广东省新高考普通高中学科综合素养评价2022-2023学年高三下学期物理开学调研考试试卷

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广东省新高考普通高中学科综合素养评价2022-2023学年高三下学期物理开学调研考试试卷
一、单选题
1．（2023高三下·广东开学考）采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，再通过后方可以旋转的支架将棉包放下。棉包支架的简化模型如图，支架由与两块挡板构成，两挡板间的夹角固定不变，支架可绕轴在竖直面内转动。在支架由图中位置逆时针缓慢转至板水平的过程中（忽略挡板对棉包的摩擦力），下列说法正确的是（　　）
A．棉包一直受到三个力的作用
B．支架挡板对棉包的作用力一直不变
C．棉包对挡板的压力一直增大
D．棉包对挡板的压力一直减小
2．（2023高三下·广东开学考）小李和小王两位同学利用直尺互测对方的反应时间。如图，被测者用一只手在直尺下方0刻度处做捏尺的准备（不接触直尺），当看到合作方放手立即捏住直尺，结果小李和小王分别捏住和两个刻度。若忽略空气阻力，利用可测算出反应时间，下列说法正确的是（　　）
A．小李比小王的反应时间短
B．比较两次直尺被捏住前瞬间的速度大小，直尺被小李捏住前瞬间的速度比较小
C．两位同学测量过程中直尺下落速度变化一样快
D．若考虑空气阻力的影响，则测算出的反应时间比原测算值要小
3．（2023高三下·广东开学考）如图，小林开展实验探究，用直径小于空心铝管和塑料管管径的强磁体同时从竖直放置的等长空心铝管和塑料管的上端口静止释放，发现强磁体通过空心铝管时间较长。关于此现象，下列说法正确的是（　　）
A．强磁体吸引铝管，相互摩擦致磁体下落得慢
B．强磁体下落时，铝管产生感应电流的磁场对强磁体运动产生阻碍作用
C．只要铝管足够长，强磁体可能减速至静止
D．强磁体在空心铝管的下落过程中保持机械能守恒
4．（2023高三下·广东开学考）将烧瓶中的水加热至沸腾，将酒精灯移走，停止沸腾后用烧瓶塞将烧瓶口堵住，倒扣烧瓶，往烧瓶上浇冷水，发现水再次沸腾，下列说法正确的是（　　）
A．往烧瓶上浇冷水，烧瓶中的气体温度降低，内能不变
B．往烧瓶上浇冷水，烧瓶中的气体内能减少，压强增大
C．烧瓶冷却后，瓶塞可以更轻松地拔出
D．海拔高的地方水的沸点比较低与上述现象涉及的原理相同
5．（2023高三下·广东开学考）下图是行李安检机示意图。行李箱由静止放上匀速运行的传送带，后沿着斜面滑到地面上，不计行李箱在转折处的机械能损失和斜面的摩擦力。关于行李箱在传送带和斜面的速度或加速度随时间变化的图像，下列可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
6．（2023高三下·广东开学考）如图所示，某款太阳能概念车质量为，在一段平直公路上由静止匀加速启动，加速度大小为，经过一段时间后第一次达到额定功率。若汽车运动过程中阻力恒为，则这段时间为（　　）
A． B． C． D．
7．（2023高三下·广东开学考）图甲示意我国建造的第一台回旋加速器，该加速器存放于中国原子能科学研究院，其工作原理如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．由于粒子速度被逐渐加大，则它在形盒中的运动周期越来越小
B．由于粒子速度被逐渐加大，极板所加的交流电周期要相应减小
C．粒子从加速器出来的最大速度与形盒的半径大小及磁场磁感应强度有关
D．粒子增加的动能来源于磁场
8．（2023高三下·广东开学考）风力发电机主要由风轮（转轴和叶片）、发电机和塔筒三部分组成。如图，它的叶片转动时可形成半径为的圆面，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直。某地的风速为，空气的密度为，以下说法正确的是（　　）
A．每秒冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为
B．每秒钟风轮上输入的空气动能为
C．风力发电装置的发电功率与风速的平方成正比
D．风场的风速越大，发电机将风能转化为电能的效率一定越高
二、多选题
9．（2023高三下·广东开学考）较差自转是指一个天体在自转时不同部位的角速度互不相同的现象。太阳较差自转就是说在太阳不同的纬度，自转的速率是不一样的，下图示意太阳（视为规则球体）在南北半球不同纬度的自转周期。下列说法正确的是（　　）
A．太阳赤道处的角速度最大
B．太阳自转角速度随纬度升高而增大
C．太阳在不同纬度的线速度可能相同
D．若某纬度的角速度为，太阳半径为，则太阳在该纬度最外层的线速度为
10．（2023高三下·广东开学考）如图所示，为水平放置的平行板电容器的两个金属极板，为静电计。闭合开关，静电计指针张开一定角度，电容器两极板间的点有一带电液滴处于静止状态，则下列说法正确的是（　　）
A．保持开关闭合，将的滑片向右移动，的指针张开角度减小
B．保持开关闭合，将的滑片向左移动，带电液滴仍处于静止状态
C．若断开开关，将极板向上移动少许，的指针张开角度减小
D．若断开开关，将极板向上移动少许，带电液滴仍处于静止状态
11．（2023高三下·广东开学考）“电磁橇”是我国建成的世界首个电磁驱动地面超高速试验设施。图甲是一种线圈形电磁弹射装置的原理图，开关拨向1，向电容器充电，充完电后，在时刻开关拨向2，发射线圈被弹射出去。图乙是驱动线圈的电流随时间的变化图像。发射导管材质绝缘且内壁光滑，下列说法正确的是（　　）
A．开关拨向2的瞬间，驱动线圈和发射线圈中的电流同向
B．开关拨向2的瞬间，驱动线圈和发射线圈相互排斥
C．在时间内，发射线圈中的电流不断减小
D．发射导管越长，发射线圈的出射速度越大
12．（2023高三下·广东开学考）如图，某一圆柱形风筒内有沿水平方向的恒定风力，为测定风力的大小，现让一质量为的轻质小球以速率从A点沿方向进入风筒（图中未画出），小球恰好能沿直线运动到点，若测得，不计小球所受重力，下列说法正确的是（　　）
A．风力的方向由A指向
B．风力的大小为
C．小球运动到点后会返回到A点离开，速率仍为
