专题07 探究型实验题解题技巧决战中考物理题型解答策略学案原卷版.docx
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专题07探究型实验题解题技巧决战中考物理题型解答策略学案原卷版
【决战中考·2018】物理题型解答策略
专题七探究型实验题解答技巧
1.探究型实验是培养和考查学生探究精神最好考查类型题。
所以现行各种教材中探究型的课题每个章节都有渗透。
探究型试题也已成为当今中考必考类型试题,而且这类试题大都紧密联系着我们的生活实际。
探究型实验共计有14个实验:
⑴探究物质的一种属性——密度;⑵探究平面镜成像特点;⑶探究凸透镜成像规律;⑷探究摩擦力的大小与什么有关;⑸探究运动和力的关系;⑹探究液体压强的特点;⑺探究杠杆平衡条件;⑻探究动能(重力势能)大小与什么因素有关;⑼探究物质比热容;⑽探究影响电阻大小的因素,⑾探究不同物质的导电性能;⑿探究电流与电压、电阻的关系;⒀探究电流热效应;⒁探究电磁铁磁性强弱的因素。
2.物理科学探究活动一般有7个主要环节,依次是⑴提出问题;⑵猜想与假设;⑶制定计划与设计实验方案;⑷进行实验和收集数据;⑸分析论证;⑹评估;⑺交流与合作。
各地的中考命题针对这一知识点在各个试题上有着不同程度的偏重,也不可能面面俱到地进行考查,这也就给命题带来了多个角度的可能性。
比如同是考查凸透镜成像规律,但由于考查的环节或是角度不同,考查的方式也就明显不同,因此在平时的教学中,要尽可能的引导学生对每个知识点、每个环节要做到理解和掌握。
新课程改革以来,各地中考命题中涉及不同版本教材外的物理探究实验逐年在出新。
但纵观其考查内容,大都来源于学生生活实际,并且所考核的方法和能力都是学生应了解和掌握的。
所以学生进行应考时对此不要产生心理上的障碍,只要抓住应用得当的方法,一般都能轻松解决。
技巧一:
单一变量探究法
单一变量探究实验题是探究影响某物理量单一因素以及它们之间关系的考题。
如探究密度与物体质量关系实验,在物体体积固定或不变时进行的探究实验。
解答此类考题需要清楚两个物理量之间的关系,按照探究型实验解题步骤,一般会很好地解答。
【例题展示】
例题1(2017•威海)小明用弹簧测力计、粗糙程度均匀的水平桌面、砝码和木块等实验器材来探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
(1)小明用图甲所示的实验装置进行实验,要想知道滑动摩擦力的大小,应该使木块在水平桌面上做 运动;此时滑动摩擦力大小为 N。
(2)分析本实验误差产生的原因,请写出其中1条:
。
(3)根据图乙给出的数据点画出f-F压关系图象;依据f-F压关系图象,思考当F压=6N时如何确定滑动摩擦力的f大小,在图乙中纵坐标轴上用字母A标记f大小的位置并留下作图痕迹。
(4)自行车刹车时,捏手刹用的力越大,车子停的越快的原因是 。
【解析】
(1)根据二力平衡的条件分析;由测力计分度值读数;
(2)从物体做匀速直线运动的可操作性或测力计在运动中读数考虑;(3)在坐标系中,将各点用直线连接起来,直线两边的点分布大致均匀,并延长分析;(4)根据影响滑动摩擦力大小的因素及力是改变物体运动状态的原因分析。
(1)只有沿水平方向拉着物体在水平方向上做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,拉力大小才等于摩擦力的大小,由图知,测力计分度值为0.1N,示数为2.2N,即此时滑动摩擦力大小为2.2N。
(2)分析本实验误差产生的原因,请写出其中1条:
很难完全做到匀速直线运动(或测力计是在运动中读数。
(3)根据图乙给出的数据点画出声f~F压关系图象,将各点用直线连接起来,直线两边的点分布大致均匀,并延长交过6N的垂线于A,如下图所示:
可知,当F压=6N时,对应的滑动摩擦力的f大小为1.8N;
(4)自行车刹车时,捏手刹用的力越大,压力越大,根据影响滑动摩擦力的因素,摩擦力越大,根据力是改变物体运动状态的原因,故车子停的越快。
故答案为:
(1)匀速直线,2.2;
(2)很难完全做到匀速直线运动(或测力计是在运动中读数);(3)1.8N,如上所示;(4)捏手刹用的力越大,压力越大,根据影响滑动摩擦力的因素,摩擦力越大,根据力是改变物体运动状态的原因,故车子停的越快。
【答案】
(1)匀速直线,2.2;
(2)很难完全做到匀速直线运动(或测力计是在运动中读数);(3)1.8N,如上所示;(4)捏手刹用的力越大,压力越大,根据影响滑动摩擦力的因素,摩擦力越大,根据力是改变物体运动状态的原因,故车子停的越快。
【跟踪训练】
1.(2016·广东)如题图
(1)所示,图A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。
(1)两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮=N。
两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。
比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
图
(1)
图
(2)
(2)如题图
(2)所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图像。
