2020-2021中考物理压轴题专题复习—凸透镜成像的规律及答案

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一、初中物理凸透镜成像的规律
1.用三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,得到的实验结果如下:透镜甲成放大、倒立、实像;透镜乙成缩小、倒立、实像;透镜丙成放大、正立、虚像。

由此可知甲、乙、丙三个透镜的焦距关系为( ) A .f f f >>甲乙丙 B .f f f >>丙甲乙 C .f f f <<甲乙丙 D .f f f <<乙丙甲
【答案】B 【解析】 【详解】
在保持各凸透镜跟烛焰距离相等的条件下,说明物距u 相等,甲透镜成放大、倒立的实像,说明2f u f 甲甲>>,所以2
u
u f 甲>>;乙透镜成缩小、倒立的实像,说明2u f 乙>,所以2
u
f 乙<
;丙透镜成放大、正立的虚像,说明f u 丙>;所以,f f f 甲乙丙>>。

故选B 。

2.两平面镜AM ,AN 之间的夹角为90°,凸透镜的主光轴恰好是该直角的角平分线,凸透镜的光心为O ,A 点恰好是凸透镜的焦点,光源S 位于主光轴上,通过该系统,光源S 所成的像为( )
A .四个虚像,三个实像
B .四个虚像,一个实像
C .三个虚像,一个实像
D .三个虚像,两个实像
【答案】B 【解析】 【详解】
S 通过两个平面镜成3个虚像,(因为其中两个重合了),分别是S 1、S 2、S 3; S 1、S 2分别在凸透镜的焦点处,则不能成像,只有S 3在凸透镜的焦点以外,且通过凸透镜的光心,可以成一个实像S 4;
S 在凸透镜的焦点以内,由u <f ,成正立放大的虚像S ′;综上分析,通过该系统,光源S 所成的像有四个虚像,一个实像。

3.城市的很多街口都安装了 360°高清晰摄像头,由公安局实施 24 小时监控,来保护人民的安全,摄像机的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图所示,某嫌疑犯在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在 F 处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是()
A.不管该人走近还是走远,所成的像都是正立缩小的实像
B.如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变在 a 点
C.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在 c 点
D.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在 b 点
【答案】D
【解析】
【详解】
A.该人走近还是走远时,所成的像是倒立的实像,不是正立的,A错误;
B.如果该人远离镜头,那么物距变大,像距变小,像更靠近焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变大,焦点不可能在a点,B错误;
C D.如果该人靠近镜头,那么物距变小,像距变大,像更远离焦点,如果还想要像成在成像板上,那么焦距应该变小,焦点不可能在c点,可能变在b点,C错误、D正确.
4.在“探究凸透镜成像的规律”实验中,光具座上各元件位置如图所示,此时在光屏上恰好成一个清晰的像,则下列说法正确的是()
A .利用了这一原理制成了照相机
B .若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,且像逐渐变大
C .若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像
D .若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在 45 cm 刻度线处,适当移动光屏也能得到一个清晰的像 【答案】C 【解析】 【详解】
A .从图中可以看到,蜡烛物距20cm u =,像距30cm v =,可知u v <,而照相机的是
u v >,A 错误;
B .根据凸透镜成像的规律可知,若将蜡烛远离凸透镜,则应将光屏靠近凸透镜才能得到清晰的像,像是逐渐变小的,B 错误;
C .若保持凸透镜位置不变,将蜡烛和光屏的位置互换,根据光路的可逆性,会在光屏上成一个清晰倒立、缩小的像,C 正确;
D .由题意可知10cm f >,若保持凸透镜位置不变,将蜡烛放在45 cm 刻度线处,此时5cm u =,u f <,会成正立放大的虚像,适当移动光屏是不能得到清晰的像,D 错误.
5.在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm 处,在透镜另一侧距离透镜16cm 处的光屏上得到烛焰清晰的像.则下列相关说法正确的是( ) ①光屏上成倒立、放大的实像 ②照相机是利用这一成像原理工作的 ③该透镜的焦距f 一定满足8cm <f <15cm
④将近视镜片放在蜡烛和凸透镜之间,要使光屏上出现清晰的像,光屏应靠近透镜 A .只有①和③ B .只有②和④
C .只有②和③
D .只有①和④
【答案】C 【解析】
根据凸透镜成像的规律分析:
①将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm 处,在透镜另一侧距离透镜16cm 处的光屏上得到烛焰清晰的像,即物距大于像距,所以成倒立缩小的实像,故①错误; ②照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的原理制成的,故②正确;
③凸透镜成倒立缩小的实像时,物距大于二倍焦距,即30cm 2f >,得:15cm f <;
像距为一倍到二倍焦距之间,即16cm 2f f <<,得:8f cm >,16cm f <;
综合以上条件得:8cm 15cm f <<
,故③正确; ④将近视镜片,即凹透镜放在蜡烛和凸透镜之间,由于凹透镜对光线有发散作用,所以像将远离凸透镜,所以要使光屏上出现清晰的像,光屏应远离透镜,故④错误; 故选C .
点睛:凸透镜成像规律是常考试的内容,应牢记凸透镜的成像规律,有些同学总是记不住,要下点功夫,可以结合成像光路图进行练习、记忆.
6.将一物体放在凸透镜前,使物距依次为6cm 、18cm 和24cm ,分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像,则凸透镜的焦距f 满足关系式 A .f <6cm B .6cm <f <18cm C .9cm <f <12cm D .18cm <f <24cm
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
当物距为6cm 时,成放大的虚像,所以f >6cm .
当物距等于18cm 时,成放大的实像,即物距在一倍到二倍焦距之间,则9cm <f <18cm . 当物距等于24cm 时,成缩小的实像,所以24cm >2f ,则f <12cm . 故:9cm <f <12cm ,C 符合题意. 选C . 【点睛】
重点是凸透镜成像规律的应用,关键是根据每次成像时的特征,列出相应的不等式,综合求解.
7.小明探究 “凸透镜成像规律”,当蜡烛到透镜的距离是30cm 时,调节透镜另一侧的光屏,屏上得到清晰放大的像。

