2024-2025學(xué)年甘肅省張掖市四校聯(lián)考高三下學(xué)期第一次模擬物理試卷(解析版)_第1頁
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文檔簡介

高級(jí)中學(xué)名校試題PAGEPAGE1物理第一部分(選擇題,共46分)一、選擇題(共10道小題,其中1-7單選題,每道題4分,8-10多選題,每道題6分,選對(duì)不全得3分;共46分)1.日常生活中我們不僅經(jīng)常接觸到膾炙人口的詩詞,還經(jīng)常接觸到一些民諺、俗語。他們都蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí)。下列說法錯(cuò)誤的是()A.“泥鰍、黃鱔交朋友,滑頭對(duì)滑頭”——泥鰍、黃鱔的表面都比較光滑,摩擦力小B.唐代詩人李白的詩句“朝辭白帝彩云間,千里江陵一日還”,根據(jù)“千里江陵一日還”可估算出詩人李白的平均速度C.辛棄疾描寫月亮的詩句“飛鏡無根誰系?嫦娥不嫁誰留?”說明萬有引力的存在D.“人心齊,泰山移”——如果各個(gè)分力的方向一致,那么合力的大小等于各個(gè)分力的大小之和【答案】B【解析】A.“泥鰍、黃鱔交朋友,滑頭對(duì)滑頭”——泥鰍、黃鱔的表面都比較光滑,摩擦力小,表面越光滑,摩擦力越小,A正確;B.千里江陵指的是路程,可以估算出平均速率,不能估算出平均速度,B錯(cuò)誤;C.辛棄疾描寫月亮的詩句“飛鏡無根誰系?妲娥不嫁誰留?”說明月球繞著地球轉(zhuǎn),說明地球與月球之間存在引力,C正確;D.“人心齊,泰山移”——如果各個(gè)分力的方向一致,那么合力的大小等于各個(gè)分力的大小之和,D正確。本題選不正確的,故選B。2.下列說法中正確的是()A.由于每種原子都有自己的特征譜線,故可以根據(jù)原子光譜來鑒別物質(zhì)B.一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)向較低能級(jí)躍遷,最多可放出8種頻率的光子C.任何核反應(yīng)都一定有質(zhì)量虧損D.α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子的可能能量狀態(tài)是不連續(xù)的【答案】A【解析】A.由于每種原子都有自己的特征譜線,故可以根據(jù)原子光譜來鑒別物質(zhì),故A正確;B.一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)向較低能級(jí)躍遷,最多可放出光子的種數(shù)為故B錯(cuò)誤;C.核反應(yīng)不是都會(huì)放出能量的,有些核反應(yīng)是需要吸收能量的,如鐵元素之后的聚變反應(yīng)會(huì)吸收能量。只要放出了能量,就一定有能量虧損,故C錯(cuò)誤;D.α粒子散射實(shí)驗(yàn)得出電子繞核旋轉(zhuǎn),原子的能量是連續(xù)的,故D錯(cuò)誤。故選A。3.已知引力常量G,將地球看作質(zhì)量均勻分布的球體,忽略地球自轉(zhuǎn)的影響,根據(jù)下列哪組數(shù)據(jù)可以計(jì)算出地球的質(zhì)量()A.某人造衛(wèi)星距離地面的高度和運(yùn)行的周期B.知道月球的公轉(zhuǎn)周期和月球的半徑C.地球表面的重力加速度和地球半徑D.地球的公轉(zhuǎn)周期和日地之間的距離【答案】C【解析】A.若只已知某人造衛(wèi)星距離地面的高度和運(yùn)行的周期,根據(jù)萬有引力提供向心力,有解得由此可知,由于不知道地球半徑,無法求出地球的質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;B.若知道月球的公轉(zhuǎn)周期和月球的半徑,根據(jù)萬有引力提供向心力,有解得可知,不知道月球的軌道半徑,無法計(jì)算出地球的質(zhì)量,故B錯(cuò)誤;C.若知道地球表面的重力加速度和地球半徑,有解得可知可以計(jì)算出地球的質(zhì)量,故C正確;D.若知道地球的公轉(zhuǎn)周期和日地之間的距離,根據(jù)萬有引力提供向心力,有解得可知,只能求出太陽的質(zhì)量,無法計(jì)算出地球的質(zhì)量,故D錯(cuò)誤。故選C。4.如圖甲是客家人口中的“風(fēng)車”也叫“谷扇”,是農(nóng)民常用來精選谷物的農(nóng)具。谷粒從上方喂料斗的小口無初速度進(jìn)入風(fēng)道,在風(fēng)力作用下,精谷和癟谷(空殼)都從洞口水平飛出,結(jié)果精谷和癟谷落地點(diǎn)不同,自然分開。簡化裝置如圖乙所示,谷粒在風(fēng)道內(nèi)所受的風(fēng)力大小相等,最終落在同一水平面上,風(fēng)道口的直徑遠(yuǎn)小于下落高度,不計(jì)風(fēng)道內(nèi)的阻力和飛出洞口后的空氣阻力,下列分析正確的是()A.N處是癟谷B.從風(fēng)道口飛出到落在水平面過程,癟谷運(yùn)動(dòng)時(shí)間更長C.落到水平面時(shí),癟谷的速度更大D.落到水平面時(shí),精谷和癟谷的重力瞬時(shí)功率一樣大【答案】C【解析】AB.精谷的質(zhì)量大于癟谷的質(zhì)量,在相同的水平風(fēng)力作用下,癟谷獲得的水平加速度大于精谷的水平加速度,在豎直方向上則精谷和癟谷下落高度相同,則精谷和癟谷的落地時(shí)間相同,癟谷的水平加速度大于精谷的水平加速度,則癟谷的水平位移大于精谷的水平位移,則N處是精谷,M處為癟谷,故AB錯(cuò)誤;C.落到水平面時(shí),兩者的豎直速度一樣,癟谷的水平速度更大,故癟谷的速度更大,故C正確;D.落到水平面時(shí),兩者的豎直速度一樣,但是精谷的重力更大,故精谷的重力瞬時(shí)功率更大,故D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示,一束光a以60°的入射角射向兩面平行的玻璃磚上表面,折射后分成b、c兩束光,折射角分別為30°和45°,則()A.b與c在玻璃磚中的折射率之比為1:2B.c從玻璃磚下表面射出的光線與a平行C.b、c兩束光玻璃磚內(nèi)傳播時(shí)間相等D.增大入射角,光束c將會(huì)發(fā)生全反射【答案】B【解析】A.