摘要:
**基本信息**
初中物理“透镜及其应用”单元测试,涵盖单选、填空、计算题型,聚焦凸透镜成像规律、视力矫正等核心知识,结合智能手机视力影响、激光手术等生活情境,适配单元复习,强化物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|15题45分|凸透镜识别(1题)、实虚像辨析(3题)、视力矫正(2/5/8/11题)|情境时代性:如手机视力问题(5题);科学推理:近视眼镜对光路影响(6题)|
|填空题|4题16分|眼球成像模拟(16题)、凸透镜实像应用(17题)|模型建构:用凸透镜模拟眼球(16题);联系生活:虚拟导购成像原理(17题)|
|计算题|3题36分|凸透镜成像规律探究(20/21题)、光路作图(22题)|科学探究:实验数据分析(20题);综合应用:结合实验装置考查规律(21题)|
内容正文:
第5章 透镜及其应用 单元测试
一 、单选题(本大题共15小题,共45分)
1.(3分)在如图所示的光学元件中,属于凸透镜的是( )
A. B. C. D.
2.(3分)如图所示是一位视力缺陷者的眼球成像示意图,他的视力缺陷类型及矫正视力应该配戴的透镜种类是
A. 近视眼,凸透镜 B. 近视眼,凹透镜
C. 远视眼,凸透镜 D. 远视眼,凹透镜
3.(3分)关于实像和虚像,下列说法中正确的是
A. 实像是凸透镜所成的,虚像则不是
B. 虚像是由平面镜所成的,所以虚像一定由光的反射而形成
C. 实像可有放大的,也可有缩小的;而虚像只有放大的
D. 实像能用光屏接收到,虚像则不能
4.(3分)小明取来两个焦距不同的放大镜,分别用一只手握住其中一个来模仿望远镜,它通过两个透镜看到前面远处木棉树的叶子,如图所示,调整两个透镜的距离,直到看得清楚为止,下列说法正确的是
A. 靠近眼睛的透镜是物镜,靠近被观测物的是目镜
B. 用望远镜观察远处木棉树的叶子,物镜得到的是放大的像
C. 两透镜互换后再观察叶子,两个透镜得到的像都是放大的
D. 目镜能把物镜成的像放大
5.(3分)现代生活,智能手机给人们带来了许多便利,但长时间盯着手机屏幕,容易导致视力下降。下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是
A. 甲乙 B. 甲丁 C. 丙乙 D. 丙丁
6.(3分)如图中,给凸透镜“戴”上近视眼镜,此时光屏上能成一清晰的像,若“取”下近视眼镜,为使光屏上的像清晰,在保持烛焰和透镜位置不变的条件下,应该将光屏
A. 保持在原来的位置 B. 远离透镜
C. 靠近透镜和远离透镜都可以 D. 靠近透镜
7.(3分)下列对实像和虚像的说法中正确的是
A. 实像都是由光的折射形成的,而虚像都是由光的反射形成的
B. 实像能用光屏接收,而虚像不能用光屏接收
C. 平面镜一定成虚像,凸透镜一定成实像
D. 实像能用眼睛看到,而虚像不能用眼睛看到
8.(3分)调查发现,近年来需要进行视力矫正的人数逐年增多,且呈现低龄化趋势。保护视力,刻不容缓。根据如图可以判断:图中小女孩配戴眼镜的镜片是
A. 凹透镜,用来矫正她的远视眼 B. 凹透镜,用来矫正她的近视眼
C. 凸透镜,用来矫正她的远视眼 D. 凸透镜,用来矫正她的近视眼
9.(3分)小星同学利用太阳光测量凸透镜的焦距,方法如图所示。他注意到让凸透镜正对阳光,但没有仔细调节纸片与透镜的距离,在纸片上的光斑并不是最小时,就测出了光斑到凸透镜中心的距离,那么,凸透镜的实际焦距
A. 一定小于 B. 一定大于
C. 可能等于 D. 可能小于、也可能大于
10.(3分)下图是“探究凸透镜成像的规律”实验装置示意图,凸透镜的焦距是,如图的情景,眼睛可能观察到烛焰经凸透镜折射所成的虚像的是
A.
