内容正文:
分子动能和分子势能拔高练习卷
一、单选题
1.如图甲分子固定于坐标原点,乙分子位于横轴上,甲、乙两分子之间引力、斥力的大小变化分别如图中两条曲线所示。P为两虚线a、b的交点。现把乙分子从A处由静止释放,恰能到达B位置。由图可知( )
A.虚线a为分子间引力变化的图线,且随距离增大而减小
B.交点P的横坐标代表乙分子到达该点时分子势能为零
C.乙分子到达B点时分子势能小于零
D.乙分子从A到B的运动过程中加速度一定先变小后变大
2.如图所示,若一分子固定于坐标原点,另一分子从轴上点沿轴向点运动,当运动到点时,两分子间的分子力为零,规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零。下列说法正确的是( )
A.运动到点时,分子势能大于零
B.从点运动到点的过程中,、间引力一直增大
C.从点运动到点的过程中,两分子之间只存在引力作用
D.从点运动到点的过程中,分子力先减小后增大再减小
3.如图甲所示,两分子、从相距处静止释放,分子间的分子势能随距离变化的关系如图乙所示,整个运动只考虑分子间的作用力。则两分子释放后( )
A.间距时,有最大速度
B.间距时,有最大加速度
C.间距时,有最大速度
D.间距时,有最大加速度
4.分子间作用力F、分子势能Ep与分子间距r的关系图如图中两条曲线所示。下列说法正确的是( )
A.r1为分子的平衡位置
B.从r1到r2的过程,Ep不断减小
C.从r2到r3的过程,F先减小后增大
D.图线a为分子势能与分子间距离的关系图线
5.分子力与分子间距离的关系图像如图甲所示,图中r0为分子斥力和引力平衡时两个分子间的距离;分子势能与分子间距离的关系图像如图乙所示,规定两分子间距离为无限远时分子势能为0。下列说法正确的是( )
A.当分子间的距离时,斥力大于引力
B.当分子间的距离时,引力小于斥力
C.分子间距离从减小到的过程中,分子势能减小
D.分子间距离从无限远减小到r0的过程中,分子势能先减小后增大
6.家庭装修中常用胶水粘合木板。胶水处于液态时,高分子体间距离远大于,干燥过程,随着溶剂的挥发,高分子体间距离逐渐减小,干燥后高分子体间距离约为。如图甲、乙所示为分子力F和分子势能随分子间距离r的变化曲线。下列说法正确的是( )
A.胶水干燥过程中,高分子体间距离逐渐减小,分子力始终表现为斥力
B.当高分子体间距离为时,分子势能最大
C.干燥过程中,分子力对高分子体始终做负功,分子动能减小
D.干燥过程中,高分子体间的作用力先增大后减小
7.如图为两分子靠近过程中的示意图,为分子间平衡距离,下列说法正确的是( )
A.分子间距离大于时,分子间引力和斥力同时存在
B.分子从无限远靠近到距离处的过程中分子间作用力一直增大
C.分子从无限远靠近到距离处的过程中分子势能先增大后减小且在处最小
D.分子间距离在小于且减小时,分子势能在减小
8.如图,F-r图像中两条曲线表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,其中纵坐标F表示两分子间引力、斥力的大小,横坐标r表示两个分子间的距离,e为两曲线的交点,规定两个分子间距离r等于时分子势能为零,则( )
A.ab为斥力曲线,cd为引力曲线
B.当时,分子间作用力的合力表现为斥力
C.当r不等于时,为正
D.当时,若减小分子间的距离,分子势能将减小
二、多选题
9.两个分子相距无限远,规定分子势能为0,假设一个分子A不动,另一个分子B从无限远逐渐靠近分子A,则分子间作用力与分子势能的图像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A.分子间距为r0时分子力为0,表示两分子间既没有引力也没有斥力
B.两分子相距无限远,分子势能与分子力均为0
C.B从无限远处向A靠近过程,引力先增大后减小,斥力一直增大
D.当分子势能最小时,分子力为0
10.甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示。图中分子势能的最小值为-E0。若两分子所具有的总能量为0,则下列说法中正确的是( )
A.乙分子的运动范围为
