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2023-2024学年河南省信阳市高三上期期中物理质量检测模拟试题（含解析）
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这是一份2023-2024学年河南省信阳市高三上期期中物理质量检测模拟试题（含解析），共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(12小题，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每题4分；第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
1.下列说法正确的是
A. 图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大
B. 图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大
C. 图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处
D. 图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样
2.如图(a)为一列简谐横波在t=0.5s时刻的波形图，介质中的两个质点 P、 Q此刻离开平衡位置的位移分别为0.5A、-0.5A；图(b)是质点Q的振动图像。正确的是
A. 波沿+x方向传播，0.5s时刻P质点正在向+y方向振动
B. 波沿+x方向传播， 0.5s时刻Q质点正在向+y方向振动
C. 波速为4cm/s, 0.5s时刻质点P在减速、质点Q在加速
D. 波速为 4cm/s，质点P、Q振动方向有时相同有时相反
3.如图所示， 水平面内两个沿竖直方向振动的相干波源S₁、S₂发出的简谐横波在同一均匀介质中相遇，波长均为5cm，波源S₁的振幅为2cm，S₂的振幅为4cm. 图中实线表示某时刻波峰，虚线表示该时刻波谷，a、c、e三点均位于S₁、S₂连线的中垂线上，其中e点是 a、c连线的中点， b、d、 f三点为所在两个圆弧的交点. 下列说法中错误的是
A. 图示时刻ac两点连线上的任意一点(不含 a、c)均向下振动
B. b 点的振幅为2cm
C. 图中 b、 d、f 三点位于同一条双曲线上
D. 图中e 点的位移为0，所以它是振动减弱点
4.如图所示，在竖直平面内，直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的光滑四分之一圆轨道水平相切于最低点 A，两轨道均被固定，一个质量为m的小球(可视为质点)，从A点沿切线向左以某一初速度进入半圆轨道，恰好能通过半圆轨道的最高点 M，然后落在四分之一圆轨道上的N点，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是
A. M、N两点间的高度差为 5−1R2
B. 小球进入 A 点时的加速度大小为 3g
C. 小球从M点到N点的运动轨迹是一段圆弧
D. 小球到达N点时的水平方向的分速度大于竖直方向的分速度
5.如图所示， 直角坐标系中x轴上在 x=-r处固定电荷量为+9Q的正点电荷， 在 x=r处固定电荷量为-Q的负点电荷。y轴上 a、b两点的纵坐标分别为yₐ=r和y₆=-r, d点在 x轴上, 横坐标为xᵣ=2r。e、f点是x轴上 d点右侧的两点。下列说法正确的是
A. a、b两点的场强相同，电势相同
B. e、f 两点电场均沿 x 轴负方向
C. d 点电场强度为零，电势为零
D. 电子从 d 点向-Q移动电势能增加，从 d 点向 f 点移动电势能也增加
6.某市执行峰谷分时电价政策，引导用户错峰用电。为了解错峰用电的好处，建立如图所示的电网仅为3户家庭供电模型。3户各有功率 P=3kW的用电器，采用两种方式用电：方式一为同时用电1小时，方式二为错开单独用电各1小时。两种方式用电时输电线路总电阻损耗的电能分别为ΔEr、ΔE₂，若用户电压恒为220V，不计其它线路电阻， 则
A. 两种方式用电时，电网提供的总电能相同
B. 变压器原、副线圈的电流与匝数成正比
C.ΔE1ΔE2=3
D.ΔE1ΔE2=9
7.户外滑雪要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛，不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率为 n=2.5，所要消除的紫外线的频率为 f=8.0×10¹⁴Hz,这种“增反膜”的最小厚度为
×10⁻⁷m B.7.5×10⁻⁸m
×10⁻⁷m D.1.5×10⁻⁷m
8.如图所示，水平面上固定着两根足够长的平行导槽，质量为2m的U形管恰好能在两导槽之间自由滑动， 一质量为m的小球沿水平方向，以初速度 v₀从U形管的一端射入，从另一端射出。已知小球的半径略小于管道半径，不计一切摩擦， 下列说法正确的是
