北京市海淀區(qū)2024-2025學(xué)年高三下學(xué)期期末練習(xí)（二模） 物理試卷（解析版）

第1頁/共1頁海淀區(qū)2024-2025學(xué)年第二學(xué)期期末練習(xí)高三物理本試卷共8頁，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效。考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。第一部分本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1.在粒子散射實驗中，有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，其原因是（）A.原子中存在帶負電的電子B.正電荷在原子內(nèi)是均勻分布的C.原子只能處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中D.占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍【答案】D【解析】【詳解】A．帶負電的電子質(zhì)量很小不是影響粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原由，故A錯誤；BD．原子中的原子核很小，核外很“空曠”，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核，這才是影響粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的根本原因，故B錯誤，D正確；C．少數(shù)粒子發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)與原子處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中沒有關(guān)系，故C錯誤；故選D。2.在如圖所示的平面內(nèi)，光束a從介質(zhì)斜射向空氣，出射光為b、c兩束單色光。關(guān)于b、c兩束單色光，下列說法正確的是（）A.介質(zhì)對b光的折射率較大B.在介質(zhì)中，b光的傳播速度較大C.發(fā)生全反射時，b光的臨界角較小D.若兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光產(chǎn)生光電子的最大初動能較大【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)光路圖知，c光的偏折程度大于b光，則c光的折射率大于b光，故A錯誤；B．c光的折射率大，根據(jù)知，c光在介質(zhì)中傳播的速度較小，b光的傳播速度較大，B正確；C．根據(jù)知，c光的折射率大，則c光全反射的臨界角較小，故C錯誤；D．光電子的最大初動能c光的折射率大，則c光的頻率大，c光產(chǎn)生光電子的最大初動能較大，故D錯誤。故選B。3.如圖所示，手握住軟繩的一端上下振動，產(chǎn)生沿繩傳播的機械波，若增大手的振動頻率，則該波（）A.波速不變 B.波速增大 C.波長不變 D.波長增大【答案】A【解析】【詳解】波速繩波一直在繩中傳播，介質(zhì)相同，傳播速度保持不變．當(dāng)手振動的頻率增加時，波長減小。故選A。4.一輛做勻減速直線運動的汽車，依次經(jīng)過a、b、c三點。已知汽車在間與間的運動時間均為1s，段的平均速度是10m/s，段的平均速度是5m/s，則汽車做勻減速運動的加速度大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】質(zhì)點在段，根據(jù)平均速度等于中間時刻的瞬時速度有同理可知，在段有汽車做勻減速運動的加速度則汽車做勻減速運動的加速度大小為。故選B。5.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，沿圖示路徑經(jīng)狀態(tài)b、c再回到狀態(tài)a，其中，圖線平行于縱軸、圖線平行于橫軸。下列說法正確的是（）A.從a到b，氣體對外界做功 B.從b到c，氣體溫度保持不變C.從c到a，氣體內(nèi)能減小 D.從c到a，氣體從外界吸熱【答案】D【解析】【詳解】A．從a到b，氣體體積減小，外界對氣體做功，A錯誤；B．從b到c，氣體做等容變化，根據(jù)可知壓強減小，溫度降低，B錯誤；C．從c到a，氣體壓強不變，根據(jù)可知體積增大，溫度升高，氣體內(nèi)能增加，C錯誤；D．