解析版浙江省宁波效实中学学年高一下学期期末考试物理试题.docx
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解析版浙江省宁波效实中学学年高一下学期期末考试物理试题
浙江效实中学
2021-2022年下学期期末考试
高一物理试题
【试卷综析】本试卷是高一期末试卷,包含了高中物理受力分析、牛顿运动定律、动能定理、题型以分析、计算为主。
题量较大,知识覆盖面广。
在题型上以基础题、中档题为主,考查学生的熟练程度与综合分析能力,是份很好的试卷。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确,选对得3分,选错得0分,共24分)
1、在平直公路上行驶的汽车内,一乘客以自己的车为参考系向车外观察,他看到的下列现象中肯定错的是
A.与汽车同向行驶的自行车,车轮转动正常,但自行车却向后退
B.公路两旁的树静止不动
C.有一辆汽车总在自己的车前不动
D.路旁的房屋在运动
【知识点】 参考系和坐标系.
【答案解析】B解析解:
A、与汽车同向行驶的自行车的速度小于汽车,以汽车作为参考系,自行车向后行驶,故A正确;B、以汽车作为参考系,公路两旁的树是向后运动的,故B错误;C、如果前面一辆汽车速度跟自己的汽车速度相同时,是不动的,故C正确;D、以汽车作为参考系,路旁边的房屋是向后运动的,故D正确.本题选不可能的故选B
【思路点拨】研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物.研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的位置是否变化.由此来突破此题.解决此类题目要结合运动和静止的相对性进行分析解答.
2、假期里,一位同学在厨房里协助妈妈做菜,对菜刀发生了兴趣。
他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样,如图所示,菜刀横截面为等腰三角形,刀刃前部的横截面顶角较小,后部的顶角较大,他先后做出过几个猜想,其中合理的是
A.刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用
功能无关
B.在刀背上加上同样的压力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关
C.在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大
D.在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大
【知识点】力的合成.
【答案解析】D解析解:
把刀刃部分抽象后,可简化成一个等腰三角劈,设顶角为2θ,背宽为d,侧面长为l,如图乙所示
当在劈背施加压力F后,产生垂直侧面的两个分力F1、F2,使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体.由对称性知,这两个分力大小相等(F1=F2),因此画出力分解的平行四边形,实为菱形,如图丙所示.在这个力的平行四边形中,取其四分之一考虑(图中阴影部分),根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系,由关系式,得F1=F2由此可见,刀背上加上一定的压力F时,侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关,顶角越小,sinθ的值越小,F1和F2越大.但是,刀刃的顶角越小时,刀刃的强度会减小,碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂,实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要,所以做成前部较薄,后部较厚.使用时,用前部切一些软的物品(如鱼、肉、蔬菜、水果等),用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品,俗话说:
“前切后劈”,指的就是这个意思.故D正确.故选:
D
【思路点拨】根据力的平行四边形定则可知,相同的压力下,顶角越小,分力越大;相同的顶角下,压力越大,分力越大.考查力的平行四边形定则,体现了控制变量法,同时学会用三角函数来表示力与力的关系.
3、从某一高度相隔1s先后自由释放两个相同的小球甲和乙,不计空气的阻力,它们在空中任一时刻
A.甲、乙两球距离始终保持不变,甲、乙两球速度之差保持不变
B.甲、乙两球距离越来越大,甲、乙两球速度之差也越来越大
C.甲、乙两球距离越来越大,甲、乙两球速度之差保持不变
D.甲、乙两球距离越来越小,甲、乙两球速度之差也越来越小
【知识点】自由落体运动.
【答案解析】C解析解:
设乙运动的时间为t,则甲运动时间为t+1,则两球的距离x=
g(t+1)2-
gt2=gt+
g,可见,两球间的距离随时间推移,越来越大.两球速度之差为:
△v=g(t+1)-gt=g,所以甲乙两球速度之差保持不变.所以C选项正确.故选C.
【思路点拨】甲乙两球均做自由落体运动,由位移公式列出它们的距离与时间关系的表达式,再求出速度之差与时间的关系.本题是自由落体运动位移公式和速度公式的直接应用,难度不大,属于基础题.
