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專題07功和能

1.(2021屆福建省福州八中高三質(zhì)檢)某中學(xué)科技小組制作的利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的小車。當(dāng)太陽(yáng)光照射到小

車上方的光電板,光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn)。小車在平直的水泥路上從靜止開(kāi)始加速行

駛,經(jīng)過(guò)時(shí)間,前進(jìn)距離s,速度恰好達(dá)到最大值設(shè)這一過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的輸出功率恒定,小車所受阻力

恒為了,那么()

A.小車先勻加速運(yùn)動(dòng),達(dá)到最大速度后開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)

B.小車前進(jìn)距離s等于

2

1

C.這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功為耳機(jī)說(shuō)9

D.這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功為/根/+於

【答案】D

【解析】

A.小車電動(dòng)機(jī)的功率恒定,速度不斷變大,根據(jù)功率與速度關(guān)系P=Fv可知,牽引力尸不斷減小,根據(jù)

牛頓第二定律有尸-/=胸,故小車的運(yùn)動(dòng)是加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)牽引力與阻力平衡后小球做

勻速直線運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤:

B.小車的運(yùn)動(dòng)是加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng),平均速度不等于自,所以小車前進(jìn)距離s不等于,選

項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)動(dòng)能定理判斷,這段時(shí)間內(nèi)合力做功為選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.對(duì)小車啟動(dòng)過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理有唯一力=5機(jī)42,則這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功用=5機(jī)乙:+力

選項(xiàng)D正確。故選D。

2.(2021屆福建省福州八中高三質(zhì)檢)如圖所示,一個(gè)長(zhǎng)直輕桿兩端分別固定小球A和2,兩球質(zhì)量均為

m,兩球半徑忽略不計(jì),桿的長(zhǎng)度為以先將桿豎直靠放在豎直墻上,輕輕撥動(dòng)小球氏使小球B在水平面上

由靜止開(kāi)始向右滑動(dòng),當(dāng)小球A沿墻下滑距離為人時(shí),下列說(shuō)法正確的是(不計(jì)一切摩擦)

2

r

r

A.桿對(duì)小球A做功為;〃?gL

B.小球A和B的速度都為g&T

C.小球4、B的速度分別為g國(guó)?和;"

D.桿與小球A和8組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少了;優(yōu)gL

【答案】C

【解析】

BC.當(dāng)小球A沿墻下滑距離為工時(shí),設(shè)此時(shí)A球的速度為巾,B球的速度為由根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得:

2

£1,1,

mg---mv\+—mv~,兩球沿桿子方向上的速度相等,則有:UACOS60O=VBCOS30。.聯(lián)立兩式解

得:以二;j3gL,以=gJ證;故B錯(cuò)誤,C正確.

A.對(duì)從球使由動(dòng)能定理有:mg'+W桿=:機(jī)"-0,代入4的速度解得場(chǎng)干=一吸§",故A錯(cuò)誤.

D.對(duì)于桿與小球A和B組成的系統(tǒng)而言運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功,故系統(tǒng)機(jī)械能守恒;故D錯(cuò)誤.

3.(2021屆福建省福州八中高三質(zhì)檢)如圖固定在地面上的斜面傾角為9=30。,物塊B固定在木箱A的上

方,一起從“點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,到人點(diǎn)接觸輕彈簧,又壓縮至最低點(diǎn)c,此時(shí)將B迅速拿走,然后木箱A

又恰好被輕彈簧彈回到。點(diǎn).已知木箱A的質(zhì)量為〃?,物塊B的質(zhì)量為3〃?,“、c間距為L(zhǎng)重力加速度為

g,下列說(shuō)法正確的是()

A.在A上滑的過(guò)程中,與彈簧分離時(shí)A的速度最大

B.彈簧被壓縮至最低點(diǎn)。時(shí),其彈性勢(shì)能為0.8,"gL

C.在木箱A從斜面頂端a下滑至再次回到a點(diǎn)的過(guò)程中,因摩擦產(chǎn)生的熱量為1.25〃?也

D.若物塊B沒(méi)有被拿出,A、B能夠上升的最高位置距離。點(diǎn)為0.75L

【答案】BD

【解析】

A.在A上滑的過(guò)程中,與彈簧分離是彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的時(shí)候,之前A已經(jīng)開(kāi)始減速,故分離時(shí)4的速度不

是最大,A錯(cuò)誤;

B.設(shè)彈簧上端在最低點(diǎn)c時(shí),其彈性勢(shì)能為昂,在A、8一起下滑的過(guò)程中,由功能關(guān)系有

4w?gLsinO=7r4"3cosO+£),.將物塊B拿出后木箱4從c,點(diǎn)到a點(diǎn)的過(guò)程,由功能關(guān)系可得耳>=

mgLsinO+fimgLcosQ,聯(lián)立解得魴=0.8,〃g3故B正確:

C.由分析可得,木箱A從斜面頂端。下滑至再次回到。點(diǎn)的過(guò)程中,摩擦生熱

Q=4/jmgLcos0+fimgLcos0=5^Ep-mgLsin6)=15mgL,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.若物塊8沒(méi)有被拿出,則A、8能夠上滑的距離為〃,由能量關(guān)系與=4mgZ/sin8+4〃mgL'cos。,