從c到a，氣體體積增大，對外做功，而氣體內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律U=Q＋W，可知氣體從外界吸熱，D正確。故選D。6.如圖所示，導(dǎo)體棒置于傾角為的粗糙導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌垂直，整個裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)體棒。閉合開關(guān)S，導(dǎo)體棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列磁場方向中，使導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間一定存在靜摩擦力的是（）A.豎直向上 B.水平向左C.垂直于導(dǎo)軌平面向上 D.垂直于導(dǎo)軌平面向下【答案】D【解析】【詳解】A．分析導(dǎo)體棒受力如圖（a端截面，安培力需要判定未畫出）。磁場方向豎直向上時，由左手定則可得導(dǎo)體棒所受磁場安培力水平向右，此時，水平向右安培力有可能與重力、彈力的合力平衡，不一定存在靜摩擦力，故A錯誤；B．磁場方向水平向左時，由左手定則可得導(dǎo)體棒所受磁場安培力豎直向上，此時，若安培力恰好等于重力時，則彈力為零，不需要靜摩擦力作用導(dǎo)體棒即可處于平衡狀態(tài)，故B錯誤；C．磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向上時，由左手定則可得導(dǎo)體棒所受磁場安培力沿斜面向上，此時，安培力有可能與重力、彈力的合力平衡，不一定存在靜摩擦力，故C錯誤；D．磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下時，由左手定則可得導(dǎo)體棒所受磁場安培力水平沿斜面向下，此時，必須存在靜摩擦力以平衡安培力、重力、彈力的合力，故D正確；故選D。7.將阻值為的電阻接在正弦式交流電源上，通過電阻的電流i隨時間t變化的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A.交變電流在一個周期內(nèi)電流方向改變一次B.交變電流的表達式為C.電阻消耗的電功率為D.電阻兩端的電壓峰值為【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知，交流電在一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，A錯誤；B．由圖可知，交流電的最大最周期故其角頻率則交流電的表達式B錯誤；C．交流電的有效值故定值電阻的電功率C正確；D．定值電阻兩端電壓的有效值為故定值電阻兩端電壓的峰值為D錯誤。故選C。8.某小組嘗試用不同方法測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，他們設(shè)計了四種實驗方案，分別用到如下器材組合，其中無法達成實驗?zāi)康牡氖牵ǎ〢.一個電流表和多個定值電阻B.一個電壓表和多個定值電阻C.兩個電流表和一個滑動變阻器D.一個電流表、一個電壓表和一個滑動變阻器【答案】C【解析】【詳解】A．由知一個電流表和多個定值電阻可以測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，A正確；B．由知一個電壓表和多個定值電阻可以測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，B正確；C．因不能讀出滑動變阻器的阻值，故C錯誤。D．一個電流表、一個電壓表和一個滑動變阻器屬于用伏安法測定干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗器材，D正確。本題選選無法達成實驗?zāi)康牡?，故選C。9.如圖所示，放在木箱內(nèi)的物塊A，其右端通過一根處于壓縮狀態(tài)的水平輕彈簧與木箱連接。木箱與物塊A做勻速直線運動且保持相對靜止。若發(fā)現(xiàn)物塊A突然相對木箱底面向左移動，則木箱可能（）A.突然向下加速運動 B.突然向下減速運動C.突然向左加速運動 D.突然向右減速運動【答案】A【解析】【詳解】A．開始木箱和物塊A均保持靜止，根據(jù)平衡條件知，彈簧向左的彈力等于向右的靜摩擦力。若木箱突然向下做加速運動，物塊處于失重狀態(tài)，對木箱底面的壓力減小，最大靜摩擦力減小，可能小于彈力，合力可能向左，物塊A可能突然相對木箱底面向左移動，故A正確；B．