高考物理一轮复习第3单元牛顿运动定律课时作业新人教版.docx

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高考物理一轮复习第3单元牛顿运动定律课时作业新人教版

第3单元牛顿运动定律

课时作业(八)

第8讲 牛顿运动定律的理解

1.伽利略的斜面实验为牛顿运动定律奠定了基础,下列有关说法正确的是(  )

A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性

B.行星在圆周轨道上保持匀速率运动是因为行星具有惯性

C.同一物体运动越快,越难停止运动,说明物体的速度越大,则惯性越大

D.由于巨轮惯性很大,施力于巨轮后,要经过很长一段时间才会产生一个明显的加速度

2.[2017·天津南开区期中]2017年8月28日,天津全运会进行男子单人10米跳台决赛,跳水运动员陈艾森在10米跳台比赛中成功夺得冠军.下列说法正确的是(  )

A.运动员蹬板的作用力大小大于板对他的支持力大小

B.运动员蹬板的作用力大小小于板对他的支持力大小

C.运动员蹬板的作用力大小等于板对他的支持力大小

D.运动员起跳过程所受的支持力和重力相平衡

3.[2017·南阳一中期中]下列关于单位制及其应用的说法中不正确的是(  )

A.基本单位和导出单位一起组成了单位制

B.选用的基本单位不同,构成的单位制也不同

C.在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用物理公式,其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的

D.一般来说,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,并不一定同时确定单位关系

4.[2018·太原五中期中]一皮带传送装置如图K8-1所示,皮带的速度v足够大,轻弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m的滑块,已知滑块与皮带之间存在摩擦,当滑块放在皮带上时,弹簧的轴线恰好水平.若滑块放到皮带上的瞬间,滑块的速度为零,且弹簧正好处于自然长度,则在弹簧从自然长度到第一次达到最长这一过程中,滑块的速度和加速度的变化情况是(  )

图K8-1

A.速度增大,加速度增大

B.速度增大,加速度减小

C.速度先增大后减小,加速度先增大后减小

D.速度先增大后减小,加速度先减小后增大

5.一个质量为m=1kg的物块静止在水平面上,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.从t=0时刻起物块同时受到两个水平力F1与F2的作用,若力F1、F2随时间的变化如图K8-2所示,设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,则(  )

图K8-2

A.物块从t=0时刻开始运动

B.物块运动后先做加速运动再做减速运动,最后匀速运动

C.物块加速度的最大值是3m/s2

D.物块在t=4s时速度最大

6.[2017·唐山三模]乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择.若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行,如图K8-3所示,在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行,重力加速度为g),则(  )

图K8-3

A.小物块受到的摩擦力方向平行于斜面向上

B.小物块受到的摩擦力方向平行于斜面向下

C.小物块受到的滑动摩擦力为

mg+ma

D.小物块受到的静摩擦力为ma

7.[2018·成都七中期中]以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比.用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像,可能正确的是图K8-4中的(  )

图K8-4

8.[2017·重庆一诊]如图K8-5所示,框架甲通过细绳固定于天花板上,小球乙、丙通过轻弹簧连接,小球乙通过另一细绳与甲连接,甲、乙、丙三者均处于静止状态,甲、乙、丙质量分别为m、2m、3m,重力加速度为g.将甲与天花板间的细绳剪断瞬时,下列说法正确的是(  )

图K8-5

A.小球丙的加速度大小a丙=0

B.框架甲的加速度大小a甲=0

C.框架甲的加速度大小a甲=2g

D.甲、乙间的细绳张力大小为mg

9.[2018·北京四中月考]如图K8-6所示,在水平面上运动的小车里用两根轻绳连着一质量为m的小球,绳子都处于拉直状态,BC绳水平,AC绳与竖直方向的夹角为θ,小车处于加速运动中,重力加速度为g,则下列说法正确的是(  )

