2026年新科教版高中高二物理上册第三单元洛伦兹力应用卷含答案

2026年新科教版高中高二物理上册第三单元洛伦兹力应用卷含答案考试时长：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垂直进入一匀强磁场B中，粒子所受洛伦兹力的方向（）A.与速度方向相同B.与速度方向相反C.与磁场方向平行D.与磁场方向垂直2.在回旋加速器中，带电粒子在D形电极间做匀速圆周运动，以下说法正确的是（）A.粒子每次经过狭缝时动能增加B.粒子每次经过狭缝时速度方向改变C.粒子运动周期随速度增大而减小D.粒子运动半径与速度成正比3.一电子以速度v进入一匀强磁场B中，磁场方向垂直于电子速度方向，电子做匀速圆周运动的半径为R，若将磁场强度加倍，电子运动的半径将变为（）A.R/2B.RC.2RD.√2R4.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，周期为T，若将质子换成α粒子（质量为质子的4倍，电荷量为质子的2倍），其运动周期将变为（）A.T/2B.TC.2TD.4T5.一带电粒子以速度v进入一匀强磁场B中，磁场方向与速度方向成θ角（θ≠0°），粒子所受洛伦兹力的方向（）A.垂直于速度方向B.平行于速度方向C.与磁场方向平行D.无法确定6.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径为R，若将磁场强度减半，质子运动的半径将变为（）A.R/2B.RC.2RD.√2R7.一电子以速度v进入一匀强磁场B中，磁场方向垂直于电子速度方向，电子做匀速圆周运动的周期为T，若将电子速度减半，其运动周期将变为（）A.T/2B.TC.2TD.√2T8.一带电粒子以速度v进入一匀强磁场B中，磁场方向与速度方向成θ角（θ≠0°），粒子所做运动的轨迹是（）A.直线B.圆弧C.椭圆D.抛物线9.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径为R，若将质子换成电子（质量为质子的1/1840，电荷量相同），其运动半径将变为（）A.R/1840B.RC.1840RD.R/√184010.一带电粒子以速度v进入一匀强磁场B中，磁场方向垂直于速度方向，粒子做匀速圆周运动的角速度为ω，若将磁场强度加倍，其角速度将变为（）A.ω/2B.ωC.2ωD.√2ω参考答案：1.D2.B3.A4.B5.A6.A7.C8.B9.C10.C二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.洛伦兹力的方向可以用______定则判断。2.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式为______。3.回旋加速器利用______原理加速带电粒子。4.洛伦兹力对带电粒子做______功。5.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式为______。6.质子在匀强磁场中做匀速圆周运动的角速度公式为______。7.带电粒子以速度v进入一匀强磁场B中，磁场方向与速度方向成θ角，粒子所受洛伦兹力大小为______。8.一电子以速度v进入一匀强磁场B中，磁场方向垂直于电子速度方向，电子做匀速圆周运动的半径为R，磁场强度为B，则电子的电荷量为______。9.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径为R，磁场强度为B，则质子的速度为______。10.一带电粒子以速度v进入一匀强磁场B中，磁场方向垂直于速度方向，粒子做匀速圆周运动的周期为T，则磁场的磁感应强度为______。参考答案：1.左手2.qvB/R3.电场与磁场交替变化4.零5.T=2πm/qB6.ω=qB/m7.F=qvBsinθ8.q=vB/R9.v=qBR/m10.B=2πmv/T三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.洛伦兹力是保守力。（×）2.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与速度成正比。（√）3.回旋加速器可以加速所有带电粒子。（×）4.洛伦兹力对带电粒子做功为零。（√）5.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与磁场强度成正比。（×）6.质子在匀强磁场中做匀速圆周运动的角速度与磁场强度成正比。（√）7.带电粒子以速度v进入一匀强磁场B中，磁场方向与速度方向成θ角，粒子所受洛伦兹力方向与磁场方向平行。（×）8.一电子以速度v进入一匀强磁场B中，磁场方向垂直于电子速度方向，电子做匀速圆周运动的半径为R，磁场强度为B，则电子的质量为m=vB/R。（×）9.一质子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径为R，磁场强度为B，则质子的速度为v=qBR/m。（√）10.一带电粒子以速度v进入一匀强磁场B中，磁场方向垂直于速度方向，粒子做匀速圆周运动的周期为T，则磁场的磁感应强度为B=2πmv/T。（×）参考答案：1.×2.√3.