木箱突然向下做減速運動,物塊處于超重狀態(tài)，對木箱底面的壓力增大，最大靜摩擦力增大，故物塊A不可能突然相對木箱底面向左移動，故B錯誤；C．當(dāng)木箱突然向左做加速運動，豎直方向受力平衡，正壓力不變，最大靜摩擦力不變，根據(jù)牛頓第二定律知，所需合力向左，若彈簧彈力與最大靜摩擦力的合力不足以提供向左的加速度，則物塊A相對木箱底面可能向右移動，故C錯誤；D．木箱突然向右做減速運動，豎直方向受力平衡，正壓力不變，最大靜摩擦力不變，根據(jù)牛頓第二定律知，當(dāng)彈簧彈力和最大靜摩擦力的向左的合力不足以提供向左的加速度時，物塊A相對木箱底面可能向右移動，故D錯誤。故選A。10.如圖所示，銅質(zhì)圓盤安裝在水平銅軸上，圓盤位于兩磁極之間。兩磁極產(chǎn)生的磁場區(qū)域面積小于圓盤面積，磁場方向與圓盤平面垂直。兩銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和圓盤的邊緣接觸。不計接觸點的摩擦力和空氣阻力。在外力作用下圓盤以恒定的角速度轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是（）A.因圓盤無磁通量變化，故電阻R中無電流通過B.銅片C的電勢高于銅片D的電勢C.若撤去外力，則圓盤會逐漸停止轉(zhuǎn)動D.若使圓盤反向轉(zhuǎn)動，電阻R中的電流方向不變【答案】C【解析】【詳解】A．圓盤在磁場中做切割磁感線運動，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電路是閉合回路，從而在電路中形成感應(yīng)電流，電阻R中有電流通過，故A錯誤；B．根據(jù)右手定則，圓盤轉(zhuǎn)動時，四指指向感應(yīng)電流方向，在圓盤這個電源內(nèi)部，電流從低電勢流向高電勢，所以銅片D的電勢高于銅片C的電勢，故B錯誤；C．若撤去外力，圓盤在轉(zhuǎn)動過程中，由于電磁感應(yīng)會產(chǎn)生感應(yīng)電流，圓盤會受到安培力，安培力的方向與圓盤轉(zhuǎn)動的方向相反，安培力阻礙圓盤的轉(zhuǎn)動，圓盤的機械能不斷轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，圓盤會逐漸停止轉(zhuǎn)動，故C正確；D．若使圓盤反向轉(zhuǎn)動，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流方向會反向，那么電阻R中的電流方向也會改變，故D錯誤。故選C。11.某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。不可伸長的輕繩一端固定于A點，另一端系一小球，使其在水平面內(nèi)繞O點做勻速圓周運動，已測出小球轉(zhuǎn)過n圈所用的時間t。下列說法正確的是（）A.為達成實驗?zāi)康?，僅需再測量小球做圓周運動的半徑B.為達成實驗?zāi)康?，僅需再測量輕繩的繩長C.為達成實驗?zāi)康?，僅需再測量A點到O點的豎直高度D.若誤將圈記作n圈，則重力加速度的測量值偏小【答案】C【解析】【詳解】ABC．測出小球轉(zhuǎn)過n圈所用的時間t，則小球運動的周期為設(shè)小球做圓周運動的半徑為，輕繩的繩長為，A點到O點的豎直高度為，輕繩與豎直方向的夾角為，根據(jù)牛頓第二定律可得可得重力加速度為可知為達成實驗?zāi)康模瑑H需再測量A點到O點的豎直高度，故AB錯誤，C正確；D．若誤將圈記作n圈，則周期測量值偏小，根據(jù)可知重力加速度的測量值偏大，故D錯誤。故選C。12.如圖所示，實線是豎直面內(nèi)以O(shè)點為圓心的圓，和是圓的兩條相互垂直的直徑，在豎直面內(nèi)存在由Q點指向P點的勻強電場。從O點在豎直面內(nèi)向各個方向以大小相同的初速度發(fā)射電荷量和質(zhì)量完全相同的帶正電小球，通過圓上各點的小球中，經(jīng)過N點的小球速度最大。不計空氣阻力及小球間的相互作用。下列說法正確的是（）A.沿方向發(fā)射的小球可以沿方向做直線運動B.沿方向發(fā)射的小球不會沿方向做直線運動C.通過圓上P、Q兩點的小球機械能相等D.通過圓上M、N兩點的小球機械能相等【答案】D【解析】【詳解】AB．對小球受力分析可知，小球受到重力和電場力，根據(jù)力的合成定則可知，其合力不可能沿OP方向，可能沿ON方向，因此沿方向發(fā)射的小球不可能沿方向做直線運動，沿方向發(fā)射的小球可能沿方向做直線運動，AB錯誤；C．從Q到P的過程中，電場力做整個，電勢能減小，動能增大，故P點的機械能大于Q點的機械能，C錯誤；D．