2023年10月份第4周
物理
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1、物体沿水平直线运动,从A点开始计时,取向右的方向为运动的正方向,其图像如图所示,则物体在最初的4s内( )
A.前2s内物体做匀减速直线运动
B.前2s内物体向左运动,后2s内物体向右运动
C.时刻,物体的加速度为零
D.时刻,物体的速度为2.5m/s
2、汽车司机发现前方有障碍物,立即刹车,刹车过程可视为匀减速运动。自刹车开始第1s内经过的位移为24m,第4s内经过的位移为1m。下列说法正确的是( )
A.汽车的加速度大小为 B.汽车的加速度大小为
C.汽车的初速度大小为28m/s D.汽车的初速度大小为27.83m/s
3、倾角为θ且足够长的光滑固定的斜面上有一质量为m的物体,初始位置如图甲所示,在平行于斜面向上的力F作用下,物体从初始位置由静止开始沿斜面运动,运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示,其中在过程的图线是曲线,在过程中图象是平行x轴的直线,在的过程中图象是直线,则下列说法正确的是( )
A.在的过程中,力F在减小
B.在的过程中,物体的动能一直在增大
C.在的过程中,物体的速度大小不变
D.在的过程中,物体一定做匀速运动
4、某次军事演习中,在P、Q两处的炮兵向正前方同一目标O发射炮弹,炮弹轨迹如图所示,已知炮口高度相同,忽略空气阻力,则( )
A.B的加速度与A的一样大
B.B的飞行时间比A的长
C.B在最高点的速度比A在最高点的大
D.B打到目标时的速度比A打到目标时的大
5、如图,一跳床运动员从跳床正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触跳床后把跳床压缩到一定程度后停止下落。在运动员下落的这一过程中,下列说法中正确的是( )
A.运动员速度先增大后减小,接触跳床瞬间速度最大
B.从运动员接触跳床起加速度方向变为竖直向上
C.从运动员接触跳床到到达最低点,运动员的速度先增大后减小
D.从运动员接触跳床到到达最低点,运动员的加速度先减小后增大
二、单选题
6、高空坠物已居为城市中危害极大的社会安全问题,从某高楼高层的窗口自由下落在最后10m内的平均速度为20m/s,重力加速度g取,不计空气阻力,该物体开始下落的位置距地面高度约为( )
A.28m B.25m C.22m D.20m
7、如图为落水车辆救援过程的照片,救援吊机将车辆从水里匀速吊离水面,到达一定高度后,汽车沿圆弧轨迹被吊至河边公路,下列说法正确的是( )
A.固定汽车的吊绳拉力等于吊臂上的钢绳拉力的大小
B.汽车沿圆弧轨迹运动阶段一定有加速度
C.汽车离开水面后的匀速上升阶段,吊绳的拉力大小不变
D.汽车在水面下匀速上升时,吊绳对车的力一定等于汽车的重力
8、如图所示,设地球半径为R,假设某地球卫星在距地球表面高度为h的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,运行周期为T,到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近地点B时,再次点火进入近地轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动,引力常量为G,不考虑其他星球的影响,则下列说法正确的是( )
A.该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率小于在轨道Ⅱ上A点的速率
B.卫星在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上做圆周运动时,轨道Ⅰ上动能小,势能大,机械能小
C.卫星从远地点A向近地点B运动的过程中,加速度变小
D.地球的质量可表示为
9、某滑雪赛道如图所示,滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑,经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点,不计摩擦力及空气阻力,此过程中,运动员的动能与水平位移x的关系图象正确的是( )
A. B. C. D.
10、振动方向相同的两波源,频率均为4Hz,振幅均为2cm,置于均匀介质中,两波源产生的简谐横波在纸面内传播。图为相遇时某时刻的情况,实线表示波峰,虚线表示波谷,P是波峰与波峰相遇的点,是凸起最高的位置之一。则下列说法正确的是( )
A.这个凸起最高的位置在向y轴负方向移动
B.P质点正在向y轴正方向迁移
C.此刻图中M点是凹下最低的位置
D.由图中时刻经过0.75s后,N点的路程为0
11、如图所示电路,电源内阻为r,两相同灯泡电阻均为R,D为理想二极管(具有单向导电性),电表均为理想电表。闭合S后,一带电油滴恰好在平行板电容器中央静止不动。现把滑动变阻器滑片向上滑动,电压表示数变化量绝对值分别为,电流表示数变化量为,则下列说法中错误的是( )
A.两灯泡逐渐变亮 B.油滴将向下运动 C. D.
