内容正文:
2024-2025学年度第一学期阶段检测试卷
高二物理
考试时间:90分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
一、单选题(共24分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 由可知,电阻与电压成正比,与电流成反比
B. 由可知,电阻与导体的长度成正比、与横截面积成反比
C. 由可知,电流与电量成正比,与时间成反比
D. 各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而增大
2. 如图所示,将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来,已知截面积.在铜导线上取一截面A,在铝导线上取一截面B,若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等,那么通过这两个截面的电流的大小关系是( )
A IA=IB B. IA=2IB
C. IB=2IA D. 不能确定
3. 有两个同种材料制成的导体,两导体为横截面为正方形的柱体,柱体高均为h,大柱体柱截面边长为a,小柱体柱截面边长为b,现将大小柱体串联接在电压U上,已知通过导体电流方向如图,大小为I,则导体电阻率为( )
A. B. ρ= C. ρ= D. ρ=
4. 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中错误的是( )
A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B. 对应P点,小灯泡的电阻为
C. 对应P点,小灯泡的电阻为
D. 对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
5. 如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A. 甲表是安培表,R增大时量程增大
B. 乙表是安培表,R增大时量程增大
C. 在甲图中,若改装成的安培表的量程为,则
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
6. 如图,电路两端电压恒为6V,M、N两个小灯泡的额定电压均为3V,额定功率PM=3W,PN=1W,调节可变电阻R,使两灯皆正常发光且电路中消耗的总功率最小,应该是图中哪种连接方式( )
A. B.
C. D.
7. 如下图所示,直线A为电源的U-I图线,直线B为电阻R的U-I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和效率分别是( )
A. 2W,33.3% B. 4W,33.3% C. 2W,66.7% D. 4W,66.7%
8. 如图所示,闭合时,一质量为、带电荷量为的液滴,静止在电容器的两平行金属板间.现保持闭合,将断开,然后将板向下平移到图中虚线位置,则下列说法正确的是
A. 电容器的电容增大
B. 液滴带正电
C. 液滴将向下运动
D. 液滴的电势能减小
二、多选题(共16分)
9. 一个T型电路如图所示,电路中的电阻,,,另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计,则( )
A. 当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 B. 当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40
C. 当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 V D. 当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V
10. 四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按图所示接法连入电路,则( )
A. 电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B. 电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角
C. 电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D. 电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角
11. 在如图甲所示电路中,定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关后,多次改变滑片的位置,分别记录电压表和电流表的示数,由测得数据作出如图乙所示图线。下列判断正确的是( )
A. 当滑片向右滑动时,电压表示数增大
B. 电源的电动势测量值约为1.60V
C. 电源的内阻测量值约为1.5Ω
D. 当电源短路时,电路中电流为0.4A
12. 如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表示数变化量的绝对值分别为 ,理想电流表示数变化量的绝对值 ,则
A. A的示数增大 B. 的示数增大
C. 与 的比值大于r D. 大于
第II卷(非选择题)