由題可知，M、N位于同一等勢面上，電場力不做功，只有重力做功，機械能守恒，D正確。故選D。13.如圖1所示，“冰坑挑戰(zhàn)”需要挑戰(zhàn)者先進入一個坡面與水平面夾角為、半徑為R的倒圓錐型冰坑，然后嘗試從其中離開。方式甲——挑戰(zhàn)者沿著如圖2甲所示坡面向上走或爬的方式，很難離開冰坑，通常還是會滑回坑底。方式乙——挑戰(zhàn)者沿著如圖2乙所示的螺旋線方式跑動多圈后，最終可以成功離開冰坑。已知挑戰(zhàn)者的質(zhì)量為m，其與冰面的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。為了討論方便，假定滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小相等；方式乙中人的跑動半徑r緩慢增大，每一圈的軌跡都可近似為與水平地面平行的圓。下列說法正確的是（）A.在方式甲中，一定滿足關(guān)系式B.在方式甲和方式乙中，挑戰(zhàn)者受到的最大靜摩擦力大小不同C.在方式乙中，可利用求得每圈的最小速度D.在方式乙中，挑戰(zhàn)者離開冰坑做的功至少為【答案】B【解析】【詳解】A．由于在方式甲中，挑戰(zhàn)者很難離開冰坑，通常還是會滑回坑底。說明挑戰(zhàn)者受到的摩擦力小于重力的下滑分力，即有A錯誤；B．在甲圖方式在，其最大摩擦力在乙圖方式中，對挑戰(zhàn)者受力分析如下在水平方向上，根據(jù)牛頓第二定律則有其中為挑戰(zhàn)者圓周運動的線速度，為挑戰(zhàn)者在該平面圓周運動的半徑；在豎直方向上，根據(jù)平衡條件可得聯(lián)立解得顯然，B正確；C．在乙方式中，由上述分析可知，支持力與摩擦力在水平方向的合力提供挑戰(zhàn)者圓周運動的向心力，因此不能利用求每圈的最小速度，C錯誤；D．由題可知，冰坑的深度為整個過程中，挑戰(zhàn)者克服重力做的功除此之外，挑戰(zhàn)者還有克服摩擦力做一部分功，故在方式乙中，挑戰(zhàn)者離開冰坑做的功至少大于，D錯誤。故選B。14.對于靜止的自由原子，當(dāng)其從高能級向低能級躍遷發(fā)射光子時，原子會因反沖而獲得一定的能量，該能量遠小于原子兩能級之差，所以可認為光子的能量等于兩能級之差。對于靜止的自由原子核，當(dāng)其從高能級向低能級躍遷發(fā)出高能射線時，原子核也會因反沖而獲得一定的能量。通常情況下，與射線的能量相比，原子核因反沖而獲得的能量不可忽略。若將放射源和吸收源進行冷卻，部分原子核被嚴(yán)格束縛在晶體的晶格位置，這些原子核在發(fā)射或吸收射線時，反沖可以被完全抑制。根據(jù)以上信息，對于兩能級差僅為E的原子核，下列說法錯誤的是（）A.自由原子核在發(fā)射或吸收射線的過程中，原子核和射線組成的系統(tǒng)動量守恒B.單個靜止的自由原子核發(fā)射的射線的能量一定小于EC.單個靜止的自由原子核吸收的射線的能量一定大于ED.單個被嚴(yán)格束縛在晶格位置的原子核吸收的射線的能量小于E【答案】D【解析】【詳解】A．自由原子核在發(fā)射或吸收射線的過程中，系統(tǒng)不受外力作用，系統(tǒng)動量守恒，A正確；B．由于原子核發(fā)射射線時會因反沖獲得動能，根據(jù)能量守恒，射線的能量必須小于兩能級差，B正確；C．原子核吸收射線時也需要克服反沖能，因此吸收γ射線能量必須大于才能實現(xiàn)躍遷，C正確；D．題干指出，被嚴(yán)格束縛的原子核反沖被完全抑制，因此吸收的射線能量等于，而不是小于，D錯誤。本題選錯誤的，故選D。第二部分本部分共6題，共58分。15.（1）在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，將體積為的純油酸加入酒精中，制成總體積為的油酸酒精溶液，測得1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積為S。已知1滴該油酸酒精溶液的體積為，則油酸分子的直徑______。（用、、和S表示）（2）圖1是探究加速度與力之間關(guān)系的實驗裝置示意圖。兩輛相同的小車放在木板上，調(diào)節(jié)木板的傾斜度，使小車在不受牽引時能沿木板勻速運動。用細線跨過定滑輪各掛一個小盤，盤中放不同的重物，打開夾子，兩輛小車同時從靜止開始運動，一段時間后合上夾子，兩輛小車同時停下來。測出兩輛小車的位移大小分別為和，則兩輛小車的加速度之比______。（3）某同學(xué)利用如圖2所示的電路進行實驗，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光。為查找故障，用多用電表2.5V直流電壓擋進行檢測。