黑龙江省大庆市铁人中学学年高一上学期期末.docx
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黑龙江省大庆市铁人中学学年高一上学期期末
2016-2017学年黑龙江省大庆市铁人中学高一(上)期末物理试卷
一、选择题(1-7题为单选题,每题只有一个选项符合题意,8-10题为多选题,每题有多个选项符合题意.每题6分,少选得3分.)
1.如图示,A、B两物体叠放在一起,用手托住,让它们静止靠在墙边,然后释放,它们同时沿竖直墙面下滑,已知mA>mB,则物体B( )
A.只受一个重力
B.受到重力、摩擦力各一个
C.受到重力、弹力、摩擦力各一个
D.受到重力、摩擦力各一个,弹力两个
2.如图所示,是A、B两质点从同一地点运动的x﹣t图象,则下列说法中错误的是( )
A.A质点以18m/s的速度匀速运动
B.B质点最初2s做加速运动,后2s做减速运动
C.B质点先沿正方向做直线运动,后沿负方向做直线运动
D.A、B两质点在2s末相遇
3.如图所示,物体A在斜面上由静止开始匀加速滑行距离x1后,又在水平面上匀减速滑行距离x2后停下,测得x2=2x1,物体经过两平面交接处速率不变,则物体在斜面上的加速度a1与在水平面上的加速度a2的大小关系为( )
A.a1=a2B.a1=4a2C.a1=
a2D.a1=2a2
4.如图甲所示,两物体A、B叠放在光滑水平面上,对物体A施加一水平力F,F﹣t关系图象如图乙所示.两物体在力F作用下由静止开始运动,且始终相对静止,则( )
A.两物体做匀变速直线运动
B.2s~3s时间内两物体间的摩擦力逐渐减小
C.A对B的摩擦力方向始终与力F的方向相同
D.两物体沿直线做往复运动
5.如图所示,水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC两部分组成,且AB=
BC,小物块P(可视为质点)以某一初速度从A点滑上桌面,最后恰好停在C点,已知物块经过AB与BC两部分的时间之比为1:
4,则物块P与桌面上AB、BC部分之间的动摩擦因数μ1、μ2之比为(P物块在AB、BC上所做的运动均可看作匀变速直线运动)( )
A.1:
4B.4:
1C.8:
1D.16:
1
6.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m的小球套在圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是( )
A.F不变,N增大B.F不变,N减小C.F减小,N不变D.F增大,N减小
7.如图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B,A、B的质量分别为2kg和3kg,它们处于静止状态.若突然将一个大小为10N、方向竖直向下的力施加在物体A上,则此瞬间A对B的压力大小为:
(取g=10m/s2)( )
A.10NB.24NC.26ND.30N
8.如图所示,水平细杆上套一细环A,环A和球B间用一轻质绳相连,质量分别为mA、mB(mA>mB),由于B球受到水平风力作用,A环与B球一起向右匀速运动,已知细绳与竖直方向的夹角为θ,则下列说法正确的是( )
A.杆对A环的支持力随着风力的增加而保持不变
B.A球受到的摩擦力的大小为mBgtanθ
C.风力增大时,轻质绳对B球的拉力保持不变
D.A环与水平细杆间的动摩擦因数为
9.如图所示,质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于D点,在外力F的作用下,小球A、B处于静止状态,若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角θ保持30°不变,则外力F的大小不可能是( )
A.可能为mgB.可能为
mgC.可能为
mgD.可能为
mg
10.三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长度都是2m,且与水平方向的夹角均为37°.现有两小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带开始下滑,物块与传送带间的动摩擦因数均为0.5,下列说法正确的是( )
A.物块A、B运动的加速度大小不同
B.物块同时到达传送带底端
C.物块A、B在传送带上的划痕长度不相同
D.物块A、B到达传送带底端的速度相同
二.实验题:
(16分,把正确答案写到答题卡上的正确位置)
11.某同学采用如图1所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系.用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F;通过分析打点计时器打出的纸带,测量加速度a.分别以合力F和加速度a作为横轴和纵轴,建立坐标系.根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹,结果跟教材中的结论不完全一致.该同学列举产生这种结果的可能原因如下:
(1)在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高;
(2)没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低;
(3)测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大;
(4)砂桶和砂的质量过大,不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件.
通过进一步分析,你认为比较合理的原因可能是( )
A.