,解得77=4,即A、8能夠上升的最高位置距離。點(diǎn)為0.753故D正確。故選BD。

4

4.(2021屆福建省福州市高三質(zhì)檢)如圖所示,四個(gè)小球質(zhì)量,"A=〃2B=2〃?、,雙'=%D=〃3在距地面相同的高

度處以相同的速率分別豎直下拋、豎直上拋、平拋和斜拋,不計(jì)空氣阻力,則下列關(guān)于這四個(gè)小球從拋出

到落地過(guò)程的說(shuō)法中正確的是()

.........A.....旦…02................盛....

h

'77/7777777777777777777777777777777777777777777777777777777777'

A.小球飛行過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)的速度變化量相同

B.C、D兩小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相同

C.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)四個(gè)小球做功均相同

D.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)A小球做功的平均功率最大

【答案】AD

【解析】

A.根據(jù)加速度的定義式“=學(xué)知單位時(shí)間內(nèi)的速度變化即為加速度,它們的加速度都是g,所以小球飛行

過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)的速度變化量相同,故A正確;

B.重力小球落地時(shí)做功的瞬時(shí)功率公式為P=mg%,%是小球落地時(shí)豎直方向的分速度,根據(jù)

彳一Wo=2gh,可知平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)小球落地時(shí)豎直方向的分速度小于斜拋運(yùn)動(dòng)時(shí)小球落地時(shí)豎直方向的分速

度,所以C、D兩小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率不相同,故B錯(cuò)誤;

CD.重力做功為%=mg/l,起點(diǎn)與終點(diǎn)的豎直高度相等,因AB質(zhì)量大于CD質(zhì)量,故重力對(duì)AB做的功

大于對(duì)CD做的功:四個(gè)小球拋出后,加速度都是g,豎直方向都做勻變速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)高度為/?,則對(duì)于

豎直下拋的小球有/1=%,+耳8/,對(duì)于豎直上拋的小球,先上升后下落,返回出發(fā)點(diǎn)時(shí),速率等于%,則

知豎直上拋小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于豎直下拋小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間;對(duì)于平拋的小球有力=]g/,對(duì)于斜拋的球,在

豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間比平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng),故可知豎直下拋的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,豎直上

拋的小球運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng),由平均功率公〃=—知重力對(duì)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的小球做功的平均功率最大,即重

t

力對(duì)A小球做功的平均功率最大,故C錯(cuò)誤,D正確,故選AD。

5.(2021屆福建省福州市高三質(zhì)檢)如圖甲為某緩沖裝置模型,勁度系數(shù)為4(足夠大)的輕質(zhì)彈簧與輕

桿相連,輕桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng),與槽間的滑動(dòng)摩擦力為定值人輕桿向右移動(dòng)不超過(guò)/時(shí),裝置可安全

工作。一質(zhì)量為,"的小車以速度%撞擊彈簧后,輕桿恰好向右移動(dòng)/,此過(guò)程其速度v隨時(shí)間f變化的VY

圖象如圖乙所示。已知在0V時(shí)間內(nèi),圖線為曲線,在八~亂時(shí)間內(nèi),圖線為直線。已知裝置安全工作時(shí),

輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,且不計(jì)小車與地面間的摩擦。下列說(shuō)法正確的是()

A.在0~八時(shí)間內(nèi),小車運(yùn)動(dòng)的位移為工

k

B.在A時(shí)刻,小車速度為說(shuō)一也

Vm

C.在時(shí)刻,小車恰好離開(kāi)輕彈簧

D.在072時(shí)間內(nèi),輕桿摩擦產(chǎn)生熱。=/7

【答案】AD

【解析】

A.在0~”時(shí)間內(nèi),小車壓縮彈簧輕桿保持靜止,在fi時(shí)刻,彈力等于最大靜摩擦力,則在OF時(shí)間內(nèi),小

車運(yùn)動(dòng)的位移為彈簧的形變量有x=g,A正確;

K

B.在外時(shí)刻后,小車與輕桿一起做勻減速運(yùn)動(dòng)到速度為0,移動(dòng)的位移為1,由動(dòng)能定理有一#=;機(jī)匕2

解得匕=陛,所以在九時(shí)刻,小車速度為、=陛,B錯(cuò)誤;

Vmvm

D.在072時(shí)間內(nèi),輕桿摩擦產(chǎn)生熱g/LD正確;

C.在0~九時(shí)間內(nèi),小車先做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),在九~/2時(shí)間內(nèi),后與輕桿一起做勻減速運(yùn)動(dòng),最后彈

簧反彈小車時(shí)其做加速減小的加速運(yùn)動(dòng),則小車恰好離開(kāi)輕彈簧時(shí)所用的時(shí)間比“大,所以在外+包時(shí)刻,

小車還末離開(kāi)輕彈簧,C錯(cuò)誤。故選AD。

6.(2021屆福建省名校聯(lián)盟高三大聯(lián)考)如圖所示,一籃球以水平初速度%碰撞籃板后水平彈回,速率變

為原來(lái)的k倍(%<1),碰撞時(shí)間忽略不計(jì),彈回后籃球的中心恰好經(jīng)過(guò)籃框的中心。已知籃球的質(zhì)量為孫

半徑為r,籃框中心距籃板的距離為L(zhǎng),碰撞點(diǎn)與籃框中心的高度差為〃,不計(jì)摩擦和空氣阻力,則()

A.碰撞過(guò)程中,籃球的機(jī)械能守恒

B.籃板對(duì)籃球的沖量大小為/=(1+左)加?