A. 该过程中，小球与U形管组成的系统动量守恒
B.小球从U形管的另一端射出时，速度大小为飞/3
C.小球运动到U形管圆弧部分的最左端时，速度大小为½/3
D. 从小球射入至运动到U形管圆弧部分的最左端的过程中，平行导槽受到的冲量大小为 2mv03
9.如图所示为半圆形玻璃砖的横截面，直径MN与水平面平行。由红、绿两种单色光组成的细光束沿aM从MN边射入玻璃砖，细光束进入玻璃砖后分成两束光分别打到玻璃砖截面的b、c两点处，b、c两点分别位于玻璃砖截面最低点的左右两侧。下列说法正确的是
A. b、c两点处分别对应绿光、红光
B. 在玻璃中，绿光的速度比红光小
C. 射到 c 点的光在 c 点会发生全反射
D. 光从M点到c 点的传播时间大于从M 点到 b 点的传播时间
10.如图所示， 北斗卫星导航系统中的一颗卫星a位于赤道上空， 其对地张角为60°。 已知地球的半径为 R， 自转周期为T₀，表面的重力加速度为g，万有引力常量为 G。根据题中条件, 可求出
A. 地球的平均密度为 3πGT02
B. 静止卫星的轨道半径为 3gT02R24π2
C. 卫星a的周期为 22T0
D. a与近地卫星运行方向相反时，二者不能直接通讯的连续时间为 8π2gR322+1g
11.如图所示，一足够长的圆筒竖直固定放置，物块A、B、C的质量均为m，B、C之间用劲度系数为k的轻质弹簧连接，物块B、C静止。现将A从B的正上方 mgk处静止释放，之后A、B碰撞时间极短并粘合在一起。已知C与圆筒间最大静摩擦力为4mg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力； 弹簧的弹性势能表达式为 Ep=12kx2, 式中x为弹簧的形变量； 重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A. A、B碰撞结束时速度的大小为 mg22k
B. A、B碰后整体第一次达到的最大速率为 mg2k
C.从A静止释放到最终 A、B、C及弹簧组成的系统共损失机械能为 m2g22k
D. A、B碰后整体将做简谐运动
12.如图所示，在平面直角坐标系xOy中，Oy竖直向下，Ox水平。在第一象限(空间足够大)存在垂直平面向外的磁场区域，磁感应强度沿y轴正方向不变，沿x轴正方向按照B=kx(k>0且为已知常数)规律变化。一个质量为m、边长为L的正方形导线框， 电阻为 R，初始时一边与x轴重合，一边与y轴重合。将导线框以速度v₀沿x轴正方向抛出，整个运动过程中导线框的两邻边分别平行两个坐标轴。从导线框开始运动到速度恰好竖直向下的过程中，导线框下落高度为h， 重力加速度为 g， 则在此过程中， 下列说法正确的是
A. 导线框受到的安培力总是与运动方向垂直
B. 导线框下落高度为h 时的速度小于 2gℎ
C. 整个过程中导线框中产生的热量为 12mv02
D. 导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为 x=mRv0k2L4
二、非选择题(6小题，共58分)
13. (6分)在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中。
(1) 用游标卡尺测量小球的直经 d，测量情况如图所示，其读数 mm。
(2)固定悬点后，测得悬点到摆球上端的细线长度为 l，完成n次全振动的时间 t，则重力加速度的表达式为g= ； (用题中测得物理量的符号表示)
(3)某问学查阅资料得知，课本上所给的单摆周期T₀是初始摆角θ很小时的近似值，实际上初始摆角对理论周期「有一定影响，T与θ的关系图像如图所示。若实验时初使摆角达到20°，考虑初始摆角的影响，重力加速度的测量值会 。(填写“偏大”、“不变”或“偏小”)
14.(8分)某同学为研究水果电池的电动势和内阻，利用猕猴桃做的水果电池进行实验。
(1)他先后用电压表(量程为0-3V)和数字多用电表的直流电压2V档(其内阻远大于电压表的内阻)直接测量了水果电池两端的电压，如图1和图2所示，则该水果电池的电动势更接近 (选填“电压表”或“数字多用电表”)测量的值， 其值为 V；
(2)为了估算该水果电池的内阻，该同学需进一步测量图1中电压表的内阻. RV, 以一节内阻不计的干电池为电源组成测量电路如图3所示，改变电阻箱的阻值R，并读出电压表的读数U， 作出R−1U图像如图4，则电压表的内阻为 （用图4中所给字母表示）；
(3)若图1中电压表的内阻为3.2kΩ，则可估算该水果电池的内阻约为 kΩ（保留两位有效数字）。
15. (8分)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面夹角为α， 如图所示。 他发现只有当α大于 41°。时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，救援人员身高忽略不计。 已知 sin41°≈74, 试求：
