名校联盟全国优质校2023-2024学年高三2月大联考
物理试题
本试卷共8页，考试时间75分钟，总分100分。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。
1. 2023年10月3日，在杭州亚运会田径女子4×100m接力决赛中，位于第8道的中国队以43秒39的成绩夺得冠军，时隔9年重返亚洲之巅，其中第四棒运动员是福建选手葛曼棋。如图所示为4×100m跑道的起终点区域，部分赛道起点位置及比赛终点线如图中所标注，则在整个比赛中（ ）
A. 43秒39表示时刻
B. 每位运动员位移的大小都为100m
C. 中国队的平均速度约为9.2m/s
D. 中国队运动员的总位移比位于第3道的新加坡队大
【答案】D
【解析】
【详解】A．43秒39描述的是4×100m接力决赛中位于第8道的中国队所经历的实际时间，表示时间间隔，故A错误；
B．位移是指初位置到末位置的一条有向线段，线段的长度表示位移大小，箭头指向表示位移方向，根据图示可知，图示运动员的初末位置不相同，表示位移的有向线段的长度与方向均不相同，即每位运动员位移的大小不一定都为100m，故B错误；
D．根据图中所示可知，表示第8道中国队的位移的有向线段的长度大于第3道的新加坡队的位移的有向线段的长度，即中国队运动员的总位移比位于第3道的新加坡队大，故D正确；
C．平均速率等于总路程与总时间的比值，中国队的平均速率为
平均速度等于总位移与总时间的比值，中国队做的是曲线运动，平均速度大小小于平均速率，可知中国队的平均速度大小小于9.2m/s，故C错误。
故选D。
2. 太阳发射出的高能带电粒子击穿大气层，并与大气中的分子和原子相碰撞，使被撞击的分子和原子处于激发状态，恢复常态时，其激发的能量就以光能的形式发射出来，从而形成了绚丽多彩的极光。受大地磁爆影响，2023年12月1日北京上空罕见地出现了极光，已知此次出现的深红色极光波长约为630nm，真空中的光速为，则（ ）
A. 极光是由分子和原子从高能级向低能级跃迁时产生的
B. 大气层中的分子和原子可以吸收任意大小的能量发生跃迁
C. 深红色极光的频率约为
D. 对极光进行光谱分析可以推测太阳的物质组成
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据题意可知，极光是由分子和原子从高能级向低能级跃迁时产生的，故A正确；
B．由玻尔原子理论可知，大气层中的分子和原子只能吸收特定大小的能量发生跃迁，而不是任意大小的能量，故B错误；
C．根据题意，由公式可得，深红色极光的频率约为
故C错误；
D．对极光进行光谱分析可以推测地球大气的物质组成，无法推测太阳的物质组成，故D错误。
故选A。
3. 如图甲所示，弹跳鞋是一种新型体育用品鞋，其底部装有弹簧。使用时人对弹簧施加压力，使弹簧形变后产生竖直向上的弹力，将人向上弹离地面。某次上升过程中人的动能随重心上升高度h变化的图像如图乙所示，上升高度为时动能达到最大值，图中段为直线，其余部分为曲线，已知弹簧始终处于弹性限度内，空气阻力忽略不计，则（ ）
A. 上升高度为时，人加速度达到最大值
B. 上升高度为时，弹跳鞋离开地面
C. 在的上升过程中，人的机械能先增大后减小
D. 在的上升过程中，人处于超重状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．上升高度为时，人的动能最大，速度最大，加速度为零，选项A错误；
B．上升高度时，弹跳鞋离开地面，人做上抛运动，选项B正确；
C．在的上升过程中，弹簧的弹性势能一直减小，弹力一直对人做正功，则人的机械能一直增大，选项C错误；
D．在的上升过程中，人离开地面做上抛运动，则人处于失重状态，选项D错误。
故选B
4. 2023年12月1日发生了大地磁爆，低层大气受热膨胀，导致高层大气密度增加，增大了对航天器的飞行阻力，造成风云三号G星的轨道高度单日降低了约400m。已知风云三号G星质量，正常运行的轨道半径约，地球质量，万有引力常量。已知质量为m的物体从距地心r处运动到无穷远处的过程中克服地球引力所做的功为，轨道降低前后风云三号G星的运动均视为匀速圆周运动，则此次大地磁暴中风云三号G星单日损失的机械能约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】已知质量为m的物体从距地心r处运动到无穷远处的过程中克服地球引力所做的功为，可知物体在距地心r处的引力势能为
卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力可得
可得卫星的动能为
则卫星在轨道半径为绕地球做匀速圆周运动时的机械能为
可知此次大地磁暴中风云三号G星单日损失的机械能约为
代入数据可得
故选A。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图所示，粗细均匀的金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中。棒中通有从M到N的电流，平衡时两细线与竖直方向的夹角均为，则以下情况中会使金属棒平衡时与竖直方向夹角变大的是（ ）
A. 仅增大金属棒的质量 B. 仅增大通过金属棒的电流
C. 仅增大匀强磁场的磁感应强度 D. 仅让两轻质细线增加相同的长度
【答案】BC
【解析】
【详解】导体棒受力如图所示
根据受力平衡可得
A．仅增大金属棒的质量，变小，故A错误；
B．仅增大通过金属棒的电流，变大，故B正确；
C．仅增大匀强磁场的磁感应强度，变大，故C正确；
D．仅让两轻质细线增加相同的长度，不变，故D错误。
故选BC。
6. 如图甲所示为某品牌漏电保护器，其内部结构及原理如图乙所示，虚线框内为漏电检测装置，可视为理想变压器，其中原线圈由入户的火线、零线在铁芯上双线并行绕制而成，副线圈与控制器相连。当电路发生漏电时，零线中的电流小于火线，从而使副线圈中产生感应电流，通过控制器使线路上的脱扣开关断开，起到自动保护的作用。若入户端接入的交变电流，则（ ）
A. 入户端接入的交变电流方向每秒变化100次
B. 当用电器发生短路时，该漏电保护器会切断电路
C. 没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量始终为0
D. 没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据公式可知
对于正弦交流电来说，一个周期电流方向变两次，所以入户端接入的交变电流方向每秒变化100次，A正确；
CD．当无漏电时，火线和零线中的电流等大反向，在副线圈中的磁通量始终为零，副线圈中不产生感应电流， D错误，C正确；
B．当用电器发生短路时，火线和零线中的电流等大反向，该漏电保护器不会切断电路，B错误。
故选AC。
7. 如图甲所示，物块A、B相互紧靠着放置在光滑水平面上，劲度系数为k的轻质弹簧左、右端分别与墙壁和物块A连接，用外力向左缓慢推动物块B运动一段距离，使弹簧处于压缩状态。时撤去外力，A向右运动过程中，速度v随时间t变化的规律如图乙所示，已知时刻A的速度大小均为，时刻A的速度达到最大值v，时刻A的速度减为0，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A．AB整体从速度为0运动大速度为v，此过程为简谐振动，速度随时间的变化为
当
时，此刻的时间
当
时，此刻的时间
所以
故A正确；
B．当AB分开时，只有A连接弹簧，从也属于简谐运动，速度随时间的变化为
由于质量发生了改变，根据弹簧振子的周期公式
周期T也发生了改变，则
故B错误；
C．由于不知道A、B质量的关系，故不知道两个周期的关系，故C错误；
D．根据图像
则
故D正确。
故选AD。
8. 如图甲所示，足够长的U型导轨放置在光滑水平绝缘桌面上，CD长为1m，导轨电阻不计。质量为0.1kg、长为1m、电阻为的导体棒MN放置在导轨上，与导轨间的动摩擦因数为且始终接触良好。Ⅰ区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；Ⅱ区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。时，对导轨施加一个水平向右恒力F，时撤去F，2s前导轨与导体棒的图像如图乙所示。MN与CD停止运动时分别位于Ⅰ区域和Ⅱ区域，已知重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A. 动摩擦因数
