2026年云南省部编版高二物理选修三第三章习题解析

2026年云南省部编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.在重力场和电场同时存在的匀强磁场中，带电粒子的运动轨迹一定是抛物线D.带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反参考答案：A解析：洛伦兹力始终垂直于粒子速度方向，不做功，因此A正确。带电粒子仅受洛伦兹力作用时，速度方向不断变化但大小不变，动能不变，B错误。带电粒子在重力场和电场同时存在的匀强磁场中，若初速度方向与场强方向不共线，运动轨迹可能是螺旋线或复杂曲线，不一定是抛物线，C错误。带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反，但需满足电场力与洛伦兹力共线且反向，即粒子速度方向与电场力方向平行，D错误。2.一个质量为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，磁场磁感应强度为B。当小球从平衡位置偏转θ角（θ<5°）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，细线拉力大小为3mgD.小球运动到最低点时，细线拉力大小为mg（1+2sinθ）参考答案：C解析：小球在磁场中运动时，洛伦兹力不做功，但电场力可能做功，因此机械能不一定守恒，A错误。若磁场中存在电场，电场力可能做功导致电势能变化，B错误。小球运动到最低点时，受力平衡方程为：细线拉力T=mg+qBLω，其中ω为小球角速度，由机械能守恒可得：mgL(1-cosθ)=½mL²ω²，解得ω=√(2g(1-cosθ)/L)，代入T得T=3mg，C正确，D错误。3.一个质量为m、电荷量为-q的粒子，以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子运动一周后回到出发点。若将磁感应强度变为2B，其他条件不变，则下列说法正确的是（）A.粒子运动周期变为原来的2倍B.粒子运动半径变为原来的1/2C.粒子运动速度大小不变D.粒子运动轨迹半径变为原来的√2倍参考答案：C解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，周期T=2πm/(qB)，半径r=mvo/(qB)。当磁感应强度变为2B时，周期T'变为原来的1/2，半径r'变为原来的1/2，速度大小v0不变，C正确，A、B、D错误。4.一个质量为m、电荷量为+q的小球，从倾角为θ的绝缘斜面顶端由静止下滑，斜面处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。若小球下滑过程中始终不离开斜面，下列说法正确的是（）A.小球下滑过程中机械能守恒B.小球下滑过程中动能增加量等于重力势能减少量C.小球下滑过程中受到的洛伦兹力方向始终沿斜面向上D.小球下滑加速度大小为gsinθ参考答案：D解析：小球下滑过程中，重力做正功，洛伦兹力不做功，但支持力可能做负功，因此机械能不一定守恒，A错误。若存在电场，动能增加量不一定等于重力势能减少量，B错误。洛伦兹力方向垂直于速度方向和磁场方向，不可能始终沿斜面向上，C错误。沿斜面方向受力平衡方程为：mgsinθ=qvBcosθ，解得v=gsinθ/(qBcosθ)，代入牛顿第二定律得a=gsinθ，D正确。5.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场区域，电场强度为E，电场方向与速度方向夹角为α（α<45°）。若粒子能够沿直线穿过电场区域，下列说法正确的是（）A.粒子穿过电场区域的时间为d/v0B.粒子穿过电场区域时动能增加量等于电场力做功C.粒子穿过电场区域时受到的合外力大小为qEcosαD.粒子穿过电场区域时速度方向偏转角为α参考答案：B解析：粒子沿直线穿过电场区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qEcosα=qv0sinαB，解得B=Esinα/v0cosα。粒子穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)，A错误。电场力做功等于动能增加量，B正确。粒子受到的合外力为洛伦兹力，大小为qv0sinαB=qv0Esin²α/cosα，C错误。速度方向偏转角θ=tan⁻¹(qv0sinαB)/(qEcosα)=tan⁻¹tanα≠α，D错误。6.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过磁场区域，下列说法正确的是（）A.粒子穿过磁场区域的时间为d/v0B.粒子穿过磁场区域时动能增加量等于磁场力做功C.粒子穿过磁场区域时受到的合外力大小为qv0BD.粒子穿过磁场区域时速度方向偏转角为90°参考答案：D解析：粒子沿直线穿过磁场区域时，洛伦兹力提供向心力，即qv0B=mv0²/R，解得R=d/2。粒子做匀速圆周运动的周期T=2πm/(qB)，穿过磁场区域的时间t=πm/(qB)，A错误。磁场力不做功，动能不变，B错误。粒子受到的合外力为洛伦兹力，大小为qv0B，C正确，但题目要求选择唯一正确的选项，D更符合实际情况。实际上，若粒子进入磁场时速度方向与边界夹角为45°，才能沿直线穿过且偏转角为90°，D正确。7.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向右，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过该区域，下列说法正确的是（）A.粒子穿过电场区域的时间为d/v0B.粒子穿过电场区域时动能增加量等于电场力做功C.粒子穿过电场区域时受到的合外力大小为qE+qv0BD.粒子穿过电场区域时速度方向偏转角为0°参考答案：D解析：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0。粒子穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(v0B/E)=tan⁻¹(1/cosα)，A错误。电场力做功等于动能增加量，B正确。粒子受到的合外力为洛伦兹力，大小为qv0B，C错误。速度方向偏转角为0°，D正确。8.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向右，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向外。若粒子能够沿直线穿过该区域，下列说法正确的是（）A.粒子穿过电场区域的时间为d/v0B.粒子穿过电场区域时动能增加量等于电场力做功C.粒子穿过电场区域时受到的合外力大小为qE+qv0BD.粒子穿过电场区域时速度方向偏转角为0°参考答案：C解析：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0。粒子穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(v0B/E)=tan⁻¹(1/cosα)，A错误。电场力做功等于动能增加量，B正确。粒子受到的合外力为洛伦兹力，大小为qv0B，C错误。速度方向偏转角为0°，D正确。9.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向左，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过该区域，下列说法正确的是（）A.粒子穿过电场区域的时间为d/v0B.粒子穿过电场区域时动能增加量等于电场力做功C.粒子穿过电场区域时受到的合外力大小为qE+qv0BD.粒子穿过电场区域时速度方向偏转角为0°参考答案：D解析：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0。粒子穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(v0B/E)=tan⁻¹(1/cosα)，A错误。电场力做功等于动能增加量，B正确。粒子受到的合外力为洛伦兹力，大小为qv0B，C错误。速度方向偏转角为0°，D正确。10.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向左，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向外。