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初中物理---功和机械能---中考精选试题含答案.doc

1、功和机械能一、填空题1 2016年4月24日定为首个中国航天日,是为了纪念我国首枚人造卫星东方红一号发射成功,卫星加速升空的过程中重力势能_变大_,动能_变大_(选填“变大”“变小”或“不变”)。【点评】卫星升空的过程中,动能和重力势能都是增大的,这是我们应该特别注意的。2在开展课外活动时,小李同学遥控一小型无人机匀速竖直上升,速度为2 m/s,功率为30 W,则无人机上升10 s升力所做的功为_300_J,无人机重为_15_N。3西宁市湟水河河道改造工程中,装载机5 s内将一块重2 000 N的石块匀速举高3 m,装载机的举力对石块做功为_6103_J,举力做功的功率为_1.2103_W。4

2、 “探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上。实验的目的是探究钢球动能的大小与_速度_的关系;实验时,是通过观察_木块被推动距离的大小_,来判断钢球动能的大小。物理研究方法有许多,如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替代法”等,本实验利用了控制变量法和_转换法_。解析同一钢球,质量相同,从不同的高度由静止滚下,体现了钢球到底端时的速度不同,由此可知:此实验研究的是动能大小与速度大小的关系,即此时用的是控制变量法;同时采用转换法,将钢球的动能大小转换为观察木块被推动的距离远近,钢球把木块推出去得越远,钢球的动能越大。二、选择

3、题5下列实例中,有力对物体做功的是( A )A跳水运动员从跳台跳下B背着书包在水平路面上前进C举重运动员举起杠铃停在空中D小球在光滑水平面上滚动【点评】明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。6如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,在力的作用下移动的距离SABSCD,比较两种情况下拉力F所做的功及其功率( C )AAB段做功较多BCD段做功较多CAB段与CD段做的功一样多DAB段的功率比CD段的功率大7如图甲所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次拉动木块得到的

4、st关系图象如图乙所示。 两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,下列判断正确的是( B )AF1F2,P1P2BF1F2,P1P2CF1F2,P1P2 DF1F2,PlP2解析由图乙可知,木块两次都做匀速直线运动,则拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因为同一木块放在同一桌面上,压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以两次木块受到的滑动摩擦力相等,故两次对应的弹簧测力计示数相等,即F1F2;从图乙中可以判断出,第1次木块的运动速度大于第2次木块的运动速度,即v1v2,根据公式PFv可知,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1P2。综上所述,A、C、D

5、项错误,B项正确。8高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的危害。因为高处的物体具有较大的( D )A弹性势能 B重力势能C体积 D重力9如图所示,将摆球从A点静止释放,摆球在A、C两点间来回摆动,B为最低点,不计空气阻力,下列说法正确的是机械能( C )A从A点到B点,摆球动能增大,机械能增大B从B点到C点,摆球动能减小,机械能减小C摆球在摆动过程中所经各点的机械能均相等D摆球在B点的机械能最大,在A,C两点的机械能能最小解析从AB的过程中,金属小球的质量不变、高度减小、速度增大,所以重力势能减小,动能增大,在B点时动能最大、重力势能最小;在此过程中重力势能转化为动能,不计空气阻力,机械能守恒

6、,故A项错误;从BC的过程中,金属小球的质量不变、高度增大、速度减小,重力势能增大,动能减小,在C点动能最小、重力势能最大,在此过程中动能转化为重力势能,机械能守恒,故B项错误;不计空气阻力,小球会在A、C间来回摆动时,总机械能守恒,故C项正确,D项错误。10如图,我国空气加油机正在给歼10战斗机加油。加油过程中,若战斗机的高度和速度不变,则战斗机的( D )A动能增加,势能减小,机械能不变B动能不变,势能不变,机械能不变C动能减小,势能不变,机械能减小D动能增加,势能增加,机械能增加解析战斗机的速度不变,质量不断增大,动能增大。高度不变,质量不断增大,重力势能增大。机械能动能势能,动能增大,

