1.3动量守恒定律 同步练习(Word版含解析) (3).docx

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1、粤教版(2019)选择性必修一 1.3动量守恒定律一、单选题I.如图,水平面上有一平板车,某人站在车上抡起锤子从与肩等高处挥下,打在车的 左端,打后车与锤相对静止。以人、锤子和平板车为系统(初始时系统静止),研究该 次挥下、打击过程,下列说法正确的是()A.若水平面光滑,在锤子挥下的过程中,平板车一定向右运动B.若水平面光滑,打后平板车可能向右运动C.若水平面粗糙,在锤子挥下的过程中,平板车一定向左运动D.若水平面粗糙,打后平板车可能向右运动2 .竖直放置的轻质弹簧,下端固定在水平地面上,一小球从弹簧正上方某一高度处自 由下落,从小球开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,下列说法正确的是(

2、)A.小球和弹簧组成的系统动量守恒B.小球的动量一直减小C.弹簧对小球冲量的大小大于重力对小球冲量的大小D.小球所受合外力对小球的冲量为03 .章鱼是一种温带软体动物,生活在水中。一只悬浮在水中的章鱼,当外套膜吸满水 后,它的总质量为突然发现后方有一只海鳗,章鱼迅速将体内的水通过短漏斗状 的体管在极短时间内向后喷出,喷射的水力强劲,从而迅速向前逃窜。若喷射出的水恒,B错误;C.由动量守恒定律得0 = (M可得章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为mv =M-mC正确;D.章鱼喷水的过程中受到的冲量大小等于喷出的水的动量大%), D错误。故选C。4. C【解析】【分析】【详解】A.根据动量定理在乌贼喷水

3、的过程中,乌贼所受合力的冲量大小/=Mv/=1.8Ns故A错误;BC.乌贼喷水过程所用时间极短,内力远大于外力,乌贼和喷出的水组成的系统动量守恒,有0=Mv/mv2解得乌贼喷出水的速度大小V2=18m/s故B错误,C正确;D.根据能量守恒定律,在乌贼喷水的过程中,转化为机械能的生物能故D错误。故选C。5. B【解析】【详解】答案第2页,共12页A.当弹簧释放后,A、B两物体分别向左、右运动,A受C向右的摩擦力,B受C向左 的摩擦力,因两物体质量不相等,滑动摩擦力大小为瞥,所以两物体受摩擦力大小不相 等,因此A、B系统受合外力不等于零,A、B系统动量不守恒,A错误;B.由于地面光滑,A、B、C系

4、统受合外力等于零,系统动量守恒,B正确;CD.因A的质量大于B的质量,则有A对C的摩擦力向左大于B对C向右的摩擦力,所 以小车受合外力向左,则小车向左运动,CD错误。故选B。6. C【解析】【详解】两球与弹簧组成的系统在卜.落过程中只有弹力和重力做功,所以机械能守恒,而系统所受 合外力不为零,所以动量不守恒。故选C。7. C【解析】【分析】【详解】D.小球从卜落到最低点的过程中,槽没有动,与竖直墙之间存在挤压,动最不守恒;小 球经过最低点往上运动的过程中,斜槽与竖直墙分离,水平方向动量守恒;全过程中有一 段时间系统受竖直增弹力的作用,故全过程系统水平方向动量不守恒,选项D错误;A.小球运动到最

5、低点的过程中由机械能守恒可得1 , ,-mv-=uigh小球和凹槽一起运动到槽口过程中水平方向动量守恒=(m + m)v小球离开右侧槽口时,水平方向有速度,将做斜抛运动,选项A错误;BC.小球经过最低点往上运动的过程中,斜槽往右运动,斜槽对小球的支持力对小球做负 功,小球对斜槽的压力对斜槽做正功,系统机械能守恒,选项B错,C对。故选C。8. B答案笫3页,共12页【解析】【分析】【详解】A.因为冲量是矢量,甲对己的作用力与乙对甲的作用力大小相等方向相反,故冲量大小 相等方向相反,A错误;B.两人组成的系统合外力为零,系统的动量守恒,根据动量守恒定律可知,系统动量变 化量为零,则甲、乙的动量变化

