上海华东师范大学松江实验中学简单机械单元练习.docx
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上海华东师范大学松江实验中学简单机械单元练习
上海华东师范大学松江实验中学简单机械单元练习
一、选择题
1．如图所示，O为轻质硬直杠杆OA的支点，在杠杆的A点悬挂着一个重物G，在B点施加一个方向始终与杠杆成ɑ角度的动力F，使杠杆从竖直位置匀速转动到水平位置的过程中，下列表述正确的是（ ）
A．动力F始终在变大B．动力F先变大再变小
C．杠杆始终为省力杠杆D．杠杆始终为费力杠杆
2．在建筑工地，用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。
当电动机用800N的力拉钢丝绳，使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为90%，g取10N/kg。
则下列说法中正确的是（ ）
A．建筑材料的质量为2160kg
B．电动机对钢丝绳做的功为1600J
C．钢丝绳自由端移动的速度为0.1m/s
D．电动机对钢丝绳做功的功率为240W
3．用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进，已知小车的重力
，拉力大小
，该装置的机械效率是60%，则小车与地面之间摩擦力为（ ）
A．27NB．36NC．18ND．270N
4．如图所示，某人用扁担担起两筐质量为m1、m2的货物，当他的肩处于O点时，扁担水平平衡，已知l1＞l2，扁担和筐的重力不计．若将两筐的悬挂点向O点移近相同的距离△l，则
A．扁担仍能水平平衡
B．扁担右端向下倾斜
C．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2-m1）
D．要使扁担恢复水平平衡需再往某侧筐中加入货物，其质量为（m2-m1）
5．关于定滑轮、动滑轮，以下说法不正确的是
A．使用定滑轮虽然不省力，但可以改变力的方向
B．定滑轮实质是等臂杠杆，而动滑轮实质是不等臂杠杆
C．又省力又少移动距离的动滑轮是无法实现的
D．使用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，只能省一半力
6．以下几个验证性小实验，其中有错误的是
A．冬天将玻璃片从室外拿到室内，发现它上面有一层雾，说明降低温度可以使气体液化
B．将滚摆从最高点放手后，发现它上下运动，说明动能和重力势能可以相互转化
C．用弹簧测力计沿着木板将物体匀速拉动到某一高度，发现用长木板比短木扳拉动时测力计示数小，说明相同情况下斜面越长越省力
D．在水平桌面上用弹簧测力计拉着小车做匀速直线运动，发现车轮朝下比车轮朝上拉动时测力计示数小，说明相同条件下接触面越光滑摩擦力越小
7．如图所示，用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，当杠杆静止时，弹簧测力计示数为10N；若将弹簧测力计改为斜向上拉，使弹簧测力计的轴线与杠杆垂直，当杠杆静止时，弹簧测力计的示数
A．大于10N
B．小于10N
C．等于10N
D．无法判断
8．如图所示，在水平拉力F的作用下重100N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为10N，则拉力F的大小及物体A与水平桌面的摩擦力大小分别为（）
A．200N，10NB．200N，20N
C．20N，10ND．20N，20N
9．用F1的拉力直接将重为G的物体A匀速提升h（如图甲）；换用斜面把物体A匀速提升相同的高度，拉力为F2，物体沿斜面运动的距离为L（如图乙），利用斜面工作过程中
A．有用功为F2hB．额外功为F2L－F1hC．总功为（F1+F2）LD．机械效率为
10．如图为一健身器材模型，杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动，OA∶OB＝1∶4，质量为60kg的小明站在水平放置的体重计上，通过该杠杆提起吊篮中的重物，吊篮重80N．当棱长为20cm的正方体重物甲刚被提起时，体重计示数为43kg；当棱长为40cm的正方体重物乙刚被提起时，体重计示数为18kg．杠杆始终在水平位置保持平衡，A、B两端绳子拉力保持竖直．不计绳重、杠杆自重及摩擦，g取10N/kg，则重物甲与重物乙的密度之比为（）
A．1∶3B．2∶3C．3∶2D．3∶1
11．如图自行车是人们最常见的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它应用了许多物理知识。
下列说法中不正确的是
A．刹车系统应用了杠杆及摩擦的知识
B．车把相当于费力杠杆
C．脚蹬属于省力杠杆
D．轮胎制有花纹是为了增大摩擦
12．如图所示，一直杆可绕O点转动，杠杆下端挂一重物，为了提高重物，用一个始终跟杠杆垂直的力使杠杆由竖直位置慢慢转到水平位置，在这个过程中直杆
A．始终是省力杠杆
B．始终是费力杠杆
C．先是省力的，后是费力的