(1)和(4)B.
(2)和(3)C.
(1)和(3)D.
(2)和(4)
12.实验题:
某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”.弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为 N.
(2)下列不必要的实验要求是 .(请填写选项前对应的字母)
A.应测量重物M所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请你提出两个解决办法.
答:
方法1:
;方法2:
.
13.某兴趣小组的同学利用如图1所示的实验装置,测量木块与长木板之间的动摩擦因数,图中长木板水平固定.
(1)实验过程中,打点计时器应接在 (填“直流”或“交流”)电源上,调整定滑轮的高度,使 .
(2)实验过程中,某同学得到一条纸带,如图2所示,每隔五个计时点取一个计数点,记为图0、1、2、3点.测得相邻两个计数点间的距离分别为x1=0.96cm,x2=6.17cm,x3=11.38cm,打点计时器的电源频率为50Hz.则小车加速度大小a= m/s2(保留两位有效数字)
(3)已知重力加速度为g,测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m.若测得木块的加速度大小为a,则木块与长木板之间的动摩擦因数表达式为μ= .
四、计算题(要求写出必要的文字说明和解题过程,只写出结果,没有过程不能得分)
14.甲乙两车沿同方向做直线运动,某时刻甲车在距离乙车前方x0=20m处v1=16m/s的初速度,a=2m/s2的加速度作匀减速直线运动;乙车在后以v2=8m/s的速度做匀速直线运动,求:
(1)两车相遇前相距的最大距离.
(2)经多长时间两车相遇.
15.如图1所示,质量足够大、截面是直角梯形的物块静置在光滑水平地面上,其两个侧面恰好与两个固定在地面上的压力传感器X和Y,相接触.图中AB高H=0.3m,AD长L=0.5m,斜面倾角θ=37°.可视为质点的小物块P(图中未画出)质量m=1kg,它与斜面的动摩擦因数μ可以通过更换斜面表面的材料进行调节(调节范围是0≤μ≤1).sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取l0m/s2.
(1)令μ=0,将P由D点静止释放,求P在斜面上的运动时间;
(2)将X和Y接到同一数据处理器上,已知当X和Y受到物块压力时,分别显示正值和负值.对于不同的μ,每次都在D点给P一个沿斜面向下足够大的初速度以保证它能滑离斜面,求滑行过程中处理器显示的读数F随μ变化的关系表达式,并在图2坐标系中画出其函数图象.
16.如图所示,在光滑的水平面上停放着小车B,车上左端有一可视为质点的小物块A,A和B之间的接触面前一段光滑,后一段粗糙,且后一段的动摩擦因数μ=0.4,小车长L=2m,A的质量mA=1kg,B的质量mB=4kg,现用12N的水平力F向左拉动小车,当A到达B的最右端时,两者速度恰好相等,求:
(1)A在B的光滑和粗糙部分运动时,两个物体的加速度;
(2)A和B间光滑部分的长度.(g取10m/s2)
2016-2017学年黑龙江省大庆市铁人中学高一(上)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(1-7题为单选题,每题只有一个选项符合题意,8-10题为多选题,每题有多个选项符合题意.每题6分,少选得3分.)
1.如图示,A、B两物体叠放在一起,用手托住,让它们静止靠在墙边,然后释放,它们同时沿竖直墙面下滑,已知mA>mB,则物体B( )
A.只受一个重力
B.受到重力、摩擦力各一个
C.受到重力、弹力、摩擦力各一个
D.受到重力、摩擦力各一个,弹力两个
【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.
【分析】先对整体结合运动情况受力分析,得到只受重力,加速度为g,即做自由落体运动,然后对B结合运动情况受力分析,得到受力情况.
【解答】解:
A、B整体同时沿竖直墙面下滑,受到总重力,墙壁对其没有支持力,如果有,将会向右加速运动,因为没有弹力,故也不受墙壁的摩擦力,即只受重力,做自由落体运动;
由于整体做自由落体运动,处于完全失重状态,故A、B间无弹力,再对物体B受力分析,只受重力;
故选:
A.
2.如图所示,是A、B两质点从同一地点运动的x﹣t图象,则下列说法中错误的是( )
A.A质点以18m/s的速度匀速运动
B.B质点最初2s做加速运动,后2s做减速运动
C.B质点先沿正方向做直线运动,后沿负方向做直线运动
D.A、B两质点在2s末相遇
【考点】匀变速直线运动的图像.