D．若小球仍以速率从点沿方向进入风筒，则小球会从A点离开风筒
三、实验题
13．（2023高三下·广东开学考）用如图甲所示装置研究平抛运动，将光电门①安装在斜槽轨道末端点，利用螺旋测微器测量钢球的直径为，背景为方格的硬板竖直固定，钢球从点滑下后从点水平飞出，如图乙所示。反复调节光电门②的位置，在点时钢球恰好能通过，分别记录下钢球通过两个光电门的时间及从光电门①运动到光电门②所用的时间。
通过光电门①的时间 通过光电门②的时间 光电门①运动到光电门②所用的时间
（1）钢球做平抛运动的初速度为　 　（计算结果保留三位有效数字）；
（2）钢球通过光电门②时竖直方向的速度为　 　，由加速度计算式　 　（用题中物理量符号表示），可测得　 　（计算结果保留三位有效数字）。
14．（2023高三下·广东开学考）甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
（1）如图，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有________。
A．闭合开关
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C．开关闭合时将线圈从线圈中拔出
D．开关闭合时将线圈倒置再重新插入线圈中
（2）为确切判断线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计　 　的关系。
（3）如图，乙同学将条形磁铁从线圈上方由静止释放，使其笔直落入线圈中，多次改变释放高度，发现释放高度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中　 　（选填“磁通量”“磁通量变化量”或“磁通量变化率”）越大，产生的感应电流越大。
（4）丙同学设计了如图所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的　 　（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯　 　（选填“C”或“D”）短暂亮起。
四、解答题
15．（2023高三下·广东开学考）负离子吹风筒是目前比较流行的吹风筒。如图，某负离子吹风筒吹出含有大量氧离子（）的空气，沿水平方向进入电压为的加速电场，之后进入竖直放置的偏转电场，偏转电场极板电压恒为，极板间距为，长度也为。若空气流中所含氧离子分布均匀且横截面积足够大，氧离子质量为，不考虑空气流分层现象，不计离子间作用力，不计空气对离子流和电场的影响，不计氧离子重力以及氧离子进入加速电场的初速度，求：
（1）氧离子进入偏转电场的速度大小；
（2）能够离开偏转电场的氧离子占进入偏转电场氧离子的比例。
16．（2023高三下·广东开学考）为了增强体质，很多年轻人喜欢参加野外军事训练。下图是野外军事训练活动中“渡河”环节的简化图。固定在地面上的圆弧轨道上表面光滑。质量为的平板浮于河面上，其左端紧靠着圆弧轨道，且其上表面与轨道末端相切。平板左侧放置质量为的橡胶块。质量为的人，手拿的背包，从圆弧轨道上与平板高度差为处由静止滑下，克服摩擦力做功，人到圆弧底端后，迅速将背包向旁边抛出（不影响人向前的速度）。人与碰撞后经与平板共速，且恰好冲出平板并沉入水中，不影响平板运动。已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为0.5，平板受到的水的阻力是其所受浮力的0.1倍。平板碰到河岸立即被锁定。河面平静，水的流速忽略不计，整个过程中有足够的安全保障措施。重力加速度取，求：
（1）人与橡胶块相撞之后，速度的大小；
（2）若“渡河”过程中，平板能够碰到河岸，求河岸宽度d的取值范围。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．转至 板水平时，棉包只受重力和 板的支持力，A不符合题意；
B．在缓慢转动过程中，棉包在重力和支架挡板的作用力下始终保持平衡，则支架挡板对棉包的作用力一直等于重力不变，B符合题意；
CD．对棉包受力分析，如下图所示
与 分别是 板与 板对棉包的支持力，两者合力 竖直向上与重力抵消， 始终垂直于 ， 始终垂直于 ，在支架逆时针缓慢转至 板水平的过程中， 与 之间的夹角不变，两者合力 不变，该过程中 一直减小，根据牛顿第三定律，棉包对 挡板的压力与 相等，故一直减小。该过程中 一直增大，根据牛顿第三定律，棉包对 挡板的压力与 相等，故一直增大，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体总处于动态平衡过程中，各个力可以构成封闭的矢量三角形，画出动态变化过程的矢量三角形求解。
2．【答案】C
【知识点】重力加速度
【解析】【解答】AB．由自由落体运动规律可得 ， ，小李捏住直尺时直尺下落高度h比较大，说明其反应时间长，直尺被小李捏住前瞬间的速度比较大，A、B不符合题意；
C．两位同学测量过程中直尺下落时的加速度相同，均为 ，速度变化一样快，C符合题意；
D．考虑空气阻力的影响，则有 ，直尺下落加速度a比 值小，则测算出的反应时间比原测算值要大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】小李捏住直尺时直尺下落高度h比较大，说明其反应时间长，直尺被小李捏住前瞬间的速度比较大。考虑空气阻力的影响，尺子下落较慢，则测算出的反应时间比原测算值要大。
3．【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】AB．强磁体下落时，铝管中产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流的磁场对强磁体运动产生阻碍作用导致磁体下落得慢，A不符合题意，B符合题意；
C．强磁体运动时才能在铝管中产生感应电流，因此，强磁体不可能在管中处于静止状态，C不符合题意；
