内容正文:
鹤华中学2025-2026学年度第二学期期中考试
物理(高二)
一、单选题(每题4分)
1. 关于机械振动与机械波,下列说法正确的是( )
A. 夏日雷声有时轰鸣不绝,这是声波的衍射现象
B. 物体做受迫振动时,驱动力频率越高,受迫振动的振幅越大
C. 围绕正在发声的音叉走一圈,就会听到声音忽强忽弱,是声波的干涉现象
D. 两列波发生干涉,振动加强区质点的位移总是比振动减弱区质点的位移大
【答案】C
【解析】
【详解】A.夏日雷声有时轰鸣不绝,是由于声波在云层、山体或建筑物间多次反射形成的回声现象,属于声波的反射,故A错误;
B.物体做受迫振动时,振幅大小取决于驱动力频率与系统固有频率大小关系。当驱动力频率与系统固有频率越接近,振幅越大;当两者相等时,振幅最大(共振);当两者相差越大,振幅越小;故B错误;
C.围绕正在发声的音叉走一圈,就会听到声音忽强忽弱,是由于音叉两个臂发出的相干声波在空间中叠加,形成干涉现象,故C正确;
D.两列波发生干涉时,振动加强区质点的振幅比振动减弱区大,但位移是随时间变化的, 如振动加强区某一时刻位移最大,但过位移为0,故D错误。
故选C。
2. 下列说法中不正确的是( )
A. 一列声波由空气传播到水中,波速和波长都发生变化
B. 火车鸣笛时向观察者驶来,观察者听到的笛声频率比声源发出的频率高
C. 对于同一障碍物,波长越长的光越容易发生明显衍射现象
D. 光导纤维内芯折射率小于外套折射率
【答案】D
【解析】
【详解】A.声波是机械波,从空气传入水中时频率由波源决定保持不变,波速变大,由可知波长变大,波速和波长都发生变化,故A正确,不符合题意;
B.根据多普勒效应,声源向观察者靠近时,观察者接收到的声波频率高于声源固有频率,故B正确,不符合题意;
C.发生明显衍射的条件是障碍物尺寸与波长相近或小于波长,同一障碍物尺寸固定,波长越长越满足明显衍射条件,越容易发生明显衍射,故C正确,不符合题意;
D.光导纤维利用光的全反射原理传递信号,全反射要求光从光密介质射入光疏介质,因此内芯折射率必须大于外套折射率,故D错误,符合题意。
故选D。
3. 歼-20是我国自主研制的第五代战斗机,其优秀的性能受到全世界的关注,歼—20的光学着陆系统中用到了双缝干涉装置。现用单色光进行双缝干涉实验,下列说法正确的是( )
A. 用红光和黄光照射,其他条件相同,相邻红光明纹间距比黄光要窄
B. 用红光照射,只增大双缝到光屏间距,相邻红光明纹间距变宽
C. 用绿光照射,只增大双缝到光屏间距,相邻绿光明纹间距变窄
D. 用蓝光照射,测得双缝间距为d,双缝到光屏间距离为L。现测得n条明纹间距为x,则该蓝光波长为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由得,式中为相邻两明纹间距,因为相邻红光明纹间距比黄光要宽,A错误;
BC.由得,式中为双缝到光屏间距,相邻明纹间距变宽,B正确,C错误;
D.测得n条明纹间距为x,相邻亮条纹的间距为,又由解得光波长为,D错误;
故选B。
4. 如图所示,在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律如下图所示。已知线框内阻为1.0Ω,外接灯泡的电阻为9.0Ω,则( )
A. 线圈在图示位置时,线圈磁通量变化率为0
B. 电路中的电流方向每秒改变10次
C. t=0时刻,线圈处于中性面
D. 电动势的瞬时值表达式为(V)
【答案】B
【解析】
【详解】A.图示位置线圈平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为0,但此时切割磁感线的有效速度最大,感应电动势最大,根据法拉第电磁感应定律可知,磁通量的变化率最大,故A错误;
B.由图像可知,交流电的周期
频率
交流电在一个周期内电流方向改变2次,所以电路中的电流方向每秒改变次,故B正确;
C.时刻,感应电动势最大,线圈平面与磁感线平行,垂直于中性面,故C错误;
D.角速度
电动势最大值
由于时电动势最大,故瞬时值表达式应为,故D错误。
故选B。
