜面體保持相對(duì)靜止,并一起向左運(yùn)動(dòng),斜面體該如何運(yùn)動(dòng)?若加速度大小恒定,請(qǐng)求出加速度的大小 (4)若在(3)問(wèn)的情況下,讓小球和斜面體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間T后,突然使斜面體速度為零且保持靜止,小球在空中飛行時(shí)間為t后發(fā)生第一次碰撞試寫(xiě)出小球飛行時(shí)間t與斜面體運(yùn)動(dòng)時(shí)間T的關(guān)系式,并在圖2坐標(biāo)紙中作出tT圖象 23.一個(gè)光滑小球用繩子拴在光滑的豎直墻面上,小球處于靜止?fàn)顟B(tài),其重力大小為G
39、,繩子與豎直墻面的夾角為(1)求小球?qū)γ娴膲毫?(2)若拴小球的繩子變長(zhǎng),繩子所受到的拉力大小如何變化 答案解析部分一、單選題1.【答案】C 【解析】【分析】AC、由題意可知,根據(jù)二力平衡得是F的水平分量,大小等于地面對(duì)物體的摩擦力,方向相反,與物體對(duì)水平面的摩擦力大小相等,但不是同一個(gè)力;A錯(cuò)誤C正確BD、由得水平面對(duì)物體的支持力;錯(cuò)誤。故選C?!军c(diǎn)評(píng)】處于平衡狀態(tài)的物體,所受各力水平分量和豎直分量的矢量和均為零。2.【答案】B 【解析】【解答】對(duì)物體受力分析,受重力、支持力、拉力,靜摩擦力,物體不動(dòng),在平行斜面方向運(yùn)用平衡條件求解外力范圍,看是否符合實(shí)際解:當(dāng)物體受到的摩擦力沿斜面向上時(shí)
40、,由共點(diǎn)力平衡可知:mgsin37mgcos37°F=0解得:F=mgsin37mgcos37°=6×10×0.60.5×6×10×0.8N=12N當(dāng)物體受到的摩擦力沿斜面向下時(shí),由共點(diǎn)力平衡可知:mgsin37+mgcos37°F=0解得:F=mgsin37+mgcos37°=6×10×0.6+0.5×6×10×0.8N=60N故施加的外力F范圍為12NF60N,故B合適故選:B【分析】本題關(guān)鍵是物體靜止不動(dòng),然后根據(jù)平衡條件求解出可能的外力的取值范圍,
41、判斷是否符合實(shí)際,不難3.【答案】B 【解析】【解答】解:小球重力產(chǎn)生兩個(gè)效果,一是使繩子拉伸,二是使斜面受壓,故應(yīng)按此兩個(gè)方向分解,分別是3和4,故B正確,ACD錯(cuò)誤故選:B【分析】將力進(jìn)行分解時(shí),一般要按照力的實(shí)際作用效果來(lái)分解或按需要正交分解,若要按照力的實(shí)際作用效果來(lái)分解,要看力產(chǎn)生的實(shí)際效果4.【答案】C 【解析】【分析】重球整個(gè)過(guò)程受力平衡,對(duì)重球受力分析后正交分解,水平方向與豎直方向均受力平衡對(duì)重球受力分析如圖:設(shè)繩子與豎直墻面間的夾角,重球豎直方向受力平衡: F1cos=G重球水平方向受力平衡: F1sin=F2cos若果把繩的長(zhǎng)度增加一些,則夾角減小,cos增大,由得繩子拉力
42、F1減小,sin減小,F(xiàn)1也減小,由得繩子墻的彈力F2減小,故選:C【點(diǎn)評(píng)】注意此題繩子長(zhǎng)度在增長(zhǎng)過(guò)程中夾角減小,但是仍然處于受力平衡狀態(tài)5.【答案】B 【解析】【分析】在小球上升個(gè)過(guò)程中,繩子與桿的夾角逐漸變小,把圓環(huán)A和小球B看成一個(gè)整體,豎直方向受重力和桿的支持力,這兩個(gè)力等大反向,所以環(huán)對(duì)桿的壓力等于圓環(huán)和小球的重力,大小不變;圓環(huán)和小球水平方向受拉力F和摩擦力,這兩個(gè)力等大反向,拉力,m為小球質(zhì)量,逐漸變小,則F變大,摩擦力變大。故選B?!军c(diǎn)評(píng)】中等難度?!皠?dòng)態(tài)平衡”是指平衡問(wèn)題中的一部分力是變力,是動(dòng)態(tài)力,力的大小和方向均要發(fā)生變化,所以叫動(dòng)態(tài)平衡,這是力平衡問(wèn)題中的一類難題解決這