D．强磁体下落时，由于铝管中产生感应电流，电能增加，所以机械能减少，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】强磁体运动时，磁感线被切割，才能在铝管中产生感应电流。感应电流的磁场阻碍磁通变化。
4．【答案】D
【知识点】物体的内能
【解析】【解答】AB．烧瓶中的水加热至沸腾后堵住瓶口，倒扣烧瓶，往烧瓶上浇冷水，瓶中气体遇冷，温度降低，内能减少，压强降低，A、B不符合题意；
C．烧瓶冷却后，瓶中气体压强低于外界大气压强，瓶塞更难被拔出，C不符合题意；
D．水再次沸腾是由于气体压强降低，沸点降低，海拔高的地方气体压强较低，沸点较低，所以两个现象所涉及的原理相同，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】往烧瓶上浇冷水，瓶中气体遇冷，温度降低，内能减少，压强降低。气体压强降低，沸点降低，海拔高的地方气体压强较低，沸点较低。
5．【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．由静止放上传动带的行李箱相对传送带向后滑动，在滑动摩擦力的作用下向前做匀加速直线运动，可能一直匀加速运动到 ，也可能在到达 之前已与传送带共速，接着匀速运动到 ，由于斜面光滑，行李箱会沿斜面做匀加速直线运动，A不符合题意；
B．整个过程行李箱都不可能做减速运动，B不符合题意；
CD．行李箱在传送带上开始运动时受到恒定的滑动摩擦力，加速度不变，可能达到与传送带共速，共速后合力为零，加速度为零，进入斜面后受力也恒定，加速度也恒定，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】李箱相对传送带向后滑动，受到向前的滑动摩擦力，可能一直加速，也可能先加速后匀速。
6．【答案】A
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】汽车在匀加速运动阶段，根据牛顿第二定律有 ，则汽车匀加速阶段的牵引力大小为 达到额定功率时汽车的速度大小为 ，故汽车的额定功率为 ，所以
故答案为：A。
【分析】汽车匀加速阶段的牵引力大小为 ，汽车的功率是牵引力功率，不是合力功率。
7．【答案】C
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】AB．粒子在磁场中运动的周期 ，与粒子速度无关，故粒子在 形盒中的运动周期不变，所加交流电的周期也相应保持不变，AB不符合题意；
C．粒子由 形盒中飞出时，有 ，得 ，结合 ，可解得粒子的最大速度为 ，与 形盒的半径大小 及磁场磁感应强度 均有关，C符合题意；
D．洛伦力总与粒子的运动方向垂直，不对粒子做功，只改变其方向，粒子增加的动能来源于加速电场，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力。粒子运动周期和粒子速度无关。粒子速度越大，则运动半径越大。伦力总与粒子的运动方向垂直，不对粒子做功，只改变其方向。
8．【答案】B
【知识点】能源的分类与应用
【解析】【解答】A．风力发电机的叶片转动时可形成半径为 的圆面，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，每秒冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为 ，A不符合题意；
B．每秒钟风轮上输入的空气动能为 ，B符合题意；
C．风力发电装置是将风的动能转化为电能，时间 内有 ，由此可知，风力发电装置的发电功率与风速的立方成正比，C不符合题意；
D．风场的风速越大，只能表明相同时间内吹到叶片的风的动能越大，风的动能转化为转子叶片的动能还与转子叶片等因素有关，最终转子叶片的动能转化为电能还与装置的其他因素有关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】每秒钟风轮上输入的空气动能一部分转化为风车动能，动能再转化为电能。最终转子叶片的动能转化为电能还与装置的很多因素有关。
9．【答案】A,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】A．由图可知，0纬度（赤道）的地方周期最短，根据 可知该位置的角速度最大，A符合题意；
B．由图可看出南纬和北纬都是纬度越高周期越长，根据 可知角速度随纬度的升高而减小，B不符合题意；
D．如图所示
根据 可得，纬度 的线速度为 ，D符合题意；
C．已知 随纬度 升高而减小， 随纬度 升高而减小，故线速度 会随纬度升高而减小，不可能相同，C不符合题意。
故答案为：AD。
【分析】周期最短，角速度最大。角速度随纬度的升高而减小。结合圆周运动线速度角速度和周期关系求解。
10．【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A．闭合开关， 一定时静电计指针示数不变， 中无电流，则无电压降，故静电计指针不随 的变化而变化，A不符合题意；
B． 的改变不影响电容器两端电压，故液滴仍处于静止状态，B符合题意；
CD．开关断开，平行板电容器的带电荷量 不变， 极板向上移动一段距离时，两极板间距 增大，由 ， ，则电容 变小， 变大，则静电计指针的张角增大，因为两板间电场强度 ， 不变，则 不变，带电液滴仍处于静止状态，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】静电计指针偏转角度反应极板间电压的大小。指针偏角越大，板间电压越高。结合电容决定式，定义式求解。
11．【答案】B,C
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AB．开关 拨向2瞬间，驱动线圈电流增大，线圈周围的磁场增强，根据楞次定律可知，发射线圈中的感应电流与驱动线圈中的电流反向，则驱动线圈和发射线圈相互排斥，A不符合题意，B符合题意；
C． 时间内，驱动线圈中的电流变化率逐渐减小，则周围磁感应强度的变化率逐渐减小，由法拉第电磁感应定律可知，发射线圈中的感应电动势减小，则发射线圈中的电流不断减小，C符合题意；
