内容正文:
延吉市第三高级中学2025-2026学年度第二学期
高二年级期末考试物理学科试卷
考生请注意:
1.本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。第[卷每小题选出答案后,用2 B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。第Ⅱ卷请用直径0.5 mm黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试卷和草纸上作答无效。
一、单选题(4*8=32分)
1. 如图所示是一组同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动时的位置连线,以下观点中正确的是( )
A. 甲同学认为花粉微粒越大,无规则运动越明显
B. 乙同学认为图中记录的就是分子的无规则运动
C. 丙同学认为图中所示的折线是花粉微粒运动的轨迹
D. 丁同学认为花粉微粒的运动是水分子无规则运动的反映
2. 气体压强从微观角度看是大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的一个持续的压力效果。一同学用下图实验装置模拟这一情景。桌面上放一台秤,用杯子向台秤上倾倒大豆,观察台秤的示数。关于实验现象及推论,下列说法正确的是( )
A. 只增大倾倒大豆的杯子高度,台秤示数会减小
B. 只增加相同时间内倾倒大豆的数量,台秤示数会减小
C. 气体分子与容器壁的碰撞越剧烈、越频繁,则气体压强就越大
D. 一定质量的气体,其温度越高、体积越大,则气体压强就越大
3. 根据热学中的有关知识,下列说法中正确的是( )
A. 一切符合能量守恒定律的宏观过程都能发生
B. 空调既可以制冷又可以制热,说明热量既可以从高温物体到低温物体,也可以从低温物体向高温物体传递
C. 第二类永动机不违背能量守恒定律,当人类科技水平足够先进时,第二类永动机可以被制造出来
D. 从微观上可以这样理解热力学第二定律,一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性减小的方向进行
4. 下列实验或现象能够为估算原子核半径提供依据的是( )
A. 康普顿效应
B. 电子的发现
C. α粒子散射实验
D. 天然放射现象
5. 如图所示是一束光射到介质1与介质2的分界面时发生的现象。两种介质的折射率分别为、,光在两种介质中的频率分别为、,则( )
A. B. C. D.
6. 分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距处释放,仅考虑这两个分子间的作用,下列说法正确的是( )
A. 从到分子力先减小后增大
B. 从到分子间引力一直在减小
C. 从到分子动能先增大后减小
D. 从到分子势能先减小后增大
7. 在密封容器中装有某种气体,在体积不变时,温度由50 ℃加热到100 ℃,气体的压强变化情况是( )
A. 气体的压强变为原来的2倍 B. 气体的压强比原来增加了
C. 气体的压强变为原来的 D. 气体的压强比原来增加了
8. 某救生手环主要由高压气瓶与折叠气囊构成,高压气瓶内充有液态,人落水时,打开开关,高压气瓶迅速向气囊充气,鼓起的气囊产生足够浮力带动人体上浮。充气后气囊内气体可视为理想气体。密闭气囊与人一起上浮的过程中,若气囊内气体温度不变,体积继续增大,则( )
A. 气囊内气体从外界吸热 B. 气囊内气体压强增大
C. 气囊内气体内能增大 D. 外界对气囊内气体做正功
9. 某种金属在光的照射下产生光电效应,其遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示(图中截距为已知量)。则由图可知( )
A. 该金属的逸出功等于
B. 入射光的频率为时,遏止电压为
C. 若电子电量绝对值为,则普朗克常量
D. 采用频率为的入射光时,饱和光电流必增大
10. 氢原子的能级图如图所示,根据玻尔理论,氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射出光子,、、是氢原子在不同能级间跃迁时辐射出的光子。、、三种光子的频率分别用、、表示。下列说法正确的是( )