對(duì)a光,根據(jù)折射定律得玻璃磚對(duì)a光的折射率為所以b與c在玻璃磚中的折射率之比為故A錯(cuò)誤;B.b、c兩單色光從玻璃磚下表面射出時(shí),入射角分別等于從上表面射入時(shí)的折射角,根據(jù)對(duì)稱性可知,b、c光從下表面射出時(shí)的折射角都是60°,由幾何關(guān)系可知,b、c光從玻璃磚下表面射出后是平行光,所以c從玻璃磚下表面射出的光線與a平行,故B正確;C.設(shè)玻璃磚的厚度為d,折射角為,在平行玻璃磚中的傳播距離傳播速度為傳播時(shí)間為聯(lián)立可得即故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)光路可逆原理,在平行玻璃磚下表面入射角一定小于臨界角,不能發(fā)生全反射,故D錯(cuò)誤。故選B。6.如圖所示,甲、乙兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播,兩波源(振動(dòng)方向沿y軸)分別位于x=0和x=9.0m處,兩列波的速率均為v=4m/s,兩波源的振幅均為A=5cm。圖示為t=0時(shí)刻兩列波的波形圖,此刻平衡位置位于x=3.0m和x=6.0m處的兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng),下列關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是()A.甲波的頻率f=0.5HzB.兩波源的起振方向均沿y軸正方向C.t=0.125s時(shí),x=8.0m處質(zhì)點(diǎn)的位移y=5cmD.在t=0.95s至t=1.45s時(shí)間內(nèi),x=3.5m處質(zhì)點(diǎn)通過的路程為40cm【答案】D【解析】A.由題圖可知所以故A錯(cuò)誤;B.t=0時(shí)刻,x=3.0m和x=6.0m處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng),由波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向關(guān)系,可知兩波均沿y軸負(fù)方向振動(dòng),故兩波源的起振方向均沿y軸負(fù)方向,故B錯(cuò)誤;C.在0~0.125s時(shí)間內(nèi),乙波向左傳播的距離為即x=8.5m處的質(zhì)點(diǎn)零時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)在t=0.125s時(shí)刻傳到x=8.0m處,即波谷位置,而此時(shí)甲波還未傳播到x=8.0m處,則x=8.0m處質(zhì)點(diǎn)的位移為故C錯(cuò)誤;D.兩列波頻率相同,會(huì)發(fā)生干涉,在t=0.95s時(shí)兩列波均已傳到x=3.5m處,兩波源到x=3.5m處的距離差為且兩波源的起振方向均沿y軸負(fù)方向,所以x=3.5m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng),其振幅為10cm,每經(jīng)過一個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路程為4倍振幅,由于周期因此t=0.95s至t=1.45s,即0.5s時(shí)間內(nèi)x=3.5m處質(zhì)點(diǎn)通過的路程為40cm,故D正確。故選D。7.如圖所示,兩長度均為的相同輕質(zhì)細(xì)桿用鉸鏈、、相連,質(zhì)量可忽略的鉸鏈固定在地面上,鉸鏈和質(zhì)量不可忽略,均為,鉸鏈、、均可視為質(zhì)點(diǎn)。起始位置兩細(xì)桿豎直,如圖虛線所示,鉸鏈和彼此靠近。時(shí)鉸鏈在水平外力的作用下從靜止開始做初速度為零,加速度大小為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)(為重力加速度),到時(shí)和間的夾角變?yōu)?,如圖實(shí)線所示。若兩個(gè)輕質(zhì)細(xì)桿始終在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng),所有摩擦均不計(jì),下列說法正確的是()A.時(shí)重力對(duì)做功的瞬時(shí)功率為B.時(shí)重力對(duì)做功的瞬時(shí)功率為C.從到時(shí)間內(nèi),力做的功為D.時(shí)連接的細(xì)桿中的彈力大小為【答案】B【解析】AB.時(shí)和間的夾角變?yōu)?,此時(shí)C發(fā)生的位移大小為,根據(jù)可得此時(shí)C的速度大小為此時(shí)B、C沿桿方向的分速度相等,如圖所示有可得時(shí)重力對(duì)做功的瞬時(shí)功率為故B正確,A錯(cuò)誤;C.對(duì)ABC系統(tǒng),根據(jù)動(dòng)能定理有求得故C錯(cuò)誤;D.若為恒力,時(shí)刻對(duì)C分析,根據(jù)牛頓第二定律有時(shí)刻對(duì)C分析,根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得又B繞A做圓周運(yùn)動(dòng),對(duì)B進(jìn)行受力分析,如圖B所受合力沿AB桿指向A,設(shè)AB桿對(duì)B的彈力沿AB桿指向B,根據(jù)牛頓第二定律,有求得此時(shí)AB桿對(duì)B的彈力大小為,但由于不是恒力,則,故此時(shí)連接AB的細(xì)桿中的彈力大小不為,故D錯(cuò)誤。故選B。8.地球表面與大氣電離層都是良導(dǎo)體,兩者與其間的空氣介質(zhì)可視為一個(gè)大電容器,這個(gè)電容器儲(chǔ)存的電荷量大致穩(wěn)定,約為,其間的電場,稱為大氣電場。設(shè)大地電勢為零,晴天的大氣電場中,不同高度處的電勢的變化規(guī)律如圖所示,不考慮水平方向電場的影響。根據(jù)以上信息,下列說法正確的是()A.大氣電場的方向豎直向上B.地面帶電荷量大小約為C.地面和大氣電離層組成的電容器電容值約D.高度越大,大氣電場強(qiáng)度越小【答案】BD【解析】A.大地電勢為零,離地面越高,電勢越高,因沿電場方向電勢降低可知,大氣電場的方向豎直向下,故A錯(cuò)誤;B.因地面和大氣層分別是電容器的兩個(gè)電極,電容器儲(chǔ)存的電荷量約為,可知地面帶電量約為,故B正確;C.根據(jù)電容器的定義式可知,地面和大氣電離層組成的電容器電容值約故C錯(cuò)誤;D.