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高二物理上学期月考试卷(12月份)(含解析)


山西大学附中高二(上)月考物理试卷(12 月份)

一.选择题(本题共 10 小题,在每小题给出的四个选项中,第 1-6 题只有一项符合题目要求, 每小题 5 分.第 7-10 题有多项符合题目要求,每小题 5 分..全部选对的 6 分,选对但不全 的得 3 分,有选错的得 0 分.) 1.(5 分)(2014 秋?小店区校级月考)磁感应强度单位是特斯拉,1 特斯拉相当于( ) 2 2 2 2 2 2 A.1kg/A?s B.1kg?m/A?s C.1kg?m /s D.1kg?m /A?s 考点:磁感应强度. 分析:根据磁感应强度与磁能量的关系和磁感应强度的定义式推导出 T 与其他单位的关系. 解答: 解:由公式 B= ,安培力的单位是 N,而电流的单位是 A,长度的单位为 m,则单位的 换算可得 N/A?m,即为 1T. 2 2 根据牛顿第二定律 F=ma,即 1N=1kg?m/s ,则 1 特斯拉相当于 1kg/A?s ,故 A 正确,BCD 错误. 故选:A. 点评:T 是导出单位, 可根据物理公式推导出各物理量单位的关系, 要对公式要熟悉. 基础题. 2.(5 分)(2005 秋?海淀区期末)两根通电的长直导线平行放置,电流大小 I1>I2,电流的 方向如图所示,在与导线垂直的平面上有 a、b、c、d 四点,其中 a、b 在导线横截面连接的 延长线上,c、d 在导线横截面连接的垂直平分线上.则导体中的电流在这四点产生的磁场的 磁感应强度可能为零的是( )

A.a 点

B.b 点

C.c 点

D.d 点

考点:磁感应强度. 分析:由安培定则确定两电流在图示各点所产生的磁场方向,若方向相反,磁感应强度可能为 0,否则不可. 解答:解:两电流在 a 点 B 的方向相反,但因 I1>I2 且离 I1 近,故 I1 的磁感应强度大于 I2 的 磁感应强度.则 a 点不可能为 0. 两电流在 c 点 d 点的 B 的方向不相反,故 b,c 两点的磁感应强度不可能为 0. 两电流在 b 点的 B 的方向相反,I1>I2,而 I2 离 b 点近,则可以大小相等,故 b 点 磁感应强度可为 0. 故选:B 点评:考查磁场的合成,明确电流的磁感应强度与电流的大小,距离有关.

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3.(5 分)(2014 秋?温州校级期中)如图所示的电路中,灯泡 A、灯泡 B 原来都是正常发光 的.现在突然灯泡 A 比原来变暗了些,灯泡 B 比原来变亮了些,则电路中出现的故障可能是 ( )

A.R1 短路 C.R3 断路

B.R2 断路 D.R1、R2 同时短路

考点:闭合电路的欧姆定律. 专题:恒定电流专题. 分析:首先明确电路中各用电器的连接关系: R3 与灯泡 B 关联, 与 R2、 A 串联, 再与 R1 并联. 灯 泡 A 变暗了,说明实际功率减小了,灯泡 B 变亮,说明实际功率增大了.具体故障可将 每个选项逐一代入题目检查是否符合题意,从而确定正确选项. 解答:解:A、若 R1 短路,则两个灯泡都被短路,都不亮,故 A 错误; B、若 R2 断路,则两个灯泡都被断路,都不亮,故 B 错误; C、若 R3 断路,外电阻增大,外电阻增大,路端电压 U 增大,干路电流 I 减小,R1 电流 I1 增大,则通过 A 的电流 IA=I﹣I1 减小,A 灯变暗.B 灯电压 UB=U﹣IA(RA+R2)增大,B 灯变亮,符合题意.故 C 正确. D、R1、R2 同时短路,AB 灯都不亮,不符合题意.故 D 错误. 故选:C 点评:此题是电路故障分析问题. 解决的关键是在明确电路连接关系的前提下采用“排除法” 将每一选项逐一代入题干,检查是否符合题意,最终确定正确选项. 4. (5 分) (2013?长沙一模) 如图为多用表欧姆档的原理图, 其中电流表的满偏电流为 300μ A, 内 rg=100Ω , 调零电阻的最大阻值 R=50kΩ , 串联的固定电阻 R0=50Ω , 电池电动势 E=1.5V. 用 它测量电阻 Rx,能准确测量的范围是 ( )

