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.在叠加场中，带电粒子的运动轨迹一定是一条曲线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速度方向，不做功，因此A正确。带电粒子仅受洛伦兹力时，速度方向不断改变但大小不变，动能不变，B错误。带电粒子在叠加场中若初速度与场力平衡，可能做直线运动，C错误。正交的匀强电场和磁场中，若带电粒子做匀速直线运动，则电场力与洛伦兹力大小相等方向相反，但需满足特定条件（如电场力与洛伦兹力共线且反向），D错误。2.一带电粒子以速度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，质量为m，则下列说法正确的是（）A.粒子一定做曲线运动B.粒子可能做匀速直线运动C.粒子的动能会逐渐减小D.粒子的电势能会逐渐增加参考答案：B解析：若粒子初速度方向与电场力方向共线，且洛伦兹力与电场力平衡，则粒子做匀速直线运动，B正确。若初速度方向与场力不共线，则做曲线运动，A错误。由于洛伦兹力不做功，电场力不做功，粒子动能不变，C错误。电势能变化取决于电场力做功情况，若粒子沿电场力方向运动，电势能减小，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取决于dee的半径C.回旋加速器中，粒子每次经过dee的时间相等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。粒子最大动能与dee半径、磁感应强度成正比，B正确。粒子每次经过dee的时间取决于dee电压周期，与粒子质量、电荷量有关，C错误。回旋加速器适用于加速质量较小的粒子（如质子），D错误。4.一带电粒子以速度v进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B，粒子电荷量为+q，质量为m。若粒子进入磁场时速度方向与磁场方向垂直，则下列说法正确的是（）A.粒子离开磁场时速度大小一定小于vB.粒子离开磁场时速度方向一定与进入时速度方向相同C.粒子在磁场中做圆周运动的半径为mv/BD.粒子在磁场中运动的时间为d/v参考答案：C解析：洛伦兹力不做功，粒子速度大小不变，A错误。粒子离开磁场时速度方向与进入时速度方向相同，B正确。粒子做圆周运动的半径为mv/B，C正确。粒子在磁场中运动的时间为T/2，其中T为周期，T=2πm/(qB)，D错误。5.一带电粒子以速度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，质量为m，且粒子进入时速度方向与电场力方向平行，则下列说法正确的是（）A.粒子一定做曲线运动B.粒子可能做匀速直线运动C.粒子的动能会逐渐减小D.粒子的电势能会逐渐增加参考答案：B解析：若粒子进入时速度方向与电场力方向平行，且洛伦兹力与电场力平衡，则粒子做匀速直线运动，B正确。若场力不平衡，则做曲线运动，A错误。由于洛伦兹力不做功，电场力不做功，粒子动能不变，C错误。电势能变化取决于电场力做功情况，若粒子沿电场力方向运动，电势能减小，D错误。6.一带电粒子以速度v进入一个宽度为d的匀强电场区域，电场强度为E，粒子电荷量为+q，质量为m。若粒子进入电场时速度方向与电场力方向垂直，则下列说法正确的是（）A.粒子离开电场时速度大小一定大于vB.粒子离开电场时速度方向一定与进入时速度方向相同C.粒子在电场中做类平抛运动D.粒子在电场中运动的时间为d/v参考答案：C解析：粒子在电场中做类平抛运动，速度大小可能增加也可能减小，A错误。粒子离开电场时速度方向一定与进入时速度方向不同，B错误。粒子在电场中做类平抛运动，C正确。粒子在电场中运动的时间为2d/(vcosθ)，其中θ为初速度与电场力方向的夹角，D错误。7.一带电粒子以速度v进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B，粒子电荷量为+q，质量为m。若粒子进入磁场时速度方向与磁场方向平行，则下列说法正确的是（）A.粒子离开磁场时速度大小一定小于vB.粒子离开磁场时速度方向一定与进入时速度方向相同C.粒子在磁场中做圆周运动D.粒子在磁场中运动的时间为d/v参考答案：B解析：粒子进入磁场时速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动，B正确。由于洛伦兹力不做功，粒子速度大小不变，A错误。粒子不做圆周运动，C错误。粒子在磁场中运动的时间为d/v，D正确。8.一带电粒子以速度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，质量为m，且粒子进入时速度方向与电场力方向垂直，则下列说法正确的是（）A.粒子一定做曲线运动B.粒子可能做匀速直线运动C.粒子的动能会逐渐减小D.粒子的电势能会逐渐增加参考答案：A解析：粒子进入时速度方向与电场力方向垂直，受电场力作用做曲线运动，A正确。由于洛伦兹力不做功，电场力不做功，粒子动能不变，B错误。