2026年湖南省苏教版高二物理选修三第三章习题集

2026年湖南省苏教版高二物理选修三第三章习题集一、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.洛伦兹力永远不做功，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.在磁场中运动的带电粒子，其轨迹半径与粒子质量成反比，与电荷量成正比D.带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动时，可能存在合外力为零的状态参考答案：A解析：洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功，因此选项A正确。带电粒子仅受洛伦兹力时，动能不变但动量方向会变化，选项B错误。轨迹半径公式r=mv/Bq显示半径与质量成正比、与电荷量成反比，选项C错误。正交电场和磁场中，若粒子速度方向与电场力方向不共线，合外力不为零，选项D错误。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，细线与竖直方向成θ角。下列说法正确的是（）A.小球所受洛伦兹力大小为qBgsinθB.小球所受电场力方向水平向右C.小球所受合外力为零，但存在非零的向心力D.若撤去磁场，小球仍能保持平衡状态参考答案：C解析：洛伦兹力方向垂直于速度方向，平衡时水平方向受力平衡，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反，选项A、B错误。小球受重力和细线拉力，合力不为零但提供向心力，选项C正确。撤去磁场后，电场力消失，小球无法平衡，选项D错误。3.一带电粒子以速度v进入宽度为d的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。若粒子离开磁场时速度方向偏转了30°角，则下列说法正确的是（）A.粒子电荷量为mvB/dB.粒子在磁场中做类平抛运动C.粒子在磁场中运动的时间为d/vD.粒子离开磁场时的速度大小为√3v参考答案：A解析：偏转角30°对应圆弧所对圆心角60°，半径r=d/2，洛伦兹力提供向心力mv²/r=qvB，解得q=mvB/d，选项A正确。粒子做匀速圆周运动，非类平抛运动，选项B错误。运动时间t=圆弧长度/速率=πr/3v=πd/6v，选项C错误。离开时速度大小仍为v，选项D错误。4.如图所示，两平行金属板间存在匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，一带电粒子从左端以速度v0沿中线进入。若粒子恰能沿直线运动，则下列说法正确的是（）A.粒子所受电场力方向水平向右B.粒子电荷量必须为正C.粒子速度v0必须满足v0=√(qE/B)D.若增大电场强度E，粒子将向上偏转参考答案：C解析：直线运动要求电场力和洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得v0=E/B，选项C正确。粒子电荷正负不影响平衡条件，选项B错误。电场力方向取决于电荷正负，选项A错误。若E增大，洛伦兹力不变，电场力增大，粒子向下偏转，选项D错误。5.一电子以速度v0沿与磁场方向成45°角的方向射入匀强磁场B中，磁场方向垂直纸面向外。下列说法正确的是（）A.电子做匀速圆周运动的半径为mv0/(eB)B.电子做螺旋线运动，螺距为2πmv0/(eB)C.电子运动周期为2π/(eB)D.电子速度方向始终与洛伦兹力方向垂直参考答案：A解析：电子速度可分解为v0/√2沿磁场方向和v0/√2垂直磁场方向，垂直分量v0/√2做圆周运动，半径r=m(v0/√2)/(eB)，选项A正确。电子做螺旋线运动，但螺距公式p=2πm/(eB)仅适用于垂直磁场分量，选项B错误。运动周期T=2πm/(eB)适用于垂直分量，选项C错误。洛伦兹力方向始终垂直速度方向，选项D正确。6.如图所示，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，斜面置于水平方向的匀强磁场B中。若物块与斜面动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（）A.物块下滑过程中机械能守恒B.物块受到的洛伦兹力大小为qBvC.物块下滑的最大加速度为gsinθD.物块受到的合外力方向沿斜面向下参考答案：D解析：洛伦兹力不做功，机械能守恒，选项A正确。洛伦兹力大小与速度v相关，非恒定，选项B错误。最大加速度由重力沿斜面向下分量和摩擦力决定，a=gsinθ-μgcosθ，选项C错误。合外力沿斜面向下，选项D正确。7.