北京市朝陽(yáng)區(qū)2019-2020學(xué)年第一學(xué)期高三期末物理試題及答案_第1頁(yè)
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1、北京市朝陽(yáng)區(qū)20192020學(xué)年度第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測(cè)高三年級(jí)物理試卷2020. 1(考試時(shí)間90分鐘滿分100分)一、本題共14小題,每小題3分,共42分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1.以下與“ 1V ”相等的是2A . 1N m/CB. 1J/sC. 1T m/sD. 1Wb/C2如圖所示,設(shè)想在真空環(huán)境中將帶電導(dǎo)體球靠近不帶電的導(dǎo)體。若沿虛線1將導(dǎo)體分成左右兩部分,這兩部分所帶電荷量分別為Q左、Q右;若沿虛線2將導(dǎo)體分成左右兩部分,這兩部分所帶電荷量分別為Q左、Q右。下列推斷正確的是A . Q左+Q右可能為負(fù)丨J B . Q左+Q右一定等于 Q左+Q右IIi 2

2、C .導(dǎo)體內(nèi)虛線1上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于虛線2上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)D 導(dǎo)體內(nèi)虛線1上各點(diǎn)的電勢(shì)小于虛線2上各點(diǎn)的電勢(shì)3.四種電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布情況如圖所示。將一檢驗(yàn)電荷分別放在場(chǎng)中a、b兩點(diǎn),則該檢驗(yàn)甲乙丙電荷在a、b兩點(diǎn)所受的電場(chǎng)力以及電勢(shì)能均相同的是A 甲圖中,與正點(diǎn)電荷等距離的a、b兩點(diǎn)B 乙圖中,兩等量異種點(diǎn)電荷連線中垂線上與連線等距的a、b兩點(diǎn)a、b兩點(diǎn)C 丙圖中,兩等量同種點(diǎn)電荷連線中垂線上與連線等距的D .丁圖中,某非勻強(qiáng)電場(chǎng)中同一條電場(chǎng)線上的a、b兩點(diǎn)4小明同學(xué)探究楞次定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A 若線圈導(dǎo)線的繞向未知,對(duì)探究楞次定律沒(méi)有影響B(tài) .磁鐵勻速向上遠(yuǎn)離線圈,閉合回路中

3、不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流C 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化D .感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總是與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向相反5磁流體發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。把平行金屬板A、B和電阻R連接,A、B之間有很強(qiáng)的磁場(chǎng),將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量正、負(fù)帶電粒子)以速度v噴入磁場(chǎng),A、B兩板間便產(chǎn)生電壓,成為電源的兩個(gè)電極。下列推斷正確的是A A板為電源的正極B A、B兩板間電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)C 兩板間非靜電力對(duì)等離子體做功,使電路獲得電能D 若增加兩極板的正對(duì)面積,則電源的電動(dòng)勢(shì)會(huì)增加6如圖所示,平行板電容器極板與水平面成0角放置,充電后與電源斷開。有一質(zhì)量為m、O v電荷量為q

4、的小球,從極板左側(cè)沿水平方向飛入電場(chǎng)并沿直線飛出。下列推斷正確的是A .小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)B .僅使小球的電荷量加倍,小球依然做直線運(yùn)動(dòng)C 僅使板間距加倍,小球依然做直線運(yùn)動(dòng)D .僅使電容器轉(zhuǎn)至水平,小球依然做直線運(yùn)動(dòng)7. A、B是兩個(gè)完全相同的電熱器,A、B分別通以圖甲、乙所示的交變電流。則A .通過(guò)A、B兩電熱器的電流有效值之比為Ia : Ib =3 : 4B 通過(guò)A、B兩電熱器的電流有效值之比為Ia : Ib = 3:2邁C . A、B兩電熱器的電功率之比為Pa : Pb =3 : 2D . A、B兩電熱器的電功率之比為Pa : Pb =5 : 4&在光滑水平面上,細(xì)繩的一端拴一帶正電的

