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四川省成都市华西高中2023-2024学年新高三下学期零诊模拟考试物理试题
1．（2024高三下·成华模拟）下列说法正确的是（　　）
A．温度相同的两种理想气体的分子平均速率一定相同
B．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的
C．0℃的冰融化为0℃的水需要吸热，该过程中分子的平均动能增大
D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
2．（2024高三下·成华模拟）如图所示，在一椭圆的两焦点M、N和短轴上的一个端点P，固定有三个电荷量相等的点电荷，其中M、N处的电荷带正电，P处的电荷带负电，O为椭圆中心，A、B是椭圆上关于O点对称的两个点。取无穷远处电势为零。下列说法中正确的是（　　）
A．A、B两点的电势不相同
B．A、B两点的电场强度相同
C．一质子从靠近P点处沿直线到O点再到A点，电势能一直增大
D．一电子从靠近P点处沿直线到O点再到B点，电势能先减小后增大
3．（2024高三下·成华模拟）某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下，线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动，图乙是线圈转动过程中穿过线圈的磁通量Ф随时间t变化的图像，则（　　）
A．时刻线圈处于中性面位置
B．时刻，穿过线圈的磁通变化率为零，感应电动势为零
C．时刻电流表示数为0，时刻电流表的示数最大
D．时刻电流方向发生改变，线圈转动一周，电流方向改变两次
4．（2024高三下·成华模拟）由折射率为n的透明材料制成、半径为R的半圆柱形透明砖平放在桌面上，t=0时刻，将激光束垂直AC面射到A点，在激光束沿AC方向以速度v匀速向C点平移的过程中，有光从圆弧面ABC射出的时间为（　　）
A． B． C． D．
5．（2024高三下·成华模拟）潜艇在水下活动时需要用声呐对水下物体及舰船进行识别、跟踪、测向和测距。某潜艇声呐在水下发出的一列超声波在时的波动图像如图甲所示，图乙为水下质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．该超声波在空气中的波速为
B．该超声波在空气中的频率为
C．0~1s内，质点P沿x轴运动了
D．该超声波沿x轴负方向传播
6．（2024高三下·成华模拟）如图，变压器是理想变压器，电压表、为理想电表，定值电阻、阻值之比为。在a、b端输入电压有效值不变的正弦交流电，、消耗的功率之比为，则电压表、示数之比为（　　）
A． B． C． D．
7．（2024高三下·成华模拟）如图所示，半径为R的圆OAP区域中存在垂直于圆平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，圆心O点有一粒子源，先后从O点以相同速率向圆区域内发射两个完全相同的正电粒子a、b（质量为m，电量为q），其速度方向均垂直于磁场方向，与OP的夹角分别为90°、60°，不计粒子的重力及粒子间相互作用力，则两个粒子a、b在磁场中运动时间之比为（　　）
A．1：1 B．2：1 C．1：2 D．4：1
8．（2024高三下·成华模拟）如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界（边界竖直）匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是（　　）
A．线圈进磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
B．线圈出磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
C．该拉力的方向水平向右
D．该拉力为恒力
9．（2024高三下·成华模拟）沿电场线所在直线建立如图所示Ox轴，x轴上各点电势随x的变化规律如图所示，坐标原点O点电势为零。带电量为e的电子仅在电场力作用下从O点由静止释放，下列说法正确的是（　　）
A．在0~x3区间内，电场方向始终指向x轴正方向
B．电子到达B点时动能为
C．电子从A运动到C，加速度先减小后增大
D．若在B点给电子一个沿x轴正方向的初速度，电子一定会在AC间做往复运动
10．（2024高三下·成华模拟）一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态。其图像如图所示。皆为直线，平行于轴，平行于轴。关于理想气体经历的三个过程，下列说法正确的是（　　）
A．点气体温度与点气体温度之比为
B．点气体温度与点气体温度之比为
C．过程中，气体一定对外界吸热
D．过程中，气体分子的内能先变大后变小
11．（2024高三下·成华模拟）某实验小组要测量一个电阻元件（约为）的阻值，实验室提供了如下器材：
A．电源E：电动势12V，内阻r约为；
B．电流表A：量程0~12mA，内阻；
C．电压表V：量程0~12V，内阻约为；
D．滑动变阻器：最大阻值；
E．滑动变阻器：最大阻值；
F．定值电阻；
G．定值电阻；
H．定值电阻；
I．电键S及导线若干。
该实验小组设计的测量电路如图所示，请回答下列问题：
（1）实验中滑动变阻器应选　 　（选填“”或“”）；
（2）应将定值电阻　 　（选填“”或“”或“”）与电流表并联；
（3）实验小组根据该实验电路原理图进行实验，以电流表示数I为横坐标，电压表示数U为纵坐标，作出图线（U、I都用国际单位），求出该图线的斜率为k，则待测电阻的表达式为　 　（相应电阻代入具体数值）。
12．（2024高三下·成华模拟）某同学利用如图甲所示器材做探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验。
（1）该同学按图乙连接电路，变压器的左侧线圈接线柱0、8与学生电源的“稳压6V”接线柱相连。闭合开关，用多用电表测得右侧线圈0、4接线柱之间的电压为______