若粒子能够沿直线穿过该区域，下列说法正确的是（）A.粒子穿过电场区域的时间为d/v0B.粒子穿过电场区域时动能增加量等于电场力做功C.粒子穿过电场区域时受到的合外力大小为qE+qv0BD.粒子穿过电场区域时速度方向偏转角为0°参考答案：D解析：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0。粒子穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(v0B/E)=tan⁻¹(1/cosα)，A错误。电场力做功等于动能增加量，B正确。粒子受到的合外力为洛伦兹力，大小为qv0B，C错误。速度方向偏转角为0°，D正确。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v0进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过磁场区域，则粒子进入磁场时速度方向与边界夹角α=________。参考答案：45°解析：粒子沿直线穿过磁场区域时，做匀速圆周运动的圆心位于边界上，即粒子进入磁场时速度方向与边界夹角为45°。2.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场区域，电场强度为E，电场方向水平向右。若粒子能够沿直线穿过电场区域，则粒子进入电场时速度方向与边界夹角α=________。参考答案：tan⁻¹(E/v0)解析：粒子沿直线穿过电场区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向与边界夹角α=tan⁻¹(E/v0)。3.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向右，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过该区域，则粒子穿过电场区域的时间t=________。参考答案：d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(v0B/E)解析：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向与边界夹角α=tan⁻¹(v0B/E)，穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)。4.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向左，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过该区域，则粒子穿过电场区域的时间t=________。参考答案：d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(E/v0)解析：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向与边界夹角α=tan⁻¹(E/v0)，穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)。5.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向右，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向外。若粒子能够沿直线穿过该区域，则粒子穿过电场区域的时间t=________。参考答案：d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(E/v0)解析：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向与边界夹角α=tan⁻¹(E/v0)，穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)。6.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向左，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向外。若粒子能够沿直线穿过该区域，则粒子穿过电场区域的时间t=________。参考答案：d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(E/v0)解析：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向与边界夹角α=tan⁻¹(E/v0)，穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)。7.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过磁场区域，则粒子穿过磁场区域时动能增加量ΔEk=________。参考答案：0解析：粒子在磁场中运动时，洛伦兹力不做功，动能不变，因此动能增加量ΔEk=0。8.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场区域，电场强度为E，电场方向水平向右。若粒子能够沿直线穿过电场区域，则粒子穿过电场区域时动能增加量ΔEk=________。参考答案：qEd解析：电场力做功等于动能增加量，ΔEk=qEd。9.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向右，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过该区域，则粒子穿过电场区域时速度方向偏转角θ=________。参考答案：0°解析：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，速度方向不偏转，偏转角θ=0°。10.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向左，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向外。若粒子能够沿直线穿过该区域，则粒子穿过电场区域时速度方向偏转角θ=________。参考答案：0°解析：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，速度方向不偏转，偏转角θ=0°。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力始终不做功。（√）解析：洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功。2.带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反。（×）解析：带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，不受洛伦兹力作用。3.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，周期与粒子速度大小无关。（√）解析：周期T=2πm/(qB)，与速度大小无关。4.带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，电场力与重力平衡。（×）解析：带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，不受重力作用。5.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，半径与粒子速度大小成正比。（√）解析：半径r=mvo/(qB)，与速度大小成正比。6.带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力平衡。（×）解析：带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，不受洛伦兹力作用。7.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，半径与磁感应强度成反比。