内容正文:
第13讲 声与光
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1.(2025·浙江杭州·模拟)上课时,老师常用扩音器让同学们听得更清楚。扩音器主要改变了声音的( )
A.响度
B.音调
C.音色
D.传播速度
2.【将声音传播条件、光源判断、运动与静止等知识点与我国顶尖的航天成就紧密结合】
(2024·浙江宁波·一模)2023年10月26日,神舟十七号载人飞船与空间站天和核心舱成功对接,与神舟十六号航天员乘组拍下“全家福”。以下说法正确的是( )
A.夜晚可看到空间站说明它是光源
B.宇航员在空间站内可以直接交谈
C.我国空间站相对于地球是静止的
D.照片是利用平面镜成像原理拍摄的
3.(2023·浙江台州·一模)如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到铃声变小直至听不见;再让空气逐渐进入玻璃罩内,听到铃声又变大。下列说法正确的是( )
A.只要闹铃振动,就可以听到铃声
B.实验说明空气可以传播声音
C.听不见铃声,是由于玻璃罩反射了声波
D.听到铃声逐渐变大,是由于闹铃振动逐渐变剧烈了
4.【将噪声控制的知识从课本概念延伸到实际的建筑声学设计和文化产业中】
融合传统文化和现代技术动画片《哪吒2》的配音生动有趣,配音的录音棚四周墙壁上都做成凹凸不平或安装像蜂窝状的装饰板(如图),从噪声的危害和控制上说,这样做的目的是为了( )
A.装饰更加的美观
B.减少噪声的反射
C.增强噪声的反射
D.改变声音的音调
5.汽车“平视显示系统”是利用平面镜成像原理将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野正前方,减少司机低头次数,提升行车安全。当显示器上看到如图所示符号时,司机通过挡风玻璃看到的“像”是( )
A.
B.
C.
D.
6.【将光的折射原理与中华优秀传统文化遗产(瓷器工艺)巧妙结合】
(2025·浙江温州·三模)中国古代名瓷黑釉木叶纹盏,其底部印有叶片,往盏中注水后,看到叶片仿佛“漂浮”在水中。下列光路图能正确表示看到“叶片漂浮”的原理是( )
A.
B.
C.
D.
7.(2025·浙江绍兴·二模)如图是某款智能镜启动系统模型,人的面部可通过摄像头成像在感光组件上,进行识别后启动使用该镜。下列有关启动系统说法正确的是( )
A.感光组件上所成的像是倒立的虚像
B.感光组件上所成的像是放大的实像
C.该系统成像原理和放大镜相同
D.该系统成像原理和照相机相同
8.(2025·浙江绍兴·二模)无人机航拍的最大特色在于其能够突破地平线的束缚,提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律,如图所示某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线,下列说法正确的是( )
A.若要扩大拍摄范围,可让无人机飞得更高,景物类似从C到D的过程
B.若航拍镜头焦距为50毫米,底片和镜头距离略小于50毫米
C.若航拍环境较暗,可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰
D.若用无人机拍摄,所成的像为倒立缩小的实像,景物类似处于AB间某一位置
9.(2025·浙江·二模)下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,桥的倒影形成是因为光的折射
B.图乙中,人佩戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,墙上手影的形成是因为光的直线传播
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章,不遵循光的反射定律
