2026年河北省苏教版高二物理选修三第三章习题解析

2026年河北省苏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，其动能会发生变化但动量保持不变C.在叠加场中，带电粒子可能做匀速直线运动，但不可能做匀变速曲线运动D.分子间同时存在引力和斥力，当分子间距增大时，引力减小得更快2.如图所示，质量为m、电荷量为+q的小球用绝缘细线悬挂于O点，置于水平方向的匀强磁场B中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（）A.小球受到的洛伦兹力大小为qBgsinθB.小球受到的合外力不为零，因此处于非平衡状态C.若撤去磁场，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg/cosθD.若将磁场方向改为竖直向上，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg3.在研究带电粒子在电场中的运动时，下列说法正确的是（）A.带电粒子在等势面上运动时，电场力不做功B.当带电粒子仅受电场力作用时，其电势能和动能之和保持不变C.在点电荷电场中，顺着电场线方向移动正电荷，电势能一定减小D.带电粒子在匀强电场中做类平抛运动时，其轨迹一定是抛物线4.如图所示，两平行金属板间存在匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，且E和B的方向相互垂直。一质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向射入，下列说法正确的是（）A.若v0满足一定条件，粒子可能做匀速直线运动B.若E和B的方向改为相同，粒子仍能做匀速直线运动C.若粒子带负电荷，仍能做匀速直线运动，但v0需满足v0=EB/mD.若粒子以速度2v0射入，粒子仍能做匀速直线运动5.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.带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动时，其轨迹一定是圆B.当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其运动轨迹一定是圆C.在叠加场中，带电粒子可能做匀速直线运动，但不可能做匀变速曲线运动D.分子间同时存在引力和斥力，当分子间距增大时，引力减小得更快6.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的带电小球，用绝缘细线悬挂于O点，置于水平方向的匀强磁场B中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（）A.小球受到的洛伦兹力大小为qBgsinθB.小球受到的合外力不为零，因此处于非平衡状态C.若撤去磁场，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg/cosθD.若将磁场方向改为竖直向上，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg7.在研究带电粒子在电场中的运动时，下列说法正确的是（）A.带电粒子在等势面上运动时，电场力不做功B.当带电粒子仅受电场力作用时，其电势能和动能之和保持不变C.在点电荷电场中，顺着电场线方向移动正电荷，电势能一定减小D.带电粒子在匀强电场中做类平抛运动时，其轨迹一定是抛物线8.如图所示，两平行金属板间存在匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，且E和B的方向相互垂直。一质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向射入，下列说法正确的是（）A.若v0满足一定条件，粒子可能做匀速直线运动B.若E和B的方向改为相同，粒子仍能做匀速直线运动C.若粒子带负电荷，仍能做匀速直线运动，但v0需满足v0=EB/mD.若粒子以速度2v0射入，粒子仍能做匀速直线运动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.带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动时，其轨迹一定是圆B.当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其运动轨迹一定是圆C.在叠加场中，带电粒子可能做匀速直线运动，但不可能做匀变速曲线运动D.分子间同时存在引力和斥力，当分子间距增大时，引力减小得更快10.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的带电小球，用绝缘细线悬挂于O点，置于水平方向的匀强磁场B中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角为θ，下列说法正确的是（）A.小球受到的洛伦兹力大小为qBgsinθB.小球受到的合外力不为零，因此处于非平衡状态C.若撤去磁场，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg/cosθD.若将磁场方向改为竖直向上，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg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的带电粒子，以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其做匀速圆周运动的半径为______，周期为______。2.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的带电小球，用绝缘细线悬挂于O点，置于水平方向的匀强磁场B中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角为θ，此时小球受到的洛伦兹力大小为______，细线张力大小为______。3.在研究带电粒子在电场中的运动时，一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从静止开始被加速电场加速，电场电压为U，其获得的速度大小为______。4.如图所示，两平行金属板间存在匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，且E和B的方向相互垂直。一质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向射入，若粒子做匀速直线运动，则v0需满足______。5.在研究带电粒子在复合场中的运动时，一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以速度v0进入一个同时存在匀强电场E和匀强磁场B的区域，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里，若粒子做匀速直线运动，则v0的方向必须______。