12、两大小不同的带电小球周围的电场线分布情况如图所示,一带电粒子仅在电场力的作用下先通过a点,后通过b点,运动轨迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
A.带电粒子带负电
B.带电粒子在a点的加速度大于在b点的加速度
C.带电粒子在a点的速度小于在b点的速度
D.带电粒子在a点的电势能小于在b点的电势能
13、如图所示,磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B。电子从M点由静止释放,沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知M、P在同一等势面上,且电子从M到P点运动的时间为t,P、M间的距离为d。下列说法正确的有( )
A.电子到达P点时的速度为0
B.电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力
C.电子从N到P,电场力做正功
D.该匀强电场的电场强度
14、在图所示的四个电路中,电源内阻不计,两灯泡的阻值相等并小于滑动变阻器的最大阻值,当分别闭合开关S,移动滑动变阻器触头从最左端移至最右端时,能使其中一个灯一直由暗变亮同时,另一个灯一直由亮变暗,则符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
15、如图所示,一定质量的理想气体分别经历和两个过程,则( )
A.状态a的内能大于状态b
B.状态a的体积大于状态b
C.过程中气体吸收热量
D.过程中所有气体分子热运动速率增大
16、如图所示,斜面的末端与一水平放置的传送带左端平滑连接,当传送带静止时,有一滑块从斜面上的P点静止释放,滑块能从传送带的右端滑离传送带。若传送带以某一速度逆时针转动,滑块再次从P点静止释放,则下列说法正确的是( )
A.滑块可能再次滑上斜面 B.滑块在传送带上运动的时间增长
C.滑块与传送带间的划痕增长 D.滑块在传送带上运动过程中,速度变化得更快
17、摆动是生活中常见的运动形式。甲图轻杆一端可绕光滑轴O转动,另一端固定质量为m的小球a;乙图轻杆一端可绕光滑轴转动,杆的另一端和杆的中点处分别固定质量相等且均为m的小球b、c。甲乙两图中总杆长相等,两杆均从水平位置由静止释放,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.当轻杆摆动到竖直位置时,小球b、c做圆周运动的向心力大小相等
B.当各杆摆动到竖直位置时,小球a的速度大小等于小球b的速度大小
C.当轻杆摆动到竖直位置时,轻杆对a的作用力大于轻杆对b的作用力
D.从水平位置摆到竖直位置的过程中小球b、c间的轻杆对小球b做正功
18、光滑的水平面上放有质量分别为m和的两木块,下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为,为使这两个木块组成的系统能像一个整体一样一起振动,系统的最大振幅为( )