（√）解析：半径r=mvo/(qB)，与磁感应强度成反比。8.带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，电场力与重力平衡。（×）解析：带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，不受重力作用。9.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，周期与磁感应强度成反比。（√）解析：周期T=2πm/(qB)，与磁感应强度成反比。10.带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力平衡。（×）解析：带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，不受洛伦兹力作用。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件。解答：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件是：粒子速度方向与磁场方向垂直，且不受其他外力作用。2.简述带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动的条件。解答：带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动的条件是：粒子速度方向与电场力方向平行，且不受其他外力作用。3.简述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式。解答：带电粒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为粒子质量，q为粒子电荷量，B为磁感应强度。4.简述带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动的周期公式。解答：带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，不受洛伦兹力作用，因此不存在周期公式。5.简述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式。解答：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式为r=mvo/(qB)，其中m为粒子质量，q为粒子电荷量，B为磁感应强度，vo为粒子速度大小。6.简述带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动的半径公式。解答：带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，不受洛伦兹力作用，因此不存在半径公式。7.简述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力公式。解答：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力公式为F=qvB，其中q为粒子电荷量，v为粒子速度大小，B为磁感应强度。8.简述带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动的向心力公式。解答：带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，不受洛伦兹力作用，因此不存在向心力公式。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v0进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过磁场区域，求粒子进入磁场时速度方向与边界夹角α。解答：粒子沿直线穿过磁场区域时，做匀速圆周运动的圆心位于边界上，即粒子进入磁场时速度方向与边界夹角为45°。2.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场区域，电场强度为E，电场方向水平向右。若粒子能够沿直线穿过电场区域，求粒子进入电场时速度方向与边界夹角α。解答：粒子沿直线穿过电场区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向与边界夹角α=tan⁻¹(E/v0)。3.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向右，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过该区域，求粒子穿过电场区域的时间t。解答：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向与边界夹角α=tan⁻¹(v0B/E)，穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)。4.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向左，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过该区域，求粒子穿过电场区域的时间t。解答：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向与边界夹角α=tan⁻¹(E/v0)，穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)。5.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向右，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向外。若粒子能够沿直线穿过该区域，求粒子穿过电场区域的时间t。解答：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向与边界夹角α=tan⁻¹(E/v0)，穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)。6.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场共存的区域，电场强度为E，电场方向水平向左，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向外。若粒子能够沿直线穿过该区域，求粒子穿过电场区域的时间t。解答：粒子沿直线穿过电场和磁场共存的区域时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向与边界夹角α=tan⁻¹(E/v0)，穿过电场区域的时间t=d/(v0cosα)。7.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁场磁感应强度为B，磁场方向垂直纸面向里。若粒子能够沿直线穿过磁场区域，求粒子穿过磁场区域时动能增加量ΔEk。解答：粒子在磁场中运动时，洛伦兹力不做功，动能不变，因此动能增加量ΔEk=0。8.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v0进入一个宽度为d的匀强电场区域，电场强度为E，电场方向水平向右。若粒子能够沿直线穿过电场区域，求粒子穿过电场区域时动能增加量ΔEk。解答：电场力做功等于动能增加量，ΔEk=qEd。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.C3.C4.D5.B6.D7.D8.C9.D10.D二、填空题1.45°2.tan⁻¹(E/v0)3.d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(v0B/E)4.d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(E/v0)5.d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(E/v0)6.d/(v0cosα)，其中α=tan⁻¹(E/v0)7.08.qEd9.0°10.0°三、判断题1.√2.×3.√4.×5.√6.×7.√