A. 0 B. 3.0V C. 6.0V D. 12.0V
（2）正确连接电路后，变压器选用左侧0、2接线柱和右侧0、4接线柱进行实验，用多用电表测得左侧0、2之间的电压为，右侧0、4之间的电压为，数据如下表所示，可判断学生电源接在了接线柱________上（选填“左侧0、2”或“右侧0、4”）。
实验次数 1 2 3 4 5
1.00 1.90 3.00 4.00 4.80
2.10 4.00 6.10 8.20 10.00
（3）实验室中还有一个变压器，如图丙所示。现要测量A、B线圈的匝数，实验步骤如下：
①取一段漆包线，一端与A线圈上端接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁芯上再绕制n匝线圈，漆包线另一端与交流电源一端相连，A线圈下方接线柱与交流电源另一端相连接。
②用多用电表的交流电压挡先后测出交流电源两端的电压和B线圈的输出电压U；
③用多用电表的交流电压挡测出A线圈两端的电压。
如果把该变压器看作理想变压器，则A、B线圈的匝数________，________。（用题中给出的字母表示）
13．（2024高三下·成华模拟）粒子分析仪由加速电场、偏转电场与磁场组成。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内存在着场强大小为E、沿x轴正方向的匀强电场，第四象限内存在着垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为的粒子从点由静止释放，粒子从y轴上的点射入第一象限，经电场偏转后从x轴上的射入第四象限，经磁场偏转后粒子从x轴上的点返回第一象限，不计粒子的重力，求：
（1）粒子通过B点时的速率；
（2）第四象限内匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）粒子从A点运动到D点的时间。
14．（2024高三下·成华模拟）如图所示，上端带有卡口的横截面积为S、高为L的导热性能良好的气缸中用一光滑的活塞B封闭着一定质量的理想气体A， 气缸底部与U形水银气压计（U形管内气体体积忽略不计）相连，已知气体内能U与热力学温度T的关系为U=αT，其中α为已知常数，活塞B的质量为m，重力加速度为g， 大气压强为p0， 水银的密度为ρ， 环境热力学温度为T0时， 活塞离缸底的距离为L，U形气压计两侧水银面的高度差为Δh。求：
（1）活塞B的质量为m；
（2）环境温度由T0缓慢升高至2T0时，U形气压计两侧水银面的高度差Δh1；
（3）环境温度由T0缓慢升高至2T0时过程中，气体吸收的热量。
15．（2024高三下·成华模拟）如图所示，间距为L=1.0m的两平行光滑金属导轨由倾斜部分和水平部分（足够长）平滑连接而成，倾斜部分导轨与水平面夹角为θ=30°，导轨上端接有一个电阻R=1.0Ω。空间存在垂直斜面向上和竖直向上的两部分匀强磁场，两磁场互不干扰，大小均为B=2.0T。导体棒a与b的质量均为m=2.0kg，内阻分别为ra=1.0Ω与rb=2.0Ω，两根导体棒垂直导轨放置。现闭合电键K1，断开电键K2，将a棒从某高度由静止释放，经过一段时间，a棒在斜面上达到最大速度v0。已知导体棒与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g=10m/s2。求：
（1）a棒在斜面上达到的最大速度v0；
（2）a棒在斜面上从静止下滑到刚刚达到最大速度v0的过程中，电阻R产生的焦耳热为0.8J，求该过程中通过电路的电荷量q1；
（3）a棒在离开斜面的瞬间闭合电键K2，断开电键K1，从a棒离开斜面瞬间到刚刚达到实现稳定状态的过程中，求电路中产生的焦耳热，以及流过b棒的电荷量q。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】布朗运动；温度和温标
【解析】【解答】A．质量不同，则温度相同的两种理想气体的分子平均速率不相同，故A错误；
B． 布朗运动的定义：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动。花粉的布朗运动是由于液体分子无规则热运动引起的，故B错误；
C．由于温度不变，分子的平均动能不变，故C错误；
D．不同质量的相同物质，温度相同时，分子热运动的平均动能相同，故D正确。
故选D。
【分析】温度是分子热运动平均动能的标志；布朗运动是固体小颗粒的运动，它反映了液体分子的无规则运动；物体的内能与分子动能和分子势能有关。
2．【答案】C
【知识点】电势能；电势
【解析】【解答】本题主要考查电场力做功和电场叠加问题，根据场强叠加原则分析场强大小和电势高低。AB．根据点电荷的电场线的分布情况及电场的叠加原理、等势面与电场线的关系可知A、B两点的电势相同，电场强度大小相等，方向不同，故AB错误；
C．根据电场的叠加可知，P点到O点的合场强应沿OP向下，质子从P点到O点，电场力做负功，电势能增大，O到A的过程中，电场力也做负功，电势能继续增大，故C正确；
D．电子从P点到O点，电场力做正功，电势能减小，O到B的过程中，电场力也做正功，电势能继续减小，故D错误。
故选C。
【分析】根据点电荷电场线的分布特点和等势面与电场线的关系分析A、B两点电势和电场强度的关系；根据带电粒子运动过程中电场力做功分析电势能的变化。
3．【答案】B
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】本题考查交流电产生过程，法拉第电磁感应定律的灵活应用，知道电流表电压表的示数均为有效值。A．由图乙可知，时刻穿过线圈的磁通量为0，则线圈与中性面垂直，故A错误；
B．时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故B正确；
C．根据题意可知，电流表的示数为回路中电流的有效值，而回路中电流的有效值不变，故C错误；
D．时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，感应电流最大，此时电流方向不发生改变，而线圈转动一周，电流方向改变两次，故D错误。
故选B。