A.30kΩ ~80kΩ

B.3kΩ ~8kΩ

C.300Ω ~800Ω

D.30Ω ~80Ω

考点:多用电表的原理及其使用. 专题:恒定电流专题. 分析:欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀,读数误差最小,求解出该欧姆表的中值电阻即可. 解答:解:欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀,读数误差最小; 欧姆表的中值电阻 R 中等于欧姆表的内电阻 R 总, 根据闭合电路欧姆定律, 满偏时: Ig=

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半偏时, Ig= 联立解得:R 中=R 总= 故选 B. 点评:本题关键明确欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀,读数误差最小;知道中值电阻等于欧 姆表内电阻. 5.(5 分)(2014?天津)如图所示,电路中 R1、R2 均为可变电阻,电源内阻不能忽略,平行 板电容器 C 的极板水平放置,闭合电键 S,电路达到稳定时,带电油滴悬浮在两板之间静止不 动,如果仅改变下列某一个条件,油滴仍能静止不动的是( )

A.增大 R1 的阻值 C.增大两板间的距离

B.增大 R2 的阻值 D.断开电键 S

考点:闭合电路的欧姆定律;电容器的动态分析. 专题:电容器专题. 分析:分析清楚电路结构,求出极板间的电场强度,求出油滴受到的电场力,然后根据电场力 的表达式分析答题. 解答: 解: 根据图示电路图, 由欧姆定律可得: 电容器两端电压: U=IR1= R1= = ,

油滴受到的电场力:F=

,开始时油滴静止不动,F=mg,要使油滴保持静止

不动,则电场力应保持不变; A、增大 R1 的阻值,电场力:F= 变大,电场力大于重力,油滴受到的合力

向上,油滴向上运动,故 A 错误; B、增大 R2 的阻值,电场力:F= 不变,电场力与重力仍然是一对平衡力,

油滴静止不动,故 B 正确; C、增大两板间的距离,极板间的电场强度减小,电场力减小,小于重力,油滴受到的 合力向下,油滴向下运动,故 C 错误; D、断开电键 S,极板间的电场强度为零,电场力为零,油滴受到重力作用,油滴向下 运动,故 D 错误. 故选:B.
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点评:本题考查了判断油滴的运动状态问题, 分析清楚极板间的电场力如何变化是正确解题的 关键. 6.(5 分)(2014 秋?信阳期末)如图所示,电源的电动势和内阻分别为 E、r,在滑动变阻 器的滑动触头 P 由 a 向 b 移动的过程中,下列各物理量变化情况为( )