B.
C.
D.
11.(3分)岁是青少年近视的高发期,长时间上网、看电视、玩手机都有可能导致近视,以下四幅图中,能正确表示近视眼的成像情况和矫正方法的是
A. ②① B. ③① C. ②④ D. ③④
12.(3分)光通过透镜的光路如图所示,其中正确的是
A. B.
C. D.
13.(3分)小华视物时成像情况如图所示,医生向她介绍激光手术:通过激光烧蚀厚度均匀的透明眼角膜,使之改变形状,实现视力矫正。手术后的眼角膜形状应为下列图中的( )
A. B. C. D.
14.(3分)在“探究凸透镜成像规律”的过程中,小明同学观察到了如图所示的实验现象。下列光学仪器的成像规律与实验现象的成像规律相同的是
A. 放大镜 B. 照相机 C. 投影仪 D. 潜望镜
15.(3分)某同学为了探究“视力矫正”原理,利用探究凸透镜成像规律的装置做了以下实验,如图所示。光屏上得到的是模糊的像,他将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰了,移走眼镜片,稍微将蜡烛靠近凸透镜,屏上再次得到清晰的像,则该眼镜片是
A. 近视眼镜片,对光线有发散作用 B. 近视眼镜片,对光线有会聚作用
C. 远视眼镜片,对光线有会聚作用 D. 远视眼镜片,对光线有发散作用
二 、填空题(本大题共4小题,共16分)
16.(4分)小敏对眼球成像原理进行模拟实验。如图所示,将蜡烛放在A处时,光屏上成一个清晰的像,把此时凸透镜和光屏模拟成正常人眼球模型,光屏相当于眼球的____________________,在原位置上,换一个凸透镜后,发现要将蜡烛移动到B处才能在光屏上得到清晰的像,此时凸透镜和光屏相当于模拟_______________(填“近”或“远”)视眼眼球。
17.(4分)如图所示,小伟同学参观展览会时,在一个小展室里看见一个女导购员在介绍商品,小伟试着与她握手,却发现是一个虚拟导购,可望而不可及。后来他发现这个女导购员只是在一个玻璃屏风后电视机屏幕上经过处理的一个倒立的像而已。这个玻璃屏风是______镜,这个虚拟导购是通过屏风所成的______填“虚”或“实”像,电视机屏幕到玻璃屏风的距离应满足的条件是______。
18.(4分)某同学在看书时,要把书拿远才能看清,这是一种 ______ 选填“近视眼”、“远视眼”,在矫正时,需佩戴 ______ 选填“凸透镜”、“凹透镜”
19.(4分)小明在“探究凸透镜成像规律"的实验中,当蜡烛、透镜和光屏的位置如图所示时,光屏上出现清晰的倒立、________的实像。当他把烛焰移到焦点处时,移动光屏,竟然在光屏上也看到了烛焰的像,就向老师请教,老师告诉他,这是因为_______________________.
三 、计算题(本大题共3小题,共36分)
20.(12分)在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,为了使蜡烛的像成在光屏中央,使蜡烛、凸透镜和光屏的中心大致在 ______ .
按要求进行观察和测量,并将观测情况记录在下表中透镜焦距.
实验序号
物距
像距
像的性质
倒立、缩小、实像
倒立、等大、实像
倒立、放大、实像
倒立、放大、实像
正立、放大、虚像
根据上表信息,试判断:当物距时,成倒立、 ______ 的实像;
根据折射现象中光路是 ______ 的,得出第次实验的像距 ______ ;
第次实验,要观察到正立、放大的虚像,眼睛应与蜡烛在凸透镜的 ______ 选填“同”或“异”侧;
通过对实验数据的分析可得出, ______ 倍焦距处是放大与缩小的实像的分界点.