D． 时刻过后驱动线圈中电流减小，发射线圈中的感应电流与驱动线圈中的电流同向，驱动线圈和发射线圈相互吸引，发射线圈减速，所以选择合适的发射管长度，当发射线圈在 时刻能刚好到达管口时，发射线圈的出射速度最大，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】开关 拨向2瞬间，驱动线圈电流增大，线圈周围的磁场增强，感应电流总是阻碍磁通的变化。
12．【答案】B,C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．小球从A运动到 ，到 点时速度刚好为零，故小球做匀减速直线运动，风力方向与初速度方向相反，由 指向A，A不符合题意；
B．对小球，从A到O，根据动能定理有 ，故 ，B符合题意；
C．小球到达O点时速度为零，但仍受到恒定向右的风力作用，所以会向右做匀加速直线运动，根据能量守恒，小球到达A点时速率为 ，接着离开风筒，C符合题意；
D．若小球仍以速率 从C点沿CO方向进入风筒，小球会做类平抛运动，如图，小球沿 轴做匀速直线运动，若能到达A点，则 ， ，小球沿 轴做匀加速直线运动，加速度 ，位移为 ，小球不会从A点离开风筒，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】小球做匀减速直线运动，风力方向与初速度方向相反。小球到达O点时速度为零，但仍受到恒定向右的风力作用，所以会向右做匀加速直线运动。小球仍以速率 从C点沿CO方向进入风筒，小球会做类平抛运动。
13．【答案】（1）1.00
（2）2.02；；9.71
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）根据光电门的工作原理得 ，解得初速度为 ，
（2）根据光电门的工作原理得钢球通过光电门②的速度 ，得 ，由勾股定律得竖直方向的速度 ，得 ，再由 ，得加速度计算式 ，代入相关数据，求得加速度大小为
【分析】（1）小球直径小，小球经过光电门近似看成匀速运动。
（2）将合速度分解为水平方向速度以及竖直方向速度，求出竖直方向速度即可。
14．【答案】（1）C；D
（2）指针偏转方向与流入电流方向
（3）磁通量变化率
（4）负极；C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】（1）断开开关时， 线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。
A．闭合开关， 线圈中的电流突然增大，则B线圈中的磁通量增大，A不符合题意；
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动， 线圈中的电流增大，则B线圈中的磁通量增大，B不符合题意；
C．开关闭合时将 线圈从B线圈中拔出，则B线圈中的磁通量减小，C符合题意；
D．开关闭合时将 线圈倒置，再重新插入B线圈中，则B线圈中反向的磁通量增加，D符合题意。
故答案为：CD。
（2）判断感应电流具体流向，应先查明灵敏电流计指针偏转方向与电流流入方向的关系。
（3）释放高度越高，磁铁落入线圈的速度越快，则线圈中磁通量变化率越大，产生的感应电流越大。
（4）欧姆挡指针没有偏转时，说明二极管的负极与电源正极相连，根据多用电表红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极；当磁铁插入线圈时，线圈中出现如图所示方向的电流，灯C短暂亮起。
【分析】（1）感应电流总阻碍磁通的改变，来拒去留，增反减同。
（2）结合已知条件，判断灵敏电流计指针偏转方向与电流流入方向的关系。
（3）释放高度越高，磁铁落入线圈的速度越快，磁感线被切割的速度越快。感应电流变大。
（4）二甲管正向电阻很小，反向电阻极大。
15．【答案】（1）解：氧离子进入加速电场，根据动能定理有
解得
（2）解：氧离子在偏转电场中做类平抛运动，偏转电场场强为
根据牛顿第二定律有
解得
若氧离子能够射出偏转电场，根据运动学公式得 ，
联立解得
因此，距上板 的氧离子恰好能够离开偏转电场，能够离开偏转电场的氧离子占能够进入偏转电场氧离子的比例为
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1） 氧离子进入加速电场，被电场力加速，根据动能定理求解速度大小。
（2）氧离子在偏转电场中做类平抛运动 ，粒子能离开偏转电场，则粒子不能打到上极板。
16．【答案】（1）解：由题意可知， 的质量为 ，平板的质量为 ，人的质量为 ，背包的质量为 。设人滑到圆弧轨道底端时的速度为 ，人沿圆弧轨道下滑过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得
解得
人与 碰撞后，人与 都向右做匀减速直线运动，平板向右做初速度为零的匀加速直线运动，人滑上平板后，对人、平板分别应用牛顿第二定律得
解得 ，
经 人与平板共速，设人与 碰撞后人的速度为 ， 速度的大小为 ，人与平板共速时速度为 ，则
解得 ，
人与 碰撞过程中系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
解得
（2）解：人与平板共速后，设人与平板整体的加速度为 ，人与 碰撞后 在平板上的滑动过程中， 的加速度为 ，对A分析有
对人与板整体分析有
人与 碰撞后 内，人、平板的位移大小分别为 ，
设板的长度为 ，则
人与平板共速到平板速度为零的过程中，平板的位移大小设为 ，则
根据题意，人与平板共速时未碰到河岸，则河岸宽度满足
平板速度刚好为零时，平板通过的距离为
所以，“渡河”过程中，要使平板能够到达河岸，河岸宽度满足
解得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；小船渡河问题分析；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）偏转过程动量守恒。利用牛顿第二定律求解加速度大小，大速度物体减速，小速度物体加速，最终达到共同速度。