一带电粒子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，随后进入一个电场强度为E的匀强电场区域，电场方向与磁场方向垂直。若粒子恰能沿直线运动，则下列说法正确的是（）A.粒子所受电场力与洛伦兹力大小相等方向相反B.粒子电荷量必须为正C.粒子速度v0必须满足v0=E/BD.若粒子质量增大，其运动速度将减小参考答案：A解析：直线运动要求电场力和洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，选项A正确。粒子电荷正负不影响平衡条件，选项B错误。速度v0=E/B，选项C正确。若质量增大，速度v0不变，选项D错误。8.如图所示，两平行金属板间存在正交的匀强电场E和匀强磁场B，一带电粒子从左端以速度v0沿中线进入。若粒子恰能沿直线运动，则下列说法正确的是（）A.粒子所受电场力方向水平向右B.粒子电荷量必须为正C.粒子速度v0必须满足v0=√(qE/B)D.若增大电场强度E，粒子将向上偏转参考答案：C解析：直线运动要求电场力和洛伦兹力平衡，即qE=qv0B，解得v0=E/B，选项C正确。粒子电荷正负不影响平衡条件，选项B错误。电场力方向取决于电荷正负，选项A错误。若E增大，洛伦兹力不变，电场力增大，粒子向下偏转，选项D错误。9.一电子以速度v0沿与磁场方向成45°角的方向射入匀强磁场B中，磁场方向垂直纸面向外。下列说法正确的是（）A.电子做匀速圆周运动的半径为mv0/(eB)B.电子做螺旋线运动，螺距为2πmv0/(eB)C.电子运动周期为2π/(eB)D.电子速度方向始终与洛伦兹力方向垂直参考答案：A解析：电子速度可分解为v0/√2沿磁场方向和v0/√2垂直磁场方向，垂直分量v0/√2做圆周运动，半径r=m(v0/√2)/(eB)，选项A正确。电子做螺旋线运动，但螺距公式p=2πm/(eB)仅适用于垂直磁场分量，选项B错误。运动周期T=2πm/(eB)适用于垂直分量，选项C错误。洛伦兹力方向始终垂直速度方向，选项D正确。10.如图所示，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，斜面置于水平方向的匀强磁场B中。若物块与斜面动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（）A.物块下滑过程中机械能守恒B.物块受到的洛伦兹力大小为qBvC.物块下滑的最大加速度为gsinθD.物块受到的合外力方向沿斜面向下参考答案：D解析：洛伦兹力不做功，机械能守恒，选项A正确。洛伦兹力大小与速度v相关，非恒定，选项B错误。最大加速度由重力沿斜面向下分量和摩擦力决定，a=gsinθ-μgcosθ，选项C错误。合外力沿斜面向下，选项D正确。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.一带电粒子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动半径为R。若将磁感应强度增大到2B，则粒子运动半径变为________。参考答案：R/√2解析：半径公式r=mv0/(qB)，磁感应强度增大到2B，半径变为R/(2B)=R/√2。2.一电子以速度v0沿与磁场方向成30°角的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。电子做螺旋线运动的螺距为________。参考答案：2πmv0/(eB√3)解析：螺旋线运动周期T=2πm/(eB)，螺距p=Tv0√3/2=2πmv0/(eB√3)。3.一带电粒子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动半径为R。若将粒子电荷量增大到2q，则粒子运动半径变为________。参考答案：R/2解析：半径公式r=mv0/(qB)，电荷量增大到2q，半径变为R/2。4.一电子以速度v0沿与磁场方向成45°角的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。电子做螺旋线运动的螺距为________。参考答案：2πmv0/(eB√2)解析：螺旋线运动周期T=2πm/(eB)，螺距p=Tv0√2/2=2πmv0/(eB√2)。5.一带电粒子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动半径为R。若将粒子速度增大到2v0，则粒子运动半径变为________。参考答案：2R解析：半径公式r=mv0/(qB)，速度增大到2v0，半径变为2R。6.一电子以速度v0沿与磁场方向成30°角的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。