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黑洞的第二宇宙速度極大答案解析

科目：gzwl 來源： 題型：

（2009?天津）2008年12月，天文學(xué)家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系．研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長軸為9.50×102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．觀測得到S2星的運(yùn)行周期為15.2年．
（1）若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r=9.50×102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽質(zhì)量Ms的多少倍（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；
（2）黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛．由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢能為Ep=-G
MmR
（設(shè)粒子在離黑洞無限遠(yuǎn)處的勢能為零），式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑．已知引力常量G=6.7×10-11N?m2/kg2，光速c=3.0×108m/s，太陽質(zhì)量Ms=2.0×1030kg，太陽半徑Rs=7.0×108m，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，利用上問結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*的半徑RA與太陽半徑Rg之比應(yīng)小于多少（結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)）．

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科目：gzwl 來源： 題型：

（20分）2008年12月，天文學(xué)家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長軸為9.50102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。觀測得到S2星的運(yùn)行周期為15.2年。

(1)     若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r=9.50102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽質(zhì)量Ms的多少倍(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)；

(2)     黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛。由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢能為Ep=-G(設(shè)粒子在離黑洞無限遠(yuǎn)處的勢能為零)，式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑。已知引力常量G=6.710-11N?m2/kg2，光速c=3.0108m/s，太陽質(zhì)量Ms=2.01030kg，太陽半徑Rs=7.0108m，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，利用上問結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*的半徑RA與太陽半徑之比應(yīng)小于多少（結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)）。

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科目：gzwl 來源： 題型：

2008年12月，天文學(xué)家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長軸為9.50102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。觀測得到S2星的運(yùn)行周期為15.2年。

（1）若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r=9.50102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽質(zhì)量Ms的多少倍（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；

（2）黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛。由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢能為Ep=－G（設(shè)粒子在離黑洞無限遠(yuǎn)處的勢能為零），式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑。已知引力常量G=6.710－11N·m2/kg2，光速c=3.0108m/s，太陽質(zhì)量Ms=2.01030kg，太陽半徑Rs=7.0108m，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，利用上問結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*的半徑RA與太陽半徑之比應(yīng)小于多少（結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)）。

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科目：gzwl 來源： 題型：

2008年12月，天文學(xué)家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長軸為9.50×102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。觀測得到S2星的運(yùn)行周期為15.2年。

（1）若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r=9.50×102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽質(zhì)量MS的多少倍（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；

（2）黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛。由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有的勢能為（設(shè)粒子在離黑洞無限遠(yuǎn)處的勢能為零），式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑。已知引力常量G=6.7×10-11N·m2/kg2，光速c=3.0×108 m/s，太陽質(zhì)量MS=2.0×1030kg，太陽半徑RS=7.0×108 m，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，利用上問結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*的半徑RA與太陽半徑RS之比應(yīng)小于多少（結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)）。

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科目：gzwl 來源：天津 題型：問答題

2008年12月，天文學(xué)家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系．研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長軸為9.50×102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．觀測得到S2星的運(yùn)行周期為15.2年．
（1）若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r=9.50×102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽質(zhì)量Ms的多少倍（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；
（2）黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛．由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢能為Ep=-G
Mm
R
（設(shè)粒子在離黑洞無限遠(yuǎn)處的勢能為零），式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑．已知引力常量G=6.7×10-11N?m2/kg2，光速c=3.0×108m/s，太陽質(zhì)量Ms=2.0×1030kg，太陽半徑Rs=7.0×108m，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，利用上問結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*的半徑RA與太陽半徑Rg之比應(yīng)小于多少（結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)）．

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科目：gzwl 來源：專項(xiàng)題 題型：計(jì)算題

2008年12月，天文學(xué)家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長軸為9.50×102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。觀測得到S2星的運(yùn)行周期為15.2年。
（1）若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r=9.50×102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽質(zhì)量Ms的多少倍（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；
（2）黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛。由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢能為Ep=-G（設(shè)粒子在離黑洞無限遠(yuǎn)處的勢能為零），式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑。已知引力常量G=6.7×10-11N·m2/kg2，光速c=3.0×108m/s，太陽質(zhì)量Ms=2.0×1030kg，太陽半徑Rs=7.0×108m，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，利用上問結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*的半徑RA與太陽半徑Rg之比應(yīng)小于多少（結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)）。