（2）人与平板共速时未碰到河岸，河岸宽度 此时有最小宽度。 平板速度刚好为零时，平板通过的距离 对应最大宽度，河宽在这两个宽度之间。
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一、单选题
1．（2023高三下·广东开学考）采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，再通过后方可以旋转的支架将棉包放下。棉包支架的简化模型如图，支架由与两块挡板构成，两挡板间的夹角固定不变，支架可绕轴在竖直面内转动。在支架由图中位置逆时针缓慢转至板水平的过程中（忽略挡板对棉包的摩擦力），下列说法正确的是（　　）
A．棉包一直受到三个力的作用
B．支架挡板对棉包的作用力一直不变
C．棉包对挡板的压力一直增大
D．棉包对挡板的压力一直减小
【答案】B
【知识点】共点力的平衡
【解析】【解答】A．转至 板水平时，棉包只受重力和 板的支持力，A不符合题意；
B．在缓慢转动过程中，棉包在重力和支架挡板的作用力下始终保持平衡，则支架挡板对棉包的作用力一直等于重力不变，B符合题意；
CD．对棉包受力分析，如下图所示
与 分别是 板与 板对棉包的支持力，两者合力 竖直向上与重力抵消， 始终垂直于 ， 始终垂直于 ，在支架逆时针缓慢转至 板水平的过程中， 与 之间的夹角不变，两者合力 不变，该过程中 一直减小，根据牛顿第三定律，棉包对 挡板的压力与 相等，故一直减小。该过程中 一直增大，根据牛顿第三定律，棉包对 挡板的压力与 相等，故一直增大，CD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体总处于动态平衡过程中，各个力可以构成封闭的矢量三角形，画出动态变化过程的矢量三角形求解。
2．（2023高三下·广东开学考）小李和小王两位同学利用直尺互测对方的反应时间。如图，被测者用一只手在直尺下方0刻度处做捏尺的准备（不接触直尺），当看到合作方放手立即捏住直尺，结果小李和小王分别捏住和两个刻度。若忽略空气阻力，利用可测算出反应时间，下列说法正确的是（　　）
A．小李比小王的反应时间短
B．比较两次直尺被捏住前瞬间的速度大小，直尺被小李捏住前瞬间的速度比较小
C．两位同学测量过程中直尺下落速度变化一样快
D．若考虑空气阻力的影响，则测算出的反应时间比原测算值要小
【答案】C
【知识点】重力加速度
【解析】【解答】AB．由自由落体运动规律可得 ， ，小李捏住直尺时直尺下落高度h比较大，说明其反应时间长，直尺被小李捏住前瞬间的速度比较大，A、B不符合题意；
C．两位同学测量过程中直尺下落时的加速度相同，均为 ，速度变化一样快，C符合题意；
D．考虑空气阻力的影响，则有 ，直尺下落加速度a比 值小，则测算出的反应时间比原测算值要大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】小李捏住直尺时直尺下落高度h比较大，说明其反应时间长，直尺被小李捏住前瞬间的速度比较大。考虑空气阻力的影响，尺子下落较慢，则测算出的反应时间比原测算值要大。
3．（2023高三下·广东开学考）如图，小林开展实验探究，用直径小于空心铝管和塑料管管径的强磁体同时从竖直放置的等长空心铝管和塑料管的上端口静止释放，发现强磁体通过空心铝管时间较长。关于此现象，下列说法正确的是（　　）
A．强磁体吸引铝管，相互摩擦致磁体下落得慢
B．强磁体下落时，铝管产生感应电流的磁场对强磁体运动产生阻碍作用
C．只要铝管足够长，强磁体可能减速至静止
D．强磁体在空心铝管的下落过程中保持机械能守恒
【答案】B
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】AB．强磁体下落时，铝管中产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流的磁场对强磁体运动产生阻碍作用导致磁体下落得慢，A不符合题意，B符合题意；
C．强磁体运动时才能在铝管中产生感应电流，因此，强磁体不可能在管中处于静止状态，C不符合题意；
D．强磁体下落时，由于铝管中产生感应电流，电能增加，所以机械能减少，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】强磁体运动时，磁感线被切割，才能在铝管中产生感应电流。感应电流的磁场阻碍磁通变化。
4．（2023高三下·广东开学考）将烧瓶中的水加热至沸腾，将酒精灯移走，停止沸腾后用烧瓶塞将烧瓶口堵住，倒扣烧瓶，往烧瓶上浇冷水，发现水再次沸腾，下列说法正确的是（　　）
A．往烧瓶上浇冷水，烧瓶中的气体温度降低，内能不变
B．往烧瓶上浇冷水，烧瓶中的气体内能减少，压强增大
C．烧瓶冷却后，瓶塞可以更轻松地拔出
D．海拔高的地方水的沸点比较低与上述现象涉及的原理相同
【答案】D
【知识点】物体的内能
【解析】【解答】AB．烧瓶中的水加热至沸腾后堵住瓶口，倒扣烧瓶，往烧瓶上浇冷水，瓶中气体遇冷，温度降低，内能减少，压强降低，A、B不符合题意；
C．烧瓶冷却后，瓶中气体压强低于外界大气压强，瓶塞更难被拔出，C不符合题意；
D．水再次沸腾是由于气体压强降低，沸点降低，海拔高的地方气体压强较低，沸点较低，所以两个现象所涉及的原理相同，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】往烧瓶上浇冷水，瓶中气体遇冷，温度降低，内能减少，压强降低。气体压强降低，沸点降低，海拔高的地方气体压强较低，沸点较低。
5．（2023高三下·广东开学考）下图是行李安检机示意图。行李箱由静止放上匀速运行的传送带，后沿着斜面滑到地面上，不计行李箱在转折处的机械能损失和斜面的摩擦力。关于行李箱在传送带和斜面的速度或加速度随时间变化的图像，下列可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A．由静止放上传动带的行李箱相对传送带向后滑动，在滑动摩擦力的作用下向前做匀加速直线运动，可能一直匀加速运动到 ，也可能在到达 之前已与传送带共速，接着匀速运动到 ，由于斜面光滑，行李箱会沿斜面做匀加速直线运动，A不符合题意；
