2026年高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)一輪復(fù)習(xí)物理(廣西版)-第1節(jié) 分子動(dòng)理論 內(nèi)能_第1頁
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高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第1節(jié)分子動(dòng)理論內(nèi)能第十四章2026內(nèi)容索引0102強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略增素能精準(zhǔn)突破【課程標(biāo)準(zhǔn)】

1.了解分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。通過實(shí)驗(yàn),了解擴(kuò)散現(xiàn)象。觀察并能解釋布朗運(yùn)動(dòng)。2.了解分子運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律,知道分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像的物理意義。3.了解固體的微觀結(jié)構(gòu)。知道晶體和非晶體的特點(diǎn)。能列舉生活中的晶體和非晶體。通過實(shí)例,了解液晶的主要性質(zhì)及其在顯示技術(shù)中的應(yīng)用。4.了解材料科學(xué)的有關(guān)知識(shí)及應(yīng)用,體會(huì)它們的發(fā)展對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的影響。5.觀察液體的表面張力現(xiàn)象。了解表面張力產(chǎn)生的原因。知道毛細(xì)現(xiàn)象。6.通過實(shí)驗(yàn),了解氣體實(shí)驗(yàn)定律,知道理想氣體模型,能用分子動(dòng)理論和統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)解釋氣體壓強(qiáng)和氣體實(shí)驗(yàn)定律。7.知道熱力學(xué)第一定律。通過有關(guān)史實(shí),了解熱力學(xué)第一定律和能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過程,體會(huì)科學(xué)探索中的挫折和失敗對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的意義。8.理解能量守恒定律,能用能量守恒的觀點(diǎn)解釋自然現(xiàn)象。體會(huì)能量守恒定律是最基本、最普遍的自然規(guī)律之一。通過自然界中宏觀過程的方向性,了解熱力學(xué)第二定律【核心素養(yǎng)】

【試題情境】

【考向預(yù)測(cè)】

生活實(shí)踐類高壓鍋、氣壓計(jì)、海浪發(fā)電機(jī)、深海探測(cè)器、噴霧器、火罐、拔罐等學(xué)習(xí)探索類分子動(dòng)理論、固體和液體的性質(zhì)、氣體實(shí)驗(yàn)定律、熱力學(xué)定律、油膜法測(cè)分子直徑實(shí)驗(yàn)、探究等溫情況下一定氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系本章是高考的重點(diǎn)與熱點(diǎn),考查形式多樣,多以選擇題、計(jì)算題為主,考查的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:①分子動(dòng)理論、固體和液體的性質(zhì);②熱力學(xué)定律和氣體狀態(tài)變化的圖像問題;③結(jié)合汽缸模型、U形管模型、直管模型、L形管模型以及生產(chǎn)生活中的器皿,考查氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略一、分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)、阿伏加德羅常數(shù)

6.02×1023小顆粒0引力斥力應(yīng)用提升1.下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說法正確的是(

)A.布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.布朗運(yùn)動(dòng)證明,組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C.一鍋水中撒一點(diǎn)胡椒粉,加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾,這說明溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越激烈D.在顯微鏡下可以觀察到煤油中小?;覊m的布朗運(yùn)動(dòng),這說明煤油分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)答案

D解析

布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮于液體(或氣體)中的固體小顆粒受液體(或氣體)分子碰撞不平衡而表現(xiàn)出來的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),它是液體(或氣體)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn),所以A、B、C均錯(cuò)誤,D正確。2.(多選)已知銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol),銅的密度為ρ(kg/m3),阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol-1)。下列判斷正確的是(

)A.1kg銅所含的原子數(shù)為NACD二、分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律1.氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):氣體分子間距較

,分子力可以忽略,因此可以認(rèn)為氣體分子間除碰撞外不受其他力的作用,故氣體能充滿

2.氣體的壓強(qiáng)(1)產(chǎn)生原因:由于大量分子無規(guī)則地運(yùn)動(dòng)而碰撞器壁,形成對(duì)器壁各處均勻、持續(xù)的作用力。(2)決定因素:氣體分子的

