备战中考三年真题汇集第十一章功和机械能二全解全析.docx
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备战中考三年真题汇集第十一章功和机械能二全解全析
2020年备战中考三年真题汇集:
第十一章:
功和机械能二
一.实验探究题
1.(2019•西宁)小李同学想要利用如图13所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
(1)在探究“动能的大小与速度的关系”时,应保持小车的相同,让小车从斜面上(选填“相同”或“不同”)的高度滑下,以不同的速度推动木块移动。
(2)本实验运用了两种研究方法:
一是,二是转换法。
就本题来说用木块来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实验的过程中又发现只要去掉木块,就可以探究“阻力物体运动的影响”。
如图2所示,他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上,让小车分别从斜面上由静止滑下,观察小车在水平面上运动的距离。
(3)每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是:
使小车到达水平面时具有相同的。
(4)实验发现,小车在玻璃面上运动的距离最远,说明小车受到的阻力最,进一步推理得出:
如果小车运动时不受阻力,小车将做运动。
2.(2019•绥化)如图,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)小球滚下斜面的过程中,它的能转化为动能,其动能大小是通过木块移动的距离来反映的。
(2)分析比较两次实验,可探究出的结论是:
质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(3)甲实验中若木块的重力为1N,水平移动的距离是30cm,则重力对木块做功J。
(4)如果水平面光滑,则(选填“能”或“不能”)完成本实验。
3.(2018•本溪)图甲是探究“影响动能大小因素”的实验装置。
(1)本实验中小球A的动能大小通过木块B在水平桌面上来体现。
若不用木块B,在桌面上铺一条毛巾,(填”可以”或“不可以”)用小球A在毛巾表面滚动的距离来体现。
(2)将小球A放在同一斜面上(填“相同”或“不同”)高度处由静止释放,目的是使小球在撞击木块B时速度不同,通过实验现象可以得出结论:
质量相同的物体,,动能越大。
(3)善于动脑的小明设计了如图乙所示的方案:
用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度,两次实验弹簧具有的弹性势能(填“相同”或“不同”),放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同,从而验证了动能与速度的关系。
接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度,放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块,这样做(填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系。
4.(2018•辽阳)在探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小阳用同一实验装置,让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒,完成以下实验。
(1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近,可以得出结论:
质量相同时物体的越大,动能越大。
对比甲、乙两次实验还可以得出:
质量相同时,物体位置越高,重力势能。
在甲、乙两次实验中,硬纸盒所受滑动摩擦力(选填“相同”或“不同”)
(2)如果做乙图实验时,硬纸盒被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成硬纸盒损坏需改进乙图实验,再与甲图实验对比。
在不改变木板长度的情况下,应采用以下方法(填写正确选项前的字母)。
A.换用质量更小的钢球
B.给水平木板铺上毛巾
C.适当降低钢球的高度
D.换用一个较重的硬纸盒
(3)若要探究影响动能大小的另一因素,具体的操作方法是:
选择两个不同的钢球,从同一斜面相同高度由静止滑下。
(4)小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码,设计了如图丙所示实验,探究影响滑动摩擦力大小的因素,通过比较甲、丙两次实验可得出:
滑动摩擦力与有关。
5.(2018•荆州)为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放,然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景;图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块,木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。
(1)若要探究动能大小与速度的关系,应选择图(选填“甲”、“乙”)进行实验。
木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力(选填“变大”、“变小”或“不变”),克服摩擦力做功的功率(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)本实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗?
,原因是。
6.(2018•攀枝花)小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,选用质量不同两个钢球m和M(M的质量大于m),分别不从同的高度h和H(H>h)静止开始放下,观察木块B被撞击后移动的距离。
实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,他利用的研究方法是(选填“控制变量法”或“转换法”);若水平面绝对光滑,本实验将(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由甲、乙图可得实验结论:
物体的动能大小与有关。
(3)小明根据甲、丙两图得出结论:
物体的动能大小与质量有关,她的看法是否正确?