分析图像可得:
当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
当h=4cm时,物块所受的浮力为N,浸没后,h继续增大时,弹簧测力计示数为N,该圆柱体物块的高度是cm。
2.(2017·大庆)
(1)在学完摩擦力之后,小丽同学又用弹簧测力计探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关时,进行了甲、乙、丙三次实验,如图所示。
由 两个实验可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
由图甲和图丙两个实验可知,滑动摩擦力的大小与 有关。
(2)在研究滑动摩擦力实验中,小丽同学主要应用下列哪一种研究物理问题的方法 。
A.类比法;B.控制变量法;C.推理法;D.等效替代法。
3.(2016·广东)如题图
(1)所示,图A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。
(1)两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮=N。
两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。
比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
图
(1)
图
(2)
(2)如题图
(2)所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图像。
分析图像可得:
当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
当h=4cm时,物块所受的浮力为N,浸没后,h继续增大时,弹簧测力计示数为N,该圆柱体物块的高度是cm。
4.(2017·深圳)小明探究“电流与电压“的关系,设计的实验电路图如图1所示,已知电源电压为3V,定值电阻R1的阻值为5Ω。
完成下列题目:
①在记录数据时,小明由于粗心,忘记将第三组电压表示数填入表格,同学们可以帮忙算出这里的电压值应该为 V。
I/A
0.1
0.2
0.3
0.4
U/V
0.5
1.0
2.0
②接下来,小明利用上述电路原理图来探究“电流与电阻”关系,闭合开关后移动滑动变阻器式的电压表的读数为2V,然后断开开关,将CD间的电阻R1从5Ω换成10Ω.再闭合开关,此时电压表的示数 (填“大于”、“小于”或“等于”)2V,接下来小明应将滑动变阻器的滑片向 端(填“A”或“B”)移动。
③最后小明在桌子上发现一个阻值未知的定值电阻,为了测量电阻阻值的大小,小明用这个定值电阻换掉原电路中的R1,调节滑动变阻器,电路中电表的示数如图2所示,测电压表的示数为 V,电流表示数为 A,通过计算可得此定值电阻的阻值为 Ω。
小明认为这样通过一组数据直接计算的定值电阻阻值不准确,为了使得结果更加准确,他接下来应该 。
5.(2017•徐州)如图甲所示,小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系。
(1)图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是 联。
(2)连接电路前,开关应处于 状态。
(3)第1次实验时,电流表示数如图乙所示,则电流为 A。
(4)经过3次测量,得到表格中的实验数据,由此总结出电流与电阻的关系,请你指出小华实验过程中存在的问题:
。
次数
R1/Ω
I/A
1
3.0
2
6.0
0.33
3
9.0
0.25
6.(2017·广东)小明探究“电流一定时,导体消耗的电功率与导体电阻的关系”,现有实验器材:
稳压电源、电压表、电流表、滑动变阻器、电阻箱(符号为
)、开关及若干导线。
图
(1)
图
(2)
图(3)
(1)为了完成此探究实验,请你在题图
(1)的虚线框内将实验电路图补充完整;若连接电路后,闭合开关,发现电压表的指针偏转如题图
(2)所示,其原因可能是。
(2)实验中利用公式计算电阻箱阻值不同时消耗的电功率,实验过程需要记录的物理量有:
电阻箱两端电压U、通过电阻箱的电流I和。
(3)在实验中,小明需多次改变电阻箱的阻值进行测量,每改变一次阻值,都必须移动滑动变阻器的滑片来控制,多次改变电阻箱阻值的目的是。
(4)完成上述实验后,小明又从实验室借了一个额定功率为2.5V的小灯泡和一个单刀双掷开关,设计了题图(3)所示实验电路图来测量小灯泡的额定功率,实验如下:
闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,把电阻箱调到10Ω,刚好使电压表的示数为2.5V;再将开关S2拨到触点l,读出电压表的示数为4.5V,小灯泡额定功率P=W。
7.(2017·北京)如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,实验时,干电池两端电压会随电路中电阻的变化而改变。
在不拆改电路的情况下,下列选项中的探究问题,利用这个电路进行实验能完成的是()。
A.电路中的电流一定时,电阻两端的电压与电阻成正比吗?
