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第一部分教材梳理第五章透鏡及其應(yīng)用思維導圖課程標準了解凸透鏡對光的會聚作用和凹透鏡對光的發(fā)散作用。探究并了解凸透鏡成像的規(guī)律。了解凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用??键c梳理考點1透鏡1.透鏡的種類:中間比邊緣厚的透鏡叫做________鏡,它對光有________作用;中間比邊緣薄的透鏡叫做________鏡,它對光有________作用。凸透會聚凹透發(fā)散2.焦點和焦距:(1)跟主光軸________的光,通過凸透鏡折射后________于主光軸上的一點,這個點叫做凸透鏡的焦點(如圖1-5-1甲),用字母“F”表示。平行會聚(2)跟主光軸________的光,通過凹透鏡折射后會發(fā)散,發(fā)散光線的________________會相交于主光軸上的一點,這個點叫做凹透鏡的虛焦點(如圖1-5-1乙)。(3)從焦點到________的距離叫做焦距,用f表示。平行反向延長線光心3.凸透鏡的三條特殊光線:(1)平行入焦點出:跟主光軸________的光,通過凸透鏡折射后會聚于焦點。(2)焦點入平行出:從焦點射入的光,通過凸透鏡折射后跟主光軸________。(3)過光心不變向:過光心的光,傳播方向________。平行平行不變1.(八上P90改編)在圖1-5-2的透鏡中,屬于凸透鏡的是________,屬于凹透鏡的是________。(均填字母)A、E、FB、C、D2.(八上P93改編)早在我國晉代張華的《博物志》中就有關(guān)于冰透鏡的記載:“削冰令圓,舉以向日,以艾承其影,則火生?!毕聢D中關(guān)于該記載的解釋正確的是()A考點2探究凸透鏡成像的規(guī)律1.凸透鏡成像的規(guī)律及其應(yīng)用:物距u與焦距f的關(guān)系像距v與焦距f的關(guān)系像的性質(zhì)應(yīng)用正立或倒立放大或縮小實像或虛像u>2ff<u<2f_______________________________u=2fv=2f________測焦距f<v<2fv>2f_______________倒立縮小等大放大實像照相機投影儀續(xù)表物距u與焦距f的關(guān)系像距v與焦距f的關(guān)系像的性質(zhì)應(yīng)用正立或倒立放大或縮小實像或虛像u=f—不成像—u<f—_______________________________正立放大虛像放大鏡注意:(1)u=2f時是像放大與縮小的分界點,u=f時是實像與虛像的分界點。(一倍焦距分虛實,內(nèi)虛外實;二倍焦距分大小,內(nèi)大外小)(2)成實像時:物體靠近焦點,像會遠離凸透鏡且像會變大;物體遠離焦點,像會靠近凸透鏡且像會變小。(物近像遠像變大,物遠像近像變?。?3)經(jīng)常利用u=2f時來測量凸透鏡的焦距。2.實像和虛像的區(qū)別:注意:凡是實像,都是倒立的;凡是虛像,都是正立的。分類形成原因倒立或正立接收實例實像由____________會聚而成的________既能被眼睛看到,又能被光屏接收到照相機成像、投影儀成像、小孔成像虛像由______________________________________相交而成的________只能被眼睛看到,不能被光屏接收到平面鏡成像、水池變淺、凹透鏡成像、放大鏡實際光線實際光線的反向延長線倒立正立3.(八上P97改編)小紅在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗,她把一支點燃的蠟燭(如圖1-5-3)放在焦距為10cm的凸透鏡前25cm處。在凸透鏡的另一側(cè)調(diào)節(jié)光屏的位置可找到一個清晰的燭焰的像。這個像是下圖中的()D4.(八上P98改編)若凸透鏡的焦距為10cm。(1)把一燭焰放在凸透鏡前6cm處,可得到一個__________________像。