B. 导轨质量为0.2kg
C. 恒力F做的总功为2.4J
D. 撤去F后通过导体棒的总电荷量为2C
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据1s前导轨与导体棒的图像反映两者均做匀加速直线运动，则导轨还未进入区域Ⅱ磁场且导体棒在区域I磁场外，回路无感应电流而都不受安培力，设导轨质量为，由牛顿第二定律有
由图像的斜率表示加速度可得
联立可得
故A正确；
B．根据第2s导轨与导体棒的图像可知两者均做匀速直线运动，表示导轨与导体棒均进入磁场，切割磁感线产生两动生电动势，所受安培力让合力为零，有
对导轨有
对导体棒有
其中，，，联立各式解得
，，
故B错误；
C．导轨在前2s位移为
则恒力做的功为
故C错误；
D．撤去F之后，导体棒和导轨分别做减速运动到停止，对两者受力分析，取向右为正方向，由动量定律有
而通过导体棒的电量为
可得
故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共8题，共60分。
9. 2023年4月12日，由我国自主设计、研制的全超导托卡马克实验装置——东方超环（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造了新的世界纪录。其内部的核反应方程之一为，则该反应中X为______（选填“质子”“中子”或“电子”），该反应属于______（选填“核聚变”“核裂变”或“α衰变”）
【答案】 ①. 中子 ②. 核聚变
【解析】
【详解】[1]由核反应前后的质量数和电荷数守恒，可知X的电荷数为
X的质量数为
所以X是中子
[2]两个轻核结合而形成一个较重的核和一个极轻的核的一种核反应形式，称之为聚变，即此反应是核聚变。
10. 一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程后回到状态A，其图如图所示，则完成一次循环，气体内能______（选填“增加”“减少”或“不变”），气体______（选填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）。
【答案】 ①. 不变 ②. 放热
【解析】
【详解】[1]完成一次循环，回到初始状态，理想气体温度不变，而一定质量的气体的内能仅由温度决定，所以整个过程气体的内能不变；
[2]对图像来说，图像与坐标轴所围图形的面积表示气体做功情况，其中从A→B的过程体积减小，外界对气体做功，从C→D的过程体积增大，气体对外界做功，B→C和D→A的过程，体积不变，不做功。从图像上可以看出，A→B的过程图像与坐标轴所围的面积大于C→D的过程图像与坐标轴所围的面积，故整个过程中表现为外界对气体做功，根据热力学第一定律
因为，可知因
则
所以气体会放出热量。
11. 如图甲所示，真空中有一半圆形玻璃砖AB，一束单色光沿半径方向射向其圆心O，入射光与直边AB的夹角为，另一侧放置可探测反射光强度的光学传感器CD。通过实验测得反射光强度与角度的关系如图乙所示，则该单色光由玻璃砖AB射向真空时发生全反射的临界角为______，该单色光在玻璃砖AB中的折射率为______（已知：，）。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1][2]根据题意，由图乙可知，当即入射角大于时，反射光强度最大且保持不变，说明全反射的临界角为，则单色光在玻璃砖AB中的折射率为
12. 某同学利用铁架台、打点计时器、刻度尺等装置研究直径为6cm的空心塑料球竖直下落的运动规律。
（1）该同学将打点计时器竖直安装在铁架台上，将纸带一端连接塑料球，另一端穿过打点计时器限位孔，接通电源后，即将释放纸带时的实验情景如图甲所示。指出一处该同学本次实验操作不当之处：______。
（2）按正确操作得到一条纸带后，从纸带上选择便于测量的某点作为计数起点，每隔一个点选取一个计数点，并计算得到打下每个计数点时塑料球的速度大小如下表，其中打下计数点6时塑料球的速度尚未算出。
计数点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