三、实验题(共18分)
13. 某同学欲测量一阻值大约为10Ω、粗细均匀的金属线的电阻率。实验室除游标卡尺,螺旋测微器、导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源(电动势,内阻约1Ω) B.电压表V(量程为0~6V,内阻约8kΩ)
C.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω) D.电流表A2(量程0~3A,内阻约0.05Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值5Ω,额定电流2A)
(1)用游标卡尺测得该材料长度如图甲所示,读数为L=___________mm;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,读数为D=___________mm。
(2)测量金属线的电阻时,为了便于调节及测量尽可能准确,实验中电流表应选___________(填所选仪器前的字母符号);选择合适的实验器材,在图丙方框内把实验原理图补充完整,把器材符号标在电路图上_____。
(3)设测得金属线的电阻为R,金属线的长度为L,金属线的直径为D,可得金属线的电阻率为ρ=______。(用R、L、D三个物理量表示)
14. 某学习小组在做“测量电源的电动势和内阻”实验时采用了以下实验器材:
干电池一节(电动势约1.5 V,内阻小于1 Ω);
电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ);
电流表A(量程0.6 A,内阻约1 Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω);
定值电阻R1(阻值2 Ω);
定值电阻R2(阻值4 Ω);
开关一个,导线若干。
(1)学习小组按照图甲图电路图进行正确操作,并根据实验数据做出U − I图像,如图乙图所示。根据图像可知,所选定值电阻应为__________(填“R1”或“R2”),干电池内阻r = __________Ω。(保留两位有效数字)
(2)本实验中的电表带来的误差主要来源于__________(填“电压表分流”或“电流表分压”),测得的电源电动势相比真实值__________(填“偏大”或“偏小”)。
四、解答题(共42分)
15. 如图所示的电路中,电源电压,电源内阻不计,电阻、、的阻值均为,S为单刀双掷开关。求:
(1)开关S断开(既不接A,也不接B)时,电压表的示数;
(2)开关S接A时,电压表的示数;
(3)开关S接B时,整个电路在内产生的热量。
16. 小型直流电动机(其线圈内阻为r=2Ω)与规格为“4V,4W”的小灯泡并联,再与阻值为R=4Ω的电阻串联,然后接至电动势为E=12V、内阻r0=1Ω的电源上,如图,电键闭合时,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)定值电阻R的电压U;
(2)电动机输出功率P出。
17. 如图所示,甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。
(1)电压表的示数随电流表示数的变化图象应分别为图象中的哪一条直线?
(2)定值电阻、变阻器的总电阻R分别为多少?
(3)求出电源的电动势和内阻。
18. 如图甲所示,已知电流表的量程为0∼0.6A,电压表的量程为0∼15V,滑动变阻器的规格为“50Ω,0.5A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下,求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器的取值范围;
(3)滑动变阻器的最大功率。
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2024-2025学年度第一学期阶段检测试卷
高二物理
考试时间:90分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
一、单选题(共24分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 由可知,电阻与电压成正比,与电流成反比
B. 由可知,电阻与导体的长度成正比、与横截面积成反比
C. 由可知,电流与电量成正比,与时间成反比
D. 各种材料的电阻率都与温度有关,金属的电阻率随温度的升高而增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.是电阻的定义式,可以计算阻值的大小,但R与U不成正比,与I不成反比,A错误;
B.由可知,电阻与导体的长度成正比、与横截面积成反比,B正确;
C.为电流的定义式,电流与电量不成正比,与时间不成反比,C错误;
D.金属的电阻率随温度的升高而增大,有些材料的电阻率与温度无关,D错误。
故选B。
2. 如图所示,将左边的铜导线和右边的铝导线连接起来,已知截面积.在铜导线上取一截面A,在铝导线上取一截面B,若在1 s 内垂直地通过它们的电子数相等,那么通过这两个截面的电流的大小关系是( )
A. IA=IB B. IA=2IB
C. IB=2IA D. 不能确定
【答案】A
【解析】
【详解】根据公式可得,电流的大小与横截面积的大小无关,主要应取决于单位时间内通过导体横截面电荷量的多少.A正确.