C.籃球的水平初速度大?。?(L—4

D.若籃球氣壓不足,導(dǎo)致a減小,在%不變的情況下,要使籃球中心經(jīng)過(guò)籃框中心,應(yīng)使碰撞點(diǎn)更高

【答案】BD

【解析】

A.由題意知,碰撞過(guò)程中速度減小,籃球的機(jī)械能減小,A錯(cuò)誤;

B.以彈回的速度方向?yàn)檎较?,?jù)動(dòng)量定理可得,籃板對(duì)籃球的沖量大小為

I=m-kvQ-(-mv0)=(l+k)m%,B正確;

C.籃球彈回做平拋運(yùn)動(dòng),由位移公式可得£一廠=的/,h=-gt2

聯(lián)立可得后,c錯(cuò)誤;

D.若籃球氣壓不足,導(dǎo)致k減小,在%不變的情況下,籃球彈回的速度ho減小,結(jié)合C中分析可知,要

使籃球中心經(jīng)過(guò)籃框中心,即水平位移不變,應(yīng)延長(zhǎng)時(shí)間,故應(yīng)使碰撞點(diǎn)更高,D正確。故選BD。

7.(2021屆廣東省廣州市高三一模)如圖,質(zhì)量為根的滑雪運(yùn)動(dòng)員(含滑雪板)從斜面上距離水平面高為

6的位置靜止滑下,停在水平面上的6處:若從同一位置以初速度V滑下,則停在同一水平面上的C處,且

與相等。已知重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力與通過(guò)。處的機(jī)械能損失,則該運(yùn)動(dòng)員(含滑雪板)

在斜面上克服阻力做的功為()

A.mghB.—mv2C.mgh--mv2D.mgh+—mv2

【答案】C

【解析】設(shè)運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始滑下,停在水平面上b處時(shí),在斜面上克服阻力做的功為叫,在水平面上克

服摩擦力做的功為明,由動(dòng)能定理得:mgh-W1-W^Q

當(dāng)運(yùn)動(dòng)員以速度y從同一高度下滑時(shí),停在同一水平面上的c處,且ab與神相等,

由動(dòng)能定理可得,〃g/z—叱-2W,=0-1mv2

聯(lián)立兩式求得叱=mg/?-萬(wàn)加聲,故選c。

8.(2021屆廣東省廣州市高三一模)如圖,籃球比賽的某次快攻中,球員甲將球斜向上傳給前方隊(duì)友,球

傳出瞬間離地面高1m,速度大小為10m/s;對(duì)方球員乙原地豎直起跳攔截,其躍起后手離地面的最大高

度為2.8m,球越過(guò)乙時(shí)速度沿水平方向,且恰好未被攔截。球可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量為0.6kg,重力加速度取

lOm/s2,以地面為零勢(shì)能面,忽略空氣阻力,則()

A.球在空中上升時(shí)處于超重狀態(tài)B.甲傳球時(shí),球與乙的水平距離為4.8m

C.隊(duì)友接球前瞬間,球的機(jī)械能一定為36JD.隊(duì)友接球前瞬間,球的動(dòng)能一定為30J

【答案】BC

【解析】

A.球在空中上升時(shí)加速度為向下的g,處于失重狀態(tài),選項(xiàng)A錯(cuò)誤:

B.球剛斜拋出時(shí)的豎直速度vv=j2gA/z=12x1()x1.8m/s=6m/s

2

水平速度yv=Jv-1=8m/s

甲傳球時(shí),球與乙的水平距離為Ax=v/=匕F?=4.8m,選項(xiàng)B正確;

C.以地面為零勢(shì)能面,則球剛拋出時(shí)的機(jī)械能為E=〃zg/?+5〃zv2=36J

球拋出后機(jī)械能守恒,則隊(duì)友接球前瞬間,球的機(jī)械能一定為36J,選項(xiàng)C正確:

D.因?yàn)榍騽倰伋鰰r(shí)的動(dòng)能為耳=]%丫2=3OJ,則隊(duì)友接球前瞬間,球的動(dòng)能不一定為30J,選項(xiàng)D錯(cuò)

誤。故選BCo

9.(2021屆廣東省六校高三聯(lián)考)如圖所示,某次訓(xùn)練時(shí)將乒乓球發(fā)球機(jī)置于地面上方某一合適位置,正

對(duì)豎直墻面水平發(fā)射乒乓球?,F(xiàn)有兩個(gè)質(zhì)量相同乒乓球a和6以不同速度水平射出,碰到墻面時(shí)下落的高

A.碰墻前運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為9:16

B.重力對(duì)兩乒乓球的沖量大小之比為9:16

C.重力對(duì)兩乒乓球做功之比為3:4

D.初速度之比為4:3

【答案】D

【解析】

A.乒乓球做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)力二萬(wàn)且產(chǎn),可得乒乓球碰墻前運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為3:4,故A錯(cuò)誤;

B.根據(jù)沖量的定義/=f7,可得重力對(duì)兩乒乓球的沖量大小之比為3:4,故B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)重力做功%=〃火力,可知重力對(duì)兩乒乓球做功之比為9:16,故C錯(cuò)誤;

D.根據(jù)%=%上可得兩乒乓球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度之比為4:3,故DiE確。故選D。

10.(2021屆廣東省汕頭市高三一模)如圖所示,傳送帶在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下,始終以速度v做勻速運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將

質(zhì)量為,"的某物塊由靜止釋放在傳送帶的左端,設(shè)傳送帶足夠長(zhǎng),設(shè)物塊形與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃,

重力加速度為g,對(duì)于物塊從靜止釋放到相對(duì)靜止這一過(guò)程()

(?)一(?)