A. B. C. D.
19、如图所示,水下光源S向水面A点发射一束光线,折射光线分为a、b两束。则下列说法错误的是( )
A.a、b两束光相比较,在真空中a光的波长较长
B.在水中a光的速度与b光的一样大
C.若保持入射点A位置不变,将入射光线顺时针旋转,从水面上方观察,b光先消失
D.用同一双缝干涉实验装置分别用a、b光做实验,a光干涉相邻条纹间距大于b光干涉相邻条纹间距
20、如图所示,某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成,其中屏障垂直于屏幕平行排列,可实现对像素单元可视角度θ的控制(可视角度θ定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍)。发光像素单元紧贴屏下,位于相邻两屏障的正中间,并且可视为点光源。透明介质的折射率为n,屏障的高度为d,相邻屏障的间隙为L。不考虑光的衍射,下列说法正确的是( )
A.防窥屏实现防窥效果主要是因为光的干涉
B.相邻屏障间隙L越大,防窥效果越好
C.透明介质的折射率越大,可视角度θ越大
D.从上往下看,看到的图象比实际位置低
三、计算题
21、如图所示长方形光滑水平台面WXYZ,WX边长为1.0m,XY边长为1.5m,距离地面。一质量的小球从W静止出发,在CD区域之间受到沿着WZ方向恒力的作用,,CD区域沿WZ方向间距为d,d=0.5m。当小球到达D点时撤去,并立即对小球施加变力,使得小球开始做半径的匀速圆周运动,最终小球从Y点离开光滑水平台面开始做平抛运动。取:
(1)求的大小;
(2)求小球在光滑水平台面运动的总时间;
(3)求小球平抛的水平位移。
22、第24届冬奥会于2022年2月在北京和张家口成功举行,高山滑雪是冬奥会运动项目之一,训练轨道可简化为由弧形轨道AO和倾斜直轨道OB组成,如图所示。某运动员(可视为质点)从弧形轨道A点由静止滑下,从O点沿水平方向飞出,并落到轨道OB上。已知A点与O点的高度差,轨道OB的倾角,取,不计一切摩擦和空气阻力,,,求:
(1)运动员经过O点时的速度大小;
(2)落点与O点的距离;
(3)运动员从O点飞出后与轨道OB的最远距离。
23、如图所示,在A点固定一正点电荷,在离A点高度为H的B处由静止释放带电小球,开始运动瞬间小球的加速度大小为(g为重力加速度大小),小球运动到C点时达到最大速度。带电小球的质量为m、带电荷量为q,静电力常量为k,带电小球可视为点电荷,不计空气阻力。求:
(1)A、C两点间的距离x;
(2)B、C两点间的电势差。
24、如图为一个透明光学元件的截面图,左侧为矩形,边水平,边长为边长为,右侧边界是半径为的四分之一圆弧。一束单色光由空气从左侧边界上距B点的P点与水平线成45°角射入光学元件,在元件中第一次到达边界的位置为D点。已知光在真空中的传播速度为。求:
(1)该光学元件的折射率;
(2)光束从入射至第一次离开光学元件所用的时间(结果可用根号表示)。
25、2022年将在我国北京举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是最具观赏性的项目之一、某滑道示意图如图所示,AC段为运动员加速助滑道,其中BC段是半径为20m的圆弧滑道,斜面CD与水平面间的夹角为37°。运动员从加速助滑道上的某点A由静止开始滑下后从C点水平飞出,之后落在斜面上的D点。已知运动员和装备的总质量为80kg,运动员下滑到加速助滑道最低点C时对滑道的压力大小为2400N,忽略一切摩擦,取重力加速度,,。求:
(1)运动员从C点水平飞出时的速度大小;
(2)从C点运动到D点的时间;
(3)滑道上A、C两点间的竖直高度。
参考答案
1、答案:ABD
解析:由题图可知,物体前2s内向左做匀减速直线运动,后2s内向右做匀加速直线运动,2s末物体的加速度,3s时速度,故A、B、D正确,C错误。
2、答案:BC
解析:若汽车在第4个1s一直运动,则由逆向可看作匀加速运动,设逆向第1s的初速度为,根据时间位移公式,有
而实际