电子做螺旋线运动的螺距为________。参考答案：2πmv0/(eB√3)解析：螺旋线运动周期T=2πm/(eB)，螺距p=Tv0√3/2=2πmv0/(eB√3)。7.一带电粒子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动半径为R。若将粒子质量增大到2m，则粒子运动半径变为________。参考答案：√2R解析：半径公式r=mv0/(qB)，质量增大到2m，半径变为√2R。8.一电子以速度v0沿与磁场方向成45°角的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。电子做螺旋线运动的螺距为________。参考答案：2πmv0/(eB√2)解析：螺旋线运动周期T=2πm/(eB)，螺距p=Tv0√2/2=2πmv0/(eB√2)。9.一带电粒子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动半径为R。若将粒子电荷量增大到2q，则粒子运动半径变为________。参考答案：R/2解析：半径公式r=mv0/(qB)，电荷量增大到2q，半径变为R/2。10.一电子以速度v0沿与磁场方向成45°角的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。电子做螺旋线运动的螺距为________。参考答案：2πmv0/(eB√2)解析：螺旋线运动周期T=2πm/(eB)，螺距p=Tv0√2/2=2πmv0/(eB√2)。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.洛伦兹力永远不做功，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速度方向，不做功，正确。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。参考答案：错误解析：洛伦兹力不做功，动能不变，但动量方向会变化，错误。3.在磁场中运动的带电粒子，其轨迹半径与粒子质量成反比，与电荷量成正比。参考答案：错误解析：半径公式r=mv/(qB)，半径与质量成正比、与电荷量成反比，错误。4.带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动时，可能存在合外力为零的状态。参考答案：正确解析：若电场力与洛伦兹力平衡，合外力为零，正确。5.小球所受洛伦兹力大小为qBgsinθ。参考答案：错误解析：洛伦兹力大小为qvBsinα，α为速度与磁场夹角，不一定等于θ，错误。6.小球所受电场力方向水平向右。参考答案：错误解析：电场力方向取决于电场方向和电荷正负，无法确定，错误。7.小球所受合外力为零，但存在非零的向心力。参考答案：错误解析：合外力为零时，向心力也为零，错误。8.若撤去磁场，小球仍能保持平衡状态。参考答案：错误解析：撤去磁场后，电场力消失，小球无法平衡，错误。9.粒子离开磁场时速度方向偏转了30°角，对应圆弧所对圆心角为60°。参考答案：正确解析：偏转角30°对应圆弧所对圆心角60°，正确。10.粒子离开磁场时的速度大小为√3v。参考答案：错误解析：离开时速度大小仍为v，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。解答要点：-洛伦兹力方向始终垂直于速度方向，不做功-洛伦兹力大小为qvBsinα，α为速度与磁场夹角-洛伦兹力使带电粒子做匀速圆周运动或螺旋线运动-洛伦兹力不改变粒子动能，但改变动量方向2.解释为什么带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中可能做直线运动。解答要点：-当电场力与洛伦兹力平衡时，粒子做直线运动-平衡条件为qE=qvB，即v=E/B-粒子速度方向必须与电场力方向共线3.说明带电粒子在磁场中做螺旋线运动的条件及运动特点。解答要点：-螺旋线运动条件：速度方向与磁场方向有一定夹角-垂直磁场方向的分量做匀速圆周运动，平行磁场方向的分量做匀速直线运动-螺距公式p=2πmv/(eB)，周期公式T=2πm/(eB)4.分析带电粒子在绝缘斜面上运动时受到的力及其运动特点。解答要点：-受力：重力、支持力、摩擦力、洛伦兹力（若存在）-若速度方向与磁场方向不共线，还受洛伦兹力-运动特点：可能做匀加速直线运动或曲线运动5.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，若速度方向与电场力方向不共线，合外力不为零。解答要点：-电场力与洛伦兹力不在同一直线上-合外力不为零，粒子做曲线运动-合外力大小和方向随速度变化而变化6.