5. 某小型变压器(视为理想变压器)的结构简图如图所示,电流表为理想交流电流表,为电阻箱。初始时,输入端、间接入正弦式交流电,变压器的滑片位于副线圈的正中间,电阻箱的阻值不为0,电流表的示数始终在量程内,下列说法正确的是( )
A. 仅将滑片向上移动,电流表的示数增大
B. 仅将滑片向下移动,电流表的示数保持不变
C. 仅增大电阻箱的阻值,电流表的示数保持不变
D. 仅增大电阻箱的阻值,电阻箱消耗的电功率增大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.根据可知,仅将滑片向上移动,副线圈两端的电压变大,电流表的示数增大,仅将滑片向下移动,电流表的示数减小,A正确、B错误;
CD.仅增大电阻箱的阻值,副线圈两端的电压不变,电流表的示数减小,根据可知,电阻箱消耗的电功率减小,C、D错误。
故选A。
6. 如图所示,某科研浮标在水波的带动下在竖直方向上做简谐运动。从某时刻开始计时,浮标的振动方程为。若水波可视为简谐横波且其传播速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 该水波的波长为 B. 浮标在内经过其平衡位置30次
C. 经过,浮标沿水波传播方向运动了 D. 时,浮标沿y轴正方向运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据浮标的振动方程
可知角速度为
该水波的周期
波长,故A错误;
B.浮标在内可以完成全振动的次数次
即经过其平衡位置60次,故B错误;
C.浮标只在竖直方向上做简谐运动,沿水波传播方向的位移为0,故C错误;
D.由于,根据余弦函数的规律,可知时,浮标的位移为负值且朝着平衡位置运动,故D正确。
故选D。
7. 如图所示是一种可测量油箱内油面高度的装置,是定值电阻,滑动变阻器R的金属滑片是杠杆的一端,通过油量表(由电表改装而成)的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置,下列说法正确的是( )
A. 油量表是由电压表改装而成的
B. 当油面高度升高时,滑动变阻器R接入电路的阻值变大
C. 当油面高度降低时,油量表的示数减小
D. 当油面高度降低到最低时,油量表的示数为零
【答案】C
【解析】
【详解】当滑动变阻器的金属滑片上移时,油箱油面降低,R接入电路的有效电阻变大,则回路的总电阻变大,由欧姆定律知,电路中的电流减小,油量表的示数减小;反之油面高度升高时,滑动变阻器R接入电路的阻值变小,电流增大,所以油量表是由电流表改装而成的。当油面高度降低到最低时,R接入电路的阻值最大,但根据欧姆定律可知,油量表的示数不为零。
故选C。
二、多选题(每题6分,漏选得3分)
8. 如图,一列简谐横波沿x轴正向传播,振幅为5cm,图(a)和图(b)分别为x轴上a、b两质点的振动图像,且为2m。下列说法正确的是( )
A. a、b两质点的振动周期为4s B. 2.5s时a质点的位移为2.5cm
C. 波长可能为8m D. 波速可能为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.从a、b的振动图像可知,完成一次全振动的时间为,同一列波上质点的振动周期等于波的周期,因此a、b振动周期为,故A正确;
B.a质点的振动方程为
代入得,故B错误;
C.波沿正方向传播,结合图(a)和图(b)可得
整理得
当,,因此波长可能为,故C正确;
D.波速
若,得,不是整数,因此不可能,故D错误。
故选AC。
9. 特高压交流输电电路图如图所示,采用理想变压器输电,交流发电机的输出电压恒为,输电导线总电阻为,升压变压器原线圈与副线圈的匝数比为,以下说法正确的是( )
A. 输电导线的电流
B. 当发电机的输出功率为时,输电导线的损耗功率为
C. 若用户端的电压也为,则升压变压器与降压变压器的匝数比的乘积小于1
D. 若用户端使用的用电器增多,则发电机的输出功率增大,用户端的电压不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A.因输电线上电压损失不等于U,可知输电导线的电流不等于,A错误;
B.升压变压器的次级电压
则当发电机的输出功率为时,次级电流
则输电导线的损耗功率为,B正确;