(2)把一燭焰放在凸透鏡前15cm處,可得到一個__________________像。(3)把一燭焰放在凸透鏡前22cm處,可得到一個__________________像。正立、放大的虛倒立、放大的實倒立、縮小的實考點3凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用1.照相機:利用u>2f時,成________、________、________的原理制成。2.幻燈機、投影儀、電影機:利用f<u<2f時,成________、________、________的原理制成。3.放大鏡:利用u<f時,成________、________、________的原理制成。倒立縮小實像倒立放大實像正立放大虛像5.(八上P96改編)手持一個凸透鏡在室內(nèi)白墻和窗戶之間移動(離墻更近些),在墻上能看到()A.倒立、縮小的實像B.倒立、放大的實像 C.正立、放大的虛像D.正立、縮小的虛像A考點4近視眼和遠視眼1.眼睛的成像原理與照相機的相同,晶狀體相當于一個________,視網(wǎng)膜相當于________,物體經(jīng)晶狀體后在視網(wǎng)膜上成________、________的________像。凸透鏡光屏倒立縮小實2.晶狀體太厚時,折光能力太強,遠處景物的像落在視網(wǎng)膜________的為近視眼,需戴________鏡來矯正。3.晶狀體太薄時,折光能力太弱,遠處景物的像落在視網(wǎng)膜________的為遠視眼,需戴________鏡來矯正。前方凹透后方凸透6.(八上P101改編)在圖1-5-4中表示遠視眼的是圖________(填“甲”或“乙”)。近視眼應(yīng)配戴________(填“凸透鏡”或“凹透鏡”)制成的眼鏡進行矯正。乙凹透鏡核心點精練考點1透鏡[10年6考:2013年(作圖)、2015年(作圖)、2016年(作圖)、2018年(作圖)、2020年(作圖)、2021年(作圖)考查]【例1】如圖1-5-5所示,請將下列光路圖補充完整。如答圖1-5-1所示。思路點撥:(1)凸透鏡和凹透鏡都會使光發(fā)生折射,并且折射光線和入射光線一定分居在透鏡的兩側(cè)。(2)對于凸透鏡,平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后會聚于焦點;根據(jù)光路可逆原理,由凸透鏡焦點發(fā)出的光線經(jīng)過凸透鏡后,變成平行于主光軸的光線。(3)對于凹透鏡,平行于主光軸的光線經(jīng)過凹透鏡后,折射光線的反向延長線通過入射光線一側(cè)的虛焦點;根據(jù)光路可逆原理,延長線交于虛焦點的入射光線經(jīng)過凹透鏡后,變成平行于主光軸的光線。(4)經(jīng)過凸透鏡和凹透鏡光心的光線傳播方向都不改變。(5)光線一定要標出箭頭,表示光的傳播方向。(6)光線的反向延長線一定要用虛線表示。1.【物理觀念】(2022亭湖模擬)晴朗的夏日中午,往樹或花的葉子澆水,常會把葉子燒焦,其原因是()A.水滴蒸發(fā),帶走葉子的熱量B.水滴在太陽光下溫度升高,把葉子燙焦C.水滴容易透過太陽光D.水滴相當于凸透鏡,會使太陽光會聚,把葉子燒焦D2.要使小燈泡發(fā)出的光經(jīng)某透鏡后變成平行光,應(yīng)把小燈泡放在()A.凸透鏡前的任意位置B.凹透鏡前的任意位置C.凹透鏡的焦點上D.凸透鏡的焦點上D3.(2022獲嘉二模)請在圖1-5-6中畫出點光源S發(fā)出的兩條光線經(jīng)凹透鏡后的折射光線。如答圖1-5-2所示。4.(創(chuàng)新題)(2022曲靖模擬)如圖1-5-7所示,F(xiàn)是凸透鏡的焦點,圖中畫出了光線通過透鏡的情形,請畫出對應(yīng)的入射光線,并在虛線框內(nèi)畫出適當?shù)耐哥R。如答圖1-5-3所示。考點2凸透鏡成像規(guī)律[10年7考:2014年(實驗)、2015年(實驗)、2017年(實驗)、2019年(綜合)、2020年(填空)、2021年(作圖)、2022年(填空)考查]【例2】【物理觀念】用圖1-5-8甲中的裝置測出凸透鏡的焦距,并探究“凸透鏡成像規(guī)律”。