内容正文:
江西省定南中学2024—2025学年第二学期开学考
高二年级物理试题
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中。第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下面是某同学对一些概念及公式的理解,其中正确的是( )
A. 根据公式可知,金属电阻率与导体的电阻成正比
B. 根据公式可知,该公式只能求纯电阻电路的电流做功
C. 根据公式可知,电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
D. 根据公式可知,电容与电容器所带电荷成正比,与两极板间的电压成反比
【答案】C
【解析】
【详解】A.电阻率是由导体本身的性质决定的,其大小与电阻无关,选项A错误;
B.公式适用于纯电阻电路和非纯电阻电路中的电流所做功,选项B错误;
C.根据公式可知,电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多,选项C正确;
D.电容的公式采用的是比值定义法,电容大小与电量和电压无关,选项D错误。
故选C。
2. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A. 增加了司机单位面积的受力大小
B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
【答案】D
【解析】
【详解】A.因安全气囊充气后,受力面积增大,故减小了司机单位面积的受力大小,故A错误;
B.有无安全气囊司机初动量和末动量均相同,所以动量的改变量也相同,故B错误;
C.因有安全气囊的存在,司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能,不能全部转化成汽车的动能,故C错误;
D.因为安全气囊充气后面积增大,司机的受力面积也增大,在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间,故D正确。
故选D。
3. 在真空中一个点电荷Q的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m(如图甲)。在A、B两点分别放置带负电、正电的试探电荷,试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,其受到的静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度大小为2.5N/C
B. 点电荷Q是正电荷,放在AB之间
C. 点电荷Q是负电荷,放在A的左侧
D. 点电荷Q是负电荷,放在AB之间
【答案】B
【解析】
【详解】A.图像斜率代表场强,由图可知A点电场强度大小为
A错误;
BCD.负试探电荷在A点受电场力指向x轴正方向,正试探电荷在B点受电场力也指向x轴正方向,则可知点电荷是正电荷,放在AB之间,B正确,CD错误。
故选B。
4. 图甲、乙都是测灯泡电阻R的电路图,下列说法错误的是( )
A. 在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表外接法,图乙的接法叫电流表内接法
B. 图甲中R测>R真,图乙中R测<R真
C. 图甲中误差由电压表分流引起,此法测较小电阻好
D. 图乙中误差由电流表分压引起,此法测较大电阻好
【答案】B
【解析】
【详解】A.在测灯泡电阻R时,题图甲的接法叫电流表外接法,题图乙的接法叫电流表内接法,故A正确;
BCD.图甲中由于电压表的分流导致电流的测量值偏大,由R=可知,R测<R真,待测电阻阻值越小,电压表分流越小,误差越小,因此这种接法适合测小电阻;图乙中由于电流表的分压,导致电压的测量值偏大,由R=得R测>R真,待测电阻阻值越大,电流表的分压越小,误差越小,因此这种接法适用于测大电阻,故B错误,CD正确。
故选B。
5. 手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波,P、Q为绳上的两点。t=0时O点由平衡位置出发开始振动,至t1时刻恰好完成两次全振动,绳上OQ间形成如图所示的波形(Q点之后未画出),则( )
A. t1时刻之前Q点始终静止 B. t1时刻P点运动方向向上
C. t1时刻P点刚好完成一次全振动 D. t=0时O点运动方向向上
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为至t1时刻O点已完成两次全振动,从图可知,此时Q点已经开始振动,故选项A错误;
B.由于运动方向是从O到Q,因此P点的运动方向向下,故选项B错误;
C.因为P点处在两个振动周期的中间点,因此t1时刻P点刚好完成一次全振动,故选项C正确;
D.根据图像可知,t=0时O点运动方向向下,故选项D错误。
故选C。
6. 如图所示,摆球质量相同的四个摆的摆长分别为Ll=2m,L2=1.5m,L3=lm,L4=0.5m,悬于同一根绷紧的横线上,用一周期为2s的驱动力作用在横线上,使它们做受迫振动,稳定时
A. 摆1周期最长
B. 摆2的振幅最大
C. 摆3的振幅最大
D. 四个摆的周期不同,但振幅相等
【答案】C
【解析】
【详解】根据单摆的周期公式可知,将四个单摆的摆长代入公式,分别求得它们的周期是
、、、
由于四个摆的摆长不同,所以四个摆的固有周期不同,但四个摆振动起来后,策动力使得摆做受迫振动,振动的周期都等于2s。所以各摆振动的振动周期都相等;由于摆3的固有周期与策动力的周期相等,故摆3发生共振,振幅最大,而摆1的振幅较小。