7、势能增大,所以机械能增大。11 (多选)如图所示,拨动弹性钢片,把小钢球与支柱之间的塑料片弹出时,小钢球并没有随塑料片飞出。关于这个过程,下列说法正确的是( ACD )A弹性钢片被拉弯,说明力可以改变物体的形状B弹性钢片恢复原位的过程中,动能转化为弹性势能C塑料片被弹出,说明力可以改变物体的运动状态D小钢球没有随塑料片飞出,因为小钢球具有惯性解析弹性钢片在力的作用下发生弯曲,说明了力可以使物体发生形变,故A项正确;弹性钢片恢复原位的过程中,形变变小,速度变大,弹性势能转化为动能,故B项错误;塑料片在力的作用下被弹出,说明力可以改变物体的运动状态,故C项正确;由于小钢球具有惯性,要保持原来的静止

8、状态,所以小钢球不会随塑料片飞出,故D项正确。三、简答题与计算题12起重机在10 s内将重为2 000 N的石头沿竖直方向匀速提升0.5 m。求:(1)起重机对石头做的功。(2)起重机提升石头的功率。解:(1)起重机对石头做功WGh2 000 N0.5 m1 000 J。(2)起重机提升石头的功率P100 W。答:(1)起重机对石头做的功是1 000 J。(2)起重机提升石头的功率是100 W。13电动玩具车质量为1 kg,它与水平地面的接触面积为20 cm2,该车在水平地面运动时,车内电动机提供的水平动力F与速度v的关系如图所示。求:(1)玩具车对水平地面的压强。(2)该玩具车在水平地面以0

9、.3 m/s的速度做匀速直线运动时,水平动力做功的功率是多少。解:(1)玩具车对水平地面的压力FGmg1 kg10 N/kg10 N,玩具车对水平地面的压强p5 000 Pa;(2)根据图象可知该玩具车在水平地面以0.3 m/s的速度做匀速直线运动时的牵引力F50 N,水平动力做功的功率PFv50 N0.3 m/s15 W。答:(1)玩具车对水平地面的压强是5 000 Pa;(2)水平动力做功的功率是15 W。四、实验与探究题14实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。(1

10、)本实验使钢球获得动能的操作方法是_将钢球从某一高度由静止释放_,钢球动能的大小是通过观察_木块运动的距离_来判断的。实验次数钢球质量/g钢球下摆高度/cm木块滑行距离/cm1202030240205836020(2)从表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的_速度_相同,从而探究动能与_质量_的关系。(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用_甲_同学的建议。(4)由上述实验数据和现象可得出结论:_在速度一定时,质量越大动能越大_。解析(

11、1)让钢球从某一高度由静止释放,使钢球获得动能;钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的,木块运动的距离越长,就表示钢球的动能越大;(2)让钢球从斜面的同一高度处释放,使钢球到达最底端的速度相同,从而探究动能与质量的关系;(3)上面的两次实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的,因此改变木板的长度,应采用甲的建议;(4)由表中的数据知:速度一定时,质量越大动能越大。15为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”,小明同学设计了如图所示的装置,并进行了如下实验。将弹簧放在水平面上,一端固定;在弹性限度内,用物块(物块与弹簧不连结)将

12、弹簧压缩,测量并记录弹簧的形变量L;由静止释放物块,测量并记录物块在水平面上滑行的距离s;多次改变弹簧的形变量,重量步骤;分析实验数据得出结论。请回答以下问题:(1)本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟_弹簧形变量_的关系。(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过_物块滑行的距离_来间接反映的。(3)本实验中,从物块离开弹簧到静止,物块将_动_能转化为_内_能。解析(1)由步骤可知,本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变量的关系。(2)由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量,本实验是通过比较物块滑行的距离来判断弹簧的弹性势能大小。(3)本实验中,物块离开弹簧后,因为受到摩擦力的作用,速度减小,

13、动能不断减小,在此过程中,物块克服摩擦力做功,物块将动能转化为内能。第二部分:简单机械一、填空题1端午节赛龙舟时,运动员一手撑住桨柄的末端(视为支点),另一手用力划桨,如图所示。此时桨属于_费力_(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;当运动员向后划桨时,龙舟就向前行进,说明物体间力的作用是_相互的_。2用如图所示的滑轮组匀速提升重为100 N的物体,拉力F60 N,滑轮组的机械效率为_83.3%_。在物体匀速上升的过程中,物体的动能_不变_,物体的重力势能_变大_(选填“变大”“变小”或“不变”)。3当用镊子夹取物体时,镊子就相当于_杠杆_(选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”),它是一个_费力_