當蠟燭、凸透鏡、光屏的位置如圖1-5-8乙所示時,在光屏上可成清晰的像。下列說法中正確的是()CA.凸透鏡的焦距是30cmB.照相機成像的特點與圖乙中所成像的特點相同C.圖乙中燭焰成的是倒立放大的像D.保持凸透鏡、光屏的位置不變,將蠟燭遠離凸透鏡,燭焰仍可在光屏上成清晰的像思路點撥:(1)根據(jù)凸透鏡對光的折射作用可知:平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點,然后可知其焦距。(2)當物距在一倍焦距和二倍焦距之間時,成倒立放大的實像,應(yīng)用于投影儀。(3)凸透鏡成實像時,物近像遠像變大,物遠像近像變小。5.【科學探究】在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中,蠟燭、凸透鏡(焦距為10cm)、光屏在光具座上的位置如圖1-5-9所示,這時燭焰在光屏上成清晰的像。下列說法中不正確的是()CA.將蠟燭放到37cm的位置,光屏上可出現(xiàn)倒立、放大的實像B.將蠟燭放到45cm的位置,可以觀察到正立、放大的虛像,若此時移動蠟燭使其靠近透鏡,則可以觀察到像在變小C.保持蠟燭的位置不變,換焦距更小的凸透鏡,像向右移,像變小D.保持凸透鏡的位置不變,對調(diào)光屏和蠟燭的位置,光屏上能得到倒立、縮小的實像6.(創(chuàng)新題)【科學探究】(2022鄞州模擬)小寧在探究“平面鏡成像”和“凸透鏡成像”的兩個實驗中,分別把一個不透明且不光滑的擋板放在如圖1-5-10甲、乙所示的位置,則()A.兩個實驗的擋板上均不能出現(xiàn)蠟燭的像B.兩個實驗中,小寧均不能看到蠟燭的像C.只有乙的擋板出現(xiàn)蠟燭的像且小寧能看到像D.甲、乙的擋板上均能出現(xiàn)蠟燭的像且小寧均能看到像A考點3凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用[10年3考:2015年(實驗)、2017年(實驗)、2022年(填空)考查]【例3】中國青銅時代始于公元前2000年,具有重要的歷史價值和觀賞價值。如圖1-5-11所示,考古家用焦距為10cm的放大鏡觀察出土的青銅器件,他看到的是正立、放大的________(填“虛”或“實”)像。此時,該物件與放大鏡的距離應(yīng)________(填“>”“<”或“=”)10cm。虛<思路點撥:熟悉凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用:(1)當u=2f時,成倒立、等大的實像。(2)照相機和人的眼睛都是利用u>2f成倒立、縮小的實像;投影儀和幻燈機都是利用2f>u>f成倒立、放大的實像;放大鏡是利用u<f成正立、放大的虛像。7.(2022湘潭)如圖1-5-12所示,將印有花的透明膠片,貼在發(fā)光手電筒前端玻璃上,正對著焦距為10cm的凸透鏡,調(diào)整位置,墻上出現(xiàn)一朵清晰放大的“花”。下列說法正確的是()A.膠片上的花是倒立的B.此透鏡可作為近視眼鏡的鏡片C.膠片與透鏡的距離小于10cmD.白墻相當于光屏,發(fā)生的是鏡面反射A8.(創(chuàng)新題)【物理觀念】如圖1-5-13所示,有一幅插圖,甲、乙、丙、丁是通過放大鏡所看到的插圖的像。若放大鏡先貼著插圖然后逐漸遠離,則看到插圖的像的先后順序正確的是()A.甲→乙→丙→丁 B.乙→丁→甲→丙 C.乙→丙→甲→丁 D.丙→甲→乙→丁B考點4近視眼和遠視眼[10年1考:2017年(作圖)考查]【例4】(2022自貢)現(xiàn)代生活中,智能手機給人們帶來了許多便利,但長時間盯著手機屏幕,容易導致視力下降。如圖1-5-14所示,關(guān)于近視眼及其矯正的原理圖正確的是()A.①③ B.②④ C.①④ D.②③B思路點撥:近視眼看近處物體時,視網(wǎng)膜上能成清晰的像,看遠處物體時,由于晶狀體太厚或者眼球在前后方向上太長,使像會聚在視網(wǎng)膜的前方,應(yīng)配戴合適的凹透鏡來矯正,使像會聚在視網(wǎng)膜上。