易錯(cuò)辨析

(1)布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。(

)(2)溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈。(

)(3)分子間的引力和斥力都隨分子間距的增大而增大。(

)大整個(gè)空間平均速率數(shù)密度×√×三、內(nèi)能1.分子的動(dòng)能(1)分子動(dòng)能是

所具有的動(dòng)能。

(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值,

是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。

(3)分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的

。

分子熱運(yùn)動(dòng)溫度總和2.分子的勢(shì)能(1)由于分子間存在著引力和斥力,所以分子具有由它們的

決定的能,即分子勢(shì)能。

(2)分子勢(shì)能的影響因素微觀上:分子勢(shì)能的大小是由分子間的相對(duì)位置決定的;宏觀上:分子勢(shì)能與物體的

有關(guān)。

3.物體的內(nèi)能(1)物體的內(nèi)能等于物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)的

與分子

的總和。(2)對(duì)于給定的物體,其內(nèi)能大小與

有關(guān)。

(3)物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運(yùn)動(dòng)速度大小

。

相對(duì)位置體積動(dòng)能勢(shì)能溫度體積無關(guān)易錯(cuò)辨析

(4)溫度升高,所有分子運(yùn)動(dòng)的速率都變大。(

)(5)當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí),分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增大。(

)×√應(yīng)用提升3.圖甲和圖乙中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別描述了某物理量隨分子之間的距離變化的規(guī)律,r0為平衡位置?,F(xiàn)有如下物理量:①分子勢(shì)能,②分子間引力,③分子間斥力,④分子間引力和斥力的合力。則曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對(duì)應(yīng)的物理量分別是(

)A.①③② B.②④③C.④①③ D.①④③D解析

r=r0時(shí),F斥=F引,F合=0;r>r0時(shí),F斥<F引;r<r0時(shí),F斥>F引,故Ⅱ?qū)?yīng)分子間引力和斥力的合力,Ⅲ對(duì)應(yīng)分子間斥力。r<r0時(shí),分子間作用力表現(xiàn)為斥力,r增大,Ep減小;r=r0時(shí),Ep最小;r>r0時(shí),分子間作用力表現(xiàn)為引力,r增大,Ep增大,故Ⅰ對(duì)應(yīng)分子勢(shì)能。故選D。4.(2023海南卷)下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說法正確的是(

)A.分子間距離大于r0時(shí),分子間表現(xiàn)為斥力B.分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離r0處過程中分子勢(shì)能變大C.分子勢(shì)能在r0處最小D.分子間距離在小于r0且減小時(shí),分子勢(shì)能在減小C解析

分子間距離大于r0,分子間表現(xiàn)為引力,A錯(cuò)誤;分子從無限遠(yuǎn)靠近到r0處過程中,引力做正功,分子勢(shì)能減小,在r0處勢(shì)能最小,繼續(xù)減小距離,分子間表現(xiàn)為斥力,分子力做負(fù)功,勢(shì)能增大,C正確,B、D錯(cuò)誤。增素能精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一微觀量的估算[師生共研]1.分子模型

2.宏觀量、微觀量以及它們之間的關(guān)系的理解

【典例突破】典例.科學(xué)家可以運(yùn)用無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示,某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66kg/mol,其分子可視為半徑為3×10-9m的球,已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1。請(qǐng)估算該蛋白的密度。(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)答案

1×103

kg/m3考題點(diǎn)睛

考點(diǎn)考向點(diǎn)睛分子大小微觀量估算規(guī)律:用阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系微觀量與宏觀量分析解決方法:用分子球體模型計(jì)算分子的體積,用