10.【深入考查了凸透镜成像的临界条件(u=f, u<f)】
(2023·浙江·一模)如图甲所示,白板上嵌入一个发光箭头,把装有半杯水的玻璃杯放在白板前,人眼通过玻璃杯看到了图乙所示的“箭头”。关于观察到“箭头”的说法正确的是( )
A.图乙中观察到的“箭头”是虚像
B.玻璃杯下半部相当于一个凹透镜
C.将白板远离玻璃杯,“箭头”会变长
D.将白板不断靠近玻璃杯,“箭头”朝向会改变
二、填空题(本题共5题,每空3分,共39分)
11.如图所示是一款降噪耳机,开启降噪模式,有种世界都安静的体验。
(1)耳机可以发出声音是因为耳机内的部分结构在 ;
(2)声波进入人耳,在 形成听觉;
(3)佩戴降噪耳机是在 (选填“声源处”“传播过程中”或“人耳处”)减弱噪声。
12.某同学去森林公园游玩时,看见阳光透过树叶的缝隙在地面上形成圆形光斑,爸爸告诉他光沿 (选填“直线”或“非直线”)传播形成的太阳 (选填“倒立”或“正立”)的像。走出森林公园,该同学让一束太阳光通过三棱镜后形成一条彩色光带,这种神奇的现象称为光的 ,在彩色光带外侧有两种看不见的光,其中一种光可以用于杀菌,这种光是就是 (选填“红外线”或“紫外线”)。
13.(2025·浙江台州·一模)如图所示的“梦想成真”是投影灯中图片在地上所成的像。当图片处于凸透镜一倍焦距和两倍焦距之间时,地面上所成像的性质为倒立、 的实像。人们能从各个方向看见粗糙地面上的像,这是因为光发生了 (填光的反射类型)。
14.【光路动态分析,综合考查了光的反射定律和折射规律】
小云同学用一只新买的激光笔照射水平水面,在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B,如图所示,现保持入射点O的位置不变,欲使光点A下移至A’处,应使入射光线MO绕着点O沿 方向转动;现保持入射点O的位置不变,欲使光点B下移至B’处,应使入射光线MO绕着点O沿 方向转运(两空均选填“顺时针”或“逆时针”)。
15.【将物理学中的控制变量思想应用于一个贴近生活的实际问题(噪声污染)】
(2022·浙江宁波·三模)小科家最近交付的高层精装修房临近马路,为了测试噪声的响度,进行了实验。
小科购买了声音测试仪进行测试。声音响度用声强级中的分贝(dB)单位表示,测量的数据绘制的图像如乙所示。小科研究的问题是 。小科应控制的变量是 (写出其中一个)。
三、探究题(本题共2题,每空3分,共21分)
16.【将高科技知识(光纤通信)转化为可操作的课堂探究实验】
(2025·浙江·模拟)学校科技节开展“水流光纤”实验探究,同学们查阅资料得知:一定条件下光在水流中通过全反射原理传输,某科学小组利用透明塑料瓶、激光笔、清水等材料模拟光纤原理。在距瓶底10cm处开一直径2mm的小孔(接出水管),注满水后形成稳定弯曲水流。用红色激光笔从瓶的另一侧对准小孔照射(如图丙所示),观察实验现象。
(1)根据图甲与图乙分析,在模拟光纤的水流实验中,光能够沿弯曲水流传播的主要原因是_________(填字母);
A.水流对光的折射作用 B.光在水流表面发生多次全反射
C.水流的颜色吸引了光线 D.光在水中的传播速度较快
(2)实验中,水流需满足的条件:水流必须足够 (选填“透明”或“浑浊”),才能清晰地观察到光沿水流传播的现象,原因是 ;
(3)某小组用图丙所示装置模拟光纤实验,预期能观察到的实验现象为 。
17.【超越了简单的成像特点记忆,考查了对平面镜成像“对称性”本质的空间想象和几何推理能力】
(2025·浙江温州·三模)兴趣小组同学在“拓展课”中对光学的有关实验进行了进一步的研究:
(1)小阳利用3只相同的蜡烛和透明玻璃板进行实验(如图甲),当A烛焰的像恰好落在B蜡烛位置时,从俯视图观察到“B蜡烛被点燃”的现象。若要观察到“C蜡烛被点燃”,则需要将玻璃板的位置调整为下图中的( )