V

A.物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.所用時(shí)間『=—

1,

C.摩擦產(chǎn)生的熱量為m/D.電動(dòng)機(jī)多做的功等于一根5

2

【答案】B

【解析】

A.物塊由靜止釋放在傳送帶上時(shí),傳送帶會(huì)給物體一個(gè)向前的摩擦力,促使物體向前做勻加速運(yùn)動(dòng),加速

度大小為/=,?=〃利g,解得a=〃g,故A錯(cuò)誤;

v

B.物塊最終和傳送帶相對(duì)靜止,即和傳動(dòng)帶達(dá)到共速,所用時(shí)間為/=——,故B正確;

4g

C.期間傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移為s=W,則可知摩擦力所做的功為叱=fi=mvt=mv12,*4

物塊獲得的動(dòng)能為線=5次則可得摩擦產(chǎn)生的熱量為。=叫-線=/機(jī)丫2,故C錯(cuò)誤:

D.電動(dòng)機(jī)多做的功轉(zhuǎn)化為物塊的動(dòng)能和系統(tǒng)內(nèi)能/1=5皿2+。=相聲,故D錯(cuò)誤:故選B。

11.(2021屆廣東省深圳市高三一調(diào))在光滑絕緣水平面上,兩個(gè)帶正電小球A、B用絕緣輕彈簧連接。初

始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)小球A固定,小球B從朋點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)過(guò)。點(diǎn)所受合力為零,向右最遠(yuǎn)到達(dá)N點(diǎn)

(0、N兩點(diǎn)在圖中未標(biāo)出)。則()

AB

M

A.小球B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈簧與兩小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能保持不變

B.B球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為零,加速度也為零

C.M、N兩點(diǎn)一定關(guān)于。點(diǎn)位置對(duì)稱

D.從。到N的過(guò)程中,庫(kù)侖力對(duì)小球B做功的功率逐漸減小

【答案】D

【解析】

A.球B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,有庫(kù)侖力做功,故彈簧與兩小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,故A錯(cuò)誤;

B.0點(diǎn)時(shí),F(xiàn)%=F.,過(guò)。點(diǎn)以后,F(xiàn)“不斷減小,F(xiàn)彈不斷增大,故在N點(diǎn),B球受力不平衡,加速度不

為零,故B錯(cuò)誤;

C.由于辱=區(qū),埼=%繆,F(xiàn)彈與位移成正比關(guān)系,尸庫(kù)與位移的平方成反比關(guān)系,故M、N兩點(diǎn)一定不

關(guān)于0點(diǎn)位置對(duì)稱,故c錯(cuò)誤;

D.。到N的過(guò)程中,由P=bu,可知,v不斷減小,F(xiàn)%不斷減小,故尸也逐漸減小,故D正確。

故選D。

12.(2021屆廣東省肇慶市高三統(tǒng)測(cè))如圖所示,將一直鐵棒AC固定在與水平地面垂直的墻角,鐵棒與水

平面夾角為45。,B為AC的中點(diǎn)。在墻角固定一輕彈簧,使輕彈簧另一端與一帶孔的小球相連,小球穿過(guò)

鐵棒并可在鐵棒上移動(dòng),小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí),彈簧恰好處于原長(zhǎng)狀態(tài)?,F(xiàn)將小球從鐵棒頂端自由釋放,小球

到達(dá)鐵棒底端時(shí)速度恰好為零,下列說(shuō)法正確的是()

A.小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)和從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中摩擦力做功相同

C.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)和從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中彈簧彈力做功相同

D.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,動(dòng)能的增加量等于彈簧彈力所做的功

【答案】BD

【解析】

A.由于摩擦力做負(fù)功,系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,故A錯(cuò)誤;

B.由對(duì)稱性可知,小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中和從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中摩擦力做功相同,故B

正確:

C.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中彈簧彈力做正功,從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中彈簧彈力做負(fù)功,故C

錯(cuò)誤;

D.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中和從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中,重力做功相同,彈簧彈力做功大小相

等,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由動(dòng)能定理可知,重力做功的大小等于摩擦力做功的大小,則小球從4點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到8

點(diǎn)的過(guò)程中,重力做功的大小等于摩擦力做功的大小,由動(dòng)能定理可知,動(dòng)能的增加量等于彈簧彈力所做

的功,故D正確。故選BD。

13.(2021屆廣東省執(zhí)信中學(xué)高三模擬)蕩秋千是廣大人民非常喜歡的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng),既能強(qiáng)身健體,還能娛樂(lè)

身心。如圖所示,隨著站立在秋千踏板上的人不斷地下蹲和起立,秋千可越蕩越高。如果不計(jì)秋千繩索的

質(zhì)量,忽略空氣阻力和秋千軸間摩擦的影響,則下列說(shuō)法正確的是()

A.不計(jì)空氣阻力,蕩秋千的過(guò)程中人與踏板機(jī)械能守恒

B.不計(jì)空氣阻力,在秋千越蕩越高的過(guò)程中,人所做的功等于踏板機(jī)械能的增加

C.秋千板以相同的速度經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí),人在站立狀態(tài)下比下蹲狀態(tài)下秋千繩的拉力大

D.秋千向下擺動(dòng)過(guò)程中人的身體需要從直立到下蹲,上升過(guò)程中人的身體需要從下蹲到直立

【答案】D

【解析】

A.不計(jì)空氣阻力,蕩秋千的過(guò)程中,人越來(lái)越高,則機(jī)械能越來(lái)越大,即人與踏板機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)A

