专题04 浮力 课后训练解析版.docx
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专题04浮力课后训练解析版
专题04浮力（解析版）
课后训练
1.（2018•海南）如图所示，两只相同的气球，分别充入氢气和空气，充气后体积相同，放飞气球时只有氢气气球升上空中。
若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空，则下列说法中正确的是（ ）
A．F氢＞F空B．F氢=F空
C．F氢＜F空D．条件不足，无法比较
【答案】B
【解析】气球是“浸没”在空气中的，因为体积相同，所以排开空气的体积相同，根据公式F浮=ρ空气gV排可知，两球所受浮力相同。
2.（2018•桂林）小关与同学们去游觉桂林两江四湖，登上游船后，船会下沉一些，那么（ ）
A．船的重力将减小B．水对船的浮力将减小
C．水对船的浮力将增大D．水对船的浮力将保持不变
【答案】C
【解析】
（1）同学们登上游船过程中，使船的重力变大，故A错误；
（2）登上游船过程中，游船一直处于漂浮状态，则F浮=G，
所以，游船受到的浮力变大，故BD错误，C正确。
3.（2018•荆门）水上救援往往需要打捞沉没的货物，我们将该情景简化为如图所示的物理过程，假设物体浸没在水深h=0.5m的容器底部（非密合），现利用弹簧测力计将物体从水中匀速提出，当物体有一半体积露出水面时，弹簧测力计示数为3N，当物体全部离开水面后，弹簧测力计示数为5N，已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3．取g=10N/kg。
则（ ）
A．物体在水面下上升的过程中所受浮力逐渐减小
B．物体在容器底部时，受到的浮力为2N
C．物体在容器底部时，水对其底部的压强为5×104Pa
D．物体的密度为1.25×103kg/m3
【答案】D
【解析】A、浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，物体在水面下上升的过程中，水的密度不变，排开水的体积不变，所以所受浮力大小不变。
故A错误；
B、由题可知，物体的重力G=5N，当物体有一半体积露出水面时，弹簧测力计示数F示=3N，
则此时物体受到的浮力F浮=G﹣F示=5N﹣3N=2N，故物体在容器底部时，受到的浮力为F浮’=2F浮=2×2N=4N；故B错误；
C、物体在容器底部时，水对其底部的压强为：
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa．故C错误；
D、根据F浮=ρgV排可得，物体的体积：
V=V排=F浮’/ρ水g==4×10﹣4m3，
则物体的密度为ρ=m/g=
=
==1.25×103kg/m3．故D正确。
4.如图所示，木块下面悬挂一个实心铁球，放入水中，铁球浸没水中，而木块仍浮在水面，下面受力分析正确的是（ ）
A．木块的重力等于木块受到的浮力 B．铁球的重力等于铁球受到的浮力
C．木块和铁球重力之和等于木块和铁球受到的浮力之和 D．铁球的重力一定大于木块的重力
【答案】C
【解析】将木块和铁球看作一个整体，此时整体漂浮在水面上，因此重力之和等于所受浮力之和。
5.（2018•东营）三个相同容器内分别盛满不同的液体，现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中，小球静止后的状态如图所示，以下判断正确的是（ ）
A．液体的密度关系是ρ甲＞ρ丙＞ρ乙
B．液体对容器底部的压强关系是p乙＞p甲＞p丙
C．容器对桌面的压强关系是p'甲＞p'乙＞p'丙
D．小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙＞F甲
【答案】D
【解析】
A、由于小球在丙中悬浮，故ρ丙=ρ物；在乙容器中漂浮，故ρ乙＞ρ物；在甲中下沉，故ρ甲＜ρ物；三种液体密度关系：
ρ甲＜ρ丙＜ρ乙，故A错误；
B、静止时三个容器的液面恰好相平，即深度h相等，由于丙液体的密度最大，根据p=ρgh可知，乙容器底受到的液体压强最大；故B错误；
C、烧杯对桌面的压力等于烧杯、烧杯内液体和小球的总重力；
由图知，三个相同容器内液体体积相同，又知ρ甲＜ρ丙＜ρ乙，根据ρ=m/V和G=mg可知乙烧杯内液体的重力大于丙烧杯内液体的重力，丙烧杯内液体的重力大于甲烧杯内液体的重力，烧杯以及两小球的重力均相等，烧杯的底面积相等，根据p=F/S可知，容器对桌面的压强p'乙＞p'丙＞p'甲，故C错误；
D、由图知，小球在并容器中悬浮，在乙容器中漂浮，所以小球所受的浮力与自身的重力相等；在甲中下沉，浮力小于其重力，故小球受到的浮力大小关系是F乙=F丙＞F甲．故D正确。
6.（2018•遂宁）如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体，现将密度为0.6×103kg/m3的正方体木块A放人容器中，木块静止时露出液面的体积与浸人液体的体积之比为1：
3；在木块上表面轻放一个物块B（VA=2VB），A的上表面刚好与液面相平，如图乙所示。