C.若用户端的电压也为,则降压变压器初级电压
因,则
即则升压变压器与降压变压器的匝数比的乘积,C正确;
D.若用户端使用的用电器增多,则功率变大,则发电机的输出功率增大,输电电流变大,导线上的电压损失变大,则降压变压器的初级电压减小,则用户端的电压减小,D错误。
故选BC。
10. 下列说法正确的是( )
A. 甲图测量油膜分子直径时,为了避免油酸挥发带来影响,在滴完油酸之后要立即测量油膜的面积
B. 乙图是布朗运动示意图,悬浮在液体中的颗粒越大,某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多,撞击的不平衡性越明显,布朗运动越显著
C. 丙图是气体分子速率分布图,由图可知代表的温度小于代表的温度,但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积
D. 丁图是分子间作用力示意图,在处引力和斥力等大,分子力为零
【答案】CD
【解析】
【详解】A.甲图测量油膜分子直径时,在滴完油酸之后不能立即测量油膜的面积,应等油膜稳定后再测量油膜的面积,故A错误;
B.乙图是布朗运动示意图,悬浮在液体中的颗粒越大,某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多,撞击的不平衡性越不明显,布朗运动越不显著,故B错误;
C.丙图是气体分子速率分布图,温度越高,速率大的分子占总分子数的百分比更大,则代表的温度小于代表的温度;但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积,均为1,故C正确;
D.丁图是分子间作用力示意图,在处引力和斥力等大,分子力表现为零,故D正确。
故选CD。
三、实验题(14分)
11. 在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)如图1,用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,下列说法中正确的是_______。
A. 若不小心用手触摸了光学表面,不会影响测量
B. 为减少测量误差,的连线与法线的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,和的距离应适当取大些
D. 界面一定要与平行,否则会有误差
(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度_______(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。
(3)在该实验中,光线是由空气射入玻璃砖,根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图2所示,从图像可知玻璃砖的折射率等于___________。
(4)如图所示,该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画斜了。若其他操作正确,则折射率的测量值______准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)C (2)大
(3)1.5 (4)小于
【解析】
【小问1详解】
A.手拿光学元器件时切忌用手触摸“工作面”,以防脏污甚至腐蚀光学面造成永久的损坏,故A错误;
B.为减少测量误差,入射角应适当大一些,即的连线与法线的夹角应尽量大些,故B错误:
C.为了减小作图误差,将出射光线确定得更准确些,和的距离应适当取大些,故C正确:
D.测折射率时,只要操作正确,与玻璃砖形状无关,故玻璃的两个光学面不平行,对玻璃折射率的测定结果没有影响,故D错误。
故选C。
【小问2详解】
如果有几块宽度不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度大的玻璃砖来测量,宽度越大,出射光线的侧位移越大,折射角的测量越准确,故为了减小误差应选用宽度大的玻璃砖来测量。
【小问3详解】
根据折射率定义公式有
代入数据可得玻璃砖的折射率为
【小问4详解】
