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高一物理参考答案
一、选择题：本大题共 10 小题，每题 4 分，共 40 分。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D B D C C A B BD AC AD
1.D，解析：匀速圆周运动加速度大小不变，但方向时刻指向圆心，是变加速运动，不是匀变速，A 错。向
心加速度的方向确实始终指向圆心，但只有匀速圆周运动的向心加速度大小才恒定不变；如果是变速圆周
运动，线速度大小变化，向心加速度大小也会随之变化。B 错。只有匀速圆周运动合外力才始终与速度垂直；
变速圆周运动合外力有切向分量，C 错。匀变速曲线运动加速度恒定，故合外力大小、方向均不变，D 对。
2.B，解析：闸杆绕 O转动，A、B共轴转动，角速度处处相等：ωA=ωB，B 对，A 错。由于线速度ν=ωr，
B 点半径更大，νA<νB，C、D 错。
3.D，解析：重力势能 Ep mgh，h为相对参考平面高度，重力做功WG mg h，与参考面无关。以地面为
参考面，B点的重力势能为 0，从 A点到 B点下落过程中，重力势能减少，A、B 错。以桌面为参考面，A
点的重力势能为mgh2 ，从 A点到 B点下落过程中，重力做功mgh1 mgh2 ，C 错、D 对。
4.C，解析：摩擦力提供向心力， f Fn m
2r，代入数据得， f 0.5 42 0.2 1.60N ，A、B、D 错，C
对。
5.C，解析：a到 b靠近行星，万有引力增大，加速度增大，A 错。a到 b靠近中心天体，引力做正功，速
r3
率增大，B 错。开普勒第二定律，相等面积用时相等，C 对。 2 K ，只与中心天体质量有关，与卫星无T
关，D 错。
2 2 a m mb
6.A，解析：在最高点：Fn mg m
v v
，得 Fn m mg，由图像可得斜率 K ，可得绳长 r ，r r b r a
m 2b a
A 对，纵截距 a mg g
a F m a mg
，得 ，B、C 错，当速度 v2＝2b时， n mb m ，D 错。m a
Mm v2 4 2
7.B，解析：由万有引力定律得：G m m 22 r m r man，对于线速度，对 a、c， r r T 2 a c
，
由 v r， rc ra ，则 vc va ，对于 b、c、d， rb rc rd ，则 vb vc va ，b的线速度最大，A 错。对于向
GM
心加速度，对 b、c、d，rb rc rd ，由于 an 2 ，则 ab ac ad ，对于 a、c， a c，由 a
2
r n
r，rc ra ，
则 ac aa，则 b的向心加速度最大，B 对。对于角速度，对于 a、c， a c，对于 b、c、d， rb rc rd ，
GM 2 由 3 ，则 b c a ，d的角速度最小，C 错。对于周期，T ，角速度越小，周期越大，则 br
的周期最小，D 错。
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v2 202
8.BD，解析：汽车在锅底做圆周运动，向心加速度的公式为 an ，带入数据得 a 10m/s
2
n ，D 对，r 40
v2
C 错。汽车在锅底时，竖直方向收受到重力和支持力，合力提供向心力， FN mg m ，带入数据得，r
v2FN mg m 1000 10 1000 10 20000N ，B 对，A 错。r
9.AC，解析：根据开普勒第二定律（面积定律）：卫星与中心天体的连线在相等时间内扫过的面积相等。
“天问一号”在轨道Ⅲ（大椭圆轨道）上运行时，P点为远火点，Q点为近火点。卫星在远火点的线速度小
于近火点的线速度，即经过 P点的线速度小于 Q点的线速度。A 对。第二宇宙速度（11.2km/s）是卫星脱
离地球引力束缚的最小发射速度。“天问一号”最终环绕火星运行，发射速度需突破地球引力束缚的临界
值，实际发射速度应大于 11.2km/s。B 错。卫星从高轨道/大椭圆轨道变轨至低轨道/小椭圆轨道时，需减
速（万有引力大于所需向心力，做近心运动），反之需加速。C 对，D 错。
10.AD，解析：解析：两种启动方式最终最大速度相同，由 P=fvm决定，A 对,由牛顿第二定律得 F f=ma，
其中 F=
p=200N P
v ，则加速度大小为 0.25m/s，B 错，水平路面匀速时，牵引力F0=f=160N，速度v0= =5m/sf 。
上坡瞬间速度大小不变、功率不变，故牵引力仍为F0=160N。上坡时由牛顿第二定律：F0 f+mg sin 6° =ma
代入数据得 a=-1m/s2。C 错。当电瓶车达到匀速状态时，F=f+mg sin 6°=320N，v= P = 800 =2.5m/s，D 对。
F 320
二、实验题：本大题共 2 小题，每空 2 分，共 18 分。
11.（8 分）
（1）B
d
（2）
R t
1 kR2
（3） t 2 md 2
