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文檔簡介

考點(diǎn)17宇宙航行

1.侈選)據(jù)報(bào)道,我國計(jì)劃發(fā)射的巡天號(hào)”望遠(yuǎn)鏡將運(yùn)行任離地面約400km的軌道上,具視場(chǎng)比“哈勃”望遠(yuǎn)鏡

的更大,已知“哈勃”運(yùn)行在離地面約550km的軌道上,若兩望遠(yuǎn)鏡繞地球近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則“巡天號(hào)”(

A.角速度大小比“哈勃”的小

B.線速度大小比“哈勃”的小

C運(yùn)行周期比“哈勃”的小

D.向心加速度大小比“哈勃”的大

2.(多選)火星與地球的質(zhì)量比為a,半徑比為b,則它們的第一宇宙速度之比和表面的重力加速度之比分別是

()

A.y

的bv濃7b

「gk。八、水7

C.-=-7£>.—=/-a

82b-v2y

3.木衛(wèi)一和木衛(wèi)二都繞木星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的周期分別為42h46min和85h22min,它們的軌道半徑

分別為Ri和R2,線速度分別為V1和V2。則()

A.R\<R2,Vi<\>2^./?|>/?2>V1<V2

C./?|>7?2,V1>V2

4.(多選)衛(wèi)星未發(fā)射時(shí)靜置在赤道上隨地球轉(zhuǎn)動(dòng),地球半徑為R。衛(wèi)星發(fā)射后在地球同步軌道上做勻速圓周運(yùn)

動(dòng),軌道半徑為則衛(wèi)星木發(fā)射時(shí)和在軌道上運(yùn)行時(shí)()

A角速度之比為1:1

B.線速度之比為4:VR-

C.向心加速度之比為R:r

D.受到地球的萬有引力之比為R2『2

5.(2024江西卷廣嫦娥六號(hào)”探測(cè)器于2024年5月8日進(jìn)入環(huán)月軌道,后續(xù)經(jīng)調(diào)整環(huán)月軌道高度和傾角,實(shí)施月

球背面軟著陸。當(dāng)探測(cè)器的軌道半徑從rx調(diào)整到小時(shí)(兩軌道均可視為圓形軌道),其動(dòng)能和周期從Ei、*分

別變?yōu)镋]、T2。下列選項(xiàng)正確的是()

'E@r|*7SR'七壯仁,『2R

「既」2,\小nEN」T\_R

*Ec,|'72R"Ekin'r2F、

6.(多選)2024年3月20日,鵲橋二號(hào)中繼星成功發(fā)射升空,為嫦娥六號(hào)在月球背面的探月任務(wù)泥供地月間中繼

通信。鵲橋二號(hào)采用周期為24h的環(huán)月橢圓凍結(jié)軌道(如圖),近月點(diǎn)A距月心約為2.0x103km,遠(yuǎn)月點(diǎn)B距月心約

為L8xl()4km,CD為橢圓軌道的短軸.下列說法正確的是()

A.鵲橋二號(hào)從C經(jīng)B到D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為12h

B.鵲橋二號(hào)在A、B兩點(diǎn)的加速度大小之比約為81:1

C.鵲橋二號(hào)在C、D兩點(diǎn)的速度方向垂直于其與月心的連線

D.鵲橋二號(hào)在地球表面附近的發(fā)射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s

7.根據(jù)宇宙大爆炸理論,密度較大區(qū)域的物質(zhì)在萬有引力作用下,不斷聚集可能形成恒星。恒星最終的歸宿與

其質(zhì)量有關(guān),如果質(zhì)量為太陽質(zhì)量的1~8倍將坍縮成白矮星,質(zhì)量為太陽質(zhì)量的10~2()倍將坍縮成中子星,質(zhì)量更

大的恒星將坍縮成黑洞。設(shè)恒星坍縮前后可看成質(zhì)量均勻分布的球體,質(zhì)量不變,體積縮小,自轉(zhuǎn)變快。不考慮恒

星與其他物體的相互作用。已知逃逸速度為第一宇宙速度的冷倍,中子星密度大于白矮星。根據(jù)萬有引力理論,

下列說法正確的是()

A洞一恒星表面任意位置的重力加速度相同

B.恒星坍縮后表面兩極處的重力加速度比坍縮前的大

C恒星坍縮前后的第一宇宙速度不變

D.中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度

8.(多選)2024年5月3日,“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器順利進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,正式開啟月球之旅。相較于“嫦娥四號(hào)”