【分析】在中性面位置穿过线圈的磁通量最大；根据法拉第电磁感应定律、磁通量的变化率为零，感应电动势为零；交流电流表测量的是交流电的有效值；t2、t4时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电流最大，此时电流方向不发生改变，线圈转动一周电流方向改变两次。
4．【答案】B
【知识点】光的全反射
【解析】【解答】本题主要考查了光的折射和全反射，找出光刚好发生全反射的临界光线是解题的关键。恰好没有光从圆弧面射出，光路图如图
临界角为
由几何关系可知，有光束从圆弧面射出对应在OA段的长度
根据对称性，在OC段，有光束从圆弧面射出所对应的长度也为x，则有光从圆弧面射出的时间为
故选B。
【分析】找出光在界面上刚好发生全反射的临界光线，根据折射定律和数学知识求解有光束从圆弧面射出时对应的在直径上的长度，根据匀速直线运动公式求时间。
5．【答案】B
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】解决该题需要掌握波速与波长、周期的关系，掌握判断波的传播方向的方法：上下坡法。A．超声波在水下的速度为
与空气中的速度不相同，A错误；
B．超声波在不同介质中频率不变
B正确；
C．质点不随波传播，C错误；
D．时刻点向上振动，根据“上下坡法”，超声波沿轴正方向传播，D错误。
故选B。
【分析】由图甲读出波长，根据图乙读出周期， 计算该超声波在水下的波速，超声波在空气中的波速小于水中波速；计算频率；波在传播过程中，质点并不随波迁移；根据图乙读出t=0时质点P的振动方向，结合图甲得到波的传播方向。
6．【答案】C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】本题主要考查变压器的规律，要明确匝数之比和电流、电压之比的关系，并能正确分析电路结构，利用功率公式进行分析求解。设原线圈中电流为，副线图中电流为，由于定值电阻、之比为，、消耗的功率之比为，则
则
因此
故选C。
【分析】已知R1、R2消耗的功率之比为8：1，R1、R2阻值之比为1：2，根据功率公式P=I2R求出原副线圈电流之比。结合功率公式P=UI求电压表V1、V2示数之比。
7．【答案】A
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】本题考查带电粒子在磁场中的圆周运动，根据粒子的运动轨迹计算运动时间，在做题中要找准几何关系。两个粒子在磁场中做圆周运动的半径均为R，恰好与磁场区域半径相等，对粒子
在磁场中恰好以P点为圆心做圆周运动，从AP边上M点出磁场
对b粒子
在磁场中做圆周运动恰好从AP边上D点出，由几何关系得
故
故A正确，BCD错误。
故选A。
【分析】根据粒子在磁场中做圆周运动，画出粒子的运动轨迹，根据轨迹，找圆心角从而确定运动时间。
8．【答案】A,C
【知识点】楞次定律；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】解决本题的关键要熟练运用楞次定律判断感应电流的方向，运用左手定则判断安培力方向，要注意与右手定则的区别。A．线圈进入磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的电流为逆时针方向；故A正确；
B．线圈离开磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变小，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向里，根据安培定则可知线圈中的电流为顺时针方向，故B错误；
CD．线圈切割磁感线的有效长度示意图如图所示
结合楞次定律阻碍相对运动的推论，根据左手定则可知安培力始终水平向左，则该拉力的方向水平向右；由于切割磁感线的有效长度是变化的，所以线圈中产生的感应电动势是变化的，感应电流是变化的，线圈受到的安培力大小是变化的，所以拉力大小是变化的。故C正确，D错误。
故选AC。
【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向。利用左手定则判断线圈受到的安培力方向，根据平衡条件判断拉力方向。根据法拉第电磁感应定律判断感应电动势大小变化情况，判断感应电流大小的变化，再判断拉力的变化。
9．【答案】B,C
【知识点】电场力做功；电势；带电粒子在电场中的加速
【解析】【解答】φ-x图像的斜率表示场强，斜率的大小表示该点场强的大小，斜率的正负可以确定电场强度的方向。A．沿电场线方向电势降低，在0 ~x3区间内，电场方向开始就指向x轴的负方向，故A错误；
B．从O到A电场力做正功，根据动能定理可得
从O到B电场力做负功，根据动能定理可得
联立解得电子到达B点的动能为
故B正确；
C．根据φ-x图象的斜率表示电场强度，由图象可知从A到C电场强度先减小再增大，所以加速度先减小再增大，故C正确；
D．BC段电场方向沿x轴负方向，电子受电场力沿x轴正方向，所以在B点给电子一个沿x轴正方向的初速度，电子将沿x轴正方向做直线运动，故D错误；
故选BC。
【分析】沿电场线方向电势降低，分析电场方向；从O到A、从O到B，根据动能定理列式，求B点动能；φ-x图象的斜率表示电场强度，结合牛顿第二定律，分析加速度大小；力和速度共线，做直线运动。
10．【答案】B,D
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】本题考查了热力学第一定律，盖-吕萨克定律，解题的关键是知道p-V图像的等温线离坐标原点越远，温度越高，离坐标原点越近，温度越低。A．过程为等压变化过程，根据盖-吕萨克定律有
故A错误；
B．过程根据理想气体状态方程有
解得
故B正确；
C．过程中，压强不变，体积减小，，温度降低，，根据热力学第一定律
可知
得气体一定对外界放热，故C错误；
D.根据图像中等温线的特点可知过程中，温度先升高再降低，气体分子的内能先变大后变小，故D正确。
故选BD。
【分析】bc过程由盖-吕萨克定律可得b、c两点的温度之比；ab过程，由理想气体状态方程可得a、b两点的温度之比；利用热力学第一定律分析；利用等温线可知气体的温度变化，利用理想气体的内能只与温度有关分析。