4、关于物体的惯性,下列说法正确的是
A.质量就是惯性
B.物体运动遵循牛顿第一定律,是因为物体有惯性
C.一人飞跑时不易被别人挡住,是因为飞跑时的惯性要比走路时大
D.从受一定牵引力作用下的汽车上不断卸下货物,汽车速度的变化不断加快
【知识点】 惯性
【答案解析】BD 解析解:
解析:
惯性是物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态不变的特性,而质量只是物体惯性大小的量度,所以A选项错误.因一切物体都具有惯性,所以才有惯性定律,即牛顿第一定律,所以B选项正确.一个物体惯性的大小仅由其质量大小决定,与物体的速度、加速度及受力情况都无关,所以C选项错误.汽车受力不变时,卸下货物,汽车的惯性变小,所以运动状态变化加快,加速度变大,D选项正确,故选BD
【思路点拨】惯性就是物体保持原来的运动状态的性质,如果物体不受力的作用就保持匀速直线运动状态或者静止状态,惯性大小的唯一量度是物体的质量.看惯性概念的理解,惯性就是物体保持原来的运动状态的性质,惯性的大小与物体的运动状态无关,惯性大小的唯一量度是物体的质量
5、如图甲所示为杂技表演的安全网示意图,网绳的结构为正方格形,O、a、b、c、d……为网绳的结点,安全网水平张紧后,若质量为m的运动员从高处落下,并恰好落在O点上,该处下凹至最低点时,网绳dOe,bOg均成120°向上的张角,如图乙所示。
若此时O点受到的向下的冲击力大小为F,则此时O点周围每根网绳承受的力的大小为
A.
B.
C.
D.
【知识点】力的合成;力的合成的平行四边形定则.
【答案解析】B解析解:
因每根绳的合力应为
;而绳受力后成120度角,作出平行四边形可知,由几何关系可知:
当合力为
时,两分力也为
;故每根绳承受的力大小为
;故选B.
【思路点拨】O点的冲击力被两根绳所承受,故可以为每根绳承受一半的力,则绳子两端的力的合力应等于
,由平形四边形定则可求得每根绳所承受的力.本题应注意绳子张力的特点,同一根绷紧的绳,其上的各部分张力相等;两个大小相等的力若其夹角为120°,则合力与分力大小相等.
6、一个做匀减速直线运动的物体,在速度减为零前通过连续三段位移的时间分别是3t,
2t,t,这三段位移之比和在这三段位移上平均速度之比分别是
A.3∶2∶1,1∶1∶1 B.32∶22∶1,3∶2∶1
C.5∶3∶1,3∶2∶1 D.33∶23∶1,32∶22∶1
【知识点】平均速度.
【答案解析】D解析解:
将物体反向看作初速度为零的匀加速直线运动,则ts内的位移为:
x3=
at2;2ts内的位移为:
x2=
a(3t)2−
at2=4at2;3s内的位移为:
x1=
a(6t)2-
a(3t)2=
;故位移之比:
x1;x2:
x3=27:
8:
1=33:
23:
1;平均速度v=
;故平均速度之比为:
=32:
22:
1;故选:
D.
【思路点拨】末速度为零的匀减速直线运动可以作为逆向的匀加速直线运动分析,由位移公式求得三段内的位移之比;再由平均速度公式可求得平均速度之比.本题采用了逆向思维法,并且在求第二段和第三段位移时采用了作差的方法,要注意体会,从初速度为零开始求位移是最简单的.
7、如图所示,在力的合成实验中,使b弹簧按图示位置开始沿顺时
针方向缓慢转动,在这个过程中,保持O点位置不变和a弹簧
的拉伸方向不变。
则整个过程中关于a、b弹簧的读数变化是
A.a增大,b减少B.a减少,b增大
C.a减少,b先增大后减少D.a减少,b先减少后增大
【知识点】验证力的平行四边形定则.
【答案解析】D 解析解:
该题本质上考查了物体的动态平衡,由题意可知:
保持O点位置不动,即合力大小方向不变,弹簧测力计A的拉伸方向不变,即一个分力方向不变,求另一个分力的变化情况,可采用“图解法”进行.根据题意,以O点为研究对象,力的图示为:
由图可知A的读数一直减小,B读数先减小后增大.故选D
【思路点拨】正确解答本题的关键是:
熟练应用“图解法”解答动态平衡问题;本题实质为物体的动态平衡.本题结合实验考查了物体的动态平衡,要熟练应用各种方法处理动态平衡问题,注意平时练习中加强训练.
8、如图所示,在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体,已知m1>m2。
若三角形木块和两物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块
A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右
B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左
C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因m1、m2、
1、
2的数值均未给出
D.以上结论均不对
【知识点】摩擦力的判断与计算.