若将物块B单独放人此液体中，它静止时将（ ）
A．悬浮B．漂浮C．沉底D．无法判断
【答案】B
【解析】甲图中，木块A在液体中漂浮，木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1：
3，则V排=3/4VA，漂浮时浮力等于重力，所以ρ液gV排=ρ木gVA，
即：
ρ液g×3/4VA=ρ木gVA，则液体的密度：
ρ液=4/3ρ木=4/3×0.6×103kg/m3=0.8×103kg/m3；
在木块上表面轻放一个物块B（VA=2VB，则VB=1/2VA），A的上表面刚好与液面相平，如图乙所示，因为整体漂浮，所以浮力等于总重力，即：
ρ液gVA=ρ木gVA+ρBgVB，ρ液gVA=ρ木gVA+ρBg×1/2VA，
化简可得：
ρ液=ρ木+1/2ρB，
则B的密度：
ρB=2（ρ液﹣ρ木）=2（0.8×103kg/m3﹣0.6×103kg/m3）=0.4×103kg/m3＜ρ液，
故若将物块B单独放入此液体中，它静止时将漂浮。
7.一个大物块甲，先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下，使其上表面恰好与水面相平，甲、乙之间用绳连接，如图所示
则下列说法正确的是
A．两种情况下，甲物块所受浮力大小相等
B．绳的拉力比丙物块的重力大
C．乙物块的密度比水小
D．丙物块的质量比乙物块的质量大
【答案】A
【解析】
A．两种情况下甲物体排开水的体积相同，由F浮=ρ水V排g得，两物体受到的浮力相同，故A正确；
B．左边甲物体受到水的浮力：
F浮=G甲+F拉，右边甲物体受到水的浮力：
F浮=G甲+G丙，甲物体受到的浮力相同，所以F拉=G丙，故B错误；
C．乙物体的密度大于水的密度，乙物体才能下沉，才能给甲物体向下的拉力，故C错误；
D．由以上分析知，乙对甲的拉力等于丙对甲的压力；所以G乙-F浮乙=G丙，则所以G乙>G丙，由G=mg得，乙物体的质量大于丙物体的质量，故D错误。
8.（2018•河北-多选）水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器，内盛某种液体，将质量分别为mA、mB、mc，密度分别为
A、
B、
c的均匀实心小球A、B、C放入液体中，A球漂浮，B球悬浮，C球下沉，如图所示，它们所受的浮力分别为FA、FB、Fc。
下列选项正确的是（）
A.若mA=mB=mc，则FA=FB>Fc
B.将C球截去部分后，剩余部分可能上浮
C.只取出A球，容器中液面的高度降低了
D.三球放入液体前后，液体对容器底部的压强变化了
【答案】ACD
【解析】
本题主要考查压强、浮力、浮沉条件的应用。
A漂浮浮力等于重力FA=mAg;B悬浮FB=mBg，C沉底则
FC＜mCg，故A选项正确；C球截取部分后密度保持不变，所以B选项错误；取出A球后排开水的总体积减小，液面降低，故C选项正确；三球放入后液面上升液体对容器底部的压强变大，故D选项正确。
9.（2018•昆明）为了来昆明过冬的红嘴鸥不饿着，每年都要用鸥粮喂它们。
以前的鸥粮投入水中后一部分由于海鸥不能及时吃到而迅速沉入水里，既浪费粮食又污染了水体。
2017年，一厂家对鸥粮进行了“膨化”处理，使其投入水中后能够漂在水面上较长时间，海鸥几乎能吃完它。
膨化后的鸥粮能够漂在水面上是因为它的（ ）
A．质量变大B．体积变小C．密度变大D．密度变小
【答案】D
【解析】
根据阿基米德原理可知F浮=ρ水gV排；物体的重力G物=ρ物gV，所以，物体漂浮时ρ水gV排=ρ物gV。
因为膨化后的鸥粮能够漂在水面上，V排小于V，所以ρ物＜ρ水，即膨化后的鸥粮的密度变小，小于水的密度。
10.在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系“实验时，具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示．为方便操作和减小测量误差，最合理操作步骤应该是（ ）
A．甲、乙、丙、丁B．乙、甲、丙、丁C．乙、甲、丁、丙D．丁、甲、乙、丙
【答案】D
【解析】为方便操作和减小测量误差，合理的实验顺序是：
丁、测出空桶所受的重力，再把空桶置于溢水杯口的正下方；
甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力；
乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计的示数；
丙、测出桶和排开水所受的总重力．
11.（2018•上海）在验证阿基米德原理的实验中，需要验证 和 相等，并选择 （选填“同一”或“不同”）物体多次实验。
【答案】浮力；排开液体的重力；不同。
【解析】阿基米德原理的内容是：
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力；所以把浮力与排开液体的重力进行比较来验证；
为了使结论更更具有普遍性，最后还需用不同物体和换用多种不同的液体进行多次实验，才能验证阿基米德原理的普遍规律。
