2026年广东省人教版高二物理选修三第三章习题解析

2026年广东省人教版高二物理选修三第三章习题解析一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在研究带电粒子在复合场中的运动时，下列说法正确的是（）A.洛伦兹力始终不做功，因为它的方向始终与粒子速度方向垂直B.当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其动能可能增加C.在匀强磁场中，带电粒子做匀速圆周运动时，其电势能可能变化D.带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动时，其轨迹一定是直线参考答案：A解析：洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，不做功，因此A正确。带电粒子仅受洛伦兹力时，速度大小不变，动能不变，B错误。匀速圆周运动时，电场力不做功，电势能不变，C错误。正交的匀强电场和磁场中，若粒子初速度与电场力方向不共线，则做螺旋运动，D错误。2.如图所示，质量为m、电荷量为+q的小球用长为L的绝缘细线悬挂于O点，置于水平方向的匀强磁场中，当小球从平衡位置偏转θ角后由静止释放，下列说法正确的是（）A.小球运动过程中机械能守恒B.小球运动过程中电势能始终不变C.小球运动到最低点时，细线拉力大于mgD.小球运动到最低点时，洛伦兹力方向竖直向上参考答案：C解析：系统受重力和洛伦兹力，洛伦兹力不做功，机械能守恒，A正确。小球带正电，在磁场中运动时电势能可能变化，B错误。最低点时，细线拉力等于重力加上向心力，即F=mg+mv²/L>mg，C正确。最低点时洛伦兹力方向与速度方向垂直，不一定竖直向上，D错误。3.在回旋加速器中，下列说法正确的是（）A.回旋加速器能加速所有带电粒子B.回旋加速器加速粒子的最大动能与D形电极的半径有关C.回旋加速器中，粒子每次经过电场时动能增量相同D.回旋加速器适用于加速质量较大的粒子参考答案：B解析：回旋加速器仅适用于带正电的粒子，A错误。最大动能与D形电极半径和磁感应强度有关，B正确。每次经过电场时，粒子动能增量与电场电压有关，与周期无关，C错误。回旋加速器适用于质量较小的粒子，如质子，D错误。4.如图所示，两平行金属板间存在匀强电场和匀强磁场，一带电粒子以速度v沿垂直于电场和磁场的方向射入，不计重力，下列说法正确的是（）A.若粒子带正电，则电场力方向与电场方向相同B.若粒子做匀速直线运动，则电场力和洛伦兹力大小相等C.若粒子做匀速直线运动，则电场和磁场方向一定相互垂直D.若粒子做匀速直线运动，则电场和磁场方向一定相互平行参考答案：B解析：电场力方向与电场方向相同或相反取决于电荷正负，A错误。若粒子做匀速直线运动，则电场力和洛伦兹力大小相等方向相反，B正确。电场和磁场方向不一定垂直或平行，取决于粒子速度和电荷性质，C、D错误。5.在研究带电粒子在正交匀强电场和磁场中的运动时，下列说法正确的是（）A.粒子运动轨迹一定是圆B.粒子运动轨迹一定是抛物线C.粒子运动轨迹可能是直线D.粒子运动轨迹可能是椭圆参考答案：C解析：若粒子初速度与电场力方向共线，则做直线运动；若不共线，则做螺旋运动或复杂曲线运动，A、B、D错误。C正确。6.如图所示，一个带正电的粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，粒子进入时速度方向与电场方向平行，下列说法正确的是（）A.粒子将做匀速直线运动B.粒子将做曲线运动C.粒子将做匀减速直线运动D.粒子的电势能将不断增加参考答案：A解析：电场力和洛伦兹力大小相等方向相反，粒子做匀速直线运动，A正确。B、C错误。由于粒子做匀速直线运动，电场力不做功，电势能不变，D错误。7.在回旋加速器中，下列说法正确的是（）A.回旋加速器能加速所有带电粒子B.回旋加速器加速粒子的最大动能与D形电极的半径有关C.回旋加速器中，粒子每次经过电场时动能增量相同D.回旋加速器适用于加速质量较大的粒子参考答案：B解析：回旋加速器仅适用于带正电的粒子，A错误。最大动能与D形电极半径和磁感应强度有关，B正确。每次经过电场时，粒子动能增量与电场电压有关，与周期无关，C错误。回旋加速器适用于质量较小的粒子，如质子，D错误。8.如图所示，一个带正电的粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，粒子进入时速度方向与电场方向平行，下列说法正确的是（）A.粒子将做匀速直线运动B.粒子将做曲线运动C.粒子将做匀减速直线运动D.粒子的电势能将不断增加参考答案：A解析：电场力和洛伦兹力大小相等方向相反，粒子做匀速直线运动，A正确。B、C错误。由于粒子做匀速直线运动，电场力不做功，电势能不变，D错误。9.在研究带电粒子在复合场中的运动时，下列说法正确的是（）A.洛伦兹力始终不做功，因为它的方向始终与粒子速度方向垂直B.当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其动能可能增加C.在匀强磁场中，带电粒子做匀速圆周运动时，其电势能可能变化D.带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动时，其轨迹一定是直线参考答案：A解析：洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，不做功，因此A正确。带电粒子仅受洛伦兹力时，速度大小不变，动能不变，B错误。匀速圆周运动时，电场力不做功，电势能不变，C错误。