6、一定大小相等且方向相反,B正确;C.甲、乙间的作用力大小相等,不知道甲、乙的质量关系,不能求出甲乙动能变化关 系,无法判断做功多少,也不能判断出二者动能的变化量,c错误;D.在乙推甲的过程中,乙的肌肉对系统做了功,甲和乙组成的系统机械能不守恒,D错 误。故选B。9. C【解析】【分析】【详解】两个物体相向运动,所受摩擦力方向相反,根据滑动摩擦力公式耳=瓜=mg可知两个物体所受摩擦力大小相等。所以两个物体组成的系统所受合外力为零,系统动量 守恒。所以ABD错误,C正确。故选C。10. B【解析】【分析】【详解】AB.题述实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的,只要求小球离开轨 道后

7、做平抛运动,对斜槽是否光滑没有要求,但必须保证每次小球都做平抛运动,因此轨 道的末端必须水平,A错误,B正确;C.要保证碰撞前的速度相同,所以入射球每次都要从同一高度由静止释放,C错误;答案第4页,共12页D.在做题述实验时,要求入射球的质量大于被碰球的质量,D错误。故选B。11. A【解析】【详解】A.子弹击入沙袋时间极短,水平方向合外力为零,故可认为击入过程子弹和沙袋组成的 系统,水平方向动量守恒。A正确;B.若子弹击入杆,杆的固定端对杆有力的作用,合外力不为零,动量不守恒。B错误; C.圆锥摆系统做圆周运动,故圆锥摆系统合外力不为零,动量不守恒,C错误; D. A正确,D错误。故选Ao1

8、2. B【解析】【分析】【详解】A.若系统内存在着摩擦力,而系统所受的合外力为零,系统的动量仍守恒,故A错误: B.只要系统所受到合外力为零,则系统的动量一定守恒,故B正确;C.系统中有一个物体具有加速度时,系统的动量也可能守恒,比如碰撞过程,两个物体 的速度都改变,都有加速度,单个物体受外力作用,系统的动量却守恒,故C错误; D.系统中所有物体的加速度为零时,系统所受的合外力为零,即系统的总动量一定守 恒,故D错误。故选Bo13. B【解析】【详解】甲:在光滑水平面上,子弹射入木块的过程中,系统所受外力之和为零,系统动量守恒 乙:剪断细线,弹簧恢复原长的过程,墙壁对滑块有作用力,系统所受外力

9、之和不为零, 系统动量不守恒丙:两球匀速下降,木球与铁球的系统所受合力为零,细线断裂后,它们的受力情况不 变,系统的合外力仍为零,所以系统的动量守恒答案笫5页,共12页T:木块下滑过程中,由于木块对斜面的压力,导致斜面始终受挡板作用力,系统动量不 守恒故守恒的有甲、丙故选B。14. C【解析】【分析】【详解】ACB.甲木块与弹簧接触后,由于弹簧弹力的作用,甲、乙的动量都要发生变化,但甲、 乙所组成的系统因所受合力为零,故系统动量守恒,AB错误,C正确;D.甲、乙两木块所组成系统的动能,一部分转化为弹簧的弹性势能,故系统机械能不守 恒,D错误。故选C。15. C【解析】【详解】A.小球下滑过程向

10、右运动,半球体向左运动,半球体对小球做负功,小球机械能将减 少,故A错误;B.小球下滑过程向右运动,半球体向左运动,两者最终脱离失去接触,所以小球不会一 直沿半球体下滑,故B错误;C.将小球和半球体看做整体,水平方向不受外力,所以水平方向动量守恒,故C正确; D.当小球与半球体不再接触时,小球将做类斜抛运动,水平方向不受力,水平方向速度 不变,故D错误。故选C。16. BC EF 0.80.79 在误差允许范围内,系统动量守恒【解析】【详解】(1)小车P碰前做匀速运动,应选点迹均匀的计数点来进行计算,AB和BC段点迹都均匀,但由于A点为运动的起点,故选择运动了一段时间后的BC段来计算小车P碰撞