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科目：gzwl 來源：2009年天津市高考物理試卷（解析版） 題型：解答題

2008年12月，天文學(xué)家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系．研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長軸為9.50×102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．觀測得到S2星的運(yùn)行周期為15.2年．
（1）若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r=9.50×102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽質(zhì)量Ms的多少倍（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；
（2）黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛．由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢能為Ep=-G（設(shè)粒子在離黑洞無限遠(yuǎn)處的勢能為零），式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑．已知引力常量G=6.7×10-11N?m2/kg2，光速c=3.0×108m/s，太陽質(zhì)量Ms=2.0×1030kg，太陽半徑Rs=7.0×108m，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，利用上問結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*的半徑RA與太陽半徑Rg之比應(yīng)小于多少（結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)）．

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科目：gzwl 來源：高考二輪復(fù)習(xí)物理(2)力與物體的曲線運(yùn)動(dòng) 題型：038

2008年12月，天文學(xué)家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系．研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長軸為9.50×102天文單位(地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位)，人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上．觀測得到S2星的運(yùn)行周期為15.2年．

(1)若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r＝9.50×102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽質(zhì)量Ms的多少倍(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)；

(2)黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛．由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢能為Ep＝－G(設(shè)粒子在離黑洞無限遠(yuǎn)處的勢能為零)，式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑．已知引力常量G＝6.7×10－11 N·m2/kg2，光速c＝3.0×108 m/s，太陽質(zhì)量Ms＝2.0×1030 kg，太陽半徑Rs＝7.0×108 m，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，利用上問結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*的半徑RA與太陽半徑Rg之比應(yīng)小于多少(結(jié)果按四舍五入保留整數(shù))．

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科目：gzwl 來源：天津高考真題 題型：計(jì)算題

2008年12月，天文學(xué)家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A*”的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，有一星體S2繞人馬座A*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長軸為9.50×102天文單位（地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位），人馬座A*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。觀測得到S2星的運(yùn)行周期為15.2年。
（1）若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑r=9.50×102天文單位的圓軌道，試估算人馬座A*的質(zhì)量MA是太陽質(zhì)量Ms的多少倍（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；
（2）黑洞的第二宇宙速度極大，處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動(dòng)，其具有的動(dòng)能也不足以克服黑洞對(duì)它的引力束縛。由于引力的作用，黑洞表面處質(zhì)量為m的粒子具有勢能為Ep=-G（設(shè)粒子在離黑洞無限遠(yuǎn)處的勢能為零），式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑。已知引力常量G=6.7×10-11N·m2/kg2，光速c=3.0×108m/s，太陽質(zhì)量Ms=2.0×1030kg，太陽半徑Rs=7.0×108m，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，利用上問結(jié)果，在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A*的半徑RA與太陽半徑Rg之比應(yīng)小于多少（結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)）。

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科目：gzwl 來源： 題型：

（2012?廣東模擬）星球的第二宇宙速度υ2與第一宇宙速度υ1的關(guān)系是υ2=aυ1．已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面的重力加速度g的b倍．不計(jì)其它星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為（　?。?/div>

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科目：gzwl 來源： 題型：

使物體脫離行星的引力束縛，不再繞該行星運(yùn)行，從行星表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度，行星的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2=
2
v1．已知某行星的半徑為地球半徑的三倍，即r=3R，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度的
1
6
．不計(jì)其他行星的影響，已知地球的第一宇宙速度為8km/s，則該行星的第二宇宙速度為（　?。?/div>
A、8km/s
B、4km/s
C、8
2
km/s
D、4
2
km/s

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科目：gzwl 來源： 題型：

（2011?朝陽區(qū)二模）使物體脫離星球的引力束縛，不再繞星球運(yùn)行，從星球表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2=
2
v1．已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的
1
6
．不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為（　　）