A.电流表的读数一直减小 C.电压表的读数先减小后增大

B.R0 的功率先增大后减小 D.电源的总功率先减小后增大

考点:闭合电路的欧姆定律. 专题:恒定电流专题. 分析:由图变阻器 Pa 与 Pb 两部分并联,再与 R0 串联.电压表测量路端电压,电流表测量干路 电流.根据变阻器总电阻的变化,由欧姆定律分析电路中电压、电流的变化来判断. 解答:解: 在滑动变阻器的滑片 P 由 a 向 b 移动的过程中, 变阻器并联的总电阻先增大后减小, 根据闭合电路欧姆定律分析可知,电路中的总电流 I 先减小后增大,则电流表的读数先 减小后增大,R0 的功率先减小后增大,电源的内电压先减小后增大,则由闭合电路欧姆 定律可知路端电压先增大后减小,则电压表的读数先增大后减小. 由于总电流 I 先减小后增大,则电源总功率 EI 先减小后增大,故 ABC 错误,D 正确. 故选:D. 点评:本题是动态变化分析问题,关键抓住变阻器滑片处于中点时,并联电阻最大.再按常规 顺序“部分→整体→部分”分析. 7.(6 分)(2014 秋?小店区校级期中)一根电阻丝在通过 2C 的电量时,消耗电能是 8J.若 在相同时间内通过 4C 的电量,则该电阻丝两端所加电压 U 和该电阻丝在这段时间内消耗的电 能 E 分别为( ) A.U=4V B.U=8V C.E=16J D.E=32J 考点:电功、电功率;闭合电路的欧姆定律. 专题:恒定电流专题. 分析:已知电阻丝在通过 2C 的电量时,消耗的电能是 8J,根据 W=qU 变形可求出电压;当在 相同的时间内通过电阻丝的电量是 4C 时,根据 I= 可知,当时间相同,由电荷时的关 系可知电流关系,因为电阻不变,根据 U=IR,由电流关系可知电压关系,即可求出电 阻丝两端所加电压 U; 已知通过电阻丝的电量是 4C,电阻丝两端所加电压 U 已求出,根据 W=UQ 可求出电阻丝 在这段时间内消耗的电能 W. 解答:解:因为电阻丝在通过 2C 的电量时,消耗的电能是 8J,由 W=qU 得:此时电压为: U= = V=4V

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当在相同的时间内通过电阻丝的电量是 4C 时,根据 I= 可知,I′=2I 根据 U=IR 可知,电阻不变,此时电阻丝两端电压:U′=2U=2×4V=8V 电阻丝在这段时间内消耗的电能:W=q′U′=4×8J=32J. 故选:BD. 点评:本题考查了电量和电功的计算及欧姆定律的应用.本题由于不知道时间不能求出电流, 只能根据相关公式找出相关关系来求解. 8.(6 分)(2013?抚顺模拟)在如图所示电路中,电源电动势为 12V,内电阻不能忽略.闭 合 S 后,调整 R 的阻值,使电压表的示数增大△U=2V.在这一过程中( )

A.通过 R1 的电流增大,增大量为△ B.R2 两端的电压减小,减小量为△U C.通过 R2 的电流减小,减小量小于△ D.路端电压增大,增大量为△U 考点:闭合电路的欧姆定律. 专题:恒定电流专题. 分析:R1 是定值电阻, 电压表 V 的示数增大△U 的过程中, 通过 R1 的电流增加, 增加量△I=



电压表 V 的示数增大,变阻器有效电阻增大,外电路总电阻增大,干路电流减小,R2 两端电压减小, 根据路端电压的变化分析其电压减小量. 电压表示数增加, R2 电压减小, 路端电压增加量一定小于△U. 解答:解:A、R1 是定值电阻,电压表 V 的示数增大△U 的过程中,通过 R1 的电流增加,增加 量△I= .故 A 正确.

B、电压表 V 的示数增大,变阻器有效电阻增大,外电路总电阻增大,干路电流减 小,内电压减小,所以路端电压增大;R2 两端电压减小,则 R2 两端电压减少量一定小于 △U.故 B 错误. C、由以上分析知,R2 两端电压减少量一定小于△U,由欧姆定律得到:通过 R2 的电 流的减少量一定小于 .故 C 正确.

D、电压表示数增加,R2 电压减小,路端电压增加量一定小于△U.故 D 错误. 故选:AC. 点评:本题是电路动态变化分析问题,本题中采用总量法,由电压表示数变化和总电压(路端 电压)的变化来分析 R2 电压的变化,这是常用的方法.