B.乙分子在P点()时,其动能为E0
C.乙分子在Q点()时,处于平衡状态
D.乙分子若从P点运动到点,乙的分子力逐渐变大
11.两个分子相距无限远,规定分子势能为0,假设一个分子A不动,另一个分子B从无限远逐渐靠近分子A,则分子间作用力与分子势能的图像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A.分子间距为时分子力为0,表示两分子间既没有引力也没有斥力
B.两分子相距无限远,分子势能与分子力均为0
C.当分子势能最小时,分子力为0
D.从无限远处向A靠近过程,引力与斥力一直增大
12.为了减少病毒传播,人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液,两者的主要成分都是酒精,则下列说法正确的是( )
A.使用免洗洗手液洗手后,手部很快就干爽了,是由于液体分子扩散到了空气中
B.在房间内喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,与分子运动无关
C.在房间内喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,这是酒精分子做布朗运动的结果
D.使用免洗洗手液洗手后,洗手液的酒精由液体变为同温度的气体的过程中,分子平均动能不变,但分子间距变大
13.如图为以无穷远为零势能点的分子势能随分子间距的变化关系。若一个分子固定于原点O,另一个分子从距O点很远处(分子势能可视为零),仅在分子间作用力下由静止开始向O点运动至不能再靠近。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.分子在处于平衡状态
B.在此过程中,分子的加速度先变大,后变小再变大
C.分子在处分子势能最大
D.分子在处动能减为零
三、解答题
14.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力,F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放,若规定无限远处分子势能为零,则:
(1)乙分子在何处的势能最小?是正值还是负值?
(2)乙分子的运动范围多大?
(3)在乙分子运动的哪个范围内分子力和分子势能随距离的减小都增加?
15.根据内能的定义,分别比较下列三组中各系统内能的大小,并说明道理。
(1)的水和的水
(2)的水和的水
(3)的水和的水汽
16.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来,就图象回答:
(1)从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小,试说明理由.
(2)图中分子势能为零的点选在什么位置?在这种情况下分子势能可以大于零,也可以小于零,也可以等于零,对吗?
(3)如果选两个分子相距r0时分子势能为零,分子势能有什么特点?
17.(1)1 kg的 的水跟1 kg的80 的水哪个内能多?
(2)1 kg的40 的水跟2 kg的40 的水哪个内能多?
(3)一杯100 的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多?
答案第10页,共12页
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分子动能和分子势能拔高练习卷
一、单选题
1.如图甲分子固定于坐标原点,乙分子位于横轴上,甲、乙两分子之间引力、斥力的大小变化分别如图中两条曲线所示。P为两虚线a、b的交点。现把乙分子从A处由静止释放,恰能到达B位置。由图可知( )
A.虚线a为分子间引力变化的图线,且随距离增大而减小
B.交点P的横坐标代表乙分子到达该点时分子势能为零
C.乙分子到达B点时分子势能小于零
D.乙分子从A到B的运动过程中加速度一定先变小后变大
【答案】C
【详解】A.分子间的引力和斥力随分子间距的增大而减小,斥力变化更快,故虚线a为分子间斥力变化图线,虚线b为分子间引力变化图线,故A错误;
