内容正文:
人教版选择性必修第一册 期中阶段检测卷 (第1、2、3章)答案
考试范围:《动量守恒定律》 《机械振动》 《机械波》
一、单项选择题(共计7题,每小题4分,共计28分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
1.答案 B
解析 由“同侧法”可知,如果质点a向下运动,则波应从右向左传播,故A错误;如果质点b向上运动,波由左向右传播,故B正确;如果波从右向左传播,可知题图中质点c、d向上运动,故C、D错误。
2.答案 B
解析 当水波的波长比M、N之间狭缝大或者差不多时,水波才能发生明显的衍射现象,A错误;题图乙中,M点为两列波波峰交点,M点振动加强,B正确;题图乙中,N点为两列波波峰和波谷交点,N点振动减弱,C错误;波是在不停振动着的,题图乙中M点的位移可能为零,D错误。
3.答案 B
解析 由I=Ft可知,在F-t图像中,图线与坐标轴所围成的面积表示冲量的大小,所以I=×3×3 N·s+3×3 N·s=13.5 N·s,故B正确,A、C、D错误。
4.答案 C
解析 从如图所示的共振曲线可判断出f驱与f固相差越大,受迫振动的振幅越小;f驱与f固越接近,受迫振动的振幅越大,可以从图中看出f驱越接近f固,振幅的变化越慢。比较各组数据知f驱在50~60 Hz范围内时,振幅变化最小,因此50 Hz<f固≤60 Hz,即C正确。
5.答案 B
解析 设铅弹质量为m,木块质量为M,以木块速度方向为正方向,v=5 m/s,v1=-10 m/s,v2=4 m/s,根据动量守恒定律得Mv+mv1=(M+m)v2,可得m∶M=1∶14,故A、C、D错误,B正确。
6.答案 A
解析 人与气球组成的系统动量守恒,设人的速度大小为v1,气球的速度大小为v2,运动时间为t,以人与气球组成的系统为研究对象,以向下为正方向,由动量守恒定律得m1v1-m2v2=0,则m1-m2=0,解得s气球=2s人=40 m,则绳子长度L=s气球+s人=40 m+20 m=60 m,即绳长至少为60 m,故选A。
7.答案 C
解析 t=0.2 s时,振动物体的位置由O点向右运动到OB间的某点,振动物体受到的回复力向左,所以加速度向左,故A错误;t=0.6 s时,由x-t图像知其斜率为负,故其速度方向与正方向相反,因此速度向左,故B错误;t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,图中斜率绝对值逐渐增大,因此可判断振动物体运动的速度增大,所以振动物体的动能逐渐增大,故C正确;由题图乙可知振动物体的周期为1.6 s,振动物体在0.4 s即个周期内通过的路程不一定等于一个振幅,故D错误。
二、多项选择题(共计3题,每小题5分,选对但不全得3分,错选不得分,共计15分)
题号
8
9
10
答案
8.答案 AD
解析 弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力,回复力是根据效果命名的力,它是由物体受到的具体的力所提供的,在此情景中弹簧的弹力充当回复力,故A正确,B错误;回复力与小球偏离平衡位置的位移的大小成正比,由A向O运动过程中位移在减小,故此过程回复力逐渐减小,故C错误;回复力总是指向平衡位置,故D正确。
9.答案 AC
解析 设球棒对垒球的平均作用力为,由动量定理得·t=m(v1-v0),取末速度方向为正方向,代入数据解得=1 260 N。对整个过程,由动能定理得W=mv12-mv02=126 J,故A、C正确。
10.答案 BC
解析 小球与半圆槽组成的系统在水平方向所受合外力为零,初状态时系统在水平方向动量为零,由动量守恒定律可知,小球第一次离开槽时,系统水平方向动量守恒,球与槽在水平方向的速度都为零,球离开槽后做竖直上抛运动,故A错误,B正确;小球沿槽的右侧下滑到底端过程,槽向右做加速运动,球从底端向左侧上升过程,槽向右做减速运动,球离开槽时,槽静止,球做竖直上抛运动,然后小球落回槽的左侧,球从槽的左侧下滑过程,槽向左做加速运动,从最低点向右侧上滑时,槽向左做减速运动,然后球离开槽做竖直上抛运动,此后重复上述过程,由此可知,槽在水平地面上做往复运动,故C正确,D错误。
3、 填空题(共计2题,共计16分)
题号
11
答案
11.答案 (1)2.125 98.49 99.8 2.0 9.71 (2)
题号
12
答案
12.答案 见解析
解析 (2)滑块1碰撞之前的速度v1== m/s≈0.50 m/s;
滑块1碰撞之后的速度v2== m/s≈0.10 m/s;
滑块2碰撞之后的速度v3== m/s≈0.60 m/s;
②系统碰撞之前m1v1=0.15 kg·m/s,系统碰撞之后m1v2+m2v3=0.15 kg·m/s。
通过实验结果,可得结论:在实验误差允许的范围内,两滑块相互作用的过程中系统的动量守恒。
四、解答题(共计3题,共计41分)
题号
13
答案
答案 (1)2.9 m/s (2)非弹性碰撞
解析 (1)设碰撞前保龄球的速度为v1,规定碰撞前保龄球的速度方向为正方向,根据动量守恒定律有Mv1=Mv1′+mv2 (2分)
解得v1=2.9 m/s (2分)