B．整个过程行李箱都不可能做减速运动，B不符合题意；
CD．行李箱在传送带上开始运动时受到恒定的滑动摩擦力，加速度不变，可能达到与传送带共速，共速后合力为零，加速度为零，进入斜面后受力也恒定，加速度也恒定，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】李箱相对传送带向后滑动，受到向前的滑动摩擦力，可能一直加速，也可能先加速后匀速。
6．（2023高三下·广东开学考）如图所示，某款太阳能概念车质量为，在一段平直公路上由静止匀加速启动，加速度大小为，经过一段时间后第一次达到额定功率。若汽车运动过程中阻力恒为，则这段时间为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】功率及其计算；机车启动
【解析】【解答】汽车在匀加速运动阶段，根据牛顿第二定律有 ，则汽车匀加速阶段的牵引力大小为 达到额定功率时汽车的速度大小为 ，故汽车的额定功率为 ，所以
故答案为：A。
【分析】汽车匀加速阶段的牵引力大小为 ，汽车的功率是牵引力功率，不是合力功率。
7．（2023高三下·广东开学考）图甲示意我国建造的第一台回旋加速器，该加速器存放于中国原子能科学研究院，其工作原理如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．由于粒子速度被逐渐加大，则它在形盒中的运动周期越来越小
B．由于粒子速度被逐渐加大，极板所加的交流电周期要相应减小
C．粒子从加速器出来的最大速度与形盒的半径大小及磁场磁感应强度有关
D．粒子增加的动能来源于磁场
【答案】C
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】AB．粒子在磁场中运动的周期 ，与粒子速度无关，故粒子在 形盒中的运动周期不变，所加交流电的周期也相应保持不变，AB不符合题意；
C．粒子由 形盒中飞出时，有 ，得 ，结合 ，可解得粒子的最大速度为 ，与 形盒的半径大小 及磁场磁感应强度 均有关，C符合题意；
D．洛伦力总与粒子的运动方向垂直，不对粒子做功，只改变其方向，粒子增加的动能来源于加速电场，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力。粒子运动周期和粒子速度无关。粒子速度越大，则运动半径越大。伦力总与粒子的运动方向垂直，不对粒子做功，只改变其方向。
8．（2023高三下·广东开学考）风力发电机主要由风轮（转轴和叶片）、发电机和塔筒三部分组成。如图，它的叶片转动时可形成半径为的圆面，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直。某地的风速为，空气的密度为，以下说法正确的是（　　）
A．每秒冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为
B．每秒钟风轮上输入的空气动能为
C．风力发电装置的发电功率与风速的平方成正比
D．风场的风速越大，发电机将风能转化为电能的效率一定越高
【答案】B
【知识点】能源的分类与应用
【解析】【解答】A．风力发电机的叶片转动时可形成半径为 的圆面，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，每秒冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为 ，A不符合题意；
B．每秒钟风轮上输入的空气动能为 ，B符合题意；
C．风力发电装置是将风的动能转化为电能，时间 内有 ，由此可知，风力发电装置的发电功率与风速的立方成正比，C不符合题意；
D．风场的风速越大，只能表明相同时间内吹到叶片的风的动能越大，风的动能转化为转子叶片的动能还与转子叶片等因素有关，最终转子叶片的动能转化为电能还与装置的其他因素有关，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】每秒钟风轮上输入的空气动能一部分转化为风车动能，动能再转化为电能。最终转子叶片的动能转化为电能还与装置的很多因素有关。
二、多选题
9．（2023高三下·广东开学考）较差自转是指一个天体在自转时不同部位的角速度互不相同的现象。太阳较差自转就是说在太阳不同的纬度，自转的速率是不一样的，下图示意太阳（视为规则球体）在南北半球不同纬度的自转周期。下列说法正确的是（　　）
A．太阳赤道处的角速度最大
B．太阳自转角速度随纬度升高而增大
C．太阳在不同纬度的线速度可能相同
D．若某纬度的角速度为，太阳半径为，则太阳在该纬度最外层的线速度为
【答案】A,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】A．由图可知，0纬度（赤道）的地方周期最短，根据 可知该位置的角速度最大，A符合题意；
B．由图可看出南纬和北纬都是纬度越高周期越长，根据 可知角速度随纬度的升高而减小，B不符合题意；
D．如图所示
根据 可得，纬度 的线速度为 ，D符合题意；
C．已知 随纬度 升高而减小， 随纬度 升高而减小，故线速度 会随纬度升高而减小，不可能相同，C不符合题意。
故答案为：AD。
【分析】周期最短，角速度最大。角速度随纬度的升高而减小。结合圆周运动线速度角速度和周期关系求解。
10．（2023高三下·广东开学考）如图所示，为水平放置的平行板电容器的两个金属极板，为静电计。闭合开关，静电计指针张开一定角度，电容器两极板间的点有一带电液滴处于静止状态，则下列说法正确的是（　　）
A．保持开关闭合，将的滑片向右移动，的指针张开角度减小
B．保持开关闭合，将的滑片向左移动，带电液滴仍处于静止状态
C．若断开开关，将极板向上移动少许，的指针张开角度减小
D．若断开开关，将极板向上移动少许，带电液滴仍处于静止状态
【答案】B,D
【知识点】电容器及其应用；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】A．闭合开关， 一定时静电计指针示数不变， 中无电流，则无电压降，故静电计指针不随 的变化而变化，A不符合题意；