则说明汽车在第4个1s不是一直在运动,即可确定汽车在第4个1s末前已经停下,设汽车的加速度大小为a,在第3s时的速度为,则有
根据题意可知汽车在时的速度为
则有
联立解得,
则汽车的初速度大小为
故选BC。
3、答案:AB
解析:A、在过程中物体机械能在减小,知拉力在做负功,拉力方向沿斜面向上,所以物体的位移方向向下,即物体在沿斜面向下运动。根据功能关系得:,解得:,则知图线的斜率表示拉力,在过程中图线的斜率逐渐减小到零,知物体的拉力F逐渐减小到零,故A正确;
BC、在过程中,机械能不变,则拉力为零,再根据选项A可知时物体沿斜面向下运动,则物体在过程中继续向下加速运动,则在重力的作用下物体的动能一直在增大,故B正确、C错误;
D、过程,机械能继续减小,拉力做负功,则拉力方向沿斜面向上,图象的斜率恒定,故拉力F为恒力,但不知道拉力F与重力分力的大小关系,故物体有可能做匀速直线运动、也可能做匀减速直线运动,还可能做匀加速直线运动,故D错误。
故选:AB。
4、答案:AB
解析:A.不计空气阻力两炮弹均只受重力,故两炮弹的加速度都为重力加速度,A正确;
B.斜上抛运动在竖直方向为竖直上抛运动,在水平方向是匀速直线运动,设上升的高度为H,运动的时间为t,根据竖直上抛运动的规律可得
解得
由图可知,B上升的高度比A高,故B运动时间比A运动时间长,B正确;
C.由图可知,A的水平位移更大,而时间更短,故A水平方向的速度更大,根据斜上抛运动的规律可知,在运动的最高点只有水平方向的速度,故A在最高点的速度比B的大,C错误;
D.两炮弹从最高点平抛,则打到目标时的速度为
B的水平速度小,但其竖直高度大,无法比较二者打到目标时的速度大小,D错误;
故选AB。
5、答案:CD
解析:A.在空中的时候,运动员速度先增大,运动员刚接触跳床瞬间,跳床的弹力为零,运动员只受重力,所以运动员要继续向下加速,所以运动员刚接触跳床瞬间速度不是最大,故A错误;
B.运动员接触跳床时,重力大于弹力,合力竖直向下,加速度方向仍竖直向下,故B错误;
C.从运动员接触跳床到到达最低点,跳床的弹力不断增大,开始阶段,重力大于弹力,合力竖直向下,与速度方向相同,运动员做加速度运动。当运动员所受的弹力大于重力时,合力竖直向上,加速度竖直向上,与速度方向相反,运动员开始做减速运动,所以运动员的速度先增大后减小。故C正确;
D.从运动员接触跳床到到达最低点,合力先减小后反向增大,则加速度先减小后反向增大,从运动员到达最低点时,运动员的加速度最大。故D正确;
故选CD。
6、答案:B
解析:物体最后10m运动的时间,最后10m中间时刻的速度,物体下落的时间,则该物体下落的高度,B项正确.
7、答案:B
解析:A.吊绳间夹角为锐角,根据平行四边形法则
固定汽车的吊绳拉力F不等于吊臂上的钢绳拉力的大小T,故A错误;
B.汽车沿圆弧轨迹运动阶段速度方向一定变化,速度一定变化,一定有加速度,故B正确;
C.汽车离开水面后有水流出,吊绳的拉力大小改变,故C错误;
D.汽车在水面下匀速上升时,车受到吊绳的拉力、重力和浮力的作用,吊绳对车的力不等于汽车的重力,故D错误。故选B。
8、答案:D
解析:A.卫星在轨道Ⅰ上过A点做匀速圆周运动,满足
卫星在轨道Ⅱ上过A点做近心运动,即
所以卫星在轨道Ⅰ上A点速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率,由可知,在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅰ上A点的速率,因此该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率,A错误;
B.卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需在A点减速,从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ需在B点减速,故卫星机械能减小,卫星在轨道Ⅲ上的速率大于在轨道Ⅰ上的速率,故卫星在轨道Ⅲ上的动能大于在轨道Ⅰ上的动能,从轨道Ⅱ上A运动到B的过程,地球引力对卫星做正功,引力势能减小,可知卫星在轨道Ⅰ上运行时动能小,势能大,机械能大,B错误;
