PHYSICS STANDARD LEVEL PAPER 2 - Commack Schools · SPECIMEN PAPER PHYSICS STANDARD LEVEL PAPER 2 INSTRUCTIONS TO CANDIDATES • Write your session number in the boxes above. •

12 pages

SPEC/4/PHYSI/SP2/ENG/TZ0/XX

SPECIMEN PAPER

PHYSICSSTANDARD LEVELPAPER 2

INSTRUCTIONS TO CANDIDATES

• Write your session number in the boxes above.• Do not open this examination paper until instructed to do so.• Answer all questions.• Write your answers in the boxes provided.• A calculator is required for this paper.• A clean copy of the Physics Data Booklet is required for this paper.• The maximum mark for this examination paper is [50 marks].

© International Baccalaureate Organization 2014

Examination code

Candidate session number

1 hour 15 minutes

12EP01

– 2 – SPEC/4/PHYSI/SP2/ENG/TZ0/XX

12EP02

Answer all questions. Write your answers in the boxes provided.

1.� ,Q�WKH�GURS�WRZHU�VKRZQ��FRQWDLQHUV�ZLWK�H[SHULPHQWV�LQVLGH�RI�WKHP�DUH�¿UHG�XSZDUGV�LQVLGH�D�vertical tower.

direction of travel of container

drop tower

SDUWLDO�YDFXXP

container

tank of Styrofoam spheres

� 7KH�FRQWDLQHU�PRYHV�XQGHU� WKH� LQÀXHQFH�RI�JUDYLW\�DQG�HYHQWXDOO\� IDOOV�EDFN� WR� WKH�ERWWRP�RI� WKH� WRZHU�� 0RVW�RI� WKH�DLU� LV� UHPRYHG�IURP�WKH� WRZHU�VR� WKDW�DLU� UHVLVWDQFH�LV�QHJOLJLEOH�� :KLOH�LQ�ÀLJKW��WKH�FRQWDLQHU�DQG�LWV�FRQWHQWV�DUH�LQ�IUHH�IDOO�

(D�� 7KH�FRQWDLQHU�LV�¿UHG�YHUWLFDOO\�XSZDUGV�ZLWK�LQLWLDO�VSHHG��P�V–1. Determine the time WKDW�WKH�FRQWDLQHU�LV�LQ�ÀLJKW� [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(This question continues on the following page)

– 3 –

Turn over


12EP03

(Question 1 continued)

(E�� $W�WKH�HQG�RI�WKH�ÀLJKW��WKH�FRQWDLQHU�RI�WRWDO�PDVV��NJ�IDOOV�LQWR�D�WDQN�RI�H[SDQGHG�6W\URIRDP��SRO\VW\UHQH��VSKHUHV�WR�VORZ�LW��7KH�FRQWDLQHU�VWRSV�DIWHU�PRYLQJ�D�GLVWDQFH��RI��P�LQ�WKH�6W\URIRDP��&DOFXODWH�WKH�DYHUDJH�IRUFH�WKDW�DFWV�RQ�WKH�FRQWDLQHU�GXH�WR�the spheres. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(F�� 2XWOLQH� ZK\� WKH� H[SHULPHQWV� LQVLGH� WKH� FRQWDLQHU� FRXOG� EH� FRQVLGHUHG� WR� EH� LQ� ³ZHLJKWOHVV´�FRQGLWLRQV� [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


±��± SPEC/4/PHYSI/SP2/ENG/TZ0/XX

12EP04


(G�� 7KH�WRZHU�LV��P�KLJK�ZLWK�DQ�LQWHUQDO�GLDPHWHU�RI��P��:KHQ�PRVW�RI�WKH�DLU�KDV�EHHQ�UHPRYHG��WKH�SUHVVXUH�LQ�WKH�WRZHU�LV��3D�

(L�� 'HWHUPLQH�WKH�QXPEHU�RI�PROHFXOHV�RI�DLU�LQ�WKH�WRZHU�ZKHQ�WKH�WHPSHUDWXUH�RI�WKH�DLU�LV��.� [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(LL�� 2XWOLQH�ZKHWKHU�WKH�EHKDYLRXU�RI�WKH�UHPDLQLQJ�DLU�LQ�WKH�WRZHU�DSSUR[LPDWHV�WR�WKDW�RI�DQ�LGHDO�JDV�� [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


±��±

Turn over


12EP05


(H�� 7KH�FRQWDLQHU�FDQ�DOVR�EH�UHOHDVHG�IURP�UHVW�DW�WKH�WRS�RI�WKH�WRZHU��7KH�JUDSK�VKRZV�KRZ�WKH�FRQWDLQHU�YHORFLW\�YDULHV�ZLWK�WLPH�IURP�UHOHDVH�ZLWK�WKH�WRZHU�LQ�D�SDUWLDO�YDFXXP�

velocity

�

� $

� � %� & time

(L�� 6WDWH�WKH�TXDQWLW\�WKDW�LV�UHSUHVHQWHG�E\�WKH�VKDGHG�DUHD�$%&� [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(LL�� $LU�LV�LQWURGXFHG�LQWR�WKH�WRZHU��7KH�FRQWDLQHU�LV�UHOHDVHG�IURP�WKH�WRS�RI�WKH�WRZHU�ZKHQ�WKH�DLU�LQ�WKH�WRZHU�LV�DW�DWPRVSKHULF�SUHVVXUH��8VLQJ�WKH�D[HV�LQ��H��VNHWFK�D�JUDSK�WR�VKRZ�KRZ�WKH�FRQWDLQHU�YHORFLW\�YDULHV�ZLWK�WLPH�IURP�UHOHDVH�ZKHQ�WKH�DLU�LV�DW�DWPRVSKHULF�SUHVVXUH� [3]