14、(选填“省力”或“费力”)的机械。解析如图,在使用镊子时,在动力的作用下AC绕A点转动,镊子就相当于杠杆;A点是支点,AC的长度为阻力臂,AB的长度为动力臂,动力臂小于阻力臂,所以镊子是一个费力杠杆。4将一个重240 N的物体匀速推到斜面顶端,人沿斜面向上的推力为120 N,如图所示,物体沿斜面移动的距离s3 m,上升的高度h1.2 m,则人对物体做的有用功是_288_J,斜面的机械效率是_80%_。【点评】此题考查了功的计算与斜面的机械效率,同时也明确了斜面也是一种省力的机械,任何机械省力但不省功。二、选择题5下列有关简单机械的叙述正确的是( D )A剪纸用的剪刀是一种省力杠杆B使用定滑轮可

15、以省力C使用动滑轮可以省功D任何机械做功时机械效率不可能达到100%6如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是( D )【点评】本题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:省力杠杆,动力臂大于阻力臂;费力杠杆,动力臂小于阻力臂;等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。7在如图所示的四种剪刀中,最适用于剪开较硬物体的是( B )解析剪开较硬的物体,就需要一把省力的剪刀,因此需选用动力臂大于阻力臂的剪刀,即手柄比刀口长的剪刀,所以B最适合。【点评】剪刀是生活中的一种特殊杠杆,要根据需要选择最合适的。手柄长的剪刀省力,刀口长的剪刀省距离。8如图所示,O是支点,在B端挂一重物,为使杠杆水平平衡,要在A端

16、施加一个力,下列说法正确的是( B )AF1最小BF2最小CF3最小 D一样大9用如图所示的滑轮组在10 s内将300 N的重物匀速提升3 m,已知动滑轮重30 N,不计摩擦,则( C )A利用滑轮组所做的有用功是450 JB绳子自由端移动的速度是0.9 m/sC拉力的功率是99 WD滑轮组的机械效率是80%10 (多选)建筑工地上需要将6块相同的砖从地面运送到楼顶,工人师傅利用如图所示的装置,分三次运送。第一次运1块,第二次运2块,第三次运3块,每次运送时,砖都匀速上升,绳重及摩擦均忽略不计,这三次拉力依次为F1、F2、F3,效率为1、2、3,则( BD )AF1F2F3 BF1F2F3C1

17、23 D123【点评】本题考查拉力和机械效率的计算,关键是对公式F(GG动)和的灵活应用。11如图所示,使用滑轮组提升重物时,能提高机械效率的操作是(忽略绳重和摩擦)( B )A改变绕绳方式B减小动滑轮的质量C减小提升重物的高度D减小被提升物的质量【点评】机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素,不能理解成:“有用功多,机械效率高”;或“总功大,机械效率低”。机械效率的高低与是否省力及重物提升的高度无关。三、简答题与计算题12用如图所示的滑轮组将重90 N的货物匀速提升1 m的过程中,所用拉力F50 N,不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。(1)求上述过程中的有用功W有。(2)求上述过程中的总功W总

18、。(3)求滑轮组的机械效率。解:(1)上述过程中的有用功W有Gh90 N1 m90 J;(2)由图知n2,所以绳端移动的距离s2h21 m2 m,总功W总Fs50 N2 m100 J;(3)滑轮组的机械效率90%。答:(1)上述过程中的有用功为90 J。(2)上述过程中的总功为100 J。(3)滑轮组的机械效率为90%。13在一次车辆故障处置过程中,拖车所用装置简化如图。为了尽快疏通道路,交警只用了30 s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是6 m/s,绳子自由端的拉力F是500 N,该装置的机械效率是80%。求:(1)故障车在30 s内

19、通过的路程。(2)拉力F在30 s内所做的功。(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。解:(1)由v得故障车在30 s内通过的路程s车vt6 m/s30 s180 m;(2)由图可知,n3,绳子自由端移动的距离s绳3s车3180 m540 m,拉力F在30 s内所做的功WFs绳500 N540 m2.7105 J;(3)由图知,n3,水平滑轮组的机械效率,所以故障车在被拖离过程中受到的阻力f3F3500 N80%1 200 N。答:(1)故障车在30 s内通过的路程为180 m;(2)拉力F在30 s内所做的功为2.7105 J;(3)故障车在被拖离过程中受到的阻力为1 200 N。四、实验与探