錯(cuò)誤:

B.不計(jì)空氣阻力,在秋千越蕩越高的過(guò)程中,人所做的功等于踏板和人機(jī)械能的增加,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C.秋千板以相同的速度經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí),根據(jù)丁一根8=用匕,可得了=噸+用匕,因人在站立狀態(tài)下重

rr

心的位置較高,重心所在位置的線速度較小,則人在站立狀態(tài)下比下蹲狀態(tài)下秋千繩的拉力小,C錯(cuò)誤;

D.秋千向下擺動(dòng)過(guò)程中人的身體需要從直立到下蹲,降低重心;上升過(guò)程中人的身體需要從下蹲到直立,

升高重心,選項(xiàng)D正確。故選D。

14.(2021屆廣東省珠海市高三質(zhì)檢)如圖所示,媽媽帶著小孩玩套圈取物游戲,A圈和B圈分別從同一豎

直線的不同高度做平拋運(yùn)動(dòng),恰好未翻轉(zhuǎn)都落在了地面上同一位置。A圈質(zhì)量為加,B圈質(zhì)量為m2。下列

說(shuō)法正確的是()

A.A圈的初動(dòng)能一定大于B圈的初動(dòng)能

B.A圈運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大于B圈運(yùn)動(dòng)時(shí)間

C.A圈落地瞬間重力的瞬時(shí)功率小于B圈落地瞬間重力的瞬時(shí)功率

D.A圈落地瞬間的動(dòng)能一定大于B圈落地瞬間的動(dòng)能

【答案】B

【解析】

A.因?yàn)橘|(zhì)量關(guān)系未知,故無(wú)法比較動(dòng)能大小,故A錯(cuò)誤;

B.圈圈做平拋運(yùn)動(dòng),豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)為=;8產(chǎn),,=樣可知,A圈運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定大于

B圈運(yùn)動(dòng)時(shí)間,故B正確;

C.因?yàn)橹亓Υ笮£P(guān)系未知,故無(wú)法比較重力的瞬時(shí)功率,故C錯(cuò)誤;

D.根據(jù)動(dòng)能定理可知,重力做功關(guān)系未知,故無(wú)法比較落地瞬間動(dòng)能,故D錯(cuò)誤。故選B。

15.(2021屆河北省“五個(gè)一名校聯(lián)盟”高三聯(lián)考)如圖所示,在傾角為30。的斜面上的同一點(diǎn)以大小相等

的初速度將質(zhì)量相等的A、B兩小球(可視為質(zhì)點(diǎn))分別沿豎直和水平方向拋出,兩小球在空中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)

間后再次落回斜面上,不計(jì)空氣阻力。則關(guān)于兩小球從拋出到落回斜面的過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是()

A.A、B兩小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為G:2

B.A、B兩小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1:6

C.A、B兩小球落回斜面時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比為陰:2

D.A、B兩小球落回斜面時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比為逐:"

【答案】C

【解析】

AB.A做豎直上拋運(yùn)動(dòng),在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)=2?竺,

g

1,2

B做平拋運(yùn)動(dòng),落回斜面時(shí)位移偏角為30。,可得tan30。=2=211

x怔

可得B球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間=拽殳,可得A、B兩小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為有:1,AB錯(cuò)誤;

3g

CD.A、B兩小球落回斜面時(shí)重力的瞬時(shí)功率分別為《=,PB=mgvy=mg?gt

代入B球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可得4=

可知A、B兩小球落回斜面時(shí)重力的瞬時(shí)功率之比為百:2,C正確,D錯(cuò)誤。故選C。

16.(2021屆河北省邯鄲市高三一模)如圖所示,一固定斜面的傾角為30。,一質(zhì)量為根的小物塊自斜面底

端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小等于0.8g(g為重力加速度大?。飰K上升的

最大高度為”,則此過(guò)程中()

A.物塊的重力勢(shì)能減少了mg”

B.物塊的動(dòng)能損失了L6mg"

C.物塊的機(jī)械能損失了0.8根g”

D.物塊克服摩擦力做功。6〃吆“

【答案】BD

【解析】

A.重力做功-機(jī)g”.說(shuō)明物塊的重力勢(shì)能增加了mg",故A錯(cuò)誤;

H

B.由動(dòng)能定理可知W=------=-\.6mgH,說(shuō)明物塊的動(dòng)能損失了L6〃?gH,故B正確,C錯(cuò)誤;

sin30

C.在上升過(guò)程中,動(dòng)能減少了1.6〃%”,面重力勢(shì)能增加了,咫H,故機(jī)械能減少了0.6〃*”,故C錯(cuò)誤;

D.由動(dòng)能定理可得W=-叱=-1.6叫H,解得叱=0.6mg”,說(shuō)明物塊克服摩擦力做功

0.6mgH,故D正確。故選BD。

17.(2021屆河北省衡水中學(xué)高三四調(diào))如圖甲所示,在公元12677273年聞名于世的“襄陽(yáng)炮”其實(shí)是一種

大型拋石機(jī)。將石塊放在長(zhǎng)臂一端的石袋中,在短臂端掛上重物。發(fā)射前將長(zhǎng)臂端往下拉至地面,然后突

然松開(kāi),石袋中的石塊過(guò)最高點(diǎn)時(shí)就被拋出?,F(xiàn)將其簡(jiǎn)化為圖乙所示。將一質(zhì)量加=80kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的