BC.交点P的横坐标代表分子引力等于分子斥力,此时分子间的作用力为0,则从A处到P横坐标处,分子力体现为引力,分子引力做正功,分子势能减小;从P横坐标处到B处,分子力体现为斥力,分子斥力做负功,分子势能增大;由于A处和B处乙分子的动能均为0,所以乙分子在A处和B处的分子势能相等,当分子间距离足够远时,分子势能为0;综上分析可知交点P的横坐标代表乙分子到达该点时分子势能最小,为负值;乙分子到达B点时分子势能小于零,故B错误,C正确;
D.乙分子从A处到P横坐标处的运动过程中,分子力体现为引力,大小可能先增大后减小;从P横坐标处到B处,分子力体现为斥力,大小逐渐增大;则乙分子从A到B的运动过程中,分子力可能先增大后减小再增大,则加速度可能先增大后减小再增大,故D错误。
故选C。
2.如图所示,若一分子固定于坐标原点,另一分子从轴上点沿轴向点运动,当运动到点时,两分子间的分子力为零,规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零。下列说法正确的是( )
A.运动到点时,分子势能大于零
B.从点运动到点的过程中,、间引力一直增大
C.从点运动到点的过程中,两分子之间只存在引力作用
D.从点运动到点的过程中,分子力先减小后增大再减小
【答案】B
【详解】A.当分子b运动到Q点时,两分子间的分子力为零,则当分子b向Q点运动的过程中,分子间作用力表现为引力,分子间作用力做正功,分子势能减小,由于规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零,故b运动到Q点时,分子势能小于零,故A错误;
B.分子间的引力和斥力随分子间的距离减小都增大,则从点运动到点的过程中,、间引力一直增大,故B正确;
C.分子b从点运动到点的过程中,两分子之间同时存在着引力和斥力,C错误;
D.当分子b运动到Q点时,两分子间的分子力为零,无穷远处两分子间的分子力也为零,则从点运动到点的过程中,分子力先增大后减小,故D错误。
故选B。
3.如图甲所示,两分子、从相距处静止释放,分子间的分子势能随距离变化的关系如图乙所示,整个运动只考虑分子间的作用力。则两分子释放后( )
A.间距时,有最大速度
B.间距时,有最大加速度
C.间距时,有最大速度
D.间距时,有最大加速度
【答案】C
【详解】当分子间距离时,分子势能最小,根据分子力的特点可知,此时分子间的引力等于斥力,分子力为0;当时,分子力表现为斥力;当时,分子力表现为引力。
AB.两分子从相距(,分子力表现为斥力)处静止释放,当分子间距为时,分子力为斥力,两分子就没有最大速度,也没有最大加速度,A错误,B错误。
CD.当分子间距为时,分子势能最小,根据能量的转化和守恒定律可知,此时动能最大,速度最大,加速度为0,C正确,D错误。
故选C。
4.分子间作用力F、分子势能Ep与分子间距r的关系图如图中两条曲线所示。下列说法正确的是( )
A.r1为分子的平衡位置
B.从r1到r2的过程,Ep不断减小
C.从r2到r3的过程,F先减小后增大
D.图线a为分子势能与分子间距离的关系图线
【答案】B
【详解】D.取无穷远处分子势能Ep=0,在r=r2时,分子势能最小,但不为零,此时分子力为零,所以a图线为分子间作用力与分子间距离的关系图线,b图线为分子势能与分子间距离的关系图线,故D错误;
A.r2为分子的平衡位置,故A错误;
B.从r1到r2的过程,Ep不断减小,故B正确;
C.从r2到r3的过程,F先增大后减小,故C错误。
故选B。
5.分子力与分子间距离的关系图像如图甲所示,图中r0为分子斥力和引力平衡时两个分子间的距离;分子势能与分子间距离的关系图像如图乙所示,规定两分子间距离为无限远时分子势能为0。下列说法正确的是( )
A.当分子间的距离时,斥力大于引力
B.当分子间的距离时,引力小于斥力
C.分子间距离从减小到的过程中,分子势能减小
D.分子间距离从无限远减小到r0的过程中,分子势能先减小后增大
【答案】A
【详解】AB.当分子间的距离时,斥力大于引力,当时,引力大于斥力,故A正确,B错误;
C.分子间距离从减小到的过程中,分子势能增大,故C错误;
D.分子间距离从无限远减小到的过程中,分子力做正功,分子势能减小,故D错误。
