内容正文:
眉山一中2025届第三期物理1月单元检测
一、单项选择题:(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示,若a、b为匀强电场中的两点,已知a、b间的距离为d,场强大小为E,则a、b间的电势差绝对值不可能( )
A. 等于零
B. 等于Ed
C. 大于Ed
D. 小于Ed
【答案】C
【解析】
【分析】根据U=Ed,其中的d是两点连线与电场方向的夹角,由此可讨论各个选项.
【详解】设ab连线与电场方向的夹角为θ,则Uab=Edcosθ≤Ed,且当θ=900时Uab=0,可知选项C不可能,故选C.
2. 如图所示,两个带异种电荷的小球P和Q(可视为点电荷)分别拴在两根轻绳的一端,另一端分别固定在水平天花板的A点和水平地面的B点.两球静止后呈现如图所示的位形.两球的重力不可忽略,设BQ与水平线成α角,AP与水平线成β角,PQ连线与竖直线成角,则下列角度大小关系正确的是( )
A. B.
C. D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【分析】两球之间的库仑力为吸引力,方向沿两球的连线方向;根据几何关系可进行判断.
【详解】两球之间的库仑力为吸引力,方向沿两球的连线方向,如图;
由题意可知:;由几何关系可知:; ;故选B.
3. 三只电阻R1,R2,R3如图所示连接,在电路的两端加上恒定电压后,电阻R1消耗的功率最大,则三只电阻的阻值大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】电阻R1与电阻R2串联,根据P=I2 R比较电阻R1与R2的大小;电阻R1的电压小于电阻R3的电压,根据P=U2/R比较电阻R1与电阻R3的关系.
【详解】电阻R1与电阻R2串联,电流相同;由于电阻R1的功率最大,根据P=I2R,有R1>R2;R3两端的电压大于R1两端电压;根据P=U2/R,因电阻R1的功率大于R3的功率,可知R3>R1,即R3>R1>R2,故选B.
4. 静电场中有A、B、C、D四个点,电荷在这四个点的电势能EP和电量q之间的关系如图所示,则以下正确的说法是( )
A. 四个点的电势大小关系为
B. 四个点的电势大小关系为
C. 若一正电荷仅在电场力的作用下从A运动到D,其动能一定减小
D. 若一负电荷仅在电场力的作用下从B运动到C,其电势能一定增加
【答案】B
【解析】
【分析】根据可知,图像的斜率大小等于电势大小的绝对值;正电荷在高电势点的电势能较大,负电荷相反.
【详解】根据可知,图像的斜率大小等于电势大小的绝对值,由图可知,AC点电势为正值,C点斜率大于A,则C点电势高于A点电势;BD电势为负值,D点斜率大于B点斜率,可知D点电势低于B点,则四个点的电势大小关系为,选项A错误,B正确;若一正电荷仅在电场力的作用下从A运动到D,其电势能减小,则动能一定增大,选项C错误;若一负电荷仅在电场力的作用下从B运动到C,电势升高,则其电势能一定减小,选项D错误;故选B.
【点睛】此题关键是搞清图像的斜率的意义,知道正电荷在高电势点电势能较大,电势能增加,则动能减小.