(1) 水的折射率;
(2)若此时潜水爱好者离水面的距离为 7m,， 则激光笔能照亮的水面面积是多少。
16. (10分)如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷, a、 b是 AB连线上两点, 其中 Aa=Bb=L4, O为AB的中点， 一质量为 m带电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能E₀从a点出发，沿 AB直线向 b点运动，其中小滑块第一次经过0点时的动能为初动能的n倍(n>1)， 到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在0点。重力加速度为g，求：
(1)(3分) 小滑块与水平面间的滑动摩擦因数；
(2)(3分) Ob两点间的电势差;
(3)(4分) 小滑块运动的总路程为多少。
17. (12分)如图所示， 在xOy坐标平面的第一、 四象限内， y轴和平行于y轴的边界MN之间有沿y轴负方向的匀强电场，匀强电场的电场强度大小为E，半径为R的圆形有界磁场与MN相切于P(R，0)点，磁场垂直于坐标平面向里。一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从0点沿坐标平面斜向右上方射入匀强电场，从MN上Q(R，R/2)点垂直MN射出电场，粒子进入磁场后，经磁场偏转，刚好从圆形有界磁场的最上端射出。不计粒子的重力和场的边缘效应，求：
(1)(4分) 粒子从0 点射入电场时的速度大小；
(2)(4分) 匀强磁场的磁感应强度大小；
(3)(4分) 若保持粒子从O点射出方向不变，改变粒子速度大小，使粒子刚好从P点进入磁场，求粒子在电场和磁场中运动的总时间。
18.(14分)如图所示，两足够长直轨道间距 d=1.6m,，轨道所在平面与水平面夹角( θ=37°,一质量 M=2kg的“半圆柱体”滑板P放在轨道上，恰好处于静止状态，P的上表面与轨道所在平面平行，前后面均为半径 R=1m的半圆， 圆心分别为0、 O'。某时刻 m=1kg可视为质点的小滑块以初速度 v₀=1.5m/s沿O'O冲上滑板P，与滑板共速时小滑块恰好位于O点。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑板P与小滑块间的动摩擦因数为 μ₁=0.8,sin37°=0.6, cs37°=0.8, g取 10m/s²,求:
(1)(3分) 滑板 P恰好静止时与一侧长直轨道间的摩擦力f的大小；
(2)(3分) 滑板 P 与轨道间的动摩擦因数 μ₂;
(3)(8分) 滑块滑到O点过程中系统摩擦产生的热量 Q。
物理答案
一、选择题(12小题，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每题4分；第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)
1.下列说法正确的是
A. 图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大
B. 图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大
C. 图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处
D. 图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样
2.如图(a)为一列简谐横波在t=0.5s时刻的波形图，介质中的两个质点 P、 Q此刻离开平衡位置的位移分别为0.5A、-0.5A；图(b)是质点Q的振动图像。正确的是
A. 波沿+x方向传播，0.5s时刻P质点正在向+y方向振动
B. 波沿+x方向传播， 0.5s时刻Q质点正在向+y方向振动
C. 波速为4cm/s, 0.5s时刻质点P在减速、质点Q在加速
D. 波速为 4cm/s，质点P、Q振动方向有时相同有时相反
3.如图所示， 水平面内两个沿竖直方向振动的相干波源S₁、S₂发出的简谐横波在同一均匀介质中相遇，波长均为5cm，波源S₁的振幅为2cm，S₂的振幅为4cm. 图中实线表示某时刻波峰，虚线表示该时刻波谷，a、c、e三点均位于S₁、S₂连线的中垂线上，其中e点是 a、c连线的中点， b、d、 f三点为所在两个圆弧的交点. 下列说法中错误的是
A. 图示时刻ac两点连线上的任意一点(不含 a、c)均向下振动
B. b 点的振幅为2cm
C. 图中 b、 d、f 三点位于同一条双曲线上
D. 图中e 点的位移为0，所以它是振动减弱点