故选A。
6.家庭装修中常用胶水粘合木板。胶水处于液态时,高分子体间距离远大于,干燥过程,随着溶剂的挥发,高分子体间距离逐渐减小,干燥后高分子体间距离约为。如图甲、乙所示为分子力F和分子势能随分子间距离r的变化曲线。下列说法正确的是( )
A.胶水干燥过程中,高分子体间距离逐渐减小,分子力始终表现为斥力
B.当高分子体间距离为时,分子势能最大
C.干燥过程中,分子力对高分子体始终做负功,分子动能减小
D.干燥过程中,高分子体间的作用力先增大后减小
【答案】D
【详解】A.胶水干燥过程中,高分子体间距离从大于r0逐渐减小到约为,当时,分子力表现为引力,只有时才表现为斥力,A错误;
B.分子势能在时达到最小值,B错误;
C.干燥过程中,分子力在时做正功(引力方向与位移同向),分子动能增大,C错误;
D.由图甲可以看出,干燥过程中随着分子间距离从大于r0逐渐减小到约为的过程中,分子间的作用力先增大后减小,D正确。
故选D。
7.如图为两分子靠近过程中的示意图,为分子间平衡距离,下列说法正确的是( )
A.分子间距离大于时,分子间引力和斥力同时存在
B.分子从无限远靠近到距离处的过程中分子间作用力一直增大
C.分子从无限远靠近到距离处的过程中分子势能先增大后减小且在处最小
D.分子间距离在小于且减小时,分子势能在减小
【答案】A
【详解】A.分子间距离大于时,分子力表现为引力,但引力和斥力同时存在,A正确;
B.分子从无限远靠近到距离处的过程中,分子间引力和斥力同时增大,但分子力表现为引力,且先增大后减小,B错误;
CD.分子从无限远靠近到距离处的过程中,分子间作用力表现为引力,引力做正功,分子势能变小;分子间距离从逐渐减小的过程,分子间作用力表现为斥力,斥力做负功,分子势能变大,可见分子势能在处最小,但不为零,故CD错误。
故选A。
8.如图,F-r图像中两条曲线表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,其中纵坐标F表示两分子间引力、斥力的大小,横坐标r表示两个分子间的距离,e为两曲线的交点,规定两个分子间距离r等于时分子势能为零,则( )
A.ab为斥力曲线,cd为引力曲线
B.当时,分子间作用力的合力表现为斥力
C.当r不等于时,为正
D.当时,若减小分子间的距离,分子势能将减小
【答案】C
【详解】A.在图像中,随着距离的增大,斥力比引力减小得快,则知ab为引力曲线,cd为斥力曲线,故A错误;
B.当时,分子间作用力的合力表现为引力,故B错误;
C.当r等于时,分子势能最小,为零,当r不等于时, 为正,故C正确;
D.当时,分子力表现为斥力,若减小分子间的距离,分子势能将增大,故D错误。
故选C。
二、多选题
9.两个分子相距无限远,规定分子势能为0,假设一个分子A不动,另一个分子B从无限远逐渐靠近分子A,则分子间作用力与分子势能的图像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A.分子间距为r0时分子力为0,表示两分子间既没有引力也没有斥力
B.两分子相距无限远,分子势能与分子力均为0
C.B从无限远处向A靠近过程,引力先增大后减小,斥力一直增大
D.当分子势能最小时,分子力为0
【答案】BD
【详解】A.分子间距为r0表示两分子处于平衡位置,分子既受到引力也受到斥力,但引力和斥力等大反向,合力即分子力为0,故A错误;
B.两个分子相距无限远,规定分子势能为0,两分子相距无限远,分子引力与斥力均为0,则分子力为0,故B正确;
C.B从无限远处向A靠近,分子引力与分子斥力都一直增大,故C错误;
D.当分子势能最小时,分子处于平衡位置,分子力为0,故D正确。
故选BD。
10.甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示。图中分子势能的最小值为-E0。若两分子所具有的总能量为0,则下列说法中正确的是( )
A.乙分子的运动范围为
B.乙分子在P点()时,其动能为E0
C.乙分子在Q点()时,处于平衡状态
D.乙分子若从P点运动到点,乙的分子力逐渐变大
【答案】BD