5、小球,小球繞細(xì)繩的另一端0沿順時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng),水平面處于豎直向下的足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示(俯視)。某時(shí)刻細(xì) 繩突然斷裂,則下列推斷正確的是一X XX XA .小球?qū)㈦x圓心 0越來(lái)越遠(yuǎn),且速率越來(lái)越小r%x/ XX XB .小球?qū)㈦x圓心 0越來(lái)越遠(yuǎn),且速率保持不變*:x XX /XC .小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)周期與繩斷前的周期一定相等D .小球?qū)⒆鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)半徑與繩斷前的半徑可能相等9. 大型發(fā)電機(jī)幾乎都是旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī),下圖為其原理簡(jiǎn)圖。豎直平面內(nèi)閉合線圈abed固定不動(dòng),磁鐵繞圖中的虛線旋轉(zhuǎn),線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。若條形磁鐵以10n rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),且圖

6、示時(shí)刻 N極正在向里轉(zhuǎn)。現(xiàn)以圖示時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn),則下列推斷正確的是A .該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電頻率是10HzB . t=0時(shí)線圈中的電流方向?yàn)閍bcdaC. t=0.5s時(shí)線圈中的電流方向發(fā)生變化D . t=5s時(shí)線圈中的電流最小S閉合,啟動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)S斷開,啟動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)停10. 汽車蓄電池供電的簡(jiǎn)化電路如圖所示。當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí),開關(guān) 機(jī)工作,車燈亮度會(huì)有明顯變化;當(dāng)汽車啟動(dòng)之后,開關(guān) 止工作,車燈亮度恢復(fù)正常。則汽車啟動(dòng)時(shí)A .電源的效率減小B .車燈一定變亮C .電動(dòng)機(jī)的輸出功率等于電源輸出功率減去兩燈的功率D .若燈Li不亮燈L2亮,可能是由于 Li燈短路所致11. 利用電場(chǎng)可以使帶電粒

7、子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變?,F(xiàn)使一群電荷量相同、 質(zhì)量不同的帶電粒子同時(shí)沿同一方向垂直射入同一勻強(qiáng)電場(chǎng),經(jīng)相同時(shí)間速度的偏轉(zhuǎn)角相同,不計(jì)粒子重力及粒子間的相互作用,則它們?cè)谶M(jìn)入電場(chǎng)時(shí)一定具有相同的A .動(dòng)能B .動(dòng)量C .加速度D .速度12. 有些儀器在使用時(shí)對(duì)電流非常敏感,需要對(duì)電流做精細(xì)的調(diào)節(jié),常用兩個(gè)阻值不同的變阻器來(lái)完成調(diào)節(jié),一個(gè)做粗調(diào)另一個(gè)做微調(diào)。有兩種電路如圖甲、乙所示,分別將R1和R2兩個(gè)變阻器按不同連接方式接入電路,R1的最大阻值較大,R2的最大阻值較小。則A .圖甲和圖乙所示的電路都用R1做粗調(diào)B .圖甲和圖乙所示的電路都用R2做粗調(diào)C .圖甲所示的電路用Ri做粗調(diào),圖乙所示的電

8、路用R2做粗調(diào)D .圖甲所示的電路用R2做粗調(diào),圖乙所示的電路用Ri做粗調(diào)13. 小紅將量程為 00.6A的電流表(表盤刻度共有 30個(gè)小格),按照?qǐng)D示電路改裝成較 大量程的安培表,其中 Ri和R2阻值相等,都等于改裝前電流表內(nèi)阻的丄。則4A .將1、2接入電路時(shí),安培表每一小格表示B .將1、2接入電路時(shí),安培表每一小格表示C .將1、3接入電路時(shí),安培表每一小格表示0 12A 0.08AR1R2TC0.12A1C23D .將1、3接入電路時(shí),安培表每一小格表示0.08A14物理課上老師做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),將一平整且厚度均勻的銅板固定在絕緣支架上,將一質(zhì)量為m的永磁體放置在銅板的上端,t=0時(shí)