时刻（s） 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40
速度（） 0.56 0.89 1.22 1.53 1.88
2.50 2.83 3.14 3.44
部分纸带如图乙所示，纸带上标记的数值为计数点5、6、7与计数起点的距离，由这些数据可计算出打下计数点6时塑料球的速度大小为______m/s（结果保留三位有效数字）。
（3）在图丙中标出打下计数点6时塑料球的速度，并作出塑料球竖直下落的图像______。
（4）由作出的图像可知这段时间内塑料球近似做匀变速直线运动，根据图像计算出其加速度大小为______（结果保留两位有效数字），发现此加速度明显小于当地重力加速度，其原因可能是______。
【答案】 ①. 重锤没有停靠在打点计时器附近 ②. ③. ④. ##8.0##8.2 ⑤. 空气阻力或限位器与纸带间的阻力比较大
【解析】
【详解】（1）[1]该同学本次实验操作不当之处：重锤没有停靠在打点计时器附近。
（2）[2]打下计数点6时塑料球的速度大小为
（3）[3]
（4）[4]由作出的图像可知这段时间内塑料球近似做匀变速直线运动，根据图像计算出其加速度大小为
[5]此加速度明显小于当地重力加速度的原因可能是空气阻力或限位器与纸带间的阻力比较大。
13. 某同学用图甲所示的电路研究通过玩具中小电动机的电流随电压变化规律。
（1）根据图甲所示电路图将图乙中实物连线补充完整______；
（2）缓慢移动滑动变阻器滑片，使电动机两端的电压从零开始增大，同时观察电动机的运转状态并记录电压表示数U和电流表的示数I，根据实验数据得到电动机的图像如图丙所示：
（3）由图丙可知，该电动机的内阻约为______Ω（结果保留两位有效数字）；
（4）由图丙可知，当电动机两端电压在2~3V之间逐渐增大时，若该电动机内阻阻值变化忽略不计，则电动机的机械效率逐渐______（选填“增大”或“减小”）。
【答案】 ①. ②. ③. 增大
【解析】
【详解】（1）[1] 根据图甲所示电路图将图乙中实物连线如下。
（3）[2]根据
可知对纯电阻电路图像为直线，电动机图像为直线的部分电动机还未运转，可看作纯电阻，所以电动机的内阻为
（4）[3]该电动机的热功率为
电动机的输入功率为
所以电动机的发热效率为
当电动机两端电压在2~3V之间逐渐增大时，由图丙可知电动机的发热效率减小，所以电动机的机械效率为
则机械效率逐渐增大。
【点睛】
14. 为保证航海安全，海员需进行跳水训练。某次跳水训练中，质量的海员从距水面的跳台边缘处由静止自由下落，下落过程中双脚并拢，脚尖绷直，身体始终保持竖直。忽略空气阻力，重力加速度g取。
（1）求海员从离开跳台到接触水面所用的时间；
（2）已知海员本次跳水触水瞬间受到水的作用力方向竖直向上，大小，式中水的密度，比例系数，触水瞬间的有效面积，求海员触水瞬间加速度的大小；
（3）若海员从触水到速度减为0用时2s，求该过程中水对海员平均作用力的大小。
【答案】（1）1s；（2）2m/s2；（3）1125N
【解析】
【详解】（1）海员从离开跳台到接触水面过程仅受重力作用，有
解得
（2）海员触水瞬间的速度
海员触水瞬间加速度的大小
（3）规定向下为正方向，设运动员受到水的平均作用力大小约为F，方向向上，由动量定理得
解得
15. 一离心调速装置如图所示，四根轻杆a、b、c、d与两小球M、N以及圆环P通过铰链连接，轻杆长均为L，M、N、P的质量均为m，轻杆a、b上端通过铰链固定在竖直转轴上的O点，套在转轴上的轻质弹簧连接在O点与圆环P之间，弹簧原长为。装置静止时，轻杆与竖直方向的夹角均为37°，绕转轴转动该装置并缓慢增大转速，圆环缓慢上升，使轻杆与竖直方向的夹角均变为53°，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，，求：
（1）装置静止时，轻杆a对小球M弹力的大小；
（2）弹簧的劲度系数；
（3）轻杆与竖直方向夹角为时该装置转动角速度的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）装置静止时，设a、c杆中的弹力分别为、，M受力平衡，则有
解得
（2）装置静止时，P受到弹簧的弹力为