×4.√5.×6.√7.×8.×9.√10.×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。参考答案：洛伦兹力的特点包括：-方向：用左手定则判断，垂直于速度方向和磁场方向；-大小：F=qvBsinθ，θ为速度与磁场方向的夹角；-作用效果：不做功，只改变速度方向，不改变速度大小；-应用：可用于解释回旋加速器、质谱仪等设备的原理。2.回旋加速器的工作原理是什么？参考答案：回旋加速器的工作原理包括：-利用交变电场加速带电粒子，使其动能增加；-利用匀强磁场使带电粒子做匀速圆周运动，周期不变；-粒子在D形电极间不断被加速，最终获得高能粒子束。3.为什么电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与磁场强度无关？参考答案：电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式为T=2πm/qB，其中m为电子质量，q为电子电荷量，B为磁感应强度。周期T与磁场强度B成反比，但与速度无关，因为速度v=qBR/m，代入周期公式后，T=2πm/qB=2πm/(qB(qBR/m))=2πm²/qrB²，可见周期仅与m、q、r、B有关，但与速度无关。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进入一匀强磁场B中，磁场方向垂直于电子速度方向，电子做匀速圆周运动的半径为R=0.1m，求磁场的磁感应强度B和电子做匀速圆周运动的周期T。解题思路：-根据洛伦兹力提供向心力，F=qvB=mv²/R；-解出B=mv/(qR)；-根据周期公式T=2πm/qB，代入B的表达式，解出T。计算过程：-电子电荷量q=-1.6×10⁻¹⁹C，质量m=9.1×10⁻³¹kg；-B=mv/(qR)=(9.1×10⁻³¹kg×1.0×10⁶m/s)/(1.6×10⁻¹⁹C×0.1m)=5.7×10⁻⁴T；-T=2πm/qB=2π×9.1×10⁻³¹kg/(1.6×10⁻¹⁹C×5.7×10⁻⁴T)=6.3×10⁻⁸s。参考答案：B=5.7×10⁻⁴T，T=6.3×10⁻⁸s。2.一质子在匀强磁场B中做匀速圆周运动，轨道半径为R=0.1m，磁场强度为B=0.5T，求质子的速度v和角速度ω。解题思路：-根据洛伦兹力提供向心力，F=qvB=mv²/R；-解出v=qBR/m；-根据角速度公式ω=v/R，代入v的表达式，解出ω。计算过程：-质子电荷量q=1.6×10⁻¹⁹C，质量m=1.67×10⁻²⁷kg；-v=qBR/m=1.6×10⁻¹⁹C×0.5T×0.1m/1.67×10⁻²⁷kg=4.8×10⁷m/s；-ω=v/R=4.8×10⁷m/s/0.1m=4.8×10⁸rad/s。参考答案：v=4.8×10⁷m/s，ω=4.8×10⁸rad/s。标准答案及解析一、单选题1.D洛伦兹力方向用左手定则判断，与速度方向垂直。2.B粒子在D形电极间做匀速圆周运动，每次经过狭缝时电场加速，动能增加。3.A洛伦兹力提供向心力，F=qvB=mv²/R，解出R=mv/(qB)，磁场加倍，半径减半。4.B周期公式T=2πm/qB，质子换成α粒子，m和q均加倍，周期不变。5.A洛伦兹力方向用左手定则判断，垂直于速度方向和磁场方向。6.A洛伦兹力提供向心力，F=qvB=mv²/R，磁场减半，半径减半。7.C周期公式T=2πm/qB，速度减半，周期加倍。8.B洛伦兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动。9.C洛伦兹力提供向心力，F=qvB=mv²/R，解出R=mv/(qB)，电子质量远小于质子，半径远大于质子。10.C角速度公式ω=qB/m，磁场加倍，角速度加倍。二、填空题1.左手2.qvB/R3.电场与磁场交替变化4.零5.T=2πm/qB6.ω=qB/m7.F=qvBsinθ8.q=vB/R9.v=qBR/m10.B=2πmv/T三、判断题1.×洛伦兹力不做功，是非保守力。2.√洛伦兹力提供向心力，F=mv²/R，解出R=mv/(qB)。3.×回旋加速器只适用于带电粒子，且需考虑相对论效应。4.√洛伦兹力方向始终垂直于速度方向，不做功。5.×周期公式T=2πm/qB，与B成反比。6.√角速度公式ω=qB/m，与B成正比。7.×洛伦兹力方向用左手定则判断，与磁场方向垂直。8.×质量公式m=qBR/v。9.√洛伦兹力提供向心力，F=qvB=mv²/R，解出v=qBR/m。10.×周期公式T=2πm/qB，解出B=2πmv/T²。四、简答题1.洛伦兹力的特点包括：方向用左手定则判断，垂直于速度方向和磁场方向；大小F=qvBsinθ；作用效果不做功，只改变速度方向；应用：回旋加速器、质谱仪等。2.回旋加速器利用交变电场加速带电粒子，使其动能增加，同时利用匀强磁场使带电粒子做匀速圆周运动，周期不变，最终获得高能粒子束。3.电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式为T=2πm/qB，与磁场强度B成反比，但与速度无关，因为速度v=qBR/m，代入周期公式后，T=2πm/(qB(qBR/m))=2πm²/qrB²，可见周期仅与m、q、r、B有关，但与速度无关。五、应用题1.电子