C.根据万有引力提供向心力有
可得
卫星从远地点A向近地点B运动的过程中,r变小,故加速度变大,C错误;
D.卫星在轨道Ⅰ上的运动过程中,万有引力充当向心力,故有
解得
D正确。
故选D。
9、答案:A
解析:设运动员位移与水平方向的夹角为θ,运动员沿斜面下滑过程,θ不变,根据动能定理有,则图线为一条过原点的倾斜的线段。运动员运动到圆弧滑道后,θ发生变化,动能与水平位移不成正比。运动员到达圆弧滑道最低点后上升,重力做负功,动能减小。综上可知,A正确,BCD错误。
10、答案:D
解析:A.凸起最高的位置应向y轴正向运动,故A错误;
B.质点不随波迁移,故B错误;
C.M点处于平衡位置,故C错误;
D.N点为振动减弱点,其振幅为零,所以经过0.75s后,N点的路程为0,故D正确。
故选D。
11、答案:B
解析:A.滑片向上滑动,其阻值减小,总电阻减小,回路中电流变大,两灯变亮,选项A正确;
B.总电流增大,故内电压增大,所以外电压减小,即的示数减小,而的电压变大,所以并联部分的电压减小,所以的示数及电容器板间电压变小,应放电,但二极管的单向导电性使电荷不能放出,由于Q不变,则由
得
可知E不变,油滴静止不动,选项B错误;
C.把电阻R看作电源内阻一部分,就是两端电压的增加量,也是电容器两板间电压减少量,则
选项C正确;
D.由闭合电路欧姆定律可得
所以
选项D正确。
本题选错误的,故选B。
12、答案:C
解析:A.带电粒子仅在电场力的作用下做曲线运动,其受到的电场力指向运动轨迹的内侧,结合图象可知,电场力的方向与场强方向相反,所以带电粒子带负电,故A正确;
B.电场线越密的地方电场强度越大,因此带电粒子在b点受到的电场力小于在a点受到的电场力,结合牛顿第二定律可知,带电粒子在b点的加速度小于在a点的加速度,故B错误;
CD.沿着电场线方向电势降低,则a点电势大于b点电势,结合,可知,带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能;带电粒子从a点到b点,电势能增大,电场力做负功,根据动能定理可知带电粒子在a点的速度大于在b点的速度,故C正确,故D错误。
故选AC。
13、答案:A
解析:AB.由于M点和P点在同一等势面上,故从M到P电场力做功为0,而洛伦兹力不做功,M点速度为0,根据动能定理可知电子在P点速度也为0,则电子在M点和P点都只受电场力作用,在匀强电场中电子在这两点电场力相等,即合力相等,故A正确,B错误;
C.从N到P电场力做负功,故C错误;
D.通过单位判断物理量关系错误,故D错误。
故选A。
14、答案:C
解析:A.对电路A,在变阻器由左向右滑动时,分得的电压越来越大,灯泡逐渐变亮,对来说,当P在最左端时,它与并联的电阻会小于当P在最右端时的电阻,分得的电压也越来越大,故它也会变亮,A错误;
B.对电路B,当P在最左端时,不发光,它会随P向右移动而发亮,当P在最右端时电路中的总电阻与P在最左端时要小,故电流变大,也会变亮,B错误;
C.对电路C,当P在最左端时,不亮,亮,当P在最右端时,亮,而不亮,移动滑动变阻器触头从最左端移至最右端时,能使一直由暗变亮同时,一直由亮变暗,故C正确;
D.对电路D,当P在最左端时,被短路,不亮,当P向右滑动时,始终被短路,故始终不亮,D错误。
故选C。
15、答案:C
解析:状态a的温度小于状态b的温度,温度越高内能越大,所以状态a的内能小于状态b的内能,故A错误;根据,可以得到,可以知道与原点连线的斜率与体积成反比,故斜率越大体积越小,所以状态a的体积小于状态b的体积,故B错误;根据热力学第一定律得,,因为从a到c过程温度升高,所以为正值,体积增大,所以W为负值,所以Q为正值,代表在整个过程中吸热,故C正确;温度反映的是分子平均动能而不是所有分子的动能,并不是所有气体分子热运动速率都增大,故D错误.