解析：（1）实验中保持砝码质量 m和运动半径 r不变，只改变角速度ω，探究向心力 F与ω的关系，
d
这种方法是控制变量法，则选 B。（2）挡光杆经过光电门时，线速度 v ，（d为挡光宽度，Δt为
t
v d
遮光时间）。根据线速度与角速度的关系 v R（R为挡光杆的旋转半径），可得： 。（3）
R tR
d 2d mrd 2 1
根据向心力公式 F m 2r ，将 代入： F mr R t

R 2 2 ，要使 F与横坐标成线性 tR t
1 1 mrd 2 kR2
关系（图像为直线），横坐标应选 ，此时 F与 成正比，直线斜率 k ，整理得：r 。 t 2 t 2 R2 md 2
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12.（10 分）
（1）4
M m g
（2 ） K
l
（3）20 （19-21 均可）， 10（9.0-11 均可）
（4）逐渐变小
解析：（1）根据胡克定律，弹簧的形变量Δl与所受压力（对应砝码质量 m）应成线性关系。观察 m Δl图
像，第 1、2、3、5 次数据点基本在拟合直线上，第 4 次数据点明显偏离直线，误差较大，应剔除。填 4。
（2）对托板（上挡板）和砝码整体受力分析，由平衡条件：弹簧弹力等于总重力 K t m M g，整理得：
m M g
因此劲度系数表达式为： K 。
l
m M3 g
K K
（ ）计算劲度系数，由于 K ，可得m l M ，即图像斜率 k ，由图像剔除第 4 组数
l g g
50 10 10 3kg
据后，取有效点计算斜率可得 k 3.0 1.0 10 2
2kg/m ，即劲度系数 K kg 20N/m 。计算上挡板质
m
量 M当 m=0 时， K l Mg ，从图像延长线与Δl轴交点 m 0时， l 0.005m 得，
M K l 20 0.005 kg 0.01kg 10g
g 10 。
1
（4） 弹簧的弹性势能公式为 Ep K l
2
，纸巾总质量减小 → 弹簧总压力减小 → 形变量Δl逐渐减小，
2
因此弹性势能逐渐变小。
三、计算题：本大题共 3 小题，共 42 分。
13（12 分）答案：
2
（1） 地 =
2
（2） ’ =
2
gR2 r d
（3） a
r 3
【解析】
【详解】（1）在地球表面质量为m1的物体，重力由万有引力提供
M
G 地
m1
R2
m1g——2 分
解得
M gR
2
地 ——2 分G
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（2）设空间站所在高度处有质量为m2 物体，则有
M
G 地
m2 m2g 2 ——2 分r
结合（1）解得
R2g 2 g——2 分r
（3）设空间站的质量为 m3，由牛顿第二定律得
M地mG 3 m 22 3 r——2 分r
对卫星，其角速度与空间站相等，由向心加速度公式得
a ω2 r d ——1 分
联立解得
gR2a r d ——1 分
r3
14（14 分）答案：（1）f=3000N；（2）m = 1500kg；（3）W=2.7×106J
（1）汽车的最大速度
v2＝108km/h＝30m/s
汽车最后以额定功率做匀速直线运动，则有
P 额＝F2v2——2 分
f F2 ——2 分
联立解得汽车所受的阻力大小为
f＝3000N——1 分
（2）0～t1时间内，汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，功率逐渐增大到额定功率
在 t1时刻由瞬时功率公式得
P 额＝F1v1——1 分
由牛顿第二定律得
F1 f ma1 ——2 分
由运动学公式得
v1 a1t1 ——1 分
联立解得汽车质量为
m=1500kg ——1 分
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（3）汽车在 0～t1时间内的位移
x 1 v t ——1 分
2 1 1
得 x=200m
汽车在 0～t1时间内为恒力做的功，则
W1 F1x ——1 分
联立解得
W1=9×105J
汽车在 t1～t3时间内为变力做的功，但功率不变，则
W2 P额 t3 t1 ——1 分
得
W2=1.8×106J
则汽车在 0～t3时间内做的总功为
W W1 W2
解得 W=2.7×106J ——1 分
L（sin sin ）
15.（16 v分）【答案】（1） 1 3 3 ；（2）T 2 ；（3） 2
v 1 g tan 2
【详解】
（1）以小球为研究对象，根据牛顿第二定律得
v2mg tan m ——2 分
r
r Lsin ——1 分
解得 v gL sin tan ——1 分
即图一中两小球的线速度的比值
v1 sin 60
tan 60 3 3
——2 分
v2 sin 30
tan 30 1
（2）m1、m2两小球相对静止做稳定的匀速圆周运动，每转一圈需要的时间相同为 T，其角速度 也相同。
对 m2进行受力分析，设细绳 2 的拉力为 T2，