D．先是费力的，后是省力的
二、填空题
13．如图所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡（杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计），则1个甲球和1个乙球的质量之比为_____，甲球和乙球的密度之比为_____．
14．如图所示，OA是以O点为支点的杠杆，F是作用在杠杆A端的力。
图中线段AB与力F的作用线在一条直线上，且AB⊥OB。
则线段_____（选填“AB”、“OB”或“OA”）表示力F的力臂。
现在OA的中点挂一重力为20N的重物，力F保持水平方向不变，不计OA的质量及轴O处的摩擦。
如果OA与水平面成45°角静止，则F﹦____N；如果在力F的作用下OA从图示位置缓慢转动到竖直位置，则力F______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
15．为将放置在水平地面上、重为90N的重物提升到高处．小桂同学设计了图（甲）所示的滑轮组装置．当小桂所用的拉力F随时间t变化的图象如图（乙）所示，重物的速度v随时间t变化的图象如图（丙）所示．不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向．物体离开地面匀速上升时，小桂的拉力F＝____N；若重物与地面的接触面积S＝500cm2，在0～1s内，重物对地面的压强为________Pa．
16．用如图甲所示的滑轮组运货物上楼，图乙记录了整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图象，当货物的重力为400N时，绳子的拉力为_____N；此时滑轮组的机械效率为_____%．（不考虑绳重和摩擦）
17．图中所示是自行车上两个典型的轮轴装置，从图中可知脚踏板与________组成了一个________轮轴，飞轮与________组成了一个________轮轴.
18．如图，小明在用动滑轮（不计绳重和摩擦）匀速提升不同重物时，记录下了在绳子自由端使用的拉力F与对应所提升的物体重力G，如表：
分析表中数据可知，拉力F与重力G的关系式是：
F=________；动滑轮重为________N；随着物重的增加，动滑轮的机械效率变________．
19．如图，一个轻质杠杆可绕O点转动，甲、乙两物体分别用细线悬挂在杠杆的A、B两端，杠杆在水平位置平衡。
甲物体重10N，则乙物体重_____N。
如果将支点O向A端移动，____端将下沉（选填“A”或“B”）
20．为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，甲工人利用图甲的滑轮组施加300N拉力在30s的时间内完成任务，此过程中绳子自由端移动的距离为 ________ m，拉力的功率为 ________ W；乙工人搭建了图乙所示的斜面，斜面长12m、高6m，乙工人沿斜面方向施加400N的拉力匀速将重物也成功运送到楼顶，该过程中斜面的机械效率为 ________ ，物体所受斜面的摩擦力为 ________ N．
三、实验题
21．小明利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件。
（1）为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时应将杠杆右端的螺母向________调节（填“左”、“右”），使杠杆在水平位置达到平衡。
这样做的目的是___________。
（2）实验时，小明在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，如图乙，则在右侧B位置（右边位置第三格）应挂________个相同规格的钩码，杠杆可以重新在水平位置平衡。
（3）如图丙，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。
现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数________（选填“变大”、“变小”或“不变”），原因是_____________。
22．小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均为100g，杠杆上相邻刻线间的距离相等。
请按要求完成下列问题：
（1）将杠杆安装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆右侧的平衡螺母向______调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡。
（2）将杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的B点悬挂了3个钩码，如图所示。
为使杠杆保持水平平衡状态，应该在A点悬挂________个钩码。
