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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年外研版2024选择性必修2物理上册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、如图甲所示,绝缘水平桌面上水平放置着一硬质金属线框,空间存在与桌面垂直、大小随时间按如图乙所示变化的匀强磁场,时刻磁场方向垂直于桌面向下,虚线为磁场边界。在到的时间内金属线框始终静止;则线框所受的摩擦力(以向右为正方向)随时间的变化图线正确的是()

A.B.C.D.2、图甲为斯密特触发器,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6V)时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25V),而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8V),Y会从低电平跳到高电平(3.4V).图乙为一光控电路,用发光二极管LED模仿路灯,RG为光敏电阻.关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中错误的是()

A.斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号B.斯密特触发器是具有特殊功能的非门C.要想在天更暗时路灯才会亮,应该把R1的阻值调大些D.当输出端Y突然从高电平跳到低电平时,二极管发光3、如图甲所示,把一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极间,蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕轴转动,不计摩擦;如图乙所示,闭合金属环从曲面上高处滚下;又沿曲面的另一侧上升,设环的初速度为零,不计摩擦,整个曲面处在垂直纸面的磁场中(图中未画出),下列说法正确的是()

A.图甲中当逆时针转动蹄形磁铁时,磁铁的磁极未知,故线圈转动方向未知B.图甲中当蹄形磁铁不动时,转动闭合线圈,由于不计摩擦,线圈将匀速转动C.图乙中若磁场为非匀强磁场,因圆环面积不变,可知圆环磁通量不变,故圆环机械能守恒,滚上的高度仍为D.图乙中若磁场为非匀强磁场,圆环滚下过程中,圆环内有感应电流4、飞机在北半球的上空以速度v从东向西水平飞行,飞机机身长为a,机翼两端点的距离为b。该空间地磁场的磁感应强度的竖直分量为水平分量为设驾驶员左侧机翼的端点为C,右侧机翼的端点为D,两点间的电压为U,则()A.且C点电势高于D点电势B.且C点电势低于D点电势C.且C点电势高于D点电势D.且C点电势低于D点电势5、如图所示,半径为的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为方向垂直于纸面向里.一电荷量为质量为的粒子(不计重力)沿平行于直径的方向射入磁场区域.若粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向入磁场区域.若粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角为则粒子入射的速度大小为()

A.B.C.D.6、下面有关物理公式及单位书写正确的是()A.磁通量的单位是韦伯;磁感应强度的单位是特斯拉B.电容器的单位是:亨利;电感的单位是:法拉C.感应电动势:D.安培力公式:7、在匀强磁场中,有一接有电容器的回路,如图所示,已知电容器电容C=30μF,l1=5cm,l2=8cm,磁场以5×10-2T/s的变化率增强;则()

A.电容器上极板带正电,带电荷量为2×10-9CB.电容器上极板带正电,带电荷量为6×10-9CC.电容器上极板带负电,带电荷量为4×10-9CD.电容器上极板带负电,带电荷量为6×10-9C评卷人得分二、多选题(共7题,共14分)8、如图所示,足够长的光滑平行金属导轨水平放置在磁感应强度为B方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,导轨间距为L,电阻忽略不计,左端连接两个电阻R1和R2,R1=r,R2=2r。长为3L、电阻为3r的粗细均匀的金属棒垂直放置在导轨上,其中ab=bc=L。金属棒在水平向右的外力F(F未知)的作用下,以速度v做匀速直线运动;下列说法正确的是()

A.导体棒ad间的电压为B.外力C.流过R2电流为D.R1上的功率为9、如图甲所示,一个匝数的圆形导体线圈,面积电阻在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻,将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接,b端接地,则下列说法正确的有()

A.圆形线圈中产生的感应电动势B.在时间内通过电阻R的电荷量C.设b端电势为零,则a端的电势D.在时间内电阻R上产生的焦耳热10、如图甲所示,垂直纸面的匀强磁场内有一边长为L、电阻为R的正方形导体框abcd,已知磁场的磁感应强度B随时间变化的图象如图乙所示,t=0时刻磁场方向垂直于纸面向里;则得出下列说法正确的是()

A.在0~2t0时间内,线圈磁通量的变化量为B.在0~2t0时间内,线圈中的感应电流方向始终为adcbaC.在0~t0时间内和t0~2t0时间内ab边受到的安培力方向相同D.在0~2t0时间内,通过线圈导线横截面的电荷量为11、如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨水平放置,间距的延长线相交于点且点到的距离两端与阻值的电阻相连。虚线右侧存在方向与导轨平面垂直向下的匀强磁场,磁感应强度一根长度也为质量为电阻不计的金属棒,在外力作用下从处以初速度沿导轨水平向右运动,棒与导轨接触良好,运动过程中电阻上消耗的电功率不变。则:()