(选填“正确”或“错误”),理由是:
。
7.(2018•安徽)图为探究物体(钢球)动能大小跟哪些因素有关的实验装置。
(1)实验原理:
①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。
起点位置越高,该速度越。
②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,在水平木板上撞击木块,木块运动的距离越长,运动钢球所具有的动能越。
(2)实验现象:
①同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动。
在水平木板上撞击木块,钢球开始向下运动的起点位置越,木块运动的距离越长。
②同一高度由静止向下运动,在水平木板上撞击木块,钢球的质量越,木块运动的距离越长。
8.(2017•盘锦)为探究物体动能的大小与哪些因素有关,某实验小组利用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验中小刚球的动能的大小是通过来判断的。
(2)实验中通过两图来探究动能大小与质量的关系,两次实验,让小钢球从同一高度自由滚下,目的是使小钢球滚到斜面低端时具有相同的。
(3)实验中通过甲、乙两图可以得出结论:
在质量一定时,物体的越大,动能越大。
(4)若在进行甲、丙两图实验时,丙图中木块被撞后滑出木板,为了使木块不滑出木板,需要重新进行丙图的实验,下列方法可行的是
A.换用表面更粗糙的木板B.换用一个质量较大的木板
C.换用质量较小的钢球D.降低钢球滚下时的高度。
9.(2017•广西)如图甲所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。
完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中h1=h3>h2,mA=mB<mC。
(1)小钢球在滚下斜面的过程中,它的能转化为动能,其动能大小是通过(选填“高度h”或“距离s”)大小来反映的;
(2)小钢球在水平面上不能立即停下,是因为小钢球具有,小木块最终会停下来是因为受到力的作用;
(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越;
(4)分析比较两组实验可得出物体的动能与质量的关系;
(5)综合上述可知,如图乙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高。
10.(2017•毕节市)如图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验图。
(1)实验中通过观察木块B被钢球撞出距离的长短,来判断钢球动能大小,这种实验方法叫(选填”控制变量法“、”转换法“或”理想模型法“)。
(2)让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越大,木块B被撞得越远,所以质量相同时,钢球的速度越大,动能就。
改变钢球的质量,让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下,的钢球将木块B撞得越远,其动能就越大。
11.(2017•西宁)如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。
(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体的关系(物体A、B质量不变)
(2)该实验中所探究物体的动能是指物体(选填“A”或“B”)的动能
(3)该实验物体动能的大小是通过来反映的
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度,它是通过(选填“高度”或“质量”)来改变的
(5)实验表明,同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,可得结论
(6)若要研究物体动能与质量的关系,则需不同质量的物体从斜面高度由静止滚下,并观察记录。
二.计算题
12.(2019•玉林)如图所示,质量为2.5t的汽车在平直的公路上匀速行驶,在其前方有一固定的测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号,第一次发出信号到接收到信号用时0.6s,第二次发出信号到接收到信号用时0.4s,测出汽车的速度为34m/s。
已知汽车在公路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍,超声波的速度为340m/s。
(g取10N/kg)求:
(1)汽车匀速行驶时受到的牵引力;
(2)汽车匀速行驶10s内牵引力做的功;
(3)测速仪两次发出信号的时间间隔。
13.(2019•日照)如图,为迎宾路高架桥的部分路段示意图,水平路面AB=200m、斜坡BC=120m、坡高CD=6m。
搭载乘客后总重为G=1.5×105N的公交车,轮胎与水平路面总接触面积为0.4m2.当它以恒定功率P1匀速通过AB段时,用时t1=20s;以恒定功率P2匀速通过BC段时,用时t2=16s。
公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍。
请完成下列问题:
(1)求出公交车静止在水平地面时对地面的压强,以及通过BC段时的速度。
(2)公交车通过AB段时,牵引力的功率P1是多少瓦特?
(3)公交车通过BC段时,牵引力的大小为多少牛顿?
14.(2018•荆门)一辆质量2t的汽车,在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动25s关闭发动机,滑行100m停下。
其ν﹣t图象如图所示。
已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,求:
(1)整个过程中发动机做的功;
(2)汽车的最大速度ν最大
(3)全程中汽车的平均速度ν。
15.(2018•山西)每天都会有许多全国各地的人民群众,来到天安门广场观看升国旗仪式。
天安门广场上的国旗,每天都会随太阳一起升起,25000次零失误。
奇迹。
天安门广场上的国旗总重为175N,升旗时(如图),国旗上升高度为30m,所使用时间2分07秒,求解下列问题:
(1)国旗上升的平均速度是多少?