【答案解析】D解析解:
将三个物体看作整体,则物体只受重力和支持力作用,水平方向没有外力,故三角形木块不受地面的摩擦力,故D正确;故选:
D
【思路点拨】图中物体均处于平衡状态,故可以利用整体法进行受力分析求出地面对三角形木块的摩擦力.关键是将多个物体看作是一个整体进行分析,这样可以简单的得出正确结果;如果采用隔离法逐个分析,受力分析容易出错,并且过程相当复杂
二、不定项选择题(本题共6小题,9至13题每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全选对得3分,选对但不全得1分,有选错的得0分,第14题
(1)小题1分、
(2)小题2分,共18分)
9、下列哪些情况下的物体可以看成质点
A.分析原子核内核子间相互作用时的原子核
B.研究绕太阳运转时的地球
C.运动员分析旋转球技术时的乒乓球
D.观察天上形状变幻的云朵
【知识点】质点的认识.
【答案解析】B 解析解:
A、分析原子核内核子间相互作用时的原子核,原子核不能看成质点,否则无法对其内部结构进行研究,故A错误;B、研究绕太阳运转时的地球,能看成质点,因为地球的大小相对于距离太阳的距离可以忽略,故B正确.C、运动员分析旋转球技术时的乒乓球,不可以看成质点,否则无法研究其旋转,故C错误;D、砂轮转动时各部分的运动状态不相同;故不能忽略大小和形状;故不能看作质点;故D错误;故选:
B.
【思路点拨】当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可.考查学生对质点这个概念的理解,关键是知道物体能看成质点时的条件,看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,物体的大小体积能否忽略
10、某人骑自行车在平直道路上行进,图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t图象。
某同学在分析图像时用虚线做了近似处理。
下列说法正确的是
A.在t1时刻,虚线反映的加速度比实际的大
B.在0~t1时间内,由虚线计算出的平均速度比实际的大
C.在t1~t2时间内,由虚线计算出的位移比实际的大
D.在t3~t4时间内,虚线反映的是匀速直线运动
【知识点】匀变速直线运动的图像.
【答案解析】BD解析解:
A、如图所示,t1时刻,实线上A点的切线为AB,其斜率等于实际的加速度,由图可知,虚线反映的加速度小于实际加速度.故A错误;B、在v-t图象中,位移等于所对应图线与坐标轴所包围的“面积”,0~t1时间内,虚线所对应的位移大于实线所对应的位移,由
知,由虚线计算出的平均速度比实际的大.故B正确;C、在t1~t2时间内,虚线计算出的位移比实际小.故C错误;
D、t3~t4时间内虚线为平行于时间轴的直线,此线反映的运动为匀速直线运动.故D正确.故选BD
【思路点拨】根据速度-时间图象的斜率大小等于加速度,由斜率的大小判断加速度的大小.在v-t图象中,位移大小等于所对应图线与坐标轴所包围的“面积”,由“面积”大小分析在0~t1时间内,由虚线计算出的位移与实际位移位移的大小,根据公式
分析由虚线计算出的平均速度与实际的平均速度的大小.在t3~t4时间内,虚线平行于t轴,速度不变,反映的是匀速直线运动.本题考查对速度图象的理解能力,关键抓住图象的两个数学意义理解其物理意义:
“斜率”表示加速度,“面积”表示位移.
11、如图,当车厢向右加速行驶时,一质量为m的物块紧贴在车壁上,相对于车壁静止,随车一起运动,则下列说法正确的是
A.在竖直方向上,车壁对物块的摩擦力与物块的重力等大
B.在水平方向上,车壁对物块的弹力是由于物块发生了弹性形变
C.若车厢加速度变小,车壁对物块的弹力也变小
D.若车厢加速度变大,车壁对物块的摩擦力也变大
【知识点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.
【答案解析】AC 解析解:
A、物块与车厢具有相同的加速度,在竖直方向上的合力为零,则物块所受的摩擦力和重力平衡.故A正确.B、在水平方向上,车厢壁对物块的弹力是由于车厢发生了弹性形变.故B错误.C、物块与车厢具有相同的加速度,根据牛顿第二定律得,N=ma,加速度减小,车厢壁对物块的弹力减小.故C正确.D、车厢的加速度增大,根据牛顿第二定律知,N=ma,弹力增大,但是摩擦力和重力平衡,摩擦力保持不变.故D错误.故选:
AC.
【思路点拨】物块和车厢具有相同的加速度,抓住物块竖直方向上平衡,水平方向上产生加速度,结合牛顿第二定律分析求解.本题考查了牛顿第二定律的基本运用,注意车厢的加速度增大时,弹力增大,此时最大静摩擦力增大,而静摩擦力仍然与重力平衡,保持不变
12、如图所示,小球以一定初速度沿粗糙斜面向上做匀减速直线运动,依次经a、b、c、d到达最高点e。
已知ab=bd=6m,bc=1m,小球从a到c和从c到d所用时间都是2s。
设小球经b、c时的速度分别为vb、vc,则
A.vb=
m/s B.
m/s
C.de=3 m D.从d到e所用时间为4 s
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用.