21.(12分)在做凸透镜成像的实验时,首先要点燃蜡烛,调节蜡烛、凸透镜、光屏,使它们的中心大致在 ______ ,若凸透镜焦距为,在表格的空缺处填上像的性质.
序号
焦距
物距
像的性质正倒、大小、虚实
应用仪器
无
22.(12分)请在图中画出两条入射光线经过凸透镜后的折射光线。
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】略
2.【答案】C;
【解析】解:据图能看出,此时像成在了视网膜的后方,所以此时是远视眼的示意图,为了使得像成在视网膜上,所以应该使原来的光线提前会聚,故应用对光线有会聚作用的凸透镜进行矫正。
故选:。
据图中物体所成像的位置可以判断出像成在视网膜的前方还是后方,而后据凸透镜对光线的会聚作用、凹透镜对光线的发散作用进行判断即可。
解答该题的关键是理解近视眼远视眼的成像特点和矫正措施。
3.【答案】D;
【解析】解:、凸透镜可以成实像,也可以成正立放大的虚像,故A错误;
B、虚像可以由光的反射形成的,也可以由光的折射形成,故B错误;
C、实像和虚像都可有放大的,也可有缩小的,也有等大的,故C错误;
D、实像是由实际光线会聚而成的,所以能成在光屏上;虚像不是实际光线会聚而成的,所以不能成在光屏上,故D正确。
故选:。
要解决此题,首先要掌握实像和虚像的区别。实像是实际光线会聚而成的,所以能成在光屏上,而虚像不是实际光线会聚而成的,所以不能成在光屏上。
要掌握所学的成实像和成虚像的情况。实像:小孔成像、凸透镜成像。虚像:平面镜成像、看到水中物体的像、凸透镜成像。
此题主要考查了有关实像和虚像的区别,首先要理解实像和虚像的形成原因,同时也要掌握各种成实像和虚像的情况,注意虚像是真实存在的。
4.【答案】D;
【解析】
此题主要考查了学生对望远镜成像原理的掌握情况。
本题通过两个焦距不同的放大镜演示望远镜成像的原理,前面的凸透镜相当于物镜,使远处的物体在焦点附近成实像,后面的凸透镜相当于目镜,用来把这个像放大。
A.靠近眼镜的透镜是目镜,靠近被观测物的是物镜,错误;
B.用望远镜观察远处木棉树的叶子,物镜得到的是倒立缩小的实像,错误;
C.两透镜互换后物镜成的像还是倒立缩小的实像,错误;
D.物镜成的实像通过目镜后成正立放大的虚像,正确。
故选。
5.【答案】A;
【解析】解:
由图知,甲图的光线会聚在视网膜的前方,所以甲图表示近视眼的成像情况;近视眼是由于晶状体焦距太短,像落在视网膜的前方,为了使光线会聚在原来会聚点后面的视网膜上,就需要在光线进入人眼以前发散一些,所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,则乙图是近视眼的矫正原理图。
丙图的光线会聚在视网膜的后方,所以丙图表示远视眼老花眼的成像情况;为了使光线会聚在原来会聚点前面的视网膜上,就需要在光线进入人眼以前会聚一些,所以应佩戴对光线具有会聚作用的凸透镜来矫正,即丁图是远视眼的矫正原理图。
故选:。
近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼佩戴凹透镜进行矫正。
远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,远视眼佩戴凸透镜进行矫正。
图示的四个图来源于课本,分别表示了远视眼和近视眼的成因与矫正的光路图。明确近视眼与远视眼的成因是解决此题的关键。
6.【答案】D;
【解析】解:近视眼镜是凹透镜,对光线具有发散作用,给凸透镜“戴”上近视眼镜,使经过透镜的光线发散,是原来的像向后移动;若“取”下近视眼镜,像会向光屏前移动,为使光屏上的像清晰,在保持烛焰和透镜位置不变的条件下,应该将光屏靠近透镜,符合题意。
故选:。
近视眼镜是凹透镜,对光有发散作用;远视镜是凸透镜,对光有会聚作用。
本题凸透镜相当于晶状体,光屏相当于视网膜,近视眼所成的像在视网膜前,佩戴凹透镜做成的眼镜后,像会后移到视网膜上。
7.【答案】B;
【解析】解:
A、光的直线传播可以形成实像,光的折射可以形成实像,也可以形成虚像,故A错误;