(保留一位小数)
(2)将国旗沿竖直方向匀速升高30m,拉力对国旗做的功是多少?
(3)若某持枪战士总重约为700N,估算该战士站立时对水平地面的压强。
16.(2019•武威)“节能减排,低碳生活”旨在倡导节约能源和减少二氧化碳排放。
李明同学坚持骑自行车上下学,他的质量为50kg,所骑自行车质量为15kg。
(g=10N/kg)求:
(1)若他在平直公路上5min内匀速行驶了1500m,则这段时间他骑行的速度是多大?
(2)若他骑行时的牵引力恒为60N,则他骑行这5min内克服阻力做了多少功?
(3)若他骑行时自行车两轮与地面总的接触面积为25cm2,则他骑行时自行车对地面的压强为多少?
17.(2018•黑龙江)现代城市人口密度越来越大,交通越来越拥堵。
电动平衡车是现代较轻便的代步工具,以其体积小巧,结构简洁和驱动安全等优点,成为短途出行的理想交通工具。
某品牌平衡车的部分参数如表所示。
质量为50kg的小明从家骑行该品牌平衡车去体育广场,最大速度匀速行驶10min到达体育广场,行驶中平衡车所受阻力为人和车总重的0.1倍。
求:
产品
电动平衡车
电机额定功率
500W
最大速度
18km/h
单轮胎触底面积
20cm2
续航
20km
可爬坡角度
35°
轮胎个数
2
车身自重
10kg
(1)小明家到体育广场的距离是多少?
(2)小明在水平路面上骑行时,车对地面的压强是多少?
(3)小明去体育广场过程中,平衡车的动力的功率是多少?
18.(2018•泰州)如图是一台火灾现场侦察、灭火的消防机器人,其质量为600kg,履带与地面接触的总面积为0.5m2,以3m/s的速度在水平地面沿直线匀速前进了1min,行驶时所受阻力为自重的0.02倍(g取10N/kg)。
求:
(1)消防机器人在1min内通过的路程。
(2)消防机器人静止在水平地面时,对地面产生的压强。
(3)在水平地面匀速直线前进的过程中,消防机器人牵引力做功的功率。
19.(2017•宜宾)高速公路已广泛应用ETC收费系统,这种系统是对过往车辆无需停车即能实现收费的电子系统。
如图是某高速公路入口处的ETC通道示意图。
现有一辆总质量M=1500kg的汽车,在进入ETC收费岛区域前s1=50m处开始减速,经t1=4s后运动至ETC收费岛(图中阴影区域)边界,然后再经t2=6s匀速通过ETC收费岛,其长s2=36m。
不计车长,取g=10N/kg。
(1)求汽车的重力大小;
(2)求汽车从减速开始到离开ETC收费岛全过程的平均速度大小;
(3)若汽车在ETC收费岛匀速行驶所受阻力为车重力的0.2倍,求汽车通过ETC收费岛牵引力所做的功和功率。
20.(2017•连云港)2017年2月6日,“向阳红09”搭载“蛟龙”号载人潜水器起航离开青岛港,执行中国大洋第38航次科考任务,“向阳红09”搭载“蛟龙”号航行时的排水量为4488t,牵引力的功率恒为6600kW,航行速度随时间变化图象如图所示,若“向阳红09”搭载“蛟龙”号在航行过程中所受阻力恒为6.6×105N,出发200s速度达到10m/s,前进1660m,取g=10N/kg,求:
(1)“向阳红09”搭载“蛟龙”号在航行时受到海水的浮力;
(2)在0~200s内“向阳红09”搭载“蛟龙”号行驶的平均速度;
(3)在0~200s内“向阳红09”搭载“蛟龙”号航行时牵引力所做的功。
三.解答题
21.(2019•宁夏)电动自行车给人们出行带来了方便,但同时也造成了大量交通事故。
某市为了减小交通事故率,要求电动自行车“净重不大于40kg,设计速度不大于20km/h,电动机额定连续输出功率应不大于240W,脚踏骑行功能能正常使用”。
请你根据初中所学的物理知识解释:
为什么要限定电动自行车的质量和速度?