A.电路中的电流B.金属棒向右运动过程中克服安培力做的功C.金属棒向右运动过程中外力做功的平均功率D.金属棒向右运动过程中在电阻中流过的电量12、如图甲所示,在MN、OP间存在一匀强磁场,t=0时,一正方形光滑金属线框在水平向右的外力F作用下紧贴MN从静止开始做匀加速运动,外力F随时间t变化的图线如图乙所示,已知线框质量m=0.8kg、电阻R=2.5Ω;则()

A.线框的加速度大小为2.5m/s2B.磁场宽度为4mC.匀强磁场的磁感应强度大小为D.线框进入磁场过程中,通过线框横截面的电荷量为13、如图所示,水平放置的两条光滑轨道上有可白由移动的金属棒PQ和固定不动的金属棒MN,线圈L1、L2绕在同一个铁芯上;PQ棒所在区域有垂直轨道平面向下的匀强磁场,当PQ在外力的作用下运动时,MN中有从M到N的电流,则PQ所做的运动可能是()

A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动14、如图所示,为水平面上足够长的金属导轨,左端连接定值电阻其间有足够多等间隔反向分布的磁场区域Ⅰ和Ⅱ,磁感应强度大小均为方向垂直于导轨所在平面,每个磁场Ⅰ或Ⅱ的两个直边界的间距为长直边界在Ox上,左、右曲边界恰好可以组合成相同的周期的正弦曲线,其他边界均为直线段。导体棒MN与两导轨接触良好且始终与导轨垂直,不计导体棒及导轨的电阻。当导体棒从处沿导轨以速度匀速向右滑动时,下列说法正确的是()

A.通过电阻R的是交变电流B.电阻R两端电压的最大值为4VC.通过电阻R的电流有效值为D.导体棒从处运动到处的过程中电阻R上产生的热量为评卷人得分三、填空题(共8题,共16分)15、图甲、乙中,金属导体中产生的感应电动势分别为E甲=___________,E乙=___________。

16、有一种测量压力的电子秤,其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R0是一个阻值为300Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻,其阻值可随压力大小变化而改变,其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计;试分析:

。压力F/N

0

50

100

150

200

250

300

电阻R/Ω

300

280

260

240

220

200

180

(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式R=___________Ω;

(2)若电容器的耐压值为5V,该电子秤的最大称量值为___________N;

(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度,则该测力显示器的刻度___________。(选填“均匀”或“不均匀”)17、气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度转换成电信号输出,如图所示,B为将可燃气体或有毒气体浓度转换为电信号的传感器,简称电子鼻.有如下器材:U=220V的电源、排风扇M、继电器G、控制电源A、控制开关S.请设计一个家用自动排烟电路,并在图中完成连线___________________.

18、DIS的含义是________,主要器件有________,________和________。19、电磁振荡的实质。

在电磁振荡过程中,电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B,都在______,电场能和磁场能也随着做周期性的______。20、泉州是雷电多发地区,安装避雷针可以保护建筑物免遭雷击。某次雷电过程中,有大小为I的电流竖直向下通过一长度为L的避雷针。已知泉州地区地磁场的磁感应强度大小为B,方向与水平向北方向的夹角为则此时该避雷针受到地磁场的作用力大小为_____________,方向水平向___________(选填“东”或“西”)。21、如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈总电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R;电流表电阻不计.

(1)在线圈由图示位置转过180°的过程中,磁通量的变化量ΔΦ=_____,电阻R上产生的焦耳热Q=_________;

(2)图示时刻电流表的读数为_____________;

(3)从图示位置开始计时,写出线圈产生的瞬时电动势表达式e=_____________.22、小型水利发电站的发电机输出功率为24.5kW,输出电压为350V,输电线总电阻为4Ω,为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%,需在发电机处设升压变压器,用户所需电压为220V,所以在用户处需安装降压变压器。输电电路图如图所示,则电流I1=___________;升压变压器的原、副线圈的匝数之比n1:n2=___________;降压变压器的原、副线圈的匝数之比n3:n4=_________。

评卷人得分四、作图题(共4题,共12分)23、在图中画出或说明图中所示情形下通电导线I所受磁场力的方向。

24、要在居民楼的楼道安装一个插座和一个电灯;电灯由光敏开关和声敏开关控制,光敏开关在天黑时自动闭合,天亮时自动断开;声敏开关在有声音时自动闭合,无声音时自动断开。在下图中连线,要求夜间且有声音时电灯自动亮,插座随时可用。

25、在“探究楞次定律”的实验中;某同学记录了实验过程的三个情境图,其中有两个记录不全,请将其补充完整。

26、如图所示:当条形磁铁向右靠近通电圆环时,圆环向右偏离,试在图中标出圆环中的电流方向___________.评卷人得分五、实验题(共2题,共18分)27、图甲是物理实验室的一种永久蹄形磁铁;某物理兴趣小组设计了一个测量蹄形磁铁磁极间磁感应强度大小的实验.