A. B.
C. D.
(2)小阳把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,位置如图乙,恰好能在光屏上成清晰的倒立、 (填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)小阳用易拉罐制成如图丙的针孔照相机,若仅将“圆孔”改变成“方孔”,孔的大小不变,则像的形状 (填“会”或“不会”)改变。
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第13讲 声与光
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1.(2025·浙江杭州·模拟)上课时,老师常用扩音器让同学们听得更清楚。扩音器主要改变了声音的( )
A.响度
B.音调
C.音色
D.传播速度
【答案】A
【详解】A.扩音器的作用是增大声音的响亮程度,即增大发声体的振幅,从而改变声音的响度,故A符合题意;
B.扩音器不改变声音的振动频率,所以不会改变音调,故B不符合题意;
C.扩音器没有改变发声体的材料和结构,不会改变音色,故C不符合题意;
D.在相同的环境介质中,声音传播速度不变,扩音器不影响声音传播速度,故D不符合题意。
故选A。
2.【将声音传播条件、光源判断、运动与静止等知识点与我国顶尖的航天成就紧密结合】
(2024·浙江宁波·一模)2023年10月26日,神舟十七号载人飞船与空间站天和核心舱成功对接,与神舟十六号航天员乘组拍下“全家福”。以下说法正确的是( )
A.夜晚可看到空间站说明它是光源
B.宇航员在空间站内可以直接交谈
C.我国空间站相对于地球是静止的
D.照片是利用平面镜成像原理拍摄的
【答案】B
【详解】A.夜晚可看到空间站,是由于空间站反射太阳光,不是自身发光,所以空间站不是光源,故A错误;
B.由于空间站是密封的环境,内部充满空气,所以声音能在空间站内传播,宇航员在空间站内可以直接交谈,故B正确;
C.以地球为参照物,我国空间站的位置一直在改变,所以我国空间站相对于地球是运动的,故C错误;
D.由于照相机是利用凸透镜成像原理工作的,所以照片是利用凸透镜成像原理拍摄的,故D错误。
故选B。
3.(2023·浙江台州·一模)如图所示,把正在响铃的闹钟放在玻璃罩内,逐渐抽出玻璃罩内的空气,听到铃声变小直至听不见;再让空气逐渐进入玻璃罩内,听到铃声又变大。下列说法正确的是( )
A.只要闹铃振动,就可以听到铃声
B.实验说明空气可以传播声音
C.听不见铃声,是由于玻璃罩反射了声波
D.听到铃声逐渐变大,是由于闹铃振动逐渐变剧烈了
【答案】B
【详解】A.闹铃振动,如果没有传播声音的介质,就听不到声音,故A错误;
B.随着空气逐渐被抽去,铃声逐渐减小,当玻璃罩内变成真空时,听不到铃声,可以说明空气可以传播声音,故B正确;
C.听不见铃声,是由于玻璃罩中真空,没有传播声音的介质,故C错误;
D.听到闹铃声又逐渐变大,由于空气进入玻璃罩,传播声音的介质增多,故D错误。
故选B。
4.【将噪声控制的知识从课本概念延伸到实际的建筑声学设计和文化产业中】
融合传统文化和现代技术动画片《哪吒2》的配音生动有趣,配音的录音棚四周墙壁上都做成凹凸不平或安装像蜂窝状的装饰板(如图),从噪声的危害和控制上说,这样做的目的是为了( )
A.装饰更加的美观
B.减少噪声的反射
C.增强噪声的反射
D.改变声音的音调
【答案】B
【详解】录音棚四周墙壁做成凸凹不平像蜂窝状似的,声音在反射时能量会相互抵消(声音被吸收),减弱声波的反射,也可以说是防止声音的反射干扰,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.汽车“平视显示系统”是利用平面镜成像原理将行车信息通过挡风玻璃成像在司机视野正前方,减少司机低头次数,提升行车安全。当显示器上看到如图所示符号时,司机通过挡风玻璃看到的“像”是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】