5. 在A地走时准确的摆钟,拿到B地用,在一段时间内快了n min,拿到C地用,在相同的时间内慢了n min,已知在A、B、C三地,摆钟的摆长不变,则下列关于三地重力加速度的关系正确的是( )(A、B、C三地的重力加速度分别用、、表示)
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据单摆周期公式,摆钟周期为
摆长不变时,。
摆钟的钟面显示时间与相同实际时间内的摆动次数成正比,摆动次数
因此钟面显示时间。
设相同实际时间为:A地走时准确,钟面显示时间为;B地快,显示时间为;C地慢,显示时间为,因此有,
两式相加得
整理得。
故选A。
6. 在x轴上两个振动同相的相干波源的位置坐标分别是和,已知在x轴上,除去波源的两个点,只有三个振动加强点,两个波源发出的相干波波长均为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 可在区间(,)中任意取值 D. 可在区间[,]中任意取值
【答案】C
【解析】
【详解】两个同相相干波源的振动加强条件为波程差(为整数),结合波源位置分区域分析
1.外侧区域(或):波程差,若该区域存在加强点,则,此时整个外侧区域均为加强点,有无穷多个,不符合“仅3个加强点”的条件,因此要求(时不满足加强),即。
2. 中间区域():波程差,要仅存在3个加强点,对应三个取值,因此要求(保证的加强点在中间区域、不是波源位置),即。
综上,的取值范围是开区间
A.只是区间内的一个可能值,并非固定值,故A错误;
B.只是区间内的一个可能值,并非固定值,故B错误;
C.可在区间任意取值,符合推导结论,故C正确;
D.闭区间包含端点:时,对应波源位置,除去后仅1个加强点;时外侧区域均为加强点,有无穷多个,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,时刻,向方向传播的机械横波刚好传到P点,已知波长为,周期为T,振幅为A,下列说法正确的是( )
A. 时,点正在向方向振动
B. P点的横坐标为
C. 时,P的位移为,且正在向方向振动
D. 时,P的位移为,且正在向方向振动
【答案】D
【解析】
【详解】A.波沿方向传播,后波形向右平移,点左侧的负位移波形将到达点,因此点从平衡位置向方向运动,故A错误;
B.图中处的位移为且波形斜率为正,故时波形可表示为
点对应相位,由
解得,故B错误;
CD.点在时从平衡位置向方向运动,其振动表达式为
当时,;当时,
此后位移的绝对值继续增大,点正向方向运动,故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:(本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图所示,在匀强电场中画一个半径为R的圆。O为圆心,AC为直径,。在A点有一个粒子源以相同的速率向圆内各个方向发射质量为m,电荷量为q的带正电粒子,电场线平行于圆面,粒子经过圆弧BC时的最大动能是初动能的4倍,粒子经过B点时的动能是初动能的3倍,已知初动能为,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,下列选项中正确的有( )
A. 场强大小为 B. 场强大小为
C. 场强方向从A到B D. 场强方向从A到C
【答案】AC
【解析】
【详解】设电场方向与AB边夹角为,离开电场时动能最大的粒子的射出点和O点的连线一定和电场方向平行,如图所示,在粒子从A运动到B点过程中由动能定理有
对离开电场时动能最大的粒子在电场中由动能定理有
解得,
即电场方向由A指向B,故选AC。
9. 质点在x轴的[-10m,+10 m]区间内做简谐运动,平衡位置在坐标原点。在一个周期的时间内,对质点做随机观察,则下列说法正确的有( )
A. 观察到质点在[-5 m,+5 m]区间内的概率是
B. 观察到质点在[-1 m,9 m]区间内的概率是
C. 观察到质点在[-2 m,+m]区间内的概率是
D. 观察到质点在[-10 m,0]区间内的概率是
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由振动方程
研究一个周期内即
令
解得满足该条件的ωt范围为、、
对应的总角度跨度为
对应总时间为
因此概率,故A错误;
B.若质点处于[−1 m,9 m],即排除x<−1 m和x>9 m的区域
x>9 m时,10sinωt>9即sinωt>0.9,对应一个周期内的角度区间长度为2arccos0.9;
x<−1 m时:10sinωt<−1即sinωt<−0.1,对应一个周期内的角度区间长度为2arccos0.1。
两个区间总对应角度和远大于π,因此质点落在[−1 m,9 m]的总时长小于
概率小于,故B错误;
C.将代入运动方程得
在一个周期内,不满足该区间的位置为x<−2和