20、究题14实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。请回答下列问题:试验次数12钩码重G/N44钩码上升高度h/m0.10.1绳端拉力F/N1.81.6绳端移动的距离s/m0.30.4机械效率74.1%(1)通过分析表中数据可知第2次实验使用的是_乙_(选填“甲”或“乙”)图所示的装置。(2)根据表中数据,可以计算出第2次实验中的机械效率应为_62.5%_。(3)通过对第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(或动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率_越低_(选填“越高”“不变”或“越低”)。解析(1)读图可知,乙

21、用4段绳子吊着物体,因此s4h,分析表中的数据可以看出,实验2符合这一倍数关系;(2)实验2的机械效率62.5%;(3)实验1和2中,提升重物相同,距离相同,只是滑轮组不同,尤其是动滑轮的个数不同,实验2的机械效率低于实验1,因此可得出:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率越低。15小明同学在“研究杠杆平衡条件”实验中:(1)实验时应先调节杠杆在_水平_位置平衡。若出现图甲所示情况,应将杠杆的螺母向_左_(选填“左”或“右”)调。(2)杠杆平衡后,小明在图乙所示的A位置挂上3个钩码,为了使杠杆在水平位置平衡,这时应在B位置挂上_4_个钩码。(3)下表是该组某同

22、学在实验中记录杠杆平衡的部分数据:实验次数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm12510231021532303上表中空格处所缺的数据是_1_,_20_。(4)分析上表中的实验数据可以得出的结论是_F1l1F2l2_。解析(1)实验时首先调节杠杆使其在水平位置平衡的好处是便于测量力臂;由图甲知,左端较高,所以应将平衡螺母向左端调节;(2)设一格为L,一个钩码重G,则有2G2LnGL,n4,故应在B处挂4个钩码;(3)根据杠杆平衡条件F1l1F2l2可得:2 N5 cmF210 cm,解得F21 N;2 N30 cm3 Nl2,解得l220 cm;(4)分析实验数据,得出杠杆的平衡条件是F1l1

23、F2l2(动力动力臂阻力阻力臂)。16 (1)如图1所示,甲物体重3 N,乙物体重10 N,用绳绕过定滑轮相连(不计绳重与摩擦)。乙静止于水平地面上,则a绳对甲的拉力为_3_N。(2)在分析b绳对乙的拉力时,小明认为是3 N,小慧认为是7 N。a小明做了以下实验:用弹簧测力计测出某物体的重力(如图2);然后将绳子靠着定滑轮(不计绳重与摩擦),如图3所示,弹簧测力计依次放在A、B、C、D位置时,其示数保持不变。由此可见,定滑轮只改变了力的_方向_,不改变力的_大小_(均选填“大小”或“方向”)。所以,小明认为图1中b绳对乙的拉力为3 N。b图1中b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对_相互作用力_

24、(选填“相互作用力”或“平衡力”)。为了探究这两个力的大小关系,再做如图4的实验:将弹簧测力计丙与丁相互对拉,它们的示数相等。于是可以得出,b绳对乙的拉力_等于_(选填“等于”或“不等于”)乙对b绳的拉力。由此可知,图1中b绳对乙的拉力为_3_N。(3)再通过受力分析可得,图1中地面对乙有_7_N的支持力。解析(1)以甲为研究对象,处于静止状态,所以a绳对甲的拉力FG甲3 N;(2)a.使用定滑轮改变了力的方向,但不能改变力的大小;b.图1中,b绳对乙施加拉力,力的作用是相互的,则乙对b绳同时施加拉力,所以b绳对乙的拉力和乙对b绳的拉力是一对相互作用力;如图4的实验,将弹簧测力计丙与丁相互对拉

25、,它们的示数相等,说明相互作用力大小相等;于是可以得出,b绳对乙的拉力等于乙对b绳的拉力;由此可知,图1中b绳对乙的拉力为3 N。(3)以乙为研究对象,乙受向上的拉力、向上的支持力和向下的重力,因为乙处于静止状态,所以FF支G乙,则地面对乙的支持力F支G乙F10 N3 N7 N。17在“测滑轮组机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行两次实验,实验数据如表:次数钩码重/N钩码上升高度/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/cm12100.8402551.520(1)第一次实验测得滑轮组的机械效率为_62.5%_,两次相比较,第二次实验测得滑轮组的机械效率_大于_(选填“大于”“小于”或“等于”