由公式可得可知圖像的斜率表示電場強(qiáng)度的倒數(shù),由圖可知,高度越大,大氣電場強(qiáng)度越小,故D正確。故選BD9.圖是一臺(tái)教學(xué)用手搖式交流發(fā)電機(jī)。已知大皮帶輪半徑為,小皮帶輪半徑為,若以頻率勻速搖動(dòng)大皮帶輪上的手柄,且搖動(dòng)過程中皮帶不打滑,下列說法正確的是()A.大皮帶輪與小皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為B.該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電頻率為C.若僅將變?yōu)?,該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的最大值不變D.若僅將變?yōu)椋摪l(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的有效值變?yōu)樵瓉淼?.5倍【答案】AD【解析】A.兩皮帶輪邊緣的線速度大小相同,由可知即大皮帶輪與小皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為r∶R,選項(xiàng)A正確;B.由可知,該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電頻率選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電壓的最大值僅將f變?yōu)?f時(shí)變大,變大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.若僅將f變?yōu)?.5f該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的有效值變?yōu)樵瓉淼?.5倍,選項(xiàng)D正確。故選AD。10.如圖甲所示,兩根足夠長的光滑平行金屬直導(dǎo)軌固定,導(dǎo)軌間距為,所在平面與水平面的夾角為,導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、方向相反的勻強(qiáng)磁場,其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為、。、是垂直于導(dǎo)軌,間距為的磁場邊界。將質(zhì)量分別為、的金屬棒、垂直導(dǎo)軌放置,棒與的間距也為,兩棒接入導(dǎo)軌之間的電阻均為,其他電阻不計(jì)?,F(xiàn)同時(shí)將兩棒由靜止釋放,兩棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。時(shí)刻棒經(jīng)過,棒恰好經(jīng)過進(jìn)入磁場,時(shí)刻棒經(jīng)過。棒運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示,中間圖線平行于橫軸,重力加速度為。下列說法正確的是()A.B.棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小C.時(shí)間內(nèi),棒上產(chǎn)生的焦耳熱為D.時(shí)刻,、兩棒的距離為【答案】AB【解析】BC.對(duì)a棒從開始到剛進(jìn)入磁場過程根據(jù)機(jī)械能守恒可得解得時(shí)間內(nèi),根據(jù)能量守恒可得由于兩棒接入導(dǎo)軌之間的電阻相等,故a棒上產(chǎn)生的焦耳熱為聯(lián)立解得故B正確,C錯(cuò)誤;A.設(shè)初始時(shí)兩棒間距離為,根據(jù)題意,時(shí)刻a棒經(jīng)過,b棒恰好經(jīng)過進(jìn)入磁場,在時(shí)間內(nèi)a棒先做勻加速運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場后做勻速運(yùn)動(dòng),b棒一直做加速度大小為的勻加速運(yùn)動(dòng),對(duì)a棒有對(duì)b棒有聯(lián)立解得設(shè)b棒剛好經(jīng)過進(jìn)入磁場時(shí)的速度為,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得解得根據(jù)圖像可知,a棒在時(shí)間內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng),受力分析可知a棒在兩區(qū)域磁場中時(shí)受到的安培力相等,由于a棒經(jīng)過后的一段時(shí)間后仍做勻速運(yùn)動(dòng),故可知該段時(shí)間內(nèi)電路中的電流不變,故該段時(shí)間內(nèi)兩棒均做勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)題意可知兩棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相互疊加,為此時(shí)a棒受到的安培力為時(shí)間內(nèi)對(duì)a棒受到的安培力為又,聯(lián)立解得,故A正確;D.b棒在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為該段時(shí)間a棒運(yùn)動(dòng)的位移為故時(shí)刻兩棒間距離為,故D錯(cuò)誤。故選AB。第二部分(非選擇題,共54分)二、實(shí)驗(yàn)題:(共16分)11.某同學(xué)做“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。如圖甲所示為某次實(shí)驗(yàn)中用手通過兩個(gè)彈簧測力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)的示意圖,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為標(biāo)記出的小圓環(huán)的位置,OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)該次實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。(1)本實(shí)驗(yàn)主要采用的科學(xué)方法是()A.