对应
角度范围为
跨度为
x<−2对应sinωt<−0.2,
角度范围为π+arcsin0.2<ωt<2π−arcsin0.2
跨度为2π−2arcsin0.2
利用三角恒等式可证
因此不满足的总角度跨度同样为π,对应时间为。 满足条件的时间为,概率,
故C正确;
D.令−10≤x≤0,
即sinωt≤0,在一个周期内对应的ωt范围为[π,2π],总角度跨度为π,对应时间为。 因此概率,故D正确。
故选CD
10. 如图,正点电荷放在O 点,图中画出它产生的电场的六条对称分布的电场线.以水平电场线上的O’ 点为圆心画一个圆,与电场线分别相交于 a、b、c、d、e,下列说法正确的是 ( )
A. b、e两点的电场强度相同
B. a点电势高于e点电势
C. b、c两点间电势差等于 e、d两点间电势差
D. 电子沿圆周由d运动到 c,电场力做功为零
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图看出,b、e两点到O点的距离相等,根据
可得两点的电场强度的大小相等,但方向不同,而电场强度是矢量,所以b、e两点的电场强度不同,A错误;
B.根据顺着电场线电势逐渐降低可知,离点电荷O越远,电势越低,故a点电势低于e点电势,B错误;
C.根据对称性可知,d、c的电势相等,同理b、e的电势相等.所以b、c两点间电势差与e、d两点间电势差相等,C正确;
D.d点的电势与c点的电势相等,电子沿圆周由d到c,电场力做不做功,D正确.
故选CD。
11. 如图所示,P、Q为两水平方向的反向电流,放置在水平面上,电流强度均为I,纸面为垂直于电流的纵剖面,虚线圆弧为以电流位置所在处为端点的半圆,R、S、T为半圆上的点,其中T为半圆的最高点,R和S关于PQ中垂线对称。以下关于各点磁感应强度的说法正确的有( )
A. S点和R点的磁感应强度大小相等
B. T点的磁感应强度方向为竖直向下
C. 若将P处的电流适当减小到某个值,则R点的磁感应强度方向可能竖直向下
D. 若将Q处的电流适当增大到某个值,则S点的磁感应强度方向可能竖直向下
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由于和关于的中垂线对称,两通电导线的电流大小相等、位置对称,根据磁场的对称性可知,、电流在点和点产生的合磁感应强度大小相等,故A正确;
B.处电流方向垂直纸面向里,处电流方向垂直纸面向外,、在点产生的磁感应强度和大小相等,方向分别垂直于指向右下方和垂直于指向左下方,根据矢量合成法则,水平分量大小相等、方向相反相互抵消,竖直分量同向相加,故点的磁感应强度方向竖直向下,故B正确;
C.在点,处电流产生的磁感应强度水平分量向右,处电流产生的磁感应强度水平分量向左,已知距离,当时处电流产生的水平分量小于处电流产生的水平分量,若要使点的合磁感应强度方向竖直向下,需使水平分量大小相等,应增大处电流或减小处电流,若减小处电流,水平分量无法抵消,故C错误;
D.在点,已知距离,当时,处电流在点产生的水平向右的磁感应强度分量大于处电流产生的水平向左的分量,若将处的电流适当增大,可增大其产生的向左的水平分量使水平合分量为零,此时点的合磁感应强度方向竖直向下,故D正确。
故选ABD。
三、实验题:(本大题共12分)
12. 某次在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,用伏安法测量金属丝的电阻。实验中,螺旋测微器示数及电流表、电压表的示数如图所示,则可读出该金属丝的直径是_____mm,求出该金属丝的电阻值是______Ω(要求最后一空保留两位有效数字)。
【答案】 ①. 1.197##1.198##1.199 ②. 25
【解析】
【分析】螺旋测微器的读数先读出固定刻度的读数,然后读出可动刻度的读数;电流表和电压表的读数要看清楚量程,计算出每一个小格的量程,然后进行读数;根据欧姆定律计算出金属丝的电阻。
【详解】[1]螺旋测微器的读数先读出固定刻度为:1mm,可动刻度为
则总读数为
考虑到估读,读数范围可以为1.197mm至1.199mm;
[2]电流表的量程为0.6A,每一个小格表示0.02A,所以读数为:0.44A;电压表的量程为15V,每一个小格表示0.5V,所以读数为:11.0V,则根据欧姆定律计算出金属丝的电阻为
13. 某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻.给定的器材如下:
A.电流表G(满偏电流10mA,内阻10Ω)
B.电流表A(0~0.6A~3A,内阻未知)
C.滑动变阻器R0(0~100Ω,1A)
D.定值电阻R(阻值990Ω)
E.多用电表F.开关与导线若干
(1)某同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势,电表指针如右图所示,则该电表读数为______V.