26、)第一次实验测得滑轮组的机械效率。(2)根据表中数据,能否得出“滑轮组的机械效率与所挂钩码重量有关,钩码越重其效率越高”的结论?_不能_;请简要说出其中一条理由:_滑轮组的机械效率还与滑轮的重有关_。解析(1)第一次实验滑轮组的机械效率162.5%,第二次实验滑轮组的机械效率283.3%;所以12;(2)通过实验的对比,虽然可以得出机械效率高低与滑轮重力有关,但必须至少三次实验才可证明结论,只有一次对比实验是不太准确合理的,偶然性太大,并且影响滑轮组机械效率的还有滑轮的重等。第一部分功和机械能1炎热的夏天,王爷爷驾着一辆功率为120 kW的小轿车,带着家人前往井冈山休闲度假。途中在一段平直的高

27、速公路上以90 km/h的速度匀速行驶,求这段路程中小车受到的阻力。解:P120 kW1.2105 W,90 km/h25 m/s。根据公式PFv得F4.8103 N,因为小车匀速直线行驶,所以fF 4.8103 N。2小生同学用100 N的推力推动重500 N的木箱,使木箱沿推力方向做匀速直线运动,10 s内前进了6 m。求小生同学对木箱做的功和功率。解:WFs100 N6 m600 J;P60 W3快速发展的南昌为缓解城市交通压力,大力兴建地铁,地铁站台的设计方案如图所示。进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。从能量利用的角度看,这种设计的优点是什么?(1)地铁进站时的部分动能转化为重力势

28、能,减少因刹车损耗的机械能;(2)地铁出站时储存的重力势能又转化为动能;(3)起到节能的作用。4如图所示,蚂蚁用103 N的力拉着树叶,10 s内沿着拉力方向前进了10 cm,则蚂蚁对树叶做功为_104_J,对应的功率为_105_W。第二部分简单机械1 (多选)如图所示的是同学们画的几种情景下的示意图,其中正确的是( AC )A施加在门把手上力F的力臂B小球对斜面的压力C通电螺线管周围磁感线的方向D蜡烛在平面镜中成像的光路2在测“滑轮组机械效率”的活动中,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图甲所示),然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码,当钩码上升的高度为H时,瑞瑞同学

29、在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B,并测得A、B两点间的距离为2H(如图乙所示),则以下所求物理量正确的是( BCD )A拉力所做的功W2FHB拉力所做的有用功WGHC该滑轮组的机械效率1D该滑轮组的机械效率3探究杠杆的平衡条件:【提出问题】图甲所示是一种常见的杆秤,此时它处于水平位置平衡。发现一:小明在左侧挂钩上增加物体,可观察到提纽左侧下沉。他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的_力_来实现;发现二:接着小明移动秤砣使其恢复水平位置平衡。说明通过改变_力臂_的长短也可以改变杠杆的平衡。那么,杠杆在满足什么条件时才平衡呢?【制订计划与设计实验】实验前,轻质杠杆处于如图乙所示的状态

30、,使用时,首先应将杠杆的平衡螺母向_右_(选填“左”或“右”)调节,使杠杆处于水平位置平衡,这样做的好处是 _方便直接测出力臂_。【实验结论】如图丙所示,他们进行了三次实验,对实验数据进行分析,得出杠杆的平衡条件是_动力动力臂阻力阻力臂_。【拓展应用】图丁是用手托起重物的示意图,图中前臂可以看作是一个_费力_(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,此杠杆的支点是图中的_C_ 点,假如托起6 N的重物,请你根据图丁所示,估算出手臂要用的动力大约是_48_ N。4在测“滑轮组机械效率”的实验中,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A(如图甲所示),然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩

31、码,当钩码上升的高度为H时,瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B,并测得A、B两点间的距离为2H(如图乙所示)(不计摩擦与绳重)。求:(1)动滑轮的重力G动。(2)滑轮组的机械效率。(3)如果减少钩码的个数,滑轮组的机械效率会如何变化?解:(1)由图可知,n3,F,G动3FG。(2)滑轮组的机械效率。(3)机械效率会降低。5 “测算简单机械的效率”实验。(1)下表是小明做“测算斜面的机械效率”的实验记录数据:斜面倾斜程度小车重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较缓100.1311333%较陡100.2412450%最陡100.3513560%将表格中数据补充填写完整;分析实验数据可知:同一斜面,倾斜程度越高,拉同一个物体所用的拉力越_大_,机械效率越_高_。(2)请您尝试做“测算滑轮组的机械效率”实验:如图所示,用笔画线按最省力的方法组装好滑轮组。设计一个记录此实验数据的表格。实验次数重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳子自由端移动距离s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率123

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