11．【答案】（1）
（2）
（3）
【知识点】表头的改装；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】 电流表内接和外接的选择：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内，小外”。
（1）由图可知电路使用的是分压法，要求电压的变化范围较大，滑动变阻器应选。
（2）由并联电路电路特点可知通过电流
若想能通过较大的总电流，应选用较小的电阻与电流表进行并联，对电流表改装。故应选与电流表并联。
（3）由题意得通过的电流
代入数据得
两端电压
由欧姆定律得
整理得
由上式即题中数据可得
解得
【分析】（1）根据分压式选择滑动变阻器，小阻值滑动变阻器移动滑片时，电表示数变化比较均匀；
（2）根据欧姆定律分析判断，通过较大的总电流，应选用较小的电阻与电流表进行并联；
（3）求解两端电压，根据欧姆定律推导计算。
（1）由图可知电路使用的是分压法，要求电压的变化范围较大，滑动变阻器应选。
（2）由并联电路电路特点可知通过电流
若想能通过较大的总电流，应选用较小的电阻与电流表进行并联，对电流表改装。故应选与电流表并联。
（3）由题意得通过的电流
代入数据得
两端电压
由欧姆定律得
整理得
由上式即题中数据可得
解得
12．【答案】(1) A
(2) 右侧0、4
(3)
【知识点】变压器原理；探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】本题考查了探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验；要掌握变压器的工作原理以及原副线圈之间的关系；知道交流电压表测量的有效值；知道实际变压器都存在磁损和铁损。
（1）变压器是根据互感现象进行工作的，由题图可知，原线圈连接的电压为直流电压，因此副线圈两端的电压为0。故选A。
（2）由于有漏磁，副线圈测量电压小于理论值，所以为副线圈，可判断连接交流电源的原线圈是右侧0、4。
（3）根据变压器电压比等于匝数比，有
，
解得
，
【分析】（1）根据变压器的原理判断；
（2）根据理想变压器电压与匝数比的关系求解变压器原线圈两端的电压，考虑实际变压器的磁损和铁损后，再分析判断；
（3）根据理想变压器电压与匝数比的关系求解作答。
13．【答案】解：（1）在加速电场中，根据动能定理有
解得
（2）粒子进入第一象限做类平抛运动，设运动的时间为，则有
，
解得
，
粒子在C点的速度
令粒子在C点速度方向与水平方向夹角为，则有
可知，粒子运动到C点时速度方向与x轴正方向成角斜向下，设粒子在磁场中运动的半径为R，由几何关系可知
粒子做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（3）设粒子从A点运动到B点的时间为，则有
解得
设粒子在磁场中运动的时间为，则有
粒子从A点运动到D点的总时间
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在加速电场中运动过程，根据动能定理求粒子通过B点时的速率；
（2）粒子进入第一象限做类平抛运动，根据分运动的规律求出粒子在第一象限内运动时间以及粒子到达C点的速度大小和方向。粒子第四象限内做匀速圆周运动，画出运动轨迹，由几何知识求出轨迹半径，再根据洛伦兹力提供向心力求解匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）根据牛顿第二定律和速度—时间公式相结合求粒子从A点运动到B点的时间。根据轨迹的圆心角求粒子C点运动到D点的时间，从而求得粒子从A点运动到D点的时间。
14．【答案】解：（1）初始状态，气体A压强
对活塞，根据平衡条件得
解得
（2）缓慢升高环境温度，活塞B上升，气体发生等压变化，U形导管内侧水银面的高度差不变，设活塞B刚好到达容器口时，温度为，由盖—吕萨克定律得
解得
之后，气体温度由升高到，气体发生等容变化。设压强，根据
得
又
联立得
（3）整个过程中，外界对气体做的功
由热力学第一定律得
解得，
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】（1）对活塞，进行受力分析，根据平衡条件计算；
（2）活塞B上升，气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律计算；气体发生等容变化，根据查理定律列式计算；
（3）求出整个过程中，外界对气体做的功，根据热力学第一定律计算。
15．【答案】解：（1）当a棒在斜面上匀速运动时，速度达到最大，则有
又
，
联立解得a棒在斜面上达到的最大速度为
（2）a棒在斜面上从静止下滑到刚刚达到最大速度v0的过程中，电阻R产生的焦耳热为0.8J，设此过程a棒下滑的距离为，根据能量守恒可得
又
联立解得
则该过程中通过电路的电荷量为
解得
（3）a棒在离开斜面的瞬间闭合电键K2，断开电键K1，a棒与b棒受到的安培力大小相等，方向相反，则两棒组成的系统满足动量守恒，当两棒共速时，达到稳定状态，则有
解得
从a棒离开斜面瞬间到刚刚达到实现稳定状态的过程中，根据能量守恒可知电路中产生的焦耳热为
以b棒为对象，根据动量定理可得
又
联立解得流过b棒的电荷量为

【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）当a棒在斜面上匀速运动时，速度达到最大，根据受力平衡列等式：，又，联立可求解a棒在斜面上达到的最大速度。
（2）a棒在斜面上从静止下滑到刚刚达到最大速度v0的过程中，根据能量守恒列等式，又，联立求解位移x，该过程中通过电路的电荷量公式，联立求解该过程中通过电路的电荷量。
（3）断开电键K1，a棒与b棒受到的安培力大小相等，方向相反，两棒组成的系统满足动量守恒，当两棒共速时，达到稳定状态，根据动量守恒列等式：，可求解共速的速度，从a棒离开斜面瞬间到刚刚达到实现稳定状态的过程中，根据能量守恒可求解电路中产生的焦耳热，以b棒为对象，根据动量定理列等式：，联立，可求解流过b棒的电荷量。