下列判断中正确的是( ) A .此时的像是正立放大的虚像 B .该透镜的焦距是15cm
C .当蜡烛到透镜的距离是60cm 时,调节光屏,屏上可得缩小的像
D .当蜡烛到透镜的距离是15cm 时,调节光屏,屏上可得放大的像 【答案】C 【解析】 【详解】
AB .像能用光屏承接,说明像是实像,虚像不能用光屏承接,凸透镜成放大的实像时,v >2f ,f <u <2f ,即f <30cm<2f 。

故AB 错误;
C .当u =60cm 时,由f <30cm 可知2f <60cm ,即u >2f 。

当物距大于2f 时,f <v <2f ,光屏上得到倒立缩小的实像。

故C 正确;
D .当u =15cm 时,由30cm<2f 可知15cm<f ,即u <f ,当物距小于f 时,成正立放大的虚
像,光屏上将承接不到像。

故D错误。

8.如图所示,纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔b、c,蜡烛放在纸筒前,此时光屏上观察到三个像.在b、c两孔处放置两相同的三棱镜,同时移动光屏,到某一位置时光屏上只出现一个清晰的更亮的像.则b、c两小孔处三棱镜放置的方式可能是
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】
【详解】
三棱镜具有偏折光的能力,要想使光都会聚在光屏中心的位置,则在b、c两处放置的三棱镜的方式应该是凸透镜的形状(中间厚,边缘薄),故BCD项不符合题意,A项符合题意。

9.小华在研究凸透镜成像规律时,将平行光正对凸透镜照射,另一侧的光屏移动到距凸透镜10厘米处时,得到一个最小最亮的光斑。

接着把光源换成蜡烛,调整好相关器材的高度,将凸透镜固定在光具座中央50厘米刻度线处,移动蜡烛到光具座的左端并点燃,再移动光屏至如图所示位置时,在光屏中央得到一个清晰的像。

保持凸透镜位置不变,通过移动蜡烛及光屏的位置,下列成像情况符合实际的是
A.若蜡烛放置在10厘米刻度线处,无论怎么移动光屏,都无法在光屏上呈现清晰的像B.若蜡烛放置在30厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰缩小的像
C.若蜡烛放置在35厘米刻度线处,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像
D.若在如图位置成一个清晰的像以后,把原透镜更换为f=15cm的新透镜,则光屏应该靠近透镜才能得到一个像
【答案】C
【解析】
【详解】
A、若蜡烛放置在10厘米刻度线处,物距u=50cm﹣10cm=40cm,满足u>2f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、缩小的实像。

移动光屏,在光屏上能呈清晰的像,故A错误;
B、若蜡烛放置在30厘米刻度线处,物距u=50cm﹣30cm=20cm,满足u=2f。

由凸透镜成
像规律可知,成倒立、等大的实像,故B错误;
C、若蜡烛放置在35厘米刻度线处,物距u=50cm﹣35cm=15 cm,满足2f>u>f,由凸透镜成像规律可知,成倒立、放大的实像,移动光屏,可在光屏上呈清晰放大的像,故C正确;
D、在如图位置成一个清晰的像以后,把原透镜更换为f=15cm的新透镜,,物距
u=50cm,满足u>2f,由于凸透镜的焦距增大了,则像距也会相应增大,所以应将光屏远离透镜才能得到一个像,故D错误。

