資源簡介

第2講　光現象
命題分析　
廣東省近五年中考物理命題分析
考點 2023 2022 2021 2020 2019
光的直線傳播、反射、折射 省題4、15 省題13、15 省題11 省題3 省題10、15
平面鏡成像特點 ___ 省題13 省題21 ___ ___
光的色散 ___ ___ ___ ___ ___
【課程標準】
2．3.3　探究并了解光的反射定律。通過實驗，了解光的折射現象及其特點。
例1　探究并了解光束在平面鏡上反射時，反射角與入射角的關系。
例2　通過光束從空氣射入水(或玻璃)中的實驗，了解光的折射現象及其特點。
2．3.4　探究并了解平面鏡成像時像與物的關系。知道平面鏡成像的特點及應用。
2．3.6　通過實驗，了解白光的組成和不同色光混合的現象。
例　觀察紅、綠、藍三束光照射在白墻上重疊部分的顏色。
4．2.6　探究光的反射定律。
例　用激光筆、平面鏡、光屏及量角器等探究光的反射定律。
4．2.7　探究平面鏡成像的特點。
例　用蠟燭(或其他物品)、平板玻璃、刻度尺、白紙等，探究平面鏡成像時，像的大小、位置、虛實等有什么特點。
考點一　光的直線傳播、反射、折射
一、光的直線傳播
1．光源：自身能發光的物體。
注意：月亮、鉆石、平面鏡等物體，本身不能發光，所以它們不是光源。
2．光的傳播規律：光在同種均勻介質中沿直線傳播。
3．光線：用來表示光傳播的徑跡和方向的帶箭頭的直線，它是一個理想模型，實際上不存在。
4．光速：真空中的光速是宇宙間最快的速度，近似取c＝3×108 m/s。
5．實例：影子(皮影戲、手影游戲)、小孔成像、激光準直、射擊瞄準、站隊看齊、日食、月食等。
口訣巧記：小孔成像影形成，射擊瞄準日月食。
二、光的反射和折射(對比)
對比項 光的反射 光的折射
定義 當光射到物體表面時，被物體表面反射回去的現象 當光從一種介質斜射入另一種介質時，傳播方向發生偏折的現象
圖示 ∠2是反射角 ∠2是折射角
三線共面 反射光線、入射光線與法線都在同一平面內 折射光線、入射光線與法線都在同一平面內
兩線分居 反射光線、入射光線分別位于法線兩側 折射光線、入射光線分別位于法線兩側
兩角關系 反射角等于入射角 光從空氣斜射入水中或其他介質中時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角 當光從空氣垂直射入水中或其他介質中時，傳播方向不變
共同特點 (1)當入射角增大時，反射角(折射角)也增大；當入射角減小時，反射角(折射角)也減小 (2)光路可逆
三、鏡面反射和漫反射(對比)
對比項 鏡面反射 漫反射
反射面 光滑 粗糙
特點 反射面光滑相當于鏡面，平行光會被平行地反射，因此只能在特定方向看到反射光 反射面凹凸不平，平行光會被反射向四面八方，因此能在各個方向看到反射光
光路圖
舉例 黑板、水面和玻璃幕墻有時會“晃”眼睛，車尾燈的反射 從不同方向看到書本、桌椅、電影屏幕
共同點 鏡面反射和漫反射都遵循(選填“遵循”或“不遵循”)光的反射定律
(1)明亮的月亮是光源。(　×　)
(2)只要是在同種介質中，光的傳播路徑就是直的。(　×　)
(3)人眼能看到物體是由于人的眼睛發出的光照在了物體上。(　×　)
(4)漫反射不遵循光的反射定律。(　×　)
(5)在光的折射現象中，折射角總小于入射角。(　×　)
(6)光的反射和折射現象中，反射角與入射角的變化關系與折射角與入射角的變化關系相同。(　√　)
例1　(教材素材)下列光現象：①手影游戲；②海市蜃樓；③激光準直；④池水變“淺”；⑤國家大劇院的倒影；⑥演員對著鏡子畫臉譜， (選填序號)是由于光的直線傳播產生的， (選填序號)是由于光的反射產生的， (選填序號)是由于光的折射產生的。