正交的匀强电场和磁场中，若粒子初速度与电场力方向不共线，则做螺旋运动，D错误。10.在回旋加速器中，下列说法正确的是（）A.回旋加速器能加速所有带电粒子B.回旋加速器加速粒子的最大动能与D形电极的半径有关C.回旋加速器中，粒子每次经过电场时动能增量相同D.回旋加速器适用于加速质量较大的粒子参考答案：B解析：回旋加速器仅适用于带正电的粒子，A错误。最大动能与D形电极半径和磁感应强度有关，B正确。每次经过电场时，粒子动能增量与电场电压有关，与周期无关，C错误。回旋加速器适用于质量较小的粒子，如质子，D错误。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v进入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，则其轨道半径为______，周期为______。参考答案：mv/B，2πm/Bq解析：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，轨道半径r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。2.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v进入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，则其轨道半径为______，周期为______。参考答案：mv/B，2πm/Bq解析：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，轨道半径r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。3.在回旋加速器中，若磁感应强度为B，D形电极半径为R，则粒子最大速度为______，最大动能为______。参考答案：BRq/m，q²B²R²/2m解析：最大速度vmax=BRq/m；最大动能Ekmax=q²B²R²/2m。4.在正交的匀强电场和匀强磁场中，若电场强度为E，磁感应强度为B，粒子速度为v，则粒子做匀速直线运动的条件是______。参考答案：vE=BC解析：电场力和洛伦兹力大小相等，vE=qvB，即vE=BC。5.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v进入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，则其轨道半径为______，周期为______。参考答案：mv/B，2πm/Bq解析：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，轨道半径r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。6.在回旋加速器中，若磁感应强度为B，D形电极半径为R，则粒子最大速度为______，最大动能为______。参考答案：BRq/m，q²B²R²/2m解析：最大速度vmax=BRq/m；最大动能Ekmax=q²B²R²/2m。7.在正交的匀强电场和匀强磁场中，若电场强度为E，磁感应强度为B，粒子速度为v，则粒子做匀速直线运动的条件是______。参考答案：vE=BC解析：电场力和洛伦兹力大小相等，vE=qvB，即vE=BC。8.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v进入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，则其轨道半径为______，周期为______。参考答案：mv/B，2πm/Bq解析：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，轨道半径r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。9.在回旋加速器中，若磁感应强度为B，D形电极半径为R，则粒子最大速度为______，最大动能为______。参考答案：BRq/m，q²B²R²/2m解析：最大速度vmax=BRq/m；最大动能Ekmax=q²B²R²/2m。10.在正交的匀强电场和匀强磁场中，若电场强度为E，磁感应强度为B，粒子速度为v，则粒子做匀速直线运动的条件是______。参考答案：vE=BC解析：电场力和洛伦兹力大小相等，vE=qvB，即vE=BC。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.洛伦兹力始终不做功，因为它的方向始终与粒子速度方向垂直。（√）解析：洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，不做功，正确。2.当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其动能可能增加。（×）解析：洛伦兹力不做功，动能不变，错误。3.在匀强磁场中，带电粒子做匀速圆周运动时，其电势能可能变化。（×）解析：匀速圆周运动时，电场力不做功，电势能不变，错误。4.带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动时，其轨迹一定是直线。（×）解析：若粒子初速度与电场力方向不共线，则做螺旋运动，错误。5.回旋加速器能加速所有带电粒子。（×）解析：回旋加速器仅适用于带正电的粒子，错误。6.