水平显示面相当于平面镜,根据平面镜成像特点可知平面镜所成的像和物体关于平面镜对称,在水平显示器屏上应是,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.【将光的折射原理与中华优秀传统文化遗产(瓷器工艺)巧妙结合】
(2025·浙江温州·三模)中国古代名瓷黑釉木叶纹盏,其底部印有叶片,往盏中注水后,看到叶片仿佛“漂浮”在水中。下列光路图能正确表示看到“叶片漂浮”的原理是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】叶片反射的光从水斜射入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,折射角大于入射角,人逆着光线看去看到的是叶片的虚像,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.(2025·浙江绍兴·二模)如图是某款智能镜启动系统模型,人的面部可通过摄像头成像在感光组件上,进行识别后启动使用该镜。下列有关启动系统说法正确的是( )
A.感光组件上所成的像是倒立的虚像
B.感光组件上所成的像是放大的实像
C.该系统成像原理和放大镜相同
D.该系统成像原理和照相机相同
【答案】D
【详解】根据题意可知,摄像头相当于照相机,利用凸透镜成倒立、缩小实像的规律工作,故D正确,ABC错误。
故选D。
8.(2025·浙江绍兴·二模)无人机航拍的最大特色在于其能够突破地平线的束缚,提供前所未有的高空视角。航拍实际就是利用凸透镜成像规律,如图所示某实验小组采用航拍镜头进行凸透镜成像的规律探究时描绘的图线,下列说法正确的是( )
A.若要扩大拍摄范围,可让无人机飞得更高,景物类似从C到D的过程
B.若航拍镜头焦距为50毫米,底片和镜头距离略小于50毫米
C.若航拍环境较暗,可调小镜头光圈减少进光量使照片更清晰
D.若用无人机拍摄,所成的像为倒立缩小的实像,景物类似处于AB间某一位置
【答案】A
【详解】根据图片可知,
凸透镜成实像,则由凸透镜成像规律可知,凸透镜的焦距f=5cm=50mm
A.根据成实像时“物远像近小”的规律可知,离物体越远,成的像越小,屏幕上看到的景物越大,所拍摄范围越大,类似从C到D的过程,故A正确;
B.无人机摄像成倒立缩小的实像,此时物距大于二倍焦距,而像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即在50mm到100mm之间,故B错误;
C.若航拍环境较暗时,需要增大光圈,即可调大镜头光圈增加进光量使照片更清晰,故C错误;
D.照相机的底片是像的位置,底片应该在镜头的一倍焦距和二倍焦距之间,并且物距很大,像距很小,底片放在略大于100mm的位置上,故D错误。
故选A。
9.(2025·浙江·二模)下列关于图中所示光学现象的描述或解释正确的是( )
A.图甲中,桥的倒影形成是因为光的折射
B.图乙中,人佩戴的凹透镜可以矫正远视眼
C.图丙中,墙上手影的形成是因为光的直线传播
D.图丁中,漫反射的光线杂乱无章,不遵循光的反射定律
【答案】C
【详解】A.桥的倒影是平面镜成像,由光的反射形成,故A错误;
B.人佩戴的凹透镜对光具有发散作用,矫正近视眼,故B错误;
C.墙上手影是由于手挡住了光线的传播,是由光的直线传播形成的,故C正确;
D.漫反射的光线杂乱无章,也遵循光的反射定律,故D错误。
故选C。
10.【深入考查了凸透镜成像的临界条件(u=f, u<f)】
(2023·浙江·一模)如图甲所示,白板上嵌入一个发光箭头,把装有半杯水的玻璃杯放在白板前,人眼通过玻璃杯看到了图乙所示的“箭头”。关于观察到“箭头”的说法正确的是( )
A.图乙中观察到的“箭头”是虚像
B.玻璃杯下半部相当于一个凹透镜
C.将白板远离玻璃杯,“箭头”会变长
D.将白板不断靠近玻璃杯,“箭头”朝向会改变
【答案】D
【详解】AB.玻璃杯下半部分(装有水)具有中间厚、两边薄的特点,相当于一个凸透镜,据图乙可知,能看出下方箭头的方向改变了,且箭头变小了,这说明此时的像是倒立、缩小的实像,故AB错误;