9、刻給永磁體一沿斜面向下的瞬時(shí)沖量,永磁體將沿斜面向下運(yùn)動(dòng),如圖甲所示。若永磁體下滑過(guò)程中所受的摩擦力f大小不變,且f :mgsin二(式中B為銅板與水平面的夾角)。取地面為重力勢(shì)能的零勢(shì)面。則 圖乙中關(guān)于永磁體下滑過(guò)程中速率V、動(dòng)能Ek、重力勢(shì)能Ep、機(jī)永磁體銅板甲絕緣支架械能E隨時(shí)間t變化的圖像一定錯(cuò)誤 的是O17、本題共2小題,共18分。把答案填在答題紙相應(yīng)的位置。15. ( 9分)在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn)。(1) 用刻度尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度和直徑,某次測(cè)量結(jié)果如圖所示,在此次測(cè)量中該金屬絲的長(zhǎng)度為 cm,直徑為mm。(2) 已知待測(cè)金屬絲的電阻值

10、Rx約為5Q。可供選擇的器材有:電源E:電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻約1 Q電流表 A1 :量程00.6A,內(nèi)阻約 0.125Q電流表 A2:量程03A,內(nèi)阻約 0.025Q電壓表V1:量程03V,內(nèi)阻約3k Q電壓表 V2:量程015V,內(nèi)阻約15k Q滑動(dòng)變阻器 尺:最大阻值5 Q,允許最大電流2A滑動(dòng)變阻器R2:最大阻值1000 Q,允許最大電流0.6A開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干。在上述器材中,應(yīng)該選用的電流表是 ,應(yīng)該選用的電壓表是 。若想盡量多測(cè)幾組數(shù)據(jù),應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是 (填寫儀器的字母代號(hào))。(3 )用所選的器材,在答題紙對(duì)應(yīng)的方框中畫出電路圖。(4)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的誤差,下列說(shuō)法正確的是 。A

11、對(duì)金屬絲的直徑多次測(cè)量求平均值,可消除誤差B 由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差C 利用電流I隨電壓U的變化圖線求 Rx可減小偶然誤差16. (9分)某班物理實(shí)驗(yàn)課上,同學(xué)們用可拆變壓器探究 “變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系” 可拆變壓器如圖甲、乙所示。(1) 下列說(shuō)法正確的是 A 為確保實(shí)驗(yàn)安全,實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B 變壓器的原線圈接低壓交流電,測(cè)量副線圈電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”C 可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變,改變副線圈的匝數(shù),研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電 壓的影響D 測(cè)量副線圈電壓時(shí),先用最大量程試測(cè),大致確定電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量E變壓器開始正常工

12、作后,鐵芯導(dǎo)電,把電能由原線圈輸送到副線圈F變壓器開始正常工作后,若不計(jì)各種損耗,在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能,在副線圈上將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電能,鐵芯起到“傳遞”磁場(chǎng)能的作用(2) 如圖丙所示,某同學(xué)自己繞制了兩個(gè)線圈套在可拆變壓器的鐵芯上。原線圈接學(xué)生電 源的交流輸出端,畐U線圈接小燈泡。下列說(shuō)法正確的是。A 與變壓器未通電時(shí)相比較,此時(shí)若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費(fèi)力B .若僅增加原線圈繞制的圈數(shù),小燈泡的亮度將保持不變C 若僅增加副線圈繞制的圈數(shù),學(xué)生電源的過(guò)載指示燈可能會(huì)亮起丙UiU 2門2(3) 理想變壓器是一種理想化模型。請(qǐng)分析說(shuō)明該模型應(yīng)忽略哪些次要因素;并證明:理想變壓器原

13、、副線圈的電壓之比,等于兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比,即三、本題共4小題,共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,只 寫出最后結(jié)果的不得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須寫出數(shù)值和單位。將解答過(guò)程寫在 答題紙相應(yīng)的位置。17. ( 8 分)質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具,其原理簡(jiǎn)圖如圖所示。容器A中有電荷量均為+q、質(zhì)量不同的兩種粒子,它們從小孔Si不斷飄入電壓為U的加速電場(chǎng)(不計(jì)粒子的初速度), 并沿直線從小孔 S2 (Si與S2連線與磁場(chǎng)邊界垂直)進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),最后打在照相底片 D上,形成a、b兩條“質(zhì)譜線”。已知打在 a處粒 子的質(zhì)量為m。不計(jì)粒