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科目：gzwl 來源： 題型：

星球上的物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為該星球的第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系式v2=
2
v1．已知地球的質(zhì)量為M，地球的半徑為R，星球的半徑為r，該星球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的
1
6
，引力常量為G，不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為（　?。?/div>
A、
1
r
GMR
3
B、
1
R
GMr
6
C、
1
R
GMr
3
D、
1
R
2GMr
3

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科目：gzwl 來源： 題型：

我國首枚探月衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”在繞地球軌道上第三次近地點(diǎn)加速變軌后飛向月球，在到達(dá)月球附近時(shí)必須經(jīng)剎車減速才能被月球俘獲而成為月球衛(wèi)星，關(guān)于“嫦娥一號(hào)”的下列說法正確的是（　?。?/div>

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科目：gzwl 來源： 題型：

“嫦娥一號(hào)”的姐妹星“嫦娥二號(hào)”，于2010年10月1日18時(shí)59分57秒在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，并獲得了圓滿成功．在奔月的天路上飛馳112個(gè)小時(shí)后，于10月6號(hào)上午“嫦娥二號(hào)”在近月點(diǎn)100公里處踩下剎車，成功實(shí)施第一次近月制動(dòng)．這標(biāo)志著“嫦娥二號(hào)”由地月轉(zhuǎn)移軌道進(jìn)入周期約12小時(shí)的環(huán)月軌道，從追月者到繞月者，變成了月球的衛(wèi)星，關(guān)于“嫦娥二號(hào)”的下列說法中正確的是?（　?。?/div>
A、最后一次在近地點(diǎn)加速后的衛(wèi)星的速度必須等于或大于第二宇宙速度?B、衛(wèi)星在到達(dá)月球附近時(shí)需剎車減速是因?yàn)樾l(wèi)星到達(dá)月球時(shí)的速度大于月球衛(wèi)星的第一宇宙速度?C、衛(wèi)星在到達(dá)月球附近時(shí)需剎車減速是因?yàn)樾l(wèi)星到達(dá)月球時(shí)的速度大于月球衛(wèi)星的第二宇宙速度?D、若繞月衛(wèi)星要返回地球，則其速度必須加速到大于或等于月球衛(wèi)星的第三宇宙速度

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科目：gzwl 來源： 題型：

星球上的物體脫離星球引力束縛所需的最小速度稱為第二宇宙速度．星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2=
2
v1．已知某星球密度與地球相同，半徑只有地球半徑的
1
2
，則該星球的第二宇宙速度為
5.6km/s
5.6km/s
．（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：gzwl 來源： 題型：

使物體脫離行星的引力束縛，不再繞該行星運(yùn)行，從行星表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度，行星的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度 v1的關(guān)系是v2=
2
v1．已知某行星的半徑為地球半徑的三倍，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度的1/6，不計(jì)其它行星的影響和地球自轉(zhuǎn)對(duì)其表面重力加速度的影響．已知地球的第一宇宙速度為8km/s，則該行星的第二宇宙速度為（　?。?/div>
A、4 km/s
B、8 km/s
C、4
2
km/s
D、8
2
km/s

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科目：gzwl 來源： 題型：

物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為第二宇宙速度，第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2=
2
v1．已知某星球半徑是地球半徑R的
1
3
，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的
1
6
，不計(jì)其它星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為（　?。?/div>

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科目：gzwl 來源： 題型：

星球上的物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為該星球的第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2=
2
v1．已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的
1
6
，不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為（　?。?/div>
A、
gr
B、
1
6
gr
C、
1
3
gr
D、
1
3
gr

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科目：gzwl 來源： 題型：

（2012?石家莊一模）美國國家科學(xué)基金會(huì)2010年9月29日宣布，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆迄今為止與地球最類似的行星，該行星繞太陽系外的紅矮星Gliese581做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．這顆行星距離地球約20光年，公轉(zhuǎn)周期約為37天，它的半徑大約是地球的1.9倍，表面重力加速度與地球相近．下列說法正確的是（　?。?/div>

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