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四川省内江市第六中学2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试题（创新班）（Word版附解析）
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这是一份四川省内江市第六中学2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试题（创新班）（Word版附解析），共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（1-7题为单选，8-10题为多选）
1. 下列关于机械波和机械振动说法正确的是（ ）
A. 做简谐振动的物体每次经过平衡位置时，加速度一定为零
B. 机械波的频率越小，经过障碍物的衍射现象就越好
C. 物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
D. 波源振动得越快，波就传播得越快
【答案】B
【解析】
【详解】A．做简谐振动的物体每次经过平衡位置时，加速度不一定为零，例如单摆摆动到平衡位置，具有竖直方向的向心加速度，故A错误；
B．根据
机械波的频率越小，波长越长，越容易发生明显的衍射现象，经过障碍物的衍射现象就越好，故B正确；
C．物体做受迫振动时，驱动力频率越接近物体的固有频率，受迫振动的物体振幅越大，故C错误；
D．波的传播速度由介质决定，与波源振动频率无关，故D错误。
故选B。
2. 关于原子结构和原子核的说法，正确的是（ ）
A. 阴极射线的发现，使人们认识到原子核内部存在复杂结构
B. 粒子散射实验否定了汤姆孙的“枣糕模型”
C. 卢瑟福的原子核式结构理论能很好地解释氢光谱
D. 10个碘131经过一个半衰期后还剩5个
【答案】B
【解析】
【详解】A．阴极射线的发现，使人们知道原子还可再分，不能得出原子核内部存在复杂结构，故A错误；
B．粒子散射实验的内容是：绝大多数粒子几乎不发生偏转，少数粒子发生了较大的角度偏转，极少数粒子发生了大角度偏转 （偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），完全否定了汤姆孙关于原子的“枣糕模型”，故B正确；
C．玻尔理论才能很好地解释氢原子光谱，故C错误；
D．衰期是大量放射性元素的原子衰变的统计规律，对少数的放射性粒子没有意义，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，在光电效应实验中用a光照射光电管时，灵敏电流计指针发生偏转，而用b光照射光电管时，灵敏电流计指针不发生偏转，则（ ）
A. a光的强度一定大于b光
B. b光的频率一定小于截止频率
C. a光照射光电管时，电流计中的光电流沿d到c方向
D. 将K极换成逸出功较小的金属板，仍用a光照射，其遏止电压将减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由图可知，该电源的接法为反向电压，即电源的正极与阴极K连接，电场对光电子做负功，单色光a照射光电管能够使灵敏电流计偏转，说明光电子的动能大，a光的频率大；b光照射光电管不能使灵敏电流计偏转，可能发生了光电效应，b光的频率可能大于截止频率，只不过是产生的光电子动能小，无法到达对阴极，即b光的频率小，故AB错误；
C．电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→c方向，故C正确；
D．将K极换成逸出功较小的金属板，仍用a光照射，根据
可知其遏止电压将增大。故D错误。
故选C。
4. 如图所示为氢原子的能级示意图，关于氢原子跃迁，下列说法中正确的是（ ）
A. 一个处于激发态的氢原子，向低能级跃迁时，能辐射出10种光子
B. 处于激发态的氢原子吸收具有能量的光子后会被电离
C. 用的光子照射处于基态的氢原子时，电子可以跃迁到能级
D. 电子从高能级向低能级跃迁时电势能的变化量与其动能的变化量是相同的
【答案】AB
【解析】
【详解】A．5可以向4、3、2、1跃迁，4可以向3、2、1跃迁，3可以向2、1跃迁，2可以向1跃迁，所以4+3+2+1=10，一共辐射出10中光子。所以A正确；
B．因为，所以处于激发态的氢原子吸收具有能量的光子后会被电离，故B正确；
C．因为
所以电子不能跃迁到能级，故C错误；
D．电子从高能级向低能级跃迁时电势能的变化量大于其动能的变化量，故D错误。
故选AB