和“嫦娥五號(hào)”,本次的主要任務(wù)是登陸月球背面進(jìn)行月壤采集,并通過升空器將月壤轉(zhuǎn)移至繞月運(yùn)行的返回艙,返

回艙再通過返回軌道返回地球。設(shè)返回艙繞月運(yùn)行的軌道為圓軌道,半徑近似為月球半徑。已知月球表面重力加速

度約為地球表面的;,月球半徑約為地球半徑的關(guān)于返回艙在該繞月軌道上的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是(

o4

A.其相對(duì)于月球的速度大于地球第一宇宙速度

B.其相對(duì)于月球的速度小于地球第一宇宙速度

C.其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛(wèi)星周期的由音

D.其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛(wèi)星周期的保

"祝融號(hào)"火星車需要“休眠”以度過火星寒冷的冬季。假設(shè)火星和地球的冬季是各自公轉(zhuǎn)周期的四分之一,且

火星的冬季時(shí)長約為地球的L88倍?;鹦呛偷厍蚶@太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于火星、地球公轉(zhuǎn)的

說法正確的是()

A.火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大

B.火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球的大

C火星公轉(zhuǎn)的半徑比地球的小

D.火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球的小

10太空碎片會(huì)對(duì)航天器帶來危害。設(shè)空間站在地球附近沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖中實(shí)線所示。為了

避開碎片,空間站在P點(diǎn)向圖中箭頭所指徑向方向極短時(shí)間噴射氣體,使空間站獲得一定的反沖速度,從而實(shí)現(xiàn)

變軌。變軌后的軌道如圖中虛線所示,其半長軸大于原軌道半徑。則()

A.空間站變軌前、后在P點(diǎn)的加速度相同

B.空間站變軌后的運(yùn)動(dòng)周期比變軌前的小

C.空間站變軌后在P點(diǎn)的速度比變軌前的小

D.空間站變軌前的速度比變軌后在近地點(diǎn)的大

11(多選)如圖所示,行星繞太陽的公轉(zhuǎn)可以地球看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),在地面上容易測(cè)得地球-水星連線與地球-

太陽連愛夾角a,地球-金星連線與地球-太陽連線夾角p.兩角最大值分別為a1???,則()

A.水星的公轉(zhuǎn)周期比金星的大

B.水星的公轉(zhuǎn)向心加速度比金星的大

C.水星與金星的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比為sina”,:sin£,“

D.水星與金星的公轉(zhuǎn)線速度之比為國嬴:內(nèi)皈

12.(多選)2021年4月29日,中國空間站天和核心艙發(fā)射升空,準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。根據(jù)任務(wù)安排,后續(xù)將

發(fā)射問天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙,計(jì)劃2022年完成空間站在軌建造。核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道,軌道

離地面的高度約為地球半徑的總下列說法正確的是()

16

2

A.核心艙進(jìn)入軌道后所受地球的萬有引力大小約為它在地面時(shí)的(招倍

B.核心艙在軌道上飛行的速度大于7.9knVs

C.核心艙在軌道上飛行的周期小于24h

D.后續(xù)加掛實(shí)驗(yàn)艙后,空間站由于質(zhì)量增大,軌道半徑將變小

13“祝融號(hào)”火星車登陸火星之前,??天問一號(hào)”探測(cè)器沿橢圓形的停泊軌道繞火星飛行,其周期為2個(gè)火星日。

假設(shè)某飛船沿圓軌道繞火星飛行,其周期也為2個(gè)火星日。已知一個(gè)火星日的時(shí)長約為一個(gè)地球日,火星質(zhì)量約為

地球質(zhì)量的0.1倍,則該飛船的軌道半徑與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑的比值約為()

142023年5月,世界現(xiàn)役運(yùn)輸能力最大的貨運(yùn)飛船天舟六號(hào),雋帶約580()kg的物資進(jìn)入距離地面約400km

(小于地球同步衛(wèi)星與地面的距離)的軌道,順利對(duì)接中國空間站后近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)接后,這批物資(

A.質(zhì)量比靜止在地面上時(shí)小

H所受合力比靜止在地面上時(shí)小

C.所受地球引力比靜止在地面上時(shí)大

D.做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小比地球自轉(zhuǎn)角速度大

15.在萬有引力作用下,太空中的某三個(gè)天體可以做相對(duì)位置不變的圓周運(yùn)動(dòng),假設(shè)a、b兩個(gè)天體的質(zhì)量均為

M,間距為2r,其連線的中點(diǎn)為O,另一天體c(圖中未畫出)質(zhì)量為m(mgM),若c處于a、b連線的垂直平分線上某

特殊位置,a、b、c可視為繞。點(diǎn)做角速度相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng),且相對(duì)位置不變,忽略其他天體的影響,引力常