B.电阻一定时,通过电阻的电流与电阻两端的电压成正比吗?
C.电阻两端电压一定时,通过电阻的电流与电阻成反比吗?
D.电阻一定时,电阻消耗的电功率与电阻两端的电压的平方成正比吗?
8.(2017•黄冈)小尧为探究“电流与电阻的关系”,设计了如图甲所示的电路,用到的器材有:
电源(电压3V不变),标有”20Ω、1A“字样的滑动变阻器、电流表、电压表、三个阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的定
值电阻、开关及导线若干。
(1)电路连接完毕,闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于 端(选填A或B);
(2)闭合开关,发现电流表示数几乎为零,电压表示数不为零,出现这种现象的原因可能是定值电阻R (选填“断路”或“短路”);
(3)小尧排除故障后,电路中接入5Ω电阻时,移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为U,此时电流表的示数如图乙所示;接着用10Ω电阻替换5Ω电阻接入电路再次实验,此时应将电压表的示数调为 V,再记录此时电流表的示数;然后用15Ω电阻替换10Ω电阻继续实验,她发现无论如何调节滑动变阻器的阻值,电压表示数都无法调至U,原因可能是 (答一种情况即可)。
9.(2017·泰州)小明用如图装置探究电流产生的热量与电流的关系,锥形瓶内装有200g煤油,他先闭合开关,调节滑片P使电流表示数为0.5A,记录到5分钟内温度计示数升高了5℃,则煤油吸收的热量为J,接着他调节滑片P使电流表示数发生改变,观察并记录温度计示数的变化,对比前后数据,可得出初步结论,利用该装置还可以探究电流产生的热量与 的关系。
(c煤油=2.1×103J/(kg•℃))
10.(2017•襄阳)如图所示是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)安装实验器材时,应按照 (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。
(2)将装海波的试管放在盛水的烧杯内加热并搅拌,而不是用酒精等直接加热,目的是使试管内的海波 。
(3)下表是实验中记录的数据。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度/℃
40
42
44
46
48
48
48
48
49
50
51
海波在第6分钟时处于 状态。
技巧二:
验证型探究法
验证性探究题是以探究某物理规律、定理、原理为主的题型。
这类考题需要学生在掌握有关知识基础上,灵活利用所学知识,完成答题。
解答时,把要探究的物理规律,写在纸上,理清各物理量之间的关系和所遵循的规律,按照探究题要回答的内容,逐步完成答题。
【例题展示】
例题2(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。
【解析】
(1)动能的大小与物体的质量和速度都有关系,因此探究“物体动能的大小与什么因素有关?