如图为在图中分别做出的实际光路图(图中实线)和以、为界面,以大头针留的痕迹作出实验光路图(图中虚线)
比较实际光路图的折射角与实验图的折射角关系,可知折射角测量值偏大,则折射率小于真实值。
12. 利用如图1所示实验装置,测量一个光滑圆弧球面的半径R。一匀质小球在圆弧球面上的运动,可视为简谐运动。
(1)用游标卡尺测量小球的直径,如图2所示,则小球的直径为________cm;
(2)为测量运动周期,在圆弧球面下方安装了压力传感器,将小球从A点由静止释放后,压力传感器的示数变化如图3所示,则小球摆动的周期为________;
(3)光滑圆弧球面的半径R的表达式为=________(用d、、重力加速度g表示)。
【答案】(1)1.150
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
游标尺上主尺的读数为11mm,游标尺上有20小格,分度值为0.05mm。游标尺上的第10格与主尺对齐,读数为。总的读数结果为
【小问2详解】
小球从A点开始运动,由图可知,回到了A点,完成了一次全振动。
故周期
【小问3详解】
类比单摆的周期公式,又
解得
四、解答题(40分)
13. “潭清疑水浅”是古诗中描述的光的折射现象。如图所示,现有一面积足够大的圆形清潭,水深,水的折射率。在潭底中心处有一盏古式灯笼(可视为点光源)向四周发光。已知光在真空中的传播速度为,取。
(1)求光从点竖直向上传播到其正上方水面上点的时间;
(2)求水面上能透出光线的圆形亮斑的面积。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光在水中传播速度为,由折射定律可知
由运动学公式可得
代入数据解得
【小问2详解】
光从水中射向空气发生全反射的临界角为,则可得
设能透出光线的圆形亮斑的半径为,则
因此圆形亮斑的面积
解得
14. 如图所示,轻弹簧的上端固定在倾角为的光滑斜面顶端,下端悬挂用细线连接在一起的两个相同小球A、B,小球的质量均为,轻弹簧的劲度系数为,轻弹簧轴线、两小球球心、细线共线且与斜面平行。剪断小球A、B间的细线后,小球A做简谐运动,不计空气阻力,弹簧始终没有超过弹性限度,重力加速度为。求:
(1)剪断细线瞬间,小球A受到的合力大小;
(2)小球A做简谐运动的振幅;
(3)小球A在最高点时弹簧弹力的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
剪断细绳前,根据平衡条件有
剪断绳子的瞬间,小球A的合力
解得
【小问2详解】
根据胡克定律,可得剪断细线瞬间弹簧形变量
小球A处于平衡位置时,根据胡克定律,可得弹簧形变量
根据简谐振动的特点,则小球A做简谐振动的振幅
解得
【小问3详解】
根据对称性可知,小球A在最高点时回复力大小等于最低点时回复力大小,即
设小球A在最高点时的弹簧弹力大小,则有
解得
15. 利用一座小型水电站为某村庄供电,该水电站到用户之间需要进行远距离输电,输电示意图如图所示。已知发电机线圈abcd的匝数匝,面积,线圈匀速转动的角速度,匀强磁场的磁感应强度,输电时先用升压变压器将电压升高,到达用户区再用降压变压器将电压降低至220V后供用户使用,输电导线的总电阻。为了检测输电电路输送的功率,在输电线路起始端接入I、II两个互感器,已知电压互感器原、副线圈的匝数比为,电流互感器原、副线圈的匝数比为,电压表的示数为120V,电流表的示数为2.0A,所有变压器及互感器均可视为理想变压器。求:
(1)输电线路升压变压器的输出功率;
(2)降压变压器原、副线圈的匝数比;
(3)规定ab边中电流由为正方向,线圈从图示位置沿顺时针转动30º时开始计时,写出线圈产生的电动势瞬时值表达式。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,输电电压为
输电电流为
则输电功率为
即输电线路升压变压器的输出功率为。
【小问2详解】
根据题意可知,输电线损失的电压为
则降压变压器原线圈输入电压为
则有
【小问3详解】
根据题意可知,感应电动势最大值为
若线圈从图示位置沿顺时针转动时开始计时,则有
线圈从图示位置沿顺时针转动30º时开始计时,则有