分析　(1)光在同種均勻介質中沿直線傳播，產生的現象有小孔成像、激光準直、影子的形成、日食和月食等。(2)光傳播到兩種介質的表面上時會發生光的反射現象，例如水面上出現岸上物體的倒影、平面鏡成像、玻璃等光滑物體反光都是由于光的反射產生的。(3)光在同種不均勻介質中傳播或者從一種介質斜射入另一種介質時，就會出現光的折射現象，例如水池底變淺、水中筷子變彎、海市蜃樓等都是由于光的折射產生的。
答案　①③　⑤⑥　②④
例2　(2021·廣東)小明給弟弟變了個魔術，他將裝有一枚硬幣的杯子放在弟弟面前，如圖所示，弟弟在A處看不到硬幣，這是因為光沿 傳播。小明向杯中緩緩注水后，弟弟能看到硬幣了，這是由光的 產生的現象，弟弟看到的是硬幣的 (選填“實”或“虛”)像。
答案　直線　折射　虛
解析　弟弟在A處看不到硬幣，是由于杯的邊緣部分擋住了來自硬幣的光，光進入不到眼睛，所以眼睛看不到硬幣，這說明了光在均勻介質中是沿直線傳播的。當杯中緩緩注水后，來自硬幣的光會從水中斜射入空氣中發生折射，當折射光線進入人眼時，人眼逆著折射光線看去，看到的便是由于光的折射而形成的虛像(虛像的位置比物體的實際位置偏高)。
例3　(2022·廣東)如圖所示，一束光從水中射向水面O點，畫出法線、反射光線和大致的折射光線。
分析　(1)根據入射光線、反射光線和法線在同一平面內，反射光線、入射光線分居法線兩側，反射角等于入射角，畫出反射光線。(2)根據入射光線、折射光線和法線在同一平面內，折射光線、入射光線分居法線兩側，折射角大于入射角，確定折射光線的方向。(3)作光路圖時，要注意實線和虛線，光線要畫箭頭等細節。
答案　
名師點撥　　(1)光的反射和折射作圖類型： ①光的反射規律作圖一般分三類：一是已知入射光線作反射光線；二是已知反射光線作入射光線；三是已知反射光線和入射光線作平面鏡位置。 ②光的折射規律作圖一般分兩類：一是已知入射光線作折射光線；二是已知折射光線作入射光線。 (2)光的反射和折射作圖要點： ①光線要畫成帶箭頭的直線，箭頭指向光傳播的方向。 ②實際光線(入射光線、反射光線和折射光線)用實線表示，不是實際光線的用虛線表示。 ③保留作圖痕跡，標出垂直、線段、角及相應的符號和字母。 ④表示人看到物體時，最終光要射入人的眼睛。
考點二　平面鏡成像的特點
1．平面鏡成像規律：像與物的大小相等，像與物到平面鏡的距離相等，像與物的連線跟鏡面垂直(如圖)。物體在平面鏡里成的像是虛像。
口訣巧記：物像等大、等距、軸對稱、成虛像。
2．平面鏡的應用：既可用來成像(穿衣鏡)，也可用來改變光的傳播方向(潛望鏡)，其原理是光的反射。
3．球面鏡
(1)凸面鏡：如汽車的后視鏡、公路拐彎處的反光鏡，這種面鏡對光有發散作用，可以擴大視野。
(2)凹面鏡：如太陽灶、燈罩，它對光有會聚作用。
4．實像與虛像
實像是來自物體的光會聚而成的，光屏能承接到。虛像是由光的反向延長線相交而成的，光屏不能承接到，人眼逆著出射光的方向能看到。
(1)平面鏡所成的像與人觀察到的平面鏡中的像都是“近大遠小”的。(　×　)
(2)狹窄的商店里在進門的墻壁上掛一面大鏡子，是利用平面鏡成像的特點，形成增大空間的感覺。(　√　)
(3)實像與虛像都能直接被眼睛看到。(　√　)
例4　(2022·廣東)“西塞山前白鷺飛，桃花流水鱖魚肥”([唐]張志和《漁歌子》)。如圖是白鷺在如鏡的水面上飛行的情形。水中的“白鷺”是由光的 形成的 (選填“實”或“虛”)像。若水深3 m，當白鷺距離水面5 m時，它的像距離水面 m。