C.将白板远离玻璃杯,物距变大,像距变小,像变小,所以观察到下方的箭头比移动前变得更小,故C错误;
D.将白板不断靠近玻璃杯,物距会变小,当物距小于焦距时,会成正立、放大的虚像,“箭头”朝向会改变,故D正确。
故选D。
二、填空题(本题共5题,每空3分,共39分)
11.如图所示是一款降噪耳机,开启降噪模式,有种世界都安静的体验。
(1)耳机可以发出声音是因为耳机内的部分结构在 ;
(2)声波进入人耳,在 形成听觉;
(3)佩戴降噪耳机是在 (选填“声源处”“传播过程中”或“人耳处”)减弱噪声。
【答案】(1)振动
(2)大脑皮层(或听觉中枢)
(3)人耳处
【详解】(1)耳机可以发出声音是因为耳机内的部分结构在电流的作用下产生了振动。
(2)声波进入人耳,在听觉中枢形成听觉。
(3)减弱噪声的途径有3个,而佩戴降噪耳机是在人耳处减弱噪声。
12.某同学去森林公园游玩时,看见阳光透过树叶的缝隙在地面上形成圆形光斑,爸爸告诉他光沿 (选填“直线”或“非直线”)传播形成的太阳 (选填“倒立”或“正立”)的像。走出森林公园,该同学让一束太阳光通过三棱镜后形成一条彩色光带,这种神奇的现象称为光的 ,在彩色光带外侧有两种看不见的光,其中一种光可以用于杀菌,这种光是就是 (选填“红外线”或“紫外线”)。
【答案】 直线 倒立 色散 紫外线
【详解】[1][2]大树上的树叶很多,树叶与树叶之间会形成很多小的缝隙,由于光在同种均匀介质中沿直线传播,经过树叶间的缝隙,在地上形成光斑,是小孔成像现象,所以在地面上形成的光斑是太阳的像,形状和太阳一样,而且是倒立的实像。
[3]太阳光经过三棱镜折射后,可以分散成七种颜色的光,分别是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,是光的色散现象。
[4]在彩色光带外侧有两种看不见的光,其中一种光可以用于杀菌,这种看不见的光在紫色光带的外侧,称作紫外线。
13.(2025·浙江台州·一模)如图所示的“梦想成真”是投影灯中图片在地上所成的像。当图片处于凸透镜一倍焦距和两倍焦距之间时,地面上所成像的性质为倒立、 的实像。人们能从各个方向看见粗糙地面上的像,这是因为光发生了 (填光的反射类型)。
【答案】 放大 漫反射
【详解】[1]由凸透镜成像规律可知,当图片处于凸透镜一倍焦距和两倍焦距之间时,所成像的性质为倒立、放大的实像。
[2]平行光线射到粗糙地面上,它的反射光线是射向不同的方向,进入各个方向的人的眼睛里,这是因为光发生了漫反射。
14.【光路动态分析,综合考查了光的反射定律和折射规律】
小云同学用一只新买的激光笔照射水平水面,在竖直白墙上出现了两个红色亮点A和B,如图所示,现保持入射点O的位置不变,欲使光点A下移至A’处,应使入射光线MO绕着点O沿 方向转动;现保持入射点O的位置不变,欲使光点B下移至B’处,应使入射光线MO绕着点O沿 方向转运(两空均选填“顺时针”或“逆时针”)。
【答案】 顺时针 逆时针
【详解】[1]当光从空气斜射到水面时,同时会发生反射和折射现象,反射角等于入射角,折射角小于入射角,现保持入射点O的位置不变,欲使光点A下移至A′处,根据反射角等于入射角,则应使入射光线由MO变为DO,所以入射光线绕着O点沿顺时针方向转动。
[2]首先要知道B点是光折射到达的点,根据光的折射定律,现保持入射点O的位置不变,欲使光点B下移至B′处,则入射光线由MO变为CO,折射光线由OB变为OB′,所以应使入射光线MO绕着点O沿逆时针方向转动。
15.【将物理学中的控制变量思想应用于一个贴近生活的实际问题(噪声污染)】
(2022·浙江宁波·三模)小科家最近交付的高层精装修房临近马路,为了测试噪声的响度,进行了实验。
小科购买了声音测试仪进行测试。声音响度用声强级中的分贝(dB)单位表示,测量的数据绘制的图像如乙所示。小科研究的问题是 。小科应控制的变量是 (写出其中一个)。
【答案】 噪声的响度与楼层有什么关系? 同一时间
【详解】[1]由图乙可知,横轴是楼层的高度,纵轴是噪声响度,所以它研究的是噪声的响度与楼层有什么关系?