11、前的速度;碰撞过程是个变速运动的过程,小车P和Q碰后的共同运动时做匀速直线运动,答案笫6页,共12页DE段的后半段点迹已经均匀,故选EF段来计算碰后共同的速度;0.02 x3s(2)碰前的速度小车P的速度大小 J2.00= 2.00mzs,小车Q的速度为零,故碰前两小车的总动量大小o =町 =84x2.0 = 0.8kg m/s,碰撞后,小车P和Q成为一个整体,速度大小为790x10 m - 1 32m/s ,动量大小0.02 x3sp =(叫 + 叱)v = (0.4 + 0.2) x 1.3 % 0.79kg - m/s ;(3)根据碰撞前后的动后关系可知:在误差允许的范围内,系统动策守恒

12、.17. 两个(或多个)系统中以外 【解析】【分析】【详解】略18. 很大【解析】【分析】【详解】 碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力很大的现象19. 5 水平向右 【解析】【详解】 口2小球抛出后做平抛运动,初速度为14,则根据动能定理得:% = I5m/s小球和车作用过程中,水平方向动量守恒,选向右为正方向,则有:-mv0 + MV =(M + /)解得:V = 5nVs答案第7页,共12页方向水平向右。20. (1) 20m/s; (2) 4500N【解析】【详解】(1)由动量守恒定律,得v = 20m/s(2)对木块分析,由动量定理,得FA/ = MvF = 4.

13、5xlO3N21. (1)能,/=|/; (2) v = VZ; (3) x = 3l【解析】【详解】(1)物块Q不能到达半圆轨道的最高点C,设。运动到半圆轨道的。点时即将脱离轨道,此时0与轨道间的弹力为零,设。点和圆心的连线与竖直方向的夹角为0,则y2mgcosO = m-p。运动到B点时对轨道的压力大小为Fn =5mg。由8点运动到。点,由机械能守恒定律有mg 1(1 + cos 6)= ; ,nvR ; mvn。距水平轨道的竖直高度 = /(l+cos6)族立解得答案笫8页,共12页(2)物块夕和0都沿水平轨道运动,系统所受合外力之和始终为零,系统动量守恒,有2/zzv = mvR。到达

14、8点时,P的速度大小为(3)从烧断细线到弹簧恢复原长,物块P和。组成的系统动量守恒,可知产与0运动的 位移之比为Xj: x2 = 1:2则弹簧弹力对尸和。做功之比叱:吗=1:2根据功能关系叱+%= 综由题意,弹簧弹性势能改变量Ep= 6mgi对。从开始弹开再运动到8的过程,由动能定理有W2 -3 = ; m - 0对P从开始弹开到最终停止的过程,由动能定理有联立解得整个过程中物块P的位移大小x = 3l22. (I)1.33V: (2)3m; (3)0.67J【解析】 【详解】(1)。棒滑到底端时的速度为H ,根据动能定理,八 h 12,U/:-m,COSX= -v.整理得答案笫9页,共12页

15、v( =4m/s导体棒相当于电源,内电阻为1C,外电路总电阻为0.5Q,因此。棒两端的电势差t/= xO.5 = 1.33V1.5(2)棒距CQ线的距离最大为x,则网路的平均电动势平均电流1.5夏导体所受平均安培力F=B1L3根据动量定理-FA/ = 0 一/%匕口根据整理得x = 3m(3)当。棒即将与。棒碰撞时的速度为匕,根据动量定理-FXt = mav2 -mavx 由口口联立可得v2 = 2m/s。、b棒碰撞后粘在i起,根据动量守恒定律沙2 =(?“+%)匕解得匕=0.5m/s接下来,。、。棒起减速运动,此时整个回路的总阻为L5C,根据动量定理-3 = 0 0% + mh)v2 根据口