（3）若撤掉杠杆A点的钩码，为使杠杆在水平位置平衡，应该用弹簧测力计在杠杆______（选填“A”或“C”）处竖直向上拉，当杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数为_______N。
（g取10N/kg）
23．在探究“杠杆平衡的条件”实验中，所用的实验器材有杠杆、支架、刻度尺、细线、质量相同的钩码若干。
（1）将杠杆装在支架上，发现杠杆右端下沉，如果将杠杆右侧的平衡螺母向左调到头了，杠杆右端仍下沉，此时应将杠杆左侧的平衡螺母向_____调，直到杠杆在水平位置平衡为止。
（2）某同学进行正确的实验操作后，得到的数据为
和
。
该同学根据这些数据能否得出探究结论？
_____。
理由是：
_____。
（3）如图，杠杆在水平位置平衡。
如果在两侧钩码下再各挂一个相同的钩码，则杠杆_____（选填“能”或“不能”）平衡，杠杆的_____端（选填“左”或“右”）将下沉。
24．小聪同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如下图所示的实验。
（1）小聪对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度无关。
对此正确的解释是：
浮力的大小随着排开水的体积的增大而________，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度________。
（2）小聪利用浮力和杠杆的知识。
发明了一个密度秤：
如图，轻质扛杆可绕O点转动，杠杆上用细绳悬挂两个的正方体M、N（边长为10cm，重力为20N）；OA长度为10cm，OE长度为8cm。
小聪向容器中倒入不同密度的液体，每次都将M浸没于液体中，移动物体N。
使杠杆在水平位置平衡，OE上便可刻上不同液体的密度值。
当物体M浸没于水中时，物体N移动到B点时杠杆恰好水平静止，那么OB的长度为_________cm。
在B点标上ρ水；这个密度秤能够测量的最小液体密度为_________kg/m3。
25．同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：
滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。
一位同学设计了如图所示的四个滑轮组，并将所滑实验数据填入下表：
实验次数
动滑轮重/N
物重/N
拉力/N
绳子的股数n
机械效率η
1
1
2
1
2
1
4
1.67
3
2
4
2
4
1
4
2.5
（1）实验时，应______、_______拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧测力计读出绳子自由端的______的大小；同时用______测出钩码升高的高度；
（2）在表中填上四次实验的绳子的股数n和机械效率；
（____）
（3）根据实验_____和_____（填①、②、③、④）可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；
（4）根据实验②和③可知，滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越_____;
（5）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越______；
（6）要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关，应该选用______（填“同一”或“不同”）滑轮组，提升_____（填“相同”或“不同”）的高度去研究。
26．在“探究杠杆的平衡条件”实验中
（1）如图甲，挂钩码前，应把杠杆的平衡螺母向______调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）实验过程记录的数据如下表，分析数据，得到杠杆的平衡条件是______。
若将图乙中左侧一个钩码取下，则需将右侧钩码向______移动，杠杆才有可能重新平衡；
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.0
0.02
0.5
0.04
2
2.0
0.04
4.0
0.02
3
2.5
0.03
1.5
0.05
（3）实验中，如用图丙的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡，但老师建议不宜采用这种方式，因为（____）（选出一个正确选项）
A．杠杆受力不平衡B．力臂与杠杆不重合C．力和力臂数目过多，不易得出结论
（4）图A和图B中的杠杆均静止，两图中弹簧测力计都垂直杠杆，示数分别为F1和F2，则F1______F2（选填“＞”、“＜”或“＝”）；
（5）如图C，小明使用手机自拍杆拍照时，自拍杆伸得越长，手握杆的力越______（选填“大”或“小”），此时自拍杆是______杠杆（选填“省力”“等臂”或“费力”）。