12.（2018•哈尔滨）夏天把西瓜放在冷水中降温，西瓜浸没于水中后松手，西瓜会上浮，是由于 ；用手捞出西瓜的过程中，人感觉越来越费力，由此可以猜想浮力大小与 有关。
【答案】西瓜受到的浮力大于重力；物体排开液体的体积。
【解析】西瓜浸没于水中，由于西瓜受到的浮力大于重力，所以松手后西瓜会上浮，
浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关。
用手捞出西瓜的过程中，西瓜排开水的体积逐渐减小，而水的密度不变，根据F浮=ρ液V排g可知，浮力变小，因此感觉越来越费力，由此可知浮力大小与物体排开液体的体积有关。
13.（2018•怀化）在平静的池水中漂浮有一个木球，木球的体积为4dm3，露出水面的体积为总体积的
，那么木球受到的浮力为 N．木球的密度为 kg/m3．（g=l0N/kg）
【答案】30；0.75×103。
【解析】
（1）由题知，木球排开水的体积：
V排=V浸=（1﹣
）V=
×4dm3=3dm3=3×10﹣3m3，
则木球受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣3m3=30N；
（2）木球漂浮，则F浮=G=30N，
故木球的质量：
m=
=
=3kg，
木球的密度：
ρ=
=
=0.75×103kg/m3。
14.某校课外科技小组的同学，设计了如图所示的一套装置：
A是弹簧测力计，B是边长为0.1m的均匀正方体浮子，C是圆柱形容器，D是一固定在容器底部的定滑轮。
弹簧测力计和正方体浮子之间用一轻质无伸缩的细线通过滑轮相连接。
（不考虑滑轮的摩擦，取g=10N/kg）当容器中盛有密度为ρ水=1×103kg/m3的适量的清水，按图中所示，使浮子B浸没在水中静止时，测力计A的示数为2N，浮子B的重力是__________N．
【答案】8
【解析】浮子B受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×10³×10×0.1N=10N;
根据图示可知浮子B受到竖直向下的拉力和重力以及竖直向上的浮力，因此G=F浮-F=10N-2N=8N
15.（2018•遵义）在一次抗洪救灾行动中，一名质量为60kg的武警战士登上一艘自重为540kg的冲峰舟准备抢险救灾，此时漂浮在水面上的冲锋舟排开水的体积为 m3，若满载时排开水的体积为1.2m3，最多还能装载质量为 kg的人和物资。
（ρ水=1.0×103kg/m3）
【答案】0.6；600。
【解析】
（1）因为冲锋舟漂浮在水面上，
所以受到的浮力：
F浮=G=（m人+m舟）g=（540kg+60kg）×10N/kg=6000N，
因为F浮=ρ液gV排，
所以其排开水的体积：
V排=
=
=0.6m3；
（2）冲锋舟满载时受到的浮力：
=
=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m3=12000N，
设人和物资的总重为G最大，则有G舟+G最大=
；
即：
540kg×10N/kg+G最大=12000N；解得：
G最大=6600N；
故m最大=
=
=660kg，所以最多还能装载质量为660kg﹣60kg=600kg。
16.（2018•桂林）如图所示，一段粗细、质量均匀的蜡块，重为G1，长为L，与一重为G2的铁块通过轻质细绳相连，整立漂浮在水面上，露出水面的长度为L0，则蜡块和铁块所受水的浮力F浮= ，若多次截掉蜡块露出水面的部分，直到蜡块上表面与水面恰好相平，此时蜡块在水中的长度L1≈ 。
（结果用G1、G2、ρ水、ρ蜡、L、L0来表示）
【答案】G1+G2；L﹣
L0。
【解析】
（1）蜡块与铁块通过轻质细绳相连，整立漂浮在水面上时，根据漂浮条件可知：
F浮=G1+G2；
（2）当蜡块漂浮时，根据阿基米德原理可得：
V排=
=
；
根据G=mg=ρVg可得蜡块体积：
V1=
，
由于露出水面的长度为L0，则蜡块漂浮时浸在水里的体积为：
V蜡浸=
V1=
×
=
，
铁块的体积：
V2=V排﹣V蜡浸=
﹣
；
当蜡块上表面与水面恰好相平，即悬浮时，
V排′=
V1+V2）=
×
+
﹣
；
则：
F浮′=G蜡剩+G2，
即：
ρ水g（
×
+
﹣
）=
G1+G2，
所以，L1=L﹣
L0。
17.计算题
（1）（2018•贵港）如图所示，一正方体物块边长为10cm,漂浮于足够高的底面积为S0的盛有足量水的圆柱形容器中，有1/5体积露出水面。
水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
求：
（1）该物块受到的浮力；
（2）该物块的密度；
（3）若未投入物块时，水对容器底部的压力为F0。
试求出物块漂浮时，水对容器底部的压力F1和物块浸没时水对容器底部的压强P2；
（4）若物块漂浮时与未投入物块时比较，水对容器底部的压强变化了200Pa，物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为30:
29，则未投入物块时容器中水的深度是多少？
【答案】8N；0.8×103kg/m3；0.125（m）