(1)如图乙所示,将由铜导线绕制而成的矩形线圈悬挂在支架上,导线两端分别由a、b处抽出连在两接线柱A、B上.线圈下边ab保持水平,现将一轻线的一端系在线圈ab边的中点;另一端绕过一轻小滑轮后连接一小沙桶,调整支架高度是线圈与滑轮间细线保持水平.

(2)将多个图甲中的蹄形磁铁紧密并列放置,水平插入线圈,使线圈下边ab处于磁铁N、S间,磁场宽度正好与线圈下边ab长度相同,当线圈中通电后,向沙桶中缓慢加入适量细沙,使导线框仍保持竖直悬挂.读出电流表示数为I,断开电源,取下沙桶,用天平称量沙桶总质量为m.

(3)线圈中电流由图丙电路提供,若蹄形磁铁S极在上方,N极在下方,则接线柱A应与丙图电路中的接线柱________(选填“C”或“D”)相连.

(4)若线圈电阻约为1Ω,允许最大电流0.5A,电流表量程为0~0.6A,内阻约为0.5Ω,电源为4节干电池串联,每节干电池的电动势为1.5V,内阻不计.R0为定值电阻,现备有10Ω和100Ω各一只,则应选_______Ω连入电路;有最大阻值分别为20Ω和1000Ω的滑动变阻器各一只,应选_______Ω连入电路.

(5)若线圈匝数为n,其下边ab长度为L,本地重力加速度为g,则用测得的物理量和已知量表示磁感应强度大小B=___________.28、如图所示;是研究电磁感应现象的实验装置,已知电流表的电流从正极流入时指针向右偏转,装置已完整连接且能正常工作。

(1)磁铁插入螺线管或从螺线管中拔出来的过程,可以看到,磁铁相对于螺线管运动的时候,电流表的指针______(填偏转或不偏转),表明螺线管中______(填有电流或无电流)产生。

(2)如图,N极向上抽出线圈的过程,电流表指针将______(填向右偏转或向左偏转),感应电流在线圈中心产生的磁场方向为______(填向上或向下),表明感应电流的磁场对原磁通的作用是______。

(3)楞次定律内容为:______________。评卷人得分六、解答题(共1题,共9分)29、如图所示,在xOy坐标系中,在y<d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,在d<y<2d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,MN为电场和磁场的边界,在y=2d处放置一垂直于y轴的足够大金属挡板ab,带电粒子打到板上即被吸收。一质量为m、电量为+q的粒子以初速度v0由坐标原点O处沿x轴正方向射入电场,已知电场强度大小为粒子的重力不计。

(1)要使粒子不打到挡板上;磁感应强度应满足什么条件?

(2)通过调节磁感应强度的大小,可让粒子刚好通过点P(4d;0)(图中未画出),求磁感应强度的大小。

参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、C【分析】【详解】

根据图象,由楞次定律可知线框中感应电流方向一直为顺时针方向,根据法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律得

则时间内感应电流的方向和大小均不变,根据左手定则可知,在时间内,安培力方向向左,故线框所受的摩擦力方向向右,在时刻,磁场的方向发生变化,安培力方向反向,摩擦力方向反向,由安培力大小可知安培力的大小随磁感应强度B的变化而变化;故ABD错误,C正确。

故选C。2、A【分析】【详解】

光敏电阻的电阻随光照增强而减小;天暗时,电阻比较大,光敏电阻两端的电势差比较大,则输入门电路为高电势,而另一输入端为低电势,最后灯亮;

天亮时;光敏电阻比较小,则光敏电阻两端的电势差比较小,则输入门电路为低电势,而另一输入端为低电势,灯熄灭.