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把 T2分别沿水平方向和竖直方向分解，则有
T2 cos mg 1 ——1 分
T sin m 2r，2 2 ——1 分
r， L sin sin ——1 分
T 2 ——1 分

L sin sin
解得：T 2 ——2 分
g tan
（3）对 m1进行受力分析，设细绳 1 的拉力为 T1，
把 T1分别沿水平方向和竖直方向分解，则有
T1 cos 2mg 3 ——1 分
T sin T sin m 21 2 Lsin 4 ——1 分
2
将 式比较可得1
2L sin sin tan
g
联立 2 3 4 可得
2L 2sin sin
tan
2g
则
tan 2sin 2sin

tan 2sin sin ——1 分
又由于 tan sin 、tan sin
解得
2 2

2

即 2 ——1 分
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高一物理 答题卡
13.（12分） 14.（14分）
姓 名
准考证号
填涂样例
贴缺考标识
正确填涂 　考生禁填！由监考老师填写。 　
注 １．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，并认真核准条形码上的姓名、准考证号，在规定的位置贴好条形码。
意 ２．选择题必须使用 Ｂ铅笔填涂；非选择题必须使用签字笔或钢笔答题；字体工整、笔迹清楚。!
事 ３．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在试题卷、草稿纸上答题无效。
项 ４．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。考试结束后，请将答题卡，试题卷一并上交。
一、选择题
$ 犃 犅 犆 犇 % 犃 犅 犆 犇 & 犃 犅 犆 犇
! 犃 犅 犆 犇 ' 犃 犅 犆 犇 $" 犃 犅 犆 犇
# 犃 犅 犆 犇 ( 犃 犅 犆 犇
) 犃 犅 犆 犇 * 犃 犅 犆 犇
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二、非选择题
11.（8分）
（1）
（2）
（3）
12.（10分）
（1）
（2）
（3）
（4）
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物理答题卡 第1页 共2页
书
姓 名 座 位号
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15.（16分）
请 请
勿 勿
在 在
此 此
区 区
域 域
作 作
答 答
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物理答题卡 第2页 共2页高一物理
一、选择题：本题共 10小题，每小题 4分，共 40分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7题只
有一项符合题目要求，第 8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得 4分，选对但不全的
得 2分，有选错的得 0分。
1. 关于曲线运动、圆周运动的下列说法中，正确的是（ ）
A．匀速圆周运动是加速度不变的匀变速运动
B．物体做圆周运动时，向心加速度一定指向圆心，且大小恒定不变
C．物体做变速圆周运动，所受合外力方向一定始终与速度方向垂直
D．物体做匀变速曲线运动时，所受合外力的大小和方向均保持不变
2. 图为小区道闸的车牌自动识别系统，当有车辆靠近时，闸杆在竖直平面内绕转轴 O逆时针转
动，闸杆上有 A、B两点，在杆抬起的过程中（ ）
A． A B B． A B C． vA vB D． A B
3. 如图所示，桌面高为 h1，质量为 m的小球从高出桌面 h2的 A点下落到地面上的 B点，在此
过程中下列说法正确的是（ ）
A．以地面为参考平面，小球在 B点的重力势能为 mgh1＋mgh2
B．以地面为参考平面，小球从 A点到 B点的过程中重力势能增加 mgh1＋mgh2
C．以桌面为参考平面，小球在 A点的重力势能为 mgh1＋mgh2
D．以桌面为参考平面，小球从 A点到 B点的过程中重力做功为 mgh1＋mgh2
4. 如图所示，一个水平圆盘绕中心竖直轴匀速转动，角速度是 4 rad/s，盘面上距圆盘中心 0.2 m
的位置有一个质量为 0.5 kg的小物体，与圆盘相对静止随圆盘一起转动。小物体与圆盘间的
动摩擦因数为 0.5，则小物体所受摩擦力大小是（ ）
A．0.5N
B．1.0N
C．1.6N
D．2.5N
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5. 如图所示，某卫星绕行星沿椭圆轨道运动，bd为其轨道长轴，半长轴为 r，周期为 T，图示