【分析】位移时间图线的斜率表示瞬时速度,根据纵坐标的变化量表示位移.速度的正负表示速度的方向.两图象相交时表示两质点相遇.由此分析即可
【解答】解:
A、在x﹣t图象中图线的斜率表示速度,所以A质点的速度不变,做匀速直线运动,且速度为vA=
,故A正确;
B、B质点的xt图线切线斜率先减小后增大,说明B质点前2s做减速运动,后2s做加速运动,故B错误;
C、B质点的位移先增大,后减小,说明B质点先沿正方向做直线运动,后沿负方向做直线运动,故C正确;
D、A、B两质点从同一地点出发,在2s末位移相同,说明两质点在42s末相遇,故D正确.
因选错误的,故选:
B
3.如图所示,物体A在斜面上由静止开始匀加速滑行距离x1后,又在水平面上匀减速滑行距离x2后停下,测得x2=2x1,物体经过两平面交接处速率不变,则物体在斜面上的加速度a1与在水平面上的加速度a2的大小关系为( )
A.a1=a2B.a1=4a2C.a1=
a2D.a1=2a2
【考点】匀变速直线运动的速度与位移的关系.
【分析】抓住交接处的速度大小相同,结合匀变速直线运动的速度位移公式求出加速度大小之比.
【解答】解:
设交接处的速度为v,则在斜面上的加速度大小
,
在水平面上的加速度大小
,
x2=2x1,则a1=2a2.
故选:
D.
4.如图甲所示,两物体A、B叠放在光滑水平面上,对物体A施加一水平力F,F﹣t关系图象如图乙所示.两物体在力F作用下由静止开始运动,且始终相对静止,则( )
A.两物体做匀变速直线运动
B.2s~3s时间内两物体间的摩擦力逐渐减小
C.A对B的摩擦力方向始终与力F的方向相同
D.两物体沿直线做往复运动
【考点】牛顿第二定律;滑动摩擦力.
【分析】根据牛顿第二定律研究加速度与时间的关系,分析物体运动的性质.根据牛顿第二定律,分别对AB整体和B研究,分析2s~3s时间内两物体间的摩擦力如何变化.
【解答】解:
A、根据牛顿第二定律得知,两物体的加速度a=
,由图看出,F周期性变化,则加速度也作周期性变化,所以两物体做的不是匀变速直线运动.故A错误.
B、设2s~3s时间内两物体间的摩擦力大小为f,以B为研究对象,则有f=mBa=
,这段时间内F增大,则f增大.故B错误.
C、由f=mBa=
看出,f与F方向总是相同.故C正确.
D、物体在0~2s内沿正方向做变加速运动,2~4s内继续沿正方向做变减速运动,接下来周而复始.所以物体做单向的直线运动.故D错误.
故选:
C.
5.如图所示,水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC两部分组成,且AB=
BC,小物块P(可视为质点)以某一初速度从A点滑上桌面,最后恰好停在C点,已知物块经过AB与BC两部分的时间之比为1:
4,则物块P与桌面上AB、BC部分之间的动摩擦因数μ1、μ2之比为(P物块在AB、BC上所做的运动均可看作匀变速直线运动)( )
A.1:
4B.4:
1C.8:
1D.16:
1
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】根据匀变速直线运动的平均速度推论,抓住位移关系求出物块P经过P点的速度,结合速度时间公式和牛顿第二定律求出在AB和BC上的动摩擦因数之比.
【解答】解:
设B点的速度为vB,根据AB=
BC及匀变速直线运动平均速度的推论有:
t1=
×
t2,
又t1:
t2=1:
4
在AB上的加速度大小为:
a1=μ1g=
BC上的加速度大小为:
a2=μ2g=
联立解得:
μ1:
μ2=16:
1.
故D正确,ABC错误.
故选:
D
6.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m的小球套在圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是( )
A.F不变,N增大B.F不变,N减小C.F减小,N不变D.F增大,N减小
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】对小球受力分析,作出力的平行四边形,同时作出AB与半径组成的图象;则可知两三角形相似,故由相似三角形知识可求得拉力及支持力.