3. 有两个同种材料制成的导体,两导体为横截面为正方形的柱体,柱体高均为h,大柱体柱截面边长为a,小柱体柱截面边长为b,现将大小柱体串联接在电压U上,已知通过导体电流方向如图,大小为I,则导体电阻率为( )
A. B. ρ= C. ρ= D. ρ=
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据公式
可得
故
因为是串联在一起,则电流相等,又电阻相等,所以两导体两端的电压相等,即都为,根据欧姆定律可得
解得
故A正确。
4. 小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,则下列说法中错误的是( )
A. 随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B. 对应P点,小灯泡的电阻为
C. 对应P点,小灯泡的电阻为
D. 对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积
【答案】C
【解析】
【详解】A.图线上的点与原点O连线的斜率的倒数表示电阻值,由图可知随着所加电压的增大,图线斜率减小,故小灯泡的电阻增大,A正确,不符合题意;
BC.由欧姆定律可得,对应P点,小灯泡的电阻为
B正确,不符合题意,C错误,符合题意;
D.对应P点,小灯泡的功率为
P=U1I2
与题图中PQOM所围的面积相等,D正确,不符合题意。
故选C。
5. 如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A. 甲表是安培表,R增大时量程增大
B. 乙表是安培表,R增大时量程增大
C. 在甲图中,若改装成的安培表的量程为,则
D. 在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器R并联,利用并联电阻的分流,改装成安培表。安培表的量程
可知当R增大时,量程I减小,故A错误;
B.乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器R串联,利用串联电阻的分压,改装成伏特表,伏特表的量程
故B错误;
C.由公式
知,在甲图中,若改装成的电流表的量程为,则
故C错误;
D.由公式
知,在乙图中,若改装成的电压表的量程为,则
故D正确。
故选D。
6. 如图,电路两端电压恒为6V,M、N两个小灯泡的额定电压均为3V,额定功率PM=3W,PN=1W,调节可变电阻R,使两灯皆正常发光且电路中消耗的总功率最小,应该是图中哪种连接方式( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A项:由题意可知,当M、N串联在电路中时,电流相等,两灯不可能都正常发光,故A错误;
B项:正常发光时,流过M的电流为,流过N的电流为,所以总电流为,电路消耗的功率为:;
C项:正常发光时,流过M的电流为,电路消耗的功率为:;
D项:由于正常发光时流过M的电流大于流过N的电流,故D错误.
综上所述:应选:C.
7. 如下图所示,直线A为电源的U-I图线,直线B为电阻R的U-I图线,用该电源和电阻组成闭合电路时,电源的输出功率和效率分别是( )
A. 2W,33.3% B. 4W,33.3% C. 2W,66.7% D. 4W,66.7%
【答案】D
【解析】
【分析】由图象A可知电源的电动势为3V,短路电流为6A,两图象的交点坐标即为电阻R和电源构成闭合回路时的外电压和干路电流.电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率,效率等于R消耗的功率除以总功率.
【详解】由图象A可知电源的电动势E=3V,短路电流为6A,该电源和该电阻组成闭合电路时路端电压为:U=2V,电流为:I=2A;电源的输出功率即为电阻R上消耗的功率,根据P=UI得:P=2×2W=4W,电源的总功率为:P总=EI=3×2W=6W;所以效率为:η=×100%=×100%=66.7%;故选D.
【点睛】根据U-I图象A正确读出电源的电动势和短路电流,根据U-I图象正确读出外电路两端的电压和流过电阻的电流,是解决此类问题的出发点.
8. 如图所示,闭合时,一质量为、带电荷量为的液滴,静止在电容器的两平行金属板间.现保持闭合,将断开,然后将板向下平移到图中虚线位置,则下列说法正确的是
A. 电容器的电容增大
B. 液滴带正电
C. 液滴将向下运动
D. 液滴的电势能减小
【答案】D
【解析】
【分析】在电容器的电量不变的情况下,将B板下移,则导致电容变化,电压变化,根据、与相结合可得,从而确定电场强度是否变化,进而分析液滴如何运动,再根据电荷带电性可确定电势能增加与否;
【详解】A、将B板向下平移,电容器板间距离增大,根据知,电容器的电容变小,故A错误;
BD、根据电场力与重力平衡可知,液滴带负电,由于B板的移动,导致液滴的电势升高,所以其电势能减小,故D正确,B错误;
C、根据、与相结合可得,由于电容器的带电量、正对面积不变,所以板间电场强度也不变,液滴所受的电场力不变,则液滴仍保持静止,故C错误;
故选D.