【答案解析】ABD解析解:
小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s,则根据推论公式△x=aT2得到:
a=
m/s2;对ab段运用速度位移关系公式,有:
=2a•xab对ad段运用位移时间关系公式,有:
xad=va(2T)+
a(2T)2联立解得:
v0=4m/s,vb=
m/s
故A、B正确;D、对ae段运用速度时间关系公式得到:
t=
s=8s,故从d到e所用时间为4s,故D正确;C、对ae段运用平均速度公式得到位移为:
x=
=16m,故从d到e的位移为4m,故C错误;故选ABD.
【思路点拨】小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s,则根据推论公式△x=aT2即可求出加速度;
再对ab段运用速度位移关系公式列式,对ad段运用位移时间关系公式列式,联立求解出a、b两点的速度;对ae段运用速度时间关系公式得到时间,运用平均速度公式得到位移,最后得到de段的位移和时间.本题对运动学公式要求较高,要求学生对所有的运动学公式不仅要熟悉而且要熟练,要灵活,基本方法就是平时多练并且尽可能尝试一题多解.
13、在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态。
现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设B对墙的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的摩擦力为F3,地面对A的支持力为F4。
若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,则在此过程中
A.F1保持不变,F4保持不变 B.F1缓慢增大,F4缓慢增大
C.F2缓慢增大,F3缓慢增大 D. F2缓慢增大,F3保持不变
【知识点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【答案解析】BC解析解:
以B球为研究对象,将F与B重力G的合力按效果进行分解,如图,设BA连线与竖直方向夹角为α,由平衡条件得:
B对墙的作用力:
F1=(F+GB)tanα,当F增大时,F1缓慢增大.ﻫB对A的作用力:
F2=
,F1缓慢增大,则F2缓慢增大.ﻫ再以整体为研究对象,根据平衡条件,则有
地面对A的支持力:
F4=GA+GB+F,F增大则F4缓慢增大.
地面对A的摩擦力:
F3=F1,由前面分析F1增大则F3缓慢增大.ﻫ故选:
BC.
【思路点拨】先以B球为研究对象,运用分解法,分析墙对B的作用力F1、对B的作用力F2的变化,再以整体为研究对象,分析受力,由平衡条件分析地面对A的支持力和摩擦力的变化,判断地面对A的作用力为F3的变化情况.本题采用隔离法和整体法结合处理的,也可以运用隔离法研究,分析受力情况是解答的基础.
14、
(1)当打气筒对装水的可乐瓶打气时,可乐瓶中气体的体积并没有明显的增加,此时打进的空气越来越多,瓶中的气体压力会怎样的变化
A.变大 B.变小 C.不变
【知识点】理想气体状态方程
【答案解析】A解析 打气筒对装水的可乐瓶打气时,可乐瓶中气体的体积并没有明显的增加,气体压强变大,故选A
【思路点拨】压强与温度和分子密度有关,打气时体积变小,密度变大,故压强变大
(2)以下选项中不是影响水火箭飞行时间的因素有ﻫA.水火箭瓶身颜色 B.水火箭装水量 C.水火箭打气量ﻫD.水火箭射程的测距仪器 E.水火箭尾翼 F.水火箭发射角度
【知识点】反冲运动
【答案解析】AD 解析水火箭利用了反冲原理与动量守恒定律,影响因素有①橡皮塞与矿泉水瓶瓶口接触面的粗糙程度②矿泉水瓶的硬度③尾翼的材料及数量④人用打气筒打气的速度⑤水火箭中所装液体的密度大小⑥水火箭喷口的截面积大小⑦矿泉水瓶的大小,故选AD
【思路点拨】水火箭利用动量守恒定律及反冲作用:
所谓反冲作用是指一个物体与另一个物体(或一个整体中的两部分)互相作用时,第一部分对第二部分作用力的反作用力可以推动第一部分向前运动。
三、实验题(本题共3小题,其中第15题4分,第16题10分,第17题8分,共22分)
15、利用水滴下落可以测出当地的重力加速度g,调节水龙头,让水一滴一滴地流出,在水龙头的正下方放一盘子,调节盘子的高度,使一个水滴碰到盘子时恰好有另一水滴从水龙头开始下落,而空中还有两个正在下落中的水滴。
测出水龙头到盘子间距离为h,再用秒表测时间,以第一个水滴离开水龙头开始计时,到第N个水滴离开水龙头,共用时间为t,则重力加速度g= ▲ 。
【知识点】 测定匀变速直线运动的加速度.