遠視眼則剛好相反。9.【物理觀念】(2022大慶)圖1-5-15甲是近視眼的成像示意圖,其中晶狀體相當于凸透鏡,平行光經(jīng)過晶狀體等結(jié)構(gòu)未會聚在視網(wǎng)膜上。請在圖1-5-15乙的虛線框內(nèi)畫出適當?shù)耐哥R進行矯正,并將兩條光線的光路補充完整,使光線會聚在視網(wǎng)膜上的a點。如答圖1-5-4所示。10.(創(chuàng)新題)【物理觀念】(2022姑蘇二模)小明兩眼視力缺陷不同,將一支2B鉛筆緊貼他所配戴眼鏡的兩個鏡片,透過鏡片看到鉛筆的像如圖1-5-16甲所示。則圖中右側(cè)的鏡片是________(填“凸透鏡”或“凹凸透鏡透鏡”)。如圖1-5-16乙所示,光會聚于b點,在虛線區(qū)域內(nèi)放入圖甲中眼鏡的________(填“左”或“右”)側(cè)鏡片后,光會聚于主光軸MN上的c點。左考點5凸透鏡的會聚作用、凹透鏡的發(fā)散作用(易錯易混點)【例5】如圖1-5-17所示,根據(jù)入射光線和折射光線,在圖中的虛方框內(nèi)畫出適當類型的透鏡。如答圖1-5-5所示。思路點撥:凸透鏡對光的會聚作用:相對于入射光線,折射光線的傳播范圍變窄了(折射光線與原來入射光線相比,靠近了主光軸);凹透鏡對光的發(fā)散作用:相對于入射光線,折射光線的傳播范圍變寬了(折射光線與原來入射光線相比,遠離了主光軸)。11.在圖1-5-18的光路圖中,分別畫出合適的透鏡。其中對光有會聚作用的是圖________。丙、丁如答圖1-5-6所示。考點6凸透鏡成像作圖(重難點)【例6】【物理觀念】(2022蘭山二模)如圖1-5-19所示,P點位于凸透鏡2倍焦距處,F(xiàn)為凸透鏡的焦點,請作圖確定發(fā)光體上點A經(jīng)凸透鏡所成的像點A′的位置。如答圖1-5-7所示。思路點撥:平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡折射后過焦點,通過光心的光傳播方向不變,據(jù)此畫出從點A發(fā)出的兩條光線經(jīng)凸透鏡后的光路,其交點為點A的像。12.利用作圖的方式畫出圖1-5-20中物體在凸透鏡前不同區(qū)段所成像的情況。如答圖1-5-8所示。重點實驗實驗探究凸透鏡成像的規(guī)律(10年4考:2014年、2015年、2017年、2019年)實驗名稱探究凸透鏡成像的規(guī)律實驗器材凸透鏡、光具座、蠟燭、光屏、火柴考點歸納(1)凸透鏡對光的作用:凸透鏡的會聚作用使光比原來更靠近主光軸續(xù)表考點歸納(2)凸透鏡焦距的測量:用平行光(太陽光或遠距離的手電筒)垂直照射凸透鏡,在凸透鏡的另一側(cè)的光屏上承接到最小、最亮的光斑,用刻度尺測量該光斑到凸透鏡光心的距離,即是凸透鏡的焦距(3)器材放置及要求:燭焰、凸透鏡和光屏按順序放置,同時讓它們的中心在同一高度,目的是讓像成在光屏的中央續(xù)表考點歸納(4)無論怎樣移動光屏都找不到像的原因:①燭焰在一倍焦距以內(nèi)成虛像;②燭焰在一倍焦距上不成像;③燭焰、凸透鏡和光屏的中心不在同一高度;④成像太遠,超出光具座的量程,光屏無法到達(5)成像變化情況:要使光屏上的像變大,可以讓物體靠近凸透鏡,同時讓光屏遠離凸透鏡續(xù)表考點歸納(6)用有圖形的發(fā)光二極管代替蠟燭的優(yōu)點:使成像更穩(wěn)定且容易對比像和物體的大小關(guān)系(7)凸透鏡被遮擋一部分:光屏上成亮度稍暗的完整的像(8)在光屏上畫方格子的優(yōu)點:方便比較像與物體的大小關(guān)系(9)在凸透鏡前加凹透鏡(近視眼鏡)后,像和像距都變大,光屏要遠離凸透鏡續(xù)表考點歸納(10)實驗過程中,蠟燭會越燒越短,燭焰的位置越來越低,光屏上像的位置越來越高。