將紅表筆與接線柱A接觸并保持不動，當(dāng)黑表筆分別接觸B、C時，示數(shù)均為；當(dāng)黑表筆分別接觸D、E、F時，示數(shù)均為0。若電路中僅有一處故障，則故障為______。（選填選項前的字母）A.間斷路 B.間斷路C.間斷路 D.間斷路【答案】（1）（2）（3）B【解析】【小問1詳解】所制成的油酸酒精溶液油酸的濃度為，一滴油酸酒精溶液所含純油酸的體積為，所以油酸分子的直徑為?！拘?詳解】兩輛小車都做初速度為零的勻加速直線運動，運動時間相等，根據(jù)，得所以即【小問3詳解】當(dāng)黑表筆分別接觸B、C時，示數(shù)均為，說明BC間是完好的，CD間、DE間、EF間、AF間有斷路；當(dāng)黑表筆分別接觸D、E、F時，示數(shù)均為0，且電路中僅有一處故障，說明CD間斷路。故選B。16.某小組同學(xué)用如圖1所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗。（1）實驗時甲同學(xué)進行了如下操作，其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是______（選填選項前的字母）A.對體積和形狀相同的重物，選擇密度大的進行實驗B.將打點計時器接到直流電源上C.將接有重物的紙帶沿豎直方向穿過打點計時器的限位孔D.先釋放紙帶，再接通打點計時器電源（2）實驗得到如圖2所示的一條紙帶（其中一段紙帶圖中未畫出）。選取紙帶上清晰的某點記為O，再選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測出它們到O點的距離分別為、、。已知打點計時器所用電源的頻率為，重物質(zhì)量，當(dāng)?shù)刂亓铀俣?。由此可計算出打點計時器打下B點時重物下落的瞬時速度______。從打下O點到打下B點的過程中，重物的重力勢能減少量為______J。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）乙同學(xué)的實驗結(jié)果顯示，重物的重力勢能減少量總是小于其動能增加量，最可能的原因是______。（選填選項前的字母）A.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響B(tài).將打下O點時重物的速度記為0C.沒有采用多次實驗取平均值方法（4）丙同學(xué)設(shè)計了另一種“驗證機械能守恒定律”的實驗方案，如圖3所示。他在一個較粗的礦泉水桶側(cè)面開一個小孔，將一細管插入小孔處，水能夠從細管中水平射出。該同學(xué)僅選用刻度尺作為測量工具，驗證桶中液面下降過程中水的機械能守恒。寫出需測量的物理量及其應(yīng)滿足的關(guān)系。（用所需測量的物理量表示）【答案】（1）BD（2）①.1.5②.0.35（3）B（4）見解析【解析】【小問1詳解】A．對體積和形狀相同的重物，選擇密度大的進行實驗，以減小阻力影響，選項A正確；B．將打點計時器接到交流電源上，選項B錯誤；C．將接有重物的紙帶沿豎直方向穿過打點計時器的限位孔，選項C正確；D．先接通打點計時器電源，再釋放紙帶，選項D錯誤。題目選擇不當(dāng)步驟，故選BD?！拘?詳解】[1][2]打點計時器打下B點時重物下落的瞬時速度從打下O點到打下B點的過程中，重物的重力勢能減少量為【小問3詳解】A．由于存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，會造成重物的重力勢能減少量總是大于其動能增加量，選項A錯誤；B．若打下O點時的速度不為零，而將打下O點時重物的速度記為0，則會造成重物的重力勢能減少量總是小于其動能增加量，選項B正確；C．采用多次實驗取平均值的方法會產(chǎn)生偶然誤差，不一定會重物的重力勢能減少量總是小于其動能增加量，選項C錯誤。故選B?！拘?詳解】選擇質(zhì)量m為研究對象，若機械能守恒則滿足其中h為瓶內(nèi)水的液面到出口的高度；水射出后做平拋運動，則由x=v0t，可得則只需驗證需要測量的物理量：瓶內(nèi)水的液面到出口的高度h；水射出后做平拋運動水平射程x和豎直高度y。17.如圖所示，光滑水平面與粗糙的豎直半圓軌道在B點相切，半圓軌道的半徑，D是半圓軌道的最高點。將一質(zhì)量的物體（可視為質(zhì)點）向左壓縮輕彈簧至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得一向右速度，并脫離彈簧在水平面上做直線運動，其經(jīng)過B點時的速度，之后物體沿半圓軌道運動，恰好能通過D點。取重力加速度。