电势能变化取决于电场力做功情况，若粒子沿电场力方向运动，电势能减小，D错误。9.一带电粒子以速度v进入一个宽度为d的匀强电场区域，电场强度为E，粒子电荷量为+q，质量为m。若粒子进入电场时速度方向与电场力方向平行，则下列说法正确的是（）A.粒子离开电场时速度大小一定大于vB.粒子离开电场时速度方向一定与进入时速度方向相同C.粒子在电场中做类平抛运动D.粒子在电场中运动的时间为d/v参考答案：A解析：粒子在电场中做类平抛运动，速度大小可能增加也可能减小，A错误。粒子离开电场时速度方向一定与进入时速度方向不同，B错误。粒子在电场中做类平抛运动，C正确。粒子在电场中运动的时间为2d/(vcosθ)，其中θ为初速度与电场力方向的夹角，D错误。10.一带电粒子以速度v进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B，粒子电荷量为+q，质量为m。若粒子进入磁场时速度方向与磁场方向垂直，则下列说法正确的是（）A.粒子离开磁场时速度大小一定大于vB.粒子离开磁场时速度方向一定与进入时速度方向相同C.粒子在磁场中做圆周运动D.粒子在磁场中运动的时间为d/v参考答案：C解析：粒子在磁场中做圆周运动，速度大小不变，A错误。粒子离开磁场时速度方向一定与进入时速度方向不同，B错误。粒子在磁场中做圆周运动，C正确。粒子在磁场中运动的时间为T/2，其中T为周期，T=2πm/(qB)，D错误。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v进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B，粒子电荷量为+q，质量为m。若粒子进入磁场时速度方向与磁场方向垂直，则粒子离开磁场时速度大小为______，速度方向与进入时速度方向的夹角为______。参考答案：v；π解析：洛伦兹力不做功，粒子速度大小不变，仍为v。粒子做圆周运动，离开磁场时速度方向与进入时速度方向相反，夹角为π。2.一带电粒子以速度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，质量为m，且粒子进入时速度方向与电场力方向平行，则粒子做______运动，洛伦兹力大小为______。参考答案：匀速直线；qBv解析：粒子进入时速度方向与电场力方向平行，洛伦兹力与电场力平衡，粒子做匀速直线运动。洛伦兹力大小为qBv。3.一带电粒子以速度v进入一个宽度为d的匀强电场区域，电场强度为E，粒子电荷量为+q，质量为m。若粒子进入电场时速度方向与电场力方向垂直，则粒子离开电场时速度大小为______，速度方向与进入时速度方向的夹角为______。参考答案：√(v²+(qEd/m)²)；arctan(qEd/mv)解析：粒子在电场中做类平抛运动，水平方向速度不变，仍为v。竖直方向速度为v_y=qEd/m。离开电场时速度大小为√(v²+v_y²)，速度方向与进入时速度方向的夹角为arctan(v_y/v)。4.一带电粒子以速度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，质量为m，且粒子进入时速度方向与电场力方向垂直，则粒子做______运动，洛伦兹力大小为______。参考答案：曲线；√(2qEmB)解析：粒子进入时速度方向与电场力方向垂直，受电场力作用做曲线运动。洛伦兹力大小为√(2qEmB)。5.一带电粒子以速度v进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B，粒子电荷量为+q，质量为m。若粒子进入磁场时速度方向与磁场方向平行，则粒子离开磁场时速度大小为______，速度方向与进入时速度方向的夹角为______。参考答案：v；0解析：粒子进入磁场时速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动，速度大小不变，仍为v。速度方向与进入时速度方向相同。6.一带电粒子以速度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，质量为m，且粒子进入时速度方向与电场力方向平行，则粒子做______运动，洛伦兹力大小为______。参考答案：匀速直线；0解析：粒子进入时速度方向与电场力方向平行，不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动，洛伦兹力大小为0。7.一带电粒子以速度v进入一个宽度为d的匀强电场区域，电场强度为E，粒子电荷量为+q，质量为m。若粒子进入电场时速度方向与电场力方向平行，则粒子离开电场时速度大小为______，速度方向与进入时速度方向的夹角为______。参考答案：√(v²+(2qEd/m)²)；arctan(2qEd/mv)解析：粒子在电场中做类平抛运动，水平方向速度不变，仍为v。竖直方向速度为v_y=2qEd/m。离开电场时速度大小为√(v²+v_y²)，速度方向与进入时速度方向的夹角为arctan(v_y/v)。8.