22.(2019•湘西州)如图所示是某段高速公路上的标志牌,它规定小型客车最高行驶速度不得超过100km/h,大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过80km/h。
请用物理学知识解释:
为什么在同样的道路上,对不同车型设定不一样的最高行驶速度?
参考答案与试题解析
一.实验探究题(共11小题)
1.【解答】解:
(1)在探究动能与速度的关系时,要保持小车的质量不变,让小车从斜面的不同高度滑下,那么小车到达水平面时的速度就不同,小车推动木块做功,运动距离越远,做功越多,动能越大;
(2)动能的大小与质量和速度有关,实验时用控制变量法分别探究;由小车推动木块移动距离的远近来体现球的动能多少,是一种转换法;
(3)小车从同一高度滑下的目的是:
小车到达水平面时的速度相等,即具有相同的初速度;
(4)实验现象表明:
玻璃表面最光滑,受到的阻力最小,小车运动的距离最远,速度减小得越慢;由实验现象可以推理:
假如水平表面绝对光滑,该平面上运动的物体在水平方向上不受力,它将做匀速直线运动。
故答案为:
(1)质量;不同;
(2)控制变量法;木块移动的距离;(3)初速度;(4)小;匀速直线。
2.【解答】解:
(1)小钢球从斜面滚下过程中,质量不变,高度减小,故重力势能减小,同时速度变大,动能增加,所以是将重力势能转化为动能的过程;其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的;
(2)分析比较甲和乙两组实验可得,物体的质量相同,而下滑的高度不同,甲图中下滑的高度大,运动到水平时速度大,推动木块滑行的距离大,故物体质量相同时,速度越大,动能越大;
(3)木块水平移动,在重力的方向上没有移动距离,重力不做功,重力对木块做功0J;
(4)如果水平面是光滑的,没有阻力作用,木块被撞击后将做匀速直线运动,不能通过被撞击的距离来比较动能大小。
故答案为:
(1)重力势;
(2)甲、乙;(3)0;(4)不能。
3.【解答】解:
(1)实验中,通过比较木块B在同一水平面上被撞击后移动的距离来比较小球A到达水平面时动能的大小,运用了转换法;不能用毛巾代替木块B,因为小球在毛巾上滚动的距离只与小球初速度有关,当小球质量不同速度相同时滚动距离相等但动能不等,不能得出正确结论;
(2)让小球A从不同的高度由静止开始滚下,小球到达水平面时的速度不同,是为了研究小球动能的大小是否与速度有关;可以得出的结论是:
当质量一定时,速度越大,动能越大;
(3)用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度,则两次实验弹簧具有的弹性势能不同;
若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击放在同一位置的木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验的。
故答案为:
(1)移动的距离;不可以;
(2)不同;速度越大;(3)不同;不能。
4.【解答】解:
(1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近,可以得出结论:
质量相同时物体的速度越大,动能越大。
重力势能的大小与质量和高度有关;对比甲、乙两次实验还可以得出:
质量相同时,物体位置越高,重力势能越大。
在甲、乙两次实验中,硬纸盒对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同,因此所受滑动摩擦力相同。
(2)如果做乙图实验时,为防止造成硬纸盒损坏掉落,可适当降低钢球的高度,这样小球的动能减小,撞击纸盒后前进的距离变小,就不会掉落了。
A.换用质量更小的钢球,不能与甲控制相同的质量,故A错误;
B.给水平木板铺上毛巾,不能与甲控制相同的接触面,故B错误;
C.适当降低钢球的高度,小球的动能减小,撞击纸盒后前进的距离变小,就不会掉落了,故C正确;
D.换用一个较重的硬纸盒,则可能推动的距离过小,无法正确判断动能的大小,故D错误。
故选:
C。
(3)物体的动能与物体的质量和速度有关,若要探究影响动能大小与质量的关系,操作方法是:
选择两个质量不同的钢球,从同一斜面相同高度由静止滑下。
(4)小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码,探究影响滑动摩擦力大小的因素。
由于纸盒对水平面的压力不同,所以通过比较甲、丙两次实验可得出:
滑动摩擦力与压力大小有关。
故答案为:
(1)速度;越大;相同;
(2)C;(3)质量;压力大小。
5.【解答】解:
(1)若要探究动能大小与速度的关系,控制物体的质量不变,改变物体的速度,应选择图乙图进行实验。
