9급 국가직 공무원 과학 필기 기출문제복원 (2019-04-06)

9급 국가직 공무원 과학 2019-04-06 필기 기출문제 해설

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9급 국가직 공무원 과학
(2019-04-06 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 생물 다양성을 감소시키는 원인이 아닌 것은?

  1. 환경오염
  2. 생태통로 설치
  3. 불법 포획과 남획
  4. 서식지 파괴와 고립화
(정답률: 71%)
  • 생태통로 설치는 단절된 서식지를 연결하여 야생 동물의 이동을 돕고 유전적 다양성을 높여 생물 다양성을 보존하고 증진시키는 방법입니다.
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2. 그림의 (가)는 동물의 구성 단계를, (나)는 식물의 구성 단계를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 소포체와 골지체는 A에 해당한다.
  2. 호르몬을 분비하는 뇌하수체는 B에 해당한다.
  3. 식물의 표피세포는 C에 해당한다.
  4. 꽃과 열매는 D에 해당한다.
(정답률: 36%)
  • 동물과 식물의 구성 단계 차이를 묻는 문제입니다. (가)에서 A는 조직, B는 기관계이며, (나)에서 C는 조직, D는 기관입니다.
    꽃과 열매는 식물의 생식 기관에 해당하므로 D가 맞습니다.

    오답 노트
    소포체와 골지체: 세포 내 소기관이므로 조직(A)이 아님
    뇌하수체: 내분비 기관이므로 기관계(B)가 아님
    표피세포: 구성 단계의 기본 단위인 세포이므로 조직(C)이 아님
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3. 다음은 세포 내에서 일어나는 화학반응의 일부를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 이화 작용의 대표적인 사례이다.
  2. 엽록체에서 일어나는 광합성이다.
  3. 빛에너지를 화학에너지로 전환하는 반응이다.
  4. 작은 분자들을 큰 분자로 합성하는 반응이다.
(정답률: 50%)
  • 제시된 반응식 은 포도당과 산소가 반응하여 이산화 탄소와 물로 분해되며 에너지를 방출하는 세포 호흡 과정입니다. 이처럼 고분자 물질이 저분자 물질로 분해되며 에너지를 내놓는 반응을 이화 작용이라고 합니다.

    오답 노트
    광합성: 광합성은 이산화 탄소와 물을 이용해 포도당을 합성하는 동화 작용입니다.
    빛에너지를 화학에너지로 전환: 이는 광합성의 특징이며, 세포 호흡은 화학에너지를 ATP 에너지로 전환합니다.
    작은 분자를 큰 분자로 합성: 이는 동화 작용에 대한 설명입니다.
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4. 다음은 여러 가지 질병을 (가)와 (나)로 구분하여 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)와 (나) 질병은 모두 감염성 질병이다.
  2. (가) 질병의 병원체는 스스로 물질대사를 할 수 없다.
  3. (가) 질병은 세균의 감염에 의해 발생하는 질병이다.
  4. (나) 질병에 대한 방어 과정에서 비특이적 면역이 작용한다.
(정답률: 42%)
  • 제시된 표 에서 (가)는 소마마비, 수두, 홍역으로 병원체가 바이러스인 질병들이며, (나)는 탄저병, 파상풍, 폐결핵으로 병원체가 세균인 질병들입니다. 따라서 (가) 질병은 세균이 아닌 바이러스 감염에 의해 발생합니다.

    오답 노트
    모두 감염성 질병이다: 바이러스와 세균 모두 병원체에 의한 감염성 질병이 맞습니다.
    병원체는 스스로 물질대사를 할 수 없다: 바이러스는 세포 구조가 아니므로 스스로 물질대사를 하지 못합니다.
    비특이적 면역이 작용한다: 모든 병원체 침입 시 1차 방어선으로 비특이적 면역이 작동합니다.
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5. 표는 서로 다른 동물 A와 B의 체세포 1개에 들어 있는 염색체 수를, 그림은 세포 (가)와 (나) 각각에 들어 있는 모든 염색체를 나타낸 것이다. (가)와 (나)는 각각 동물 A와 B의 세포 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 돌연변이는 고려하지 않는다)

  1. (가)는 B의 세포이다.
  2. (가)의 감수 1분열 중기에서 세포 1개당 염색 분체 수는 8이다.
  3. (나)의 핵상은 2n이다.
  4. (나)의 체세포 분열 중기에서 세포 1개당 염색체 수는 4이다.
(정답률: 20%)
  • 그림의 (가)는 염색체 수가 4개이며 상동 염색체가 없으므로 핵상이 $n$인 동물 B의 생식세포입니다. 동물 B의 체세포 염색체 수가 8이므로, 감수 1분열 중기에는 8개의 염색체가 2분체 형태로 존재하여 총 염색 분체 수는 $8 \times 2 = 16$이 되어야 합니다.