量為G.則()

rr

?................—...................?

a0b

A.c的線速度大小為a的逐

B.c的向心加速度大小為b的一半

C.c在一個(gè)周期內(nèi)的路程為271F

D.c的角速度大小為積

16“天問一號(hào)”從地球發(fā)射后,在如圖甲所示的P點(diǎn)沿地火轉(zhuǎn)移軌道到Q點(diǎn),再依次進(jìn)入如圖乙所示的調(diào)相軌

道和停泊軌道,則“天問一號(hào)”()

A.發(fā)射速度介于7.9km/s與11.2km/s之間

B.從P點(diǎn)轉(zhuǎn)移到Q點(diǎn)的時(shí)間小于6個(gè)月

C在環(huán)繞火星的停泊軌道運(yùn)行的周期比在調(diào)相軌道上小

D.在地火轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度均大于地球繞太陽的速度

17(多選)如圖,火星與地球近似在同一平面內(nèi),繞太陽沿同一方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),火星的軌道半徑大約是地

球的L5倍。地球上的觀測(cè)者在大多數(shù)的時(shí)間內(nèi)觀測(cè)到火星相對(duì)于恒星背景由西向東運(yùn)動(dòng),稱為順行;有時(shí)觀測(cè)到

火星由東向西運(yùn)動(dòng),稱為逆行。當(dāng)火星、地球、太陽二者在同一直線上,且太陽和火星位于地球兩側(cè)時(shí),稱為火星

沖日。忽略地球自轉(zhuǎn),只考慮太陽對(duì)行星的引力,下列說法正確的是()

恒星背景

A.火星的公轉(zhuǎn)周期大約是地球的倍

B在沖日處,地球上的觀測(cè)者觀測(cè)到火星的運(yùn)動(dòng)為順行

仁在沖日處,地球上的觀測(cè)者觀測(cè)到火星的運(yùn)動(dòng)為逆行

D.在沖日處,火星相對(duì)于地球的速度最小

182022年12月8日,地球恰好運(yùn)行到火星和太陽之間,且三者幾乎排成一條直線,此現(xiàn)象被稱為僅星沖日北

火星和地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)?;鹦桥c地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為32加圖所示。

根據(jù)以上信息可以得出()

A.火星與地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比約為27:8

B.當(dāng)火星與地球相距最遠(yuǎn)時(shí),兩者的相對(duì)速度最大

C.火星與地球表面的自由落體加速度大小之比約為9:4((前)火星

D.下一次,火星沖日”將出現(xiàn)在2023年12月8日之前弋二夕

19(多選)如圖所示,探測(cè)器及其保護(hù)背罩通過彈性輕繩連接降落傘,在接近某行星表面

(CT降落T傘"X、

3

時(shí)以60nVs的速度豎直勻速下落,比時(shí)啟動(dòng)“背罩分離”,探測(cè)器與背罩?jǐn)嚅_連接,背罩與/X

降落傘保持連接。已知探測(cè)器質(zhì)量為1000kg,背罩質(zhì)量為50kg,該行星的質(zhì)量和半徑分

別為地球的■^和J地球表面重力加速度大小取g=l()〃加2。忽略大氣對(duì)探測(cè)器和背罩的阻

力。下列說法正確的有()

A.亥行星表面的重力加速度大小為4m容

B.該行星的第一宇宙速度為7.9km/s

C:背罩分離”后瞬間,背罩的加速度大小為80〃而2

D「背罩分離”后瞬間,探測(cè)器所受重力對(duì)其做功的功率為30kW

20.2022年10月9日,我國綜合性太陽探測(cè)衛(wèi)星''今父一號(hào)"成功發(fā)射,實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽探測(cè)的跨越式突破?!敖?/p>

父一號(hào).'衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),距地面高度約為720km,運(yùn)行一圈所用時(shí)間約為100分鐘。如圖所示,為了

隨時(shí)跟蹤和觀測(cè)太陽的活動(dòng),“夸父一號(hào)”在隨地球繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中,需要其軌道平面始終與太陽保持固定的取

向,使太陽光能照射到“夸父一號(hào)”,下列說法正確的是()

A.'、夸父一號(hào)”的運(yùn)行軌道平面平均每天轉(zhuǎn)動(dòng)的角度約為1°;

軌道平面、二極軸

B."夸父一號(hào)''繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大于7.9ku內(nèi).…

c.“夸父-號(hào),、繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于地球表面的重力加速度—

/嬴蚣彳軌就'、

D曲題干信息,根據(jù)開普勒第三定律,可求出日地間平均距離

GMm.,

1CD根據(jù)萬有引力提供向心力可得r=m—=m號(hào)■Q/na,可得u)=

華,由于“巡天號(hào)"的軌道半徑小于“哈勃”的軌道半徑,則有3追>3合,合。故選C、D。

2BC

3D衛(wèi)星繞木星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力提供向心力,根據(jù)

6必產(chǎn).