B． 的改变不影响电容器两端电压，故液滴仍处于静止状态，B符合题意；
CD．开关断开，平行板电容器的带电荷量 不变， 极板向上移动一段距离时，两极板间距 增大，由 ， ，则电容 变小， 变大，则静电计指针的张角增大，因为两板间电场强度 ， 不变，则 不变，带电液滴仍处于静止状态，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】静电计指针偏转角度反应极板间电压的大小。指针偏角越大，板间电压越高。结合电容决定式，定义式求解。
11．（2023高三下·广东开学考）“电磁橇”是我国建成的世界首个电磁驱动地面超高速试验设施。图甲是一种线圈形电磁弹射装置的原理图，开关拨向1，向电容器充电，充完电后，在时刻开关拨向2，发射线圈被弹射出去。图乙是驱动线圈的电流随时间的变化图像。发射导管材质绝缘且内壁光滑，下列说法正确的是（　　）
A．开关拨向2的瞬间，驱动线圈和发射线圈中的电流同向
B．开关拨向2的瞬间，驱动线圈和发射线圈相互排斥
C．在时间内，发射线圈中的电流不断减小
D．发射导管越长，发射线圈的出射速度越大
【答案】B,C
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AB．开关 拨向2瞬间，驱动线圈电流增大，线圈周围的磁场增强，根据楞次定律可知，发射线圈中的感应电流与驱动线圈中的电流反向，则驱动线圈和发射线圈相互排斥，A不符合题意，B符合题意；
C． 时间内，驱动线圈中的电流变化率逐渐减小，则周围磁感应强度的变化率逐渐减小，由法拉第电磁感应定律可知，发射线圈中的感应电动势减小，则发射线圈中的电流不断减小，C符合题意；
D． 时刻过后驱动线圈中电流减小，发射线圈中的感应电流与驱动线圈中的电流同向，驱动线圈和发射线圈相互吸引，发射线圈减速，所以选择合适的发射管长度，当发射线圈在 时刻能刚好到达管口时，发射线圈的出射速度最大，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】开关 拨向2瞬间，驱动线圈电流增大，线圈周围的磁场增强，感应电流总是阻碍磁通的变化。
12．（2023高三下·广东开学考）如图，某一圆柱形风筒内有沿水平方向的恒定风力，为测定风力的大小，现让一质量为的轻质小球以速率从A点沿方向进入风筒（图中未画出），小球恰好能沿直线运动到点，若测得，不计小球所受重力，下列说法正确的是（　　）
A．风力的方向由A指向
B．风力的大小为
C．小球运动到点后会返回到A点离开，速率仍为
D．若小球仍以速率从点沿方向进入风筒，则小球会从A点离开风筒
【答案】B,C
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；动能定理的综合应用
【解析】【解答】A．小球从A运动到 ，到 点时速度刚好为零，故小球做匀减速直线运动，风力方向与初速度方向相反，由 指向A，A不符合题意；
B．对小球，从A到O，根据动能定理有 ，故 ，B符合题意；
C．小球到达O点时速度为零，但仍受到恒定向右的风力作用，所以会向右做匀加速直线运动，根据能量守恒，小球到达A点时速率为 ，接着离开风筒，C符合题意；
D．若小球仍以速率 从C点沿CO方向进入风筒，小球会做类平抛运动，如图，小球沿 轴做匀速直线运动，若能到达A点，则 ， ，小球沿 轴做匀加速直线运动，加速度 ，位移为 ，小球不会从A点离开风筒，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】小球做匀减速直线运动，风力方向与初速度方向相反。小球到达O点时速度为零，但仍受到恒定向右的风力作用，所以会向右做匀加速直线运动。小球仍以速率 从C点沿CO方向进入风筒，小球会做类平抛运动。
三、实验题
13．（2023高三下·广东开学考）用如图甲所示装置研究平抛运动，将光电门①安装在斜槽轨道末端点，利用螺旋测微器测量钢球的直径为，背景为方格的硬板竖直固定，钢球从点滑下后从点水平飞出，如图乙所示。反复调节光电门②的位置，在点时钢球恰好能通过，分别记录下钢球通过两个光电门的时间及从光电门①运动到光电门②所用的时间。
通过光电门①的时间 通过光电门②的时间 光电门①运动到光电门②所用的时间
（1）钢球做平抛运动的初速度为　 　（计算结果保留三位有效数字）；
（2）钢球通过光电门②时竖直方向的速度为　 　，由加速度计算式　 　（用题中物理量符号表示），可测得　 　（计算结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）1.00
（2）2.02；；9.71
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1）根据光电门的工作原理得 ，解得初速度为 ，
（2）根据光电门的工作原理得钢球通过光电门②的速度 ，得 ，由勾股定律得竖直方向的速度 ，得 ，再由 ，得加速度计算式 ，代入相关数据，求得加速度大小为
【分析】（1）小球直径小，小球经过光电门近似看成匀速运动。
（2）将合速度分解为水平方向速度以及竖直方向速度，求出竖直方向速度即可。
14．（2023高三下·广东开学考）甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。
（1）如图，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有________。
A．闭合开关
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C．开关闭合时将线圈从线圈中拔出
D．开关闭合时将线圈倒置再重新插入线圈中
（2）为确切判断线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计　 　的关系。
（3）如图，乙同学将条形磁铁从线圈上方由静止释放，使其笔直落入线圈中，多次改变释放高度，发现释放高度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中　 　（选填“磁通量”“磁通量变化量”或“磁通量变化率”）越大，产生的感应电流越大。