5. 光纤在现代通信中有着巨大作用，如图所示，由透明材料制成的光纤纤芯折射率大于包层折射率，若纤芯的折射率为n1，包层材料的折射率为n2，则当光由纤芯射向包层时，发生全反射的临界角C满足。若光纤纤芯的半径为a，并设光垂直于端面沿轴入射，为保证光信号一定能发生全反射，则在铺设光纤时，光纤轴线的转弯半径不能超过（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】光线的临界态是光垂直端面从内芯的轴线上入射时，在上表面发生全反射，光路如图，则
又
解得
故选A。
6. 如图，一列简谐横波沿轴传播，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。已知该简谐波的周期大于。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A. 波长可能为B. 波速可能为
C. 频率一定为D. 时，处的质点一定处于波谷
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知简谐横波波长为，故A错误；
B．若简谐横波沿轴正方向传播，该简谐波的周期大于，则
解得
此时的波速为
若简谐横波沿轴负方向传播，该简谐波的周期大于，则
解得
此时的波速为
故B错误；
C．若简谐横波沿轴正方向传播，简谐波的频率为
若简谐横波沿轴负方向传播，简谐波的频率为
故C错误；
D．时，处的质点处于波峰位置，若简谐横波沿轴正方向传播，时，处的质点振动了，处于波谷，若简谐横波沿轴负方向传播，时，处的质点振动了，处于波谷，故时，处的质点一定处于波谷，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，是两个振动情况完全相同的相干波源，相距，激起两列相干波的波长均为，则在以连线为半径，为圆心的圆周上振动最弱的点共有（ ）
A. 4处B. 6处C. 8处D. 10处
【答案】C
【解析】
【详解】两列相干波在空间上会发生稳定的干涉现象，其振动加强或减弱由两波源到该点的距离差及波长决定，当距离差
时，振动加强；当
时，振动减弱。设圆周上某点P振动最弱，如图所示
由干涉条件得
而
的范围为0~8m，分别代入后可得共有8处振动最弱的点，故选C。
8. 一列简谐横波沿轴传播，时刻的波形如图甲所示，平衡位置在的质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿轴正方向传播B. 波源的振动频率为
C. 该波的波速为D. 点和处的质点始终振动反相
【答案】BD
【解析】
详解】A． 由图乙可知，t=0时点P向y轴负方向振动，由同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由图乙可知，该波的周期为0.4s，则频率为
故B正确；
C．根据图甲可知，波长，则
故C错误；
D．点和处的质点距离为半个波长，始终振动反相，故D正确。
故选BD。
9. 固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO´为直径MN的垂线，足够大的光屛PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN．由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO´夹角θ较小时，光屛NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ=α时，光屛NQ区域A光的光斑消失，继续增大角，当θ=β时，光屛NQ区域B光的光斑消失，则（ ）
A. 玻璃砖对A光的折射率比对B光的大
B. A光在玻璃砖中传播速度比B光的大
C. α＜θ＜β时，光屛上只有1个光斑
D. β＜θ＜时，光屛上只有1个光斑
【答案】AD
【解析】
【详解】A、由题意可知当θ=α时，A光在MN发生全反射，当θ=β时B光在MN发生全反射,则可知A光的临界角小于B光的临界角，根据可知，玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，选项A 错误；
B、由可知A光在玻璃砖中传播速度比B光的小，选项B错误；
C、α＜θ＜β时，此时A光已经发生全反射，故在NP部分油一个光斑，同时B光从MN下方折射出来，射到NQ上，则在光屏上应有2个光斑，选项C错误；
D、β＜θ＜时，AB两束光都发生全反射，故在光屏上只有1个光斑，选项D 正确．
10. 2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置---中国环流器二号M装置（HL−2M）在成都建成并实现首次放电，该装置是中国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应的方程为；。已知氘核的质量为m1，比结合能为E，中子的质量为m2，反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是（ ）
A. 反应产物X为