中 S1、S2两个面积大小相等。则（ ）
A．卫星从 a运动到 b的过程中加速度逐渐减小
B．卫星从 a运动到 b的速率逐渐减小
C．卫星从 a运动到 b的时间等于从 c运动到 d的时间
D．椭圆轨道半长轴立方与周期平方的比值只与卫星的质量有关
6. 在一次物理课外探究活动中，某实验小组利用轻质细绳、质量为 m的金属小球、速度传感器
和拉力传感器，在竖直平面内完成了“竖直平面内圆周运动”的探究实验。如图甲所示，实
验时，细绳一端固定在 O点上，另一端拴着可视为质点的小球，在竖直平面内做完整的圆周
运动，运动过程中不计空气阻力和一切摩擦损耗。实验中保持小球质量不变，多次实验，测
量小球经过圆周最高点时的速度大小 v以及此时细绳对小球的拉力 FT，计算机根据实验数据
绘制出 FT v2关系图像，如图乙所示，则（ ）
mb
A．轻质绳长为
a
m
B．当地的重力加速度为
a
C．数据 a与小球的质量无关
D．当 v2＝2b时，小球受到的拉力大于重力
7. 如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道
卫星，d为高空探测卫星。若 a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。
则（ ）
A．a、b、c、d中，a的线速度最大 B．a、b、c、d中，b的向心加速度最大
C．a、b、c、d中，c的角速度最小 D．a、b、c、d中，d的周期最小
8. 近日，长春第一冰锅火爆出圈，吸引全国越野爱好者打卡挑战。冰锅为半径 40 m的用冰砖
打磨的球面，一质量为 1000 kg，可视为质点的汽车从冰锅边缘驶下，到达锅底的速率为 20 m/s，
重力加速度取 10 m/s2，则（ ）
A．汽车在锅底受到的支持力大小为 10000 N
B．汽车在锅底受到的支持力大小为 20000 N
C．汽车在锅底的向心加速度大小为 20 m/s2
D．汽车在锅底的向心加速度大小为 10 m/s2
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9. 2021年 2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并于 5月实施降
轨，软着陆火星表面。如图“天问一号”在 P点被火星捕获后，进入大椭圆环火轨道Ⅲ，一
段时间后，在近火点 Q变轨至中椭圆环火轨道Ⅱ运行，再次经过 Q点变轨至近火轨道Ⅰ运行。
下列说法正确的是（ ）
A．“天问一号”在轨道Ⅲ上运行时，经过 P点的线速度小于 Q点的线速度
B．在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须小于 11.2km/s
C．“天问一号”从轨道Ⅲ变轨至轨道Ⅱ需要在 Q点减速
D．“天问一号”从轨道Ⅱ变轨至轨道Ⅰ需要在 Q点加速
10. 小明每天骑电瓶车上下班，电瓶车的铭牌如下表所示。已知小明的体重为 60kg，小明骑电瓶
车行驶时整体所受阻力的大小恒为 160N，重力加速度 g取 10 m/s2，sin 6° ≈ 0.1，小明和电
动车均可视为质点，小明在经过某段水平路面的直线行驶过程中，下列说法正确的是（ ）
整车型号：TL800DOT-9A 额定电压： 72V
品牌：×× 电动机型号：10ZW7251315YA
车辆质量：100kg 电动机额定功率： 0.8kW
生产日期： 2026年3月 续航里程：超过 40km
A．电瓶车以匀加速和以额定功率两种模式启动最终达到的最大速度相同
B．若小明以额定功率启动电瓶车，电瓶车速度达到 4 m/s时其加速度大小为 0.5m/s2
C．若小明达到匀速行驶后，遇到坡角为 6°的上坡路段，上坡瞬间的加速度大小约为 2m/s2
D．若小明在坡角为 6°的上坡路段行驶，当电瓶车再次达到匀速运动时的速度大小约为 2.5 m/s
二、实验题：本大题共 2小题，共 18分。
11. （8分）
如图所示是“DIS向心力实验器”，当质量为m的砝码随旋转臂一起在水平面内做半径为 r
的圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆（挡光宽度
为 d，旋转半径为 R）每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力大小 F 和
挡光时间 t的数据。该同学通过保持砝码质量和运动半径不变，来探究向心力 F 与角速度 的
关系。
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（1）本实验主要运用以下哪一种科学方法___________。
A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法
（2）某次旋转过程中挡光杆经过光电门时的遮光时间为Δt，则砝码的角速度ω=___________
（用 d、R、Δt表示）。
1 1