【答案解析】
解析从第一滴水离开水龙头开始,到第N滴水落至盘中(即N+3滴水离开水龙头),共用时间为t(s),知道两滴水间的时间间隔为△t=
所以水从水龙头到盘子的时间为t′=
,根据h=
gt′2得,g=
【思路点拨】当一滴水碰到盘子时,恰好有另一滴水从水龙头开始下落,而空中还有两个正在下落的水滴,.从第一滴水离开水龙头开始,到第N滴水离开水龙头,共用时间为ts,知道两滴水间的时间间隔,根据h=
gt2求出重力加速度.
16、某同学在做测定木板的动摩擦因数的实验时,设计了两种实验方案。
方案A:
木板水平固定,通过弹簧秤水平拉动木块,如图(a)所示;方案B:
木块固定,通过细线水平拉动木板,如图(b)所示。
(1)上述两种方案中,你认为更合理的方案是 ▲,原因是 ▲。
(2)该实验中应测量的物理量是 ▲ 。
(3)除了实验必需的弹簧秤、木板、木块、细线外,该同学还准备了质量为200g的配重若干个。
该同学在木块上加放配重,改变木块对木板的正压力(g=9.8m/s2),并记录了5组实验数据,如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
配重(个数)
0
1
2
3
4
弹簧秤读数(N)
0.50
1.00
1.50
1.90
2.50
测木块重(N)
2.00
请根据上述数据在图给出的坐标纸上作出木块所受摩擦力和压力的关系图象,由图象可测出木板和木块间的动摩擦因数是 ▲ 。
【知识点】探究影响摩擦力的大小的因素.
【答案解析】
(1)B 不受木板如何运动的限制(或摩擦力的测量更方便、准确)(2)木块的重力、每次拉木板时木块和木板间的摩擦力 (3)图象如下0.25
解析解:
(1)方案A,通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小,木块只有在匀速运动的过程中,才能使用利用二力平衡条件,根据F=μG得:
μ=
;所以要测量弹簧秤示数F和木块的重量G;ﻫ方案B:
无论长木板是否做匀速直线运动,木块都相对于木板滑动且始终处于平衡状态,这样拉力等于摩擦力,而且无论拉木板速度多少,摩擦力都一样,不改变摩擦力大小,所以容易操作;所以方案B更合理;要测量弹簧秤示数F和木块的重量G;ﻫ
(2)木块的重力G和弹簧秤的拉力F (3)图象如下 根据f=μN 图象的斜率即摩擦因数 由图象求得 μ=0.25
【思路点拨】第一种方案要匀速,利用二力平衡条件求得μ,但是匀速运动难控制;第二种方案木块保持静止,一定平衡;根据平衡条件列式后确定待测量.本题是探究性实验,关键明确实验原理,要尽量减小实验误差,难度不大,属于基础题.
17、(1)在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如以下表格所示,为了算出加速度,合理的方法是 ▲ 。
计数点序号
1
2
3
4
5
6
计数点对应时刻/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
通过计数点的速度/cm·s-1
44.0
62.0
81.0
100.0
110.0
168.0
A.根据任意两计数点的速度公式a=
算出加速度
B.根据实验数据,画出v-t图象,量出其倾角,由公式a=
算出加速度
C.根据实验数据,画出v-t图象,选取图线上相距较远两点所对应的速度,用公式a=
算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律.
【答案解析】C 解析解:
AC、在处理实验数据时,如果只使用其中两个数据,由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大;所以我们可以根据实验数据画出v-t图象,考虑到误差,不可能是所有点都整齐的排成一条直线,连线时,应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧,这样图线上会舍弃误差较大的点,由图线上任意两点所对应的速度及时间,用公式a=
算出加速度,所以误差小;故A错误,C正确.B、根据实验数据画出v-t图象,当纵坐标取不同的标度时,图象的倾角就会不同,所以量出其倾角,用公式a=tanα算出的数值并不是加速度,故B错误.D、这种方法是不对的,因为根本就不知道加速度是一个什么函数,如果是一个变化值这种方法完全是错误的,除非你能确定加速度是什么函数,故D错误.故选:
C.
【思路点拨】通过题目给出的数据作出速度-时间图象,解出其斜率即是小车的加速度.在实验中处理数据的方法较多,而图象法往往是一种比较准确的解题方法.
(2)利用打点计时器测定匀加速直线运动的小车的加速度。
下图给出了该次实验中,从0点开始每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点。
测得相邻计数点的距离依次为s1=1.40cm,s2=1.90cm,s3=2.38cm,s4=2.88c