故选:C。

10.如图所示,竖直放置的不透光物体(足够大)中紧密嵌有一凸透镜,透镜左侧两倍焦距处,有一个与主光轴垂直的物体AB,在透镜右侧三倍焦距处竖直放置一平面镜MN,镜面与凸透镜的主光轴垂直,B、N两点都在主光轴上,AB与MN高度相等,且与透镜上半部分等高.遮住透镜的下半部分,则该光具组中,物体AB的成像情况是()
A.两个实像,一个虚像B.一个实像,两个虚像
C.只有一个虚像D.只有一个实像
【答案】D
【解析】
【详解】
①按题意,AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像.
②由于成像后的光线是射向右下方的,所以不能在平面镜上成像(平面镜只在主光轴的上方),所以只能成一个实像.
③如果平面镜足够大,则“AB在凸透镜右侧距离透镜2f处成一个倒立的等大的实像”又会在平面镜上成一个等大的虚像,平面像反射后的光线又会经凸透镜成一个缩小的倒立的实像(成在凸透镜左侧f与2f之间.此时相当于物距为4f.当然,也要满足凸透镜是足够大了才有此种情况).
故选D.
【点睛】
此题主要考查凸透镜成像规律及其应用,此题的突破点是,AB只有在主光轴上的那点折射后入MN,其它均没有,故只有一个实像.
11.在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,下列说法正确的是()
A.该凸透镜的焦距是 30cm
B.换成焦距为 10cm 的凸透镜,在蜡烛和光屏不动的情况下,凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动,在光屏上可以得到两次清晰倒立的像
C.在凸透镜左侧放一凹透镜,将光屏向右移动还能接收到清晰的像
D.凸透镜与蜡烛不动,去掉光屏,人眼在 100cm 处能看到蜡烛的像
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,此时蜡烛到凸透镜的距离等于光屏到凸透镜的距离,在光屏上恰能成清晰的像,则此时物距等于像距等于二倍焦距,成倒立等大的实像,则
===
230cm
f u v
则焦距为15cm,故A项错误;
B.换成焦距为10cm的凸透镜,在蜡烛和光屏不动的情况下,凸透镜从紧靠蜡烛向光屏移动,当蜡烛到凸透镜的距离在10cm~20cm之间时,光屏到凸透镜的距离在50cm~40cm,移动凸透镜在适当位置能成清晰的像,由光路可逆原理可知,光屏距离凸透镜10cm~20cm 之间时,可以再次成清晰的像,故B项正确;
C.在凸透镜左侧放一凹透镜,凹透镜对光有发散作用,所以将光屏向右移动还能接收到清晰的像,故C项正确;
D.凸透镜与蜡烛不动,去掉光屏,光依然沿原来的方向传播进,人眼在 100cm 处能看到蜡烛的像,故D项正确。

故选BCD。

12.如图所示,购物支付已进入“刷脸”时代,消费者结账时站在摄像头(相当于一个凸透镜)前约1m的位置,面对镜头,经系统自动拍照、扫描等,确认信息后,即可进行后续工作。

则下列说法正确的是()
A.人脸通过摄像头成像是利用了光的反射
B.“刷脸”时,面部经摄像头成正立缩小的实像
C.“刷脸”时,面部应位于摄像头的一倍焦距和两倍焦距之间
D.摄像头的焦距可能是30cm
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.人脸通过摄像头成像是利用了光的折射,A错误;
B.“刷脸”时,面部经摄像头成倒立缩小的实像,B错误;
C.“刷脸”时,根据凸透镜的成像规律可知,成倒立缩小的实像,那么物距应该大于两倍焦距,C错误;
D.由于人站在距离镜头1m处,即物距等于1m,成倒立缩小的实像,根据凸透镜的成像规律可知,,解得,所以摄像头的焦距可能是30cm,D正确。

故选D。

13.在“探究凸透镜成像的规律”时,将点燃的蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像。

下列说法正确的是()
A.此时的成像特点与投影仪相同
B.该透镜的焦距满足8cm < f <15cm
C.将蜡烛和光屏互换后,光屏上不能承接到清晰的像
D.将蜡烛和光屏同时远离凸透镜,可再次承接到清晰的像
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题可知,蜡烛放在距凸透镜30cm处,在透镜另一侧距离透镜16cm处的光屏上得到烛焰清晰的像,物距大于像距,光屏上成倒立缩小的实像,与照相机原理相同,故A不正确;
B.由凸透镜成像规律可知,此时物距在二倍焦距以外,像距在一倍焦距和二倍焦距之间,即
>
u f
2f v f
>>,2