（4）丙同学设计了如图所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的　 　（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯　 　（选填“C”或“D”）短暂亮起。
【答案】（1）C；D
（2）指针偏转方向与流入电流方向
（3）磁通量变化率
（4）负极；C
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】（1）断开开关时， 线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。
A．闭合开关， 线圈中的电流突然增大，则B线圈中的磁通量增大，A不符合题意；
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动， 线圈中的电流增大，则B线圈中的磁通量增大，B不符合题意；
C．开关闭合时将 线圈从B线圈中拔出，则B线圈中的磁通量减小，C符合题意；
D．开关闭合时将 线圈倒置，再重新插入B线圈中，则B线圈中反向的磁通量增加，D符合题意。
故答案为：CD。
（2）判断感应电流具体流向，应先查明灵敏电流计指针偏转方向与电流流入方向的关系。
（3）释放高度越高，磁铁落入线圈的速度越快，则线圈中磁通量变化率越大，产生的感应电流越大。
（4）欧姆挡指针没有偏转时，说明二极管的负极与电源正极相连，根据多用电表红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极；当磁铁插入线圈时，线圈中出现如图所示方向的电流，灯C短暂亮起。
【分析】（1）感应电流总阻碍磁通的改变，来拒去留，增反减同。
（2）结合已知条件，判断灵敏电流计指针偏转方向与电流流入方向的关系。
（3）释放高度越高，磁铁落入线圈的速度越快，磁感线被切割的速度越快。感应电流变大。
（4）二甲管正向电阻很小，反向电阻极大。
四、解答题
15．（2023高三下·广东开学考）负离子吹风筒是目前比较流行的吹风筒。如图，某负离子吹风筒吹出含有大量氧离子（）的空气，沿水平方向进入电压为的加速电场，之后进入竖直放置的偏转电场，偏转电场极板电压恒为，极板间距为，长度也为。若空气流中所含氧离子分布均匀且横截面积足够大，氧离子质量为，不考虑空气流分层现象，不计离子间作用力，不计空气对离子流和电场的影响，不计氧离子重力以及氧离子进入加速电场的初速度，求：
（1）氧离子进入偏转电场的速度大小；
（2）能够离开偏转电场的氧离子占进入偏转电场氧离子的比例。
【答案】（1）解：氧离子进入加速电场，根据动能定理有
解得
（2）解：氧离子在偏转电场中做类平抛运动，偏转电场场强为
根据牛顿第二定律有
解得
若氧离子能够射出偏转电场，根据运动学公式得 ，
联立解得
因此，距上板 的氧离子恰好能够离开偏转电场，能够离开偏转电场的氧离子占能够进入偏转电场氧离子的比例为
【知识点】带电粒子在电场中的加速；带电粒子在电场中的偏转
【解析】【分析】（1） 氧离子进入加速电场，被电场力加速，根据动能定理求解速度大小。
（2）氧离子在偏转电场中做类平抛运动 ，粒子能离开偏转电场，则粒子不能打到上极板。
16．（2023高三下·广东开学考）为了增强体质，很多年轻人喜欢参加野外军事训练。下图是野外军事训练活动中“渡河”环节的简化图。固定在地面上的圆弧轨道上表面光滑。质量为的平板浮于河面上，其左端紧靠着圆弧轨道，且其上表面与轨道末端相切。平板左侧放置质量为的橡胶块。质量为的人，手拿的背包，从圆弧轨道上与平板高度差为处由静止滑下，克服摩擦力做功，人到圆弧底端后，迅速将背包向旁边抛出（不影响人向前的速度）。人与碰撞后经与平板共速，且恰好冲出平板并沉入水中，不影响平板运动。已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为0.5，平板受到的水的阻力是其所受浮力的0.1倍。平板碰到河岸立即被锁定。河面平静，水的流速忽略不计，整个过程中有足够的安全保障措施。重力加速度取，求：
（1）人与橡胶块相撞之后，速度的大小；
（2）若“渡河”过程中，平板能够碰到河岸，求河岸宽度d的取值范围。
【答案】（1）解：由题意可知， 的质量为 ，平板的质量为 ，人的质量为 ，背包的质量为 。设人滑到圆弧轨道底端时的速度为 ，人沿圆弧轨道下滑过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得
解得
人与 碰撞后，人与 都向右做匀减速直线运动，平板向右做初速度为零的匀加速直线运动，人滑上平板后，对人、平板分别应用牛顿第二定律得
解得 ，
经 人与平板共速，设人与 碰撞后人的速度为 ， 速度的大小为 ，人与平板共速时速度为 ，则
解得 ，
人与 碰撞过程中系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
解得
（2）解：人与平板共速后，设人与平板整体的加速度为 ，人与 碰撞后 在平板上的滑动过程中， 的加速度为 ，对A分析有
对人与板整体分析有
人与 碰撞后 内，人、平板的位移大小分别为 ，
设板的长度为 ，则
人与平板共速到平板速度为零的过程中，平板的位移大小设为 ，则
根据题意，人与平板共速时未碰到河岸，则河岸宽度满足
平板速度刚好为零时，平板通过的距离为
所以，“渡河”过程中，要使平板能够到达河岸，河岸宽度满足
解得
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用；小船渡河问题分析；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）偏转过程动量守恒。利用牛顿第二定律求解加速度大小，大速度物体减速，小速度物体加速，最终达到共同速度。
（2）人与平板共速时未碰到河岸，河岸宽度 此时有最小宽度。 平板速度刚好为零时，平板通过的距离 对应最大宽度，河宽在这两个宽度之间。
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