【解答】解:
小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动,对小球进行受力分析,小球受重力G,F,N,三个力.满足受力平衡.作出受力分析图如下
由图可知△OAB∽△GFA
即:
,
当A点上移时,半径不变,AB长度减小,故F减小,N不变,故C正确;
故选C.
7.如图所示,竖直放置在水平面上的轻质弹簧上叠放着两物块A、B,A、B的质量分别为2kg和3kg,它们处于静止状态.若突然将一个大小为10N、方向竖直向下的力施加在物体A上,则此瞬间A对B的压力大小为:
(取g=10m/s2)( )
A.10NB.24NC.26ND.30N
【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.
【分析】物体A、B整体受力平衡,即整体受重力和弹簧的支持力平衡;突然对物体A施加一个竖直向下的10N的压力,AB整体受到的重力和弹力不变,故整体具有了向下的加速度,先根据牛顿第二定律求出加速度,然后再对A受力分析,根据牛顿第二定律求出B对A的支持力,再根据牛顿第三定律即可求解.
【解答】解:
初始时刻物体AB整体受力平衡,受重力和支持力,合力为零,弹簧的弹力等于AB的重力,即F=(mA+mB)g=(20+30)=50N.
突然对物体A施加一个竖直向下的10N的压力,对AB整体而言,受到重力、弹簧弹力和压力,合力等于压力,根据牛顿第二定律,有
F=(mA+mB)a
解得
a=2m/s2①
再对物体A受力分析,受到重力和支持力,根据牛顿第二定律,有
F+mAg﹣N=ma②
由①②解得
N=26N
根据牛顿第三定律,A对B的压力大小等于B对A的支持力
故A对B的压力大小为26N,故C正确,ABD错误.
故选:
C
8.如图所示,水平细杆上套一细环A,环A和球B间用一轻质绳相连,质量分别为mA、mB(mA>mB),由于B球受到水平风力作用,A环与B球一起向右匀速运动,已知细绳与竖直方向的夹角为θ,则下列说法正确的是( )
A.杆对A环的支持力随着风力的增加而保持不变
B.A球受到的摩擦力的大小为mBgtanθ
C.风力增大时,轻质绳对B球的拉力保持不变
D.A环与水平细杆间的动摩擦因数为
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】先对球B受力分析,受重力、风力和拉力,根据共点力平衡条件列式分析;对A、B两物体组成的整体受力分析,受重力、支持力、风力和水平向左的摩擦力,再再次根据共点力平衡条件列式分析各力的变化.
【解答】解:
A、把环和球当作一个整体,对其受力分析,受重力(mA+mB)g、支持力N、风力F和向左的摩擦力f,如右图
竖直方向上杆对环A的支持力NA=(mA+mB)g,大小不会发生变化,故A正确;
B、对球B受力分析,受重力、风力和拉力,如图所示;则可知风力F=mBgtanθ,再对整体分析可知,A环受到的摩擦力f=F=mBgtanθ,故B正确;
C、对B球受力分析可知,绳对B球的拉力T=
,当风力增大时,θ增大,则T增大,故C错误;
D、根据共点力平衡条件可得,杆对A环的支持力大小:
N=(mA+mB)g,
摩擦力:
f=F,
则A环与水平细杆间的动摩擦因数为μ=
=
,故D正确.
故选:
ABD.
9.如图所示,质量均为m的小球A、B用两根不可伸长的轻绳连接后悬挂于D点,在外力F的作用下,小球A、B处于静止状态,若要使两小球处于静止状态且悬线OA与竖直方向的夹角θ保持30°不变,则外力F的大小不可能是( )
A.可能为mgB.可能为
mgC.可能为
mgD.可能为
mg
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】对AB两球整体受力分析,受重力G,OA绳子的拉力T以及拉力F,其中重力大小和方向都不变,绳子的拉力方向不变大小变,拉力的大小和方向都变,根据共点力平衡条件,利用平行四边形定则作图可以得出拉力的最小值.
【解答】解:
对AB两球整体受力分析,受重力G=2mg,OA绳子的拉力T以及拉力F,三力平衡,将绳子的拉力T和拉力F合成,其合力与重力平衡,如图
当拉力F与绳子的拉力T垂直时,拉力F最小,最小值为(2m)gsin30°,即mg;
由于拉力F的方向具有不确定性,因而从理论上讲,拉力F最大值可以取到任意值;
故ABC正确,D错误;
故选:
D.