分析　水中的“白鷺”屬于倒影，所以是由光的反射所形成的虛像；物體到平面鏡的距離和像到平面鏡的距離相等。當白鷺距離水面5 m時，它的像距離水面5 m。
答案　反射　虛　5
例5　(2023·山西)古詩詞是中華文化的瑰寶，“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上頭”描述的畫面如圖甲所示。請在圖乙中畫出光從蜻蜓經水面反射后進入人眼的光路圖，其中A′點表示水中“蜻蜓”的位置。
答案　
解析　A′的位置是蜻蜓通過水面所成的像；根據平面鏡成像特點作出蜻蜓的像的位置，則蜻蜓的像與人眼的連線與水面的交點為反射點(入射點)O，連接AO為入射光線、連接O和眼睛可得反射光線，如答圖所示。
名師點撥　(1)像和物關于鏡面對稱(軸對稱圖形)。像和物上下相同，左右相反(鏡中像的左手是人的右手)，物體遠離或靠近鏡面時，像也要遠離或靠近鏡面相同距離，但像的大小不變。 (2)水中倒影的現象中，物離水面多高，像離水面就是多遠，與水的深度無關。平面鏡成像與平面鏡后面是否有障礙物無關。 (3)作圖技巧提示： ①已知物體位置作物體的像或已知物體的像的位置作物體位置 過物點(或像點)作鏡面的垂線，根據像和物體到平面鏡的距離相等找出像點(或物點)。 ②已知物體和物體的像的位置作平面鏡的位置 根據像和物體到平面鏡的距離相等，且像與物體的連線與平面鏡垂直，連接物點和像點，并找出連線的中點，過中點作物和像連線的垂線作為鏡面，鏡面背面要加陰影。 提醒　：光線、界面和鏡面用實線，鏡面背面要加陰影；法線、虛像和其他輔助線用虛線。
考點三　光的色散
1．光的色散：白光通過棱鏡后被分解成各種顏色的光的現象。
(1)現象：在白屏上就形成一條彩色的光帶，顏色依次是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。
(2)說明：白光是由各種色光混合而成的。
(3)原理：光的折射。
2．色光的三原色：紅、綠、藍。
3．看不見的光
項目 光譜圖中位置 特性及其應用
紅外線 紅光外側 紅外線的主要性能是熱作用強(加熱)；一切物體都能輻射紅外線，溫度越高輻射的紅外線越多。紅外線應用：①診斷病情；②拍攝“熱譜圖”；③紅外線夜視儀；④紅外線遙控器；⑤紅外線烤箱
紫外線 紫光外側 紫外線的主要特性是化學作用強。紫外線應用：①適量照射紫外線有利于骨骼的生長和身體健康；②手術室、病房用紫外燈來滅菌；③紫外線能使熒光物質發光(驗鈔機)
(1)用紅、綠、藍三種色光，可以混合成各種顏色的光，因此紅、綠、藍三種顏色的光被稱為色光的三原色。(　√　)
(2)紅外線有助于人體合成維生素D，紫外線可以使熒光物質發光。(　×　)
例6　我國唐朝的張志和在《玄真子》中記載了著名的“人工虹”實驗：“背日噴乎水，成虹霓之狀”，這是光的 現象，進一步的研究表明，將紅、 、藍三種色光按照不同比例混合，能產生任何一種其他顏色的光。
答案　色散　綠
例7　(2022·廣東)圖甲為部分電磁波的頻率分布示意圖。
(1)由圖甲可知，紫外線 (選填“是”或“不是”)電磁波。它在真空中的傳播速度約為 m/s。
(2)下列實例中，屬于紫外線應用的是 (填字母)。
A．遙控器控制電視 B．體檢時拍X光片
C．醫院殺菌消毒燈 D．“測溫槍”測量體溫
(3)少量的紫外線照射是有益的，過量的紫外線照射會損傷皮膚。紫外線能使熒光物質發光，小明想檢驗某防曬霜對紫外線的阻擋作用，利用圖乙所示的實驗裝置在暗室及一定防護下進行實驗。