图K8-6

A.小车一定向左运动

B.小车的加速度一定为gtanθ

C.AC绳对球的拉力一定是

D.BC绳的拉力一定小于AC绳的拉力

10.[2017·重庆外国语学校期末]如图K8-7所示,倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上,A、B、C三球的质量均为m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连,A、B间由一轻质细线连接,B、C间由一轻杆相连.弹簧、细线与轻杆均平行于斜面,初始系统处于静止状态,重力加速度为g.在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是(  )

图K8-7

A.A球的加速度沿斜面向上,大小为gsinθ

B.C球的受力情况未变,加速度为0

C.B、C两球的加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθ

D.B、C之间杆的弹力大小为0

11.如图K8-8所示,AB为光滑竖直杆,ACB为光滑直角轨道,在C处由一小圆弧连接,可使小球顺利转弯(即通过转弯处不损失机械能).一个套在杆上的小球(可视为质点)从A点由静止释放,分别沿AB轨道和ACB轨道运动,如果沿ACB轨道运动的时间是沿AB轨道运动时间的1.5倍,则AB与AC的夹角为多少?

图K8-8

 

12.如图K8-9所示,质量m=1kg的小球套在细斜杆上,斜杆与水平方向成α=30°角,小球与杆之间的动摩擦因数μ=

g取10m/s2.小球在竖直向上的拉力F=20N作用下沿杆向上滑动.

(1)画出小球的受力示意图.

(2)求小球对杆的压力大小和方向.

(3)求小球的加速度大小.

图K8-9

 

课时作业(九)

第9讲 牛顿运动定律的应用

(一)

1.如图K9-1甲所示,小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下,下滑位移为x时的速度为v,其x-v2图像如图乙所示,g取10m/s2,则斜面倾角θ为(  )

图K9-1

A.30°B.45°C.60°D.75°

2.如图K9-2所示,底板光滑的小车上用量程为20N的两个完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为1kg的物块.当小车在水平地面上做匀速直线运动时,两弹簧测力计的示数均为10N;当小车做匀加速直线运动时,弹簧测力计甲的示数变为8N,这时小车运动的加速度大小是(  )

图K9-2

A.2m/s2B.8m/s2

C.6m/s2D.4m/s2

3.[2017·盐城模拟]在地面上以初速度v0竖直向上抛出一小球,经过2t0时间小球落回抛出点,其速率为v1,已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比,则小球在空中运动时速率v随时间t的变化规律可能正确的是图K9-3中的(  )

图K9-3

4.[2017·东北三省三校一模]如图K9-4所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道,其中A、C两点处于同一个圆上,C是圆上任意一点,A、M分别为此圆与y轴、x轴的切点,B点在y轴上且∠BMO=60°,O'为圆心.现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放,它们将沿轨道运动到M点,若所用时间分别为tA、tB、tC,则(  )

图K9-4

A.tA

B.tA=tC

C.tA=tC=tB

D.由于C点的位置不确定,无法比较时间大小关系

5.[2017·南通调研]如图K9-5所示,质量为m2的物块B放置在光滑水平桌面上,其上放置质量m1的物块A,A通过跨过光滑定滑轮的细线与质量为M的物块C连接.释放C后,A和B一起以加速度a从静止开始运动,已知A、B间的动摩擦因数为μ1,重力加速度为g,则细线中的拉力大小为(  )

图K9-5

A.MgB.Mg+Ma

C.(m1+m2)aD.m1a+μ1m1g

6.如图K9-6所示,轻绳一端固定在小车支架上,另一端拴着质量不同的两个小球.若不计空气阻力,当小车水平向右运动且两段轻绳与竖直方向的夹角均始终为θ时,下列说法正确的是(  )