4.如图所示，在竖直平面内，直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的光滑四分之一圆轨道水平相切于最低点 A，两轨道均被固定，一个质量为m的小球(可视为质点)，从A点沿切线向左以某一初速度进入半圆轨道，恰好能通过半圆轨道的最高点 M，然后落在四分之一圆轨道上的N点，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是
A. M、N两点间的高度差为 5−1R2
B. 小球进入 A 点时的加速度大小为 3g
C. 小球从M点到N点的运动轨迹是一段圆弧
D. 小球到达N点时的水平方向的分速度大于竖直方向的分速度
5.如图所示， 直角坐标系中x轴上在 x=-r处固定电荷量为+9Q的正点电荷， 在 x=r处固定电荷量为-Q的负点电荷。y轴上 a、b两点的纵坐标分别为yₐ=r和y₆=-r, d点在 x轴上, 横坐标为xᵣ=2r。e、f点是x轴上 d点右侧的两点。下列说法正确的是
A. a、b两点的场强相同，电势相同
B. e、f 两点电场均沿 x 轴负方向
C. d 点电场强度为零，电势为零
D. 电子从 d 点向-Q移动电势能增加，从 d 点向 f 点移动电势能也增加
6.某市执行峰谷分时电价政策，引导用户错峰用电。为了解错峰用电的好处，建立如图所示的电网仅为3户家庭供电模型。3户各有功率 P=3kW的用电器，采用两种方式用电：方式一为同时用电1小时，方式二为错开单独用电各1小时。两种方式用电时输电线路总电阻损耗的电能分别为ΔEr、ΔE₂，若用户电压恒为220V，不计其它线路电阻， 则
A. 两种方式用电时，电网提供的总电能相同
B. 变压器原、副线圈的电流与匝数成正比
C.ΔE1ΔE2=3
D.ΔE1ΔE2=9
7.户外滑雪要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛，不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能减小紫外线对眼睛伤害的眼镜，他选用的薄膜材料的折射率为 n=2.5，所要消除的紫外线的频率为 f=8.0×10¹⁴Hz,这种“增反膜”的最小厚度为
×10⁻⁷m B.7.5×10⁻⁸m
×10⁻⁷m D.1.5×10⁻⁷m
8.如图所示，水平面上固定着两根足够长的平行导槽，质量为2m的U形管恰好能在两导槽之间自由滑动， 一质量为m的小球沿水平方向，以初速度 v₀从U形管的一端射入，从另一端射出。已知小球的半径略小于管道半径，不计一切摩擦， 下列说法正确的是
A. 该过程中，小球与U形管组成的系统动量守恒
B.小球从U形管的另一端射出时，速度大小为飞/3
C.小球运动到U形管圆弧部分的最左端时，速度大小为½/3
D. 从小球射入至运动到U形管圆弧部分的最左端的过程中，平行导槽受到的冲量大小为 2mv03
9.如图所示为半圆形玻璃砖的横截面，直径MN与水平面平行。由红、绿两种单色光组成的细光束沿aM从MN边射入玻璃砖，细光束进入玻璃砖后分成两束光分别打到玻璃砖截面的b、c两点处，b、c两点分别位于玻璃砖截面最低点的左右两侧。下列说法正确的是
A. b、c两点处分别对应绿光、红光
B. 在玻璃中，绿光的速度比红光小
C. 射到 c 点的光在 c 点会发生全反射
D. 光从M点到c 点的传播时间大于从M 点到 b 点的传播时间
10.如图所示， 北斗卫星导航系统中的一颗卫星a位于赤道上空， 其对地张角为60°。 已知地球的半径为 R， 自转周期为T₀，表面的重力加速度为g，万有引力常量为 G。根据题中条件, 可求出
A. 地球的平均密度为 3πGT02
B. 静止卫星的轨道半径为 3gT02R24π2
C. 卫星a的周期为 22T0
D. a与近地卫星运行方向相反时，二者不能直接通讯的连续时间为 8π2gR322+1g
11.如图所示，一足够长的圆筒竖直固定放置，物块A、B、C的质量均为m，B、C之间用劲度系数为k的轻质弹簧连接，物块B、C静止。现将A从B的正上方 mgk处静止释放，之后A、B碰撞时间极短并粘合在一起。已知C与圆筒间最大静摩擦力为4mg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力； 弹簧的弹性势能表达式为 Ep=12kx2, 式中x为弹簧的形变量； 重力加速度大小为g。下列说法正确的是
A. A、B碰撞结束时速度的大小为 mg22k
B. A、B碰后整体第一次达到的最大速率为 mg2k
C.从A静止释放到最终 A、B、C及弹簧组成的系统共损失机械能为 m2g22k
D. A、B碰后整体将做简谐运动
12.如图所示，在平面直角坐标系xOy中，Oy竖直向下，Ox水平。在第一象限(空间足够大)存在垂直平面向外的磁场区域，磁感应强度沿y轴正方向不变，沿x轴正方向按照B=kx(k>0且为已知常数)规律变化。一个质量为m、边长为L的正方形导线框， 电阻为 R，初始时一边与x轴重合，一边与y轴重合。将导线框以速度v₀沿x轴正方向抛出，整个运动过程中导线框的两邻边分别平行两个坐标轴。从导线框开始运动到速度恰好竖直向下的过程中，导线框下落高度为h， 重力加速度为 g， 则在此过程中， 下列说法正确的是