B. X核的质量为
C. X的比结合能为
D. 要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑斥力
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由质量数守恒和电荷守恒得出X为，故A错误
B．由爱因斯坦质能方程
得到
解得
故B错误。
C．根据
解得
C正确。
D．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑斥力，D正确。
故选CD。
二、实验题（本大题共3小题）
11. 在测定玻璃折射率时，实验室提供了多种形状的玻璃砖供同学们使用，某实验小组使用两种不同形状的玻璃砖进行实验，他们在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图①②所示，他们的其他操作均正确，下列说法正确的是（ ）
A. 学习小组没有量角器和圆规，利用刻度尺和三角板也可以测出玻璃砖的折射率
B. 光线从矩形玻砖上表面入射后，再从下表面射出，可能在下表面发生全反射
C. 图①测得的折射率比真实值小
D. 图②测得的折射率比真实值大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．在入射光线和折射光线上取两个离入射点较远的点，分别向法线作垂线，用刻度尺量出入射角和折射角的对边和斜边的长度，求出入射角和折射角的正弦值，根据折射定律求出折射率，故A正确；
B．由于上、下表面平行，光线从上表面射入下表面射出，入射角等于出射角且小于90°，则不可能在下表面发生全反射，故B错误；
C．在图①中，通过作图的方法作出光路图如图所示，根据几何关系可知，所得到的光在介质中的折射角偏大，则所测得的折射率偏小，故C正确；
D．在图②中，只要操作正确，测量结果与玻璃砖的形状无关，测得的折射率等于真实值，故D错误。
故选AC。
12. 某学习小组用小球和细线做成单摆，采用不同方案测量当地的重力加速度g，该学习小组采用方案一，利用如图1所示的器材进行实验，测得的重力加速度g值偏大，可能原因有______；
A．将摆线长当成摆长 B．摆球的质量偏大
C．把次全振动计为次 D．开始计时时，秒表过迟按下
该学习小组采用方案二，利用如图2所示力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量，接着测量了摆线的长度为，小球的直径，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像如图乙所示，则重力加速度的表达式______（用题目中的物理量表示）。
【答案】 ①. CD##DC ②.
【解析】
【详解】[1] 利用如图1所示的器材进行实验，根据
可得
其中
代入，得
A．若将摆线长当成摆长，则少加了，值偏小，A错误；
B．摆球质量偏大，可减小空气阻力对实验的影响，使测量结果更接近当地的重力加速度，而不是偏大，B错误；
C．把次全振动计为次，则偏大，值偏大，C正确；
D．开始计时时，秒表过迟按下，则偏小，g值偏大，D正确。
故选CD。
[2] 根据拉力随时间变化的图像可知，单摆的周期为
根据
其中
可得
13. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝到光屏间的距离l=1.2m，双缝间距d=0.3mm，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可（ ）
A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝
（2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为xA=11.1mm，在B位置时游标卡尺读数为xB=___________mm，相邻两条纹间距△x=__________mm；该单色光的波长=__________m；
（3）该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的条纹与分划板竖线未对齐（如图所示），若不调节两者平行，将使得波长的测量结果（ ）
A.结果偏大 B.结果偏小 C.结果无影响
【答案】 ①. B ②. 15.6 ③. 0.9 ④. 2.25×10-7 ⑤. A
【解析】
【详解】（1）[1]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则需要减小条纹间距，由公式可知
A．将单缝向双缝靠近，不改变条纹间距，故A错误；
BC．将屏向靠近双缝的方向移动，l减小，则条纹间距减小，故C错误，B正确；
D．使用间距更小的双缝，条纹间距增大，故D错误。
故选B；
（2）[2][3]由图2可知，游标为10分度，且第6个小格与主尺对齐，则在位置时游标卡尺读数为