控制變量法 B.等效替代法C.理想實(shí)驗(yàn)法 D.建立物理模型法(2)圖乙中的力F和力F',一定沿橡皮條AO方向的是______(選填“F”或“F'”)(3)在另一次實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)用兩個(gè)彈簧測力計(jì),通過細(xì)繩對(duì)小圓環(huán)施加平行木板平面的拉力作用,兩個(gè)拉力的方向如圖丙所示。如果小圓環(huán)可視為質(zhì)點(diǎn),且小圓環(huán)、橡皮條和細(xì)繩的重力可忽略不計(jì),小圓環(huán)平衡時(shí),橡皮條AO、細(xì)繩OB和OC對(duì)小圓環(huán)的拉力的分別為F1、F2和F3,關(guān)于這三個(gè)力的大小關(guān)系,正確的是______。A.F1>F2>F3 B.F3>F1>F2 C.F2>F3>F1 D.F3>F2>F1【答案】(1)B(2)F(3)A【解析】【小問1詳析】本實(shí)驗(yàn)的原理是用一個(gè)力產(chǎn)生的作用效果與兩個(gè)力產(chǎn)生的作用相同來進(jìn)行等效替代。故選B?!拘?詳析】用一個(gè)彈簧秤拉橡皮筋時(shí),力一定沿橡皮條AO方向,圖中可以看出,F(xiàn)表示一個(gè)力,表示的是用平行四邊形定則作出的兩個(gè)力的合力,所以一定沿橡皮條AO方向的是F。【小問3詳析】對(duì)O點(diǎn)進(jìn)行受力分析,與的合力與等大反向,如圖根據(jù)幾何關(guān)系可知故選A。12.某科技小組想通過實(shí)驗(yàn)探究熱敏電阻的溫度特性。如圖甲所示,為滑動(dòng)變阻器,為電阻箱,熱敏電阻處在虛線所示的溫控室中。(1)實(shí)驗(yàn)前,開關(guān)、先斷開,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到________(填“”或“”端;實(shí)驗(yàn)時(shí),記錄溫控室的溫度,將打到1,閉合,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為;然后保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,再將打到2,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)為________,記錄此時(shí)電阻箱的示數(shù),即為熱敏電阻的阻值;(2)多次改變溫控室的溫度,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程,測得多組熱敏電阻在不同溫度下對(duì)應(yīng)的電阻值,作出圖像,如圖乙所示,由圖像可知,該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________(填“增大”或“減小”);(3)上述實(shí)驗(yàn)過程中,若電流表內(nèi)阻不可忽略,則熱敏電阻的測量值________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值;(4)現(xiàn)將此熱敏電阻接在電流恒定的電路中,當(dāng)它產(chǎn)生的熱量與向周圍環(huán)境散熱達(dá)到平衡時(shí),熱敏電阻的溫度穩(wěn)定在某一值,且滿足關(guān)系式,其中是散熱系數(shù),是電阻的溫度,是周圍環(huán)境溫度,為電流。已知,,,結(jié)合乙圖可知該熱敏電阻的溫度穩(wěn)定在________℃。(保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)b(2)減小(3)等于(4)50【解析】【小問1詳析】[1]閉合電鍵前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)b端,使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大。[2]電流表前后兩次一致,保證電路前后兩次等效,所以調(diào)整電阻箱,使電流表的示數(shù)也為。【小問2詳析】從圖像可以看出,該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小?!拘?詳析】電流表內(nèi)阻即使不可忽略,只要保證開關(guān)打到1或2時(shí)電流表的讀數(shù)一致,則熱敏電阻的測量值等于真實(shí)值?!拘?詳析】由題意可知,電阻的散熱功率表示為其中則可解得在圖像中做出如圖所示的圖線。據(jù)其與理論圖線的交點(diǎn)即可求得:該電阻的溫度大約穩(wěn)定在。三、計(jì)算題(共38分)13.如圖所示為粗細(xì)均勻、一端封閉一端開口的U形玻璃管。當(dāng),大氣壓強(qiáng)為時(shí),兩管水銀面相平,這時(shí)左管被封閉的理想氣體氣柱長。當(dāng)溫度升高到時(shí),左管氣柱長為9cm,求:(1)此時(shí)封閉的理想氣體的壓強(qiáng);(2)等于多少攝氏度?!敬鸢浮浚?);(2)【解析】(1)此時(shí)兩邊液面差為2,可確定氣體的壓強(qiáng)為(2)設(shè)玻璃管的橫截面積為S,對(duì)左管中的氣體有,,,由理想氣體狀態(tài)方程有解得故14.如圖所示,彈性繩一端系于點(diǎn),繞過處的小滑輪,另一端與質(zhì)量為、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,、、三點(diǎn)等高,彈性繩的原長恰好等于間距,圓環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。圓環(huán)從A點(diǎn)由靜止釋放,釋放瞬間,圓環(huán)的加速度大小為,到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),重力加速度為,彈性繩始終遵循胡克定律。求:(1)釋放瞬間彈性繩中拉力大?。唬?)圓環(huán)下落到(圖中未標(biāo)出)點(diǎn),設(shè)與水平夾角為,求此時(shí)圓環(huán)所受滑動(dòng)摩擦力大?。唬?)A到的過程中,圓環(huán)克服摩擦力做的功;(4)已知,圓環(huán)下滑過程中的最大速度?!