A. 导线框受到的安培力总是与运动方向垂直
B. 导线框下落高度为h 时的速度小于 2gℎ
C. 整个过程中导线框中产生的热量为 12mv02
D. 导线框速度恰好竖直向下时左边框的横坐标为 x=mRv0k2L4
二、非选择题(6小题，共58分)
13. (6分)在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中。
(1) 用游标卡尺测量小球的直经 d，测量情况如图所示，其读数 mm。
(2)固定悬点后，测得悬点到摆球上端的细线长度为 l，完成n次全振动的时间 t，则重力加速度的表达式为g= ； (用题中测得物理量的符号表示)
(3)某问学查阅资料得知，课本上所给的单摆周期T₀是初始摆角θ很小时的近似值，实际上初始摆角对理论周期「有一定影响，T与θ的关系图像如图所示。若实验时初使摆角达到20°，考虑初始摆角的影响，重力加速度的测量值会 。(填写“偏大”、“不变”或“偏小”)
14.(8分)某同学为研究水果电池的电动势和内阻，利用猕猴桃做的水果电池进行实验。
(1)他先后用电压表(量程为0-3V)和数字多用电表的直流电压2V档(其内阻远大于电压表的内阻)直接测量了水果电池两端的电压，如图1和图2所示，则该水果电池的电动势更接近 (选填“电压表”或“数字多用电表”)测量的值， 其值为 V；
(2)为了估算该水果电池的内阻，该同学需进一步测量图1中电压表的内阻. RV, 以一节内阻不计的干电池为电源组成测量电路如图3所示，改变电阻箱的阻值R，并读出电压表的读数U， 作出R−1U图像如图4，则电压表的内阻为 （用图4中所给字母表示）；
(3)若图1中电压表的内阻为3.2kΩ，则可估算该水果电池的内阻约为 kΩ（保留两位有效数字）。
15. (8分)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面夹角为α， 如图所示。 他发现只有当α大于 41°。时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，救援人员身高忽略不计。 已知 sin41°≈74, 试求：
(1) 水的折射率;
(2)若此时潜水爱好者离水面的距离为 7m,， 则激光笔能照亮的水面面积是多少。
16. (10分)如图所示，在绝缘水平面上，相距为L的A、B两点处分别固定着两个等量正电荷, a、 b是 AB连线上两点, 其中 Aa=Bb=L4, O为AB的中点， 一质量为 m带电量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能E₀从a点出发，沿 AB直线向 b点运动，其中小滑块第一次经过0点时的动能为初动能的n倍(n>1)， 到达b点时动能恰好为零，小滑块最终停在0点。重力加速度为g，求：
(1)(3分) 小滑块与水平面间的滑动摩擦因数；
(2)(3分) Ob两点间的电势差;
(3)(4分) 小滑块运动的总路程为多少。
17. (12分)如图所示， 在xOy坐标平面的第一、 四象限内， y轴和平行于y轴的边界MN之间有沿y轴负方向的匀强电场，匀强电场的电场强度大小为E，半径为R的圆形有界磁场与MN相切于P(R，0)点，磁场垂直于坐标平面向里。一个质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从0点沿坐标平面斜向右上方射入匀强电场，从MN上Q(R，R/2)点垂直MN射出电场，粒子进入磁场后，经磁场偏转，刚好从圆形有界磁场的最上端射出。不计粒子的重力和场的边缘效应，求：
(1)(4分) 粒子从0 点射入电场时的速度大小；
(2)(4分) 匀强磁场的磁感应强度大小；
(3)(4分) 若保持粒子从O点射出方向不变，改变粒子速度大小，使粒子刚好从P点进入磁场，求粒子在电场和磁场中运动的总时间。
18.(14分)如图所示，两足够长直轨道间距 d=1.6m,，轨道所在平面与水平面夹角( θ=37°,一质量 M=2kg的“半圆柱体”滑板P放在轨道上，恰好处于静止状态，P的上表面与轨道所在平面平行，前后面均为半径 R=1m的半圆， 圆心分别为0、 O'。某时刻 m=1kg可视为质点的小滑块以初速度 v₀=1.5m/s沿O'O冲上滑板P，与滑板共速时小滑块恰好位于O点。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑板P与小滑块间的动摩擦因数为 μ₁=0.8,sin37°=0.6, cs37°=0.8, g取 10m/s²,求:
(1)(3分) 滑板 P恰好静止时与一侧长直轨道间的摩擦力f的大小；
(2)(3分) 滑板 P 与轨道间的动摩擦因数 μ₂;
(3)(8分) 滑块滑到O点过程中系统摩擦产生的热量 Q。
物理答案
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