【解析】
（1）物块受到的浮力
F浮=G排=ρ水gv排=ρ水g4/5v物=1.0×103×10×4/5×103×10-6=8（N）
（2）∵物块漂浮F浮=G物，G物=m物g，ρ物=m物/v物，F浮=G排，
F浮=G物=ρ物gv物=ρ水gv排=ρ水g4/5v物，
∴物块的密度
ρ物=4/5ρ水=4/5×1.0×103=0.8×103kg/m3
（3）物块漂浮时水对容器底部的压力F1
F1=F0＋G物=F0＋m物g=F0+ρ物gv物=F0＋0.8×103×10×103×10-6=F0＋8（N）……1分
物块浸没时水对容器底部的压强
p2=F2/S0=F0＋G物+ρ水g1/5v物/S0=F0＋8＋1×103×10×1/5×103×10-6/S0
=（F0＋10）/S0（Pa）……
（4）物块漂浮时水对容器底部的压强
P1=F1/S0=（F0＋8）/S0
未投入物块时水对容器底部的压强
P0=F0/S0
依题意△P=P1-P0=（F0＋8）/S0–F0/S0=8/S0=200Pa
∴S0=0.04（m2）……
又∵物块浸没时水对容器底部的压力
F2=P2·S0=F0＋10
依题意
F2/F1=（F0＋10）/（F0＋8）=30/29
∴F0=50N……
∵F0=m水g=ρ水v水g=ρ水S0h水g
∴h水=F0/ρ水S0g=50/103×0.04×10=0.125（m）……
（2）（2018•泰安）用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。
从此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块未与水底接触）。
物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。
g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3．求：
（1）物块受到的重力；
（2）物块完全浸没在水中受到的浮力；
（3）物块的密度。
【答案】
（1）物块受到的重力为18N；
（2）物块完全浸没在水中受到的浮力为8N；
（3）物块的密度为2.25×103kg/m3。
【解析】
（1）由图可知，物体浸入水中时测力计示数为18N，故物体的重力为G=18N；
（2）物体全部浸入水中时，测力计的示数为F=10N，则在水中受到的浮力为F浮=G﹣F=18N﹣10N=8N，
（3）由F浮=ρ液gV排得，物体的体积为：
V=V排=F浮/（ρ水g），
物体的重力为G，质量为m=G/g，
则物体的密度为：
ρ=
==
ρ水=
×1.0×103kg/m3=2.25×103kg/m3。
（代入
）
18.（2018吉林）在研究“浮力的大小跟液体密度是否有关”的实验中，找来烧杯、清水、盐水、细线、弹簧测力计和小石块。
实验步骤如下：
（1）用弹簧测力计测出小石块在空气中重为G；
（2）把小石块浸没在清水中，读出弹簧测力计的示数为F1，
则小石块受到的浮力______；
（3）把小石块浸没在______中，读出弹簧测力计的示数F2，求出小石块此时受到的浮力_________;
（4）若F浮__________F浮’（选填：
“等于”或“不等于”），说明浮力大小跟液体的密度有关。
【答案】
（1）.F浮=G－F1
（2）.盐水（3）.F浮’=G－F2（4）.不等于
【解析】：
（1）用弹簧测力计测出小石块在空气中重为G；
（2）把小石块浸没在清水中，读出弹簧测力计的示数为F1，此时石块在重力、拉力、浮力的作用下平衡，即：
G=F浮＋F1
所以小石块受到的浮力为：
F浮=G－F1；
（3）为了比较：
浮力的大小跟液体密度是否有关，这次把小石块浸没在盐水中，读出弹簧测力计的示数F2；
根据步骤
（2）中称重法测浮力的原理，则小石块此时受到的浮力：
F浮’=G－F2；
（4）若F浮不等于F浮’，即石块在密度不的的液体中浸没时受到的浮力不等，说明浮力大小跟液体密度有关。
19.（2018•河南）某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
（1）先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为 N。
（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为 N．石块排开的水所受的重力可由 （填字母代号）两个步骤测出。
（3）由以上步骤可初步得出结论：
浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。
（4）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是 。
A．用原来的方案和器材多次测量取平均值
B．用原来的方案将水换成酒精进行实验
C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