回旋加速器加速粒子的最大动能与D形电极的半径有关。（√）解析：最大动能与D形电极半径和磁感应强度有关，正确。7.回旋加速器中，粒子每次经过电场时动能增量相同。（×）解析：每次经过电场时，粒子动能增量与电场电压有关，与周期无关，错误。8.回旋加速器适用于加速质量较大的粒子。（×）解析：回旋加速器适用于质量较小的粒子，如质子，错误。9.粒子运动轨迹可能是直线。（√）解析：若粒子初速度与电场力方向共线，则做直线运动，正确。10.粒子的电势能将不断增加。（×）解析：由于粒子做匀速直线运动，电场力不做功，电势能不变，错误。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述洛伦兹力的特点及其对带电粒子运动的影响。解析：洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，不做功，只改变速度方向，不改变速度大小。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动或螺旋运动。2.回旋加速器的工作原理是什么？解析：回旋加速器利用电场加速粒子，磁场偏转粒子，使粒子在D形电极间做半圆周运动，周期不变，最终被加速到高能。3.正交的匀强电场和匀强磁场中，粒子做匀速直线运动的条件是什么？解析：电场力和洛伦兹力大小相等方向相反，即vE=qvB，即vE=BC。4.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径和周期与哪些因素有关？解析：轨道半径与粒子速度、磁感应强度和电荷量有关，周期与粒子质量、磁感应强度和电荷量有关。5.简述回旋加速器的优缺点。解析：优点：可加速高能粒子；缺点：适用于质量较小的粒子，速度过高时相对论效应显著。6.简述带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动的轨迹特点。解析：若粒子初速度与电场力方向不共线，则做螺旋运动；若共线，则做直线运动。7.简述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件。解析：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，即vE=BC。8.简述带电粒子在匀强电场中运动的规律。解析：带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动或抛物线运动，加速度与电荷量和电场强度有关。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v进入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，求其轨道半径和周期。解析：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，轨道半径r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。2.在回旋加速器中，若磁感应强度为B，D形电极半径为R，则粒子最大速度为多少？解析：最大速度vmax=BRq/m。3.在正交的匀强电场和匀强磁场中，若电场强度为E，磁感应强度为B，粒子速度为v，则粒子做匀速直线运动的条件是什么？解析：电场力和洛伦兹力大小相等，vE=qvB，即vE=BC。4.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v进入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，求其轨道半径和周期。解析：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，轨道半径r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。5.在回旋加速器中，若磁感应强度为B，D形电极半径为R，则粒子最大速度为多少？解析：最大速度vmax=BRq/m。6.在正交的匀强电场和匀强磁场中，若电场强度为E，磁感应强度为B，粒子速度为v，则粒子做匀速直线运动的条件是什么？解析：电场力和洛伦兹力大小相等，vE=qvB，即vE=BC。7.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v进入一个磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，求其轨道半径和周期。解析：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，轨道半径r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。8.在回旋加速器中，若磁感应强度为B，D形电极半径为R，则粒子最大速度为多少？解析：最大速度vmax=BRq/m。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.C3.B4.B5.C6.A7.B8.A9.A10.B二、填空题1.r=mv/B，T=2πm/Bq2.r=mv/B，T=2πm/Bq3.vmax=BRq/m，Ekmax=q²B²R²/2m4.vE=BC5.r=mv/B，T=2πm/Bq6.vmax=BRq/m，Ekmax=q²B²R²/2m7.vE=BC8.r=mv/B，T=2πm/Bq9.vmax=BRq/m，Ekmax=q²B²R²/2m10.v