敬鸢浮浚?)(2)(3)(4)【解析】【小問1詳析】釋放瞬間,對(duì)圓環(huán)受力分析,由牛頓第二定律得則有解得【小問2詳析】設(shè),則有,解得圓環(huán)下滑到點(diǎn),受力分析,如圖所示由幾何關(guān)系可得,此時(shí)彈性繩的形變量為由平衡條件有,又有,聯(lián)立解得小問3詳析】由小問2分析可知,小環(huán)下落過程中,滑動(dòng)摩擦力大小不變,由公式可得,A到的過程中,圓環(huán)克服摩擦力做的功【小問4詳析】根據(jù)題意,設(shè)圓環(huán)下滑到點(diǎn)時(shí)速度最大,此時(shí)與水平方向的夾角為,已知,此時(shí)彈性繩的形變量為圓環(huán)速度最大,則有,聯(lián)立解得可知,此時(shí)圓環(huán)下落的高度為綜上所述可知,圓環(huán)所受合力滿足則從開始下落到速度最大,由動(dòng)能定理有解得15.如圖所示,在的區(qū)域內(nèi)存在一定范圍的、沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,在的區(qū)域內(nèi)存在垂直于平面向外的勻強(qiáng)磁場,某時(shí)刻在電場左邊緣一質(zhì)量為m、帶正電的粒子a以速度在P點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入電場,進(jìn)入磁場時(shí)的速度方向與y軸正方向的夾角為,在粒子a進(jìn)入磁場的同時(shí),另一不帶電粒子b也經(jīng)y軸上某點(diǎn)進(jìn)入磁場,速度方向與粒子a進(jìn)入磁場的方向相同,在磁場中兩粒子恰好發(fā)生正碰(碰撞前的瞬間,粒子a、粒子b的速度方向相反),不計(jì)兩粒子的重力。求:(1)粒子a進(jìn)入磁場的位置與坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離y;(2)碰撞前粒子b的速度的大?。唬?)若兩粒子碰后結(jié)合成粒子c,結(jié)合過程不損失質(zhì)量和電荷量,粒子c在磁場中運(yùn)動(dòng)不再返回電場,則粒子b的質(zhì)量需要滿足的條件。【答案】(1);(2);(3)【解析】(1)粒子a在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)解得(2)兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡大致如圖所示(b粒子的出發(fā)點(diǎn)不一定在坐標(biāo)原點(diǎn)且對(duì)答案無影響)粒子a進(jìn)入磁場時(shí)速度為v得設(shè)粒子圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,由等時(shí)性知得(3)設(shè)粒子碰后的速度為,半徑為,粒子a粒子c討論:①若沿粒子a的方向,則粒子c不到達(dá)y軸,應(yīng)滿足解得②若沿粒子b的方向,則粒子c不到達(dá)y軸,應(yīng)滿足解得所以粒子b質(zhì)量應(yīng)滿足物理第一部分(選擇題,共46分)一、選擇題(共10道小題,其中1-7單選題,每道題4分,8-10多選題,每道題6分,選對(duì)不全得3分;共46分)1.日常生活中我們不僅經(jīng)常接觸到膾炙人口的詩詞,還經(jīng)常接觸到一些民諺、俗語。他們都蘊(yùn)含著豐富的物理知識(shí)。下列說法錯(cuò)誤的是()A.“泥鰍、黃鱔交朋友,滑頭對(duì)滑頭”——泥鰍、黃鱔的表面都比較光滑,摩擦力小B.唐代詩人李白的詩句“朝辭白帝彩云間,千里江陵一日還”,根據(jù)“千里江陵一日還”可估算出詩人李白的平均速度C.辛棄疾描寫月亮的詩句“飛鏡無根誰系?嫦娥不嫁誰留?”說明萬有引力的存在D.“人心齊,泰山移”——如果各個(gè)分力的方向一致,那么合力的大小等于各個(gè)分力的大小之和【答案】B【解析】A.“泥鰍、黃鱔交朋友,滑頭對(duì)滑頭”——泥鰍、黃鱔的表面都比較光滑,摩擦力小,表面越光滑,摩擦力越小,A正確;B.千里江陵指的是路程,可以估算出平均速率,不能估算出平均速度,B錯(cuò)誤;C.辛棄疾描寫月亮的詩句“飛鏡無根誰系?妲娥不嫁誰留?”說明月球繞著地球轉(zhuǎn),說明地球與月球之間存在引力,C正確;D.“人心齊,泰山移”——如果各個(gè)分力的方向一致,那么合力的大小等于各個(gè)分力的大小之和,D正確。本題選不正確的,故選B。2.下列說法中正確的是()A.由于每種原子都有自己的特征譜線,故可以根據(jù)原子光譜來鑒別物質(zhì)B.一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)向較低能級(jí)躍遷,最多可放出8種頻率的光子C.任何核反應(yīng)都一定有質(zhì)量虧損D.α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子的可能能量狀態(tài)是不連續(xù)的【答案】A【解析】A.由于每種原子都有自己的特征譜線,故可以根據(jù)原子光譜來鑒別物質(zhì),故A正確;B.一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)向較低能級(jí)躍遷,最多可放出光子的種數(shù)為故B錯(cuò)誤;C.核反應(yīng)不是都會(huì)放出能量的,有些核反應(yīng)是需要吸收能量的,如鐵元素之后的聚變反應(yīng)會(huì)吸收能量。只要放出了能量,就一定有能量虧損,故C錯(cuò)誤;D.α粒子散射實(shí)驗(yàn)得出電子繞核旋轉(zhuǎn),原子的能量是連續(xù)的,故D錯(cuò)誤。故選A。3.已知引力常量G,將地球看作質(zhì)量均勻分布的球體,忽略地球自轉(zhuǎn)的影響,根據(jù)下列哪組數(shù)據(jù)可以計(jì)算出地球的質(zhì)量()A.某人造衛(wèi)星距離地面的高度和運(yùn)行的周期B.知道月球的公轉(zhuǎn)周期和月球的半徑C.地球表面的重力加速度和地球半徑D.地球的公轉(zhuǎn)周期和日地之間的距離【答案】C【解析】A.若只已知某人造衛(wèi)星距離地面的高度和運(yùn)行的周期,根據(jù)萬有引力提供向心力,有解得由此可知,由于不知道地球半徑,無法求出地球的質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;B.