（5）另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则 （选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论。
【答案】
（1）3.8；
（2）1.4；AD；（3）排开液体的重力；（4）A；（5）能。
【解析】：
（1）由图B可知，弹簧测力计的示数为3.8N，即物体对弹簧测力计的拉力为3.8N，
因为物体间力的作用是相互的，弹簧测力计对物体的拉力也为3.8N；
因为物体处于平衡状态，受拉力和重力是一对平衡力，大小相等，故物体的重力是3.8N；
（2）由称重法：
知：
F浮=G﹣F示=3.8N﹣2.4N=1.4N；
液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力，由图中AD两个步骤测出；
（3）根据
（2）知F浮=1.4N；排开液体的重力：
G排=F桶和水﹣F桶=2.6N﹣1.2N=1.4N，故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力，即F浮=G排；
（4）本实验是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”属于探究性实验，多次测量找普遍规律。
A．测量型实验多次测量取平均值减小误差，此实验为探究型，不能求平均值，故A不合理；
B．用原来的方案将水换成酒精进行多次实验，找出普遍规律，故B合理；
C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验，找出普遍规律，故C合理；
故选A；
（5）只将石块的一部分浸入水中，排开水的体积减小，排开水的重力减小，浮力减小，仍能得出；F浮=G排。
20.（2018•苏州）为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系，小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。
用细线系住金属块并挂在弹簧測力计上，测力计示数为G．然后将金属块缓慢浸入水中，且始终不与杯接触，如图。
（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，说明浮力大小逐渐 。
据此，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大面增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验你认为下列说法正确的是 。
A．只有小明的观点合理B．只有小华的观点合理
C．两人的观点都不合理D．两人的观点都合理
（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F，据此可得出 的观点不具有普遍性。
这个过程中金属块受到的浮力F浮= 。
（3）为了深入研究，他们测出量筒中水的体积V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排= ，通过比较数据发现F浮=G排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F浮=G排，说明决定浮力大小的根本因素是G排。
（4）从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是 。
【答案】
（1）变大；D；
（2）小明；G﹣F；（3）ρ水V排g；（4）一直不变。
【解析】：
（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，根据F=G﹣F浮可知，说明浮力大小逐渐变大；
金属块浸没前的过程中，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验两人的观点都合理，故说法正确的是D；
（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F，据此可得出浮力与物体完全浸没在液体中的深度无关，故小明的观点不具有普遍性；这个过程中金属块受到的浮力根据F=G﹣F浮可知，F浮=G﹣F；
（3）量筒中水的体积V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排=m排g=ρ水V排g，通过比较数据发现F浮=G排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F浮=G排，说明决定浮力大小的根本因素是G排。
（4）对台秤受力分析可知：
受溢水杯和水竖直向下的重力，金属块向下的压力F压=F浮，由平衡条件得：
台秤对容器的支持力FN=G+F压；从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中G、F浮不变，故台秤的示数变化情况是一直不变。
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