”的实验中,要探究的是物体动能的大小与物体质量和速度的关系;
(2)该实验研究的主体是小球A,研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系;(3)该实验中小球动能的大小是通过B被撞距离的远近体现的,B被撞的越远,说明小球的动能越大,被撞的越近,说明小球的动能越小,这里采用了转换法的思想;(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时碰撞前A的速度,这个速度的大小是通过控制小球A在斜面上的高度改变的;(5)同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,说明动能越大,可得结论为:
当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大;(6)为了研究物体动能与物体质量的关系,实验中多次让不同质量的物体从斜面同一高度上静止滚下时,控制了小球的速度相同,应改变物体A的质量。
故,答案是:
(1)速度;
(2)A;(3)B被撞的距离大小;(4)高度;(5)当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大;(6)相同。
【答案】
(1)速度;
(2)A;(3)B被撞的距离大小;(4)高度;(5)当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大;(6)相同。
【跟踪训练】
1.(2017•武汉)如图所示是“研究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验装置。
实验中用到了一个弹簧
测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板。
(1)将木块放在水平长木板上,用弹簧测力计匀速拉动木块,使木块沿长木板做匀速直线运动。
这样,读出弹簧测力计所示的拉力就可以得到之间的滑动摩擦力。
(2)在乙实验中砝码随着木块一起做匀速直线运动,请画出此时砝码受力的示意图。
(3)由两次实验可以得出结论:
滑动摩擦力的大小跟接触面的粗燥程度有关。
2.(2017•丽水)某兴趣小组在探究“影响滑动摩擦力大小的因素”时,用如图所示的装置进行实验。
实验一:
将长方体木块平放在长木板上,用力F拉长木板,当长木板与木块发生相对滑动后,记录弹簧秤的示数于表一;再将木块分别侧放、竖放,重复实验。
实验二:
将长方体木块平放在长木板上,用力F拉长木板,当长木板与木块发生相对滑动后,记录弹簧秤的示数于表二;再分别将一个砝码、二个砝码放在木块上,重复实验。
表一
实验次数
压力大小
木块放置情况
弹簧秤示数/牛
1
木块的重
平放
1.0
2
木块的重
侧放
1.0
3
木块的重
竖放
1.0
表二
实验次数
压力大小
木块放置情况
弹簧秤示数/牛
1
木块的重
平放
1.0
2
木块和一个砝码的总重
平放
1.5
3
木块和二个砝码的总重
平放
2.0
(1)实验一的第3次实验时,木块与长木板之间的滑动摩擦力为 牛;
(2)实验一探究的问题是 ;
(3)表二中的实验数据可得出的结论是 。
3.(2017•无锡)同学们用空塑料瓶和细沙等实验器材探究影响浮力大小因素。
(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)为了测出塑料瓶的体积,进行如下操作:
①把天平放在水平桌面上,调节天平平衡,在左盘中放入盛有适量水的烧杯,通过増减砝码和移动游码使天平再次平衡,所加砝码和游码的位置如图甲所示,烧杯和水的总质量为 。
②在空塑料瓶中装入适量细沙,拧紧瓶盖,在瓶颈系一细绳,手拿细绳将塑料瓶完全浸没于烧杯的水中(瓶没有接触烧杯,水未溢出),通过増减祛码和移动游码使天平再次获得平衡,所用砝码总质量和游码所示质量之和为167g,塑料瓶的体积是 cm3。
(2)同学们根据生活经验提出了如下三种猜想,并举出了相应的实例。
猜想一,浮力的大小与物体的密度有关,实例:
铁块可以在水中下沉,木头可以浮在水面上;
猜想二,浮力的大小与液体的密度有关,实例:
鸡蛋可以在水中下沉,在盐水中可以浮起来;
猜想三,浮力的大小与浸入液体的深度有关,实例:
在游泳池里,人越往下蹲感觉到水向上托自己的力越大;
为了验证以上猜想是否正确,同学们选择了装入细沙的塑料瓶和其他实验器材进行探究,实验过程如图乙所示。
①根据实验步骤d和 (填序号),可以确定猜想二是正确的;
②根据实验步骤c和d可以验证猜想三是 (选填“正确”或“错误”);对该猜想对应的实例,合理的解释是 。
③要验证猜想一是否正确,可以在塑料瓶中 后再进行探究。
④同学们讨论认为,猜想一和猜想二中的实例反应了物体的浮与沉可能与密度有关,要选用一个能漂浮在图e中盐水上的物体时,物体的密度应小于 g/cm3(计算结果保留1位小数)。
4.(2017·岳阳)如图是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)如图甲,物体重N;
(2)如图乙,把物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2N,物体受浮力大小为N;
(3)分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得:
物体受浮力的大小与有关;
(4)若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关,应选择图中(填字母)两个物体,并将它们浸没在同种液体中,测出其所受浮力的大小来进行比较。
5.(2017·扬州)在“探究二力平衡的条件”活动中。
(1)如果物体只受到两个力的作用,且处于 状态,说明这两个力是相互平衡的。
由此,小明提出,能否利用如图甲所示的实验装置来探究二力平衡的条件?