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鹤华中学2025-2026学年度第二学期期中考试
物理(高二)
一、单选题(每题4分)
1. 关于机械振动与机械波,下列说法正确的是( )
A. 夏日雷声有时轰鸣不绝,这是声波的衍射现象
B. 物体做受迫振动时,驱动力频率越高,受迫振动的振幅越大
C. 围绕正在发声的音叉走一圈,就会听到声音忽强忽弱,是声波的干涉现象
D. 两列波发生干涉,振动加强区质点的位移总是比振动减弱区质点的位移大
2. 下列说法中不正确的是( )
A. 一列声波由空气传播到水中,波速和波长都发生变化
B. 火车鸣笛时向观察者驶来,观察者听到的笛声频率比声源发出的频率高
C. 对于同一障碍物,波长越长的光越容易发生明显衍射现象
D. 光导纤维内芯折射率小于外套折射率
3. 歼-20是我国自主研制的第五代战斗机,其优秀的性能受到全世界的关注,歼—20的光学着陆系统中用到了双缝干涉装置。现用单色光进行双缝干涉实验,下列说法正确的是( )
A. 用红光和黄光照射,其他条件相同,相邻红光明纹间距比黄光要窄
B. 用红光照射,只增大双缝到光屏间距,相邻红光明纹间距变宽
C. 用绿光照射,只增大双缝到光屏间距,相邻绿光明纹间距变窄
D. 用蓝光照射,测得双缝间距为d,双缝到光屏间距离为L。现测得n条明纹间距为x,则该蓝光波长为
4. 如图所示,在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律如下图所示。已知线框内阻为1.0Ω,外接灯泡的电阻为9.0Ω,则( )
A. 线圈在图示位置时,线圈磁通量变化率为0
B. 电路中的电流方向每秒改变10次
C. t=0时刻,线圈处于中性面
D. 电动势的瞬时值表达式为(V)
5. 某小型变压器(视为理想变压器)的结构简图如图所示,电流表为理想交流电流表,为电阻箱。初始时,输入端、间接入正弦式交流电,变压器的滑片位于副线圈的正中间,电阻箱的阻值不为0,电流表的示数始终在量程内,下列说法正确的是( )
A. 仅将滑片向上移动,电流表的示数增大
B. 仅将滑片向下移动,电流表的示数保持不变
C. 仅增大电阻箱的阻值,电流表的示数保持不变
D. 仅增大电阻箱的阻值,电阻箱消耗的电功率增大
6. 如图所示,某科研浮标在水波的带动下在竖直方向上做简谐运动。从某时刻开始计时,浮标的振动方程为。若水波可视为简谐横波且其传播速度大小为,则下列说法正确的是( )
A. 该水波的波长为 B. 浮标在内经过其平衡位置30次
C. 经过,浮标沿水波传播方向运动了 D. 时,浮标沿y轴正方向运动
7. 如图所示是一种可测量油箱内油面高度的装置,是定值电阻,滑动变阻器R的金属滑片是杠杆的一端,通过油量表(由电表改装而成)的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置,下列说法正确的是( )
A. 油量表是由电压表改装而成的
B. 当油面高度升高时,滑动变阻器R接入电路的阻值变大
C. 当油面高度降低时,油量表的示数减小
D. 当油面高度降低到最低时,油量表的示数为零
二、多选题(每题6分,漏选得3分)
8. 如图,一列简谐横波沿x轴正向传播,振幅为5cm,图(a)和图(b)分别为x轴上a、b两质点的振动图像,且为2m。下列说法正确的是( )
A. a、b两质点的振动周期为4s B. 2.5s时a质点的位移为2.5cm
C. 波长可能为8m D. 波速可能为
9. 特高压交流输电电路图如图所示,采用理想变压器输电,交流发电机的输出电压恒为,输电导线总电阻为,升压变压器原线圈与副线圈的匝数比为,以下说法正确的是( )
A. 输电导线的电流
B. 当发电机的输出功率为时,输电导线的损耗功率为
C. 若用户端的电压也为,则升压变压器与降压变压器的匝数比的乘积小于1
D. 若用户端使用的用电器增多,则发电机的输出功率增大,用户端的电压不变
10. 下列说法正确的是( )
A. 甲图测量油膜分子直径时,为了避免油酸挥发带来影响,在滴完油酸之后要立即测量油膜的面积
B. 乙图是布朗运动示意图,悬浮在液体中的颗粒越大,某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多,撞击的不平衡性越明显,布朗运动越显著