木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力,与压力大小和接触面粗糙程度有关,二者不变,滑动摩擦力不变;克服摩擦力做功的功率P=fv可知,滑动摩擦力f不变,速度减小,木块在水平面上滑动时,克服摩擦力做功的功率变小;
(2)如果水平面绝对光滑,小球推木块运动时,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去;木块通过的距离无法确定,做功的多少也无法确定,所以小球动能的大小就无法比较。
故答案为:
(1)乙;不变;变小;
(2)不能;木块做匀速直线运动。
6.【解答】解:
(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这里用到的物理学研究问题的方法是转换法;
若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的;
(2)由甲、乙图可知,小球的质量相同,小球从同一斜面的不同高度由静止滑下,到达斜面底部时的速度不同,撞击木块后木块移动的距离不同,说明小球的动能不同,所以得出的实验结论为:
物体的动能大小与速度有关;
(3)要探究小球动能与质量的关系,需要控制小球到达水平面时的速度相同,即不同质量的小球从同一高度由静止滑下,而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下,没有控制小球的速度相同,所以小明的看法错误。
故答案为:
(1)转换法;不能;
(2)速度;(3)错误;没有控制小球到达水平面时的速度相同。
7.【解答】解:
(1)①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,重力势能转化为动能,起点位置越高,重力势能越大,到达斜面底端时的动能越大,速度越大;
②实验中是通过钢球撞击木块移动的距离来观察钢球动能大小的,利用了转换法;被撞木块的运动距离越长,说明钢球对被撞物体所做的功就越多,钢球原来所具有的动能就越大;
(2)①质量一定的钢球开始向下运动的起点位置越高,到达水平面时的速度越大,因此动能越大,对木块做功越多,木块移动的距离越长;
②不同质量的钢球从同一高度由静止向下运动,到达水平面时的速度一定,质量越大,所具有的动能越大,对木块做功越多,木块移动的距离越长。
故答案为:
(1)大;大;
(2)高;大。
8.【解答】解:
(1)球对木块做功的多少反映球的动能的多少,而做功的多少可由木块被推动距离的长短来确定。
(2)甲和丙图球从同一高度滚下,是为了使球滚到水平面上时的速度相同。
(3)在甲、乙的两个实验中,控制了质量相同,速度不同,甲图中球速度越大,木块被球撞击后移动的距离的越长,所得到的结论是:
物体的质量相同时,速度越大,动能越大。
(4)由题意可知,甲丙实验探究在速度相同时,动能大小与质量的关系,质量越大,动能越大,撞击木块后移动的距离更远;由控制变量法的思想可知:
木板的接触面的粗糙程度不能变、钢球滚下时的高度不能变,与木板的质量也无关,故ABD错;
若在丙实验中换用质量较小的钢球,可减小钢球与木块碰撞时的动能,能减小木块被推动的距离,使木块不会滑出木板,故C正确。
故答案为:
(1)木块被推动距离的长短;
(2)甲丙;速度;(3)速度;(4)C。
9.【解答】解:
(1)小钢球从斜面滚下过程中,质量不变,高度减小,故重力势能减小,同时速度变大,动能增加,所以是将重力势能转化为动能的过程;其动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的;
(2)小钢球在水平面上不能立即停下,是因为小钢球具有惯性,小木块最终会停下来是因为受到阻力的作用;
(3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越大;
(4)甲丙两组实验中物体的质量不同,其高度相同,甲丙实验可得出物体的动能与质量的关系;
(5)图乙所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高车速。
故答案为:
(1)重力势;距离s;
(2)惯性;阻;(3)大;(4)甲丙;(5)车速。
10.【解答】解:
(1)比较木块移动的距离是为了比较钢球具有动能的大小,物理学称这种实验方法为转换法。
(2)钢球放置位置越高,滑到水平面的速度越大,将木块撞击的更远,这表明质量相同时,速度越大,物体的动能越大。
不同小球从同一斜面同一高度滑下,滑到水平面的速度相同,质量大的将木块撞击的更远,这表明速度相同时,质量越大,物体动能越大。
故答案为:
(1)转换法;
(2)
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