方向竖直向上。
P受力平衡，则有
解得
（3）轻杆与竖直方向夹角为时，设a、c杆中弹力分别为、，P受到的弹力为
方向竖直向下。
P受力平衡，有
解得
对M有
解得
16. 如图所示，光滑水平地面上放置一质量为m的不带电绝缘长木板，空间中存在水平向右的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，E、B大小均未知。时，在木板上表面静止释放一个质量为m的带正电物块，物块所受电场力大小为mg（g为重力加速度），物块与木板间的动摩擦因数。（已知）时，物块速度为且恰好飞离木板，再经过时间，物块速度的水平分量第一次减到0，且恰好到达右侧光滑竖直墙壁的P点。已知物块可视为质点，忽略木板厚度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块飞离木板前木板未与墙壁发生碰撞，求：
（1）电场强度与磁感应强度的大小之比；
（2）时，木板速度的大小；
（3）时间内，物块与木板间摩擦发热量：
（4）物块运动过程中距地面的最大高度。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）物块在电场力作用下向右运动，则受向右的电场力qE=mg，向下的重力mg，竖直向上的洛伦兹力f洛以及木板的摩擦力f，开始时假设物块和木板相对静止，则共同加速度为
此时木板受摩擦力
可知，假设成立；
时，物块速度为且恰好飞离木板，则此时
可得电场强度与磁感应强度的大小之比
（2）在时间内对木块
对木板
解得
（3）在t1时间内，电场力做功
则产生的热能
解得
（4）从t1时刻经过t2时间，对物块水平方向由动量定理
竖直方向由动量定理
由动能定理
而
可得
到达P点后物块向上做匀减速运动，则还能上升的高度为
则物块运动过程中距地面的最大高度名校联盟全国优质校2023-2024学年高三2月大联考
物理试题
本试卷共8页，考试时间75分钟，总分100分。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。
1. 2023年10月3日，在杭州亚运会田径女子4×100m接力决赛中，位于第8道的中国队以43秒39的成绩夺得冠军，时隔9年重返亚洲之巅，其中第四棒运动员是福建选手葛曼棋。如图所示为4×100m跑道的起终点区域，部分赛道起点位置及比赛终点线如图中所标注，则在整个比赛中（ ）
A. 43秒39表示时刻
B. 每位运动员位移的大小都为100m
C. 中国队的平均速度约为9.2m/s
D. 中国队运动员总位移比位于第3道的新加坡队大
2. 太阳发射出的高能带电粒子击穿大气层，并与大气中的分子和原子相碰撞，使被撞击的分子和原子处于激发状态，恢复常态时，其激发的能量就以光能的形式发射出来，从而形成了绚丽多彩的极光。受大地磁爆影响，2023年12月1日北京上空罕见地出现了极光，已知此次出现的深红色极光波长约为630nm，真空中的光速为，则（ ）
A. 极光是由分子和原子从高能级向低能级跃迁时产生的
B. 大气层中的分子和原子可以吸收任意大小的能量发生跃迁
C. 深红色极光的频率约为
D. 对极光进行光谱分析可以推测太阳的物质组成
3. 如图甲所示，弹跳鞋是一种新型体育用品鞋，其底部装有弹簧。使用时人对弹簧施加压力，使弹簧形变后产生竖直向上的弹力，将人向上弹离地面。某次上升过程中人的动能随重心上升高度h变化的图像如图乙所示，上升高度为时动能达到最大值，图中段为直线，其余部分为曲线，已知弹簧始终处于弹性限度内，空气阻力忽略不计，则（ ）
A. 上升高度为时，人的加速度达到最大值
B. 上升高度为时，弹跳鞋离开地面
C. 在的上升过程中，人的机械能先增大后减小
D. 在的上升过程中，人处于超重状态
4. 2023年12月1日发生了大地磁爆，低层大气受热膨胀，导致高层大气密度增加，增大了对航天器的飞行阻力，造成风云三号G星的轨道高度单日降低了约400m。已知风云三号G星质量，正常运行的轨道半径约，地球质量，万有引力常量。已知质量为m的物体从距地心r处运动到无穷远处的过程中克服地球引力所做的功为，轨道降低前后风云三号G星的运动均视为匀速圆周运动，则此次大地磁暴中风云三号G星单日损失的机械能约为（ ）