A. 三种光子中,光子频率最小
B. 三种光子中,光子波长最短
C. 、、满足关系式:
D. 、、满足关系式:
11. 打篮球是同学们喜爱的一种体育活动,篮球正常使用时气压范围为1.5atm~1.6atm。小明和同学们来到室内篮球场打篮球,发现篮球场内的篮球气压不足,测得篮球内部气体的压强为1.2atm。如图所示,小明同学用手持式打气筒在室内给篮球打气,每打一次都把体积为125mL、压强与大气压相同的气体打进球内。已知篮球的体积,大气压强恒为,打气过程中篮球体积和球内气体温度均视为不变,室内温度,室外温度。下列说法正确的是( )
A. 若同学们在室内篮球场玩,最少需打气11次
B. 若同学们在室内篮球场玩,最少需打气12次
C. 若同学们将篮球带到室外篮球场玩,最多能打气15次
D. 若同学们将篮球带到室外篮球场玩,最多能打气16次
12. 一列简谐横波沿轴方向传播,时的波形图如图甲所示,、是介质中的两个质点,图乙是质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 质点平衡位置的坐标
B. 该列波的波速是
C. 在时,质点的位移为
D. 质点的振动方程为
三、实验题(2*7=14分)
13. 某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)下列四幅图是实验中的4个步骤,按操作先后顺序排列应是C________(用符号表示)。
(2)实验时将油膜分子看成球形,不考虑各油酸分子间的间隙,将形成的油膜视为单分子油膜,这一物理研究方法是________(填“理想模型法”“极限思维法”或“微元法”)。
(3)某同学实验时将体积为的纯油酸配成体积为的油酸酒精溶液,测得n滴该溶液的体积为,一滴溶液在水面上形成的油膜面积为S,则油酸分子直径________(用给定的物理量符号表示)。
14. 钱同学用“插针法”测平行玻璃砖的折射率,如图所示,已经用大头针和确定好入射光的入射方向,为入射点,用量角器测得入射光与长方体玻璃砖界面的夹角为,1、2、3、4分别是四条直线。
(1)该同学在玻璃砖的另一侧用大头针和确定光在玻璃砖中的折射光线,已知该同学先插下的大头针为,确定位置的方法是______。
A. 插上后,透过玻璃砖,刚好能挡住和的像
B. 插上后,透过玻璃砖,刚好能挡住的像即可
C. 插上后,透过玻璃砖,刚好能挡住的像即可
D. 插上后,透过玻璃砖,刚好能挡住或的像
(2)大头针和都插好后,可能插在______(填“1”“2”“3”或“4”)上。
(3)实验中画出入射点与出射点的连线,并测得连线与玻璃砖界面的夹角为,则玻璃砖的折射率______。(用和表示)
(4)该同学通过进一步观察和思考,发现、连线与、连线______(填“平行”或“不平行”)。
四、解答题(15题10分,16题14分,17题14分,共38分)
15. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,波源位于处,波源的振幅。如图所示为时刻波的图像,此刻平衡位置在的P质点刚开始振动,,质点M的平衡位置处于处。求:
(1)波的传播速度v的大小及P质点的起振方向;
(2)从到4s内,质点M运动的路程。
16. 如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图,该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形,S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜,光束与AB边的夹角为,折射光线与AC边平行,忽略二次反射的光线,光在真空中的速度为c。求:
(1)透明介质材料的折射率;
(2)在棱镜中传播的时间
17. 如图所示,内壁光滑、粗细均匀,总长度为20cm的玻璃管水平放置,其A端封闭、B端开口,现用厚度不计的活塞封闭一段长度为10cm的气柱,活塞与管壁均绝热且不漏气,环境温度始终为T。
(1)若将A端气体由热力学温度T缓慢加热至,求活塞移动的距离;
(2)若用导热性能良好的导热板将玻璃管B端封闭,仅把A端气体由热力学温度T缓慢加热至,求活塞移动的距离。