图K9-6

A.两小球的加速度相等

B.两段轻绳中的张力可能相等

C.小车的速度越大,则θ越大

D.小车的加速度越大,则θ越大

7.[2017·黄冈质量检测]如图K9-7所示,在光滑水平地面上,可视为质点的A、B两滑块在水平外力F作用下紧靠在一起压紧弹簧,弹簧左端固定在墙壁上,此时弹簧的压缩量为x0,以两滑块此时的位置为坐标原点,建立如图所示的一维坐标系.现将外力F突然反向并使B向右做匀加速运动,则外力F、两滑块间的弹力FN随滑块B的位移x变化的关系图像可能正确的是图K9-8中的(  )

图K9-7

图K9-8

8.[2017·西南大学附中期末]如图K9-9所示,质量均为m的两个木块P、Q叠放在水平地面上,P、Q接触面的倾角为θ,重力加速度为g.现在Q上加一水平推力F,使P、Q保持相对静止一起以加速度a向左做匀加速直线运动,下列说法正确的是(  )

图K9-9

A.Q对地面的压力一定为2mg

B.若Q与地面间的动摩擦因数为μ,则μ=

C.若P、Q之间光滑,则加速度a=gtanθ

D.若P、Q之间光滑,则加速度a=gsinθ

9.[2017·厦门质量检查]如图K9-10所示,小车上固定有一个竖直细杆,杆上套有质量为M的小环,环通过细绳与质量为m的小球连接.当小车水平向右做匀加速运动时,环和球与车相对静止,绳与杆之间的夹角为θ,重力加速度为g,则(  )

图K9-10

A.细绳受到的拉力为

B.细杆对环的作用力方向水平向右

C.细杆对环的静摩擦力为Mg

D.细杆对环的弹力为(M+m)gtanθ

10.[2017·衡阳八中质检]实验小组利用DIS系统(数字化信息实验系统)观察超重和失重现象.他们在学校电梯内做实验,在电梯天花板上固定一个压力传感器,测量挂钩向下,并在钩上悬挂一个重为10N的钩码,在电梯运动过程中,计算机显示屏上出现如图K9-11所示的图线.根据图线分析可知,下列说法正确的是(  )

图K9-11

A.t1到t2时间内,钩码处于失重状态,t3到t4时间内,钩码处于超重状态

B.t1到t2时间内,电梯一定在向下运动,t3到t4时间内,电梯可能正在向上运动

C.t1到t4时间内,电梯可能先加速向下,接着匀速向下,再减速向下

D.t1到t4时间内,电梯可能先加速向上,接着匀速向上,再减速向上

11.如图K9-12所示,质量为M=5kg的斜面体放在水平地面上,斜面体与地面间的动摩擦因数为μ1=0.5,斜面高度为h=0.45m,斜面体与小物块间的动摩擦因数为μ2=0.8,小物块的质量为m=1kg,起初小物块在斜面体的竖直面上的最高点.现在在斜面体上作用一水平恒力F,并且同时由静止释放小物块,g取10m/s2,设小物块与斜面体间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小物块可视为质点,则:

(1)要使斜面体和小物块保持相对静止一起向右做匀加速运动,加速度至少为多大?

(2)此过程中水平恒力至少为多大?

图K9-12

 

12.[2017·西安高新模拟]有一个推矿泉水瓶的游戏节目,规则是:

选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,则视为成功;若瓶最后未停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下,则均视为失败.其简化模型如图K9-13所示,AC是长度为L1=5m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域.已知BC长度L2=1m,瓶子质量m=0.5kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4.若某选手作用在瓶子上的水平推力F=20N,瓶子沿AC做直线运动,假设瓶子可视为质点,g取10m/s2,那么该选手要想游戏获得成功,试问:

(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少?

(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少?