    오답 노트
    (나)의 핵상은 2n이다: (나)는 염색체 수가 4개이며 상동 염색체가 쌍을 이루고 있으므로 핵상이 $2n$인 동물 A의 체세포입니다.
    (나)의 체세포 분열 중기 염색체 수: 체세포 분열 중기에도 염색체 수는 변하지 않으므로 4개가 맞습니다.
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6. 그림은 p－n－p형 반도체를 접합하여 만든 소자를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 이 소자는 0과 1의 신호를 만드는 디지털 소자로 응용할 수 없다.
  2. 베이스 B와 컬렉터 C 사이에 순방향 전압을 걸어 줄 때 작동하는 소자이다.
  3. 베이스 B의 미세한 신호를 컬렉터 C의 강한 신호로 바꾸는 증폭 작용을 할 수 있다.
  4. p형 반도체에서는 주로 전자가 전류를 흐르게 한다.
(정답률: 34%)
  • 제시된 소자는 p-n-p형 트랜지스터입니다. 트랜지스터는 베이스 B에 흐르는 미세한 전류를 조절하여 컬렉터 C에 큰 전류가 흐르게 함으로써 신호를 증폭하거나, 전류의 흐름을 제어하여 스위치 역할을 수행하는 소자입니다.

    오답 노트
    디지털 소자로 응용할 수 없다: 스위칭 작용을 통해 0과 1의 신호를 만드는 디지털 회로의 핵심 소자로 사용됩니다.
    베이스 B와 컬렉터 C 사이에 순방향 전압: 일반적으로 이미터 E와 베이스 B 사이에 순방향 전압을 걸어 작동시킵니다.
    p형 반도체에서는 주로 전자가 전류를 흐르게 한다: p형 반도체의 주된 전하 운반자는 양공입니다.
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7. 관성력은 물체 사이의 상호작용에 의한 힘이 아니고 관측자가 가속운동을 하기 때문에 느껴지는 겉보기 힘이다. 이에 대한 현상으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 50%)
  • 관성력은 가속 좌표계의 관측자가 느끼는 가상의 힘입니다.
    차가 급정거/급출발할 때 몸이 쏠리는 현상(ㄱ)과 가속 운동하는 엘리베이터 내에서 느껴지는 무게 변화(ㄴ)는 모두 관성력에 의한 현상입니다.

    오답 노트
    ㄷ: 책상 위의 수직 항력은 뉴턴의 제3법칙인 작용-반작용 법칙에 의한 실제 힘이므로 관성력이 아님
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8. 다음은 소리와 전자기파의 특성을 나열한 것이다. ㉠~㉣에 들어갈 말을 옳게 짝 지은 것은?

  1. ㉠－소리
  2. ㉡－고체
  3. ㉢－진동수
  4. ㉣－파장
(정답률: 41%)
  • 파동의 성질과 전자기파의 특성을 묻는 문제입니다.
    소리는 매질이 있어야 전달되는 파동이며, 매질의 밀도가 높을수록(고체 > 액체 > 기체 순) 전달 속도가 빠릅니다.
    따라서 소리의 전달 속도는 액체보다 고체에서 더 빠르므로 ㉡은 고체입니다.

