2026年新科教版高中高二物理上册第三单元带电粒子在磁场运动卷含答案

2026年新科教版高中高二物理上册第三单元带电粒子在磁场运动卷含答案考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________考核对象：高中二年级学生试卷总分：100分一、单选题（总共10题，每题2分，共20分）1.一带电粒子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子运动方向与磁场方向垂直，则粒子所受洛伦兹力的大小为（）A.qvBsinθB.qvBcosθC.qvBD.02.一电子以速度v垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动的半径为R，则电子的动能表达式为（）A.E_k=1/2mv²B.E_k=qBR²C.E_k=qvB²R²D.E_k=q²B²R²/m3.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，若磁感应强度突然变为原来的2倍，则粒子的（）A.周期变为原来的2倍B.周期变为原来的1/2C.半径变为原来的1/2D.半径变为原来的2倍4.一质子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，若质子的速度方向与磁场方向成30°角，则质子所受洛伦兹力的大小为（）A.qvBsin30°B.qvBcos30°C.qvBD.05.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径为R，若将磁感应强度减小为原来的1/2，则粒子的（）A.周期不变，半径减小为原来的1/2B.周期不变，半径变为原来的2倍C.周期变为原来的2倍，半径不变D.周期变为原来的1/2，半径不变6.一电子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动的周期为T，若将电子的速度变为2v，则其运动的周期为（）A.2TB.T/2C.TD.4T7.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径为R，若粒子的电荷量变为原来的2倍，则其轨道半径变为（）A.R/2B.RC.2RD.4R8.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其周期为T，若将磁感应强度增大为原来的2倍，则其周期变为（）A.2TB.T/2C.TD.T/49.一带电粒子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，若粒子的速度方向与磁场方向平行，则粒子所受洛伦兹力的大小为（）A.qvBsinθB.qvBcosθC.qvBD.010.一电子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动的半径为R，若将电子的质量变为原来的2倍，则其轨道半径变为（）A.R/2B.RC.2RD.4R参考答案：1.C2.B3.C4.A5.A6.C7.B8.B9.D10.A二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.一带电粒子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子运动方向与磁场方向垂直，则粒子做匀速圆周运动的周期表达式为__________。参考答案：T=2πm/qB2.一电子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动的半径为R，则电子的电荷量表达式为__________。参考答案：q=mvB/R3.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其周期为T，若磁感应强度为B，则质子的质量表达式为__________。参考答案：m=qBT/2π4.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径为R，若粒子的速度为v，则磁感应强度表达式为__________。参考答案：B=mv/2πR5.一电子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动的角速度表达式为__________。参考答案：ω=qB/m6.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其周期为T，若质子的速度为v，则其轨道半径表达式为__________。参考答案：R=vT/2π7.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径为R，若粒子的电荷量为q，则其动能表达式为__________。参考答案：E_k=q²B²R²/2m8.一电子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动的频率表达式为__________。参考答案：f=qB/2πm9.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其周期为T，若磁感应强度为B，则质子的速度表达式为__________。参考答案：v=2πRB/T10.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径为R，若粒子的速度为v，则其做圆周运动的向心力表达式为__________。参考答案：F=mv²/R=qvB三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其动能保持不变。（）参考答案：√2.一电子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动的半径与速度成正比。