6.一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其做匀速圆周运动的半径为______，周期为______。7.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的带电小球，用绝缘细线悬挂于O点，置于水平方向的匀强磁场B中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角为θ，此时小球受到的洛伦兹力大小为______，细线张力大小为______。8.在研究带电粒子在电场中的运动时，一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从静止开始被加速电场加速，电场电压为U，其获得的速度大小为______。9.如图所示，两平行金属板间存在匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，且E和B的方向相互垂直。一质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向射入，若粒子做匀速直线运动，则v0需满足______。10.在研究带电粒子在复合场中的运动时，一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以速度v0进入一个同时存在匀强电场E和匀强磁场B的区域，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里，若粒子做匀速直线运动，则v0的方向必须______。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。（）2.当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其动能会发生变化但动量保持不变。（）3.在叠加场中，带电粒子可能做匀速直线运动，但不可能做匀变速曲线运动。（）4.分子间同时存在引力和斥力，当分子间距增大时，引力减小得更快。（）5.带电粒子在等势面上运动时，电场力不做功。（）6.当带电粒子仅受电场力作用时，其电势能和动能之和保持不变。（）7.在点电荷电场中，顺着电场线方向移动正电荷，电势能一定减小。（）8.带电粒子在匀强电场中做类平抛运动时，其轨迹一定是抛物线。（）9.若E和B的方向改为相同，粒子仍能做匀速直线运动。（）10.若粒子带负电荷，仍能做匀速直线运动，但v0需满足v0=EB/m。（）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。2.解释为什么带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动时，其轨迹可能是直线或曲线。3.说明带电粒子在匀强电场中做类平抛运动的条件及其运动特点。4.分析带电粒子在叠加场中的运动特点，并举例说明。5.解释为什么带电粒子在等势面上运动时，电场力不做功。6.说明带电粒子在点电荷电场中的电势能变化规律。7.分析带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件及其运动特点。8.解释为什么带电粒子在复合场中可能做匀速直线运动。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的带电粒子，以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，求其做匀速圆周运动的半径和周期。2.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的带电小球，用绝缘细线悬挂于O点，置于水平方向的匀强磁场B中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角为θ，求小球受到的洛伦兹力大小和细线张力大小。3.一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从静止开始被加速电场加速，电场电压为U，求其获得的速度大小。4.如图所示，两平行金属板间存在匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，且E和B的方向相互垂直。一质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向射入，求粒子做匀速直线运动的条件。5.在研究带电粒子在复合场中的运动时，一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以速度v0进入一个同时存在匀强电场E和匀强磁场B的区域，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里，求粒子做匀速直线运动的条件。6.一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，求其做匀速圆周运动的半径和周期。7.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的带电小球，用绝缘细线悬挂于O点，置于水平方向的匀强磁场B中，当小球平衡时，细线与竖直方向的夹角为θ，求小球受到的洛伦兹力大小和细线张力大小。8.一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子，从静止开始被加速电场加速，电场电压为U，求其获得的速度大小。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A解析：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。洛伦兹力的公式为F=qvBsinθ，其中θ是速度方向与磁场方向的夹角。当θ=90°时，洛伦兹力最大；当θ=0°或180°时，洛伦兹力为零。因此，洛伦兹力始终不做功。2.B解析：小球受到的合外力不为零，因此处于非平衡状态。小球受到的力有重力、细线张力和洛伦兹力。当小球平衡时，这些力的合力为零。若撤去磁场，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg/cosθ。若将磁场方向改为竖直向上，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg。3.A解析：带电粒子在等势面上运动时，电场力不做功。等势面上的电势处处相等，因此电场力在等势面上做功为零。当带电粒子仅受电场力作用时，其电势能和动能之和保持不变。在点电荷电场中，顺着电场线方向移动正电荷，电势能一定减小。带电粒子在匀强电场中做类平抛运动时，其轨迹一定是抛物线。4.A解析：若v0满足一定条件，粒子可能做匀速直线运动。当电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反时，粒子可能做匀速直线运动。若E和B的方向改为相同，粒子仍能做匀速直线运动。若粒子带负电荷，仍能做匀速直线运动，但v0需满足v0=EB/m。若粒子以速度2v0射入，粒子仍能做匀速直线运动。