(2)小华认为,若采用小明的方案,必须测出物体所受的 和 的大小来进行比较。
研究发现,在小明的方案中,只能根据相互作用的关系直接测出 的大小,在未知二力平衡条件的前提下,另一个力无法直接测量,所以这一方案无法实施下去。
(3)为此,两位同学不断改进并先后设计了三个实验方案,如图乙所示,请你判断出他们改进的先后顺序:
(用字母表示),这样的改进是为了减小 对实验的影响。
(4)如图丙,是最终确认的实验方案。
此方案中,由于 ,故卡片的重力可忽略不计。
6.(2017•广元)如图甲所示是小张“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置。
(1)小张让大小不同的实心钢球从同一斜面上相同的高度处由静止滚下,在水平面上运动并推动木块移动,是为了探究动能大小与的关系;
(2)同班同学小红发现,木块被钢球撞击后移动的距离没有其他同学的明显,认为是木块太重导致滑动摩擦力过大的原因造成。
为了验证猜测,小红设计了如图乙所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验,当接触面粗糙程度不变,用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时,通过多次实验得到了表格中的相关数据,请你根据表中数据帮她分析并得出,滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为。
实验次数
1
2
3
4
5
木块对木板压力F/N
2
3
4
5
6
弹簧测力计读数f/N
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
7.(2017·成都)在“探究串联电路的电压”实验中,小涵同学设计了如图所示的电路。
(1)在连接电路中,开关应该处于 (选填“闭合”或“断开”)状态。
(2)根据如图连接好电路,闭合开关后,她发现两只灯泡都不亮,且电压表示数为0,若只有L1或L2中的一处发生故障,则故障是 (选填“L1开路”、“L1短路”、“L2开路”、“L2短路”)。
(3)故障排除后,小涵选用不同的灯泡,完成了三次实验,并记录了数据。
分析下表中的数据,可得出的结论为:
串联电路两端的电压 串联电路中各部分电路两端的电压之和。
实验次数
L1两端的电压/V
L2两端的电压/V
串联总电压/V
1
1.4
1.4
2.8
2
1.2
1.6
2.8
3
1.1
1.7
2.8
8.(2017·徐州)如图甲所示,小华用电阻箱和滑动变阻器研究通过导体的电流与电阻的关系。
(1)图甲中电阻箱R1和滑动变阻器R2的连接方式是 联。
(2)连接电路前,开关应处于 状态。
(3)第1次实验时,电流表示数如图乙所示,则电流为 A。
(4)经过3次测量,得到表格中的实验数据,由此总结出电流与电阻的关系,请你指出小华实验过程中存在的问题:
。
次数
R1/Ω
I/A
1
3.0
2
6.0
0.33
3
9.0
0.25
9.(2017•福建)某兴趣小组探究串联电路中电阻消耗的电功率与电流的关系,电路如图甲所示。
滑动变阻器滑片P从最右端向最左端移动的过程中,R1的U-I图象如图乙所示。
求:
(1)R1的阻值;
(2)电路消耗的最大功率;
(3)当R2消耗的电功率为0.5W时,R2的阻值。
技巧三:
物理现象探究法
物理现象探究是探究某种物理现象的实验考题,这类题目不去研究规律和物理量之间的关系,重点是用实验的方法解释、验证某种物理现象。
如:
水的沸腾探究实验、电流热效应和电流周围存在磁场等。
解答此类题目时,首先弄清楚物理现象的本质和规律,在已有知识基础上理清题意即可很好解答。
【例题展示】
例题3(2017·德阳)刘伟同学为了探究“运动和力的关系”,设计了如图所示的斜面实验。
(1)为了使小车在滑到水平面时的初速度相同,在实验中刘伟让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下,刘伟采用的研究问题的方法是 。
(2)从甲、乙、丙三次实验小车所停位置情况看, 图中小车所受阻力最大。
(3)刘伟从实验推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车会在水平面上做 运动。
(4)牛顿在前人研究成果的基础上,总结处牛顿第一定律,它的内容是:
。
【解析】
(1)让小车每次从斜面的同一高度由静止开始滑下,这样做是为了使小车到达水平面时的机械能相同,速度相同;采用的方法是控制变量法。
(2)在这三次实验中,小车在毛巾表面上运动的距离最短,这是因为毛巾表面最粗糙,小车在该表面受到的阻力最大。
(3)若水平面绝对光滑,小车在水平方向上不受力的作用,小车的运动状态将不发生改变,小车将保持原来的速度进行匀速直线运动。
(4)牛顿第一定律的内容是:
一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态,这就是牛顿第一定律,也叫惯性定律。
故答案为:
(1)控制变量法;
(2)甲;(3)匀速直线;(4)一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。
【答案】
(1)控
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