(2)保龄球和球瓶组成的系统初、末动能分别为
Ek0=Mv12=21.025 J (2分)
Ek1=Mv1′2+mv22=16.75 J (2分)
因为Ek1<Ek0,所以该碰撞为非弹性碰撞。 (2分)
题号
14
答案
14.答案 (1)4 m/s (2)见解析图 (3)1.2 cm -0.4 cm
解析 (1)由题图甲可得λ=4 m (1分)
频率为1 Hz,则周期T=1.0 s, (1分)
所以该简谐横波的传播速度为v==4 m/s (2分)
(2) 如图所示
(4分)
(3)再经过1.5 s,B质点振动经过1.5个周期,其路程s=×4A=1.2 cm (2分)
位置从0.2 cm到-0.2 cm处,位移为-0.4 cm (2分)
题号
15
答案
15.答案 (1)20 m/s,方向向前 (2)10 m/s 12.5 m/s2 (3)5 400 J
解析 (1)设所求甲的速度为v2,乙猛推甲,系统动量守恒有v0=Mv1+mv2 (3分)
解得v2=20 m/s,方向向前 (2分)
(2)设所求甲的速度变化量为Δv,平均加速度为
Δv=v2-v0=(20-10) m/s=10 m/s (2分)
== m/s2=12.5 m/s2 (3分)
(3)设乙消耗的生物能为E,对二者系统,由能量守恒定律
v02+E=Mv12+mv22 (3分)
解得E=5 400 J (2分)
1
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人教版选择性必修第一册 期中阶段检测卷 (第1、2、3章)
考试范围:《动量守恒定律》《机械振动》《机械波》
考试时间: 75分钟 试卷分值:100分
姓名: 班级: 考号: 成绩:
1、 单项选择题(共计7题,每小题4分,共计28分)
1.简谐横波某时刻的波的图像如图所示,由图可知( )
A.若质点a向下运动,则波是从左向右传播的
B.若质点b向上运动,则波是从左向右传播的
C.若波从右向左传播,则质点c向下运动
D.若波从右向左传播,则质点d向左运动
2.波的干涉和衍射都是波特有的现象。图甲为水波的衍射实验,挡板M是固定的,挡板N可以上下移动。图乙为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况,实线表示波峰,虚线表示波谷。下列说法正确的是( )
A.甲图中不管挡板N处于什么位置,水波都能发生明显的衍射现象
B.乙图中M点为振动加强点
C.乙图中N点为振动加强点
D.乙图中M点的位移不可能为零
3.一物体受到方向不变的力F作用,其中力F的大小随时间变化的规律如图所示,则力F在0~6 s内的冲量大小为( )
A.9 N·s B.13.5 N·s
C.15.5 N·s D.18 N·s
4.下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系,若该振动系统的固有频率为f固,则( )
驱动力频率/Hz
30
40
50
60
70
80
受迫振动振幅/cm
10.2
16.8
27.2
28.1
16.5
8.3
A.f固=60 Hz B.60 Hz<f固<70 Hz
C.50 Hz<f固≤60 Hz D.以上三个都不对
5.一弹簧枪可射出速度为10 m/s的铅弹,现对准以5 m/s的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块发射一颗铅弹,铅弹射入木块后未穿出,木块继续向前运动,速度变为4 m/s。则铅弹与木块的质量之比为( )
A.1∶13 B.1∶14
C.1∶15 D.1∶16
6.如图所示,气球质量为25 kg,载有质量为50 kg的人,静止在空气中距地面20 m高的地方,气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则绳长至少为(不计人的身高,可以把人看作质点)( )
A.60 m B.40 m C.30 m D.10 m
7.如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向,振动物体的位移x随时间t的变化如图乙所示,则由图可知( )
A.t=0.2 s时,振动物体的加速度方向向右
B.t=0.6 s时,振动物体的速度方向向右
C.在t=0.4 s到t=0.8 s时间内,振动物体的动能逐渐增大
D.在任意0.4 s时间内,振动物体通过的路程是10 cm
2、 多项选择题(共计3题,每小题5分,选对但不全得3分,错选不得分,共计15分)
8.如图所示,弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动,下列说法正确的是( )
A.弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用
B.弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用
C.小球由A向O运动过程中,回复力逐渐增大
D.小球由O向B运动过程中,回复力的方向指向平衡位置