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9.(6 分)(2014 秋?小店区校级月考)如图所示的图线①表示某电池组的输出电压与电流 的关系(U﹣I 图线),图线②表示其输出功率与电流的关系(P﹣I 图线).则下列说法正确 的是( )

A.电池组的电动势为 50 V B. 电池组的内阻为 Ω C.电流为 2.0A 时,电源的效率为 80% D.输出功率为 120W 时,输出电压是 30V 考点:闭合电路的欧姆定律;电功、电功率. 专题:恒定电流专题. 分析:在电压一电流关系图象中,纵轴截距等于电源的电动势,直线斜率的绝对值表示的是电 源的内电阻的大小,由此可以知道电池组的电动势和内阻; 当电流为 2.5A 时,根据闭合电路欧姆定律求外电路的电阻. 输出功率为 120 W 时,由图读出电流,由欧姆定律可以求得电源的输出电压. 解答:解: A、 B、 U﹣I 图线①与 U 轴交点表示电路处于断路状态, 则电源的电动势 E=U=50V. 电 源的内阻等于图线的斜率大小,则有 r= = Ω =5Ω ,故 A 正确,B 错误;

C 、 当 电 流 为 2.5A 时 , 根 据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 得 : 外 电 路 的 电 阻 R= = =15Ω ,故 C 正确.

D、 电池组的输出功率为 120W 时, 由 P﹣I 图线读出电流 I=4A, 则输出电压为 U=E﹣Ir=50 ﹣4×5=30V,故 D 正确; 故选:ACD. 点评:本题考查读图的能力,可以根据图象的数学意义来理解图象的物理意义.不难. 10.(6 分)(2014 秋?小店区校级月考)有两个相同的电流计改装成的量程不同的电流表 A1 和 A2,A1 的量程是 A2 的 2 倍,则( ) A.若串联起来,两表指针偏角 θ 1<θ 2,两表示数相等 B.若串联起来,两表指针偏角相等,A1 表示数大于 A2 表示数 C.若并联起来,两表指针偏角相等,A1 表示数大于 A2 表示数 D.若并联起来,两表指针偏角 θ 1>θ 2,两表示数相等 考点:把电流表改装成电压表. 专题:实验题. 分析:电流表 A1、A2 是由两个相同的小量程电流表改装成的,它们并联时,表头的电压相等,
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电流相等,指针偏转的角度相同,量程大的电流表读数大.当它们串联时,A1、A2 的示 数相同.由于量程不同,内阻不同,两电表两端的电压不同,流过表头的电流不同,指 针偏转的角度不同. 解答:解:A、B、若 A1、A2 串联,A1、A2 的示数相同.由于量程不同,内阻不同,电表两端的 电压不同,流过表头的电流不同,指针偏转的角度不同,量程小的偏转角度小,故 A 正 确 B 错误; C、若并联起来,表头的电压相等,电流相等,指针偏转的角度相同,量程不同的电流 表读数不同,量程大的通过的总电流较多,示数较大.故 C 正确 D 错误; 故选:A. 点评:本题要对于安培表的内部结构要了解:小量程电流表(表头)与分流电阻并联而成.指 针偏转角度取决于流过表头的电流大小. 二.实验题(本题共 19 分,每空 3 分,作图 4 分) 11.(19 分)(2014 秋?小店区校级月考)某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧 了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈、薄的金属圆片.现 从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻 R0(约为 2kΩ ),二是手机中常用的锂电池(电 动势 E 标称值为 3.7V,允许最大放电电流为 100mA).在操作台上还准备了如下实验器材: A.电压表 V(量程 4V,电阻 RV 约为 4.0kΩ ), B.电流表 A1(量程 100mA,电阻 RA1 约为 5Ω ), C.电流表 A2(量程 4mA,电阻 RA2 约为 50Ω ), D.滑动变阻器 R1(0~20Ω ,额定电流 1A), E.开关 S 一只、导线若干, F.游标卡尺, G.螺旋测微器. (1)为了测定电阻 R0 的电阻值,某小组的四位成员,设计了如图 1 所示的电路原理图,并选 取了相应的器材(电源用待测的锂电池),则电路设计正确且器材选取也妥当的是 D