B、是否用光屏能承接是实像和虚像的重要区别,实像能用光屏承接,虚像承接不到,故B正确。
C、平面镜成虚像,凸透镜可以成实像,也可以成虚像,故C错误;
D、实像和虚像都可以用眼睛看到,故D错误。
故选:。
实像和虚像的区别:实像能用光屏承接,虚像不能;实像是实际光线会聚而成的,虚像是实际光线反向延长线会聚而成的;折射和反射都能形成虚像;
平面镜的虚像是正立的、等大的,是光的反射形成的;凸透镜的虚像是正立的、放大的,实像是倒立的,有放大的,也有等大的,也有缩小的;
眼睛既可以看到实像,又可以看到虚像。
实像和虚像的区别:
成因不同,实像是由实际光线会聚而成的,而虚像是由实际光线的反向延长线会聚而成的;
像的正倒不一样,实像一般是倒立的,而虚像是正立的;
呈现效果不同,实像可以用光屏接收,而虚像不能用光屏接收。
共同点:实像和虚像都能用眼睛看得到。
8.【答案】C;
【解析】解:由图可知,视力矫正的人数逐年增多,且呈现低龄化趋势,而小孩都会出现近距离看物体看不清,因此小女孩是远视眼,远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,远视眼是像成在了视网膜的后方,应佩戴会聚透镜使光线提前会聚。因凸透镜对光线有会聚作用,所以远视眼配戴凸透镜矫正才能看清近处的物体。
故选:。
凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用;
近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,应佩戴发散透镜使光线推迟会聚;
远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,远视眼是像成在了视网膜的后方,应佩戴会聚透镜使光线提前会聚。
解决此类问题要结合近视眼和远视眼的成因和纠正方法进行分析。
9.【答案】D;
【解析】解:只有在焦点处得到的光斑最小、最亮,在焦点之前和焦点之后光斑都不是最小。当测量距离为时,焦距可能大于,也可能小于。
故选:。
太阳光可看做是平行光,平行光照射到凸透镜上经过折射后会聚到焦点,若光屏到透镜的距离小于或大于焦距的距离,则在光屏上形成的光斑都不是最小的。
记住平行光会聚在焦点上,还是继续直线传播的。焦点前后光斑都比焦点光斑大。
10.【答案】B;
【解析】
根据凸透镜成像时,,物像在凸透镜的同侧,眼睛在蜡烛的异侧通过凸透镜能看到正立放大的虚像,对各个选项逐一分析即可。
此题主要考查的是凸透镜的成像规律,此题容易错选,当凸透镜成虚像时,像物同侧,而不是眼睛与物体在同一侧。
凸透镜的焦距是,要使凸透镜成正立、放大的虚像,烛焰到凸透镜的距离小于,物像在凸透镜的同侧,眼睛要在烛焰的另一侧,通过凸透镜观察到正立、放大的虚像。
A.由图可知,烛焰到凸透镜的距离小于,但眼睛要在烛焰的另一侧,故错误;
B.烛焰到凸透镜的距离小于,物像在凸透镜的同侧,眼睛在烛焰的另一侧,通过凸透镜观察到正立、放大的虚像,故符合题意;
C.烛焰到凸透镜的距离小于,但眼睛和烛焰在同一侧了,故错误;
D.烛焰到凸透镜的距离是,大于,故错误。
故选。
11.【答案】B;
【解析】解:近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强造成的,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方;
由图知,③图的入射光线会聚在视网膜的前方,所以③图表示了近视眼的成像情况;
结合图示可知,为了使像刚好成在视网膜上,需要使入射光线发散一些,所以应佩戴对光线具有发散作用的凹透镜来矫正,则①图能正确表示近视眼的矫正情况。
故选:。
近视眼是由于晶状体对光线的会聚作用太强,使远处物体射来的光线会聚在视网膜的前方,由此可以确定哪一个图表示了近视眼的成像情况。近视眼佩戴凹透镜进行矫正。
远视眼的晶状体较薄,会聚能力较弱,看近处的物体时,将像成在视网膜的后面,远视眼佩戴凸透镜进行矫正。