可知與<42。根據(jù)G翳二必,可得,由

〃二42h46min,T2=85h22min,T1<T2,fRJ^R=Ri<Rz

4〃

可知,取>吸。所以選項(xiàng)D正確。

4AC衛(wèi)星未發(fā)射時(shí)靜置在赤道上隨地球轉(zhuǎn)動(dòng),角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等,衛(wèi)星發(fā)射后在地球同步軌道上

做勻速圓周運(yùn)動(dòng),角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等,則衛(wèi)星未發(fā)射時(shí)和在軌道上運(yùn)行時(shí)角速度之比為1:1,故A正

2

確;由公式v=cur可知,衛(wèi)星未發(fā)射時(shí)和在軌道上運(yùn)行時(shí)線速度之比為R:r,故B錯(cuò)誤;由公式a產(chǎn)3/可知,

衛(wèi)星未發(fā)射時(shí)和在軌道上運(yùn)行時(shí),向心加速度之比為R:r,故C正確;由公式公竿可知,衛(wèi)星未發(fā)射時(shí)和在軌

道上運(yùn)行時(shí),受到地球的萬有引力之比為lr2:R,故D錯(cuò)誤。

2J

5A根據(jù)券=半=小號(hào)可得,正=器片2可,而以=那匕可以看出動(dòng)能與半徑成反比,周期與半徑三

次方的平方根成正比(點(diǎn)撥:也可利用開普勒第三定律直接求解),故選A。

B組融會(huì)貫通

6BD由開普勒第二定律知,離月球越遠(yuǎn),衛(wèi)星的速度越小,則鵲橋二號(hào)從C經(jīng)B到D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間應(yīng)該大于

12h,A錯(cuò)誤;根據(jù)G等=m何知幺結(jié)合題給數(shù)據(jù)得弘=,B正確;鵲橋二號(hào)在C、D兩點(diǎn)的速度方向

daBIA1

沿軌跡切線方向,不垂直于其與月心的連線,c錯(cuò)誤;鵲橋二號(hào)在地球表面附近的發(fā)射速度大于第一宇宙速度7.9

km/s且小于第二宇宙速度11.2km/s,D正確。

7B自轉(zhuǎn)變快,說明恒星坍縮前后都在自轉(zhuǎn),由于自轉(zhuǎn)所需向心力由恒星對(duì)其表面物體的萬有引力的分力提供,

如圖,所以恒星上不同位置的重力加速度不同,A錯(cuò)誤;在兩極,沒有自轉(zhuǎn)影響,爺=〃琢則齊胃,坍縮后M不

變,體積減小(R減小),則恒星坍縮后表面兩極處的重力加速度比坍縮前的大,B正確;星體的第一宇宙速度

由于坍翁后M不變,R變小,所以恒星坍縮后第一宇宙速度變大,C錯(cuò)誤;逃逸速度企哼修,止:江P,

整理得竽,由于中子星的質(zhì)量和密度均大于白矮星,故中子星的逃逸速度大于白矮星的逃逸速度,D錯(cuò)

8BD第一宇宙速度大小等于貼近中心天體表面運(yùn)行的衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小,根據(jù)萬有引力提供

向心力得。翳="79結(jié)合黃金代換公式(GM=gR,可得v=病,皿月球的第一宇宙速度V1與地球的第一宇宙速

度V2之比"=&"£=4,B正確;返回艙繞月飛行周期7]=幽,地球上近地圓軌道衛(wèi)星的周期5=絲(點(diǎn)撥:

嗓V#2R12V6%及

也可以用=2嗾=2止解),則占景戶期正確.