9.一个质量为0.18 kg的垒球,以25 m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45 m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s。下列说法正确的是( )
A.球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 N
B.球棒对垒球的平均作用力大小为360 N
C.球棒对垒球做的功为126 J
D.球棒对垒球做的功为36 J
10.如图所示,光滑的半圆槽置于光滑的水平地面上,从一定高度自由下落的小球m恰能沿半圆槽边缘的切线方向滑入原先静止的槽内,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球第一次离开槽时,将向右上方做斜抛运动
B.小球第一次离开槽时,将做竖直上抛运动
C.小球离开槽后,仍能落回槽内,而槽将做往复运动
D.槽一直向右运动
三、填空题(共计2题,共计20分)
11.(8分)在“用单摆测量重力加速度”的实验中。
(1)某同学先用米尺测得摆线长为97.43 cm,用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示,为________ cm,则单摆的摆长为________ cm;然后用秒表记录了单摆50次全振动所用的时间如图乙所示为________ s,则单摆的周期为________ s;当地的重力加速度为g=______ m/s2;
(2)实验中,如果摆球密度不均匀,无法确定重心位置,一位同学设计了一个巧妙的方法不计摆球的半径,具体作法如下:第一次量得悬线长L1,测得振动周期为T1;第二次量得悬线长L2,测得振动周期为T2,由此可推得重力加速度为g=________。
12.(12分)某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验,气垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
(1)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③接通数字计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧(未画出)的滑块2碰撞,碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2,两滑块通过光电门2后依次被制动;
⑦读出滑块通过光电门的挡光时间分别为:滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1=10.01 ms,通过光电门2的挡光时间Δt2=49.99 ms,滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3=8.35 ms;
⑧测出挡光板的宽度d=5 mm,测得滑块1的质量为m1=300 g,滑块2(包括弹簧)的质量为m2=200 g。
(2)数据处理与实验结论:
①碰撞前滑块1的速度v1为__________ m/s;碰撞后滑块1的速度v2为__________ m/s;碰撞后滑块2的速度v3为__________ m/s;(结果均保留两位有效数字)
②碰撞前系统的总动量为m1v1=_____________________________________________。
碰撞后系统的总动量为m1v2+m2v3=_________________________________________。
由此可得实验结论:__________________________________________。
四、解答题(共计3题,共计42分)
13.(10分)如图所示,光滑水平桌面上一只质量为5.0 kg的保龄球,撞上一只原来静止,质量为1.5 kg的球瓶。此后球瓶以3.0 m/s的速度向前飞出,而保龄球以2.0 m/s的速度继续向前运动,求:
(1)碰撞前保龄球的速度大小;
(2)通过计算判断该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。
14.(12分)图甲为一列频率为1 Hz、沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波的图像。
(1)求该简谐波的传播速度大小。
(2)从该时刻开始计时,在图乙中画出质点D做简谐运动的振动图像(至少画出一个周期)。
(3)从该时刻起,再经过1.5 s,B质点的路程与位移分别是多少?
15.(15分)第24届冬奥会于2022年2月4日在北京开幕,经过分站比赛的角逐,我国在短道速度滑冰项目获得满额参赛资格。短道速度滑冰接力赛很具有观赏性,某次训练参与接力的两队员,甲质量为60 kg,乙质量为75 kg,接力前二人速度均为10 m/s,方向向前,甲在前,乙在后,乙从后面猛推甲(如图),动作完成瞬间乙的速度变为2 m/s,方向不变,接力过程二人所受的系统外力远小于推力,且接力前后瞬间两人均在一条直线上运动。
(1)求乙猛推甲动作完成瞬间甲的速度?