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．A
解析：
A
【分析】
【详解】
AB．杠杆的支点为O，作出动力的力臂OC，如下图1所示：
轻质硬直杠杆不计其重力，故阻力为G；在B点施加一个方向始终与杠杆成ɑ角度的动力F，故动力臂
OC＝cosα×OB
保持不变，在杆从竖直位置匀速转动到水平位置的过程中，阻力臂l2变化为范围为0～OA，如图2、3所示：
根据杠杆的平衡条件
Fl1＝Gl2
即
F×OC＝Gl2
动力为
F=
因动力臂OC不变，阻力臂在逐渐变大，所以动力F始终在变大，故A正确，B错误；
CD．根据以上分析，因阻力臂l2变化为范围为0～OA，当动力臂OC大于阻力臂时，为省力杠杆，当动力臂OC小于阻力臂时，为费力杠杆，故CD错误。
故选A。
2．D
解析：
D
【详解】
ABC．图中动滑轮上绳子的有效段数为3，建筑材料匀速上升1m，钢丝绳移动的距离
钢丝绳自由端的移动的速度
C错误；
电动机用800N的力拉钢丝绳，电动机对钢丝绳做的功即总功
B错误；
滑轮组的机械效率
则建筑材料的质量
A错误；
D．电动机对钢丝绳做功的功率
D正确。
故选D。
3．A
解析：
A
【详解】
由于小车沿水平地面匀速前进，那么绳对小车的拉力等于小车受到地面的摩擦力，即
，该装置的有用功是
三段绳子托着动滑轮，那么绳端移动的距离是
，该装置所做的总功是
可知
解得
。
故选A。
4．D
解析：
D
【详解】
AB．原来平衡时，m1gl1=m2gl2，
由图知，l1＞l2，所以m1＜m2，
设移动相同的距离∆l，则左边：
m1g（l1−△l）=m1gl1−m1g△l，
右边：
m2g（l2−△l）=m2gl2−m2g△l，
因为m1＜m2，所以m1△lg＜m2△lg，
则m1（l1−△l）g＞m2（l2−△l）g，则杠杆的左端向下倾斜，故AB错误；
CD．因为m1（l1−△l）g＞m2（l2−△l）g，故往右边加入货物后杠杆平衡，
即：
m1（l1−△l）g=（m2+m）（l2−△l）g，
且m1gl1=m2gl2，
得m=（m2−m1）
，故C错误，D正确．
5．D
解析：
D
【解析】
【分析】
关键了解动滑轮和定滑轮以及滑轮组的工作特点，对各个选项逐一分析。
【详解】
动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍，定滑轮是等臂杠杆，使用定滑轮虽然不省力，但可以改变力的方向，故A、B正确，
使用任何机械都不省功，所以说又省力又少移动距离的动滑轮是无法实现的，故C正确。
使用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，动滑轮上最多可以有3段绳子，也可以说拉力是物体重力的
，故D错误。
故选：
D。
6．D
解析：
D
【解析】
【分析】
物理学中把物质从气态变成液态称为液化，当室内的水蒸气遇到冷的镜片时会发生液化现象。
物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；
物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大。
斜面是一种常见的简单机械，它在省力的同时却也多运动了距离。
变滑动为滚动可以减小摩擦。
【详解】
A、当室内的水蒸气遇到冷的镜片时会发生液化现象，故A选项说法正确；
B、滚摆在最高点位置时重力势能最大，在最低点时动能最大；可见，重力势能和动能可以相互转化，故B选项说法正确；
C、用弹簧测力计沿着木板将物体匀速拉动到某一高度，发现用长木板比短木扳拉动时测力计示数小，因此斜面越长时，拉力越小，所以越省力，故C选项正确；
D、车轮朝下时，小车与地面的摩擦为滚动摩擦；车轮朝上时，小车与地面的摩擦为滑动摩擦，该现象说明变滑动为滚动可以减小摩擦，故D选项说法错误。
故选：
D。
7．B
解析：
B
【分析】
根据弹簧测力计拉力力臂的变化情况，应用杠杆平衡条件分析答题．
【详解】
根据题意作图：
如图所示，开始时弹簧测力计力臂为LF，当拉力与杠杆垂直时，动力臂变为LF′，弹簧拉力力臂变大，且此时动力臂最长；
而阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，弹簧测力计拉力变小，即弹簧测力计的示数小于10N．
故选B．
8．C
解析：
C
【解析】如图所示，弹簧测力计B示数为10N，通过滑轮拉动物体A相当于定滑轮，A受到拉力也为10N；A做匀速直线运动，所以物体A与水平桌面的摩擦力与A受到拉力是一对平衡力，摩擦力大小为10N；
向右的拉力F与向左的两段绳子的拉力平衡，所以拉力为：
点睛：
重点是滑轮受力情况的分析，对于单个滑轮来说，使用时处于平衡状态，绕绳子一侧的两段绳子的两个力的和等于另一侧的拉力。
9．B
解析：
B
【解析】
A.借助斜面做的有用功即为克服物体重力所做的功，则W有
Gh
F1h，故A错误；BC.B.拉力所做的总功：
W总
F2L，额外功W额
W总
W有
F2L
F1h，故B正确，C错误；D.机械效率η
，故D错误．故选B.