图K9-13

 

课时作业(十)

第10讲 牛顿运动定律的应用

(二)

1.[2018·江西南昌摸底调研]如图K10-1所示,以水平恒力F拉动在光滑水平面上的小车,让小车与其上的木块一起做无相对滑动的加速运动.已知小车质量为M,木块质量为m,加速度大小为a,木块和小车间的动摩擦因数为μ.对于这个过程,某班同学有以下四个式子表示木块受到的摩擦力的大小,你认为一定正确的是(  )

图K10-1

A.F-MaB.(M+m)a

C.μmgD.Ma

2.[2018·武汉起点模拟]一物块沿倾角为θ的固定斜面上滑,到达最大高度处后又返回斜面底端.已知物块下滑时间是上滑时间的2倍,则物块与斜面间的动摩擦因数为(  )

A.

tanθ

C.

tanθD.tanθ

3.[2017·丰城中学月考]如图K10-2所示,钢铁构件A、B叠放在卡车的水平底板上,卡车底板和B间的动摩擦因数为μ1,A、B间的动摩擦因数为μ2,卡车刹车的最大加速度为a,且μ2g>a>μ1g,g为重力加速度,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时,要求其刹车后在s0距离内能安全停下,则卡车行驶的速度不能超过(  )

图K10-2

A.

C.

4.[2017·日照模拟]如图K10-3所示,斜面A固定于水平地面上,在t=0时刻,滑块B以初速度v0自斜面底端冲上斜面,t=t0时刻到达最高点.取沿斜面向上为正方向,图K10-4表示滑块在斜面上整个运动过程中速度v随时间t变化的图像中肯定错误的是(  )

图K10-3

图K10-4

5.[2016·河北武邑中学调研]如图K10-5甲所示,用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示,重力加速度g取10m/s2.根据图乙所提供的信息可以计算出(  )

图K10-5

A.物体的质量

B.斜面的倾角

C.加速度为6m/s2时物体的速度

D.加速度由2m/s2增加到6m/s2过程中物体通过的位移

6.[2017·四川绵阳段考]匀速传动的长传送带倾斜放置,传动方向如图K10-6所示,在传送带顶部由静止放上一物块,在物块下滑过程中,规定斜向下为正方向,描述物块运动过程的v-t、a-t图像可能正确的是图K10-7中的(  )

图K10-6

图K10-7

7.[2017·湖南五市十校联考]如图K10-8所示,传送带带面AB与水平面间的夹角为α=37°,物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,传送带保持匀速运转.现将物块由静止放到传送带中部,A、B间距离足够大(若物块可与带面等速,则当物块与带面等速时,物块尚未到达A或B).下列关于物块在带面AB上的运动情况的分析正确的是(  )

图K10-8

A.若传送带沿顺时针方向匀速运转,则物块沿传送带向上加速滑动

B.若传送带沿顺时针方向匀速运转,则物块沿传送带向下加速滑动

C.若传送带沿逆时针方向匀速运转,则物块加速度的大小先为10m/s2,后为0

D.若传送带沿逆时针方向匀速运转,则物块加速度的大小先为10m/s2,后为2m/s2

8.[2018·临沂调研]游乐场有一种“滑草”游戏,其装置可以抽象为两个重叠在一起的滑块置于固定的倾角为θ的斜面上.在如图K10-9所示的两种情况下,滑块M和m相对静止一起沿斜面下滑,下列说法正确的是(  )

图K10-9

A.若M和m一起沿斜面匀速下滑,则图甲中m受到摩擦力作用

B.若M和m一起沿斜面匀速下滑,则图乙中m受到摩擦力作用

C.若M和m一起沿斜面匀加速下滑,则图乙中m一定受到水平向左的摩擦力

D.若M和m一起沿斜面匀加速下滑,则图甲中m一定受到平行于斜面向上的摩擦力

9.如图K10-10所示,木板静止于水平地面上,在其最右端放一可视为质点的木块.已知木块的质量m=1kg,木板的质量M=4kg,木板长L=2.5m,其上表面光滑,下表面与地面间的动摩擦因数μ=0.2,假设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.现用水平恒力F=20N拉木板,g取10m/s2.