[2]小科探究噪声的响度与楼层有什么关系,应控制的变量是同一时间,同一楼层。
三、探究题(本题共2题,每空3分,共21分)
16.【将高科技知识(光纤通信)转化为可操作的课堂探究实验】
(2025·浙江·模拟)学校科技节开展“水流光纤”实验探究,同学们查阅资料得知:一定条件下光在水流中通过全反射原理传输,某科学小组利用透明塑料瓶、激光笔、清水等材料模拟光纤原理。在距瓶底10cm处开一直径2mm的小孔(接出水管),注满水后形成稳定弯曲水流。用红色激光笔从瓶的另一侧对准小孔照射(如图丙所示),观察实验现象。
(1)根据图甲与图乙分析,在模拟光纤的水流实验中,光能够沿弯曲水流传播的主要原因是_________(填字母);
A.水流对光的折射作用 B.光在水流表面发生多次全反射
C.水流的颜色吸引了光线 D.光在水中的传播速度较快
(2)实验中,水流需满足的条件:水流必须足够 (选填“透明”或“浑浊”),才能清晰地观察到光沿水流传播的现象,原因是 ;
(3)某小组用图丙所示装置模拟光纤实验,预期能观察到的实验现象为 。
【答案】(1)B
(2)透明 透明水流才能让光线通过并发生全反射
(3)见解析
【详解】(1)在模拟光纤的水流实验中,光能够沿弯曲水流传播的原理和光纤中光的传播原理类似,光在水流表面发生多次全反射从而使光能够沿着弯曲的水流传播。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(2)[1][2]实验中,水流需足够透明。因为如果水流浑浊,光在传播过程中会被水中的杂质散射,就无法清晰地观察到光沿水流传播的现象,只有水流透明,光才能在水流中顺利地通过全反射传播,从而被我们清晰地观察到。
(3)用图丙所示装置模拟光纤实验,预期能观察到的实验现象为:光直线通过塑料瓶后,沿弯曲水流传播,在水流落点处可观察到明亮的光斑,这是因为光在水流中发生全反射,随着水流传播到水盆中。
17.【超越了简单的成像特点记忆,考查了对平面镜成像“对称性”本质的空间想象和几何推理能力】
(2025·浙江温州·三模)兴趣小组同学在“拓展课”中对光学的有关实验进行了进一步的研究:
(1)小阳利用3只相同的蜡烛和透明玻璃板进行实验(如图甲),当A烛焰的像恰好落在B蜡烛位置时,从俯视图观察到“B蜡烛被点燃”的现象。若要观察到“C蜡烛被点燃”,则需要将玻璃板的位置调整为下图中的( )
A. B.
C. D.
(2)小阳把蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上,位置如图乙,恰好能在光屏上成清晰的倒立、 (填“放大”或“缩小”)的实像;
(3)小阳用易拉罐制成如图丙的针孔照相机,若仅将“圆孔”改变成“方孔”,孔的大小不变,则像的形状 (填“会”或“不会”)改变。
【答案】(1)C
(2)缩小
(3)不会
【详解】(1)平面镜所成的像与物体关于镜面对称,所以镜面在AC两点的对称轴上,结合轴对称知识可知,只有C选项平面镜位于AC连线的对称轴上,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(2)如图乙所示,此时物距大于像距,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。
(3)物体发出或反射的光通过小孔后,在小孔后面的光屏上形成倒立的实像,这就是小孔成像;小孔成像与物体的形状相同,与小孔的形状无关,所以,仅将“圆孔”改变成“方孔”,孔的大小不变,则像的形状不会改变。
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