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(2)为了测锂电池的电动势和内阻,请在图 2 的方框甲中画出实验原理图,并在图中标明所 选用器材. (3)某小组根据测得的数据,画出了 U﹣I 图线,如图 2 乙所示,根据图线,可求得:该锂 电池的电动势 U= 3.5 V,内阻 r= 25 Ω . (4)某同学用游标卡尺和螺旋测微器分别测量薄金属圆片的直径和厚度.读出图 3 中的示 数.该游标卡尺示数为 1.240 cm.螺旋测微器示数为 0.730 mm. 考点:测定电源的电动势和内阻. 专题:实验题. 分析:(1)根据实验器材确定滑动变阻器与电流表的接法,然后选择实验电路. (2)根据实验原理作出实验电路图. (3)根据图示电源 U﹣I 图象求出电源电动势与内阻. (4)游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数,螺旋测微器固定刻度与可动 刻度示数之和是螺旋测微器的示数. 解答:解:(1)电路最大电流约为:I= = =0.00185A=1.85mA,应选电流表 A2, 待测电阻阻值约为 2kΩ ,电压表内阻约为 4kΩ ,电流表内阻约为 50Ω ,待测电阻阻值 远大于电流表内阻,电流表应采用内接法, 滑动变阻器最大阻值为 20Ω ,待测电阻阻值远大于滑动变阻器最大阻值,为测多组实 验数据,滑动变阻器应采用分压接法,故选图 D 所示电路. (2)应用伏安法测电源电动势与内阻,电压表测路端电压,电流表测电路电流,实验 电路图如图所示:

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(3) 由图示电源 U﹣I 图象可知, 图象与纵轴交点坐标值为 3.5, 则电源电动势 E=3.5V, 电源内阻:r= = =25Ω ;

(4)由图示游标卡尺可知,其示数为:12mm+×0.05mm=12.40mm=1.240cm, 由图示螺旋测微器可知,其示数为 0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm. 故答案为:(1)D;(2)电路图如图所示;(3)3.5;25Ω ;(4)1.240;0.730. 点评:本题考查了实验电路的选择、设计实验电路图、求电源电动势与内阻、游标卡尺与螺旋 测微器读数;要注意游标卡尺不需要估读,螺旋测微器需要估读. 三、计算题(本题共 3 小题,共计 26 分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演 算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.) 12.(8 分)(2012 春?枣强县校级期末)利用电动机通过如图所示的电路提升重物,已知电 源电动势 E=6V,电源内阻 r=1Ω ,电阻 R=3Ω ,重物质量 m=0.10kg,当将重物固定时,电压 表的示数为 5V,当重物不固定,且电动机最后以稳定的速度匀速提升重物时,电压表的示数 2 为 5.5V,求:重物匀速上升时的速度大小(不计摩擦,g 取 10m/s ).

考点:闭合电路中的能量转化;闭合电路的欧姆定律;电功、电功率. 专题:恒定电流专题. 分析:根据闭合电路欧姆定律求出电路中的电流和电动机输入电压. 电动机消耗的电功率等于 输出的机械功率和发热功率之和, 根据能量转化和守恒定律列方程求解重物匀速上升时 的速度大小. 解答:解:由题,电源电动势 E=6V,电源内阻 r=1Ω ,当将重物固定时,电压表的示数为 5V, 则根据闭合电路欧姆定律得 电路中电流为 I= 电动机的电阻 RM= = = A Ω =2Ω =0.5A

当重物匀速上升时,电压表的示数为 U=5.5V,电路中电流为 I′= 电动机两端的电压为 UM=E﹣I′(R+r)=6﹣0.5×(3+1)V=4V 根据能量转化和守恒定律得