5.A解析：带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动时，其轨迹一定是圆。当电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反时，粒子可能做匀速直线运动。当电场力和洛伦兹力大小不等时，粒子可能做曲线运动。在叠加场中，带电粒子可能做匀速直线运动，但不可能做匀变速曲线运动。分子间同时存在引力和斥力，当分子间距增大时，引力减小得更快。6.B解析：小球受到的合外力不为零，因此处于非平衡状态。小球受到的力有重力、细线张力和洛伦兹力。当小球平衡时，这些力的合力为零。若撤去磁场，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg/cosθ。若将磁场方向改为竖直向上，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg。7.A解析：带电粒子在等势面上运动时，电场力不做功。等势面上的电势处处相等，因此电场力在等势面上做功为零。当带电粒子仅受电场力作用时，其电势能和动能之和保持不变。在点电荷电场中，顺着电场线方向移动正电荷，电势能一定减小。带电粒子在匀强电场中做类平抛运动时，其轨迹一定是抛物线。8.A解析：若v0满足一定条件，粒子可能做匀速直线运动。当电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反时，粒子可能做匀速直线运动。若E和B的方向改为相同，粒子仍能做匀速直线运动。若粒子带负电荷，仍能做匀速直线运动，但v0需满足v0=EB/m。若粒子以速度2v0射入，粒子仍能做匀速直线运动。9.A解析：带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动时，其轨迹一定是圆。当电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反时，粒子可能做匀速直线运动。当电场力和洛伦兹力大小不等时，粒子可能做曲线运动。在叠加场中，带电粒子可能做匀速直线运动，但不可能做匀变速曲线运动。分子间同时存在引力和斥力，当分子间距增大时，引力减小得更快。10.B解析：小球受到的合外力不为零，因此处于非平衡状态。小球受到的力有重力、细线张力和洛伦兹力。当小球平衡时，这些力的合力为零。若撤去磁场，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg/cosθ。若将磁场方向改为竖直向上，小球仍能保持平衡，此时细线张力为mg。二、填空题1.qBv0/m，2πmv0/qB解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为r=qBv0/m，周期为T=2πm/qB。2.qv0Bsinθ，mg/cosθ解析：小球受到的洛伦兹力大小为F=qv0Bsinθ，细线张力大小为T=mg/cosθ。3.√(2qU/m)解析：带电粒子在加速电场中获得的动能等于电场力做的功，即qU=1/2mv0^2，解得v0=√(2qU/m)。4.v0=EB/m解析：当电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反时，粒子可能做匀速直线运动，即qE=qv0B，解得v0=EB/m。5.垂直于电场方向解析：当电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反时，粒子可能做匀速直线运动，即qE=qv0B，解得v0=EB/m。6.qBv0/m，2πm/qB解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为r=qBv0/m，周期为T=2πm/qB。7.qv0Bsinθ，mg/cosθ解析：小球受到的洛伦兹力大小为F=qv0Bsinθ，细线张力大小为T=mg/cosθ。8.√(2qU/m)解析：带电粒子在加速电场中获得的动能等于电场力做的功，即qU=1/2mv0^2，解得v0=√(2qU/m)。9.v0=EB/m解析：当电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反时，粒子可能做匀速直线运动，即qE=qv0B，解得v0=EB/m。10.垂直于电场方向解析：当电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反时，粒子可能做匀速直线运动，即qE=qv0B，解得v0=EB/m。三、判断题1.√解析：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。洛伦兹力的公式为F=qvBsinθ，其中θ是速度方向与磁场方向的夹角。当θ=90°时，洛伦兹力最大；当θ=0°或180°时，洛伦兹力为零。因此，洛伦兹力始终不做功。2.×解析：当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其动能保持不变，但动量会发生变化。洛伦兹力始终不做功，因此动能保持不变，但动量方向会发生变化。3.×解析：在叠加场中，带电粒子可能做匀速直线运动，也可能做匀变速曲线运动。例如，当电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反时，粒子可能做匀速直线运动；当电场力和洛伦兹力大小不等时，粒子可能做曲线运动。4.×解析：分子间同时存在引力和斥力，当分子间距增大时，引力减小得较慢，斥力减小得更快。5.√解析：带电粒子在等势面上运动时，电场力不做功。等势面上的电势处处相等，因此电场力在等势面上做功为零。6.√解析：当带电粒子仅受电场力作用时，其电势能和动能之和保持不变。这是因为在电场中，电场力做功等于电势能的变化，而动能的变化等于电场力做的功。因此，电势能和动能之和保持不变。7.√解析：在点电荷电场中，顺着电场线方向移动正电荷，电势能一定减小。这是因为电场力做正功，电势能减小。8.√解析：带电粒子在匀强电场中做类平抛运动时，其轨迹一定是抛物线。这是因为在匀强电场中，电场力恒定，带电粒子在垂直于电场方向做匀速直线运动，在平行于电场方向做匀加速直线运动，因此轨迹是抛物线。9.×解析：若E和B的方向改为相同，粒子不可能做匀速直线运动。因为此时电场力和洛伦兹力方向相同，粒子会受到一个合力，不可能做匀速直线运动。10.×解析：若粒子带负电荷，仍能做匀速直线运动，但v0需满足v0=EB/m。因为洛伦兹力的方向与正电荷相反，所以负电荷的洛伦兹力方向与正电荷相反，但大小相同。因此，v0需满足v0=EB/m。四、简答题1.洛伦兹力的特点是其方向始终与粒子速度方向垂直，因此始终不做功。洛伦兹力的大小为F=qvBsinθ，其中θ是速度方向与磁场方向的夹角。洛伦兹力对带电粒子运动的影响是使其做匀速圆周运动或螺旋运动。2.带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动时，其轨迹可能是直线或曲线。当电场力和洛伦兹力大小相等、方向相反时，粒子可能做匀速直线运动；当电场力和洛伦兹力大小不等时，粒子可能做曲线运动。3.带电粒子在匀强电场中做类平抛运动的条件是电场力恒定，且粒子初速度垂直于电场方向。其运动特点是垂直于电场方向做匀速直线运动，平行于电场方向做匀