(2)乙猛推甲过程,甲的速度变化量是多少?若过程作用时间为0.8 s,求甲的平均加速度大小?
(3)乙推甲过程,若乙肌肉做功,消耗生物能量全部转化为甲、乙系统机械能,且其他力的功不考虑,求乙消耗的生物能?
第 1 页 共 2 页
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考试范围:《动量守恒定律》 《机械振动》 《机械波》
(
条形码
粘贴
区
域
) 学校:
试卷类型:A B
缺考标记(考生禁止填涂)
班级: (
)
姓名:
考号:
(
注
意
事
项
1
、答题前,考生须准确填写自己
的
姓名、准考证号,并认真核准条形码上的姓名、
准考证号。
2
、
第一部分选择题必须使用2B铅笔填涂,第二部分非选择题必须用0.5毫米黑色
墨水签字笔书写,涂写要工整、清晰。
3、按照题号在对应的答题区域内作答,超出各题答题区域的答案无效,在草稿纸、
试卷上作答无效。
4、保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
填
涂
样
例
正确填涂
■
)
(
选择题
1
[A] [B] [C] [D]
6
[A] [B] [C] [D]
2
[A] [B] [C] [D]
7
[A] [B] [C] [D]
3
[A] [B] [C] [D]
8
[A] [B] [C] [D]
4
[A] [B] [C] [D]
9
[A] [B] [C] [D]
5
[A] [B] [C] [D]
10
[A] [B] [C] [D]
非选择题
三.填空题(共2题,共1
5
分)
11.
12.
)
(
请在各题目的答题区域内作答
,
超出黑色矩形边框限定区域的答案无效
)
(
请在各题目的答题区域内作答
,
超出黑色矩形边框限定区域的答案无效
) (
13.(10分)
14.(14分)
15.(1
7
分)
)
(
请在各题目的答题区域内作答
,
超出黑色矩形边框限定区域的答案无效
)
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(第1、2、3章)
考试范围:《动量守恒定律》《机械振动》《机械波》
考试时间: 75分钟 试卷分值:100分
姓名: 班级: 考号: 成绩:
1、 单项选择题(共计7题,每小题4分,共计28分)
1.简谐横波某时刻的波的图像如图所示,由图可知( )
A.若质点a向下运动,则波是从左向右传播的
B.若质点b向上运动,则波是从左向右传播的
C.若波从右向左传播,则质点c向下运动
D.若波从右向左传播,则质点d向左运动
2.波的干涉和衍射都是波特有的现象。图甲为水波的衍射实验,挡板M是固定的,挡板N可以上下移动。图乙为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况,实线表示波峰,虚线表示波谷。下列说法正确的是( )
A.甲图中不管挡板N处于什么位置,水波都能发生明显的衍射现象
B.乙图中M点为振动加强点
C.乙图中N点为振动加强点
D.乙图中M点的位移不可能为零
3.一物体受到方向不变的力F作用,其中力F的大小随时间变化的规律如图所示,则力F在0~6 s内的冲量大小为( )
A.9 N·s B.13.5 N·s
C.15.5 N·s D.18 N·s
4.下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系,若该振动系统的固有频率为f固,则( )
驱动力频率/Hz
30
40
50
60
70
80
受迫振动振幅/cm
10.2
16.8
27.2
28.1
16.5
8.3
A.f固=60 Hz B.60 Hz<f固<70 Hz
C.50 Hz<f固≤60 Hz D.以上三个都不对
5.一弹簧枪可射出速度为10 m/s的铅弹,现对准以5 m/s的速度沿光滑桌面迎面滑来的木块发射一颗铅弹,铅弹射入木块后未穿出,木块继续向前运动,速度变为4 m/s。则铅弹与木块的质量之比为( )
A.1∶13 B.1∶14
C.1∶15 D.1∶16
6.如图所示,气球质量为25 kg,载有质量为50 kg的人,静止在空气中距地面20 m高的地方,气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则绳长至少为(不计人的身高,可以把人看作质点)( )
A.60 m B.40 m C.30 m D.10 m
7.如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向,振动物体的位移x随时间t的变化如图乙所示,则由图可知( )
A.t=0.2 s时,振动物体的加速度方向向右
B.t=0.6 s时,振动物体的速度方向向右
C.在t=0.4 s到t=0.8 s时间内,振动物体的动能逐渐增大
D.在任意0.4 s时间内,振动物体通过的路程是10 cm
2、 多项选择题(共计3题,每小题5分,选对但不全得3分,错选不得分,共计15分)
8.如图所示,弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动,下列说法正确的是( )
A.弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用
B.弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用
C.小球由A向O运动过程中,回复力逐渐增大
D.小球由O向B运动过程中,回复力的方向指向平衡位置