则相邻两条纹间距
[4]根据可知，该单色光的波长
（3）[5]如图3测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，则测得的偏大，由公式
可知，波长的测量值大于真实值，故选A。
三、计算题（本大题共3小题）
14. 如图所示，一轻质弹簧上端固定在倾角为的光滑斜面顶部，下端栓接小物块A，A通过一段细线与小物块B相连，系统静止时B恰位于斜面的中点。将细线烧断，发现当B运动到斜面底端时，A刚好第三次到达最高点。已知B的质量，弹簧的劲度系数，斜面长为，且始终保持静止状态，重力加速度，求小物块A振动的振幅和周期。
【答案】，
【解析】
【详解】开始时A、B组成的系统静止，设弹簧的伸长量为，根据胡克定律有
烧断细线后A从此位置开始向上运动，到达A的平衡位置处，设弹簧的伸长量为，根据胡克定律有
运动的距离为物块A的振幅，则小物块A振动的振幅为
烧断细线后B向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
设B到达斜面底端的时间为，根据动力学公式
解得
A向上运动经过A做简谐运动的周期第一次到达最高点，则第三次到达最高点的时间
联立得
15. 位于坐标原点的波源S发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速，已知时刻波刚好传播到处，部分波形如图甲所示。
（1）求波长和周期T；
（2）处的质点第一次到达波谷需要多长时间？
（3）在图乙中画出时，从波源到处的波形图，并求出时间内处的质点通过的路程。
【答案】（1），；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）根据题意，由波形图可知，波长
由公式可得，周期为
（2）根据题意可知，处的质点第一次到达波谷，只需时刻处的波谷传到处即可，需要的时间
（3）时，波沿轴正方向传播的距离
从波源到处的所有质点均振动个周期，则形成的波形如图所示
波传到处所需要的时间为
为个周期，所以处的质点在时间内振动了个周期，通过的路程为
16. 如图所示为一玻璃砖的截面图，其形状是由半径为R的半圆和直角三角形CDE组成，O为圆心，。AO连线垂直CD，现从A点沿与AO成角发出一细光束，从B点射入玻璃砖后折射光束与AO平行，B点到AO的距离为，光在真空中的光速为c。
（1）求玻璃砖的折射率n；
（2）求光束在玻璃砖中传播时间t（不考虑光在DE面上的反射）
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）光路如图所示
由几何关系可得角
，
则由折射定律
（2）其临界角
解得
由于折射光线平行AO，则光束射到CE边的入射角为，则在CE边发生全反射。
由几何关系可得，光束射到DE边的入射角为，故从DE边射出。则该光束在此玻璃砖中传播速度为
由几何关系可得光束在玻璃砖中传播的路程为
则传播时间
一、选择题（1-7题为单选，8-10题为多选）
1. 下列关于机械波和机械振动说法正确的是（ ）
A. 做简谐振动的物体每次经过平衡位置时，加速度一定为零
B. 机械波的频率越小，经过障碍物的衍射现象就越好
C. 物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
D. 波源振动得越快，波就传播得越快
【答案】B
【解析】
【详解】A．做简谐振动的物体每次经过平衡位置时，加速度不一定为零，例如单摆摆动到平衡位置，具有竖直方向的向心加速度，故A错误；
B．根据
机械波的频率越小，波长越长，越容易发生明显的衍射现象，经过障碍物的衍射现象就越好，故B正确；
C．物体做受迫振动时，驱动力频率越接近物体的固有频率，受迫振动的物体振幅越大，故C错误；
D．波的传播速度由介质决定，与波源振动频率无关，故D错误。
故选B。
2. 关于原子结构和原子核的说法，正确的是（ ）
A. 阴极射线的发现，使人们认识到原子核内部存在复杂结构
B. 粒子散射实验否定了汤姆孙的“枣糕模型”
C. 卢瑟福的原子核式结构理论能很好地解释氢光谱
D. 10个碘131经过一个半衰期后还剩5个
【答案】B
【解析】
【详解】A．阴极射线的发现，使人们知道原子还可再分，不能得出原子核内部存在复杂结构，故A错误；
B．粒子散射实验的内容是：绝大多数粒子几乎不发生偏转，少数粒子发生了较大的角度偏转，极少数粒子发生了大角度偏转 （偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），完全否定了汤姆孙关于原子的“枣糕模型”，故B正确；
C．玻尔理论才能很好地解释氢原子光谱，故C错误；
D．衰期是大量放射性元素的原子衰变的统计规律，对少数的放射性粒子没有意义，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，在光电效应实验中用a光照射光电管时，灵敏电流计指针发生偏转，而用b光照射光电管时，灵敏电流计指针不发生偏转，则（ ）