    오답 노트
    ㉠: 진공에서도 전달되는 것은 전자기파임
    ㉢: 소리의 크기가 클수록 진폭이 큼
    ㉣: 자외선은 가시광선보다 파장이 짧음
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9. 그래프는 수평면에 정지해 있는 1kg의 물체에 작용한 힘을 시간에 따라 나타낸 것이다. 0~2초 동안 물체가 마찰이 없는 바닥에서 직선운동을 할 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 물체의 가속도의 크기는 5m/s2이다.
  2. 물체에 작용한 힘이 물체에 한 일은 200J이다.
  3. 1초에서 물체의 속력은 5m/s이다.
  4. 일정한 힘이 작용하였으므로 물체의 운동량의 크기는 일정하다.
(정답률: 15%)
  • 힘-시간 그래프의 면적은 충격량이며, 이는 운동량의 변화량과 같습니다. 또한 일-에너지 정리에 의해 물체가 받은 일은 운동 에너지의 변화량과 같습니다.
    0~2초 동안의 충격량 $I = 10 \times 2 = 20 \text{ N\cdot s}$이며, 나중 속력 $v = \frac{I}{m} = \frac{20}{1} = 20 \text{ m/s}$입니다.
    물체가 한 일 $W = \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} \times 1 \times 20^2 = 200 \text{ J}$입니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{1}{2} m v^2$
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1}{2} \times 1 \times 20^2$
    ③ [최종 결과] $W = 200$
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10. 다음은 중성자(n)가 전자(e-)를 방출하는 베타 붕괴과정을 나타낸 것이다. 이 붕괴과정과 입자 A에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
(정답률: 24%)
  • 중성자($n$)가 전자($e^-$)와 반중성미자($\bar{\nu}_e$)로 붕괴하면 입자 A는 양성자($p$)가 됩니다.
    양성자는 쿼크로 이루어져 있으며, 베타 붕괴는 약한 상호작용(약력)에 의해 일어나는 과정입니다.

    오답 노트
    입자 A는 전하를 띠고 있어 중성미자와 전하가 다릅니다.
    양성자는 전자와 전자기력 및 약력으로 상호작용하며, 강한 상호작용은 쿼크 간의 결합이나 핵자 간에 작용합니다.
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11. 그림은 어느 날 우리나라 주변의 지상 일기도이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 봄과 가을에 주로 나타나는 일기도 유형이다.
  2. A에서의 풍속은 B에서보다 작다.
  3. C에서는 층운형 구름이 발생하고 이슬비가 내린다.
  4. D에서의 풍향은 시간이 지남에 따라 반시계 방향으로 바뀐다.
(정답률: 34%)
  • 일기도의 등압선 간격과 기압 배치를 분석하는 문제입니다.
    풍속은 등압선의 간격이 좁을수록 빠릅니다. A 지점보다 B 지점의 등압선 간격이 훨씬 좁으므로 A에서의 풍속은 B에서보다 작습니다.

    오답 노트
    유형: 고기압과 저기압, 온난 전선과 한랭 전선이 뚜렷한 전형적인 겨울철 일기도 유형입니다.
    C: 한랭 전선 부근으로 적운형 구름이 발달하며 소나기가 내립니다.
    D: 저기압 중심의 반시계 방향 풍향에 따라 시간이 지남에 따라 시계 방향으로 바뀝니다.
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12. 그림은 대기권에서 일어나는 오존의 생성 또는 소멸과 관련 있는 과정을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. ㉠은 이산화황(SO2)이다.
  2. 이 과정에 의해 오존이 생성된다.
  3. 이 과정은 주로 성층권에서 일어난다.
  4. 이 과정이 활발해지면 지표면에 도달하는 자외선의 양은 감소한다.
(정답률: 22%)
  • 제시된 그림은 염소 원자($Cl$)가 촉매로 작용하여 오존($O_{3}$)을 산소 분자($O_{2}$)로 분해하는 오존층 파괴 과정을 나타냅니다.
    이 과정은 주로 성층권의 오존층에서 일어나며, 오존이 파괴되면 지표면에 도달하는 자외선 양이 증가합니다.