(2)该同学再用提供的其他实验器材,设计了如下图甲所示的电路,请你按照电路图在图乙上完成实物连线______.
(3)图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池组的电动势E=___V,内阻r=__Ω(保留2位有效数字).
【答案】 ①. 7.2; ②. ③. 7.5; ④. 5.0
【解析】
【详解】(1)多用电表选10V挡,读中间表盘的最下面一排数字,所以此时电压表为7.2V;
(2)根据原理图可得出对应的实物图,如图所示:
(3)电流表G和定值电阻R组成了一个量程为10V的电压表,由U=E-Ir可得.图象与纵轴的交点为电源的电动势,由图可知,电动势E=7.5V;图象的斜率表示电源的内阻,内阻.
四、计算题:(本大题共40分)
14. 如图所示,真空中有一半径为R,质量均匀分布的玻璃球,O为球心,一细激光束在真空中沿直线CA传播,并于玻璃表面的A点经折射进入玻璃球,在玻璃球的B点又经折射进入真空,出射光线平行于AO,已知,真空中光速为c,求:
(1)玻璃对此激光束的折射率(结果可用根号表示);
(2)此激光束在玻璃中传播的时间(结果用c、R表示)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设玻璃折射率为。在点,出射光线平行于AO,而法线为OB,由几何关系可知出射角为。又因为,三角形AOB为等腰三角形,且,所以,即光线在点射向界面时的入射角为
根据折射定律有
解得
【小问2详解】
光在玻璃中的传播速度为,设光在玻璃球中的传播时间为,则有
由几何关系,三角形AOB中,所以
弦长公式可得
解得
代入时间公式得
又因为,所以
15. 如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r=1 Ω,电炉电阻R=19 Ω,电解槽电阻r′=0.5 Ω,当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684 W,S1、S2都闭合时,电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看作不变),试求:
(1)电源的电动势;
(2)S1、S2闭合时,流过电解槽的电流大小;
(3)S1、S2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率。
【答案】(1)120 V;(2)20 A;(3)1700 W
【解析】
【详解】(1)S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为P1,电炉中电流
I== =6 A
电源电动势
E=I(R+r)=120 V
(2)S1、S2都闭合时,电炉消耗功率为P2,电炉中电流为
IR== =5 A
路端电压为
U=IRR=5×19 V=95 V
流过电源的电流为
I′==25 A
流过电解槽的电流为
IA=I′-IR=20 A
(3)电解槽消耗的电功率
PA=IAU=20×95 W=1900 W
电解槽内热损耗功率
P热=IA2r′=202×0.5 W=200 W
电解槽中电能转化成化学能的功率为
P化=PA-P热=1700 W
16. 如图所示,在平面直角坐标系的第一、二象限内存在一个沿轴正方向的匀强电场,场强大小为,在第三、四象限内存在一个沿轴正方向的匀强电场,场强大小也为E,在第一象限内还存在一个圆心在(,),半径为R的半圆形障碍物,已知,一个不计重力,带电量为,质量为的带电粒子从轴上的(,)位置静止释放。
(1)求粒子到达坐标原点时的速度的大小(结果用,,,表示);
(2)若带电粒子从轴上的(0,)位置静止释放,刚好能越过半圆形障碍物,求;
(3)若带电粒子从轴上的(0,)位置静止释放,则打到半圆形障碍物的位置的纵坐标为,求。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对带电粒子从释放到坐标原点O的运动过程运用动能定理有