216cm f f >>,30cm 2f >
可得
16cm 8cm f >>,15cm f <

8cm 15cm f <<
透镜的焦距满足8cm 15cm f <<,故B 正确;
C .由光路可逆原理可知,将蜡烛和光屏互换后,光屏上能承接到清晰的像,故C 项不正确;
D .将蜡烛远离凸透镜时,光屏要靠近凸透镜,才能在光屏上成清晰的像,故D 项不正确。

故选B 。

14.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像,则下列判断正确的是( )
A .这个清晰的像是倒立、放大的实像
B .此凸透镜的焦距大于20cm
C .将蜡烛移动到40cm 刻度处,移动光屏,会在光屏上得到清晰、放大的像
D .将蜡烛移动到25cm 刻度处,应向右移动光屏,才能再次在光屏上得到清晰的像 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
AB .由图知,像距小于物距,此时成倒立缩小的实像,所以
50cm 15cm 35cm u =-=
70cm 50cm 20cm v =-=
可知
35cm> 2f f <20cm< 2f
解得
10cm< f < 17.5cm
u+v>4f

35cm + 20cm > 4f
解得
f<13.75 cm
综上所述
10cm< f < 13.5cm
故AB错误;
C.将蜡烛移动到40cm刻度处,物距等于
50cm- 40cm= 10cm
物距小于焦距,所以成正立放大的虚像,不能成在光屏上,故C错误;
D.将蜡烛移动到25cm刻度处,物距减小,像距将变大,像也变大,所以应向右移动光屏,故D正确。

故选D。

15.如图所示,小明将凸透镜(f=10cm)固定在光具座 40cm 的位置,探究凸透镜的成像规律。

下列说法不正确的是()
A.将蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,像逐渐变小
B.当光屏上成清晰像时,拿开光屏,眼睛在一定范围内仍能看到像
C.将蜡烛放在 10cm 处,移动光屏,光屏上可得到倒立缩小的清晰像
D.当光屏上成清晰像时,在贴近凸透镜左侧的位置放一远视镜片,向右移动光屏,光屏上仍能得到清晰的像
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据“无论实像或虚像,物靠近焦点像变大”可知,蜡烛从焦点内某处向透镜方向移动过程中,即蜡烛远离焦点,所成的虚像将变小,故A正确;
B.发光物体发出的光线经凸透镜折射后是会聚的,经过成像点后是发散的,所以眼睛必须在成像点以外的光线发散区域才能看到这个像;当眼睛在原光屏处不能看到发光体的像,眼睛靠近凸透镜也不能看到像,当眼睛从原光屏位置远离凸透镜,能看到像。

故B正确;C.当蜡烛放在10cm处,物距
u=40cm﹣10cm=30cm>2f
成倒立缩小的实像,故C正确;
D.若在蜡烛和透镜间放一远视眼镜,远视眼镜为凸透镜,对光线有会聚作用,此时所成的像将靠近透镜,所以应向左移动光屏,故D错误。

故选D。

16.如图所示,白板上画有两个黑色箭头(图甲),用玻璃杯装半杯水放在白板前(图乙),人眼观察到位于下方的箭头明显发生了变化,下列判断正确的是()
A.玻璃杯下半部相当于一个凹透镜
B.下方箭头是凸透镜形成的虚像
C.下方箭头成像原理在生活中的应用是照相机
D.把玻璃杯移得离白板更远一点,观察到下方的箭头比移动前变得更大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A.玻璃杯下半部分的中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜,故A错误;
B.据图能看出,此时成一个倒立、缩小的实像,故B错误;
C.据B可知,成倒立、缩小的实像,所以此时相当于物体处于2倍焦距以外,像成在另一侧的1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的实像,照相机就是利用该原理制成的,故C正确;
D.凸透镜成实像时,增大物距,像距缩短,像变小;把玻璃杯移得离白板更远一点,即增大物距,观察到下方的箭头比移动前变得更小,故D错误。