    오답 노트
    ㉠: 프레온 가스 등에서 유래한 염소($Cl$) 원자입니다.
    오존 생성: 오존이 소멸되는 과정입니다.
    자외선 양: 오존층이 파괴되므로 자외선 도달량은 증가합니다.
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13. 재생에너지 발전에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 조력 발전은 해류의 흐름을 이용한 발전 방식이다.
  2. 태양광 발전은 발전할 수 있는 시간이 제한된다.
  3. 지열 발전은 온실가스 발생량을 줄이는 장점이 있다.
  4. 풍력 발전의 근원 에너지는 태양 에너지이다.
(정답률: 16%)
  • 재생에너지의 원리와 특징을 묻는 문제입니다.
    조력 발전은 해류의 흐름이 아니라 조석 현상에 의한 밀물과 썰물의 수위 차(조차)를 이용하는 방식이므로 옳지 않습니다.
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14. 표는 판의 경계와 그 경계에서 형성되는 지형을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 수렴형 경계이다.
  2. B는 발산형 경계이다.
  3. C에서는 해양판이 소멸된다.
  4. D에서는 습곡 산맥이 만들어진다.
(정답률: 34%)
  • 판의 경계 유형과 지형적 특징을 분석하는 문제입니다.
    D는 대륙판과 대륙판이 충돌하는 수렴형 경계로, 거대한 습곡 산맥이 형성되므로 정답입니다.

    오답 노트
    A: 동아프리카 열곡대는 발산형 경계입니다.
    B: 페루-칠레 해구는 수렴형 경계입니다.
    C: 해양판과 해양판이 만나는 수렴형 경계에서는 섭입하는 판이 소멸되지만, C는 동아프리카 열곡대와 같은 열에 위치한 발산형 경계입니다.
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15. 표는 세 지점(A, B, C)의 위도를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
(정답률: 28%)
  • 북극성의 고도는 관측자의 위도와 일치하며, 태양의 남중 고도는 위도가 낮을수록 높습니다.
    ㄱ. 위도가 가장 높은 A($50^{\circ}N$)에서 북극성의 고도가 가장 높으므로 옳습니다.
    ㄴ. 위도가 가장 낮은 B($35^{\circ}N$)에서 하짓날 태양의 남중 고도가 가장 높으므로 옳습니다.
    ㄷ. 일주권과 지평선이 이루는 각은 $90^{\circ}$에서 위도를 뺀 값($90^{\circ} - 40^{\circ} = 50^{\circ}$)이므로 틀렸습니다.
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16. 금속 나트륨(Na)과 염화 나트륨(NaCl)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. Na원자가 Cl원자보다 전기 음성도가 크다.
  2. 나트륨 이온(Na+)의 바닥상태에서의 전자 배치는 1s22s22p6이다.
  3. 염화 나트륨은 용융 상태가 고체 상태보다 전기 전도성이 크다.
  4. 동일한 힘을 가할 때 염화 나트륨이 금속 나트륨보다 더 쉽게 부서진다.
(정답률: 39%)
  • 금속 나트륨과 이온 결합 물질인 염화 나트륨의 성질을 비교하는 문제입니다. 전기 음성도는 주기율표의 오른쪽 위로 갈수록 커지므로, $\text{Cl}$ 원자가 $\text{Na}$ 원자보다 전기 음성도가 훨씬 큽니다.

    오답 노트
    전자 배치: $\text{Na}^+$는 전자 10개를 가진 네온($\text{Ne}$)과 동일한 $1\text{s}^2 2\text{s}^2 2\text{p}^6$ 배치를 가짐
    전기 전도성: $\text{NaCl}$은 고체일 때 이온이 이동할 수 없으나, 용융 상태에서는 이온이 자유롭게 이동하여 전도성이 큼
    물성: 금속 $\text{Na}$는 연성이 있어 변형되지만, $\text{NaCl}$은 이온 결정의 층이 밀리면 같은 전하끼리 반발하여 쉽게 부서짐
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17. 다음 화학 반응식에서 산화－환원 반응식만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄷ, ㄹ
(정답률: 32%)
  • 산화-환원 반응은 물질 간에 산소의 이동이나 산화수의 변화가 있어야 합니다.
    ㄱ. $2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$: 수소는 산화, 산소는 환원되는 산화-환원 반응입니다.
    ㄴ. $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3$: 질소는 환원, 수소는 산화되는 산화-환원 반응입니다.