16、整理得x = L5m导体棒、碰撞前电阻R产生的热量,根据能量守恒定律答案第10页,共12页Qi=-Q=-(- 小-】匹)二05Jo 6 22导体棒。、力碰撞后电阻A产生的热量,根据能量守恒定律22 1G =Q。总=寸k(叫 +%)W=O.17JJJ /v电阻R在整个过程中产生的焦耳热。犬=Qi + 3 = 067J23. (1) 2m/s; (2) lm/s【解析】【详解】(1)小孩和车组成的系统在水平方向上动量守恒,设小孩跳上车和车保持相对静止时的二 者速度大小为y/,则有mv0 = (m + M)匕解得v/=2m/s(2)设小孩跳下车后车的速度大小为火,则有mv0 = mv2 + Mi、解

17、得V3= 1 m/s24. (1) 0.075; (2) 9m/s; (3) 8m/s【解析】【分析】【详解】(1)对木板进行分析,由动量定理有ft = Mv又因为于=mg联立代入数据解得/= 0.075(2)对滑块进行分析,由动量定理有答案第11页,共12页的质量为?,喷射速度为,则下列说法正确的是()A.章鱼喷水的过程中,章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒B.章鱼喷水的过程中,章鱼和喷出的水组成的系统动量增加C.章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为二;一%M 一机D.章鱼喷水的过程中受到的冲量为粤区4 . 一只质量为0.9kg的乌贼吸入0.1kg的水后,静止在水中。遇到危险时,它在极短时间内把吸

18、入的水向后全部喷出,以大小为2m/s的速度向前逃窜。下列说法正确的是( )A.在乌贼喷水的过程中,乌贼所受合力的冲量大小为0.9N-SB.在乌贼喷水的过程中,乌贼和喷出的水组成的系统的动量增大C.乌贼喷出的水的速度大小为18m/sD.在乌贼喷水的过程中,有9J的生物能转化成机械能5 .如图所示,A、B两物体的质量比?八:=3 : 2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑。当弹簧突然释放后,若A、B两物体分别向左、右运动,则有()A. A、B系统动量守恒B. A、B、C系统动量守恒C.小车向右运动D.小车保持静止6 .如图所示,球

19、力和球8之间连接一轻质弹簧,用轻绳悬挂起来,稳定后,剪断轻绳。若忽略空气阻力,两球与弹簧组成的系统在下落过程中()A.动量守恒,机械能守恒C.动量不守恒,机械能守恒B.动量守恒,机械能不守恒D.动量不守恒,机械能不守恒7 .如图所示,一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上。槽的左侧有一竖直墙代入数据解得(F - f)t = mv2岭=9m/s(3)撤去拉力后,代入数据解得由系统动量守恒有Mvf + mv2 = (M + 阳共= 8m/s答案第12页,共12页壁。现让一小球(可认为质点)自左端槽口力点的正上方从静止开始下落,与半圆槽相切并从力点进入槽内,则下列说法正确的是()A.小球离开右侧

20、槽口以后,将做竖直上抛运动8 .小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功C.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统水平方向上的动量守恒8.我国女子短道速滑队多次在国际大赛上摘金夺银,为祖国赢得荣誉。在某次3000m 接力赛中,“接棒”的运动员中提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开始向前滑行, 待乙追上甲时,猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出,如图所示。在乙推甲的 过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则()A.甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量8 .甲、乙的动量变化一定大小相等、方向相反C.甲的动能增加量一定等

21、于乙的动能减少量D.甲和乙组成的系统机械能守恒9 .水平面上质量分别为0.1kg和0.2kg的物体相向运动,过一段时间则要相碰,它们 与水平面的动摩擦因数分别为0.2和0.1,假定除碰撞外,在水平方向这两个物体只受 摩擦力作用,则碰撞过程中这两个物体组成的系统()A.动量不守恒B.动量不一定守恒C.动量守恒D.以上都有可能10 .某中学实验小组的同学在“探究碰撞中的不变量”时,利用了如图所示的实验装置 进行探究,下列说法正确的是()in m.I IOMP NA.要求斜槽一定是光滑B,斜槽的末端必须水平C.入射球每次释放点的高度可以任意调D.入射球的质量必须与被碰球的质量相等11 .如图所示,下