為了使像繼續(xù)成在光屏中央,可將蠟燭或光屏向上移,或?qū)⑼雇哥R向下移(11)實驗數(shù)據(jù)收集、記錄和表格的設(shè)計;像距和物距的關(guān)系圖像處理續(xù)表實驗結(jié)論u>2f,成倒立、縮小的實像;u=2f,成倒立、等大的實像;f<u<2f,成倒立、放大的實像;u=f,不成像;u<f,成正立、放大的虛像考點應(yīng)用照相機、幻燈機、投影儀、放大鏡、眼睛【例】【科學探究】在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗中:(1)一束平行于凸透鏡主光軸的光經(jīng)過凸透鏡后,在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑,由圖1-5-21甲可知,凸透鏡對光具有________作用,該凸透鏡的焦距是_______cm。會聚10.0(2)將凸透鏡、蠟燭和光屏放在圖1-5-21乙的光具座上進行實驗。若在圖中C位置上放置光屏,則B位置上應(yīng)放置________;李安在安裝實驗裝置時出現(xiàn)如圖1-5-21丙所示的現(xiàn)象,造成這一現(xiàn)象的原因是______________________________________________,應(yīng)該進行調(diào)整的操作是_____________________________________________。凸透鏡燭焰、透鏡和光屏的中心不在同一高度上調(diào)整燭焰、透鏡和光屏的中心在同一高度上(3)圖1-5-21丁是趙強同學用蠟燭、凸透鏡和光屏在光具座上研究凸透鏡成像規(guī)律的實驗裝置,其中明顯還需要調(diào)整的是________的高度;實驗一段時間后,蠟燭變短了,要使燭焰的像仍然成在光屏的中心,應(yīng)該將光屏向________移動,或者將蠟燭向________移動。光屏上上(4)在圖丁中,調(diào)整實驗裝置后,當蠟燭與凸透鏡的距離如圖所示時,在光屏上可得到一個清晰的像,這個像是________(填“倒立”或“正立”)、________(填“放大”“縮小”或“等大”)的像。生活中常用的________(填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)就是利用這個原理制成的。倒立縮小照相機(5)若在光屏上已成清晰的像,此時用紙片遮住凸透鏡的上小半部分,則光屏上________________(填“燭焰的像不完整”“會有紙片的像”或“燭焰的像變暗了”)。若將一個不透明的小圓紙片貼在凸透鏡中央,則在另一側(cè)的光屏上還能得到完整的像嗎?________(填“能”或“不能”)。燭焰的像變暗了能(6)在圖丁中,調(diào)整實驗裝置后,光屏上已成清晰的像,當給凸透鏡戴上近視眼鏡后,為使光屏上再次呈清晰的像,應(yīng)將光屏向________(填“左”或“右”)移動。右(7)實驗中怎樣操作才能在光屏上得到最清晰的像?_____________________________________________。在圖丁中,當光屏上已成清晰的像時,將蠟燭和光屏的位置互換,則光屏上的成像性質(zhì)是________、________、________,這是因為光在折射時,光路是________,________(填“投影儀”“放大鏡”或“照相機”)就是利用這一成像規(guī)律工作的。眼睛觀察光屏并前后移動光屏,直到找到最清晰的像倒立放大實像可逆的投影儀(8)把圖1-5-22中點燃的蠟燭M放在距離凸透鏡2倍焦距以外,燭焰在光屏上成清晰像的情況是圖1-3-23中的圖_____(填字母);再將蠟燭移到1倍焦距和2倍焦距之間,此時要在光屏上觀察到清晰的像,光屏應(yīng)向_______(填“靠近”或“遠離”)凸透鏡的方向移動。B遠離(9)若凸透鏡的焦距是15cm,把蠟燭固定在離凸透鏡35cm的位置B時(如圖1-5-24),光屏應(yīng)在______(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)區(qū)域內(nèi)左右移動,才可以得到一個清晰的實像。