人教版物理八年级下学期期末总复习 必考实验练习07 测量大气压强.docx
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人教版物理八年级下学期期末总复习必考实验练习07测量大气压强
专题07测量大气压强
1.利用容积为10cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
(1)实验的原理是 ;
(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是 ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(3)如图所示,水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为19N;
(4)用刻度尺测出注射器 长度为5cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积;
(5)则大气压的值为 Pa;
(6)提出提高该种测量大气压值精确度的一条建议:
。
2.小新学习了大气压强知识后,做了如图所示的实验:
步骤一:
将一根两端开口的硬塑料管插入水中,如图甲所示;步骤二:
右手掌封闭上端开口,同时左手将管提起(下端开口不离开水面),如图乙所示;步骤三:
右手掌向上打开封口,同时左手迅速将管下压,如图丙所示;多次重复二、三步骤,直至水从管上端开口喷出,如图丁所示。
(1)在步骤一中,管静止时管内水面高度 管外水面高度。
(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)在步骤二中,提起管后,管内水面会高于管外水面。
下列实例中工作原理与其相同的是 。
A.注射器吸液B.U型“反水弯”的应用C.密度计的使用
(3)步骤三“迅速下压”的目的,是为了让管下降的速度大于管内水下降的速度,即以管为参照物,管中的水面 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
(4)小新每次右手打开封口的那一瞬间,都能听到响声,根据响声的变化,小新能判断管内水柱高度的变化。
这说明了声音能够传递 。
(5)小新对装置进行改进,在管的上、下部各安装一个单向阀门,使实验操作更加简单,效果更好。
请举出生产生活中与改进后的装置工作原理相同的一个实例 。
3.用注射器估测大气压的值实验中。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对 (填“针筒”、“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对 (平衡力/相互作用力)。
(3)研究对象受大气压力的受力面积等于注射器的截面积。
读出注射器的容积V,再用 测出全部刻度的长度L。
(4)为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得烧杯和水的总重为G1,然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为G2,活塞面积为S,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值的表达式为 (用题中字母表示)。
4.如图所示,王老师在圆柱形玻璃杯内装满水,用平滑的塑料薄片紧贴水面盖住杯口,压紧后将杯子倒置,水和塑料片都不会掉下来,接着将倒置的杯子悬挂在玻璃钟罩内,封闭钟罩后用抽气机持续抽出钟罩内的空气,直至塑料片掉下。
已知杯中水和塑料片总质量为100g,倒置后杯和水与塑料片的接触面积为12.5cm2.(不考虑分子间作用力)
(1)塑料片不掉下来说明了 的存在,通过计算可知,当钟罩内气压降到 Pa时,塑料片会掉下。
(g取10N/kg)
(2)王老师在实际操作中发现,抽气至钟罩内气压为30kPa时,玻璃杯内出现了一些小气泡,继续抽气至钟罩内气压为8kPa时,塑料片就掉下了,请你对此时塑料片掉下的现象作出合理的解释:
。
5.为了测量大气压强,某同学选择的器材有:
2.5ml的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下
(1)如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L= cm。
(2)如图乙,把注射器活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F= N。
(3)该同学所测得的大气压强值为 Pa。
6.小明想测量大气压的大小,实验过程如下:
(1)排出吸盘中的空气,把它紧压在厚玻璃板上。
往小桶里慢慢加沙,直到吸盘被拉下来为止,如图甲所示。
(2)调节天平横梁平衡时,发现天平指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,则应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直到横梁平衡。
(3)把装有沙的小桶放在天平的左盘,往右盘添加砝码,并调节游码。
横梁恢复平衡时,右盘砝码与游码位置如图乙所示,则桶和沙的总质量m= g。
(4)如图丙,用刻度尺测出吸盘的直径D= mm(要求估读到刻度尺分度值的下一位)。
(5)根据上面测量的物理量,写出大气压的表达式:
p= (用m、D、g、π等字母表示)。
(6)小明测量结果与当时的真实气压相差比较大,下列原因不可能的是
A.吸盘中的空气没有完全被挤出B.接触面没有处理干净
C.吸盘太小了D.玻璃不平整,存在漏气现象。
7.为测量大气压强的数值,同学们进行了大量的实验:
(1)小华利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值。
①在做好甲图实验后,小华把注射器的活塞推至底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,按图乙所示安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到f=8.1N时,注射器中的活塞刚开始滑动,则测得大气压值p= pa。
②实验时若筒内空气没有排尽,将导致测得大气压值 ;若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得大气压值 。
(均选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
③在实验评估后,他对实验进行了适当的改进,首先读出注射器的最大刻度为V,用刻度尺量出其全部刻度的长度为L;然后按照如图所示的过程,慢慢的拉注射器(甲图没有盖上橡皮帽、乙图在排尽空气后盖上了橡皮帽),刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数分别是F1和F2.下列计算式正确且最接近真实值的是( )
A.