C. 丙图是气体分子速率分布图,由图可知代表的温度小于代表的温度,但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积
D. 丁图是分子间作用力示意图,在处引力和斥力等大,分子力为零
三、实验题(14分)
11. 在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)如图1,用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,下列说法中正确的是_______。
A. 若不小心用手触摸了光学表面,不会影响测量
B. 为减少测量误差,的连线与法线的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,和的距离应适当取大些
D. 界面一定要与平行,否则会有误差
(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度_______(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。
(3)在该实验中,光线是由空气射入玻璃砖,根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图2所示,从图像可知玻璃砖的折射率等于___________。
(4)如图所示,该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画斜了。若其他操作正确,则折射率的测量值______准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
12. 利用如图1所示实验装置,测量一个光滑圆弧球面的半径R。一匀质小球在圆弧球面上的运动,可视为简谐运动。
(1)用游标卡尺测量小球的直径,如图2所示,则小球的直径为________cm;
(2)为测量运动周期,在圆弧球面下方安装了压力传感器,将小球从A点由静止释放后,压力传感器的示数变化如图3所示,则小球摆动的周期为________;
(3)光滑圆弧球面的半径R的表达式为=________(用d、、重力加速度g表示)。
四、解答题(40分)
13. “潭清疑水浅”是古诗中描述的光的折射现象。如图所示,现有一面积足够大的圆形清潭,水深,水的折射率。在潭底中心处有一盏古式灯笼(可视为点光源)向四周发光。已知光在真空中的传播速度为,取。
(1)求光从点竖直向上传播到其正上方水面上点的时间;
(2)求水面上能透出光线的圆形亮斑的面积。(结果保留两位有效数字)
14. 如图所示,轻弹簧的上端固定在倾角为的光滑斜面顶端,下端悬挂用细线连接在一起的两个相同小球A、B,小球的质量均为,轻弹簧的劲度系数为,轻弹簧轴线、两小球球心、细线共线且与斜面平行。剪断小球A、B间的细线后,小球A做简谐运动,不计空气阻力,弹簧始终没有超过弹性限度,重力加速度为。求:
(1)剪断细线瞬间,小球A受到的合力大小;
(2)小球A做简谐运动的振幅;
(3)小球A在最高点时弹簧弹力的大小。
15. 利用一座小型水电站为某村庄供电,该水电站到用户之间需要进行远距离输电,输电示意图如图所示。已知发电机线圈abcd的匝数匝,面积,线圈匀速转动的角速度,匀强磁场的磁感应强度,输电时先用升压变压器将电压升高,到达用户区再用降压变压器将电压降低至220V后供用户使用,输电导线的总电阻。为了检测输电电路输送的功率,在输电线路起始端接入I、II两个互感器,已知电压互感器原、副线圈的匝数比为,电流互感器原、副线圈的匝数比为,电压表的示数为120V,电流表的示数为2.0A,所有变压器及互感器均可视为理想变压器。求:
(1)输电线路升压变压器的输出功率;
(2)降压变压器原、副线圈的匝数比;
(3)规定ab边中电流由为正方向,线圈从图示位置沿顺时针转动30º时开始计时,写出线圈产生的电动势瞬时值表达式。
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