如果將蠟燭在圖1-5-23的基礎(chǔ)上遠Ⅱ離凸透鏡,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏應(yīng)向________(填“靠近”或“遠離”)凸透鏡的方向移動。若不移動光屏,則可在蠟燭和凸透鏡之間再放上一個焦距合適的________(填“凸透鏡”或“凹透鏡”)??拷纪哥R(10)如圖1-5-24所示,若把蠟燭從A點向C點移動,像距逐漸________,燭焰所成像的大小將________。(前兩空均填“變大”“變小”或“不變”)若把蠟燭移到D點,無論怎樣移動光屏,在光屏上始終找不到像,原因是_________________________________。應(yīng)該怎么做才能觀察到像?_________________________________________________________________。變大變大蠟燭在一倍焦距內(nèi),光屏上不能成像

取下光屏,眼睛在光屏一側(cè)透過凸透鏡進行觀察(11)某小組實驗時對實驗裝置進行了改進,將蠟燭換成LED燈、光屏換成帶有方格的光屏,如圖1-5-25所示。①將蠟燭換成LED燈的優(yōu)點是________________________________________________;②將光屏換成帶有方格的光屏的優(yōu)點是_____________________________。

成像穩(wěn)定、形狀直觀、亮度高、減少污染等便于比較像和物的大小1.(2022年)如圖1-5-26所示,電子蠟燭的“燭焰”通過凸透鏡在光屏上成一個清晰________立的實像。利用這一成像規(guī)律可制成________(填“照相機”“投影儀”或“放大鏡”)。若保持蠟燭和光屏的位置不變,僅將凸透鏡更換成另廣東中考倒照相機一個焦距相同、尺寸更大的凸透鏡,此時光屏上像的大小與原來的像對比應(yīng)________(填“變大”“變小”或“不變”)。不變2.(2020年)如圖1-5-27所示,將點燃的蠟燭及焦距為15cm的凸透鏡固定在光具座上,要在光屏上承接到燭焰________(填“正立”或“倒立”)、放大的清晰實像,需將光屏向________(填“左”或“右”)移動;一段時間后,蠟燭變短了,燭焰在光屏上成的像會向________(填“上”或“下”)移。倒立右上3.(2011年)圖1-5-28是人眼的成像原理圖,晶狀體相當于一個凸透鏡,視網(wǎng)膜相當于光屏,則當物體在很遠的地方時,物體成像在視網(wǎng)膜上,當物體靠近人眼時,若晶狀體的焦距不變,則它的像將會落在視網(wǎng)膜________(填“前”“上”或“后”)而導致看不清后物體,但實際上,人眼在由遠到近地觀察物體時,晶狀體的焦距會________(填“變大”“不變”或“變小”),所以人們還是能清晰地觀察到物體。下列哪種光學儀器成像原理與人眼球成像原理一樣?________(填數(shù)字序號)。①照相機②放大鏡③投影儀④潛望鏡變?、?.(2021年)如圖1-5-29所示,蠟燭的燭焰中心A在主光軸上距凸透鏡光心O二倍焦距以外。①根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律,在圖甲中標出A所成的像A′的大致位置;②借助輔助線或光路圖,在圖乙中找到A所成的像A′的確切位置,保留作圖痕跡。如答圖1-5-9所示。5.(2019年)小明在用蠟燭作為光源完成“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗后,發(fā)現(xiàn)了蠟燭火焰飄忽不定,像與物對比難判定等問題,小明和老師、同學一起對實驗裝置進行了一系列創(chuàng)新,創(chuàng)新點如圖1-5-30所示:光具座上凸透鏡所在位置為零刻度,數(shù)值向左、向右依次增大;在標有均勻格子的面板上制作字母“A”狀LED燈替代蠟燭;光屏上標有同樣的均勻格子。(1)請分析創(chuàng)新后實驗裝置的優(yōu)點:①可以直接讀出物距以

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