若知道月球的公轉(zhuǎn)周期和月球的半徑,根據(jù)萬有引力提供向心力,有解得可知,不知道月球的軌道半徑,無法計(jì)算出地球的質(zhì)量,故B錯(cuò)誤;C.若知道地球表面的重力加速度和地球半徑,有解得可知可以計(jì)算出地球的質(zhì)量,故C正確;D.若知道地球的公轉(zhuǎn)周期和日地之間的距離,根據(jù)萬有引力提供向心力,有解得可知,只能求出太陽的質(zhì)量,無法計(jì)算出地球的質(zhì)量,故D錯(cuò)誤。故選C。4.如圖甲是客家人口中的“風(fēng)車”也叫“谷扇”,是農(nóng)民常用來精選谷物的農(nóng)具。谷粒從上方喂料斗的小口無初速度進(jìn)入風(fēng)道,在風(fēng)力作用下,精谷和癟谷(空殼)都從洞口水平飛出,結(jié)果精谷和癟谷落地點(diǎn)不同,自然分開。簡化裝置如圖乙所示,谷粒在風(fēng)道內(nèi)所受的風(fēng)力大小相等,最終落在同一水平面上,風(fēng)道口的直徑遠(yuǎn)小于下落高度,不計(jì)風(fēng)道內(nèi)的阻力和飛出洞口后的空氣阻力,下列分析正確的是()A.N處是癟谷B.從風(fēng)道口飛出到落在水平面過程,癟谷運(yùn)動(dòng)時(shí)間更長C.落到水平面時(shí),癟谷的速度更大D.落到水平面時(shí),精谷和癟谷的重力瞬時(shí)功率一樣大【答案】C【解析】AB.精谷的質(zhì)量大于癟谷的質(zhì)量,在相同的水平風(fēng)力作用下,癟谷獲得的水平加速度大于精谷的水平加速度,在豎直方向上則精谷和癟谷下落高度相同,則精谷和癟谷的落地時(shí)間相同,癟谷的水平加速度大于精谷的水平加速度,則癟谷的水平位移大于精谷的水平位移,則N處是精谷,M處為癟谷,故AB錯(cuò)誤;C.落到水平面時(shí),兩者的豎直速度一樣,癟谷的水平速度更大,故癟谷的速度更大,故C正確;D.落到水平面時(shí),兩者的豎直速度一樣,但是精谷的重力更大,故精谷的重力瞬時(shí)功率更大,故D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示,一束光a以60°的入射角射向兩面平行的玻璃磚上表面,折射后分成b、c兩束光,折射角分別為30°和45°,則()A.b與c在玻璃磚中的折射率之比為1:2B.c從玻璃磚下表面射出的光線與a平行C.b、c兩束光玻璃磚內(nèi)傳播時(shí)間相等D.增大入射角,光束c將會(huì)發(fā)生全反射【答案】B【解析】A.對(duì)a光,根據(jù)折射定律得玻璃磚對(duì)a光的折射率為所以b與c在玻璃磚中的折射率之比為故A錯(cuò)誤;B.b、c兩單色光從玻璃磚下表面射出時(shí),入射角分別等于從上表面射入時(shí)的折射角,根據(jù)對(duì)稱性可知,b、c光從下表面射出時(shí)的折射角都是60°,由幾何關(guān)系可知,b、c光從玻璃磚下表面射出后是平行光,所以c從玻璃磚下表面射出的光線與a平行,故B正確;C.設(shè)玻璃磚的厚度為d,折射角為,在平行玻璃磚中的傳播距離傳播速度為傳播時(shí)間為聯(lián)立可得即故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)光路可逆原理,在平行玻璃磚下表面入射角一定小于臨界角,不能發(fā)生全反射,故D錯(cuò)誤。故選B。6.如圖所示,甲、乙兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播,兩波源(振動(dòng)方向沿y軸)分別位于x=0和x=9.0m處,兩列波的速率均為v=4m/s,兩波源的振幅均為A=5cm。圖示為t=0時(shí)刻兩列波的波形圖,此刻平衡位置位于x=3.0m和x=6.0m處的兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng),下列關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是()A.甲波的頻率f=0.5HzB.兩波源的起振方向均沿y軸正方向C.t=0.125s時(shí),x=8.0m處質(zhì)點(diǎn)的位移y=5cmD.在t=0.95s至t=1.45s時(shí)間內(nèi),x=3.5m處質(zhì)點(diǎn)通過的路程為40cm【答案】D【解析】A.由題圖可知所以故A錯(cuò)誤;B.t=0時(shí)刻,x=3.0m和x=6.0m處的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng),由波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向關(guān)系,可知兩波均沿y軸負(fù)方向振動(dòng),故兩波源的起振方向均沿y軸負(fù)方向,故B錯(cuò)誤;C.在0~0.125s時(shí)間內(nèi),乙波向左傳播的距離為即x=8.5m處的質(zhì)點(diǎn)零時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)在t=0.125s時(shí)刻傳到x=8.0m處,即波谷位置,而此時(shí)甲波還未傳播到x=8.0m處,則x=8.0m處質(zhì)點(diǎn)的位移為故C錯(cuò)誤;D.兩列波頻率相同,會(huì)發(fā)生干涉,在t=0.95s時(shí)兩列波均已傳到x=3.5m處,兩波源到x=3.5m處的距離差為且兩波源的起振方向均沿y軸負(fù)方向,所以x=3.5m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng),其振幅為10cm,每經(jīng)過一個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)路程為4倍振幅,由于周期因此t=0.95s至t=1.45s,即0.5s時(shí)間內(nèi)x=3.5m處質(zhì)點(diǎn)通過的路程為40cm,故D正確。故選D。7.如圖所示,兩長度均為的相同輕質(zhì)細(xì)桿用鉸鏈、、相連,質(zhì)量可忽略的鉸鏈固定在地面上,鉸鏈和質(zhì)量不可忽略,均為,鉸鏈、、均可視為質(zhì)點(diǎn)。起始位置兩細(xì)桿豎直,如圖虛線所示,鉸鏈和彼此靠近。