A. B. C. D.
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 如图所示，粗细均匀的金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中。棒中通有从M到N的电流，平衡时两细线与竖直方向的夹角均为，则以下情况中会使金属棒平衡时与竖直方向夹角变大的是（ ）
A. 仅增大金属棒的质量 B. 仅增大通过金属棒的电流
C. 仅增大匀强磁场的磁感应强度 D. 仅让两轻质细线增加相同的长度
6. 如图甲所示为某品牌漏电保护器，其内部结构及原理如图乙所示，虚线框内为漏电检测装置，可视为理想变压器，其中原线圈由入户的火线、零线在铁芯上双线并行绕制而成，副线圈与控制器相连。当电路发生漏电时，零线中的电流小于火线，从而使副线圈中产生感应电流，通过控制器使线路上的脱扣开关断开，起到自动保护的作用。若入户端接入的交变电流，则（ ）
A. 入户端接入的交变电流方向每秒变化100次
B. 当用电器发生短路时，该漏电保护器会切断电路
C. 没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量始终为0
D. 没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加
7. 如图甲所示，物块A、B相互紧靠着放置在光滑水平面上，劲度系数为k的轻质弹簧左、右端分别与墙壁和物块A连接，用外力向左缓慢推动物块B运动一段距离，使弹簧处于压缩状态。时撤去外力，A向右运动过程中，速度v随时间t变化的规律如图乙所示，已知时刻A的速度大小均为，时刻A的速度达到最大值v，时刻A的速度减为0，则（ ）
A. B. C. D.
8. 如图甲所示，足够长的U型导轨放置在光滑水平绝缘桌面上，CD长为1m，导轨电阻不计。质量为0.1kg、长为1m、电阻为的导体棒MN放置在导轨上，与导轨间的动摩擦因数为且始终接触良好。Ⅰ区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场；Ⅱ区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。时，对导轨施加一个水平向右恒力F，时撤去F，2s前导轨与导体棒的图像如图乙所示。MN与CD停止运动时分别位于Ⅰ区域和Ⅱ区域，已知重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A. 动摩擦因数
B. 导轨质量为0.2kg
C. 恒力F做的总功为2.4J
D. 撤去F后通过导体棒的总电荷量为2C
三、非选择题：本题共8题，共60分。
9. 2023年4月12日，由我国自主设计、研制的全超导托卡马克实验装置——东方超环（EAST）成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造了新的世界纪录。其内部的核反应方程之一为，则该反应中X为______（选填“质子”“中子”或“电子”），该反应属于______（选填“核聚变”“核裂变”或“α衰变”）
10. 一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程后回到状态A，其图如图所示，则完成一次循环，气体内能______（选填“增加”“减少”或“不变”），气体______（选填“吸热”“放热”或“不吸热也不放热”）。
11. 如图甲所示，真空中有一半圆形玻璃砖AB，一束单色光沿半径方向射向其圆心O，入射光与直边AB的夹角为，另一侧放置可探测反射光强度的光学传感器CD。通过实验测得反射光强度与角度的关系如图乙所示，则该单色光由玻璃砖AB射向真空时发生全反射的临界角为______，该单色光在玻璃砖AB中的折射率为______（已知：，）。
12. 某同学利用铁架台、打点计时器、刻度尺等装置研究直径为6cm的空心塑料球竖直下落的运动规律。
