2026年湖南省人教版高二物理选修三第三章习题解析

2026年湖南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.在重力场和电场同时存在的区域，带电粒子的运动轨迹一定是一条抛物线D.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其电势能可能发生变化参考答案：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，速度大小不变，动能不变，B错误。重力场和电场叠加时，若电场力与重力平衡，粒子做匀速直线运动，C错误。带电粒子在磁场中运动时，电势能不变，D错误。2.如图所示，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.小球运动到最低点时，细线拉力大小为mgC.小球运动到最低点时，速度方向与洛伦兹力方向相反D.小球运动过程中，洛伦兹力始终不做功参考答案：C解析：小球受重力、细线拉力和洛伦兹力，机械能不守恒，A错误。最低点时，细线拉力等于重力与洛伦兹力合力，大于mg，B错误。最低点时，速度方向与洛伦兹力方向相反，C正确。洛伦兹力不做功，但并非始终不做功（如速度方向变化时），D错误。3.在一个水平放置的平行板电容器中，两板间距为d，板间电压为U。一个质量为m、电荷量为-q的油滴从静止开始从下板边缘进入电场，恰好能沿直线运动。若将电容器电压突然增大到2U，油滴仍从同一位置进入，则（）A.油滴运动速度将增大B.油滴运动时间将减小C.油滴运动轨迹将变为曲线D.油滴进入电场时受到的电场力方向向上参考答案：B解析：油滴沿直线运动时，电场力与重力平衡，即qE=mg，E=U/d。电压变为2U时，电场力变为2qE=2mg，油滴将向上偏转，但运动时间因加速度增大而减小，B正确。速度变化取决于具体运动过程，轨迹变为曲线，电场力方向仍向下，A、C、D错误。4.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为+q，则（）A.粒子将做匀速直线运动B.粒子将做曲线运动C.粒子将做匀速圆周运动D.粒子的动能将发生变化参考答案：A解析：电场力qE向下，洛伦兹力qvB向上，若qE=qvB，则粒子做匀速直线运动，A正确。若不平衡，将做曲线运动，B错误。匀速圆周运动需洛伦兹力提供向心力，但电场力存在，C错误。动能不变，D错误。5.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的小物块，从倾角为θ的绝缘斜面顶端由静止下滑，斜面处于方向竖直向下的匀强电场中，场强为E。若物块与斜面动摩擦因数为μ，则（）A.物块下滑过程中机械能守恒B.物块下滑加速度大小为gsinθC.物块受到的摩擦力大小为μ(qE+mgcosθ)D.物块下滑过程中电势能减少参考答案：D解析：物块受重力、电场力、支持力和摩擦力，机械能不守恒，A错误。下滑加速度a=(mgsinθ+qEcosθ)/m，B错误。摩擦力f=μ(mgcosθ+qEsinθ)，C错误。电场力做正功，电势能减少，D正确。6.一个电子以速度v0沿垂直于磁场的方向进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B。若电子电荷量为e，质量为m，则（）A.电子穿过磁场的时间为d/v0B.电子离开磁场时速度大小为v0C.电子离开磁场时速度方向与进入时方向相同D.电子离开磁场时速度方向与进入时方向相反参考答案：B解析：电子做匀速圆周运动，穿越磁场时间为1/4周期，t=(πm)/(2eB)，A错误。速度大小不变，B正确。离开时速度方向与进入时方向垂直，C、D错误。7.在一个水平放置的平行板电容器中，两板间距为d，板间电压为U。一个质量为m、电荷量为-q的油滴从静止开始从下板边缘进入电场，恰好能沿直线运动。若将电容器两板竖直放置，电压不变，油滴仍从同一位置进入，则（）A.油滴运动速度将增大B.油滴运动时间将减小C.油滴运动轨迹将变为曲线D.油滴进入电场时受到的电场力方向向上参考答案：C解析：水平放置时，电场力与重力平衡。竖直放置时，电场力与重力不平衡，油滴将向上偏转，做曲线运动，C正确。速度和时间变化取决于具体运动过程，A、B错误。电场力方向仍向下，D错误。8.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为-q，则（）A.粒子将做匀速直线运动B.粒子将做曲线运动C.粒子将做匀速圆周运动D.粒子的动能将发生变化参考答案：A解析：电场力qE向上，洛伦兹力qvB向下，若qE=qvB，则粒子做匀速直线运动，A正确。若不平衡，将做曲线运动，B错误。匀速圆周运动需洛伦兹力提供向心力，但电场力存在，C错误。动能不变，D错误。9.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的小物块，从倾角为θ的绝缘斜面顶端由静止下滑，斜面处于方向竖直向下的匀强电场中，场强为E。若物块与斜面动摩擦因数为μ，则（）A.物块下滑过程中机械能守恒B.物块下滑加速度大小为gsinθC.物块受到的摩擦力大小为μ(qE+mgcosθ)D.