14、子重力及粒子間的相互作用。(1) 求打在a處的粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率v;(2) 求S?距a處的距離Xa;(3) 若S2距b處的距離為Xb,且Xb= 、2Xa,求打在b處粒子的質(zhì)量 mb (用m表示)。DL.1L. Ju b a、 18. ( 10 分)如圖所示,在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線一端固定于0點(diǎn),另一端懸掛一質(zhì)量為 m的帶正電的小球?,F(xiàn)將小球向右拉至與懸點(diǎn)0等高的A點(diǎn),由靜止釋放。小球向左最遠(yuǎn)能擺到與豎直方向夾角為B的B點(diǎn)。已知小球所帶的電荷量為 q0,細(xì)線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)。(1 )求小球從A點(diǎn)擺到B點(diǎn)的過(guò)程中重力所做的功 W;(2) 求A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差 Uab及場(chǎng)強(qiáng)的大小E

15、;(3) 電勢(shì)差的定義方式有兩種:第一種是指電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值,即UCd =F:c 一 D,式中 杞和 帕分別為電場(chǎng)中C、D兩點(diǎn)的電勢(shì);第二種是利用比值法定義,即WCD“U CD,式中q為檢驗(yàn)電何的電何量,Wcd為q檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中從 C點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功。請(qǐng)你證明這兩種定義方式的統(tǒng)一性。19. ( 10 分)某研學(xué)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)輔助列車進(jìn)站時(shí)快速剎車的方案。如圖所示,在站臺(tái)軌道下方埋一勵(lì)磁線圈,通電后形成豎直方向的磁場(chǎng)(可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng))。在車身下方固定一矩形線框, 利用線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力,輔助列車快速剎車。已知列車的總質(zhì)量為 m,車身長(zhǎng)為s,線框的短邊ab和cd分別

16、安裝在車頭和車尾,長(zhǎng) 度均為L(zhǎng)( L小于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度),整個(gè)線框的電阻為R。站臺(tái)軌道上勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng)(大于車長(zhǎng)s),車頭進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間的速度為 v。,假設(shè)列車停止前所受鐵軌及空氣阻力的 合力恒為f。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,車尾進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間,列車恰好停止。(1)求列車車頭剛進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間線框中的電流大小I和列車的加速度大小 a;(2)求列車從車頭進(jìn)入磁場(chǎng)到停止所用的時(shí)間(3)請(qǐng)你評(píng)價(jià)該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。(優(yōu)、缺點(diǎn)至少各寫一條)20. ( 12 分)磁學(xué)的研究經(jīng)歷了磁荷觀點(diǎn)和電流觀點(diǎn)的發(fā)展歷程。(1) 早期磁學(xué)的研究認(rèn)為磁性源于磁荷,即磁鐵N極上聚集著正磁荷,S極上聚集著負(fù)磁荷(磁荷與我們

17、熟悉的電荷相對(duì)應(yīng))。類似兩電荷間的電場(chǎng)力,米歇爾和庫(kù)侖通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了兩磁極間的作用力F =心眾,其中pi和P2表示兩點(diǎn)磁荷的磁荷量,rr是真空中兩點(diǎn)磁荷間的距離,Km為常量。請(qǐng)類比電場(chǎng)強(qiáng)度的定義方法寫出磁場(chǎng)強(qiáng)度H的大小及方向的定義;并求出在真空中磁荷量為 P0的正點(diǎn)磁荷的磁場(chǎng)中,距該點(diǎn)磁荷為 R1處的磁場(chǎng)強(qiáng)度大?。?)安培分子電流假說(shuō)開啟了近代磁學(xué),認(rèn)為磁性源于運(yùn)動(dòng)的電荷,科學(xué)的發(fā)展證實(shí)了分子電流由原子內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)形成。畢奧、薩伐爾等人得出了研究結(jié)論:半徑為Rx、電流為lx的環(huán)形電流中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B = KnIx,其中Kn為已知常量。Rxa. 設(shè)氫原子核外電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半