（1）该同学将打点计时器竖直安装在铁架台上，将纸带一端连接塑料球，另一端穿过打点计时器限位孔，接通电源后，即将释放纸带时实验情景如图甲所示。指出一处该同学本次实验操作不当之处：______。
（2）按正确操作得到一条纸带后，从纸带上选择便于测量的某点作为计数起点，每隔一个点选取一个计数点，并计算得到打下每个计数点时塑料球的速度大小如下表，其中打下计数点6时塑料球的速度尚未算出。
计数点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
时刻（s） 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 0.28 0.32 0.36 0.40
速度（） 0.56 0.89 122 1.53 1.88
2.50 2.83 3.14 3.44
部分纸带如图乙所示，纸带上标记的数值为计数点5、6、7与计数起点的距离，由这些数据可计算出打下计数点6时塑料球的速度大小为______m/s（结果保留三位有效数字）。
（3）在图丙中标出打下计数点6时塑料球的速度，并作出塑料球竖直下落的图像______。
（4）由作出图像可知这段时间内塑料球近似做匀变速直线运动，根据图像计算出其加速度大小为______（结果保留两位有效数字），发现此加速度明显小于当地重力加速度，其原因可能是______。
13. 某同学用图甲所示的电路研究通过玩具中小电动机的电流随电压变化规律。
（1）根据图甲所示电路图将图乙中实物连线补充完整______；
（2）缓慢移动滑动变阻器滑片，使电动机两端电压从零开始增大，同时观察电动机的运转状态并记录电压表示数U和电流表的示数I，根据实验数据得到电动机的图像如图丙所示：
（3）由图丙可知，该电动机的内阻约为______Ω（结果保留两位有效数字）；
（4）由图丙可知，当电动机两端电压在2~3V之间逐渐增大时，若该电动机内阻阻值变化忽略不计，则电动机的机械效率逐渐______（选填“增大”或“减小”）。
14. 为保证航海安全，海员需进行跳水训练。某次跳水训练中，质量的海员从距水面的跳台边缘处由静止自由下落，下落过程中双脚并拢，脚尖绷直，身体始终保持竖直。忽略空气阻力，重力加速度g取。
（1）求海员从离开跳台到接触水面所用的时间；
（2）已知海员本次跳水触水瞬间受到水的作用力方向竖直向上，大小，式中水的密度，比例系数，触水瞬间的有效面积，求海员触水瞬间加速度的大小；
（3）若海员从触水到速度减为0用时2s，求该过程中水对海员平均作用力的大小。
15. 一离心调速装置如图所示，四根轻杆a、b、c、d与两小球M、N以及圆环P通过铰链连接，轻杆长均为L，M、N、P的质量均为m，轻杆a、b上端通过铰链固定在竖直转轴上的O点，套在转轴上的轻质弹簧连接在O点与圆环P之间，弹簧原长为。装置静止时，轻杆与竖直方向的夹角均为37°，绕转轴转动该装置并缓慢增大转速，圆环缓慢上升，使轻杆与竖直方向的夹角均变为53°，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，，求：
（1）装置静止时，轻杆a对小球M弹力的大小；
（2）弹簧的劲度系数；
（3）轻杆与竖直方向夹角为时该装置转动角速度的大小。
16. 如图所示，光滑水平地面上放置一质量为m的不带电绝缘长木板，空间中存在水平向右的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，E、B大小均未知。时，在木板上表面静止释放一个质量为m的带正电物块，物块所受电场力大小为mg（g为重力加速度），物块与木板间的动摩擦因数。（已知）时，物块速度为且恰好飞离木板，再经过时间，物块速度的水平分量第一次减到0，且恰好到达右侧光滑竖直墙壁的P点。已知物块可视为质点，忽略木板厚度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块飞离木板前木板未与墙壁发生碰撞，求：
（1）电场强度与磁感应强度的大小之比；
（2）时，木板速度的大小；
（3）时间内，物块与木板间摩擦发热量：
（4）物块运动过程中距地面的最大高度。