故选C。
7. 如图(甲)所示,在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定,物体A以速度v0向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为x。现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B,如图(乙)所示,物体A以2v0的速度向右压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量仍为x,则( )
A. A物体的质量为2m
B. A物体的质量为4m
C. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
D. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
【答案】D
【解析】
【详解】当弹簧固定时,当弹簧压缩量最大时,弹性势能最大,物体A的动能转化为弹簧的弹性势能,根据系统的机械能守恒得弹簧被压缩过程中最大的弹性势能等于A的初动能,设A的质量为,即有
当弹簧一端连接另一质量为的物体B时,A与弹簧相互作用的过程中B将向右运动,A、B速度相等时,弹簧的弹性势能最大,选取A的初速度的方向为正方向,由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
联立得
故A、B、C错误,D正确。
故选D。
8. 如图,ab、cd是固定在水平面上的金属导轨,ac端连接电阻R,导轨间存在竖直向下、有理想边界的匀强磁场,金属棒MN紧贴导轨放置在磁场的右边界上。下列情况中,一定能够产生感应电流的是( )
A. 金属棒MN向右运动的过程中
B. 金属棒MN向左运动过程中
C. 金属棒MN向左运动,同时使磁场磁感应强度均匀增加
D. 金属棒MN向右运动,同时使磁场的磁感应强度均匀减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由于金属棒MN紧贴导轨放置在磁场的右边界上,则金属棒MN向右运动的过程中没有磁通量的变化,所以不能产生感应电流,故A错误;
B.金属棒MN向左运动的过程中磁通量减小,所以能产生感应电流,故B正确;
C.金属棒MN向左运动,同时使磁场的磁感应强度均匀增加,可能会使穿过该回路的磁通量保持不变,所以不一定能产生感应电流,故C错误;
D.金属棒MN向右运动,同时使磁场的磁感应强度均匀减小则穿过回路的磁通量一定减小,所以一定会产生感应电流,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联在电源上,电源电动势E=30V,内阻r=1Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U=10V,已知电动机线圈的电阻RM=1Ω,则下列说法正确的是( )
A. 通过电动机的电流为10A B. 电动机的输入功率为20W
C. 电动机的发热功率为1W D. 电源的输出功率为56W
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据闭合电路欧姆定律有
得
故A错误;
B.电动机的输入功率
故B正确;
C.电动机的发热功率
故C错误;
D.电源的输出功率
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,半径为R的圆所在平面与某一匀强电场平行,A、B、C、E为圆周上四个点,E为BC圆弧的中点,AB//OE,O为圆心,D为AB中点, 。粒子源从C点沿不同方向发出速率均为的带正电的粒子,已知粒子的质量为m、电量为q(不计重力和粒子之间的相互作用力)。若沿CA方向入射的粒子恰以的速度垂直AB方向过D点。则以下说法正确的是( )
A. AD间和OC间的电势差关系为:UAD=UOC
B. 沿垂直BC方向入射的粒子可能经过A点
C. 在圆周上各点中,从E点离开的粒子速率最大
D. 若,则匀强电场的场强为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.因为沿CA方向入射的粒子恰垂直AB方向以的速度过D点,可知粒子沿平行于BC方向的速度不变,垂直于BC方向的速度减小到零,可知粒子受电场力方向平行于BA向下,则场强方向平行于BA向下,因OD和BC连线垂直于电场线,可知BC和OD均为等势面,则UAD=UOC,选项A正确;
B.电场方向垂直BC向下,则沿垂直BC方向入射的粒子不可能经过A点,选项B错误;
C.在圆周上各点中,从E点离开的粒子电场力做正功且做功最大,则从E点离开的粒子的速率最大,选项C正确;
D.若∠ACB=60°,则由类平抛运动的规律可知
联立解得
选项D错误。
故选AC。
二、实验题:本题共2小题,11题4分,12题14分,每空2分,共18分。
11. 用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒,现有质量相等的a、b两个小球用等长的不可伸长的细线悬挂起来,b球静止,拉起a球由静止释放,在最低点a、b两球发生正碰,碰后a球速度为零,完成以下问题:
(1)实验中必须测量的物理量有:______________________
A.a、b球的质量m
B.细线的长度L
C.释放时a球偏离竖直方向的角度θ1
D.碰后b球偏离竖直方向的最大角度θ2
E. 当地的重力加速度g
(2)利用上述测量的物理量,验证动量守恒定律的表达式为:___________________
【答案】 ①. CD ②.