求：（1）彈簧被壓縮至A點時的彈性勢能。（2）物體通過D點時的速度大小。（3）物體沿半圓軌道運動過程中克服阻力所做功W?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【小問1詳解】由能量守恒可知，彈簧彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為物體的動能可得彈簧被壓縮至A點時的彈性勢能【小問2詳解】物體恰好能通過D點，則根據(jù)牛頓運動定律有解得【小問3詳解】物體沿半圓軌道運動過程中由動能定理有解得18.研究天然放射現(xiàn)象時，把某放射源放入用鉛做成的容器中，射線從容器的小孔豎直射出，成為細細的一束。若在射線經(jīng)過的空間施加磁感應(yīng)強度大小為B、垂直紙面向里的勻強磁場，如圖所示，發(fā)現(xiàn)射線會分成三束，分別為α射線、β射線和γ射線。研究發(fā)現(xiàn)：α射線是氦原子核，β射線是電子流，γ射線是高能電磁波。已知光速大小為c，假定α粒子的速度大小為、β粒子的速度大小為。不計重力和粒子間的相互作用。（1）寫出圖中的①、②、③三束射線分別對應(yīng)的射線種類。（2）再施加一沿水平方向的勻強電場。a．若①、②兩束射線重合，求勻強電場的電場強度大小E及方向。b．請判斷①、②、③三束射線是否可以重合。若可以，計算出勻強電場的電場強度大??；若不可以，請說明理由?！敬鸢浮浚?）①、②、③三束射線分別對應(yīng)的是，α射線、γ射線、β射線（2）a．，方向為水平向右；b．無法重合，理由見解析【解析】【小問1詳解】根據(jù)左手定則可知①、②、③三束射線分別對應(yīng)的是，α射線、γ射線、β射線?！拘?詳解】a．設(shè)α粒子的電荷量為，①、②兩束射線重合，有可得電場的方向為水平向右b．不可以。設(shè)電子電量為e，若使③射線與②射線重合，需施加的電場強度為，有可得因為，所以①、②、③三束射線無法重合。19.與磁通量類似，在靜電場中同樣可以建立電通量的概念，若將式中的磁感應(yīng)強度B替換成電場強度E，就可以用來計算電通量。物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，穿過任意閉合曲面的電通量，與該曲面內(nèi)包含的所有電荷量的代數(shù)和成正比，且比例系數(shù)為常量。已知靜電力常量為k。（1）以電荷量為的點電荷為球心，以r為半徑建立球面。求穿過該球面的電通量。（2）二極管是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體制成電子器件，如圖1所示。由于擴散作用，N型區(qū)的部分自由電子會進入P型區(qū)，在接觸面兩側(cè)形成如圖2所示的凈剩電荷分布的示意圖（正視圖），其中“?”代表自由電子（電荷量為）、“○”代表空穴（電荷量為）。電子和空穴在半導(dǎo)體內(nèi)部所產(chǎn)生的“內(nèi)建電場”對自由電子的擴散起到了抑制作用，最終空穴和自由電子的分布達到穩(wěn)定。以兩種半導(dǎo)體接觸面處為坐標(biāo)原點，以水平向右為正方向建立x坐標(biāo)軸，坐標(biāo)軸上標(biāo)記的a、b、c均為已知量。查閱資料得知：穩(wěn)定后，內(nèi)建電場只分布在的范圍內(nèi)，且沿x軸負方向，和處內(nèi)建電場的電場強度為零。凈剩電荷在其所在區(qū)域都均勻分布。已知半導(dǎo)體材料的橫截面積為A，穩(wěn)定后在范圍內(nèi)單位體積內(nèi)的凈剩電荷數(shù)目為n。根據(jù)上述信息進行分析。a．分別以和兩處的橫截面為左、右邊界構(gòu)建一長方體，長方體的六個面構(gòu)成閉合曲面，求該閉合曲面內(nèi)凈剩電荷的電荷量及處的內(nèi)建電場的電場強度大小。b．寫出范圍內(nèi)，內(nèi)建電場的電場強度大小隨位置x變化的關(guān)系式。c．若某自由電子能從的N型區(qū)沿x軸負方向穿越內(nèi)建電場到達的P型區(qū)。忽略其他因素的影響，求該自由電子的初始動能至少為多大?！敬鸢浮浚?）（2）a．；b．；c．【解析】【小問1詳解】點電荷在處的電場強度為以為半徑的球面面積為由題意可知解得【小問2詳解】a．該空間內(nèi)凈剩電荷的電荷量以此長方體空間為閉合面，由題意可知，只有左側(cè)面有電場線穿出，根據(jù)（1）的結(jié)果可知解得b．在范圍內(nèi)，可取如答題1所示的某一閉合面，設(shè)左側(cè)面的坐標(biāo)為，右側(cè)面的坐標(biāo)為。該面內(nèi)包含的所有電荷量的代數(shù)和為由（1）的結(jié)果可