10．D
解析：
D
【解析】
当边长为20cm的正方体重物甲刚被提起时，杠杆左边受到的力F1=G篮+G甲=80N+ρ甲V甲g；体重计对人的支持力F支=F压=43kg×10N/kg=430N；杠杆对人的拉力F2=G人-F支=60kg×10N/kg-43kg×10N/kg=170N；
根据杠杆平衡条件得：
F1×OA=F2×OB，
因为OA：
OB=1：
4，甲的体积V甲=（0.2m）2=0.008m3，乙的体积V乙=（0.4m）2=0.064m3，
所以（80N+ρ甲V甲g）×1=170N×4，
（80N+ρ甲×0.008m3×10N/kg）×1=170N×4；
则ρ甲=7.5×103kg/m3；
当边长为40cm的正方体重物甲刚被提起时，杠杆左边受到的力F3=G篮+G乙=80N+ρ乙V乙g；体重计对人的支持力F支=F压=18kg×10N/kg=180N；杠杆对人的拉力F4=G人-F支=60kg×10N/kg-18kg×10N/kg=420N；
根据杠杆平衡条件得：
F3×OA=F4×OB，
因为OA：
OB=1：
4，甲的体积V甲=（0.2m）2=0.008m3，乙的体积V乙=（0.4m）2=0.064m3，
所以（80N+ρ乙V乙g）×1=420N×4，
（80N+ρ乙×0.064m3×10N/kg）×1=420N×4；
则ρ乙=2.5×103kg/m3；
所以ρ甲：
ρ乙=7.5×103kg/m3：
2.5×103kg/m3=3：
1．
故选D．
【点睛】本题考查了重力公式、密度公式、杠杆平衡条件的应用，求出杠杆右端受到的拉力是关键．
11．B
解析：
B
【解析】A、刹车时，人施加一个很小的力，就可以对车轮产生一个很大的摩擦力，应用杠杆和摩擦的知识，故A正确；
B、自行车的车把相当于一个以中间的轴为支点的省力杠杆，故B错误；
C、脚蹬在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C正确．
D、轮胎制有花纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故D正确．
故选B．
12．C
解析：
C
【详解】
由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆．
二、填空题
13．1∶31∶3
【解析】
【详解】
第一空．设甲球的质量为m甲，乙球的质量为m乙，杠杆的一个小格为l，则左边的力臂为4l，右边的力臂为2l，根据杠杆平衡条件得：
（2m甲+m乙）g×4
解析：
1∶31∶3
【解析】
【详解】
第一空．设甲球的质量为m甲，乙球的质量为m乙，杠杆的一个小格为l，则左边的力臂为4l，右边的力臂为2l，根据杠杆平衡条件得：
（2m甲+m乙）g×4l=（m甲+3m乙）g×2l
整理得：
；
第二空．两种实心球的体积相等，根据
得：
。
14．OB10减小
【解析】
【详解】
第一空．因为力与力臂垂直，因此线段OB表示力F的力臂；
第二空．在OA的中点挂一重力为20N的重物，重力方向竖直向下，因为阻力臂垂直于阻力作
解析：
OB10减小
【解析】
【详解】
第一空．因为力与力臂垂直，因此线段OB表示力F的力臂；
第二空．在OA的中点挂一重力为20N的重物，重力方向竖直向下，因为阻力臂垂直于阻力作用线，OA与水平面成45°角静止，因此阻力臂的长度为
OB，由杠杆平衡条件
可得：
即
；
第三空．OA从图示位置缓慢转动到竖直位置的过程中，动力F方向不变，动力臂变长，阻力臂变短，阻力不变，由杠杆平衡条件
可得力F减小。
15．600
【解析】
【详解】
第一空．由图丙可知在2∼3s内，重物做匀速运动，由图乙可知，此时拉力F=40N；
第二空．从动滑轮上直接引出的绳子股数n=3，
从丙图可知，物体在2∼3s内做匀速
解析：
600
【解析】
【详解】
第一空．由图丙可知在2∼3s内，重物做匀速运动，由图乙可知，此时拉力F=40N；
第二空．从动滑轮上直接引出的绳子股数n=3，
从丙图可知，物体在2∼3s内做匀速直线运动,由图乙可知此时的拉力F3=40N，
根据F=
（G物+G动）可得：
G动=nF3−G物=3×40N−90N=30N，
在0∼1s内,拉力F1=30N，把动滑轮和重物看成整体，则这个整体受到向下的重力、向上的支持力以及三根绳向上的拉力作用处于静止状态，
F支+3F1=G物+G动，地面对物体的支持力：
F支=G动+G物−3F1=30N+90N−3×30N=30N，
根据力的作用是相互的，重物对地面的压力：
F压=F支=30N，
对地面的压强：
p=
=600Pa。
16．80
【分析】
不计绳子重和摩擦：
（1），额外功即克服动滑轮重力做的功，所以；根据图像知，当物重为100N时，滑轮组的机械效率为50%，将数据代入公式即可求出动滑轮的重力；
（2）判断出承
解析：
80
【分析】
不计绳子重和摩擦：
（1）
，额外功即克服动滑轮重力做的功，所以
；根据图像知，当物重为100N时，滑轮组的机械效率为50%，将数据代入公式
即可求出动滑轮的重力；
（2）判断出承担物重的绳子段数，将数据代入公式
可得出绳子拉力，将
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