解得:
【小问2详解】
带电粒子经过坐标原点后在第一象限做类平抛运动,粒子做加速直线运动和类平抛运动的加速度大小均为
粒子经过点时的速度为,粒子刚好越过半圆形障碍物时,速度方向刚好与半圆相切,设切点为,连接点和半圆圆心,与轴成角,则有:
,,,
由已知条件有
联立求解可得:
【小问3详解】
设粒子经过点时的速度为,
由类平抛运动规律有:,
由已知条件有:
联立解得:
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眉山一中2025届第三期物理1月单元检测
一、单项选择题:(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示,若a、b为匀强电场中的两点,已知a、b间的距离为d,场强大小为E,则a、b间的电势差绝对值不可能( )
A. 等于零
B. 等于Ed
C. 大于Ed
D. 小于Ed
2. 如图所示,两个带异种电荷的小球P和Q(可视为点电荷)分别拴在两根轻绳的一端,另一端分别固定在水平天花板的A点和水平地面的B点.两球静止后呈现如图所示的位形.两球的重力不可忽略,设BQ与水平线成α角,AP与水平线成β角,PQ连线与竖直线成角,则下列角度大小关系正确的是( )
A. B.
C. D. 无法确定
3. 三只电阻R1,R2,R3如图所示连接,在电路的两端加上恒定电压后,电阻R1消耗的功率最大,则三只电阻的阻值大小关系为( )
A. B.
C. D.
4. 静电场中有A、B、C、D四个点,电荷在这四个点的电势能EP和电量q之间的关系如图所示,则以下正确的说法是( )
A. 四个点的电势大小关系为
B. 四个点的电势大小关系为
C. 若一正电荷仅在电场力的作用下从A运动到D,其动能一定减小
D. 若一负电荷仅在电场力的作用下从B运动到C,其电势能一定增加
5. 在A地走时准确的摆钟,拿到B地用,在一段时间内快了n min,拿到C地用,在相同的时间内慢了n min,已知在A、B、C三地,摆钟的摆长不变,则下列关于三地重力加速度的关系正确的是( )(A、B、C三地的重力加速度分别用、、表示)
A. B.
C. D.
6. 在x轴上两个振动同相的相干波源的位置坐标分别是和,已知在x轴上,除去波源的两个点,只有三个振动加强点,两个波源发出的相干波波长均为,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 可在区间(,)中任意取值 D. 可在区间[,]中任意取值
7. 如图所示,时刻,向方向传播的机械横波刚好传到P点,已知波长为,周期为T,振幅为A,下列说法正确的是( )
A. 时,点正在向方向振动
B. P点的横坐标为
C. 时,P的位移为,且正在向方向振动
D. 时,P的位移为,且正在向方向振动
二、多项选择题:(本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图所示,在匀强电场中画一个半径为R的圆。O为圆心,AC为直径,。在A点有一个粒子源以相同的速率向圆内各个方向发射质量为m,电荷量为q的带正电粒子,电场线平行于圆面,粒子经过圆弧BC时的最大动能是初动能的4倍,粒子经过B点时的动能是初动能的3倍,已知初动能为,不计粒子的重力及粒子间的相互作用,下列选项中正确的有( )
A. 场强大小为 B. 场强大小为
C. 场强方向从A到B D. 场强方向从A到C
9. 质点在x轴的[-10m,+10 m]区间内做简谐运动,平衡位置在坐标原点。在一个周期的时间内,对质点做随机观察,则下列说法正确的有( )
A. 观察到质点在[-5 m,+5 m]区间内的概率是
B. 观察到质点在[-1 m,9 m]区间内的概率是
C. 观察到质点在[-2 m,+m]区间内的概率是
D. 观察到质点在[-10 m,0]区间内的概率是