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延吉市第三高级中学2025-2026学年度第二学期
高二年级期末考试物理学科试卷
考生请注意:
1.本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。第[卷每小题选出答案后,用2 B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。第Ⅱ卷请用直径0.5 mm黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试卷和草纸上作答无效。
一、单选题(4*8=32分)
1. 如图所示是一组同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动时的位置连线,以下观点中正确的是( )
A. 甲同学认为花粉微粒越大,无规则运动越明显
B. 乙同学认为图中记录的就是分子的无规则运动
C. 丙同学认为图中所示的折线是花粉微粒运动的轨迹
D. 丁同学认为花粉微粒的运动是水分子无规则运动的反映
【答案】D
【解析】
【详解】A.花粉微粒越小,水分子对它的撞击越不平衡,无规则运动越明显,微粒越大运动越不明显,故A错误;
B.图中记录的是花粉悬浮微粒的无规则运动,不是水分子的运动,布朗运动本身不是分子运动,故B错误;
C.图中折线是每隔一段时间记录的花粉微粒位置的连线,不是花粉微粒的运动轨迹,两个位置之间微粒的运动是无规则的,并未沿直线运动,故C错误;
D.布朗运动(花粉微粒的无规则运动)产生的原因是水分子的无规则撞击,它是水分子无规则运动的反映,故D正确。
故选D。
2. 气体压强从微观角度看是大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的一个持续的压力效果。一同学用下图实验装置模拟这一情景。桌面上放一台秤,用杯子向台秤上倾倒大豆,观察台秤的示数。关于实验现象及推论,下列说法正确的是( )
A. 只增大倾倒大豆的杯子高度,台秤示数会减小
B. 只增加相同时间内倾倒大豆的数量,台秤示数会减小
C. 气体分子与容器壁的碰撞越剧烈、越频繁,则气体压强就越大
D. 一定质量的气体,其温度越高、体积越大,则气体压强就越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.倾倒大豆的杯子高度增大,类似于器壁发生碰撞的气体分子的平均速率增大,压强增大,压力增大,因此台秤示数增大,故A错误;
B.倾倒大豆时大豆对台秤有力的作用,这个力是大豆对台秤的压力,相同时间内倾倒的大豆越多,类似于器壁发生碰撞的气体分子的数目越多,压强越大,压力越大,因此台秤的示数越大,故B错误;
C.气体分子与容器壁的碰撞越剧烈、越频繁,即在单位时间内作用在器壁单位面积上的平均作用力增大,则气体压强增大,故C正确;
D.一定质量的气体,其温度越高、体积越大,气体压强不一定越大,故D错误。
故选C。
3. 根据热学中的有关知识,下列说法中正确的是( )
A. 一切符合能量守恒定律的宏观过程都能发生
B. 空调既可以制冷又可以制热,说明热量既可以从高温物体到低温物体,也可以从低温物体向高温物体传递
C. 第二类永动机不违背能量守恒定律,当人类科技水平足够先进时,第二类永动机可以被制造出来
D. 从微观上可以这样理解热力学第二定律,一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性减小的方向进行
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据热力学第二定律,宏观热过程具有方向性,符合能量守恒定律的宏观过程不一定能自发发生,故A错误;
B.热量可自发从高温物体传递到低温物体,在外界做功的条件下也可从低温物体传递到高温物体,空调制冷、制热就是通过消耗电能做功实现热量的逆向传递,故B正确;
C.第二类永动机不违背能量守恒定律,但违背热力学第二定律,因此无论科技如何发展都不可能被制造出来,故C错误;