B.
C.
D.
(2)小欣同学将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积为S;将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如图戊所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落掉下,测出塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G。
④吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的压力大小是 ,所测大气压强的表达式是 。
⑤该方法所测数值往往比实际值小一些,你认为产生这一误差的原因可能是(一条即可):
。
8.某同学在测量某液体密度时,将两端开口、底部带有阀门K的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,左侧容器盛有密度已知(ρ0)的液体,右侧容器盛有待测液体。
先用抽气机抽出U形管内部分空气,再关闭阀门K,如图所示。
请完成以下填空:
(1)如图所示,液柱会上升是因为玻璃管内部气压 (“大于”或“小于”)玻璃管外部气压,形成压强差。
著名的 实验就是采用与此装置相似原理测出大气压强。
(2)为了测量右侧液体的密度还需要的测量器材是 。
需要测量的物理量有 。
(3)根据已知液体密度和测量到的物理量可得出待测液体密度的表达式为 。
(4)空气不能完全抽空,测量结果 (“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
试题分析
1.利用容积为10cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
(1)实验的原理是 P=
;
(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是 排尽筒内空气,密封注射器 ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(3)如图所示,水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞 刚被拉动 时,记下弹簧测力计的示数为19N;
(4)用刻度尺测出注射器 带刻度部分 长度为5cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积;
(5)则大气压的值为 9.5×104 Pa;
(6)提出提高该种测量大气压值精确度的一条建议:
采用小活塞涂上凡士林或其他润滑油等 。
解:
(1)本实验测量大气压的原理是p=
;
(2)实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气,使注射器密封。
(3)水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞刚被拉动时,拉力等于大气压力,弹簧测力计的示数F=19N即为大气压力;
(4)因活塞为圆柱体,知道注射器的容积,而活塞的横截面积可以通过公式S=
来求出,所以需要用刻度尺量出针筒全部刻度部分的长度L=5cm;
(5)大气压的值p=
=
=
=
;
(6)由于注射器漏气会导致所测得的大气压值偏小,注射器漏气的主要原因是活塞的密闭性,所以可以采用小活塞涂上凡士林或其他润滑油等。
故答案为:
(1)P=
;
(2)排尽筒内空气,密封注射器;(3)刚被拉动;(4)带刻度部分;(5)9.5×104;(6)采用小活塞涂上凡士林或其他润滑油等。
2.小新学习了大气压强知识后,做了如图所示的实验:
步骤一:
将一根两端开口的硬塑料管插入水中,如图甲所示;步骤二:
右手掌封闭上端开口,同时左手将管提起(下端开口不离开水面),如图乙所示;步骤三:
右手掌向上打开封口,同时左手迅速将管下压,如图丙所示;多次重复二、三步骤,直至水从管上端开口喷出,如图丁所示。
(1)在步骤一中,管静止时管内水面高度 等于 管外水面高度。
(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)在步骤二中,提起管后,管内水面会高于管外水面。
下列实例中工作原理与其相同的是 A 。
A.注射器吸液B.U型“反水弯”的应用C.密度计的使用
(3)步骤三“迅速下压”的目的,是为了让管下降的速度大于管内水下降的速度,即以管为参照物,管中的水面 上升 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