9D關(guān)鍵點(diǎn)撥解決本題的關(guān)鍵是由火星的公轉(zhuǎn)周期比地球的長,知道火星的公轉(zhuǎn)軌道半徑比地球的大。

2

解15思路根據(jù)題干知識(shí)知友>r。,根據(jù)G粵=〃?《/得火星公轉(zhuǎn)的軌道半徑大于地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑,故c

遣2

錯(cuò)誤。由。雷=〃7:得火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的小,故A錯(cuò)誤。由。警=〃山/知火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球的小,

故B錯(cuò)誤。由=〃砍口火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球的小,故D正確。

10A根據(jù)牛頓第二定律有誓=/3,可知空間站變軌前、后在P點(diǎn)的加速度相同,A正確;變軌后軌道的半長

軸大于原軌道半徑,根據(jù)開普勒第三定律*=£可知空間站變軌后周期T變大,B錯(cuò)誤;如圖所示,畫出空間站在

P點(diǎn)變軌前的速度v和反沖速度v反(兩者垂直),井進(jìn)行矢量合成可得變軌后的速度v、v,即空間站變軌后在P

點(diǎn)的速度比變軌前的大,C錯(cuò)誤;空間站變軌后在橢圓軌道上運(yùn)行,根據(jù)開普勒第二定律,空間站在近地點(diǎn)的速度

大于在P點(diǎn)的速度V',由于v'>v,則空間站變軌前的速度比變軌后在近地點(diǎn)的小,D錯(cuò)誤。

11BC由"高軌低速長周期”可知,金星繞太陽運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)軌道半徑比水星的大,則它的公轉(zhuǎn)周期比水星的

長,A錯(cuò)誤;由牛頓第二定律有解得a水星的公轉(zhuǎn)軌道半徑更小,則其向心加速度更大,B正確;

當(dāng)?shù)厍蚺c行星的連線與行星運(yùn)行軌跡相切時(shí),夾角最大,設(shè)地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑為R,則水星公轉(zhuǎn)軌道半徑為RS

inam,金星公轉(zhuǎn)軌道半徑為Rsin0m,水星與金星的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比為sina:sin£,,C正確;由萬有引力充

mm

當(dāng)向心力有解得々/水星與金星的公轉(zhuǎn)線速度之比為屈工;D錯(cuò)誤。

Mm

12AC核心艙在地面上所受萬有引力々=G置,入軌后,所受萬有引力F=G=⑶0選項(xiàng)A正確衛(wèi)

星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度為7.9km/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;核心艙軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑,其周期

小于24h,選項(xiàng)C正確;根據(jù)6舞=哈可知=等,空間站的軌道半徑與其速度v有關(guān),與其質(zhì)量無關(guān),選項(xiàng)D

錯(cuò)誤。

13D

14D物資的質(zhì)量不隨位置的變化而變化,故A錯(cuò)誤;。箴〈。翳,故C錯(cuò)誤;物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有

G^=mcJ/;KIJ3=4,所以r越大,3越小,故(3物資>3同步,又%步=%,則⑴物資>3自轉(zhuǎn),D正確;物

資靜止在地面上時(shí)因地球自轉(zhuǎn)而做圓周運(yùn)動(dòng),心二%二m3=仕對(duì)接后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)Fd=F=m

a內(nèi)圓錐側(cè)a向

2

以其A+h),由co物資>3自轉(zhuǎn)、R+h>R可知.乙>以(點(diǎn)撥:若不考慮地球自轉(zhuǎn),則物資靜止在地面上時(shí)所受合力

湯口Q

等于0),故B錯(cuò)誤。

15Aa、b、c三個(gè)天體角速度相同,由于mwM,則對(duì)a天體有舞="http://;解得加y§,D錯(cuò)誤;設(shè)c與a、

b連線與a、b連線中垂線的夾角均為a,對(duì)c天體有2怨cosgmJ」解得a=30。,c的軌道半徑

(r\tana

\sina/

片」一二百/由v=u)r可知c的線速度大小為a的V5倍,A正確;由a/何知c的向心加速度大小是

tan30

b的g倍,B錯(cuò)誤;c在一個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為s=2nr0=2V5nr,C錯(cuò)誤。

名師點(diǎn)睛題設(shè)條件中明確給出c天體的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于a、b天體的質(zhì)量M,言外之意就是可以不考慮c天體

對(duì)a、b天體的萬有引力作用。

16C"天間一號(hào)"脫離地球,故發(fā)射速度應(yīng)介于第二宇宙速度與第三宇宙速度之間,故A錯(cuò)誤。根據(jù)開普勒

第三定律*=河知,"天問一號(hào)"在停泊軌道上的運(yùn)行周期比在調(diào)相軌道上的小,在地火轉(zhuǎn)移軌道上的周期T天

間大于地球公轉(zhuǎn)周期4=口2個(gè)月,故從P到Q的時(shí)間大于6個(gè)月,故B錯(cuò)誤,C正確。根據(jù)也=讓知圓軌道

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