二、多选题(共16分)
9. 一个T型电路如图所示,电路中的电阻,,,另有一测试电源,电动势为100V,内阻忽略不计,则( )
A. 当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 B. 当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40
C. 当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 V D. 当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.当cd端短路时,ab间电路的结构为电阻R2、R3并联后与R1串联,则等效电阻为
A正确;
B.当ab端短路时,cd之间电路结构为电阻R1、R3并联后与R2串联,等效电阻为
B错误;
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压等于电阻R3两端的电压,为
C正确;
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压等于电阻R3两端的电压,为
D错误。
故选AC。
10. 四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按图所示接法连入电路,则( )
A. 电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B. 电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角
C. 电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D. 电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.表头并联电阻后可改装成电流表。对于电流表A1和A2,两个表头并联,电压相同,故流过两个表头的电流相同,则电流表A1的指针偏转角等于电流表A2的指针偏转角,而电流表A1的量程大于A2的量程,则电流表A1的读数大于电流表A2的读数,故A正确,B错误;
CD.表头串联电阻后可改装成电压表。对于电压表V1和V2,两个表头串联,故流过两个表头的电流相同,则电压表V1的指针偏转角等于电压表V2的指针偏转角,而电压表V1的量程大于V2的量程,则电压表V1的读数大于电压表V2的读数,故C错误,D正确。
故选AD。
11. 在如图甲所示电路中,定值电阻,R为滑动变阻器,闭合开关后,多次改变滑片的位置,分别记录电压表和电流表的示数,由测得数据作出如图乙所示图线。下列判断正确的是( )
A. 当滑片向右滑动时,电压表示数增大
B. 电源的电动势测量值约为1.60V
C. 电源的内阻测量值约为1.5Ω
D. 当电源短路时,电路中电流为0.4A
【答案】AB
【解析】
【详解】BC.根据图像读出电源电动势为1.60V,根据图线斜率得到
故电源内阻为
选项B正确,C错误;
A.当滑片向右滑动时,电路总电阻增大,根据闭合电路欧姆定律可得总电流减小,根据
可得出电压表示数增大,故A正确;
D.当电源短路时,根据闭合电路欧姆定律得
故D错误。
故选AB。
12. 如图,电路中定值电阻阻值R大于电源内阻阻值r.将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表示数变化量的绝对值分别为 ,理想电流表示数变化量的绝对值 ,则
A. A示数增大 B. 的示数增大
C. 与 的比值大于r D. 大于
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.滑动变阻器的滑片向下滑动,导致滑动变阻器阻值变小,由于电压表断路,定值电阻和滑动变阻器为串联,滑动变阻器阻值变小,总电阻变小,电源电动势不变,总电流变大,即电流表示数变大,选项A对;
B.电压表测量定值电阻的电压,电阻不变,总电流变大,所以电压变大即示数增大.电压表测量定值电阻和滑动变阻器总电压即路端电压,示数变小,选项B错;
D.电压表测量滑动变阻器电压,设电流增加量为,则根据,,所以,选项D对;
C.电压表的变化量,所以,选项C对.
第II卷(非选择题)
三、实验题(共18分)
13. 某同学欲测量一阻值大约为10Ω、粗细均匀的金属线的电阻率。实验室除游标卡尺,螺旋测微器、导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源(电动势,内阻约1Ω) B.电压表V(量程为0~6V,内阻约8kΩ)
C.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω) D.电流表A2(量程0~3A,内阻约0.05Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值5Ω,额定电流2A)
(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示,读数为L=___________mm;用螺旋测微器测得该材料的直径如图乙所示,读数为D=___________mm。
(2)测量金属线的电阻时,为了便于调节及测量尽可能准确,实验中电流表应选___________(填所选仪器前的字母符号);选择合适的实验器材,在图丙方框内把实验原理图补充完整,把器材符号标在电路图上_____。