(4)小新每次右手打开封口的那一瞬间,都能听到响声,根据响声的变化,小新能判断管内水柱高度的变化。
这说明了声音能够传递 信息 。
(5)小新对装置进行改进,在管的上、下部各安装一个单向阀门,使实验操作更加简单,效果更好。
请举出生产生活中与改进后的装置工作原理相同的一个实例 活塞式抽水机 。
解:
(1)在步骤一中,管静止时管内外大气压相同,所以管内水面高度等于管外水面高度。
(2)提起管后,管内水面会高于管外水面,是因为大气压的作用,
A、注射器在吸药水时,是利用大气压将液体压入注射器内的,故A符合题意;
B、U型“反水弯”的应用属于连通器原理,与大气压无关,故B不合题意;
C、密度计都是漂浮在液面上,受到的浮力等于自重,是利用浮力工作,故C不符合题意;
故应选A。
(3)因为管下降的速度大于管内水下降的速度,所以以管为参照物,管中的水面上升;
(4)小新根据响声的变化能判断管内水柱高度的变化,说明声音能够传递信息。
(5)小新对装置进行改进,在管的上、下部各安装一个单向阀门,其原理利用的是大气压,生产生活中类似的装置很多,如活塞式抽水机和离心式抽水机,活塞式抽水机和离心式抽水机工作时,都是使其内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将水压入抽水机内,进而实现把水从低处压到高处的目的。
故答案为:
(1)等于;
(2)A;
(3)上升;
(4)信息;
(5)活塞式抽水机。
3.用注射器估测大气压的值实验中。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对 活塞 (填“针筒”、“活塞”)的压力。
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对 平衡力 (平衡力/相互作用力)。
(3)研究对象受大气压力的受力面积等于注射器的截面积。
读出注射器的容积V,再用 刻度尺 测出全部刻度的长度L。
(4)为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得烧杯和水的总重为G1,然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为G2,活塞面积为S,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压值的表达式为 p=
(用题中字母表示)。
解:
(1)该实验中以活塞为研究对象;分析研究的是大气对活塞的压力
(2)当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力
(3)注射器是一个圆柱体形状,因此,应用刻度尺量出其刻度部分的长度L;
(5)当注射器中的活塞开始向左滑动时,对活塞受力分析:
f+F=G1;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,对活塞受力分析:
F﹣f=G2;
两式联立解得:
F=
,所以p=
=
=
;
故答案为:
(1)活塞;
(2)平衡力;(3)刻度尺;(4)p=
。
4.如图所示,王老师在圆柱形玻璃杯内装满水,用平滑的塑料薄片紧贴水面盖住杯口,压紧后将杯子倒置,水和塑料片都不会掉下来,接着将倒置的杯子悬挂在玻璃钟罩内,封闭钟罩后用抽气机持续抽出钟罩内的空气,直至塑料片掉下。
已知杯中水和塑料片总质量为100g,倒置后杯和水与塑料片的接触面积为12.5cm2.(不考虑分子间作用力)
(1)塑料片不掉下来说明了 大气压 的存在,通过计算可知,当钟罩内气压降到 800 Pa时,塑料片会掉下。
(g取10N/kg)
(2)王老师在实际操作中发现,抽气至钟罩内气压为30kPa时,玻璃杯内出现了一些小气泡,继续抽气至钟罩内气压为8kPa时,塑料片就掉下了,请你对此时塑料片掉下的现象作出合理的解释:
由于空气进入玻璃杯,使杯内水对塑料片向下的压强增大,导致钟罩内气体托住塑料片向上的压强小于原来塑料片会掉下时气体对它向上的压强。
。
解:
(1)塑料片不掉下来是因为受到了大气压的作用;
水和塑料片的总重力为G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;由于大气压力的存在使得玻璃片不下落,则大气产生的压力等于水和玻璃片的重力,即F=1N;
则大气的压强为:
p=
=
=800Pa;
(2)塑料片由于受到大气的压力,所以才不会下落,当逐渐抽出里面的气体时,里面出现了气泡,由于空气进入玻璃杯,使杯内水对塑料片向下的压强增大,导致钟罩内气体托住塑料片向上的压强小于原来塑料片会掉下时气体对它向上的压强。