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UMI′=mgv+I′ R 代入解得,v=1.5m/s 答:重物匀速上升时的速度大小为 1.5m/s. 点评:本题是欧姆定律与能量转化与守恒定律的综合应用.对于电动机电路,不转动时,是纯 电阻电路,欧姆定律成立;当电动机正常工作时,其电路是非纯电阻电路,欧姆定律不 成立. 13. (9 分) (2014 秋?小店区校级月考)如图甲所示电路中,电源电动势 E=12V,内阻 r=2Ω , R1=4Ω ,R2=6Ω ,R3=3Ω . (1)图甲中虚线框内的电路可等效为一个电源,即图甲可等效为图乙,其等效电动势 E′等 于 CD 间未接入用电器时 CD 间的电压;若用导线直接将 CD 两点连接起来,通过该导线的电流 等于等效电源的短路电流,则等效电源的内电阻 r′是多少? (2)若在 C、D 间连一个“6V,3W”的小灯泡,则小灯泡的实际功率是多少?(不考虑小灯 泡的电阻率随温度的变化)

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考点:闭合电路的欧姆定律. 专题:恒定电流专题. 分析:(1)先分析等效电路,然后根据闭合电路欧姆定律求解; (2)将小灯泡连在 C、D 之间,相当于接在等效电源 E′两端,求出小灯泡的实际电流 然后求实际功率. 解答:解:(1)若在 C、D 间连一个理想电压表,根据闭合电路欧姆定律, 有 I1= = =1A

理想电压表读数为 UV=I1R2=6V 若在 C、D 间连一个理想电流表,这时电阻 R2 与 R3 并联, 并联电阻大小 R23= = =2Ω = =1.5A

根据闭合电路欧姆定律,有 I2=

理想电流表读数为 I′=

I2=

×1.5=1A

依题意,该等效电源的电动势 E′=6V, 短路电流与第(2)问中电流表读数相同,即为 I′=1A,

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所以其等效内阻 r′=

= Ω =6Ω

(2)小灯泡的电阻 RA=

=

=12Ω

将小灯泡连在 C、D 之间,相当于接在等效电源 E′两端, 则流过小灯泡的电流大小为 I3=
2 2

=

= A

小灯泡的实际功率为 P′=I3 ×RA= ×12≈1.33W 答:(1)等效电源的内电阻 r′是 6Ω ; (2)若在 C、D 间连一个“6V,3W”的小灯泡,则小灯泡的实际功率是 1.33W. 点评:等效法是物理常用的研究方法,电路的分析和计算要对电路的结构、电压、电流等的分 配分析清楚才能正确求解. 14.(10 分)(2010 秋?锦州期末)受动画片《四驱兄弟》的影响,越来越多的小朋友喜欢 上了玩具赛车.某玩具赛车充电电池的输出功率 P 随电流 I 变化的图象如图所示. (1)求该电池的电动势 E 和内阻 r; (2)求该电池的输出功率最大时对应的外电阻 R(纯电阻); (3)由图象可以看出,同一输出功率 P 可对应两个不同的电流 I1、I2,即对应两个不同的外 电阻(纯电阻)R1、R2,试确定 r、R1、R2 三者间的关系.

考点:电源的电动势和内阻;闭合电路的欧姆定律;电功、电功率. 专题:恒定电流专题. 分析: (1)当电源的内外电阻相等时,根据电池的输出功率 P 最大为 Pm=

,由图读出 Pm,

列出含 E、r 的方程;当 I=4A 时,输出功率为零,电源被短路,由欧姆定律写出列出含 E、r 的方程,再联立组成方程组求解. (2)由电池的输出功率 P 最大时电源的内阻等于外电阻求解. (3)由欧姆定律 I= 解答: 解 (1)I1=2A 时,Pm= I2=4A 时,输出功率为零,此时电源被短路, 即:I2= .解得:E=2V,r=0.5Ω . (2)R=r=0.5Ω (3)由题知: = 和功率 P=I R 列方程求解.
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整理得 r =R1R2. 答:(1)该电池的电动势 E 为 2V,内阻 r 为 0.5Ω ; (2)该电池的输出功率最大时对应的外电阻 R 为 0.5Ω ; 2 (3)同一输出功率 P 时,r、R1、R2 三者间的关系为 r =R1R2. 点评:本题考查读图能力和应用数学知识求极值的能力.对于电源的输出功率,可以由数学知 识严格证明当 R=r 时,电源的输出功率最大,Pm= .

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