得結(jié)果模型:球體和立方體分子模型易錯(cuò):注意固體、液體和氣體分子間距及分子分布與體積的關(guān)系素養(yǎng)點(diǎn)撥

微觀量估算的三點(diǎn)注意(1)微觀量的估算應(yīng)利用阿伏加德羅常數(shù)的橋梁作用,依據(jù)分子數(shù)N與摩爾數(shù)n之間的關(guān)系N=n·NA,并結(jié)合密度公式進(jìn)行分析計(jì)算。(2)注意建立立方體分子模型或球體分子模型,通常把固體、液體分子模擬為球形或立方體形,氣體分子所占據(jù)的空間可模擬為立方體模型。(3)對(duì)液體、固體物質(zhì)可忽略分子之間的間隙;對(duì)氣體物質(zhì),分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子的大小,氣體的摩爾體積與阿伏加德羅常數(shù)的比值不等于氣體分子的體積,僅表示一個(gè)氣體分子平均占據(jù)的空間大小?!緦?duì)點(diǎn)演練】1.(多選)鉆石是首飾、高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料。設(shè)鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3),摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol),阿伏加德羅常數(shù)為NA。則(

)答案

BD2.(2023廣東廣州質(zhì)檢)已知地球大氣層的厚度遠(yuǎn)小于地球半徑R,空氣平均摩爾質(zhì)量M,阿伏加德羅常數(shù)NA,地面附近大氣壓強(qiáng)p0,重力加速度大小g。由此可以估算地球大氣層空氣分子總數(shù)為(

)A3.若以μ表示水的摩爾質(zhì)量,V表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積,ρ為在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度,NA為阿伏加德羅常數(shù),m、V0分別表示每個(gè)水分子的質(zhì)量和體積,下面四個(gè)關(guān)系式正確的是(

)答案

B

考點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)、分子速率分布[自主探究]1.擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較

現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體分子固體微小顆粒分子區(qū)別是分子的運(yùn)動(dòng),發(fā)生在任何兩種物質(zhì)之間是比分子大得多的顆粒的運(yùn)動(dòng),只能在液體、氣體中發(fā)生是分子的運(yùn)動(dòng),不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)(1)都是無規(guī)則運(yùn)動(dòng);(2)都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映了分子做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)2.氣體的分子動(dòng)理論(1)氣體分子間的作用力:氣體分子之間的距離遠(yuǎn)大于分子直徑,氣體分子之間的作用力十分微弱,可以忽略不計(jì),氣體分子間除碰撞外無相互作用力。(2)氣體分子的速率分布:表現(xiàn)出“中間多,兩頭少”的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。(3)氣體分子的運(yùn)動(dòng)方向:氣體分子的運(yùn)動(dòng)是雜亂無章的,但向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等。(4)氣體分子的運(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系:溫度一定時(shí),某種氣體分子的速率分布是確定的,速率的平均值也是確定的,溫度升高,氣體分子的平均速率增大,但不是每個(gè)分子的速率都增大?!緦?duì)點(diǎn)演練】4.把墨汁用水稀釋后取出一滴放在高倍顯微鏡下觀察,可以看到懸浮在液體中的小炭粒在不同時(shí)刻的位置,每隔一定時(shí)間把炭粒的位置記錄下來,最后按時(shí)間先后順序把這些點(diǎn)進(jìn)行連線,得到如圖所示的圖像,對(duì)于這一現(xiàn)象,下列說法正確的是(

)A.炭粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),說明碳分子運(yùn)動(dòng)也是無規(guī)則的B.越小的炭粒,受到撞擊的分子越少,作用力越小,炭粒的不平衡性表現(xiàn)得越不明顯C.觀察炭粒運(yùn)動(dòng)時(shí),可能有水分子擴(kuò)散到載物片的玻璃中D.將水的溫度降至零攝氏度,炭粒會(huì)停止運(yùn)動(dòng)C解析