【详解】A.当乙分子运动至Q点()时,其分子势能为零,故其分子动能也为零,分子间距最小,而后向分子间距变大的方向运动,故乙分子的运动范围为,故A错误;
B.乙分子在P点()时,其分子势能为- E0,由两分子所具有的总能量为0,可知其分子动能为E0,故B正确;
C.分子在平衡位置分子势能最小,故乙分子在Q点()时,分子引力小于分子斥力,合力表现为斥力,乙分子有加速度,不处于平衡状态,故C错误;
D.乙分子在P点()时,势能最小,分子力的合力为零,在Q点()时,分子力表现为斥力,从P点运动到点,分子力逐渐变大,故D正确。
故选BD。
11.两个分子相距无限远,规定分子势能为0,假设一个分子A不动,另一个分子B从无限远逐渐靠近分子A,则分子间作用力与分子势能的图像分别如图甲、乙所示,下列说法正确的是( )
A.分子间距为时分子力为0,表示两分子间既没有引力也没有斥力
B.两分子相距无限远,分子势能与分子力均为0
C.当分子势能最小时,分子力为0
D.从无限远处向A靠近过程,引力与斥力一直增大
【答案】BCD
【详解】A.当分子间距为时,分子力为0,这表示分子间的引力和斥力大小相等,方向相反,而不是没有引力和斥力,A错误;
B.当两分子相距无限远时,分子势能为0,分子力也为0,因为此时分子间的相互作用力可以忽略不计,B正确;
C.当分子势能最小时,分子力为0,此时分子间距,分子间的引力和斥力大小相等,方向相反,分子势能达到最小值,C正确;
D.在B从无限远处向A靠近的过程中,引力和斥力均一直增大,开始引力大于斥力,但是斥力增大得比引力快,当分子间距小于时,斥力开始超过引力,分子间作用力表现为斥力,D正确。
故选BCD。
12.为了减少病毒传播,人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液,两者的主要成分都是酒精,则下列说法正确的是( )
A.使用免洗洗手液洗手后,手部很快就干爽了,是由于液体分子扩散到了空气中
B.在房间内喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,与分子运动无关
C.在房间内喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,这是酒精分子做布朗运动的结果
D.使用免洗洗手液洗手后,洗手液的酒精由液体变为同温度的气体的过程中,分子平均动能不变,但分子间距变大
【答案】AD
【详解】A.液体挥发是分子扩散到空气中的过程,属于扩散现象,故A正确;
B.闻到酒味是酒精分子无规则运动(扩散)的结果,与分子运动有关,故B错误;
C.布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,酒精分子扩散属于分子热运动,故C错误;
D.温度不变时分子平均动能不变,液体变为气体时分子间距增大,故D正确。
故选AD。
13.如图为以无穷远为零势能点的分子势能随分子间距的变化关系。若一个分子固定于原点O,另一个分子从距O点很远处(分子势能可视为零),仅在分子间作用力下由静止开始向O点运动至不能再靠近。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.分子在处于平衡状态
B.在此过程中,分子的加速度先变大,后变小再变大
C.分子在处分子势能最大
D.分子在处动能减为零
【答案】BD
【详解】A.图中处,分子势能增加,分子力做负功,即为斥力,故A错误;
B.在靠近过程中,分子力先表现为引力,随着距离的减小先增大后减小到零(处),再表现为斥力,随着距离的减小而增大,故B正确;
C.分子势能是标量,正负表示大小,所以处的分子势能最小,故C错误;
D.根据能量守恒,势能和动能的总和保持不变,开始时,分子动能、分子势能均为零,即二者之和为零,所以当分子势能为零时,分子动能也为零,故D选项正确。
故选BD。
三、解答题
14.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力,F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放,若规定无限远处分子势能为零,则:
(1)乙分子在何处的势能最小?是正值还是负值?