43、類問(wèn)題的一般思路是:把“動(dòng)”化為“靜”,“靜”中求“動(dòng)”。6.【答案】B 【解析】【解答】解:小球受重力、斜面支持力F1和擋板支持力F2 , 將F1與F2合成為F,如圖小球一直處于平衡狀態(tài),三個(gè)力中的任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等值、反向、共線,故F1和F2合成的合力F一定與重力等值、反向、共線從圖中可以看出,當(dāng)擋板繞O點(diǎn)逆時(shí)針緩慢地轉(zhuǎn)向水平位置的過(guò)程中,F(xiàn)1越來(lái)越小,F(xiàn)2先變小,后變大;所以B正確,ACD錯(cuò)誤;故選:B【分析】小球受三個(gè)力作用而保持靜止?fàn)顟B(tài),其中重力大小、方向都不變,斜面對(duì)球的支持力方向不變,大小變,擋板對(duì)球的支持力的大小和方向都變化,根據(jù)三力平衡的條件,結(jié)合平行四邊形定則作圖
44、分析即可7.【答案】C 【解析】【解答】解:由題,兩人分別用100N的力拉彈簧秤的秤鉤和拉環(huán),彈簧秤所受的拉力等于100N,則彈簧秤讀數(shù)為100N由于是沿著彈簧秤的軸線向相反方向拉彈簧秤的秤鉤和秤環(huán),而且兩個(gè)分力的大小相等,所以彈簧秤受到的兩個(gè)力是一對(duì)平衡力,所以合外力等于0故ABD錯(cuò)誤,C正確故選:C【分析】彈簧秤讀數(shù)顯示彈簧秤所受的拉力大小由題,確定出彈簧秤的拉力,確定彈簧秤的示數(shù)8.【答案】B 【解析】【分析】由題意知,兩拉力豎直向上的分力之和等于物體的重力,設(shè)拉力與豎直方向間的夾角為,得到,若逐漸增大兩繩之間的夾角,則減小,所以兩繩對(duì)重物的拉力F增大,B對(duì),ACD錯(cuò)?!军c(diǎn)評(píng)】學(xué)生可畫(huà)出
45、重物的受力示意圖,據(jù)圖找豎直方向的力之間的關(guān)系。9.【答案】A 【解析】【分析】設(shè)的合力為F,當(dāng)F與L的夾角為,故F在L上的分力為,即當(dāng)時(shí),F(xiàn)在L方向上的合力最大,即當(dāng)L和F的方向一致時(shí),故選A,【點(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵是將F投影到L上,根據(jù)關(guān)系式解題10.【答案】B 【解析】【解答】解:設(shè)繩子和墻面夾角為,對(duì)小球進(jìn)行受析:把繩子的拉力T和墻對(duì)球的彈力為N合成F,由于物體是處于靜止的,所以物體受力平衡,所以物體的重力等于合成F,即F=G,根據(jù)幾何關(guān)系得出:T= ,N=mgtan先找到其中的定值,就是小球的重力mg,mg是不變的,隨著繩子加長(zhǎng),細(xì)線與墻壁的夾角減小,則cos增大, 減小,tan減小,m
46、gtang減??;所以:T減小,N減小故選:B【分析】對(duì)小球進(jìn)行受力分析,運(yùn)用力的合成或分解結(jié)合共點(diǎn)力平衡條件解決問(wèn)題題目說(shuō)繩子加長(zhǎng),即繩子與墻的夾角就要變小(自己可以畫(huà)圖試試),列出平衡等式,然后就變?yōu)橐粋€(gè)很簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)問(wèn)題11.【答案】C 【解析】【分析】A、在實(shí)驗(yàn)中,用一個(gè)力和用兩個(gè)力拉動(dòng)時(shí),應(yīng)保證合力與兩分力的效果相同,故必須要拉到同一點(diǎn),故A正確;B、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保證合力與分力在同一平面內(nèi),故彈簧的軸線必須與紙面平行,故B正確;C、兩個(gè)拉力的方向沒(méi)有定性要求,夾角可以任意,故C錯(cuò)誤;D、在作圖時(shí),應(yīng)保證拉力的標(biāo)度相同,才能正確作出圖形,故D正確;本題選錯(cuò)誤的,故選C。12.【答案】B 【解析
47、】【分析】由于兩根繩子等長(zhǎng)并對(duì)稱,所以兩根繩子的拉力應(yīng)相等,所以C錯(cuò)。根據(jù)力的合成,這兩繩子的拉力的合力應(yīng)為重力大小,因此答案為B【點(diǎn)評(píng)】此類題型屬于經(jīng)典、基礎(chǔ)型力的合成與分解13.【答案】D 【解析】【分析】由二力合成的范圍公式得到合力的范圍為2N到8N,ABC錯(cuò),10N不在范圍之內(nèi),D對(duì)?!军c(diǎn)評(píng)】學(xué)生明確兩力同向時(shí)合力最大,反向時(shí)合力最小。二、多選題14.【答案】B,C,D 【解析】【解答】解:A、當(dāng)FF1Fsin時(shí),根據(jù)平行四邊形定則,如圖所示,有兩組解,A不符合題意B、當(dāng)F1=Fsin時(shí),兩分力和合力恰好構(gòu)成三角形,有唯一解B符合題意C、F1Fsin時(shí),分力和合力不能構(gòu)成三角形,無(wú)解C