9.一个质量为0.18 kg的垒球,以25 m/s的水平速度飞向球棒,被球棒打击后反向水平飞回,速度大小变为45 m/s,设球棒与垒球的作用时间为0.01 s。下列说法正确的是( )
A.球棒对垒球的平均作用力大小为1 260 N
B.球棒对垒球的平均作用力大小为360 N
C.球棒对垒球做的功为126 J
D.球棒对垒球做的功为36 J
10.如图所示,光滑的半圆槽置于光滑的水平地面上,从一定高度自由下落的小球m恰能沿半圆槽边缘的切线方向滑入原先静止的槽内,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.小球第一次离开槽时,将向右上方做斜抛运动
B.小球第一次离开槽时,将做竖直上抛运动
C.小球离开槽后,仍能落回槽内,而槽将做往复运动
D.槽一直向右运动
三、填空题(共计2题,共计20分)
11.(8分)在“用单摆测量重力加速度”的实验中。
(1)某同学先用米尺测得摆线长为97.43 cm,用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示,为________ cm,则单摆的摆长为________ cm;然后用秒表记录了单摆50次全振动所用的时间如图乙所示为________ s,则单摆的周期为________ s;当地的重力加速度为g=______ m/s2;
(2)实验中,如果摆球密度不均匀,无法确定重心位置,一位同学设计了一个巧妙的方法不计摆球的半径,具体作法如下:第一次量得悬线长L1,测得振动周期为T1;第二次量得悬线长L2,测得振动周期为T2,由此可推得重力加速度为g=________。
12.(12分)某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验,气垫导轨装置如图所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
(1)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③接通数字计时器;
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间;
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑥释放滑块1,滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧(未画出)的滑块2碰撞,碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2,两滑块通过光电门2后依次被制动;
⑦读出滑块通过光电门的挡光时间分别为:滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1=10.01 ms,通过光电门2的挡光时间Δt2=49.99 ms,滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3=8.35 ms;
⑧测出挡光板的宽度d=5 mm,测得滑块1的质量为m1=300 g,滑块2(包括弹簧)的质量为m2=200 g。
(2)数据处理与实验结论:
①碰撞前滑块1的速度v1为__________ m/s;碰撞后滑块1的速度v2为__________ m/s;碰撞后滑块2的速度v3为__________ m/s;(结果均保留两位有效数字)
②碰撞前系统的总动量为m1v1=____________________________ ___。
碰撞后系统的总动量为m1v2+m2v3=____________________________。
由此可得实验结论:__________________________________________。
四、解答题(共计3题,共计42分)
13.(10分)如图所示,光滑水平桌面上一只质量为5.0 kg的保龄球,撞上一只原来静止,质量为1.5 kg的球瓶。此后球瓶以3.0 m/s的速度向前飞出,而保龄球以2.0 m/s的速度继续向前运动,求:
(1)碰撞前保龄球的速度大小;
(2)通过计算判断该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。
14.(12分)图甲为一列频率为1 Hz、沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波的图像。
(1)求该简谐波的传播速度大小。
(2)从该时刻开始计时,在图乙中画出质点D做简谐运动的振动图像(至少画出一个周期)。
(3)从该时刻起,再经过1.5 s,B质点的路程与位移分别是多少?
15.(15分)第24届冬奥会于2022年2月4日在北京开幕,经过分站比赛的角逐,我国在短道速度滑冰项目获得满额参赛资格。短道速度滑冰接力赛很具有观赏性,某次训练参与接力的两队员,甲质量为60 kg,乙质量为75 kg,接力前二人速度均为10 m/s,方向向前,甲在前,乙在后,乙从后面猛推甲(如图),动作完成瞬间乙的速度变为2 m/s,方向不变,接力过程二人所受的系统外力远小于推力,且接力前后瞬间两人均在一条直线上运动。
(1)求乙猛推甲动作完成瞬间甲的速度?
(2)乙猛推甲过程,甲的速度变化量是多少?若过程作用时间为0.8 s,求甲的平均加速度大小?
(3)乙推甲过程,若乙肌肉做功,消耗生物能量全部转化为甲、乙系统机械能,且其他力的功不考虑,求乙消耗的生物能?
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