(2)乙分子的运动范围多大?
(3)在乙分子运动的哪个范围内分子力和分子势能随距离的减小都增加?
【答案】(1)c点,为负值;(2)运动范围在ad之间;(3)cd范围内
【详解】(1)由于乙分子由静止开始,在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动,引力做正功,分子势能一直在减小,到达c点时所受分子力为零,加速度为零,速度最大,动能最大,分子势能最小(为负值)。
(2)由于惯性,到达c点后乙分子继续向甲分子靠近,由于分子力为斥力,故乙分子做减速运动,直到速度为零,设到达d点后返回,故乙分子运动范围在ad之间。
(3)在分子力表现为斥力的那一段cd上,随分子间距的减小,乙分子克服斥力做功,分子力、分子势能随间距的减小一直增加。
15.根据内能的定义,分别比较下列三组中各系统内能的大小,并说明道理。
(1)的水和的水
(2)的水和的水
(3)的水和的水汽
【答案】(1)的水的内能小于的水的内能,理由见解析;(2)的水的内能小于的水的内能,理由见解析;(3)的水的内能小于的水汽的内能,理由见解析
【详解】(1)温度是分子平均动能的量度,温度相同,分子的平均动能相同。的水和的水,分子的平均动能相同,但的水的物质的量小于的水的物质的量,故的水的内能小于的水的内能。
(2)的水的物质的量等于的水的物质的量,但的水的分子平均动能小于的水的分子平均动能,故的水的内能小于的水的内能。
(3)的水和的水汽温度相同,物质的量相同,但的水变为的水汽需要吸热,故的水的内能小于的水汽的内能。
16.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来,就图象回答:
(1)从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小,试说明理由.
(2)图中分子势能为零的点选在什么位置?在这种情况下分子势能可以大于零,也可以小于零,也可以等于零,对吗?
(3)如果选两个分子相距r0时分子势能为零,分子势能有什么特点?
【答案】(1)在r0处分子势能最小;(2) 分子势能可以大于零,也可以小于零,还可以等于零;(3) 在r≠r0时,分子势能将大于零,但随分子间距离的变化规律不变
【详解】(1)当分子间距离时分子力为零,当分子间距离小于时,分子间的作用力表现为斥力,要减小分子间的距离必须克服斥力做功,因此,分子势能随分子间距离的减小而增大,如果分子间距大于时,分子间的相互作用力表现为引力,要增大分子间的距离必须克服引力做功,因此,分子势能随分子间的距离增大而增大.
从以上两种情况综合分析,分子间距离以为基准,分子间距离不论减小或增大,分子势能都增大,所以说在处分子势能最小.
(2)由图可知,选两个分子相距无穷远时分子势能为零,时分子势能最低且小于零,故在这种情况下,分子势能可以大于零,也可以小于零,还可以等于零.
(3)若选时,分子势能为零,则 图象为:
故可知在时,分子势能将大于零,但随分子间距离的变化规律不变.
17.(1)1 kg的 的水跟1 kg的80 的水哪个内能多?
(2)1 kg的40 的水跟2 kg的40 的水哪个内能多?
(3)一杯100 的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多?
【答案】(1)1kg的的水;(2)2kg的的水;(3)一池塘常温下的水
【详解】(1)两者质量一样,同种物质,所以分子数目一样,而的水比的水的水分子平均动能大,所以1kg的 的水的总动能比1kg的的水大,若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化,则1kg的的水的内能多。
(2)1kg的的水跟2kg的的水比较,2kg的的水内能多,因为后者分子数目多。
(3)虽然 的水的水分子平均动能较大,但池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多,故一池塘常温下的水的内能比一杯的开水的内能多。
答案第10页,共12页
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