D.热力学第二定律的微观解释为:一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大(熵增加)的方向进行,故D错误。
故选B。
4. 下列实验或现象能够为估算原子核半径提供依据的是( )
A. 康普顿效应
B. 电子的发现
C. α粒子散射实验
D. 天然放射现象
【答案】C
【解析】
【详解】A.康普顿效应证明了光具有粒子性,不能用于估算原子核半径,故A错误;
B.电子的发现说明原子是可分的,无法得到原子核半径的估算依据,故B错误;
C.粒子散射实验中,研究者根据实验结果,在提出原子核式结构模型的同时,可以估算出原子核的半径,故C正确;
D.天然放射现象仅说明原子核内部存在复杂结构,不能用于估算原子核半径,故D错误。
故选C。
5. 如图所示是一束光射到介质1与介质2的分界面时发生的现象。两种介质的折射率分别为、,光在两种介质中的频率分别为、,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由题图可知光线在介质1的入射角大于在介质2的折射角,则介质1相对于介质2为光疏介质,故有,故A正确,B错误;
CD.同一束光在不同介质中的频率保持不变,则有,故CD错误。
故选A。
6. 分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距处释放,仅考虑这两个分子间的作用,下列说法正确的是( )
A. 从到分子力先减小后增大
B. 从到分子间引力一直在减小
C. 从到分子动能先增大后减小
D. 从到分子势能先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图像可知,从到,分子力的大小先增大后减小,故A错误;
B.根据图像可知,从到,分子引力一直增大,故B错误;
C.从到分两段,从到,分子力表现为引力,分子力做正功;从到,分子力表现为斥力,分子力做负功,则分子动能先增大后减小,故C正确;
D.从到分子力一直做正功,则分子势能一直减小,故D错误。
故选C。
7. 在密封容器中装有某种气体,在体积不变时,温度由50 ℃加热到100 ℃,气体的压强变化情况是( )
A. 气体的压强变为原来的2倍 B. 气体的压强比原来增加了
C. 气体的压强变为原来的 D. 气体的压强比原来增加了
【答案】B
【解析】
【详解】根据查理定律,体积不变时,气体压强与热力学温度成正比,即
其中初始温度,末态温度
解得,即气体的压强比原来增加了,B正确,ACD错误。
故选B。
8. 某救生手环主要由高压气瓶与折叠气囊构成,高压气瓶内充有液态,人落水时,打开开关,高压气瓶迅速向气囊充气,鼓起的气囊产生足够浮力带动人体上浮。充气后气囊内气体可视为理想气体。密闭气囊与人一起上浮的过程中,若气囊内气体温度不变,体积继续增大,则( )
A. 气囊内气体从外界吸热 B. 气囊内气体压强增大
C. 气囊内气体内能增大 D. 外界对气囊内气体做正功
【答案】A
【解析】
【详解】气囊内气体可视为理想气体,温度不变,则气体内能不变,即 。
气囊上浮过程中体积增大,气体对外界做功,按热力学第一定律 中表示外界对气体做功,则。
因为 ,所以 ,即气囊内气体从外界吸热。
体积增大时,温度不变,根据玻意耳定律可知气体压强减小,气体内能不变,外界对气囊内气体做负功。
故选A。
9. 某种金属在光的照射下产生光电效应,其遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示(图中截距为已知量)。则由图可知( )
A. 该金属的逸出功等于
B. 入射光的频率为时,遏止电压为
C. 若电子电量绝对值为,则普朗克常量
D. 采用频率为的入射光时,饱和光电流必增大
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.根据光电效应方程和动能定理可得,有
当时,有
故该金属的逸出功等于,故A正确;
BC.根据
可得
由题图可知
则有
可得普朗克常量为
当入射光的频率为时,可得
解得遏止电压为,故BC正确;
D.饱和光电流由光强决定,与入射光的频率没有直接关系,故D错误。
故选ABC。