故答案为:
(1)大气压;800;
(2)由于空气进入玻璃杯,使杯内水对塑料片向下的压强增大,导致钟罩内气体托住塑料片向上的压强小于原来塑料片会掉下时气体对它向上的压强。
5.为了测量大气压强,某同学选择的器材有:
2.5ml的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下
(1)如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L= 4.00 cm。
(2)如图乙,把注射器活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F= 6.4 N。
(3)该同学所测得的大气压强值为 1.024×105 Pa。
解:
(1)从图中可以看出,注射器可容纳的药水容积为2.5ml=2.5cm3,这2.5cm3的刻度长度由刻度尺可看出为4.00cm;
(2)弹簧测力计的分度值是0.2N,所以拉力大小是6.4N;
(3)故活塞的横截面积为S=
=
=0.625cm2=6.25×10﹣5m2,
p=
=
=1.024×105Pa。
故答案为
(1)4.00;
(2)6.4;(3)1.024×105Pa。
6.小明想测量大气压的大小,实验过程如下:
(1)排出吸盘中的空气,把它紧压在厚玻璃板上。
往小桶里慢慢加沙,直到吸盘被拉下来为止,如图甲所示。
(2)调节天平横梁平衡时,发现天平指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,则应向 右 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直到横梁平衡。
(3)把装有沙的小桶放在天平的左盘,往右盘添加砝码,并调节游码。
横梁恢复平衡时,右盘砝码与游码位置如图乙所示,则桶和沙的总质量m= 56.2 g。
(4)如图丙,用刻度尺测出吸盘的直径D= 15.4 mm(要求估读到刻度尺分度值的下一位)。
(5)根据上面测量的物理量,写出大气压的表达式:
p=
(用m、D、g、π等字母表示)。
(6)小明测量结果与当时的真实气压相差比较大,下列原因不可能的是 C
A.吸盘中的空气没有完全被挤出B.接触面没有处理干净
C.吸盘太小了D.玻璃不平整,存在漏气现象。
解:
(2)指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,所以右盘偏高,平衡螺母应向右调节;
(3)由图乙知,标尺的分度值为0.2g,桶和沙的总质量m=50g+5g+2g=56.2g;
(4)由图丙知,在1cm之间有10个小格,所以一个小格代表1mm,即该刻度尺的分度值为1mm;
左侧与2.00cm对齐,右侧与3.54cm对齐,所以吸盘的直径D=3.54cm﹣2.00cm=1.54cm=15.4mm。
(5)从公式入手推导出表达式p=
=
=
=
;
(6)根据p=
可知,S一定时,吸盘中的空气没有完全被挤出、接触面没有处理干净、玻璃不平整,存在漏气现象都会造成拉力F偏小,所测量的大气压值会偏小。
而吸盘的大小不会影响测量结果。
故应选C。
故答案为:
(2)右;(3)56.2;(4)15.4;(5)
;(6)C。
7.为测量大气压强的数值,同学们进行了大量的实验:
(1)小华利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值。
①在做好甲图实验后,小华把注射器的活塞推至底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,按图乙所示安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到f=8.1N时,注射器中的活塞刚开始滑动,则测得大气压值p= 1.08×105 pa。
②实验时若筒内空气没有排尽,将导致测得大气压值 偏小 ;若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得大气压值 偏大 。
(均选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
③在实验评估后,他对实验进行了适当的改进,首先读出注射器的最大刻度为V,用刻度尺量出其全部刻度的长度为L;然后按照如图所示的过程,慢慢的拉注射器(甲图没有盖上橡皮帽、乙图在排尽空气后盖上了橡皮帽),刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数分别是F1和F2.下列计算式正确且最接近真实值的是( C )
A.
B.
C.
D.