A. a光的强度一定大于b光
B. b光的频率一定小于截止频率
C. a光照射光电管时，电流计中的光电流沿d到c方向
D. 将K极换成逸出功较小的金属板，仍用a光照射，其遏止电压将减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由图可知，该电源的接法为反向电压，即电源的正极与阴极K连接，电场对光电子做负功，单色光a照射光电管能够使灵敏电流计偏转，说明光电子的动能大，a光的频率大；b光照射光电管不能使灵敏电流计偏转，可能发生了光电效应，b光的频率可能大于截止频率，只不过是产生的光电子动能小，无法到达对阴极，即b光的频率小，故AB错误；
C．电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由d→c方向，故C正确；
D．将K极换成逸出功较小的金属板，仍用a光照射，根据
可知其遏止电压将增大。故D错误。
故选C。
4. 如图所示为氢原子的能级示意图，关于氢原子跃迁，下列说法中正确的是（ ）
A. 一个处于激发态的氢原子，向低能级跃迁时，能辐射出10种光子
B. 处于激发态的氢原子吸收具有能量的光子后会被电离
C. 用的光子照射处于基态的氢原子时，电子可以跃迁到能级
D. 电子从高能级向低能级跃迁时电势能的变化量与其动能的变化量是相同的
【答案】AB
【解析】
【详解】A．5可以向4、3、2、1跃迁，4可以向3、2、1跃迁，3可以向2、1跃迁，2可以向1跃迁，所以4+3+2+1=10，一共辐射出10中光子。所以A正确；
B．因为，所以处于激发态的氢原子吸收具有能量的光子后会被电离，故B正确；
C．因为
所以电子不能跃迁到能级，故C错误；
D．电子从高能级向低能级跃迁时电势能的变化量大于其动能的变化量，故D错误。
故选AB
5. 光纤在现代通信中有着巨大作用，如图所示，由透明材料制成的光纤纤芯折射率大于包层折射率，若纤芯的折射率为n1，包层材料的折射率为n2，则当光由纤芯射向包层时，发生全反射的临界角C满足。若光纤纤芯的半径为a，并设光垂直于端面沿轴入射，为保证光信号一定能发生全反射，则在铺设光纤时，光纤轴线的转弯半径不能超过（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】光线的临界态是光垂直端面从内芯的轴线上入射时，在上表面发生全反射，光路如图，则
又
解得
故选A。
6. 如图，一列简谐横波沿轴传播，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。已知该简谐波的周期大于。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A. 波长可能为B. 波速可能为
C. 频率一定为D. 时，处的质点一定处于波谷
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知简谐横波波长为，故A错误；
B．若简谐横波沿轴正方向传播，该简谐波的周期大于，则
解得
此时的波速为
若简谐横波沿轴负方向传播，该简谐波的周期大于，则
解得
此时的波速为
故B错误；
C．若简谐横波沿轴正方向传播，简谐波的频率为
若简谐横波沿轴负方向传播，简谐波的频率为
故C错误；
D．时，处的质点处于波峰位置，若简谐横波沿轴正方向传播，时，处的质点振动了，处于波谷，若简谐横波沿轴负方向传播，时，处的质点振动了，处于波谷，故时，处的质点一定处于波谷，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，是两个振动情况完全相同的相干波源，相距，激起两列相干波的波长均为，则在以连线为半径，为圆心的圆周上振动最弱的点共有（ ）
A. 4处B. 6处C. 8处D. 10处
【答案】C
【解析】
【详解】两列相干波在空间上会发生稳定的干涉现象，其振动加强或减弱由两波源到该点的距离差及波长决定，当距离差
时，振动加强；当
时，振动减弱。设圆周上某点P振动最弱，如图所示
由干涉条件得
而
的范围为0~8m，分别代入后可得共有8处振动最弱的点，故选C。
8. 一列简谐横波沿轴传播，时刻的波形如图甲所示，平衡位置在的质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿轴正方向传播B. 波源的振动频率为
C. 该波的波速为D. 点和处的质点始终振动反相
【答案】BD
【解析】
详解】A． 由图乙可知，t=0时点P向y轴负方向振动，由同侧法可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由图乙可知，该波的周期为0.4s，则频率为
故B正确；
C．根据图甲可知，波长，则