    오답 노트
    ㄷ. $\text{CaCO}_3 \rightarrow \text{CaO} + \text{CO}_2$: 열분해 반응으로 산화수 변화가 없는 비산화-환원 반응입니다.
    ㄹ. $2\text{NaCl} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{HCl}$: 이온 교환 반응(중화 반응의 일종)으로 산화수 변화가 없는 비산화-환원 반응입니다.
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18. 그림은 2주기 비금속 원자 X~Z의 루이스 전자점식을 나타낸 것이다. 보기의 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? (단, X~Z는 임의의 원소 기호이며, 보기의 물질에서 X~Z는 옥텟 규칙을 만족한다)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄷ, ㄹ
(정답률: 30%)
  • 루이스 전자점식을 통해 원소를 파악하는 문제입니다. 원자가 전자 수에 따라 X는 탄소(C), Y는 질소(N), Z는 산소(O)입니다.
    ㄱ. $\text{XZ}_2$는 $\text{CO}_2$이며, 중심 원자에 비공유 전자쌍이 없는 선형 구조가 맞습니다.
    ㄹ. $\text{Z}_2$는 $\text{O}_2$이며, 각 산소 원자에 비공유 전자쌍이 2쌍씩 있어 총 4쌍이 맞습니다.

    오답 노트
    $\text{Y}_2$: $\text{N}_2$는 삼중 결합을 형성하여 공유 전자쌍 수가 3개임
    $\text{XH}_4$: $\text{CH}_4$는 정사면체 구조로 결합각이 $109.5^{\circ}$임
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19. 메테인(CH4)의 완전 연소 반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, H, C, O의 원자량은 각각 1, 12, 16이고, 기체는 아보가드로 법칙을 따르며, 아보가드로수는 NA로 가정한다)

  1. 계수 a와 b는 같다.
  2. ㉠은 무극성 분자이다.
  3. 8g의 CH4가 완전 연소되기 위해서는 32g의 O2가 필요하다.
  4. 1몰의 CH4가 완전 연소될 때 얻어지는 H2O의 분자 수는 NA이다.
(정답률: 27%)
  • 메테인의 완전 연소 반응식을 세워 계수를 맞추는 문제입니다. 반응식은 다음과 같습니다.
    $$\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$$
    반응 계수에 따라 1몰의 $\text{CH}_4$가 연소하면 2몰의 $\text{H}_2\text{O}$가 생성됩니다. 따라서 생성되는 물 분자 수는 $2N_A$가 되어야 하므로 $N_A$라는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    계수 a와 b: 둘 다 2로 동일함
    ㉠($\text{CO}_2$): 대칭 구조의 무극성 분자임
    질량 계산: $\text{CH}_4$ 8g(0.25몰) 연소 시 $\text{O}_2$는 0.5몰이 필요하며, 이는 $0.5 \times 32 = 16\text{g}$이 아니라 32g이 필요하다는 보기는 계산상 오류가 있으나 정답은 명확히 4번입니다.
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20. 다음은 중화 반응 실험 결과이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 열 손실은 없고, 실험 (가)~(다)에 사용한 HCl(aq), KOH(aq)은 같다)

  1. ㉠은 산성이다.
  2. (나)에 KOH(aq) 5mL를 추가로 넣으면 중성 용액이 된다.
  3. 혼합 전 단위 부피당 총 이온 수는 KOH가 HCl의 2배이다.
  4. 반응에서 생성되는 물의 양은 (가)가 (다)보다 많다.
(정답률: 44%)
  • 중화 반응에서 중성 용액이 되는 지점은 산의 $H^{+}$ 몰수와 염기의 $OH^{-}$ 몰수가 같을 때입니다. 실험 (다)에서 $HCl$ 20mL와 $KOH$ 10mL가 반응하여 중성이 되었으므로, $HCl$ 10mL에 대응하는 $KOH$의 양은 5mL입니다. 즉, 동일 부피당 이온 농도는 $KOH$가 $HCl$의 2배입니다.

    오답 노트
    ㉠은 산성이다: (가)에서 $HCl$ 10mL에 대응하는 $KOH$는 5mL인데 15mL를 넣었으므로 염기성입니다.
    (나)에 $KOH$ 5mL 추가: (나)는 $HCl$ 15mL와 $KOH$ 5mL가 섞인 상태이며, 중성이 되려면 $KOH$가 총 7.5mL 필요하므로 2.5mL만 더 넣어야 합니다.
    물의 양은 (가)가 (다)보다 많다: 생성되는 물의 양은 한계 반응물의 양에 결정됩니다. (가)는 $HCl$ 10mL 기준, (다)는 $HCl$ 20mL 기준이므로 (다)에서 더 많은 물이 생성됩니다.
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