物块下滑过程中电势能减少参考答案：D解析：物块受重力、电场力、支持力和摩擦力，机械能不守恒，A错误。下滑加速度a=(mgsinθ+qEcosθ)/m，B错误。摩擦力f=μ(mgcosθ+qEsinθ)，C错误。电场力做正功，电势能减少，D正确。10.一个电子以速度v0沿垂直于磁场的方向进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B。若电子电荷量为e，质量为m，则（）A.电子穿过磁场的时间为d/v0B.电子离开磁场时速度大小为v0C.电子离开磁场时速度方向与进入时方向相同D.电子离开磁场时速度方向与进入时方向相反参考答案：B解析：电子做匀速圆周运动，穿越磁场时间为1/4周期，t=(πm)/(2eB)，A错误。速度大小不变，B正确。离开时速度方向与进入时方向垂直，C、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角后由静止释放，小球运动到最低点时速度大小为______。参考答案：√(2gL(1-cosθ))解析：由机械能守恒，重力势能减少转化为动能，v=√(2gL(1-cosθ))。2.在一个水平放置的平行板电容器中，两板间距为d，板间电压为U。一个质量为m、电荷量为-q的油滴从静止开始从下板边缘进入电场，恰好能沿直线运动，则电场强度E______，油滴进入电场时的电势能______。参考答案：mg/q，mgd解析：电场力与重力平衡，E=mg/q。电势能等于电场力做功，UEd=mgd。3.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为+q，则粒子受到的电场力大小为______，洛伦兹力大小为______。参考答案：qE，qvB解析：电场力F=qE，洛伦兹力f=qvB。4.一个电子以速度v0沿垂直于磁场的方向进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B。若电子电荷量为e，质量为m，则电子做匀速圆周运动的半径为______，周期为______。参考答案：mv0/eB，2πm/eB解析：洛伦兹力提供向心力，mv0²/r=qvB，r=mv0/eB。周期T=2πr/v0=2πm/eB。5.在一个水平放置的平行板电容器中，两板间距为d，板间电压为U。一个质量为m、电荷量为-q的油滴从静止开始从下板边缘进入电场，恰好能沿直线运动，则电场力与重力______，电场力做功为______。参考答案：平衡，mgd解析：电场力与重力平衡，W=qU=mgd。6.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为-q，则粒子受到的电场力方向______，洛伦兹力方向______。参考答案：向下，向上解析：电场力方向与电荷量符号相反，向下。洛伦兹力方向与速度方向和磁场方向符合左手定则，向上。7.一个电子以速度v0沿垂直于磁场的方向进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B。若电子电荷量为e，质量为m，则电子做匀速圆周运动的角速度为______，频率为______。参考答案：eB/m，eB/2πm解析：角速度ω=v0/r=ev0B/m。频率f=ω/2π=eB/2πm。8.在一个水平放置的平行板电容器中，两板间距为d，板间电压为U。一个质量为m、电荷量为-q的油滴从静止开始从下板边缘进入电场，恰好能沿直线运动，则电场力与重力______，电场力做功为______。参考答案：平衡，mgd解析：电场力与重力平衡，W=qU=mgd。9.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为+q，则粒子受到的电场力方向______，洛伦兹力方向______。参考答案：向上，向下解析：电场力方向与电荷量符号相反，向上。洛伦兹力方向与速度方向和磁场方向符合左手定则，向下。10.一个电子以速度v0沿垂直于磁场的方向进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B。若电子电荷量为e，质量为m，则电子做匀速圆周运动的半径为______，周期为______。参考答案：mv0/eB，2πm/eB解析：洛伦兹力提供向心力，mv0²/r=qvB，r=mv0/eB。周期T=2πr/v0=2πm/eB。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。参考答案：正确解析：洛伦兹力方向始终垂直于速度方向，不做功。2.当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其动能可能增加。参考答案：错误解析：洛伦兹力不做功，动能不变。3.在重力场和电场同时存在的区域，带电粒子的运动轨迹一定是一条抛物线。参考答案：错误解析：若电场力与重力平衡，粒子做匀速直线运动。4.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其电势能可能发生变化。参考答案：错误解析：电场力不做功，电势能不变。5.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为+q，则粒子将做匀速直线运动。