16、答案:C
解析:传送带以某一速度逆时针转动时,与传送带静止时相比较,滑块的受力情况不变,所以滑块的加速度不变,则滑块的位移不变,滑块还是能从传送带的右端滑离传送带,由
可知滑块在传送带上运动的时间不变,但传送带逆时针转动时,滑块相对于传送带发生的位移增大即滑块与传送带间的划痕增长。
故选C。
17、答案:D
解析:A.小球b和c角速度相同,b的轨迹半径大,由可知,当轻杆摆到竖直位置时b的向心力大于c的向心力,故A错误;
B.从水平位置摆到竖直位置的过程,对小球b、c构成的系统,根据机械能守恒定律得
由可知
联立解得
对小球a,由动能定理
解得
所以竖直位置时,小球a的速度小于b的速度,故B错误;
C.竖直位置时,设轻杆对小球a、b的作用力为F,则有
由于,可得轻杆对a的作用力小于对b的作用力,故C错误;
D.从水平位置摆到竖直位置的过程,对b分析,由动能定理可知
解得轻杆对小球b做功为
所以轻杆对小球b做正功,故D正确。
故选D。
18、答案:C
解析:质量分别为m和的两木块作为一个整体同步振动,两者具有共同的加速度.当两木块之间静摩擦力达到最大值时,木块的加速度达到最大值,此时两木块组成的系统的加速度也达到最大值,弹簧弹力达到最大值,此时系统的振幅达到最大值。
19、答案:B
解析:B.由图可知,b光的偏折程度较大,故水对b光的折射率较大,由可知,在水中b光的速度较小,B错误,符合题意;
A.b光的折射率较大,频率较高,由可知,在真空中b光的波长较短,A正确,不符合题意;
C.由于b光的折射角总是较大,若保持入射点A位置不变,将入射光线顺时针旋转,从水面上方观察,b光先消失,C正确,不符合题意;
D.a光波长较长,由
可知,用同一双缝干涉实验装置分别用a、b光做实验,a光干涉相邻条纹间距大于b光干涉相邻条纹间距,D正确,不符合题意。
故选B。
20、答案:C
解析:AB.防窥屏实现防窥效果的原理是因为某些角度范围内的光被屏障吸收,故相邻屏障间隙L越大,防窥效果越差,故AB错误;
C.透明介质的折射率越大,折射角越大,可视角度越大,故C正确;
D.从上往下看,看到的图象比实际位置高,故D错误。
故选C。
21、答案:(1);(2)0.51s;(3)2m
解析:(1)小球在CD之间,根据牛顿第二定律
匀变速直线运动
解得
之后做匀速圆周运动
(2)小球开始匀加速时间,结合(1)得到
小球做匀速圆周运动,根据线速度公式
得到
运动总时间
(3)小球做平抛运动,在竖直方向则有
在水平方向有
解得
22、答案:(1)20m/s(2)75m(3)9m
解析:(1)从A到O对运动员,动能定理
解得
(2)运动员作平抛运动
解得
落点与O点的距离
(3)从O点飞出后与轨道OB时,垂直斜面方向速度为
垂直斜面方向加速度为
从O点飞出后与轨道OB的最远距离
23、答案:(1)(2)
解析:(1)设固定在A点的正点电荷的电荷量为Q,对带电小球在B点时受力分析,根据牛顿第二定律有
根据库仑定律有
小球运动到C点时,根据小球受力平衡有
根据库仑定律有
解得
(2)带电小球从B点到C点的过程中,根据动能定理有
根据电场力做功和电势能变化的关系有
解得
24、答案:(1)(2)
解析:(1)如下图所示:
由几何关系可知
解得,
联立解得
(2)由
解得
如下图所示:
由几何关系可知
所以光束在D点发生全反射,由几何关系可知
所以光束从圆弧的下边界垂直射出,设光束与圆弧的下边界的交点为F,光束传播的路程
由几何关系可得
光束在元件中传播的速度v满足
光束从入射至第一次离开光学元件所用的时间
联立解得
25、答案:(1)(2)(3)
解析:(1)根据牛顿第三定律可知运动员所受的支持力大小:,由牛顿第二定律:,解得:
(2)运动员从C点滑出后做平抛运动,经时间t后落到D点,则:又:,,联立解得:
(3)从A点到C点,竖直高度为h,由动能定理得:,解得:
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