22、列情形都忽略空气阻力.下列说法正确的是()子弹击入沙袋细绳质量不计子弹击入杆OA.若子弹击入沙袋时间极短,可认为击入过程子弹和沙袋组成的系统,水平方向动量守恒B.若子弹击入杆的时间极短,可认为子弹和固定杆组成系统动量守恒C.圆锥摆系统动量守恒D.以上说法都不正确12.关于系统动量守恒的条件,下列说法正确的是()A.只要系统内存在摩擦力,系统动量就不可能守恒B.只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒C.只要系统中有一个物体具有加速度,系统动量就不守恒D.系统中所有物体的加速度为零时,系统的总动量不一定守恒13.下列四幅图所反映的物理过程中,系统动量守恒的是()甲:V0=在光滑水平面上,子弹射入

23、木块的过程中/7乙:前断细线,弹簧恢复原长的过程中z m WWWW NV/Z/ZZ/苻球丙:-彳水两球匀速下降,细线断裂后,它们在水中运动的过程中一.铁球.T:木块沿光滑固定斜面由静止滑下的过程中A.只有甲、乙 B.只有甲、丙 C.只有丙、丁 D.只有乙、丁14.如图所示,甲木块的质量为m以速度n沿光滑水平地面向右运动,正前方有一 静止的、质量为矿的乙木块,乙木块上连有一轻质弹簧。甲木块与弹簧接触后( )甲WWW乙777777/777777/7777777777777777777777777/777777/77777777777777A.甲木块的动量守恒B.乙木块的动量守恒C.甲、乙两木块所组

24、成系统的动量守恒D.甲、乙两木块所组成系统的机械能守垣15 .光滑水平面上放置一表面光滑的半球体,小球从半球体的最高点由静止开始下滑,在小球滑落至水平面的过程中()B.小球一直沿半球体表面下滑C.小球和半球体组成的系统水平方向动量守恒D.小球在水平方向的速度一直增大二、填空题16 .小明同学设计了 个用电磁打点计时器验证动量守恒定律的实验,如图甲所示, 长木板下垫着小木块以平衡两车的摩擦力,让小车P做匀速运动,然后与原来静止在 前方的小车Q相碰并粘合成一体,继续做匀速运动;在小车P后连着纸带,电磁打点 计时器所用电源频率为50Hz.图乙(1)某次实验测得纸带上各计数点的间距如图乙所示,A为运动

25、的起点,则应选 来计算小车P碰撞前的速度,应选 来计算小车P和Q碰后的共同速度.(选填“AB”、“BC、“CD”、DE ”、“EF、FG”)(2)测得小车P的质量=0.4kg,小车Q的质量/2=0.2kg,则碰前两小车的总动量大小为 kg*m/s,碰后两小车的总动量大小为 kg*m/s.(计算结果保留二位有效数字)(3)由本次实验获得的初步结论是17 .系统、内力与外力(1)系统:相互作用的物体构成的一个力学系统。(2)内力:物体间的作用力。(3)外力:系统 的物体施加给系统内物体的力。18 .碰撞碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力 的现象.19 .如图所示,质量为0.5

26、kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5WS速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥, 车与油泥的总质量为4kg,设小球落在车底前瞬间速度大小是25m/s,则当小球与小车 相对静止时,小车的速度大小为 m/s ,方向向 o(MXg=10m/s2)n / rp/三、解答题20 .质量为M=0.45kg的木块静止在光滑水平面上,一质量为m= 0.05kg的子弹以 %=200m/s的水平速度击中木块,最后一起运动,贝IJ:(I )一起运动的速度大小是多少?(2)若子弹在木块中相对运动时间A/ = (WO2s,则木块受到子弹的平均推力多大?21 .如图所示