图示的四个图来源于课本,分别表示了远视眼和近视眼的成因与矫正的光路图。明确近视眼与远视眼的成因是解决此题的关键。
12.【答案】B;
【解析】
凸透镜有三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。
凹透镜有三条特殊光线:过光心的光线传播方向不变,平行于主光轴的入射光线经凹透镜折射后折射光线反向延长通过焦点,指向另一侧焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴。
在作凸透镜或凹透镜的光路图时,先确定所给光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。
A.对于凸透镜,过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴,故错误;
B.对于凸透镜,平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚于一点,这一点是焦点,故正确;
C.对于凹透镜,平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线通过焦点,故错误;
D.对于凹透镜,过焦点的光线不属于特殊光线,此时折射光线应远离主光轴,故错误。
故选。
13.【答案】B;
【解析】略
14.【答案】C;
【解析】解:如图可知,凸透镜成倒立、放大的实像,即,成倒立、放大的实像,应用于投影仪。
故选:。
根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:
,成倒立、缩小的实像,应用于照相机。
,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机。
,成正立、放大的虚像,应用于放大镜。
掌握凸透镜成像的三种情况和应用,这是凸透镜成像的重要依据,一定要熟练掌握。
15.【答案】A;
【解析】
①凹透镜对光线有发散作用,能使光线的会聚点推迟延后;
②近视眼是远处物体的像成在视网膜的前方,需佩戴凹透镜。
正确理解凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用:
凸透镜的会聚作用是使原来的光路变窄,会聚的光线提前会聚,平行光会聚成点,发散的光线变为平行光或发散小一些的光线。
凹透镜的发散作用是使原来的光路变宽,会聚的光线错后会聚,平行光线变得发散,发散的光线变得更散。
由图可知,物距大于像距,光屏上能成倒立缩小的实像,此时物距应大于倍焦距,像距在倍焦距和倍焦距之间,但光屏上得到的是模糊的倒立实像,说明像距不合适,他将一个眼镜片放在凸透镜和烛焰之间,发现光屏上的像变清晰了,移走眼镜片,稍微将蜡烛靠近凸透镜,屏上再次得到清晰的像,说明该透镜对光线有发散作用,因此是近视眼镜片。
故选A。
16.【答案】视网膜;远;
【解析】略
17.【答案】凸透 ; 实 ; 大于焦距小于二倍焦距 ;
【解析】解:由题意可知:虚拟导游是一个玻璃屏风后倒立的实像,玻璃屏风是凸透镜,电视机屏幕与玻璃屏风的距离应满足的条件是大于焦距小于二倍焦距。
故答案为:凸透;实;大于焦距小于二倍焦距。
电视机中的“像”与小华看到的“像”的关系可知,电视机中的“像”经过屏风这个“镜”后变成倒立、放大的像,且电视机中的“像”与小华看到的“像”又是在屏风这个“像”的两侧。由此可知,玻璃屏风是一个凸透镜,虚拟导游是实像,此时电视机中的“像”是“物”,它离玻璃屏风凸透镜的距离大于倍焦距小于倍焦距。
此题主要考查了凸透镜成像的规律及应用,要熟练掌握凸透镜成像的规律,并能做到灵活应用。有关透镜的创新性题主要表现为对凸透镜成像应用的解释,有关凸透镜成像特点的变化性题以及对光的折射的变化性题,是近几年中考中常出现的题型。
18.【答案】远视眼;凸透镜;
【解析】解:产生远视眼的原因是,晶状体太薄,折光能力太弱,近处的物体的像成在视网膜之后,因此某同学在看书时总把书拿的离眼睛很远才能看清楚,这说明该同学的眼睛是远视眼,可以用凸透镜的镜片进行矫正.