10. 氢原子的能级图如图所示,根据玻尔理论,氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射出光子,、、是氢原子在不同能级间跃迁时辐射出的光子。、、三种光子的频率分别用、、表示。下列说法正确的是( )
A. 三种光子中,光子频率最小
B. 三种光子中,光子波长最短
C. 、、满足关系式:
D. 、、满足关系式:
【答案】BC
【解析】
【详解】A.据能级跃迁公式
得,b跃迁能级差最小,三种光子中,b光子频率最小,故A错误;
B.根据
由于三种光子中,光子频率最高,波长最短,故B正确;
CD.因,,
所以、、满足关系式
故C正确、D错误。
故选BC。
11. 打篮球是同学们喜爱的一种体育活动,篮球正常使用时气压范围为1.5atm~1.6atm。小明和同学们来到室内篮球场打篮球,发现篮球场内的篮球气压不足,测得篮球内部气体的压强为1.2atm。如图所示,小明同学用手持式打气筒在室内给篮球打气,每打一次都把体积为125mL、压强与大气压相同的气体打进球内。已知篮球的体积,大气压强恒为,打气过程中篮球体积和球内气体温度均视为不变,室内温度,室外温度。下列说法正确的是( )
A. 若同学们在室内篮球场玩,最少需打气11次
B. 若同学们在室内篮球场玩,最少需打气12次
C. 若同学们将篮球带到室外篮球场玩,最多能打气15次
D. 若同学们将篮球带到室外篮球场玩,最多能打气16次
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.若同学们在室内篮球场玩,设最少需打气n次,原来篮球内部的压强为,打气筒每打一次的气体体积为,则根据玻意耳定律
解得
故A错误,B正确;
CD.室内的热力学温度为
室外的热力学温度为
若同学们将篮球带到室外篮球场玩,设最多能打气k次,根据理想气体状态方程
解得
即最多能打气15次,故C正确,D错误。
故选BC。
12. 一列简谐横波沿轴方向传播,时的波形图如图甲所示,、是介质中的两个质点,图乙是质点的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 质点平衡位置的坐标
B. 该列波的波速是
C. 在时,质点的位移为
D. 质点的振动方程为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据图甲可知,平衡位置在x=0处质点的位移大小为,等于质点振幅的一半,则有
解得
可知,质点P平衡位置的坐标,故A正确;
B.根据图乙可知,周期
则该列波的波速是,故B错误;
C.图乙质点Q振动图像对应的函数方程为
则在时,质点Q的位移为,故C错误;
D.根据图乙可知,时,质点Q沿y轴负方向运动,根据图甲,利用同侧法可知,简谐横波沿x轴正方向传播,则时,质点P沿y轴负方向运动,则
解得
所以质点P的振动方程为,故D正确。
故选AD。
三、实验题(2*7=14分)
13. 某同学做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)下列四幅图是实验中的4个步骤,按操作先后顺序排列应是C________(用符号表示)。
(2)实验时将油膜分子看成球形,不考虑各油酸分子间的间隙,将形成的油膜视为单分子油膜,这一物理研究方法是________(填“理想模型法”“极限思维法”或“微元法”)。
(3)某同学实验时将体积为的纯油酸配成体积为的油酸酒精溶液,测得n滴该溶液的体积为,一滴溶液在水面上形成的油膜面积为S,则油酸分子直径________(用给定的物理量符号表示)。
【答案】(1)ADB (2)理想模型法
(3)
【解析】
【小问1详解】
实验步骤如下:首先配制油酸酒精溶液,然后测定一滴油酸酒精溶液的体积,对应图C;接着往浅盘里倒入水,撒上痱子粉,将一滴溶液滴在水面上,对应图A;待油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔描绘出油膜形状,对应图D;最后将画有油膜形状的玻璃板放在坐标纸上,计算油膜面积,对应图B。因此操作先后顺序为CADB。
【小问2详解】
本实验中建立单分子油膜模型,忽略分子间隙,将分子视为球形,这是构建理想化物理模型的过程,属于理想模型法。
【小问3详解】
一滴油酸酒精溶液的体积为,其中含纯油酸的体积为