時(shí)鉸鏈在水平外力的作用下從靜止開始做初速度為零,加速度大小為的勻加速直線運(yùn)動(dòng)(為重力加速度),到時(shí)和間的夾角變?yōu)?,如圖實(shí)線所示。若兩個(gè)輕質(zhì)細(xì)桿始終在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng),所有摩擦均不計(jì),下列說法正確的是()A.時(shí)重力對(duì)做功的瞬時(shí)功率為B.時(shí)重力對(duì)做功的瞬時(shí)功率為C.從到時(shí)間內(nèi),力做的功為D.時(shí)連接的細(xì)桿中的彈力大小為【答案】B【解析】AB.時(shí)和間的夾角變?yōu)椋藭r(shí)C發(fā)生的位移大小為,根據(jù)可得此時(shí)C的速度大小為此時(shí)B、C沿桿方向的分速度相等,如圖所示有可得時(shí)重力對(duì)做功的瞬時(shí)功率為故B正確,A錯(cuò)誤;C.對(duì)ABC系統(tǒng),根據(jù)動(dòng)能定理有求得故C錯(cuò)誤;D.若為恒力,時(shí)刻對(duì)C分析,根據(jù)牛頓第二定律有時(shí)刻對(duì)C分析,根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得又B繞A做圓周運(yùn)動(dòng),對(duì)B進(jìn)行受力分析,如圖B所受合力沿AB桿指向A,設(shè)AB桿對(duì)B的彈力沿AB桿指向B,根據(jù)牛頓第二定律,有求得此時(shí)AB桿對(duì)B的彈力大小為,但由于不是恒力,則,故此時(shí)連接AB的細(xì)桿中的彈力大小不為,故D錯(cuò)誤。故選B。8.地球表面與大氣電離層都是良導(dǎo)體,兩者與其間的空氣介質(zhì)可視為一個(gè)大電容器,這個(gè)電容器儲(chǔ)存的電荷量大致穩(wěn)定,約為,其間的電場,稱為大氣電場。設(shè)大地電勢為零,晴天的大氣電場中,不同高度處的電勢的變化規(guī)律如圖所示,不考慮水平方向電場的影響。根據(jù)以上信息,下列說法正確的是()A.大氣電場的方向豎直向上B.地面帶電荷量大小約為C.地面和大氣電離層組成的電容器電容值約D.高度越大,大氣電場強(qiáng)度越小【答案】BD【解析】A.大地電勢為零,離地面越高,電勢越高,因沿電場方向電勢降低可知,大氣電場的方向豎直向下,故A錯(cuò)誤;B.因地面和大氣層分別是電容器的兩個(gè)電極,電容器儲(chǔ)存的電荷量約為,可知地面帶電量約為,故B正確;C.根據(jù)電容器的定義式可知,地面和大氣電離層組成的電容器電容值約故C錯(cuò)誤;D.由公式可得可知圖像的斜率表示電場強(qiáng)度的倒數(shù),由圖可知,高度越大,大氣電場強(qiáng)度越小,故D正確。故選BD9.圖是一臺(tái)教學(xué)用手搖式交流發(fā)電機(jī)。已知大皮帶輪半徑為,小皮帶輪半徑為,若以頻率勻速搖動(dòng)大皮帶輪上的手柄,且搖動(dòng)過程中皮帶不打滑,下列說法正確的是()A.大皮帶輪與小皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為B.該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電頻率為C.若僅將變?yōu)?,該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的最大值不變D.若僅將變?yōu)椋摪l(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的有效值變?yōu)樵瓉淼?.5倍【答案】AD【解析】A.兩皮帶輪邊緣的線速度大小相同,由可知即大皮帶輪與小皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為r∶R,選項(xiàng)A正確;B.由可知,該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電頻率選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電壓的最大值僅將f變?yōu)?f時(shí)變大,變大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.若僅將f變?yōu)?.5f該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的有效值變?yōu)樵瓉淼?.5倍,選項(xiàng)D正確。故選AD。10.如圖甲所示,兩根足夠長的光滑平行金屬直導(dǎo)軌固定,導(dǎo)軌間距為,所在平面與水平面的夾角為,導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面、方向相反的勻強(qiáng)磁場,其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為、。、是垂直于導(dǎo)軌,間距為的磁場邊界。將質(zhì)量分別為、的金屬棒、垂直導(dǎo)軌放置,棒與的間距也為,兩棒接入導(dǎo)軌之間的電阻均為,其他電阻不計(jì)?,F(xiàn)同時(shí)將兩棒由靜止釋放,兩棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。時(shí)刻棒經(jīng)過,棒恰好經(jīng)過進(jìn)入磁場,時(shí)刻棒經(jīng)過。棒運(yùn)動(dòng)的圖像如圖乙所示,中間圖線平行于橫軸,重力加速度為。下列說法正確的是()A.B.棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度大小C.時(shí)間內(nèi),棒上產(chǎn)生的焦耳熱為D.時(shí)刻,、兩棒的距離為【答案】AB【解析】BC.對(duì)a棒從開始到剛進(jìn)入磁場過程根據(jù)機(jī)械能守恒可得解得時(shí)間內(nèi),根據(jù)能量守恒可得由于兩棒接入導(dǎo)軌之間的電阻相等,故a棒上產(chǎn)生的焦耳熱為聯(lián)立解得故B正確,C錯(cuò)誤;A.