(3)设测得金属线的电阻为R,金属线的长度为L,金属线的直径为D,可得金属线的电阻率为ρ=______。(用R、L、D三个物理量表示)
【答案】 ①. 60.20 ②. 0.7321##0.732##0.733##0.734##0.735 ③. C ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]题中所示游标卡尺分度值为0.05mm,读数为
[2]螺旋测微器的分度值为0.01mm,读数为
(2)[3]待测电阻的最大电流
因此电流表选择,即选C;
[4]滑动变阻器阻值较小,用分压式接法,比较待测电阻与电压表内阻和电流表内阻,可以得到
R是小电阻,电流表采用外接法,电路图如图所示
(3)[5]根据电阻定律
解得
14. 某学习小组在做“测量电源的电动势和内阻”实验时采用了以下实验器材:
干电池一节(电动势约1.5 V,内阻小于1 Ω);
电压表V(量程3 V,内阻约3 kΩ);
电流表A(量程0.6 A,内阻约1 Ω);
滑动变阻器R(最大阻值20 Ω);
定值电阻R1(阻值2 Ω);
定值电阻R2(阻值4 Ω);
开关一个,导线若干。
(1)学习小组按照图甲图电路图进行正确操作,并根据实验数据做出U − I图像,如图乙图所示。根据图像可知,所选的定值电阻应为__________(填“R1”或“R2”),干电池内阻r = __________Ω。(保留两位有效数字)
(2)本实验中的电表带来的误差主要来源于__________(填“电压表分流”或“电流表分压”),测得的电源电动势相比真实值__________(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) ①. R1 ②. 0.41##0.42##0.43##0.44##0.45
(2) ①. 电压表分流 ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由图示图像可知,电源与定值电阻整体组成等效电源内阻
由题意可知,电源内阻小于1 Ω,则定值电阻应选择R1,干电池内阻为
【小问2详解】
[1]考虑电表内阻对实验的影响,由图甲可知,误差来源于电压表分流作用。
[2]由于电压表的分流作用,干路中电流的真实值大于测量值,由闭合电路欧姆定律得
可得
如果不考虑电表内阻对实验的影响,由闭合电路欧姆定律得
可知,电源的U − I图像如下图所示
由图可知
四、解答题(共42分)
15. 如图所示的电路中,电源电压,电源内阻不计,电阻、、的阻值均为,S为单刀双掷开关。求:
(1)开关S断开(既不接A,也不接B)时,电压表的示数;
(2)开关S接A时,电压表的示数;
(3)开关S接B时,整个电路在内产生的热量。
【答案】(1)5V;(2)0;(3)
【解析】
【详解】(1)开关S断开时,、串联,电压表测的电压,则电压表的示数为
(2)电压表与并联,开关S接A时,被短路,则电压表示数为0。
(3)开关S接B时,、并联后再与串联,则电路的总电阻为
故整个电路在内产生的热量为
16. 小型直流电动机(其线圈内阻为r=2Ω)与规格为“4V,4W”的小灯泡并联,再与阻值为R=4Ω的电阻串联,然后接至电动势为E=12V、内阻r0=1Ω的电源上,如图,电键闭合时,小灯泡恰好正常发光,电动机正常工作,求:
(1)定值电阻R电压U;
(2)电动机的输出功率P出。
【答案】(1)6.4V;(2)1.68W
【解析】
【详解】(1)由题意可得,流过电阻R的电流
因此加在电阻R两端的电压为
(2)根据
可知流过灯泡的电流为
因此流过电机电流
因此电动机的发热功率
电动机的总功率为
则电动机的输出功率为
17. 如图所示,甲图中变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙中的AC、BC两直线所示。不考虑电表对电路的影响。
(1)电压表的示数随电流表示数的变化图象应分别为图象中的哪一条直线?
(2)定值电阻、变阻器的总电阻R分别为多少?
(3)求出电源的电动势和内阻。
【答案】(1)、;(2),;(3),
【解析】
【详解】(1)当变阻器的滑动片向左移动时,变阻器接入电路的电阻减小,电路中电流增大,定值电阻的电压增大,路端电压减小,由图分析可得对应、对应。
(2)由题意得
当滑动变阻器取最大值时,电流最小,而
所以
(3)因为,则内阻
所以
18. 如图甲所示,已知电流表的量程为0∼0.6A,电压表的量程为0∼15V,滑动变阻器的规格为“50Ω,0.5A”。闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑片P,得到电流表与电压表的示数关系如图乙所示。在保证电路安全的前提下,求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器的取值范围;
(3)滑动变阻器的最大功率。
【答案】(1)6V (2)2Ω∼50Ω
(3)0.9W
【解析】
【小问1详解】
由甲图可知,与串联,电压表测电压,根据串联电路特点有
由图乙信息可知
解得
,
【小问2详解】
根据电流表量程可知电路中最大电流为0.6A,此时有
解得
电压表量程大于电源电压,则滑动变阻器可接入的最大阻值可以为,故滑动变阻器的取值范围为2Ω∼50Ω。
【小问3详解】
滑动变阻器的功率为
根据数学方法可知
滑动变阻器功率最大,代入解得
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