(1)求木板的加速度大小;

(2)要使木块能滑离木板,求水平恒力F作用的最短时间;

(3)如果其他条件不变,假设木板的上表面也粗糙,其上表面与木块间的动摩擦因数为μ1=0.3,欲使木板能从木块的下方抽出,对木板施加的拉力F应满足什么条件?

图K10-10

 

10.如图K10-11甲所示,水平传送带上的A、B两端的距离L=5m,皮带轮的半径R=0.1m,皮带轮以角速度ω顺时针匀速转动.现有一小物体(视为质点)以水平速度v0从A端滑上传送带,滑出B端后做平抛运动,其水平位移为s.保持小物体的初速度v0不变,多次改变皮带轮的角速度ω,依次测量水平位移s,得到如图乙所示的s-ω图像.

(1)当0<ω<10rad/s时,小物体在A、B之间做什么运动?

(2)B端距地面的高度h为多大?

(3)小物体的初速度v0为多大?

甲            乙

图K10-11

课时作业(八)

1.A [解析]由惯性的定义可知选项A正确;惯性使物体保持匀速直线运动状态或静止状态,而不能使物体保持匀速圆周运动状态,选项B错误;惯性与速度无关,选项C错误;只要施加力,就会立即产生一个加速度,选项D错误.

2.C [解析]运动员蹬板的作用力与板对运动员的支持力是作用力和反作用力,两个力大小相等、方向相反,选项A、B错误,选项C正确;运动员起跳过程是由静止获得速度的过程,因而有竖直向上的加速度,运动员所受的支持力大于重力,选项D错误.

3.D

4.D [解析]滑块在水平方向上受到向左的滑动摩擦力f和弹簧向右的拉力F拉=kx,合力F合=f-F拉=ma,在弹簧从自然长度到第一次达到最长这一过程中,x逐渐增大,拉力F拉逐渐增大,因为皮带的速度v足够大,所以合力F合先减小后反向增大,从而加速度a先减小后反向增大;滑动摩擦力与弹簧弹力相等之前,加速度与速度同向,滑动摩擦力与弹簧弹力相等之后,加速度与速度方向相反,故滑块的速度先增大后减小.

5.C [解析]物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,即fm=μmg=0.2×1×10N=2N,在第1s内,满足F1=F2+fm,故物块处于静止状态,选项A错误;第1s内物块静止,第1s末到第7s末,根据牛顿第二定律得F1-F2-fm=ma,因F2先减小后增大,故加速度先增大再减小,方向一直沿F1方向,物块一直加速运动,在t=7s时速度最大,之后以最大速度匀速运动,故选项B、D错误,在t=4s时,加速度最大,为am=

m/s2=3m/s2,选项C正确.

6.A [解析]小物块相对斜面静止,因此小物块与斜面间的摩擦力是静摩擦力.缆车以加速度a上行,则小物块的加速度也为a,以小物块为研究对象,有f-mgsin30°=ma,可得f=

mg+ma,方向平行于斜面向上,故A正确,B、C、D错误.

7.D [解析]物体不受空气阻力时,向上做匀减速直线运动至最高点,再向下做自由落体运动,v-t图像是倾斜直线;若存在阻力f=kv,上升过程中的加速度大小为a1=

随着v减小,a1减小,对应v-t图像的斜率减小;下降过程中的加速度大小为a2=

随着v增大,a2减小;在最高点时,v=0,对应v-t图像与t轴的交点,其斜率的绝对值等于g,即过交点的切线与虚线平行,故D正确.

8.ACD [解析]对丙受力分析,剪短细绳前,有kx=3mg,剪断细绳瞬间,丙的受力不变,加速度为0,对甲、乙整体受力分析,由牛顿第二定律,有kx+3mg=3ma甲,则a甲=2g,单独对甲受力分析,有FT+mg=ma甲,则甲、乙间的细绳张力FT=mg,选项A、C、D正确.