(2)小欣同学将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积为S;将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如图戊所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落掉下,测出塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G。
④吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的压力大小是 G ,所测大气压强的表达式是
。
⑤该方法所测数值往往比实际值小一些,你认为产生这一误差的原因可能是(一条即可):
挤压吸盘时,吸盘内的空气没有完全都被挤出(或吸盘的气密性不好,或实验过程中有外部空气进入吸盘,或吸盘脱离玻璃板前面积有所减小等)。
。
解
(1)①由图甲可知,注射器的刻度部分长为L=8.00cm﹣2.00cm=6.00cm,其容积为V=4.5ml=4.5cm3,则注射器活塞的横截面积为S=
=0.75cm2,
小华把注射器的活塞推至底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,瓶内可认为是真空,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到f=8.1N时,注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,大气对活塞产生的压力F=pS=f=8.1N,
所以大气压p=
=1.08×105Pa;
②实验时若注射器内空气没有排尽,大气压等于注射器内压强加上拉力产生的压强,这样会使得测得的大气压值偏小;
拉动活塞时,活塞与注射器内壁间的摩擦较大,则测得的拉力F变大,这会造成最终测量的结果偏大;
③丙图没有盖上橡皮帽,刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数F1反映的是活塞与筒壁的摩擦力大小,
丁图在排尽空气后盖上了橡皮帽,刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数是F2反映的是活塞与筒壁的
摩擦力F1+大气的压力F2大,
所以,大气对活塞产生的压力F2大实际为F2﹣F1,
代入压强公式p=
=
=
L,故选项C符合题意。
故选C。
(2)④吸盘脱离玻璃板时,小桶对吸盘的拉力(桶和细砂的重力)等于大气压对吸盘的压力,即P大气S=G,
所以大气压强P大气=
。
⑤实验产生的误差主要是因为实验过程并不如原理分析中那么理想化,如:
挤压吸盘时,吸盘内的空气没有完全都被挤出;(或吸盘的气密性不好;实验过程中有外部空气进入吸盘;吸盘脱离玻璃板前面积有所减小等)合理即可。
故答案为:
(1)①1.08×105;②偏小;偏大;③C;
(2)④G;
;⑤挤压吸盘时,吸盘内的空气没有完全都被挤出(或吸盘的气密性不好;实验过程中有外部空气进入吸盘;吸盘脱离玻璃板前面积有所减小等,合理即可)。
8.某同学在测量某液体密度时,将两端开口、底部带有阀门K的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,左侧容器盛有密度已知(ρ0)的液体,右侧容器盛有待测液体。
先用抽气机抽出U形管内部分空气,再关闭阀门K,如图所示。
请完成以下填空:
(1)如图所示,液柱会上升是因为玻璃管内部气压 小于 (“大于”或“小于”)玻璃管外部气压,形成压强差。
著名的 托里拆利 实验就是采用与此装置相似原理测出大气压强。
(2)为了测量右侧液体的密度还需要的测量器材是 刻度尺 。
需要测量的物理量有 h1h2 。
(3)根据已知液体密度和测量到的物理量可得出待测液体密度的表达式为 ρ=
•ρ0 。
(4)空气不能完全抽空,测量结果 不受影响 (“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
解:
(1)用抽气机抽出U形管内部分空气,使内部气压小于外部气压,外界大气压使液柱上升;著名的托里拆利实验就是采用与此装置相似原理测出大气压强。
(2)根据液体压强p=ρgh知,需要用刻度尺测高度差;
(3)由题意可知左右管内压力处于平衡状态,又由于受力面积相等,所以左管与右管中压强相等;
因为左管中的压强为p0+ρ0gh1=p大气;右管中的压强为p0+ρ待测gh2=p大气。
则p0+ρ0gh1=p0+ρ待测gh2,因此p0=p待测;
由此可得:
ρ待测=
ρ0,
(4)如果空气不能完全抽空,左右两侧上方的气压相等,测量结果不受影响。
故答案为:
(1)小于;托里拆利;
(2)刻度尺;h1h2;(3)ρ=
•ρ0;(4)不受影响。
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