故答案为:远视眼;凸透镜.
远视眼的成因是只能看清远处的物体,看不清近处的物体,晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此来自远处点的光会聚在视网膜后.
此题主要考查学生对眼睛及其视物原理的了解和掌握,以及对远视眼的成因和矫正方法的掌握.
19.【答案】放大;烛焰有宽度,有一部分在一倍焦距之外;
【解析】凸透镜成实像时,物距小于像距,则成的是倒立、放大的实像;由于烛焰有宽度,有一部分在一倍焦距之外,所以在光屏上也看到了烛焰的像。
20.【答案】同一高度;缩小;可逆;30;异;2;
【解析】解:为了使蜡烛的像成在光屏中央,使蜡烛、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度处;
由表格中数据可知,当时,物距大于,成倒立缩小的实像;
折射时光路是可逆的,由第一组数据知,物距为时,像距为,所以当物距为时,像距为;
虚像与蜡烛在凸透镜的同侧,所以要观察虚像,眼睛应与蜡烛在凸透镜的异侧观察;
由表格中数据知,当物距等于时,成等大的实像,大于时,成缩小的实像,小于时,成放大的实像,可知处是成放大和缩小实像的分界点.
故答案为:同一高度;缩小;可逆;;异;.
调节凸透镜、光屏、烛焰的中心大致在同一高度处,是为了使像能够成在光屏的中央;
物距大于,成倒立缩小的实像;
根据光路的可逆性,由的数据可知的数据;
凸透镜成虚像时,像与物体同侧;
根据数据,成等大像的位置应该时放大和缩小实像的分界点.
这道题目就是考查学生观察凸透镜成像实验的掌握,看能否根据规律对相关知识点进行分析,得出结论.
21.【答案】同一高度上;
【解析】解:为了使像能成在光屏的中央,要使凸透镜的中心、烛焰的中心、光屏中心大致在同一高度上;
已知,当时,,成倒立缩小的实像,应用:如照相机;
当时,,成倒立等大的实像;测焦距;
当时,,成倒立放大的实像,如投影仪或幻灯机;
当时,不成像;
当时,像物在透镜的同侧,成正立放大的虚像,应用:如放大镜.
故答案为:同一高度上;如下表所示:
序号
焦距
物距
像的性质正倒、大小、虚实
应用仪器
倒立缩小的实像
照相机
倒立等大的实像
测焦距
倒立放大的实像
如投影仪或幻灯机
成正立放大的虚像
放大镜
在做凸透镜成像规律实验时,首先调节烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上,其目的是使像能呈在光屏的中央.
凸透镜成像规律:
当时,,成倒立缩小的实像,应用:如照相机;
当时,,成倒立等大的实像,应用:测焦距;
当时,,成倒立放大的实像,应用:如投影仪或幻灯机;
当时,不成像;
当时,像物在透镜的同侧,成正立放大的虚像,应用:如放大镜.
该题考查的是凸透镜的成像规律,能根据所给的条件判断凸透镜的成像情况.
22.【答案】解:入射光线平行主光轴入射,则折射光线线过焦点,由此可以确定该条入射光线对应的折射光线。过光心的光线其传播方向不变;故画图如下:
;
【解析】
凸透镜有三条特殊光线:过光心的光线其传播方向不变;过焦点的光线经凸透镜折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线通过焦点。由图示可知,折射光线线过焦点,根据折射光线的特点,可以画出对应的入射光线。
关于凸透镜,有三条特殊的入射光线:①平行于主光轴;②过焦点;③过光心的。每条特殊的入射光线对应的折射光线都有自己的特点。根据两者的对应关系可以告诉入射光线做出折射光线;也可以利用折射光线做出对应的入射光线。
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