1 / 1四川省成都市华西高中2023-2024学年新高三下学期零诊模拟考试物理试题
1．（2024高三下·成华模拟）下列说法正确的是（　　）
A．温度相同的两种理想气体的分子平均速率一定相同
B．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的
C．0℃的冰融化为0℃的水需要吸热，该过程中分子的平均动能增大
D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
【答案】D
【知识点】布朗运动；温度和温标
【解析】【解答】A．质量不同，则温度相同的两种理想气体的分子平均速率不相同，故A错误；
B． 布朗运动的定义：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动。花粉的布朗运动是由于液体分子无规则热运动引起的，故B错误；
C．由于温度不变，分子的平均动能不变，故C错误；
D．不同质量的相同物质，温度相同时，分子热运动的平均动能相同，故D正确。
故选D。
【分析】温度是分子热运动平均动能的标志；布朗运动是固体小颗粒的运动，它反映了液体分子的无规则运动；物体的内能与分子动能和分子势能有关。
2．（2024高三下·成华模拟）如图所示，在一椭圆的两焦点M、N和短轴上的一个端点P，固定有三个电荷量相等的点电荷，其中M、N处的电荷带正电，P处的电荷带负电，O为椭圆中心，A、B是椭圆上关于O点对称的两个点。取无穷远处电势为零。下列说法中正确的是（　　）
A．A、B两点的电势不相同
B．A、B两点的电场强度相同
C．一质子从靠近P点处沿直线到O点再到A点，电势能一直增大
D．一电子从靠近P点处沿直线到O点再到B点，电势能先减小后增大
【答案】C
【知识点】电势能；电势
【解析】【解答】本题主要考查电场力做功和电场叠加问题，根据场强叠加原则分析场强大小和电势高低。AB．根据点电荷的电场线的分布情况及电场的叠加原理、等势面与电场线的关系可知A、B两点的电势相同，电场强度大小相等，方向不同，故AB错误；
C．根据电场的叠加可知，P点到O点的合场强应沿OP向下，质子从P点到O点，电场力做负功，电势能增大，O到A的过程中，电场力也做负功，电势能继续增大，故C正确；
D．电子从P点到O点，电场力做正功，电势能减小，O到B的过程中，电场力也做正功，电势能继续减小，故D错误。
故选C。
【分析】根据点电荷电场线的分布特点和等势面与电场线的关系分析A、B两点电势和电场强度的关系；根据带电粒子运动过程中电场力做功分析电势能的变化。
3．（2024高三下·成华模拟）某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下，线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动，图乙是线圈转动过程中穿过线圈的磁通量Ф随时间t变化的图像，则（　　）
A．时刻线圈处于中性面位置
B．时刻，穿过线圈的磁通变化率为零，感应电动势为零
C．时刻电流表示数为0，时刻电流表的示数最大
D．时刻电流方向发生改变，线圈转动一周，电流方向改变两次
【答案】B
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】本题考查交流电产生过程，法拉第电磁感应定律的灵活应用，知道电流表电压表的示数均为有效值。A．由图乙可知，时刻穿过线圈的磁通量为0，则线圈与中性面垂直，故A错误；
B．时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故B正确；
C．根据题意可知，电流表的示数为回路中电流的有效值，而回路中电流的有效值不变，故C错误；
D．时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，感应电流最大，此时电流方向不发生改变，而线圈转动一周，电流方向改变两次，故D错误。
故选B。
【分析】在中性面位置穿过线圈的磁通量最大；根据法拉第电磁感应定律、磁通量的变化率为零，感应电动势为零；交流电流表测量的是交流电的有效值；t2、t4时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电流最大，此时电流方向不发生改变，线圈转动一周电流方向改变两次。
4．（2024高三下·成华模拟）由折射率为n的透明材料制成、半径为R的半圆柱形透明砖平放在桌面上，t=0时刻，将激光束垂直AC面射到A点，在激光束沿AC方向以速度v匀速向C点平移的过程中，有光从圆弧面ABC射出的时间为（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】光的全反射
【解析】【解答】本题主要考查了光的折射和全反射，找出光刚好发生全反射的临界光线是解题的关键。恰好没有光从圆弧面射出，光路图如图
临界角为
由几何关系可知，有光束从圆弧面射出对应在OA段的长度
根据对称性，在OC段，有光束从圆弧面射出所对应的长度也为x，则有光从圆弧面射出的时间为
故选B。
【分析】找出光在界面上刚好发生全反射的临界光线，根据折射定律和数学知识求解有光束从圆弧面射出时对应的在直径上的长度，根据匀速直线运动公式求时间。
5．（2024高三下·成华模拟）潜艇在水下活动时需要用声呐对水下物体及舰船进行识别、跟踪、测向和测距。某潜艇声呐在水下发出的一列超声波在时的波动图像如图甲所示，图乙为水下质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．该超声波在空气中的波速为
B．该超声波在空气中的频率为
C．0~1s内，质点P沿x轴运动了
D．该超声波沿x轴负方向传播
【答案】B
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】解决该题需要掌握波速与波长、周期的关系，掌握判断波的传播方向的方法：上下坡法。A．超声波在水下的速度为
与空气中的速度不相同，A错误；
B．超声波在不同介质中频率不变
B正确；
C．质点不随波传播，C错误；