10. 如图,正点电荷放在O 点,图中画出它产生的电场的六条对称分布的电场线.以水平电场线上的O’ 点为圆心画一个圆,与电场线分别相交于 a、b、c、d、e,下列说法正确的是 ( )
A. b、e两点的电场强度相同
B. a点电势高于e点电势
C. b、c两点间电势差等于 e、d两点间电势差
D. 电子沿圆周由d运动到 c,电场力做功为零
11. 如图所示,P、Q为两水平方向的反向电流,放置在水平面上,电流强度均为I,纸面为垂直于电流的纵剖面,虚线圆弧为以电流位置所在处为端点的半圆,R、S、T为半圆上的点,其中T为半圆的最高点,R和S关于PQ中垂线对称。以下关于各点磁感应强度的说法正确的有( )
A. S点和R点的磁感应强度大小相等
B. T点的磁感应强度方向为竖直向下
C. 若将P处的电流适当减小到某个值,则R点的磁感应强度方向可能竖直向下
D. 若将Q处的电流适当增大到某个值,则S点的磁感应强度方向可能竖直向下
三、实验题:(本大题共12分)
12. 某次在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,用伏安法测量金属丝的电阻。实验中,螺旋测微器示数及电流表、电压表的示数如图所示,则可读出该金属丝的直径是_____mm,求出该金属丝的电阻值是______Ω(要求最后一空保留两位有效数字)。
13. 某研究性学习小组欲较准确地测量一电池组的电动势及其内阻.给定的器材如下:
A.电流表G(满偏电流10mA,内阻10Ω)
B.电流表A(0~0.6A~3A,内阻未知)
C.滑动变阻器R0(0~100Ω,1A)
D.定值电阻R(阻值990Ω)
E.多用电表F.开关与导线若干
(1)某同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势,电表指针如右图所示,则该电表读数为______V.
(2)该同学再用提供的其他实验器材,设计了如下图甲所示的电路,请你按照电路图在图乙上完成实物连线______.
(3)图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1﹣I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图线可以得到被测电池组的电动势E=___V,内阻r=__Ω(保留2位有效数字).
四、计算题:(本大题共40分)
14. 如图所示,真空中有一半径为R,质量均匀分布的玻璃球,O为球心,一细激光束在真空中沿直线CA传播,并于玻璃表面的A点经折射进入玻璃球,在玻璃球的B点又经折射进入真空,出射光线平行于AO,已知,真空中光速为c,求:
(1)玻璃对此激光束的折射率(结果可用根号表示);
(2)此激光束在玻璃中传播的时间(结果用c、R表示)。
15. 如图所示,电解槽A和电炉B并联后接到电源上,电源内阻r=1 Ω,电炉电阻R=19 Ω,电解槽电阻r′=0.5 Ω,当S1闭合、S2断开时,电炉消耗功率为684 W,S1、S2都闭合时,电炉消耗功率为475 W(电炉电阻可看作不变),试求:
(1)电源的电动势;
(2)S1、S2闭合时,流过电解槽的电流大小;
(3)S1、S2闭合时,电解槽中电能转化成化学能的功率。
16. 如图所示,在平面直角坐标系的第一、二象限内存在一个沿轴正方向的匀强电场,场强大小为,在第三、四象限内存在一个沿轴正方向的匀强电场,场强大小也为E,在第一象限内还存在一个圆心在(,),半径为R的半圆形障碍物,已知,一个不计重力,带电量为,质量为的带电粒子从轴上的(,)位置静止释放。
(1)求粒子到达坐标原点时的速度的大小(结果用,,,表示);
(2)若带电粒子从轴上的(0,)位置静止释放,刚好能越过半圆形障碍物,求;
(3)若带电粒子从轴上的(0,)位置静止释放,则打到半圆形障碍物的位置的纵坐标为,求。
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