48、符合題意D、當(dāng)FsinF1F 時(shí),根據(jù)平行四邊形定則,如圖所示,有兩組解,D符合題意;故答案為:BCD【分析】根據(jù)力的矢量性,合力和分力之間的關(guān)系進(jìn)行判斷。15.【答案】A,D 【解析】【解答】解:AB、對(duì)物體受力分析:重力G、支持力N及靜摩擦力f,根據(jù)平衡條件,N與f的合力與重力平衡,合力與分力遵循平行四邊形定則,故N與f的矢量和等于重力,而不是代數(shù)和等于重力,故A正確,B錯(cuò)誤;CD、根據(jù)平衡條件,在平行斜面方向,有:fmgsin=0,故f=mgsin;在垂直斜面方向,有:Nmgcos=0,解得:N=mgcos;故C錯(cuò)誤,D正確;故選:AD【分析】對(duì)三棱柱受力分析,可知物體受重力、支持力及摩
49、擦力;根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件列出方程可求得支持力及摩擦力16.【答案】B,C 【解析】【解答】解:小球受重力、擋板彈力F1和斜面彈力F2 , 將F1與F2合成為F,如圖所示:小球一直處于平衡狀態(tài),三個(gè)力中的任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等值、反向、共線,故F1和F2合成的合力F一定與重力等值、反向、共線從圖中可以看出,當(dāng)擋板繞O點(diǎn)逆時(shí)針緩慢地轉(zhuǎn)向水平位置的過(guò)程中,球受到的擋板的作用力F1先變小,后變大;由圖可知,當(dāng)F1的方向沿斜面向上時(shí)最小,最小為:F1=Gsin37°=200×0.6=120N由圖可知,當(dāng)F1的方向豎直向上時(shí)最大,最大為:F1=G=200NA、D不符合題意,BC
50、符合題意故答案為:BC【分析】根據(jù)矢量三角形法求解平衡類問(wèn)題。17.【答案】B,D 【解析】【解答】解:AC、對(duì)小球受力分析,受拉力、重力、F,根據(jù)平衡條件,有:F=mgtan,T= ,逐漸增大則F逐漸增大,T也增大,故A錯(cuò)誤,C錯(cuò)誤;BD、以整體為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件得:Ff=F,則Ff逐漸增大FN=(M+m)g,F(xiàn)N保持不變故B正確,D正確;故選:BD【分析】以小球?yàn)檠芯繉?duì)象分析水平拉力F的大小,以小球和鐵架臺(tái)整體為研究對(duì)象受力分析,研究鐵架臺(tái)所受地面的摩擦力和支持力18.【答案】A,C 【解析】【解答】解:以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,分析受力情況:重力G、墻面的支持力N1和木板的支持力N2 ,
51、如圖所示:根據(jù)平衡條件得:N1=Gcot,N2= 木板從圖示位置開(kāi)始緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置增大,則N1始終減小,N2始終減??;故選:AC【分析】以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,分析受力情況:重力、木板的支持力和墻壁的支持力,根據(jù)平衡條件得到兩個(gè)支持力的情況;然后根據(jù)牛頓第三定律得知,木板對(duì)球的支持力大小等于球?qū)δ景宓膲毫Υ笮∪?、解答題19.【答案】解:選擇A為研究對(duì)象,畫(huà)出受力示意圖,如圖所示,根據(jù)題意A靜止,應(yīng)有F合=0,即 FN=GFBsin60°=(1010× )N=1.35NA與桌面的最大靜摩擦力為:fm=f=FN=0.2×1.35N=0.27N所以靜摩擦力的取值范圍0f0.27N當(dāng)FFBcos60°,f向左,F(xiàn)取最大值Fmax , 由平衡條件F合=
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