18、徑為r,電子質(zhì)量為 m,電荷量為e,靜電力常量為k,求該“分子電流”在圓心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bi。b. 有人用電流觀點(diǎn)解釋地磁成因:在地球內(nèi)部的古登堡面附近集結(jié)著繞地軸轉(zhuǎn)動(dòng)的管狀電子群,轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 3,該電子群形成的電流產(chǎn)生了地磁場(chǎng)。如圖所示,為簡(jiǎn) 化問(wèn)題,假設(shè)古登堡面的半徑為R,電子均勻分布在距地心R、直徑為d的管道內(nèi),且d I R。試證明:此管狀電子群在地心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2 % 3。北京市朝陽(yáng)區(qū)20192020學(xué)年度第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測(cè)高三年級(jí)物理參考答案2020. 115.(9分)(1)(49.37 49.41 )、( 0.383 0.387)(2 分)(2)A1; V1;

19、 R (3 分)(3)如圖所示。(2分)(4)C(2 分)16.(9分)(1)CDF(3 分)(2)AC(2 分)(3)理想變壓器模型應(yīng)忽略的次要因素如下:R1/S、本題共14小題,每小題3分,共42分。題號(hào)1234567891011121314答案ABBCCCDDBABCAC、本題共2小題,共18分。 不計(jì)漏磁,即通過(guò)原副線圈每匝線圈的磁通量都相等,因而不計(jì)磁場(chǎng)能損失; 不計(jì)原副線圈的電阻,因而不計(jì)線圈的熱能損失; 不計(jì)鐵芯中產(chǎn)生的渦流,因而不計(jì)鐵芯的熱能損失。綜上,理想變壓器在傳輸能量時(shí)沒(méi)有能量損失。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,原、副線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為E1 =厲E2 =住-tt因理想變

20、壓器不計(jì)原、副線圈的電阻,則線圈兩端的電壓等于它產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),即(4分)聯(lián)立以上各式可得6 眄三、本題共4小題,共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。17.( 8 分)1 2解:(1)粒子經(jīng)過(guò)電壓為 的電場(chǎng),由動(dòng)能定理有 qUmv2-02(2 分)(2)粒子通過(guò)孔2進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有 qvB二ra聯(lián)立式可得xa = 2j2mU3分)bY q(3 )同( 2)可得 Xb = 2 2mbU b Y q聯(lián)立式并代入已知條件可得mb=2m( 3分)18.( 10 分)(1)小球從A到b的過(guò)程

21、中下降的高度為 h = Lcosr重力對(duì)小球做的功W =mgh可得 W = mgLcos (2 分)(2)小球從A到B的過(guò)程中,由動(dòng)能定理有mgLcosr+q0UAB =0_0解得U ABmgL cosqo根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)E 有EUabdl(1+si nT)解得e二mgC如(4 分) q(1 +sin 日)C運(yùn)動(dòng)(3)設(shè)試探電荷在 C點(diǎn)的電勢(shì)能為Epc,在D點(diǎn)的電勢(shì)能為EPD,則試探電荷從到D的過(guò)程中,根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系有Wcd - E pC - E pD 根據(jù)電勢(shì)的定義式有:c = 皂 q:D二電q聯(lián)立式可得WCd二q :c - q ;:D即如=c_(PDq c所以 Wc= - D=Ucdq可見兩種定義方式是統(tǒng)一性的。(4分)19.解:(10 分)(1)車頭進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框 ab邊切割磁感線,有E 二 BLVo 21線框中的電流為I =RBlv聯(lián)立式可得I0R線框所受的安培力為F安二BIL由牛頓第二定律可得 F安-f二ma(4分)聯(lián)立式可得B2L2v0 fR a 二mR(2 )設(shè)列車前進(jìn)速度方向?yàn)檎较?,由?dòng)量定理可得B2| 2其中F安j卡,代入上式得B2|2v二也ft = 0mv0 R其中 Vtj = s2 2fR聯(lián)立式可得t二mVoR B

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