天暗时;光敏电阻阻值大,A端为高电势经过非门,输出端Y为低电势LED导通,路灯亮,D正确。

当R1调大时;光敏电阻的分压减小,A端的电压降低,输出端Y为高电势,LED灯不亮.,C正确。

斯密特触发器的作用是将模拟信号转换为数字信号,A错误,是特殊非门,B正确3、D【分析】【详解】

A.当逆时针转动蹄形磁铁时;根据楞次定律可知,为阻碍磁通量变化,则导致线圈与磁铁转动方向相同,但快慢不一,故A错误;

B.当蹄形磁铁不动时;转动闭合线圈,切割磁感线,产生感应电流,根据楞次定律可知,安培力阻碍线圈的转动,则线圈做减速转动,故B错误;

CD.若是非匀强磁场;闭合小环中滚动过程中,磁通量变化,由于电磁感应产生感应电流,机械能减小转化为内能,高度减小,故D正确,C错误。

故选D。4、A【分析】【详解】

飞机水平飞行机翼切割磁场竖直分量,由导体棒切割磁感线公式E=BLv可知,飞机产生的感应电动势E=B1bv

CD两点间的电压为U=B1bv

由右手定则可知,在北半球,不论沿何方向水平飞行,都是飞机的左方机翼电势高,右方机翼电势低,即C点电势高于D点电势;故A符合题意,BCD不符合题意。

故选A。5、B【分析】【详解】

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,运动轨迹示意图如图所示.根据几何关系知,粒子运动的轨迹圆的半径根据洛伦兹力提供向心力有得联立得故B正确.

6、A【分析】【详解】

A.磁通量的单位是韦伯;磁感应强度的单位是特斯拉,故A正确。

B.电容器的单位是:法拉;电感的单位是:亨利,故B错误;

C.感应电动势:或故C错误;

D.安培力公式:故D错误。

故选A。7、B【分析】【分析】

【详解】

根据楞次定律和安培定则可判断电容器上极板带正电;因为磁感应强度是均匀增大的,故感应电动势大小恒定,由法拉第电磁感应定律E==S

可得E=·l1l2=5×10-2×5×10-2×8×10-2V=2×10-4V

即电容器两极板上所加电压U为2×10-4V,所以电容器带电荷量为Q=CU=30×10-6×2×10-4C=6×10-9C

故选B。二、多选题(共7题,共14分)8、B:D【分析】【详解】

A.根据电磁感应定律可知,此时导体棒ad产生的感应电动势为

因ab=bc=L

可知导体棒bc端、ab端、cd端产生的感应电动势为

则此时电路中的感应电流为

此时bc两端的电压为

即导体棒ad间的电压为

故A错误;

B.对金属棒进行受力分析可知,此时受力平衡,安培力等于水平外力

故B正确;

C.因为R1、R2并联,则

可得

故C错误;

D.因为

根据电功率公式

可得

故D正确;

故选BD。9、B:C【分析】【详解】

A.由图乙可以得到磁感应强的变化率为

根据法拉第电磁感应定律可得线圈中产生的感应电动势为

故A错误;

B.根据闭合电路的欧姆定律可得线圈中的电流为

所以在时间内通过电阻R的电荷量为

故B正确;

C.根据楞次定律可以判断出线圈中的电流方向为顺时针方向;在电源内部电流是从低电势。

流向高电势,所以a点的电势低于b点的电势,b、a两端的电势差即为R两端的电压

即根据

因为b端接地,所以解得

故C正确;

D.在时间内电阻R上产生的焦耳热为

故D错误。

故选BC。10、B:D【分析】【分析】

【详解】

A.在0~2t0时间内,线圈磁通量的变化量为

选项A错误;

B.在0~t0时间内磁通量向里面减小,因此感应电流方向为adcba,在t0~2t0时间内磁通量向外增加,线圈中的感应电流方向为adcba;选项B正确;

C.根据左手定则可知,在0~t0时间内ab边受到的安培力方向向左,在t0~2t0时间内ab边受到的安培力方向向右,在0~t0时间内和t0~2t0时间内ab边受到的安培力方向相反;选项C错误;

D.在0~2t0时间内,根据法拉第电磁感应定律,产生的感应电动势为

根据闭合电路欧姆定律,产生的感应电流为

通过线圈导线横截面的电荷量

选项D正确。

故选BD。11、A:D【分析】【详解】

A.金属棒开始运动时产生感应电动势。

E=BLv0=1×0.4×2=0.8V电路中的电流。

选项A正确;

B.金属棒向右运动运动距离为x时,金属棒接入电路的有效长度为L1;由几何关系可得。

此时金属棒所受安培力为。

()

作出F-x图象,由图象可得运动过程中克服安培力所做的功为。

选项B错误;

C.金属棒运动过程所用时间为t

W=I2Rt解得。

t=s设金属棒运动的的速度为v,由于电阻R上消耗的电功率不变;

则有。

BLv0=Bvv=2v0由动能定理可得。

Pt-W=mv2-mv02解得。

代入数据解得。

P=3.52W选项C错误。

D.根据。

由图可知。

解得。

q=0.45C选项D正确。

故选AD。12、A:C:D【分析】【分析】

【详解】

A.当t=0时线框的速度为零,没有感应电流,线框不受安培力,根据牛顿第二定律可得线框的加速度为

故A正确;