故选C。

17.凸透镜成像实验中,移动蜡烛到某位置时,能在光屏上再次成清晰缩小的像,则下列说法能成立的是
A.同时移动蜡烛与光屏,且移动距离相同时,有可能在光屏上再次成清晰缩小的像;B.若将一老花镜放到凸透镜前方,光屏远离透镜时能再次会看到烛焰清晰的像;
C.换用焦距较小的凸透镜后,仍要在光屏上得到清晰的像,如果只移动光屏,光屏必须靠近凸透镜:
D.保持物体和光屏位置不变,移动凸透镜,一定可以在光屏上得到另一个清晰的像:【答案】CD
【解析】
【详解】
A.物体要成倒立、缩小、实像时物体移动距离应该大于光屏移动距离,故A项不符合题意;
B.老花镜是凸透镜,若将一老花镜放到凸透镜前方,则蜡烛发出的光经凸透镜和老花镜后会提前会聚,此时光屏应该靠近透镜才会看到烛焰清晰的像;B项不符合题意;
C.换用焦距较小的凸透镜后,相当于增大物距,当物体成实像时,随着物距u增大,像距减小,同时像也在减小。

故要在光屏上成清晰的像,应将光屏向靠近透镜方向移动;C项符合题意;
D.根据光路可逆性可知,在保持物体和光屏位置不变时,移动凸透镜,可以光屏上成一个倒立、放大、实像,此时物距刚好是原来的像距,像距刚好是原来物距,D项符合题意;
18.小明在探宄凸透镜成像规律时,将焦距为10cm的凸透镜甲固定在光具座上50cm刻线处,将点燃的蜡烛放置在光具座上35cm刻线处,移动光屏到80cm处,烛焰在光屏上成清晰的像,如图所示:之后他保持蜡烛的位置不变,将凸透镜甲换成焦距为5cm的凸透镜乙并保持位置不变,移动光屏使在光屏上再次成烛焰清晰的像。

则对于这两次成像实验( )
A.利用凸透镜甲,在屏上得到的是倒立、缩小的像
B.利用凸透镜甲,在屏上得到的是倒立、放大的像
C.利用凸透镜乙成像时,像距大于30cm
D.利用凸透镜乙成像时,像距小于30cm
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.凸透镜甲焦距为10cm,物距为:
u=50cm-35cm=15cm,
当f<u<2f 时,在光屏上得到倒立放大的实像。

故A错误,B正确;
CD.凸透镜乙焦距为5cm,此时物距u=15cm,则u>2f,所以5cm<v<10cm,故C错误,D 正确。

19.在探究凸透镜成像规律"的实验中,蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上的位置如图甲所示。

实验前,让一束平行光射向凸透镜,如图乙所示,移动光屏,直到在光屏上会聚成一点。

实验中,学生多次移动蜡烛和光屏的位置进行实验探究。

探究完成后,小明拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,且较靠近凸透镜,结果,光屏上原来清晰的像变模糊了,他只将光屏向远离凸透镜的方向移动适当距离时,又在光屏上观察到烛焰清晰的像。

下列有关说法中正确的是()
A.该凸透镜的焦距为60cm
B.随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动
C.当学生把蜡烛移动到80cm刻度处,再移动光屏,会成一个倒立、缩小的实像
D.小明拿来的眼镜是近视镜
【答案】BCD
【解析】
【详解】
A.由焦距的概念可知,
f=-=
60cm50cm10cm
所以该凸透镜的焦距为10cm,A错误;
B.凸透镜在光屏上成倒立的实像,随着蜡烛燃烧变短,光屏上的像将向上移动,B正确;C.由甲图知, 80cm刻度处到凸透镜的距离为
u=-=
80cm50cm30cm
所以
>=
u f
20cm2
因此在光屏上成一个倒立、缩小的实像,C正确;
D.只将光屏远离凸透镜到适当的位置又在光屏上得到蜡烛清晰的像,说明物距不变,像距增大了,也就是眼镜对光具有发散作用,因此小明的眼镜是凹透镜,凹透镜用来矫正近视眼也叫近视镜,D正确。

故选BCD。

20.如图所示,将点燃的蜡烛放在距凸透镜20cm处时,在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上出现了一个与烛焰等大的清晰像,若保持蜡烛的位置不变,更换一个焦距为15cm的凸透镜,要想在屏上出现清晰像,下列操作可行的是
A.使屏远离透镜B.使屏靠近透镜
C.使屏向上移动D.使屏向下移动
【答案】A
【解析】
【详解】
根据题意,当物距20cm时,在另一侧距凸透镜20cm处的光屏上可以得到一个与蜡烛等大的像,由凸透镜成像规律知,此时u=v=2f=20cm,则焦距为f=10cm;更换凸透镜焦距为15cm时,15cm<20cm<30cm,即蜡烛在凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间,此时凸透镜成倒立、放大的实像,像距为v>2f=30cm,则屏应远离透镜才能出现清晰像.故A正确.。

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