参考答案：正确解析：若qE=qvB，则粒子做匀速直线运动。6.一个电子以速度v0沿垂直于磁场的方向进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B，则电子穿过磁场的时间为d/v0。参考答案：错误解析：电子做匀速圆周运动，穿越磁场时间为1/4周期，t=(πm)/(2eB)。7.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为-q，则粒子将做曲线运动。参考答案：正确解析：若qE≠qvB，则粒子做曲线运动。8.一个质量为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角后由静止释放，小球运动到最低点时速度方向与洛伦兹力方向相反。参考答案：正确解析：最低点时速度方向与洛伦兹力方向相反。9.在一个水平放置的平行板电容器中，两板间距为d，板间电压为U。一个质量为m、电荷量为-q的油滴从静止开始从下板边缘进入电场，恰好能沿直线运动，则电场力与重力平衡。参考答案：正确解析：电场力与重力平衡，qE=mg。10.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为+q，则粒子受到的电场力方向向上。参考答案：正确解析：电场力方向与电荷量符号相反，向上。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。参考答案：洛伦兹力始终垂直于粒子速度方向，不做功，但能改变粒子运动方向。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动或螺旋运动。2.解释为什么带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场区域中可能做匀速直线运动。参考答案：当电场力与洛伦兹力平衡时，即qE=qvB，带电粒子将做匀速直线运动。3.一个电子以速度v0沿垂直于磁场的方向进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B。若电子电荷量为e，质量为m，求电子做匀速圆周运动的半径。参考答案：洛伦兹力提供向心力，mv0²/r=evB，r=mv0/eB。4.在一个水平放置的平行板电容器中，两板间距为d，板间电压为U。一个质量为m、电荷量为-q的油滴从静止开始从下板边缘进入电场，恰好能沿直线运动，求电场强度E。参考答案：电场力与重力平衡，qE=mg，E=mg/q。5.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为+q，求粒子受到的电场力方向和洛伦兹力方向。参考答案：电场力方向向上，洛伦兹力方向向下。6.一个电子以速度v0沿垂直于磁场的方向进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B。若电子电荷量为e，质量为m，求电子做匀速圆周运动的周期。参考答案：周期T=2πr/v0=2πm/eB。7.在一个水平放置的平行板电容器中，两板间距为d，板间电压为U。一个质量为m、电荷量为-q的油滴从静止开始从下板边缘进入电场，恰好能沿直线运动，求电场力做功。参考答案：电场力做功W=qU=mgd。8.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为-q，求粒子受到的电场力方向和洛伦兹力方向。参考答案：电场力方向向下，洛伦兹力方向向上。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角后由静止释放，求小球运动到最低点时速度大小。参考答案：由机械能守恒，重力势能减少转化为动能，v=√(2gL(1-cosθ))。2.在一个水平放置的平行板电容器中，两板间距为d，板间电压为U。一个质量为m、电荷量为-q的油滴从静止开始从下板边缘进入电场，恰好能沿直线运动，求电场力与重力关系。参考答案：电场力与重力平衡，qE=mg。3.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为+q，求粒子受到的电场力大小和洛伦兹力大小。参考答案：电场力F=qE，洛伦兹力f=qvB。4.一个电子以速度v0沿垂直于磁场的方向进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B。若电子电荷量为e，质量为m，求电子做匀速圆周运动的半径和周期。参考答案：半径r=mv0/eB，周期T=2πm/eB。5.在一个水平放置的平行板电容器中，两板间距为d，板间电压为U。一个质量为m、电荷量为-q的油滴从静止开始从下板边缘进入电场，恰好能沿直线运动，求电场力做功。参考答案：电场力做功W=qU=mgd。6.一个带电粒子以速度v进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向竖直向上，磁场方向垂直纸面向里。若粒子电荷量为-q，求粒子受到的电场力方向和洛伦兹力方向。参考答案：电场力方向向下，洛伦兹力方向向上。7.一个电子以速度v