D．时刻点向上振动，根据“上下坡法”，超声波沿轴正方向传播，D错误。
故选B。
【分析】由图甲读出波长，根据图乙读出周期， 计算该超声波在水下的波速，超声波在空气中的波速小于水中波速；计算频率；波在传播过程中，质点并不随波迁移；根据图乙读出t=0时质点P的振动方向，结合图甲得到波的传播方向。
6．（2024高三下·成华模拟）如图，变压器是理想变压器，电压表、为理想电表，定值电阻、阻值之比为。在a、b端输入电压有效值不变的正弦交流电，、消耗的功率之比为，则电压表、示数之比为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】本题主要考查变压器的规律，要明确匝数之比和电流、电压之比的关系，并能正确分析电路结构，利用功率公式进行分析求解。设原线圈中电流为，副线图中电流为，由于定值电阻、之比为，、消耗的功率之比为，则
则
因此
故选C。
【分析】已知R1、R2消耗的功率之比为8：1，R1、R2阻值之比为1：2，根据功率公式P=I2R求出原副线圈电流之比。结合功率公式P=UI求电压表V1、V2示数之比。
7．（2024高三下·成华模拟）如图所示，半径为R的圆OAP区域中存在垂直于圆平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，圆心O点有一粒子源，先后从O点以相同速率向圆区域内发射两个完全相同的正电粒子a、b（质量为m，电量为q），其速度方向均垂直于磁场方向，与OP的夹角分别为90°、60°，不计粒子的重力及粒子间相互作用力，则两个粒子a、b在磁场中运动时间之比为（　　）
A．1：1 B．2：1 C．1：2 D．4：1
【答案】A
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】本题考查带电粒子在磁场中的圆周运动，根据粒子的运动轨迹计算运动时间，在做题中要找准几何关系。两个粒子在磁场中做圆周运动的半径均为R，恰好与磁场区域半径相等，对粒子
在磁场中恰好以P点为圆心做圆周运动，从AP边上M点出磁场
对b粒子
在磁场中做圆周运动恰好从AP边上D点出，由几何关系得
故
故A正确，BCD错误。
故选A。
【分析】根据粒子在磁场中做圆周运动，画出粒子的运动轨迹，根据轨迹，找圆心角从而确定运动时间。
8．（2024高三下·成华模拟）如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界（边界竖直）匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是（　　）
A．线圈进磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
B．线圈出磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
C．该拉力的方向水平向右
D．该拉力为恒力
【答案】A,C
【知识点】楞次定律；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】解决本题的关键要熟练运用楞次定律判断感应电流的方向，运用左手定则判断安培力方向，要注意与右手定则的区别。A．线圈进入磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的电流为逆时针方向；故A正确；
B．线圈离开磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变小，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向里，根据安培定则可知线圈中的电流为顺时针方向，故B错误；
CD．线圈切割磁感线的有效长度示意图如图所示
结合楞次定律阻碍相对运动的推论，根据左手定则可知安培力始终水平向左，则该拉力的方向水平向右；由于切割磁感线的有效长度是变化的，所以线圈中产生的感应电动势是变化的，感应电流是变化的，线圈受到的安培力大小是变化的，所以拉力大小是变化的。故C正确，D错误。
故选AC。
【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向。利用左手定则判断线圈受到的安培力方向，根据平衡条件判断拉力方向。根据法拉第电磁感应定律判断感应电动势大小变化情况，判断感应电流大小的变化，再判断拉力的变化。
9．（2024高三下·成华模拟）沿电场线所在直线建立如图所示Ox轴，x轴上各点电势随x的变化规律如图所示，坐标原点O点电势为零。带电量为e的电子仅在电场力作用下从O点由静止释放，下列说法正确的是（　　）
A．在0~x3区间内，电场方向始终指向x轴正方向
B．电子到达B点时动能为
C．电子从A运动到C，加速度先减小后增大
D．若在B点给电子一个沿x轴正方向的初速度，电子一定会在AC间做往复运动
【答案】B,C
【知识点】电场力做功；电势；带电粒子在电场中的加速
【解析】【解答】φ-x图像的斜率表示场强，斜率的大小表示该点场强的大小，斜率的正负可以确定电场强度的方向。A．沿电场线方向电势降低，在0 ~x3区间内，电场方向开始就指向x轴的负方向，故A错误；
B．从O到A电场力做正功，根据动能定理可得
从O到B电场力做负功，根据动能定理可得
联立解得电子到达B点的动能为
故B正确；
C．根据φ-x图象的斜率表示电场强度，由图象可知从A到C电场强度先减小再增大，所以加速度先减小再增大，故C正确；
D．BC段电场方向沿x轴负方向，电子受电场力沿x轴正方向，所以在B点给电子一个沿x轴正方向的初速度，电子将沿x轴正方向做直线运动，故D错误；
故选BC。
【分析】沿电场线方向电势降低，分析电场方向；从O到A、从O到B，根据动能定理列式，求B点动能；φ-x图象的斜率表示电场强度，结合牛顿第二定律，分析加速度大小；力和速度共线，做直线运动。
10．（2024高三下·成华模拟）一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态。其图像如图所示。皆为直线，平行于轴，平行于轴。关于理想气体经历的三个过程，下列说法正确的是（　　）
A．点气体温度与点气体温度之比为