27、,在竖直平面内的轨道由粗糙水平直轨道(足够长)和半径为/的光滑 半圆轨道BC构成,半圆轨道BC与水平轨道在8点相切,物块夕和。(均可视为质 点)将原长为2/的轻质弹簧压缩至/后用细线连在一起,静止在水平轨道上,已知物 块尸和。的质量分别为2?和机,P和。与水平轨道的动摩擦因数之比必:任=1 : 2 , 轻弹簧中储存的弹性势能为6m灯。烧断细线后,物块P和。开始沿水平轨道运动,物 块?最后停在/点,。向右滑动3/后到达8点,在8点对轨道的压力大小为5以己 知重力加速度为g。(1)试判断。能否到达半圆轨道的最高点C,若能到达,求出。到达C点的速度; 若不能,求出。脱离轨道的位置距水平轨道的竖直高度

28、;(2)求。到达4点时,P的速度大小;(3)求整个过程中P的位移大小。22 .如图所示,平行导轨即和GH相距Glm,电阻可忽略,其倾斜部分与水平面成 37,且导体棒与倾斜部分之间的动摩擦因数为 =0.3;其水平部分ECZV7光滑,且 置于磁感应强度大小为1T、方向竖直向上的匀强磁场中:倾斜部分没有磁场,上端接 一个阻值R=1C的电阻,两部分平滑对接,其上拥有两根导体棒。、b,力垂直于水平导轨放置,。垂直于倾斜导轨放置,。、力棒与导轨始终接触良好。己知细导体棒。质 4量为0.5kg, b质量为L5kg,在导轨间部分的电阻均为1C,。棒从倾斜轨道上高为m 处无初速度释放。(cos37=08, si

29、n37=0.6)求:(1)若棒被锁定在水平导轨上始终不动,则。棒刚进入磁场时,棒两端的电势差U;(2)若8棒被锁定在水平导轨上始终不动,要使“棒进入磁场后与。棒相碰。8棒距线的距离最大为多少;(3)若8棒被锁定在距C。线左侧1.5m处,当。棒即将与方棒碰撞时解除锁定力棒 碰撞后粘在一起,求b棒在磁场中通过的距离和电阻R在整个过程中产生的焦耳热23 .在光滑水平面上停着一辆质量为60kg的小车,一个质量为40kg的小孩以相对于 地面5m/s的水平速度从后面跳上车和车保持相对静止。(1)求小孩跳上车和车保持相对静止时的二者速度大小;(2)若此后小孩又向前跑,以相对于地面3.5m/s的水平速度从前面

30、跳下车,求小孩 跳下车后车的速度大小。24 .如图所示,质量M=lkg的足够长的木板静上在光滑的水平而上,质量?=2kg的 滑块静止在木板的左端。现给滑块施加一方向水平向右、大小E=6N的拉力,经时间 /=4s后撤去拉力,一知撤去拉力的瞬间,木板的速度大小刃=6m/s,取重力加速度大小 g=10in/s2o 求:(1)滑块与木板间的动摩擦因数;(2)撒拉力的瞬间,滑块的速度的大小M2;(3)木板和滑块最后的共同速度的大小丫其。参考答案:1. D【解析】【分析】【详解】A.以人、锤子和平板车为系统,若水平面光滑,系统水平方向合外力为零,水平方向动 量守恒,且总动量为零,当锤子挥下的过程中,锤子有

31、水平向右的速度,所以平板车一定 向左运动,故A错误;B.打后锤子停止运动,平板车也停下,故B错误;C.若水平面粗糙,在锤子挥下的过程车由于受摩擦力作用,可能静止不动,故C错误;D.在锤子打平板车时,在最低点与车相碰,锤子与平板车系统动量向右,所以打后平板 车可能向右运动,故D正确。故选D。2. C【解析】【分析】【详解】A.小球和弹簧组成的系统合外力不为零,动量不守恒。A错误;B.当小球重力与弹簧弹力平衡时,小球速度最大,动量也最大。所以小球动量先增大后 减小。B错误;CD.从小球开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,因为小球动量变化的方向向上, 所以合力的冲量向上,即弹簧对小球冲量的大小大于重力对小球冲量的大小。C正确,D 错误。故选C。3. C【解析】【分析】【详解】A.在章鱼喷水的过程中,章鱼的生物能转化为机械能,系统机械能增加,A错误;B.章鱼喷水过程所用的时间极短,内力远大于外力,章鱼和喷出的水组成的系统动量守答案第1页,共12页

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