步驟一：如圖乙所示，固定好紫外線燈和涂有熒光物質的硬紙板，將一塊大小合適的玻璃板放置在 (選填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)區域，且調整玻璃板與硬紙板平行；
步驟二：打開紫外線燈，熒光物質發光；
步驟三：關閉紫外線燈，熒光物質不發光；
步驟四：按產品的說明書要求在玻璃板上均勻涂滿防曬霜，再次打開紫外線燈，熒光物質有微弱發光。
由此可推斷，該防曬霜 (選填“能”或“不能”)阻擋全部紫外線。
答案　(1)是　3×108　(2)C　(3)Ⅱ　不能
解析　(1)紫外線屬于電磁波；電磁波在真空中的傳播速度是3×108 m/s；
(2)體檢時拍X光片，由圖甲可知，X射線不屬于紫外線，故B錯誤；遙控器和測溫槍是利用紅外線工作的，故A、D錯誤；紫外線化學作用強，可以殺死微生物，醫院殺菌消毒燈是利用紫外線工作的，故C正確。
(3)涂有熒光物質的硬紙板可以用來檢驗有沒有紫外線射到硬紙板上，因此應將玻璃板放在紫外線燈和硬紙板之間，即Ⅱ位置；由步驟二、三可知，沒有紫外線射到硬紙板上時，熒光物質不發光；有紫外線照射到硬紙板上時，熒光物質發光，由步驟四可知，熒光物質有微弱發光，說明有少量的紫外線透過涂有防曬霜的玻璃板射到硬紙板上，因此防曬霜不能阻擋全部紫外線。
考點一　光的直線傳播、反射、折射
1.(2023·廣東)如圖所示，在陽光照射下，廣東省南澳島北回歸線標志塔在地面上形成影子。影子形成的原因是(　　)
A．光沿直線傳播 B．光的反射
C．光的折射 D．光的色散
答案　A
解析　光在同一種均勻介質中是沿直線傳播的，沿直線傳播的光被不透明的物體擋住，物體后面光照不到的黑暗區域，就形成了影子，故A正確。
2．(2023·珠海斗門區二模)下列現象中，屬于光的反射形成的是(　　)
答案　C
解析　透過樹縫的陽光是由光的直線傳播形成的；日食是由光的直線傳播形成的；水中的倒影屬于光的反射現象；光在空氣中沿直線傳播，在小孔后面形成一個清晰的、倒立的實像，故選C。
3.(2023·深圳南山區二模)如圖所示，在水中A處有一條魚，但岸上的人卻看到這條魚在B處，如圖所示，能正確說明產生這一現象原因的光路圖是(　　)
答案　D
解析　岸上的人看到水中的魚，是由于水中的魚反射的光斜射向水面時，發生了偏折，光由水中斜射向空氣時，折射角大于入射角，故D正確。
4.如圖，一束光在空氣和玻璃兩種介質的界面上發生了反射和折射，請判斷： 是入射光線，折射角為 ，玻璃在 (選填“AB面的左方”“AB面的右方”“CD面的上方”或“CD面的下方”)。
答案　EO　60°　AB面的左方
解析　由題圖可知，∠FOC＝30°，∠EOC＝90°－60°＝30°，所以∠FOC＝∠EOC，故CD為法線，入射光線為EO，反射光線為OF，折射光線為OG，入射角等于30°；又因為入射角∠EOC＝30°，折射角∠GOD＝90°－30°＝60°，∠EOC＜∠GOD，由于當光從玻璃中斜射入空氣中時，折射角大于入射角，所以玻璃在AB面的左方。
5.(2023·蘇州)圖中，光線AO自空氣斜射向水面，畫出其反射光線和折射光線的大致位置。
答案　
解析　根據反射現象中，反射角等于入射角，反射光線、入射光線位于法線兩側，作出反射光線；光從空氣中折射入水中，水中的折射角小于空氣中的入射角，折射光線、入射光線位于法線兩側，作出折射光線，如答圖所示。
考點二　平面鏡成像的特點
6．(2023·江門臺山市一模)一女同學從遠處走近一塊直立的穿衣鏡(平面鏡)的過程中，下列說法正確的是(　　)
A．她在鏡中的像是實像 B．她到鏡的距離大于她的像到鏡的距離
C．她在鏡中的像的大小逐漸變大 D．她與鏡中的像的大小相等
答案　D