題圖中的折線是每隔一定的時(shí)間炭粒的位置的連線,是由于水分子撞擊做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而形成的,說明水分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),不能說明碳分子運(yùn)動(dòng)也是無規(guī)則的,A錯(cuò)誤。炭粒越小,在某一瞬間跟它相撞的水分子數(shù)越少,撞擊作用的不平衡性表現(xiàn)得越明顯,B錯(cuò)誤。擴(kuò)散可發(fā)生在液體和固體之間,故觀察炭粒運(yùn)動(dòng)時(shí),可能有水分子擴(kuò)散到載物片的玻璃中,C正確。將水的溫度降低至零攝氏度,炭粒的運(yùn)動(dòng)會(huì)變慢,但不會(huì)停止,D錯(cuò)誤。5.下列是關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象的四幅圖片,關(guān)于這些圖片的說法錯(cuò)誤的是(

)A.圖甲中連接小顆粒位置的折線不代表小顆粒的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況B.圖乙中墨汁和水彼此進(jìn)入對(duì)方,溫度越高擴(kuò)散越快,說明擴(kuò)散快慢與溫度有關(guān)C.圖丙中液溴變成溴蒸氣,說明擴(kuò)散現(xiàn)象只能在同種物質(zhì)的不同狀態(tài)之間發(fā)生D.圖丁說明擴(kuò)散現(xiàn)象能在固體之間發(fā)生C解析

布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中記錄的小顆粒每經(jīng)過一定時(shí)間的位置,則實(shí)驗(yàn)中記錄的折線表示的是小顆粒各時(shí)刻位置的連線,并不是其運(yùn)動(dòng)軌跡,故A正確。題圖乙中墨汁和水彼此進(jìn)入對(duì)方,溫度越高擴(kuò)散越快,說明擴(kuò)散快慢與溫度有關(guān),故B正確。不同物質(zhì)之間,由于分子的熱運(yùn)動(dòng),總會(huì)存在著擴(kuò)散現(xiàn)象,只是快慢不同(受溫度、物體形態(tài)等因素影響),相互接觸的兩種物質(zhì),在氣體、液體和固體中都能發(fā)生,故C錯(cuò)誤。題圖丁說明擴(kuò)散現(xiàn)象能在固體之間發(fā)生,故D正確。6.下圖是氧氣分子在0℃和100℃兩種不同溫度下的速率分布情景圖像,則下列說法正確的是(

)A.圖線①是氧氣分子在100℃時(shí)的速率分布情景圖線B.兩種溫度下,氧氣分子的速率分布都呈現(xiàn)“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律C.隨著溫度的升高,每一個(gè)氧氣分子的速率都增大D.100℃的氧氣,速率大的分子比例較少,其分子的平均速率比0℃的小答案

B

解析

由題圖可知,②中速率大的分子占據(jù)的比例較大,則說明②對(duì)應(yīng)的平均動(dòng)能較大,故②對(duì)應(yīng)的溫度較高,所以①是氧氣分子在0

℃下的速率分布情景圖線,故A錯(cuò)誤;兩種溫度下,都是中等速率的分子數(shù)所占的比例大,呈現(xiàn)“中間多,兩頭少”的分布規(guī)律,故B正確;隨著溫度的升高,氧氣分子的平均速率增大,但不是每一個(gè)分子的速率都增大,故C錯(cuò)誤;隨著溫度的升高,速率大的氧氣分子所占的比例增大,從而使氧氣分子的平均速率增大,比0

℃的要大,故D錯(cuò)誤。7.下面的表格是某地區(qū)1~6月份的氣溫與氣壓對(duì)照表:根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,該地區(qū)從1月份到6月份(

)A.空氣分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度呈減小的趨勢(shì)B.6月的任何一個(gè)空氣分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率一定比它在1月時(shí)速率大C.單位時(shí)間對(duì)單位面積的地面撞擊的空氣分子數(shù)呈減少的趨勢(shì)D.單位時(shí)間內(nèi)地面上單位面積所受空氣分子碰撞的總沖量呈增加的趨勢(shì)月份123456平均氣溫/℃1.43.910.719.626.730.2平均大氣壓/(105