【解析】
【详解】(1)因为连接ab的细绳是等长的,且在同一地点进行实验,所以ABE无需测量,且用角度表示速度,所以只需测量CD即可.
(2)因为ab质量相等且发生弹性碰撞,所以二者交换速度,释放时a球偏离竖直方向的角度θ1与碰后b球偏离竖直方向的最大角度θ2相等,验证动量守恒定律的表达式为
12. ①某同学为了测量某阻值约为5Ω的金属棒的电阻率,进行了如下操作:分别使用10分度游标卡尺和螺旋测微器测量金属棒的长度L和直径d,某次测量的示数如题图1和题图2所示,长度L= ______ mm,直径d= ______ mm.
②现备有下列器材:待测金属棒:Rx(阻值约5Ω);电压表:V1(量程3V,内阻约3kΩ);V2(量程15V,内阻约9kΩ);电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω);A2(量程3A,内阻约0.05Ω);
电源:E1(电动势3V,内阻不计);滑动变阻器:R1(最大阻值约20Ω);R2(最大阻值约1000Ω);开关S;导线若干.
若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电压表应选 ______ ,电流表应选 ______ ,滑动变阻器应选 ______ (均选填器材代号).正确选择仪器后请在图3中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接_________.用伏安法测得该电阻的电压和电流,并作出其伏安特性曲线如图4所示,若图象的斜率为k,则该金属棒的电阻率ρ= ______ .(用题目中所给各个量的对应字母进行表述)
【答案】 ①. 23.5 ②. 6.713(6.711~6.714均可) ③. V1 ④. A1 ⑤. R1 ⑥. ⑦.
【解析】
【详解】① [1]游标卡尺读数
[2]螺旋测微器读数
② [3][4]电源电动势3V,电压表应选V1(量程3V,内阻约3kΩ),待测金属棒:Rx(阻值约5Ω),电流表应选A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω)
[5]滑动变阻器采用限流接法,滑动变阻器应选用相对待测金属棒电阻较大且与待测金属棒电阻具有可比性(相差不超过10倍)的滑动变阻器,则滑动变阻器应选R1(最大阻值约20Ω)
[6]待测金属棒电阻相对电压表电阻较小,则采用电流表的外接法.实物电路的连接如图:
[7]U-I图象的斜率为k,则R=k,据
得
三、计算题:本大题共3小题,第13题,10分,第14题12分,第15题14分,共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算的题,解答过程必须明确写出数值和单位,只写出最后答案不给分。
13. 如图所示,电源的电动势,三个定值电阻的阻值相同且,电容器的电容,闭合电键,电路稳定后,理想电流表的示数为。求:
(1)电源的内阻;
(2)电容器的带电量;
(3)电源的输出功率及其效率。
【答案】(1);(2);(3) 3.75W
【解析】
【详解】(1)由闭合电路欧姆定律得
解得
(2)根据
解得
(3)电源的输出功率
解得
电源的效率
解得
14. 一列横波在x轴上传播,t1=0和t2=0.005 s时的波形分别如图中的实线和虚线所示。
(1)设周期大于(t2-t1),求波速;
(2)设周期小于(t2-t1),并且波速为6 000 m/s,求波的传播方向。
【答案】(1)若波向右传播,;若波向左传播,
(2)该波的传播方向沿x轴的负方向
【解析】
【小问1详解】
由图可知,波长λ=8m
由于
所以波传播的距离小于一个波长; 若波向右传播,则在内传播了
则波速为
若波向左传播,则在内传播了
则波速为
【小问2详解】
因为
所以波传播的距离大于一个波长,在内传播的距离为
因为
即
故该波的传播方向沿x轴的负方向。
15. 题图是某“极限挑战”项目的示意图,挑战者抱着装备从滑道上O点由静止滑下,经过滑道上P点时做斜抛运动冲出,到达最高点D时,将手中装备在极短时间内沿水平方向抛出,之后挑战者落到下方的缓冲保护区,并要求装备落到宽度为4h的平台AB上,已知D点到平台AB左端A点的水平距离为h,距离平台AB的高度也为h;O点距离平台AB的高度;挑战者的质量为m,装备的质量为km。挑战者抱着装备在滑道上运动过程中克服滑道阻力做功为。挑战者及装备均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)到达最高点D时的速度大小v;
(2)若挑战者抛出装备后恰好竖直落下,且装备刚好落到平台AB右端B点,求k应满足的条件;
(3)若k=0.2,要求装备落到平台AB上,且挑战者落入缓冲区,试确定装备被抛出时的速度大小应满足的条件。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