12EP06

2. (a) State Ohm’s law. [1]

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(E�� L�� $�FRSSHU�ZLUH�KDV�D�OHQJWK�RI��NP�DQG�D�GLDPHWHU�RI��PP��7KH�UHVLVWLYLW\�RI� copper is 1.7 u��±��ȍ�P��'HWHUPLQH�WKH�UHVLVWDQFH�RI�WKH�ZLUH� [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(LL�� $� SRWHQWLDO� GLIIHUHQFH� RI� ��9� LV� PDLQWDLQHG� DFURVV� WKH� HQGV� RI� WKH� ZLUH�� &DOFXODWH�WKH�SRZHU�GLVVLSDWHG�LQ�WKH�ZLUH� [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(LLL�� ([SODLQ�KRZ�WKH�ÀRZ�RI�HOHFWURQV�LQ�WKH�ZLUH�OHDGV�WR�DQ�LQFUHDVH�LQ�WKH�WHPSHUDWXUH�of the wire. [3]

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– 7 –

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12EP07

3.� $�ORXGVSHDNHU�HPLWV�VRXQG�ZDYHV�RI�D�VLQJOH�IUHTXHQF\�WRZDUGV�D�UHÀHFWLQJ�EDUULHU�

UHÀHFWLQJ�EDUULHU

ORXGVSHDNHU microphone

$� PLFURSKRQH� LV� PRYHG� DORQJ� D� VWUDLJKW� OLQH� EHWZHHQ� WKH� ORXGVSHDNHU� DQG� WKH� EDUULHU�� $�VHTXHQFH�RI�HTXDOO\�VSDFHG�PD[LPD�DQG�PLQLPD�RI�VRXQG�ZDYH�LQWHQVLW\�LV�GHWHFWHG�

(a) Explain how the maxima and minima are formed. [4]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



12EP08


(E�� 7KH� PLFURSKRQH� LV� PRYHG� WKURXJK� ��P� IURP� RQH� SRLQW� RI� PLQLPXP� LQWHQVLW\� WR� DQRWKHU� SRLQW� RI� PLQLPXP� LQWHQVLW\�� ,W� SDVVHV� WKURXJK� VHYHQ� SRLQWV� RI� PD[LPXP� LQWHQVLW\�DV�LW�PRYHV��7KH�VSHHG�RI�VRXQG�LV��P�V–1.

(L�� &DOFXODWH�WKH�ZDYHOHQJWK�RI�WKH�VRXQG�ZDYHV� [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(LL�� 2XWOLQH�KRZ�\RX�FRXOG�XVH�WKLV�DUUDQJHPHQW�WR�GHWHUPLQH�WKH�VSHHG�RI�VRXQG�LQ�DLU� [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

±��±

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12EP09

4.� �D�� $�SRZHU�VWDWLRQ�EXUQV�QDWXUDO�JDV�DW�D�UDWH�RI��NJ�V–1��7KH�SRZHU�RXWSXW�RI�WKH�VWDWLRQ�LV��0:�DQG�WKH�HI¿FLHQF\�RI�WKH�VWDWLRQ�LV��

(L�� &DOFXODWH�WKH�HQHUJ\�SURYLGHG�E\�WKH�QDWXUDO�JDV�HDFK�VHFRQG� [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(LL�� &DOFXODWH�WKH�VSHFL¿F�HQHUJ\�RI�WKH�QDWXUDO�JDV�� 6WDWH�DSSURSULDWH�XQLWV�IRU�\RXU�answer. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(E�� 2XWOLQH�ZK\�PXFK�RI�WKH�ZRUOG¶V�HQHUJ\�LV�SURYLGHG�IURP�IRVVLO�IXHOV� [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .



12EP10


(F�� 7KHUH� LV� D� VXJJHVWLRQ� WKDW� WKH� WHPSHUDWXUH� RI� WKH� (DUWK� PD\� LQFUHDVH� LI� WKH� XVH� RI� IRVVLO� IXHOV� LV�QRW� UHGXFHG�RYHU� WKH�FRPLQJ�\HDUV�

(i�� ([SODLQ��ZLWK�UHIHUHQFH�WR� WKH�HQKDQFHG�JUHHQKRXVH�HIIHFW��ZK\�WKLV� WHPSHUDWXUH�LQFUHDVH�PD\�RFFXU� [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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– 11 –

Turn over


12EP11


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– 12 – SPEC/4/PHYSI/SP2/ENG/TZ0/XX

12EP12


(LLL�� 2XWOLQH��ZLWK�UHIHUHQFH�WR�WKH�VSHHG�RI�WKH�QHXWURQV��WKH�UROH�RI�WKH�PRGHUDWRU�LQ�D�QXFOHDU�UHDFWRU� [3]

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be

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pted

. 6.

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in th

e “A

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ers”

col

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by “

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wer

can

be

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pted

. 7.

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–

3 –

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/4/P

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SI/S

P2/E

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/TZ0

/XX

/M

12.

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13

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–

4 –

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–

5 –

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SI/S

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/XX

/M

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–

6 –

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P2/E

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–

7 –

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/4/P

HY

SI/S

P2/E

NG

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/XX

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Que

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fuel

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