B．点气体温度与点气体温度之比为
C．过程中，气体一定对外界吸热
D．过程中，气体分子的内能先变大后变小
【答案】B,D
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【解答】本题考查了热力学第一定律，盖-吕萨克定律，解题的关键是知道p-V图像的等温线离坐标原点越远，温度越高，离坐标原点越近，温度越低。A．过程为等压变化过程，根据盖-吕萨克定律有
故A错误；
B．过程根据理想气体状态方程有
解得
故B正确；
C．过程中，压强不变，体积减小，，温度降低，，根据热力学第一定律
可知
得气体一定对外界放热，故C错误；
D.根据图像中等温线的特点可知过程中，温度先升高再降低，气体分子的内能先变大后变小，故D正确。
故选BD。
【分析】bc过程由盖-吕萨克定律可得b、c两点的温度之比；ab过程，由理想气体状态方程可得a、b两点的温度之比；利用热力学第一定律分析；利用等温线可知气体的温度变化，利用理想气体的内能只与温度有关分析。
11．（2024高三下·成华模拟）某实验小组要测量一个电阻元件（约为）的阻值，实验室提供了如下器材：
A．电源E：电动势12V，内阻r约为；
B．电流表A：量程0~12mA，内阻；
C．电压表V：量程0~12V，内阻约为；
D．滑动变阻器：最大阻值；
E．滑动变阻器：最大阻值；
F．定值电阻；
G．定值电阻；
H．定值电阻；
I．电键S及导线若干。
该实验小组设计的测量电路如图所示，请回答下列问题：
（1）实验中滑动变阻器应选　 　（选填“”或“”）；
（2）应将定值电阻　 　（选填“”或“”或“”）与电流表并联；
（3）实验小组根据该实验电路原理图进行实验，以电流表示数I为横坐标，电压表示数U为纵坐标，作出图线（U、I都用国际单位），求出该图线的斜率为k，则待测电阻的表达式为　 　（相应电阻代入具体数值）。
【答案】（1）
（2）
（3）
【知识点】表头的改装；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】 电流表内接和外接的选择：先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx较小，宜采用电流表外接法；若Rx较大，宜采用电流表内接法．简单概括为“大内，小外”。
（1）由图可知电路使用的是分压法，要求电压的变化范围较大，滑动变阻器应选。
（2）由并联电路电路特点可知通过电流
若想能通过较大的总电流，应选用较小的电阻与电流表进行并联，对电流表改装。故应选与电流表并联。
（3）由题意得通过的电流
代入数据得
两端电压
由欧姆定律得
整理得
由上式即题中数据可得
解得
【分析】（1）根据分压式选择滑动变阻器，小阻值滑动变阻器移动滑片时，电表示数变化比较均匀；
（2）根据欧姆定律分析判断，通过较大的总电流，应选用较小的电阻与电流表进行并联；
（3）求解两端电压，根据欧姆定律推导计算。
（1）由图可知电路使用的是分压法，要求电压的变化范围较大，滑动变阻器应选。
（2）由并联电路电路特点可知通过电流
若想能通过较大的总电流，应选用较小的电阻与电流表进行并联，对电流表改装。故应选与电流表并联。
（3）由题意得通过的电流
代入数据得
两端电压
由欧姆定律得
整理得
由上式即题中数据可得
解得
12．（2024高三下·成华模拟）某同学利用如图甲所示器材做探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验。
（1）该同学按图乙连接电路，变压器的左侧线圈接线柱0、8与学生电源的“稳压6V”接线柱相连。闭合开关，用多用电表测得右侧线圈0、4接线柱之间的电压为______
A. 0 B. 3.0V C. 6.0V D. 12.0V
（2）正确连接电路后，变压器选用左侧0、2接线柱和右侧0、4接线柱进行实验，用多用电表测得左侧0、2之间的电压为，右侧0、4之间的电压为，数据如下表所示，可判断学生电源接在了接线柱________上（选填“左侧0、2”或“右侧0、4”）。
实验次数 1 2 3 4 5
1.00 1.90 3.00 4.00 4.80
2.10 4.00 6.10 8.20 10.00
（3）实验室中还有一个变压器，如图丙所示。现要测量A、B线圈的匝数，实验步骤如下：
①取一段漆包线，一端与A线圈上端接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁芯上再绕制n匝线圈，漆包线另一端与交流电源一端相连，A线圈下方接线柱与交流电源另一端相连接。
②用多用电表的交流电压挡先后测出交流电源两端的电压和B线圈的输出电压U；
③用多用电表的交流电压挡测出A线圈两端的电压。
如果把该变压器看作理想变压器，则A、B线圈的匝数________，________。（用题中给出的字母表示）
【答案】(1) A
(2) 右侧0、4
(3)
【知识点】变压器原理；探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】本题考查了探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验；要掌握变压器的工作原理以及原副线圈之间的关系；知道交流电压表测量的有效值；知道实际变压器都存在磁损和铁损。
（1）变压器是根据互感现象进行工作的，由题图可知，原线圈连接的电压为直流电压，因此副线圈两端的电压为0。故选A。
（2）由于有漏磁，副线圈测量电压小于理论值，所以为副线圈，可判断连接交流电源的原线圈是右侧0、4。
（3）根据变压器电压比等于匝数比，有
，
解得
，
【分析】（1）根据变压器的原理判断；
（2）根据理想变压器电压与匝数比的关系求解变压器原线圈两端的电压，考虑实际变压器的磁损和铁损后，再分析判断；
（3）根据理想变压器电压与匝数比的关系求解作答。
13．（2024高三下·成华模拟）粒子分析仪由加速电场、偏转电场与磁场组成。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内存在着场强大小为E、沿x轴正方向的匀强电场，第四象限内存在着垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为的粒子从点由静止释放，粒子从y轴上的点射入第一象限，经电场偏转后从x轴上的射入第四象限，经磁场偏转后粒子从x轴上的点返回第一象限，不计粒子的重力，求：