分析】
【详解】(1)由动能定理有
即
解得
(2)抛出装备的过程中,水平方向上系统动量守恒,即
挑战者竖直落下,则
v1=0
装备落到B点,则
解得
(3)要使装备到达A点及其右侧,装备抛出时的速度大小v2至少为
当时,由水平方向上系统动量守恒有
解得
而要使挑战者落入缓冲区,其速度需满足
综上,要满足要求
解得
由(2)可知装备不超出B点时
当时
可以落入缓冲区。所以要达到题目要求,装备被抛出时的速度大小需满足
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高二年级物理试题
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中。第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下面是某同学对一些概念及公式的理解,其中正确的是( )
A. 根据公式可知,金属电阻率与导体的电阻成正比
B. 根据公式可知,该公式只能求纯电阻电路的电流做功
C. 根据公式可知,电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
D. 根据公式可知,电容与电容器所带电荷成正比,与两极板间的电压成反比
2. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是( )
A. 增加了司机单位面积受力大小
B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量
C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能
D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
3. 在真空中一个点电荷Q的电场中,让x轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.3m和0.6m(如图甲)。在A、B两点分别放置带负电、正电的试探电荷,试探电荷受到电场力的方向都跟x轴正方向相同,其受到的静电力大小跟试探电荷的电荷量的关系如图乙中直线a、b所示。下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度大小为2.5N/C
B. 点电荷Q是正电荷,放在AB之间
C. 点电荷Q是负电荷,放在A的左侧
D. 点电荷Q是负电荷,放在AB之间
4. 图甲、乙都是测灯泡电阻R的电路图,下列说法错误的是( )
A. 在测灯泡电阻R时,图甲的接法叫电流表外接法,图乙的接法叫电流表内接法
B. 图甲中R测>R真,图乙中R测<R真
C. 图甲中误差由电压表分流引起,此法测较小电阻好
D. 图乙中误差由电流表分压引起,此法测较大电阻好
5. 手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波,P、Q为绳上的两点。t=0时O点由平衡位置出发开始振动,至t1时刻恰好完成两次全振动,绳上OQ间形成如图所示的波形(Q点之后未画出),则( )
A. t1时刻之前Q点始终静止 B. t1时刻P点运动方向向上
C. t1时刻P点刚好完成一次全振动 D. t=0时O点运动方向向上
6. 如图所示,摆球质量相同的四个摆的摆长分别为Ll=2m,L2=1.5m,L3=lm,L4=0.5m,悬于同一根绷紧的横线上,用一周期为2s的驱动力作用在横线上,使它们做受迫振动,稳定时
A. 摆1的周期最长
B. 摆2的振幅最大
C. 摆3振幅最大
D. 四个摆的周期不同,但振幅相等
7. 如图(甲)所示,在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定,物体A以速度v0向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为x。现让弹簧一端连接另一质量为m的物体B,如图(乙)所示,物体A以2v0的速度向右压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量仍为x,则( )
A. A物体的质量为2m
B. A物体的质量为4m
C. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
D. 弹簧压缩量最大时的弹性势能为
8. 如图,ab、cd是固定在水平面上的金属导轨,ac端连接电阻R,导轨间存在竖直向下、有理想边界的匀强磁场,金属棒MN紧贴导轨放置在磁场的右边界上。下列情况中,一定能够产生感应电流的是( )
A. 金属棒MN向右运动的过程中
B. 金属棒MN向左运动的过程中
C. 金属棒MN向左运动,同时使磁场的磁感应强度均匀增加