说明带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式及其适用条件。解答要点：-半径公式r=mv/(qB)-适用条件：速度方向垂直于磁场方向-半径与质量成正比、与电荷量成反比、与速度成正比7.分析带电粒子在绝缘斜面上运动时受到的力及其运动特点。解答要点：-受力：重力、支持力、摩擦力、洛伦兹力（若存在）-若速度方向与磁场方向不共线，还受洛伦兹力-运动特点：可能做匀加速直线运动或曲线运动8.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，若速度方向与电场力方向不共线，合外力不为零。解答要点：-电场力与洛伦兹力不在同一直线上-合外力不为零，粒子做曲线运动-合外力大小和方向随速度变化而变化五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.如图所示，一质量为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，细线与竖直方向成θ角。求小球所受洛伦兹力大小和方向。解答要点：-洛伦兹力大小：qvBsinθ-洛伦兹力方向：垂直速度方向，即水平方向-若速度方向与磁场方向不共线，需进一步分析具体方向2.一电子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动半径为R。求电子质量m。解答要点：-半径公式r=mv0/(qB)-电子电荷量e=1.6×10^-19C-m=RqB/v03.一带电粒子以速度v0沿与磁场方向成45°角的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。求粒子做螺旋线运动的螺距。解答要点：-螺距公式p=2πmv0/(eB√2)-垂直磁场方向的分量做匀速圆周运动，平行磁场方向的分量做匀速直线运动4.一电子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动半径为R。求电子动能。解答要点：-半径公式r=mv0/(qB)-动能Ek=1/2mv0²-由r=mv0/(qB)解得v0=qBr/m-Ek=1/2m(qBr/m)²=q²B²R²/2m5.一带电粒子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动半径为R。求粒子运动周期。解答要点：-周期公式T=2πm/(qB)-由r=mv0/(qB)解得m=qBr/v0-T=2π(qBr/v0)/(qB)=2πr/v06.一电子以速度v0沿与磁场方向成45°角的方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外。求粒子做螺旋线运动的螺距。解答要点：-螺距公式p=2πmv0/(eB√2)-垂直磁场方向的分量做匀速圆周运动，平行磁场方向的分量做匀速直线运动7.一带电粒子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动半径为R。求粒子电荷量q。解答要点：-半径公式r=mv0/(qB)-q=mv0/(rB)8.一电子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动半径为R。求电子动能。解答要点：-半径公式r=mv0/(qB)-动能Ek=1/2mv0²-由r=mv0/(qB)解得v0=qBr/m-Ek=1/2m(qBr/m)²=q²B²R²/2m【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.C3.A4.C5.A6.D7.C8.C9.A10.D二、填空题1.R/√212.2πmv0/(eB√3)13.R/214.2πmv0/(eB√2)15.2R2.2πmv0/(eB√3)17.√2R18.2πmv0/(eB√2)19.R/220.2πmv0/(eB√2)三、判断题1.√22.×23.×24.√25.×26.×27.×28.×29.√30.×四、简答题1.洛伦兹力特点：方向始终垂直速度方向，不做功；对带电粒子运动影响：使粒子做匀速圆周运动或螺旋线运动，不改变动能但改变动量方向。2.带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中可能做直线运动的条件是电场力与洛伦兹力平衡，即速度方向与电场力方向共线，速度大小v=E/B。3.带电粒子在磁场中做螺旋线运动的条件是速度方向与磁场方向有一定夹角；运动特点：垂直磁场方向的分量做匀速圆周运动，平行磁场方向的分量做匀速直线运动，合成螺旋线运动，螺距公式p=2πmv/(eB)，周期公式T=2π