（1）粒子通过B点时的速率；
（2）第四象限内匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）粒子从A点运动到D点的时间。
【答案】解：（1）在加速电场中，根据动能定理有
解得
（2）粒子进入第一象限做类平抛运动，设运动的时间为，则有
，
解得
，
粒子在C点的速度
令粒子在C点速度方向与水平方向夹角为，则有
可知，粒子运动到C点时速度方向与x轴正方向成角斜向下，设粒子在磁场中运动的半径为R，由几何关系可知
粒子做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（3）设粒子从A点运动到B点的时间为，则有
解得
设粒子在磁场中运动的时间为，则有
粒子从A点运动到D点的总时间
解得
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在加速电场中运动过程，根据动能定理求粒子通过B点时的速率；
（2）粒子进入第一象限做类平抛运动，根据分运动的规律求出粒子在第一象限内运动时间以及粒子到达C点的速度大小和方向。粒子第四象限内做匀速圆周运动，画出运动轨迹，由几何知识求出轨迹半径，再根据洛伦兹力提供向心力求解匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）根据牛顿第二定律和速度—时间公式相结合求粒子从A点运动到B点的时间。根据轨迹的圆心角求粒子C点运动到D点的时间，从而求得粒子从A点运动到D点的时间。
14．（2024高三下·成华模拟）如图所示，上端带有卡口的横截面积为S、高为L的导热性能良好的气缸中用一光滑的活塞B封闭着一定质量的理想气体A， 气缸底部与U形水银气压计（U形管内气体体积忽略不计）相连，已知气体内能U与热力学温度T的关系为U=αT，其中α为已知常数，活塞B的质量为m，重力加速度为g， 大气压强为p0， 水银的密度为ρ， 环境热力学温度为T0时， 活塞离缸底的距离为L，U形气压计两侧水银面的高度差为Δh。求：
（1）活塞B的质量为m；
（2）环境温度由T0缓慢升高至2T0时，U形气压计两侧水银面的高度差Δh1；
（3）环境温度由T0缓慢升高至2T0时过程中，气体吸收的热量。
【答案】解：（1）初始状态，气体A压强
对活塞，根据平衡条件得
解得
（2）缓慢升高环境温度，活塞B上升，气体发生等压变化，U形导管内侧水银面的高度差不变，设活塞B刚好到达容器口时，温度为，由盖—吕萨克定律得
解得
之后，气体温度由升高到，气体发生等容变化。设压强，根据
得
又
联立得
（3）整个过程中，外界对气体做的功
由热力学第一定律得
解得，
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】（1）对活塞，进行受力分析，根据平衡条件计算；
（2）活塞B上升，气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律计算；气体发生等容变化，根据查理定律列式计算；
（3）求出整个过程中，外界对气体做的功，根据热力学第一定律计算。
15．（2024高三下·成华模拟）如图所示，间距为L=1.0m的两平行光滑金属导轨由倾斜部分和水平部分（足够长）平滑连接而成，倾斜部分导轨与水平面夹角为θ=30°，导轨上端接有一个电阻R=1.0Ω。空间存在垂直斜面向上和竖直向上的两部分匀强磁场，两磁场互不干扰，大小均为B=2.0T。导体棒a与b的质量均为m=2.0kg，内阻分别为ra=1.0Ω与rb=2.0Ω，两根导体棒垂直导轨放置。现闭合电键K1，断开电键K2，将a棒从某高度由静止释放，经过一段时间，a棒在斜面上达到最大速度v0。已知导体棒与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g=10m/s2。求：
（1）a棒在斜面上达到的最大速度v0；
（2）a棒在斜面上从静止下滑到刚刚达到最大速度v0的过程中，电阻R产生的焦耳热为0.8J，求该过程中通过电路的电荷量q1；
（3）a棒在离开斜面的瞬间闭合电键K2，断开电键K1，从a棒离开斜面瞬间到刚刚达到实现稳定状态的过程中，求电路中产生的焦耳热，以及流过b棒的电荷量q。
【答案】解：（1）当a棒在斜面上匀速运动时，速度达到最大，则有
又
，
联立解得a棒在斜面上达到的最大速度为
（2）a棒在斜面上从静止下滑到刚刚达到最大速度v0的过程中，电阻R产生的焦耳热为0.8J，设此过程a棒下滑的距离为，根据能量守恒可得
又
联立解得
则该过程中通过电路的电荷量为
解得
（3）a棒在离开斜面的瞬间闭合电键K2，断开电键K1，a棒与b棒受到的安培力大小相等，方向相反，则两棒组成的系统满足动量守恒，当两棒共速时，达到稳定状态，则有
解得
从a棒离开斜面瞬间到刚刚达到实现稳定状态的过程中，根据能量守恒可知电路中产生的焦耳热为
以b棒为对象，根据动量定理可得
又
联立解得流过b棒的电荷量为

【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）当a棒在斜面上匀速运动时，速度达到最大，根据受力平衡列等式：，又，联立可求解a棒在斜面上达到的最大速度。
（2）a棒在斜面上从静止下滑到刚刚达到最大速度v0的过程中，根据能量守恒列等式，又，联立求解位移x，该过程中通过电路的电荷量公式，联立求解该过程中通过电路的电荷量。
（3）断开电键K1，a棒与b棒受到的安培力大小相等，方向相反，两棒组成的系统满足动量守恒，当两棒共速时，达到稳定状态，根据动量守恒列等式：，可求解共速的速度，从a棒离开斜面瞬间到刚刚达到实现稳定状态的过程中，根据能量守恒可求解电路中产生的焦耳热，以b棒为对象，根据动量定理列等式：，联立，可求解流过b棒的电荷量。
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