B.磁场的宽度等于线框在1-2s内的位移

故B错误;

C.设线框的边长为L,则L等于线框在0-1s内的位移

当线框全部进入磁场的瞬间F-F安=ma

F=4N,t=1s,m=0.8kg,R=2.5Ω,联立可得

故C正确;

D.线框进入磁场过程中,通过线框横截面的电荷量为

故D正确。

故选ACD。13、B:C【分析】【分析】

【详解】

MN中有从M到N的电流;由楞次定律可知,线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小,或向下增加;再由右手定则可知PQ可能是向左加速运动或向右减速运动;

故选BC。14、A:C【分析】【分析】

【详解】

A.当导体棒运动时,根据可知随有效长度l及磁场方向的变化会产生交变电流;A正确;

B.感应电动势的最大值

故电阻R两端电压的最大值为2V;B错误;

C.根据有效值的定义可知

解得

通过电阻R的电流有效值为C正确;

D.导体棒从处运动到处的过程中电阻R上产生的热量

D错误。

故选AC。三、填空题(共8题,共16分)15、略

【分析】【分析】

【详解】

略【解析】BlvBlvsinθ16、略

【分析】【分析】

【详解】

(1)通过表中数据可得。

故R与F成线性变化关系;设它们的关系为。

R=kF+b代入数据得。

(2)由题意,上的电压为5V,通过的电流为。

利用。

R=300-0.4F可求得。

(3)由。

R=kF+b可得。

即该测力显示器的刻度不均匀。【解析】不均匀17、略

【分析】【详解】

电磁继电器起开关作用;所以低压控制电源;气体传感器、开关和电磁继电器应组成一个电路,另一个是由排风扇和高压电源组成的电路.如图所示.

【解析】18、略

【分析】【分析】

【详解】

[1]DIS的中文名称是数字化信息系统。

[2][3][4]主要器件有传感器、数据采集器和计算机。【解析】①.数字化信息系统②.传感器③.数据采集器④.计算机19、略

【分析】【分析】

【详解】

略【解析】①.周期性地变化着②.转化20、略

【分析】【详解】

[1][2]根据几何关系可知,泉州地区地磁场的在水平向北方向上的分量为

在竖直方向的分量为

由于避雷针中的电流方向为竖直方向,则避雷针在竖直方向上的磁场中不受作用力,避雷针在水平向北的磁场中,根据可知,受到的安培力为

根据左手定则可知,安培力的方向为水平向东。【解析】东21、略

【分析】【分析】

(1)磁通量虽为标量,但是磁感线穿过的面不同,也有正负之分;根据法拉第电磁感应定律求解平均感应电动势,进而根据焦耳定律求解热量;

(2)交流电流表的示数为有效值;

(3)根据法拉第电磁感应定律求出电动势,然后写出瞬时电动势表达式.

【详解】

(1)[1]图示位置磁通量为,转过磁通量为:

则:

[2]根据法拉第电磁感应定律得最大电动势:

电流的有效值为

电阻所产生的焦耳热:

解得:;

(2)[3]图示时刻电流表的读数为电流的有效值,则:

(3)[4]图中得位置时线圈平面与磁场平行,则磁通量为0,电动势为最大值,则:(V).

【点睛】

对于交变电流,求解热量、电功和电功率用有效值,而求解电荷量要用平均值.注意磁通量与线圈的匝数无关.【解析】0NBS(V)22、略

【分析】【详解】

[1]电流

[2]输电线上损耗的功率

则输电线上的电流

根据理想变压器的电流规律

解得升压变压器的原、副线圈的匝数之比

[3]对于降压变压器

则降压变压器的原、副线圈的匝数之比【解析】70A1:4133:22四、作图题(共4题,共12分)23、略

【分析】【详解】

根据左手定则,画出通过电导线I所受磁场力的方向如图所示。

【解析】24、略

【分析】【分析】

根据题中“要在居民楼的楼道安装一个插座和一个电灯”可知;本题考查交流电的常识,根据开关作用和交流电接线常识,进行连接电路图。

【详解】

晚上;天黑光控开关闭合,有人走动发出声音,声控开关闭合,灯亮,说明两个开关不能独立工作,只有同时闭合时,灯才亮,即两个开关和灯泡是三者串联后连入电路;根据安全用电的原则可知,开关控制火线,开关一端接火线,一端接灯泡顶端的金属点,零线接灯泡的螺旋套;三孔插座通常的接线方式是面对

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