9.AC [解析]因绳只能提供拉力,故小球的合力应向左,加速度向左,小车只能向左加速运动,选项A正确;只有当BC绳的拉力为0时,才有加速度a=gtanθ,当BC绳的拉力不为0时,加速度a>gtanθ,选项B错误;AC绳的拉力与重力的合力一定水平向左,则AC绳的拉力FAC=

大小恒定,选项C正确;由牛顿第二定律得mgtanθ+FBC=ma,故BC绳的拉力FBC随加速度a的增大而增大,选项D错误.

10.CD [解析]初始系统处于静止状态,把B、C看成整体,整体受到重力2mg、斜面的支持力FN、细线的拉力FT,由平衡条件可得FT=2mgsinθ,对A进行受力分析,A受到重力mg、斜面的支持力、弹簧的弹力F弹和细线的拉力F'T,且FT=F'T,由平衡条件可得F弹=F'T+mgsinθ=3mgsinθ,在细线被烧断的瞬间,细线的拉力会突变为零,弹簧的弹力不变,根据牛顿第二定律得A球的加速度沿斜面向上,大小a=2gsinθ,选项A错误;在细线被烧断的瞬间,把B、C看成整体,根据牛顿第二定律得B、C两球的加速度a'=gsinθ,均沿斜面向下,选项B错误,选项C正确;对C进行受力分析,C受到重力mg、杆的弹力F和斜面的支持力,根据牛顿第二定律得mgsinθ+F=ma',解得F=0,所以B、C之间杆的弹力大小为0,选项D正确.

11.53° [解析]设AB长度为L,∠BAC=θ,则AC=Lcosθ,BC=Lsinθ.

设小球沿AB运动的时间为t,有

L=

gt2

设小球沿AC运动的时间为t1,有

Lcosθ=

mgcosθ=ma1

联立解得t1=t

设小球沿CB运动时间为t2,由题意知

t1+t2=1.5t

所以t2=0.5t

小球沿CB杆运动,有

Lsinθ=a1t1·t2+

mgsinθ=ma2

联立解得tanθ=

所以θ=53°.

12.

(1)如图所示 

(2)5

N 方向垂直于杆向上

(3)2.5m/s2

[解析]

(1)小球的受力示意图如图所示.

(2)建立如图所示的坐标系,沿y方向,有

(F-mg)cos30°-FN=0

解得FN=5

N

根据牛顿第三定律知,小球对杆的压力大小为5

N,方向垂直于杆向上.

(3)沿x方向,由牛顿第二定律得

(F-mg)sin30°-f=ma

而f=μFN

解得a=2.5m/s2.

课时作业(九)

1.A [解析]由匀变速直线运动的速度与位移关系式可得v2=2ax,整理得x=

v2,由x-v2图像的斜率k=

可知小物块的加速度a=5m/s2,根据牛顿第二定律得a=gsinθ,解得sinθ=

即θ=30°,选项A正确,选项B、C、D错误.

2.D [解析]弹簧的弹力与其形变量成正比,当弹簧测力计甲的示数由10N变为8N时,其形变量减小,则弹簧测力计乙的形变量增大,且甲、乙两弹簧测力计形变量变化的大小相等,所以弹簧测力计乙的示数应为12N,物块在水平方向所受到的合外力F=T乙-T甲=12N-8N=4N,根据牛顿第二定律得a=

m/s2=4m/s2,小车与物块相对静止,加速度相等,所以小车的加速度为4m/s2,选项D正确.

3.A [解析]对小球,由牛顿第二定律知,在上升阶段,加速度a1=

随速度减小而减小,即上升阶段做加速度越来越小的减速运动;在下降阶段,加速度a2=

随速度增大而减小,即下降阶段也做加速度越来越小的加速运动;上升阶段和下降阶段的位移大小相等,则上升、下降两阶段速度图像所围图形的面积相等,A正确.

4.B [解析]由等时圆模型可知,A、C在圆周上,B点在圆周外,故tA=tC

5.C [解析]对A、B整体,由牛

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