40

石塊裝在長(zhǎng)L=-m的長(zhǎng)臂末端的石袋中,初始時(shí)長(zhǎng)臂與水平面成a=30°。松開(kāi)后,長(zhǎng)臂轉(zhuǎn)至豎直位置

3

時(shí),石塊被水平拋出,落在水平地面上。石塊落地點(diǎn)與。點(diǎn)的水平距離s=100m。忽略長(zhǎng)臂、短臂和石袋

的質(zhì)量,不計(jì)空氣阻力和所有摩擦,g=10m/s2,下列說(shuō)法正確的是()

A.石塊水平拋出時(shí)的初速度為25m/s

B.重物重力勢(shì)能的減少量等于石塊機(jī)械能的增加量

C.石塊從A到最高點(diǎn)的過(guò)程中,石袋對(duì)石塊做功為1.6x10點(diǎn)

D.石塊圓周運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí),石袋對(duì)石塊的作用力大小為1.42X1()4N

【答案】D

【解析】

A.石塊平拋運(yùn)動(dòng)的高度/z=£+Lsin3()0=20m,根據(jù)=2,得t=p=2s,故石塊水平拋出時(shí)

的初速度%=:=50m/s,故A錯(cuò)誤;

B.轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,重物的動(dòng)能也在增加,因此根據(jù)能量守恒定律可知,重物重力勢(shì)能的減少量不等于石塊機(jī)

械能的增加量,故B錯(cuò)誤;

C.石塊從4到最高點(diǎn)的過(guò)程中,石袋對(duì)石塊做功W=g/nv;+mg/z=1.16xl()5j,故c錯(cuò)誤;

22

D.石塊圓周運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí),有尸+感=加生,所以可得尸=加%—mg=1.42xl()4N,故D正確;

LL

故選D。

18.(2021屆河北省衡水中學(xué)高三四調(diào))如圖甲所示,輕彈簧下端固定在傾角37。的粗糙斜面底端A處,上

端連接質(zhì)量5kg的滑塊(視為質(zhì)點(diǎn)),斜面固定在水平面上,彈簧與斜面平行。將滑塊沿斜面拉動(dòng)到彈簧處

于原長(zhǎng)位置的。點(diǎn),由靜止釋放到第一次把彈簧壓縮到最短的過(guò)程中,其加速度。隨位移x的變化關(guān)系如

圖乙所示,,重力加速度取10m/s2,$布37。=0.6,COS37G0.8。下列說(shuō)法正確的是()

A.滑塊在下滑的過(guò)程中,滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B,滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1

C.滑塊下滑過(guò)程中的最大速度為巫m/s

5

D.滑塊在最低點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為10.4J

【答案】BC

【解析】

A.滑塊在下滑的過(guò)程中,除重力和彈簧的彈力做功外,還有摩擦力做功,故滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能

不守恒,故A錯(cuò)誤;

B.剛釋放瞬間,彈簧的彈力為零,由圖象可知此時(shí)加速度為”=5.2m/s2,根據(jù)牛頓第二定律有

mgsin9-pmgcos0=ma,解得〃=0.1,故B正確;

C.當(dāng)x=o.lm時(shí)a=o,則速度最大,此時(shí)滑塊受到的合力為零,則有mgsine-Ax-〃〃2gcos9=0

解得左=260N/m,則彈簧彈力與形變量的關(guān)系為尸=日

當(dāng)形變量為AO.lm時(shí),彈簧彈力F=26N,則滑塊克服彈簧彈力做的功為卬=LBC=1X2.6XO.1J=1.3J

22

從下滑到速度最大,根據(jù)動(dòng)能定理有(mgsin。一〃加gcos6)x—卬=;加說(shuō),得飛=姮】1次,故C正確;

D.滑塊滑到最低點(diǎn)時(shí),加速度為d=-5.2m/s2,根據(jù)牛頓第二定律可得加85皿。-"^85。一a=ma',

解得x'=0.2m,從下滑到最低點(diǎn)過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理有(作國(guó)!16?-〃7超85。卜'—耳=0-0

解得Ep=5.2J,故D錯(cuò)誤。故選BC。

19.(2021屆河北省唐山市高三一模)如圖所示,質(zhì)量為0.4kg的四分之一圓弧軌道靜止在光滑水平面,右

側(cè)有固定在豎直平面內(nèi)的光滑半圓軌道,半徑為0.4m,下端與水平面相切?,F(xiàn)在將質(zhì)量為0.2kg可視為質(zhì)

點(diǎn)的小球,從圖中A點(diǎn)靜止釋放,小球離開(kāi)圓弧軌道后恰好能通過(guò)半圓軌道的最高點(diǎn),重力加速度為10m/s2,

不計(jì)一切阻力。下列說(shuō)法正確的()

A.小球沿圓弧軌道下滑過(guò)程,系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B.小球沿圓弧軌道下滑過(guò)程,系統(tǒng)機(jī)械能守恒

C.小球通過(guò)半圓軌道D點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道的壓力大小為4N

D.小球與圓弧軌道分離時(shí),圓弧軌道的位移為0.5m

【答案】BD

【解析】

A.小球沿圓弧軌道下滑過(guò)程,系統(tǒng)豎直方向合力不為零,故系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,故A錯(cuò)誤;

B.小球沿圓弧軌道下滑過(guò)程,只有重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故B正確;

2

C.小球離開(kāi)圓弧軌道后恰好能通過(guò)半圓軌道的最高點(diǎn),在半圓軌道的最高點(diǎn)