解析　根據平面鏡成像特點知，她在鏡中的像是虛像，故A錯誤；根據平面鏡成像特點知，她到鏡的距離等于她的像到鏡的距離，故B錯誤；女同學逐漸面鏡的過程中，其大小不變，根據平面鏡成像特點知物像大小相等，故她在鏡中的像的大小不變，故C錯誤、D正確。
7.(2023·河源龍川縣一模)小明做視力檢測，如圖所示，他通過前方的平面鏡觀看自己身后的視力表。小明看到的是平面鏡所成的 (選填“實”或“虛”)像，這個像與小明相距______m，如果小明靠近鏡子，該像將 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
答案　虛　4.2　不變
解析　小明看到的是平面鏡成的虛像；視力表到平面鏡的距離是2.3 m，視力表的像到平面鏡的距離是2.3 m，小明到平面鏡的距離是2.3 m－0.4 m＝1.9 m，鏡中視力表的像到該同學的距離為2.3 m＋1.9 m＝4.2 m；如果小明靠近鏡子，由平面鏡成像特點可知，則鏡中視力表的像的大小將不變。
8.(科學思維)(2023·東莞一模)如圖所示，平面鏡豎直放置在水平面上，鏡前10 cm處豎立一支鉛筆。將鉛筆以速度2 cm/s水平勻速向平面鏡靠近，則鉛筆在平面鏡中所成像的大小______(選填“變大”“變小”或“不變”)，2 s后像與物的距離為 cm；若平面鏡順時針轉到圖中虛線位置，則鉛筆的像與鉛筆的位置關系是 。
答案　不變　12　垂直
解析　由平面鏡成像的特點可知，鉛筆到平面鏡的距離改變時，鉛筆在鏡中的像的大小不變；
將鉛筆以速度2 cm/s水平勻速向平面鏡靠近，2 s內鉛筆通過的距離s＝vt＝2 cm/s×2 s＝4 cm，
則此時鉛筆到平面鏡的距離為10 cm－4 cm＝6 cm，
因像和物體到平面鏡的距離相等，故2 s后像與物的距離為6 cm＋6 cm＝12 cm；
若平面鏡順時針轉到題圖中虛線位置，鉛筆與平面鏡的夾角為45°，根據平面鏡成像的特點，此時平面鏡將鉛筆與像之間的夾角平分，所以鉛筆與它在平面鏡中的像相互垂直。
9.(2023·廣州)如圖，S為光源，畫出：
(1)光線a的反射光線；
(2)S在平面鏡中的像。
答案　
解析　根據平面鏡成像的特點作光源S關于平面鏡的對稱點S′，即點S′是S在平面鏡中的像，連接像點與入射點，作出在平面鏡左下側的延長線，即反射光線，如答圖所示。
考點三　光的色散
10.(教材素材)如圖，讓一束太陽光照射三棱鏡，射出的光照到豎直放置的白屏上，屏上標出的三個區域，①區域是紅光外側，②區域是可見的有色光帶，③區域是紫光外側。研究此現象，以下說法不正確的是(　　)
A．此現象為光的色散現象，表明太陽光是由多種色光混合而成的
B．把熒光物質放在區域③能發光
C．若在白屏與棱鏡之間豎直放一塊紅色玻璃，則白屏上紅光消失，只留下其他顏色的光
D．把白屏換成藍屏，則屏上其他顏色的光帶消失，留下藍色光
答案　C
解析　由于不同顏色的光的波長不同，通過三棱鏡的折射程度不同，所以白光經三棱鏡后，光屏上自上而下出現了紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的色帶，說明太陽光由這七種顏色的光組成，故A正確；③的外側是紫外線，把熒光物質放在區域③能發光，故B正確；透明物體的顏色由物體透過的色光決定的，如果在白屏與棱鏡之間豎直放一塊紅色玻璃，紅色玻璃只能透過紅光，則白屏上其他顏色的光消失，只留下紅色，故C錯誤；不透明物體的顏色由物體反射的色光決定的，如果把白屏換成藍屏，則屏上其他顏色的光帶消失，留下藍色光，故D正確。