D. 金属棒MN向右运动,同时使磁场的磁感应强度均匀减小
9. 如图所示,一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联在电源上,电源电动势E=30V,内阻r=1Ω,用理想电压表测出电动机两端电压U=10V,已知电动机线圈的电阻RM=1Ω,则下列说法正确的是( )
A. 通过电动机的电流为10A B. 电动机的输入功率为20W
C. 电动机的发热功率为1W D. 电源的输出功率为56W
10. 如图所示,半径为R的圆所在平面与某一匀强电场平行,A、B、C、E为圆周上四个点,E为BC圆弧的中点,AB//OE,O为圆心,D为AB中点, 。粒子源从C点沿不同方向发出速率均为的带正电的粒子,已知粒子的质量为m、电量为q(不计重力和粒子之间的相互作用力)。若沿CA方向入射的粒子恰以的速度垂直AB方向过D点。则以下说法正确的是( )
A. AD间和OC间的电势差关系为:UAD=UOC
B. 沿垂直BC方向入射的粒子可能经过A点
C. 在圆周上各点中,从E点离开的粒子速率最大
D. 若,则匀强电场的场强为
二、实验题:本题共2小题,11题4分,12题14分,每空2分,共18分。
11. 用如图所示装置可验证弹性碰撞中的动量守恒,现有质量相等的a、b两个小球用等长的不可伸长的细线悬挂起来,b球静止,拉起a球由静止释放,在最低点a、b两球发生正碰,碰后a球速度为零,完成以下问题:
(1)实验中必须测量的物理量有:______________________
A.a、b球的质量m
B.细线的长度L
C.释放时a球偏离竖直方向的角度θ1
D.碰后b球偏离竖直方向的最大角度θ2
E. 当地的重力加速度g
(2)利用上述测量的物理量,验证动量守恒定律的表达式为:___________________
12. ①某同学为了测量某阻值约为5Ω的金属棒的电阻率,进行了如下操作:分别使用10分度游标卡尺和螺旋测微器测量金属棒的长度L和直径d,某次测量的示数如题图1和题图2所示,长度L= ______ mm,直径d= ______ mm.
②现备有下列器材:待测金属棒:Rx(阻值约5Ω);电压表:V1(量程3V,内阻约3kΩ);V2(量程15V,内阻约9kΩ);电流表:A1(量程0.6A,内阻约0.2Ω);A2(量程3A,内阻约0.05Ω);
电源:E1(电动势3V,内阻不计);滑动变阻器:R1(最大阻值约20Ω);R2(最大阻值约1000Ω);开关S;导线若干.
若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电压表应选 ______ ,电流表应选 ______ ,滑动变阻器应选 ______ (均选填器材代号).正确选择仪器后请在图3中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接_________.用伏安法测得该电阻的电压和电流,并作出其伏安特性曲线如图4所示,若图象的斜率为k,则该金属棒的电阻率ρ= ______ .(用题目中所给各个量的对应字母进行表述)
三、计算题:本大题共3小题,第13题,10分,第14题12分,第15题14分,共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算的题,解答过程必须明确写出数值和单位,只写出最后答案不给分。
13. 如图所示,电源电动势,三个定值电阻的阻值相同且,电容器的电容,闭合电键,电路稳定后,理想电流表的示数为。求:
(1)电源的内阻;
(2)电容器的带电量;
(3)电源的输出功率及其效率。
14. 一列横波在x轴上传播,t1=0和t2=0.005 s时波形分别如图中的实线和虚线所示。
(1)设周期大于(t2-t1),求波速;
(2)设周期小于(t2-t1),并且波速为6 000 m/s,求波传播方向。
15. 题图是某“极限挑战”项目的示意图,挑战者抱着装备从滑道上O点由静止滑下,经过滑道上P点时做斜抛运动冲出,到达最高点D时,将手中装备在极短时间内沿水平方向抛出,之后挑战者落到下方的缓冲保护区,并要求装备落到宽度为4h的平台AB上,已知D点到平台AB左端A点的水平距离为h,距离平台AB的高度也为h;O点距离平台AB的高度;挑战者的质量为m,装备的质量为km。挑战者抱着装备在滑道上运动过程中克服滑道阻力做功为。挑战者及装备均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)到达最高点D时的速度大小v;
(2)若挑战者抛出装备后恰好竖直落下,且装备刚好落到平台AB右端B点,求k应满足的条件;
(3)若k=0.2,要求装备落到平台AB上,且挑战者落入缓冲区,试确定装备被抛出时的速度大小应满足的条件。
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