（）参考答案：√3.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其周期与磁感应强度成正比。（）参考答案：×4.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径与电荷量成正比。（）参考答案：×5.一电子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动的频率与磁感应强度成正比。（）参考答案：√6.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其周期与速度成正比。（）参考答案：×7.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其动能与磁感应强度成正比。（）参考答案：×8.一电子以速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做匀速圆周运动的角速度与磁感应强度成正比。（）参考答案：√9.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其周期与轨道半径成正比。（）参考答案：√10.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径与速度成反比。（）参考答案：√四、简答题（总共3题，每题4分，共12分）1.简述洛伦兹力的特点及其对带电粒子运动的影响。参考答案：-洛伦兹力的特点：1.洛伦兹力始终垂直于带电粒子的速度方向和磁场方向；2.洛伦兹力不做功，因为其方向与粒子位移方向始终垂直；3.洛伦兹力的大小为F=qvBsinθ，其中θ为速度方向与磁场方向的夹角。-对带电粒子运动的影响：1.当带电粒子速度方向与磁场方向垂直时，粒子做匀速圆周运动；2.当带电粒子速度方向与磁场方向平行时，粒子不受洛伦兹力，做匀速直线运动；3.当带电粒子速度方向与磁场方向成θ角时，粒子做螺旋运动。2.解释带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期的表达式。参考答案：-半径表达式推导：洛伦兹力提供向心力，即F=qvB=mv²/R，解得R=mvB/q。-周期表达式推导：周期T=2πR/v=2π(mvB)/qB=2πm/qB。3.列举三个实际应用中利用带电粒子在磁场中运动的原理的例子。参考答案：1.回旋加速器：利用带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的原理，加速粒子至高能状态；2.质谱仪：利用带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径不同，分离不同质量的粒子；3.磁悬浮列车：利用磁场对带电粒子（或导体）的洛伦兹力，实现列车悬浮和高速运行。五、应用题（总共2题，每题9分，共18分）1.一电子以速度v=1.0×10⁶m/s进入磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中，若电子的速度方向与磁场方向垂直，求电子做匀速圆周运动的半径和周期。参考答案：-半径计算：R=mvB/q=(9.1×10⁻³¹kg×1.0×10⁶m/s×0.5T)/(1.6×10⁻¹⁹C)≈2.84×10⁻³m。-周期计算：T=2πm/qB=2π×9.1×10⁻³¹kg/(1.6×10⁻¹⁹C×0.5T)≈7.1×10⁻⁸s。2.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其周期为T=1.0×10⁻⁸s，轨道半径为R=0.1m，求该匀强磁场的磁感应强度及质子的速度。参考答案：-磁感应强度计算：B=2πmT/qR=2π×1.67×10⁻²⁷kg/(1.6×10⁻¹⁹C×1.0×10⁻⁸s×0.1m)≈0.33T。-速度计算：v=2πR/T=2π×0.1m/1.0×10⁻⁸s≈6.28×10⁷m/s。标准答案及解析一、单选题1.C（洛伦兹力大小为qvB，θ=90°时sinθ=1）2.B（动能E_k=1/2mv²，R=mv/qB，解得E_k=qBR²）3.C（周期T=2πm/qB，半径R=mvB/q，B变为2倍时R减半）4.A（洛伦兹力大小为qvBsin30°=qvB/2）5.A（周期T不变，半径R=mvB/q，B减半时R减半）6.C（周期T=2πm/qB，速度变为2v时T不变）7.B（半径R=mvB/q，电荷量变为2倍时R减半）8.B（周期T=2πm/qB，B变为2倍时T减半）9.D（速度方向与磁场方向平行时洛伦兹力为0）10.A（半径R=mvB/q，质量变为2倍时R减半）二、填空题1.T=2πm/qB（周期公式）2.q=mvB/R（由F=qvB=mv²/R解得）3.m=qBT/2π（周期公式变形）4.B=mv/2πR（由F=qvB=mv²/R解得）5.ω=qB/m（角速度公式）6.R=vT/2π（周期公式变形）7.E_k=q²B²R²/2m（动能公式结合向心力）8.f=qB/2πm（频率公式）9.v=2πRB/T（周期公式变形）10.F=mv²/R=qvB（向心力公式结合洛伦兹力）三、判断题1.√（动能E_k=1/2mv²，洛伦兹力不做功，速度大小不变）2.√（半径R=mvB/q，v增大则R增大）3.×（周期T=2πm/qB，B增大则T减小）4.×（半径R=mvB/q，q增大则R减小）5.√（频率f=qB/2πm，B增大则f增大）6.×（周期T=2πm/qB，v增大则T减小）7.×（动能E_k与B无关）8.√（角速度ω=qB/m，B增大则ω增大）9.√（周期T=2πm/qB，R增大则T增大）10.√（半径R=mvB/q，v增大则R减小）四、简答题1.洛伦兹力特点：始终垂直速度和磁场方向，不做功；影响：垂直时做匀速圆周运动，平行时做匀速直线运动，成θ角时做螺旋运动。2.半径R=mvB/q，周期T=2πm/qB；推导：洛伦兹力提供向心力F=qvB