11.(科學技術)測溫槍是利用人體向外輻射的 (選填“紅外線”“超聲波”或“紫外線”)進行測溫的。驗鈔機利用驗鈔機發出的 (選填“紅外線”“超聲波”或“紫外線”)進行驗鈔。紅外線在真空中的速度 (選填“大于”“等于”或“小于”)紫外線在真空中的速度。
答案　紅外線　紫外線　等于
解析　測溫槍是利用人體向外輻射的紅外線進行測溫的；驗鈔機利用驗鈔機發出的紫外線進行驗鈔；紅外線在真空中的速度等于紫外線在真空中的速度。
12．(科學思維)表中是光在幾種不同介質中的傳播速度，如圖甲、乙、丙是光在這幾種介質中發生折射的光路圖。
介質 光速/(m·s－1)
真空 3×108
空氣 2.99×108
水 2.25×108
玻璃 2×108
(1)分析表中的數據可以得出的結論是 。(寫出一條即可)
(2)分析表中的數據和甲、乙、丙的光路圖可以得出的結論是
。
(3)由分析的結論可知，光從水中斜射入玻璃中，折射角 (選填“大于”或“小于”)入射角。
答案　(1)光在真空中傳播速度最快　(2)光從一種介質斜射入另一種介質時，哪種介質中的光速大，那么光在這種介質中與法線的夾角就大　(3)小于
解析　(1)由題表中數據可知：光在不同介質中的傳播速度一般不同，光在真空中傳播速度最快。
(2)題圖甲，光從真空斜射入空氣中，折射角小于入射角，且光在真空中的傳播速度大于在空氣中的傳播速度；題圖乙，光從空氣斜射入水中，折射角小于入射角，且光在空氣中的速度大于在水中的傳播速度；題圖丙中，光從玻璃斜射入空氣中，折射角大于入射角，且光在玻璃中的速度小于在空氣中的傳播速度。由此可得：光從一種介質斜射入另一種介質時，光在哪種介質中的傳播速度大，那么光在這種介質中與法線的夾角就大。
(3)由題表中數據可知，光在水中的傳播速度大于在玻璃中的傳播速度，所以，光從水中斜射入玻璃中，折射角小于入射角。
13．(創新實驗)(2023·惠州一模)小明的書桌放在南窗邊，冬日的暖陽斜射在書桌玻璃臺板上，在房間豎直雪白的墻壁上留下一塊規則的光斑。有一次他將一支鉛筆放在玻璃圓鏡正上方約10厘米處，墻上光斑中出現了兩個黑色的陰影，小明在思考：
(1)光斑的形成是因為 ，影子的形成是由于 造成的。
(2)為什么墻上有兩個黑影呢？小明進行了探究，如圖甲和乙所示，當筆放在玻璃圓鏡上時，兩個黑影變為緊挨著。改變鉛筆和玻璃圓鏡的距離。發現兩個黑影對稱著變化移動。于是他認為兩個黑影中一個是鉛筆的影子，另一個是鉛筆通過平面鏡所成的像，請幫助分析他的猜想是否有道理？ (選填“有道理”或“沒有道理”)，理由： 。
(3)為什么一支筆出現了兩個影子呢？小明再次移動鉛筆偏離鏡面的正上方，結果發現影子只剩下一個，如圖丙所示。小明為了搞清楚背后的原理，請教了老師。老師告訴小明：一個影子由鏡子反射的光照射到鉛筆上被鉛筆擋住形成的，一個影子是射向鏡子的太陽光被鉛筆擋住形成的。請你根據老師的解釋嘗試在圖丁中用光學作圖來說明光斑中為什么會出現兩黑影的道理。
答案　(1)光的反射　光的直線傳播　(2)沒有道理　平面鏡成的是虛像，不可能在光屏上呈現　(3)如圖所示
解析　(1)冬日的暖陽斜射在書桌玻璃臺板上，在房間豎直雪白的墻壁上留下一塊規則的光斑，這個光斑是玻璃板反射的光照射在墻壁上形成的，屬于光的反射現象；影子是由光的直線傳播形成的。
(2)兩個黑影都是鉛筆的影子，不可能是鉛筆通過平面鏡所成的像，因為平面鏡成的是虛像，虛像是不能在光屏(白墻)上呈現。
(3)一個影子由鏡子反射的光照射到鉛筆上被鉛筆擋住形成的，一個影子是射向鏡子的太陽光被鉛筆擋住形成的，如答圖所示。

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