設(shè)初始時(shí)兩棒間距離為,根據(jù)題意,時(shí)刻a棒經(jīng)過,b棒恰好經(jīng)過進(jìn)入磁場,在時(shí)間內(nèi)a棒先做勻加速運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場后做勻速運(yùn)動(dòng),b棒一直做加速度大小為的勻加速運(yùn)動(dòng),對(duì)a棒有對(duì)b棒有聯(lián)立解得設(shè)b棒剛好經(jīng)過進(jìn)入磁場時(shí)的速度為,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得解得根據(jù)圖像可知,a棒在時(shí)間內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng),受力分析可知a棒在兩區(qū)域磁場中時(shí)受到的安培力相等,由于a棒經(jīng)過后的一段時(shí)間后仍做勻速運(yùn)動(dòng),故可知該段時(shí)間內(nèi)電路中的電流不變,故該段時(shí)間內(nèi)兩棒均做勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)題意可知兩棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相互疊加,為此時(shí)a棒受到的安培力為時(shí)間內(nèi)對(duì)a棒受到的安培力為又,聯(lián)立解得,故A正確;D.b棒在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為該段時(shí)間a棒運(yùn)動(dòng)的位移為故時(shí)刻兩棒間距離為,故D錯(cuò)誤。故選AB。第二部分(非選擇題,共54分)二、實(shí)驗(yàn)題:(共16分)11.某同學(xué)做“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)。如圖甲所示為某次實(shí)驗(yàn)中用手通過兩個(gè)彈簧測力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)的示意圖,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為標(biāo)記出的小圓環(huán)的位置,OB和OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)該次實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。(1)本實(shí)驗(yàn)主要采用的科學(xué)方法是()A.控制變量法 B.等效替代法C.理想實(shí)驗(yàn)法 D.建立物理模型法(2)圖乙中的力F和力F',一定沿橡皮條AO方向的是______(選填“F”或“F'”)(3)在另一次實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)用兩個(gè)彈簧測力計(jì),通過細(xì)繩對(duì)小圓環(huán)施加平行木板平面的拉力作用,兩個(gè)拉力的方向如圖丙所示。如果小圓環(huán)可視為質(zhì)點(diǎn),且小圓環(huán)、橡皮條和細(xì)繩的重力可忽略不計(jì),小圓環(huán)平衡時(shí),橡皮條AO、細(xì)繩OB和OC對(duì)小圓環(huán)的拉力的分別為F1、F2和F3,關(guān)于這三個(gè)力的大小關(guān)系,正確的是______。A.F1>F2>F3 B.F3>F1>F2 C.F2>F3>F1 D.F3>F2>F1【答案】(1)B(2)F(3)A【解析】【小問1詳析】本實(shí)驗(yàn)的原理是用一個(gè)力產(chǎn)生的作用效果與兩個(gè)力產(chǎn)生的作用相同來進(jìn)行等效替代。故選B。【小問2詳析】用一個(gè)彈簧秤拉橡皮筋時(shí),力一定沿橡皮條AO方向,圖中可以看出,F(xiàn)表示一個(gè)力,表示的是用平行四邊形定則作出的兩個(gè)力的合力,所以一定沿橡皮條AO方向的是F?!拘?詳析】對(duì)O點(diǎn)進(jìn)行受力分析,與的合力與等大反向,如圖根據(jù)幾何關(guān)系可知故選A。12.某科技小組想通過實(shí)驗(yàn)探究熱敏電阻的溫度特性。如圖甲所示,為滑動(dòng)變阻器,為電阻箱,熱敏電阻處在虛線所示的溫控室中。(1)實(shí)驗(yàn)前,開關(guān)、先斷開,將滑動(dòng)變阻器的滑片移到________(填“”或“”端;實(shí)驗(yàn)時(shí),記錄溫控室的溫度,將打到1,閉合,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電流表的示數(shù)為;然后保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變,再將打到2,調(diào)節(jié)電阻箱,使電流表的示數(shù)為________,記錄此時(shí)電阻箱的示數(shù),即為熱敏電阻的阻值;(2)多次改變溫控室的溫度,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程,測得多組熱敏電阻在不同溫度下對(duì)應(yīng)的電阻值,作出圖像,如圖乙所示,由圖像可知,該熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________(填“增大”或“減小”);(3)上述實(shí)驗(yàn)過程中,若電流表內(nèi)阻不可忽略,則熱敏電阻的測量值________(填“大于”、“等于”或“小于”)真實(shí)值;(4)現(xiàn)將此熱敏電阻接在電流恒定的電路中,當(dāng)它產(chǎn)生的熱量與向周圍環(huán)境散熱達(dá)到平衡時(shí),熱敏電阻的溫度穩(wěn)定在某一值,且滿足關(guān)系式,其中是散熱系數(shù),是電阻的溫度,是周圍環(huán)境溫度,為電流。已知,,,結(jié)合乙圖可知該熱敏電阻的溫度穩(wěn)定在________℃。(保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)b(2)減小(3)等于(4)50【

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