故C错误；
D．点和处的质点距离为半个波长，始终振动反相，故D正确。
故选BD。
9. 固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O点为圆心，OO´为直径MN的垂线，足够大的光屛PQ紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN．由A、B两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O点，入射光线与OO´夹角θ较小时，光屛NQ区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ=α时，光屛NQ区域A光的光斑消失，继续增大角，当θ=β时，光屛NQ区域B光的光斑消失，则（ ）
A. 玻璃砖对A光的折射率比对B光的大
B. A光在玻璃砖中传播速度比B光的大
C. α＜θ＜β时，光屛上只有1个光斑
D. β＜θ＜时，光屛上只有1个光斑
【答案】AD
【解析】
【详解】A、由题意可知当θ=α时，A光在MN发生全反射，当θ=β时B光在MN发生全反射,则可知A光的临界角小于B光的临界角，根据可知，玻璃砖对A光的折射率比对B光的大，选项A 错误；
B、由可知A光在玻璃砖中传播速度比B光的小，选项B错误；
C、α＜θ＜β时，此时A光已经发生全反射，故在NP部分油一个光斑，同时B光从MN下方折射出来，射到NQ上，则在光屏上应有2个光斑，选项C错误；
D、β＜θ＜时，AB两束光都发生全反射，故在光屏上只有1个光斑，选项D 正确．
10. 2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置---中国环流器二号M装置（HL−2M）在成都建成并实现首次放电，该装置是中国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应的方程为；。已知氘核的质量为m1，比结合能为E，中子的质量为m2，反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是（ ）
A. 反应产物X为
B. X核的质量为
C. X的比结合能为
D. 要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑斥力
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由质量数守恒和电荷守恒得出X为，故A错误
B．由爱因斯坦质能方程
得到
解得
故B错误。
C．根据
解得
C正确。
D．要使该聚变反应发生，必须克服两氘核间巨大的库仑斥力，D正确。
故选CD。
二、实验题（本大题共3小题）
11. 在测定玻璃折射率时，实验室提供了多种形状的玻璃砖供同学们使用，某实验小组使用两种不同形状的玻璃砖进行实验，他们在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图①②所示，他们的其他操作均正确，下列说法正确的是（ ）
A. 学习小组没有量角器和圆规，利用刻度尺和三角板也可以测出玻璃砖的折射率
B. 光线从矩形玻砖上表面入射后，再从下表面射出，可能在下表面发生全反射
C. 图①测得的折射率比真实值小
D. 图②测得的折射率比真实值大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．在入射光线和折射光线上取两个离入射点较远的点，分别向法线作垂线，用刻度尺量出入射角和折射角的对边和斜边的长度，求出入射角和折射角的正弦值，根据折射定律求出折射率，故A正确；
B．由于上、下表面平行，光线从上表面射入下表面射出，入射角等于出射角且小于90°，则不可能在下表面发生全反射，故B错误；
C．在图①中，通过作图的方法作出光路图如图所示，根据几何关系可知，所得到的光在介质中的折射角偏大，则所测得的折射率偏小，故C正确；
D．在图②中，只要操作正确，测量结果与玻璃砖的形状无关，测得的折射率等于真实值，故D错误。
故选AC。
12. 某学习小组用小球和细线做成单摆，采用不同方案测量当地的重力加速度g，该学习小组采用方案一，利用如图1所示的器材进行实验，测得的重力加速度g值偏大，可能原因有______；
A．将摆线长当成摆长 B．摆球的质量偏大
C．把次全振动计为次 D．开始计时时，秒表过迟按下
该学习小组采用方案二，利用如图2所示力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量，接着测量了摆线的长度为，小球的直径，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像如图乙所示，则重力加速度的表达式______（用题目中的物理量表示）。
【答案】 ①. CD##DC ②.