根据单分子油膜模型,油酸分子直径等于纯油酸体积除以油膜面积,即
代入数据解得
14. 钱同学用“插针法”测平行玻璃砖的折射率,如图所示,已经用大头针和确定好入射光的入射方向,为入射点,用量角器测得入射光与长方体玻璃砖界面的夹角为,1、2、3、4分别是四条直线。
(1)该同学在玻璃砖的另一侧用大头针和确定光在玻璃砖中的折射光线,已知该同学先插下的大头针为,确定位置的方法是______。
A. 插上后,透过玻璃砖,刚好能挡住和的像
B. 插上后,透过玻璃砖,刚好能挡住的像即可
C. 插上后,透过玻璃砖,刚好能挡住的像即可
D. 插上后,透过玻璃砖,刚好能挡住或的像
(2)大头针和都插好后,可能插在______(填“1”“2”“3”或“4”)上。
(3)实验中画出入射点与出射点的连线,并测得连线与玻璃砖界面的夹角为,则玻璃砖的折射率______。(用和表示)
(4)该同学通过进一步观察和思考,发现、连线与、连线______(填“平行”或“不平行”)。
【答案】(1)A (2)2
(3)
(4)平行
【解析】
【小问1详解】
插针法确定大头针位置的规则:确定时,需要透过玻璃砖观察,要刚好挡住、的像,因此选A。
【小问2详解】
光从空气射入平行玻璃砖,折射角小于入射角,光线向法线偏折,出射光线相对入射光线的延长线向左侧发生侧移,1偏折程度过大;3、4偏折程度不足,只有2符合规律,因此填2。
【小问3详解】
根据折射定律,入射光与界面夹角为,因此入射角,; 玻璃内折射光线与界面夹角为,因此折射角,; 代入得。
【小问4详解】
平行玻璃砖的两个界面平行,第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角,根据折射定律可得出射角等于入射角,因此出射光线与入射光线平行,即连线与连线平行。
四、解答题(15题10分,16题14分,17题14分,共38分)
15. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,波源位于处,波源的振幅。如图所示为时刻波的图像,此刻平衡位置在的P质点刚开始振动,,质点M的平衡位置处于处。求:
(1)波的传播速度v的大小及P质点的起振方向;
(2)从到4s内,质点M运动的路程。
【答案】(1)2m/s,沿方向;
(2)24cm
【解析】
【小问1详解】
由图可知,波长为
该波传播速度大小为
根据“同侧法”可以判断质点P的起振方向沿方向。
【小问2详解】
波传播到质点M的时间为
故内质点M静止不动,内质点M振动时间为一个周期,振动的路程
16. 如图所示为某透明介质制成的棱镜的截面图,该截面为顶角、腰长为L的等腰三角形,S为AB边的中点。一细光束由S点斜射入棱镜,光束与AB边的夹角为,折射光线与AC边平行,忽略二次反射的光线,光在真空中的速度为c。求:
(1)透明介质材料的折射率;
(2)在棱镜中传播的时间
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意作出光路图,如图所示
入射光线与夹角为,因此入射角
折射光线与平行,,因此折射光线与夹角为,折射角
由折射定律得
【小问2详解】
由几何关系可得,折射光总路程
光在介质中速度
传播时间
17. 如图所示,内壁光滑、粗细均匀,总长度为20cm的玻璃管水平放置,其A端封闭、B端开口,现用厚度不计的活塞封闭一段长度为10cm的气柱,活塞与管壁均绝热且不漏气,环境温度始终为T。
(1)若将A端气体由热力学温度T缓慢加热至,求活塞移动的距离;
(2)若用导热性能良好的导热板将玻璃管B端封闭,仅把A端气体由热力学温度T缓慢加热至,求活塞移动的距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设初始时A端气体长为,活塞横截面积为S,移动的距离为x,气体发生等压变化,根据盖.吕萨克定律可得
解得
【小问2详解】
玻璃管B端封闭,设两部分气体初态压强为,体积分别为。最终气体压强为p,体积分别为,。活塞移动的距离为,根据理想气体状态方程,对A端气体
对B端气体
又因为,,
且,
解得
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