1,1,

從點(diǎn)到最圖點(diǎn)-

DmV--mv'D=-mgR

在D點(diǎn)N=m子=3mg=6N

根據(jù)牛頓第?:定律可知,對(duì)軌道的壓力大小為6N,故C錯(cuò)誤;

D.小球與圓弧軌道分離,由水平方向動(dòng)量守恒得加小="匕”

由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得mgR.”=~mvl+-Mv^

1,1,

其中

3mv-—mvm=-2mgR

^.mxm=MxM,X,"+XM=&

解得XM=0-5m,故D正確。故選BD,

20.(2021屆河北省張家口高三一模)2020年12月25日,國(guó)產(chǎn)C919大型客機(jī)飛抵呼倫貝爾海拉爾東山國(guó)

際機(jī)場(chǎng),開(kāi)展高寒試驗(yàn)試飛專項(xiàng)任務(wù)。已知此客機(jī)質(zhì)量為機(jī),起飛前,在平直的水泥路上從靜止開(kāi)始沿直

線加速,經(jīng)過(guò)時(shí)間f速度達(dá)到V,此過(guò)程飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率恒為P,所受阻力恒為了,那么在這段時(shí)間內(nèi)()

V

A.飛機(jī)做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度大小一

t

Ptmv2

B.飛機(jī)位移大小為[■-竺)

f2/

C.飛機(jī)受到的合外力所做的功為Pt

D,飛機(jī)受到的阻力所做的功為"匚-Pf

【答案】BD

p

【解析】對(duì)飛機(jī)受力分析有一-f=maf隨著速度增大,合力減小,加速度減小,所以飛機(jī)做變加速運(yùn)動(dòng)。

v

IPt7/7

A錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理得%=P/-小=5機(jī)/,解得5=7-37。飛機(jī)受到的阻力所做的功為

-fs=--Pt,BD正確,C錯(cuò)誤。故選BD。

2

21.(2021屆湖北省九師聯(lián)盟高三聯(lián)考)如圖所示,半輕為R的半圓形軌道固定在豎直面內(nèi),A8是其水平

直徑,軌道上的C點(diǎn)和圓心。的連線與豎直方向夾角6=37°.一質(zhì)量為機(jī)的物塊從A點(diǎn)由靜止釋放,沿軌

道運(yùn)動(dòng)第一次到C點(diǎn)時(shí)速度大小為v,第一次從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到圓弧最低點(diǎn)克服摩擦力做功為W,若在B點(diǎn)由

靜止釋放,物塊第一次運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度剛好為零,物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,則(oos37o=0.8)

()

【答案】A

1

【解析】由題意知,從A到??朔Σ亮ψ龉?0.8〃吆/?-/""92,從8到C克服摩擦力做功卬2=0.8/咫心

則從圓弧右側(cè)與C等高的位置運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)克服摩擦力做功為嗎=-/nv2,由于從圓弧右側(cè)與C等高的位置

運(yùn)動(dòng)到圓弧最低點(diǎn)的物塊對(duì)圓弧平均正壓力大于從圓弧最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的物塊對(duì)圓弧的平均正壓力,因

此從圓弧右側(cè)與C等高的位置運(yùn)動(dòng)到圓弧最低點(diǎn)克服摩擦力做功大于從圓弧最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)克服摩擦力

1

做功,因此從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到圓弧最低點(diǎn)克服摩擦力做功為:加聲7。故選A。

4

22.(2021屆湖北省七市教科研協(xié)作體高三聯(lián)考)如圖所示,長(zhǎng)直桿固定放置與水平面夾角8=30。,桿上。

點(diǎn)以上部分粗糙,O點(diǎn)以下部分(含。點(diǎn))光滑。輕彈簧穿過(guò)長(zhǎng)桿,下端與擋板相連,彈簧原長(zhǎng)時(shí)上端恰

好在。點(diǎn),質(zhì)量為〃,的帶孔小球穿過(guò)長(zhǎng)桿,與彈簧上端連接。小球與桿粗糙部分的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=也,最

3

大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,現(xiàn)將小球拉到圖示4位置由靜止釋放,一段時(shí)間后觀察到小球振動(dòng)時(shí)彈簧上

端的最低位置始終在b點(diǎn),。點(diǎn)與4、b間距均為/。則下列說(shuō)法正確的是()

A.小球在a點(diǎn)彈簧彈性勢(shì)能最大

B.小球在a點(diǎn)加速度大小是在b點(diǎn)加速度大小的2倍

C.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程小球克服原擦力做功nigl

D.若增加小球質(zhì)量,仍從。位置靜止釋放,則小球最終運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)仍在匕點(diǎn)

【答案】BC

【解析】

A.由于。點(diǎn)與匕間距均為/,所以小球在〃、人兩點(diǎn)的彈性勢(shì)能相等,則A錯(cuò)誤;

C.小球從a運(yùn)動(dòng)到6過(guò)程,由動(dòng)能定理可得mgsin62/一嗎.=0,解得嗎=叫/,所以C正確;

B.小球在a點(diǎn)有mgsin30°+kl—jumgcos30°-max,小球在。點(diǎn)有A7—sin30°—ma2

由于小球最后是在。與〃兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧振動(dòng),則在b點(diǎn)與。點(diǎn)的加速度大小相等,小球在。點(diǎn)有

〃zgsin30°=嗎,a2=a3,聯(lián)立解得小=%="1■,q=g。所以小球在a點(diǎn)加速度大小是在人點(diǎn)加速度大

小的2倍,則B正確;