（3）以 F 为纵坐标，以___________（填“Δt”“ ”“ (Δt)2”或“ ( t)2 ”）为横坐标，可 t
在坐标纸中描出数据点作一条直线，若该直线的斜率为 k，由作出的图线可得砝码做圆周运动的
半径 r=____________（用 m、d、k、R表示）。
12.（10分）
在日常生活中，“自动抬升纸巾”装置因其取用便捷、节省空间的特点，广泛应用于家庭、
办公室、餐厅等场所。该装置的核心结构由底座、可上下移动的托板和一根始终处于压缩状态的
轻质弹簧组成，弹簧下端固定在底座内部，上端与托板连接，依靠弹簧的弹性弹力将纸巾托住，
随着纸巾被不断取用，纸巾总质量减小，弹簧逐渐伸长，托板随之上升，始终让最上层纸巾保持
在便于取用的高度，极大提升了使用体验。为研究该弹簧的特性，同学进行实验：在托板上依次
放置不同质量的配重块，测量弹簧长度并计算形变量。
科技实践小组设计如图所示，测量出数据记录于下表格：
实验次数 1 2 3 4 5
砝码质量 m/g 10 20 30 40 50
弹簧长度 l/cm 4.51 4.03 3.48 3.27 2.46
弹簧形变量 l / cm 0.99 1.47 2.02 2.23 3.04
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（1）依据测量数据画出m l图像如图所示，（纵坐标为砝码质量，横坐标为弹簧形变量），
观察图像可发现，其中第__________次数据误差较大，应该剔除；
（2）结合平衡条件，推导劲度系数 K的表达式为__________（用上托板的质量 M、砝码质量
m、弹簧形变量Δl、重力加速度 g表示）。
（3）剔除误差数据后，根据剩余有效数据计算可得劲度系数 K=__________N/m；上托板的质
量 M=__________g。（结果均保留两位有效数字，g取 10N/kg）
（4）在实际使用过程中，盒子里的纸巾越来越少，纸巾总质量逐渐减小，弹簧的弹性势能
__________（选填“不变”“逐渐变大”或“逐渐变小”）。
三、计算题：本大题共 3小题，共 42分。
13.（12分）
2024年 5月 28日 18时 58分，经过约 8.5小时的出舱活动，神舟十八号乘组航天员叶光富、
李聪、李广苏密切协同，在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，完成了空间站空间碎片
防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。如图所示，若空间站在半径为 r的轨道上做匀速圆周
运动。从空间站伸出长为 d的机械臂，微型卫星放置在机械臂的外端。在机械臂的作用下，微型
卫星、空间站、地球在同一直线上，微型卫星与空间站同步做匀速圆周运动。已知地球半径为 R，
地球表面重力加速度为 g，万有引力常量为 G，求：
（1）地球的质量 M 地；
（2）空间站所在轨道处的重力加速度 g'；
（3）微型卫星的向心加速度 a（微型卫星对空间站的力和空间站的尺寸可以忽略不计）。
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14.（14分）
2024年，我国新能源汽车年产销量迈上千万辆级台阶，产品性能、产业体系、使用便利性
都得到了进一步提升。一辆质量为 m的小型新能源汽车在平直路面上启动，汽车在启动过程中
的 v﹣t图像如图所示，OA段为直线。t1＝20s时汽车的速度大小 v1＝72km/h且汽车达到额定功率
P 额＝90kW，此后保持额定功率不变，t2时汽车的速度达到最大值 v2＝108km/h，整个过程中，汽
车受到的阻力不变。求：
（1）汽车所受的阻力 f大小；
（2）汽车的质量 m；
（3）汽车在 0～40s（t2<40s）的过程中做的总功 W。
15.（16分）
游乐场中有一种双层旋转摆锤游乐设施，可简化为圆锥摆模型研究。如图一所示，两根长度
均为 L的轻质细绳 L1、L2下端各系一个质量均为 m的 m1、m2两个摆球，上端共同固定在顶部悬
挂点 O。启动后两摆球在不同水平面上做匀速圆周运动，稳定时绳 L1与竖直方向夹角为 60°，绳
L2与竖直方向夹角为 30°。若将装置改为双层悬挂结构，如图二所示：绳 L1上端仍固定于 O，下
端连接第一个小球；绳 L2上端改系在第一个小球下方，下端连接第二个小球。稳定后两球仍各自
在不同水平面内做匀速圆周运动且保持相对静止，绳 L1、L2与竖直方向的夹角分别为β、θ。忽略
空气阻力与绳的质量，重力加速度为 g。求：
（1）图一中 m1、m2两小球做匀速圆周运动的线速度之比 v1∶v2 （结果可保留根号）；
（2）图二中 m1、m2两小球做匀速圆周运动的周期 T；
（3）若图二中β、θ非常小，可以取 tanθ=sinθ=θ、tanβ=sinβ=β，则图二中θ与β的比值为多大
（结果可保留根号）。
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