Pa)1.0211.0191.0141.0081.0030.9984答案

C解析

溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,溫度越高,分子的平均動(dòng)能越大,分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,從1月到6月,溫度逐漸升高,空氣分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度呈增大的趨勢(shì),故A錯(cuò)誤;6月溫度最高,分子平均動(dòng)能最大,但分子平均動(dòng)能是對(duì)大量分子的一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)于具體的某一個(gè)分子并不適用,所以不能說明6月的任何一個(gè)空氣分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速率一定比它在1月時(shí)速率大,故B錯(cuò)誤;根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀意義,氣體壓強(qiáng)和單位時(shí)間對(duì)單位面積地面撞擊次數(shù)、氣體的分子平均動(dòng)能有關(guān);溫度升高,即氣體的分子平均動(dòng)能增大,而壓強(qiáng)p減小,說明單位時(shí)間對(duì)單位面積地面撞擊次數(shù)減小,所以單位時(shí)間對(duì)單位面積的地面撞擊的空氣分子數(shù)呈減少的趨勢(shì),故C正確;根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀意義,氣體壓強(qiáng)大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)地面上單位面積所受氣體分子碰撞的總沖量大小,大氣壓強(qiáng)呈減小的趨勢(shì),單位時(shí)間內(nèi)地面上單位面積所受氣體分子碰撞的總沖量也呈減少的趨勢(shì),故D錯(cuò)誤。考點(diǎn)三分子力、分子勢(shì)能及物體的內(nèi)能[自主探究]1.分子力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖像項(xiàng)

目分子間的相互作用力F分子勢(shì)能Ep與分子間距的關(guān)系圖像項(xiàng)

目分子間的相互作用力F分子勢(shì)能Ep隨分子間距的變化情況r<r0F引和F斥都隨距離的增大而減小,隨距離的減小而增大,F引<F斥,F表現(xiàn)為斥力r增大,斥力做正功,分子勢(shì)能減少r減小,斥力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加r>r0F引和F斥都隨距離的增大而減小,隨距離的減小而增大,F引>F斥,F表現(xiàn)為引力r增大,引力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加r減小,引力做正功,分子勢(shì)能減少r=r0F引=F斥,F=0分子勢(shì)能最小,但不為零r>10r0(10-9

m)F引和F斥都已十分微弱,可以認(rèn)為分子間沒有相互作用力分子勢(shì)能為零2.物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較

項(xiàng)目內(nèi)

能機(jī)

能定義物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和物體的動(dòng)能及重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和決定由物體內(nèi)部分子微觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定,與物體整體運(yùn)動(dòng)情況無關(guān)與物體宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能面選取有關(guān),和物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)情況無關(guān)量值任何物體都具有內(nèi)能,恒不為零可以為零測(cè)量無法測(cè)量。其變化量可由做功和熱傳遞來量度可以測(cè)量轉(zhuǎn)化在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化【對(duì)點(diǎn)演練】8.下圖是分子間作用力和分子間距離的關(guān)系圖像,下列關(guān)于該圖像的說法正確的是(

)A.曲線a是分子間引力和分子間距離的關(guān)系曲線B.曲線b是分子間作用力的合力和分子間距離的關(guān)系曲線C.曲線c是分子間斥力和分子間距離的關(guān)系曲線D.當(dāng)分子間距離r>r0時(shí),曲線b對(duì)應(yīng)的力先減小后增大B解析

在F-r圖像中,隨著分子間距離的增大,斥力比引力變化得快,所以a為斥力曲線,c為引力曲線,b為合力曲線,故A、C錯(cuò)誤,B正確。當(dāng)分子間距離r>r0時(shí),曲線b對(duì)應(yīng)的力即合力先增大后減小,故D錯(cuò)誤。9.(2023廣東廣州月考)在“天宮課堂”中,航天員將擠有水球的兩塊板慢慢靠近,直到兩個(gè)水球融合在一起,再把兩板慢慢拉開,水在兩塊板間形成了一座“水橋”?!八畼颉北砻媾c空氣接觸的薄層叫表面層,已知分子間作用力F和分子間距r的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(

)A.能總體反映該表面層的水分子之間相互作用的是圖中的B位置B.“水橋”表面層水分

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