【解析】
【详解】[1] 利用如图1所示的器材进行实验，根据
可得
其中
代入，得
A．若将摆线长当成摆长，则少加了，值偏小，A错误；
B．摆球质量偏大，可减小空气阻力对实验的影响，使测量结果更接近当地的重力加速度，而不是偏大，B错误；
C．把次全振动计为次，则偏大，值偏大，C正确；
D．开始计时时，秒表过迟按下，则偏小，g值偏大，D正确。
故选CD。
[2] 根据拉力随时间变化的图像可知，单摆的周期为
根据
其中
可得
13. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝到光屏间的距离l=1.2m，双缝间距d=0.3mm，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可（ ）
A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝
（2）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为xA=11.1mm，在B位置时游标卡尺读数为xB=___________mm，相邻两条纹间距△x=__________mm；该单色光的波长=__________m；
（3）该同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的条纹与分划板竖线未对齐（如图所示），若不调节两者平行，将使得波长的测量结果（ ）
A.结果偏大 B.结果偏小 C.结果无影响
【答案】 ①. B ②. 15.6 ③. 0.9 ④. 2.25×10-7 ⑤. A
【解析】
【详解】（1）[1]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则需要减小条纹间距，由公式可知
A．将单缝向双缝靠近，不改变条纹间距，故A错误；
BC．将屏向靠近双缝的方向移动，l减小，则条纹间距减小，故C错误，B正确；
D．使用间距更小的双缝，条纹间距增大，故D错误。
故选B；
（2）[2][3]由图2可知，游标为10分度，且第6个小格与主尺对齐，则在位置时游标卡尺读数为
则相邻两条纹间距
[4]根据可知，该单色光的波长
（3）[5]如图3测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，则测得的偏大，由公式
可知，波长的测量值大于真实值，故选A。
三、计算题（本大题共3小题）
14. 如图所示，一轻质弹簧上端固定在倾角为的光滑斜面顶部，下端栓接小物块A，A通过一段细线与小物块B相连，系统静止时B恰位于斜面的中点。将细线烧断，发现当B运动到斜面底端时，A刚好第三次到达最高点。已知B的质量，弹簧的劲度系数，斜面长为，且始终保持静止状态，重力加速度，求小物块A振动的振幅和周期。
【答案】，
【解析】
【详解】开始时A、B组成的系统静止，设弹簧的伸长量为，根据胡克定律有
烧断细线后A从此位置开始向上运动，到达A的平衡位置处，设弹簧的伸长量为，根据胡克定律有
运动的距离为物块A的振幅，则小物块A振动的振幅为
烧断细线后B向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
设B到达斜面底端的时间为，根据动力学公式
解得
A向上运动经过A做简谐运动的周期第一次到达最高点，则第三次到达最高点的时间
联立得
15. 位于坐标原点的波源S发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速，已知时刻波刚好传播到处，部分波形如图甲所示。
（1）求波长和周期T；
（2）处的质点第一次到达波谷需要多长时间？
（3）在图乙中画出时，从波源到处的波形图，并求出时间内处的质点通过的路程。
【答案】（1），；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）根据题意，由波形图可知，波长
由公式可得，周期为
（2）根据题意可知，处的质点第一次到达波谷，只需时刻处的波谷传到处即可，需要的时间
（3）时，波沿轴正方向传播的距离
从波源到处的所有质点均振动个周期，则形成的波形如图所示
波传到处所需要的时间为
为个周期，所以处的质点在时间内振动了个周期，通过的路程为
16. 如图所示为一玻璃砖的截面图，其形状是由半径为R的半圆和直角三角形CDE组成，O为圆心，。AO连线垂直CD，现从A点沿与AO成角发出一细光束，从B点射入玻璃砖后折射光束与AO平行，B点到AO的距离为，光在真空中的光速为c。
（1）求玻璃砖的折射率n；
（2）求光束在玻璃砖中传播时间t（不考虑光在DE面上的反射）
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）光路如图所示
由几何关系可得角
，
则由折射定律
（2）其临界角
解得
由于折射光线平行AO，则光束射到CE边的入射角为，则在CE边发生全反射。
由几何关系可得，光束射到DE边的入射角为，故从DE边射出。则该光束在此玻璃砖中传播速度为
由几何关系可得光束在玻璃砖中传播的路程为
则传播时间
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