10.三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长度都是2m,且与水平方向的夹角均为37°.现有两小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带开始下滑,物块与传送带间的动摩擦因数均为0.5,下列说法正确的是( )
A.物块A、B运动的加速度大小不同
B.物块同时到达传送带底端
C.物块A、B在传送带上的划痕长度不相同
D.物块A、B到达传送带底端的速度相同
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】分析A重力沿斜面向下的分力与摩擦力的关系,判断A物体的运动规律,B所受的摩擦力沿斜面向上,向下做匀变速直线运动,根据牛顿第二定律分析加速度关系,结合运动学公式分析.
【解答】解:
A、对A,因为mgsin37°>μmgcos37°,则A物体所受的滑动摩擦力沿斜面向上,向下做匀加速直线运动.B所受的滑动摩擦力也沿斜面向上,向下做匀加速直线运动,对两个物体,根据牛顿第二定律得:
mgsin37°﹣μmgcos37°=ma,解得,a=2m/s2,可知两物体匀加速直线运动的加速度大小相等,故A错误.
B、两个物体的初速度大小相等,位移大小相等,加速度大小也相等,则运动的时间相等,同时到达传送带底端,故B正确.
C、对A,划痕的长度等于A的位移减为传送带的位移,由运动学公式得L=v0t+
解得运动时间为:
t=1s.
所以皮带运动的位移为x=vt=1m.
所以A对皮带的划痕长度为:
△x1=L﹣x=2m﹣1m=1m
对B,划痕的长度等于B的位移加上传送带的位移,
同理得出B对皮带的划痕长度为△x2=L+x=2m+1m=3m.所以传送带上的划痕长度不同,故C正确.
D、物块A、B到达传送带底端的速度大小相等,但方向不同,所以速度不同,故D错误.
故选:
BC
二.实验题:
(16分,把正确答案写到答题卡上的正确位置)
11.某同学采用如图1所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系.用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F;通过分析打点计时器打出的纸带,测量加速度a.分别以合力F和加速度a作为横轴和纵轴,建立坐标系.根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹,结果跟教材中的结论不完全一致.该同学列举产生这种结果的可能原因如下:
(1)在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高;
(2)没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低;
(3)测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大;
(4)砂桶和砂的质量过大,不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件.
通过进一步分析,你认为比较合理的原因可能是( )
A.
(1)和(4)B.
(2)和(3)C.
(1)和(3)D.
(2)和(4)
【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
【分析】探究物体的加速度与所受合力的关系的实验,运用控制变量法探究加速度与力和力的关系.根据牛顿第二定律分析“将砂桶和砂的重力近似看作小车的牵引力”的条件.根据原理分析图线不经过原点和曲线上部出现弯曲现象的原因.
【解答】解:
根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹,
1、图线不经过原点,当拉力为零时,加速度不为零,知平衡摩擦力过度,即长木板的末端抬得过高了.故
(1)正确
2、曲线上部出现弯曲现象,随着F的增大,即砂和砂桶质量的增大,不在满足砂和砂桶远小于小车的质量,因此曲线上部出现弯曲现象.故(4)正确
故选A.
12.实验题:
某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”.弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为 3.6 N.
(2)下列不必要的实验要求是 D .(请填写选项前对应的字母)
A.应测量重物M所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请你提出两个解决办法.
答:
方法1:
改变弹簧测力计B拉力的大小 ;方法2:
减小重物M的质量 .
【考点】验证力的平行四边形定则.
【分析】确定出弹簧测力计的分度值,从而读出弹簧秤的读数.
在该实验中,由于P、O的位置确定,则A弹簧的拉力大小和方向一定,合力又一定,则弹簧B的拉力大小和方向也一定,不需进行多次实验.
【解答】解:
(1)弹簧测力计读数,每1N被分成5格,则1格就等于0.2N.图指针落在3N到4N的第4格处,所以3.8N.
(2)A、实验通过作出三个力的图示,来验证“力的平行四边形定则”,因此重物的重力必须要知道.故A正确;
B、弹簧测力计是测出力的大小,所以要准确必须在测之前校零.故B正确;
C、拉线方向必须与木板平面平行,这样才确保力的大小准确性.故C正确;
D、当结点O位置确定时,弹簧测力计A的示数也确定,由于重物的重力已确定,两力大小与方向均一定,因此弹簧测力计B的大小
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