D.若增加小球質(zhì)量,仍從a位置靜止釋放,則小球最終運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn),由于小球最后是在。與最低點(diǎn)c

兩點(diǎn)間做筒諧振動(dòng),則在c點(diǎn)與O點(diǎn)的加速度大小相等,小球在c點(diǎn)有kl'-mgsin30°=性,解得/'=竽,

K

所以增大小球的質(zhì)量,彈簧在最低點(diǎn)的形變量也會(huì)增大,則最低點(diǎn)位置發(fā)生了改變,所以D錯(cuò)誤;故選BC。

23.(2021屆湖南省永州市高三二模)如圖所示,質(zhì)量均為機(jī)的兩物塊A、B通過(guò)一輕質(zhì)彈簧連接,靜止放

置在光滑水平面上,彈簧開(kāi)始時(shí)處于原長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終處在彈性限度內(nèi)。4=0時(shí)刻在A上施加一個(gè)水

平向左的恒力尸。時(shí)刻彈簧第一次恢復(fù)到原長(zhǎng),止匕時(shí)A、B速度分別為匕和V,。則n到t2時(shí)間內(nèi)()

AWWV<B

A.A、B和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能先增大后減小

B.當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí),兩物塊速度相等

C.當(dāng)A的加速度為零時(shí),B的加速度為£

2m

D.物塊B移動(dòng)的距離為山上口

2F

【答案】BD

【解析】

A.恒力尸做正功,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能一直增大,A錯(cuò)誤;

B.當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí),彈簧最長(zhǎng),兩物塊速度相等,B正確:

C.當(dāng)A的加速度為零時(shí),彈簧的彈力等于F,B的加速度為£,C錯(cuò)誤;

m

11

D.因?yàn)閺椈苫謴?fù)原長(zhǎng),彈簧的彈性勢(shì)能等于零,對(duì)系統(tǒng)根據(jù)功能關(guān)系以=萬(wàn)川片9+萬(wàn)加區(qū)?,

解得+匕),物塊B移動(dòng)的距離為+"),D正確。故選BD。

2F2F

24.(2021屆湖南師范大學(xué)附中高三模擬)如圖所示,OP是固定水平面,。。為固定的豎直立柱,AB是靠

在立柱上、傾角為《的斜面。一小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以大小為%的速度向左經(jīng)過(guò)水平面上的P點(diǎn)后,最高

能沿斜面滑行到斜面上的C點(diǎn);現(xiàn)將斜面沿圖中虛線AB(傾角為。)靠在立柱上,小物塊同樣以速度%向

左經(jīng)過(guò)水平面上的P點(diǎn),已知小物塊與水平面及斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相等且不為零,小物塊通過(guò)水平

面與斜面的交接處時(shí)速度大小不變,。、E為沿虛線4'方放置的斜面上的兩點(diǎn),。與C在同一豎直線上,E

與C在同一水平線上,則小物塊能沿斜面滑行到的最高位置一定在

A.D點(diǎn)、B.D、E兩點(diǎn)之間的某位置

C.E點(diǎn)D.E點(diǎn)上方的某位置

【答案】B

【解析】設(shè)C點(diǎn)到水平面的高度為生,到2點(diǎn)的水平距離為/c,小物塊的質(zhì)量為"?,與水平面及斜面間的

動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃,重力加速度為g,小物塊從產(chǎn)經(jīng)A到C的過(guò)程中,克服重力和摩擦力做的總功

Wc=mghc+PA+jumgACcosa),又Rl+ACcosa=/c,故%=mghc+^mglc,

可見(jiàn),叫與斜面的傾角無(wú)關(guān),與友和/c有關(guān):根據(jù)動(dòng)能定理可知%=5相1-0,

同理可知,小物塊從產(chǎn)經(jīng)A'到D的過(guò)程中,克服用力和摩擦力做的總功%=哂>+"⑹虬,

小物塊從P經(jīng)A到E的過(guò)程中,克服重力和摩擦力做的總功唯=mghE+/jmglE,

根據(jù)題意可知“=%>〃。,4>(=/。,故唯>唯>%;小物塊從P沿傾角為。的斜面滑行道最高

位置的過(guò)程中,克服重力和摩擦力做的總功-定為W=(機(jī)詔-0=%,故小物塊一定能沿斜面滑行道£>、

E兩點(diǎn)之間的某位置,選項(xiàng)B正確,ACD錯(cuò)誤。故選B.

25.(2021屆湖南師范大學(xué)附中高三模擬)如圖所示,豎直平面內(nèi)固定有半徑為R的光滑半圓形軌道,最高

點(diǎn)M、N與圓心0、在同一水平線上,物塊甲、乙質(zhì)量之比為1:3。物塊甲從M處由靜止開(kāi)始無(wú)初速釋放,

滑到最低點(diǎn)P與靜止在P處的物塊乙發(fā)生第一次彈性碰撞,碰撞時(shí)間很短可不計(jì),碰后物塊甲立即反向,

恰能回到軌道上。點(diǎn),物塊甲、乙均可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是()

A.Q尸之間的豎直高度為g

4

B.QP之間的豎直高度為《

C.在以后的運(yùn)動(dòng)中,物塊甲不能回到M點(diǎn)

D.在以后的運(yùn)動(dòng)中,物塊甲能回到歷點(diǎn)

【答案】AD

【解析】

AB.設(shè)QP之間的豎直高度為九

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