一带电粒子以速度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，质量为m，且粒子进入时速度方向与电场力方向垂直，则粒子做______运动，洛伦兹力大小为______。参考答案：曲线；√(2qEmB)解析：粒子进入时速度方向与电场力方向垂直，受电场力作用做曲线运动。洛伦兹力大小为√(2qEmB)。9.一带电粒子以速度v进入一个宽度为d的匀强磁场区域，磁感应强度为B，粒子电荷量为+q，质量为m。若粒子进入磁场时速度方向与磁场方向垂直，则粒子离开磁场时速度大小为______，速度方向与进入时速度方向的夹角为______。参考答案：v；π解析：洛伦兹力不做功，粒子速度大小不变，仍为v。粒子做圆周运动，离开磁场时速度方向与进入时速度方向相反，夹角为π。10.一带电粒子以速度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，质量为m，且粒子进入时速度方向与电场力方向平行，则粒子做______运动，洛伦兹力大小为______。参考答案：匀速直线；0解析：粒子进入时速度方向与电场力方向平行，不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动，洛伦兹力大小为0。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：洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功，正确。2.当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其动能可能增加。（×）解析：洛伦兹力不做功，粒子动能不变，错误。3.在叠加场中，带电粒子的运动轨迹一定是一条曲线。（×）解析：若初速度与场力平衡，可能做直线运动，错误。4.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。（√）解析：电场力与洛伦兹力共线且反向，大小相等，正确。5.回旋加速器能加速所有带电粒子。（×）解析：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取决于dee的半径。（√）解析：最大动能与dee半径、磁感应强度成正比，正确。7.回旋加速器中，粒子每次经过dee的时间相等。（√）解析：粒子每次经过dee的时间取决于dee电压周期，与粒子质量、电荷量有关，正确。8.回旋加速器适用于加速质量较大的粒子。（×）解析：适用于加速质量较小的粒子，错误。9.带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径为mv/B。（√）解析：半径公式为mv/B，正确。10.带电粒子在匀强磁场中运动的时间为d/v。（×）解析：需明确粒子运动轨迹，若做直线运动，时间不为d/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：洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功，只改变速度方向不改变速度大小。带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动或螺旋运动。解析：洛伦兹力公式为F=q(v×B)，方向由右手定则判断。洛伦兹力不做功，因此粒子动能不变，但速度方向不断改变。2.简述回旋加速器的工作原理及其适用条件。解答：回旋加速器利用交变电压和匀强磁场使带电粒子在dee中做回旋运动，每次经过dee时被加速。适用于加速质量较小的带正电粒子。解析：回旋加速器利用洛伦兹力提供向心力，使粒子做圆周运动。粒子每次经过dee时被加速，最大动能与dee半径、磁感应强度成正比。3.简述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的条件。解答：电场力与洛伦兹力共线且反向，大小相等。即粒子电荷量、电场强度、磁感应强度满足特定关系。解析：电场力F_E=qE，洛伦兹力F_B=qvB。若F_E=F_B，则粒子做匀速直线运动。4.简述带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公式及其适用条件。解答：半径公式为r=mv/B。适用于带电粒子速度方向与磁场方向垂直的情况。解析：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，解得r=mv/B。5.简述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。解答：粒子进入电场时速度方向与电场力方向垂直。水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动。解析：粒子在电场中受电场力作用，水平方向速度不变，竖直方向速度逐渐增加。6.简述带电粒子在匀强磁场中做螺旋运动的条件及其运动特点。解答：粒子进入磁场时速度方向与磁场方向有一定夹角。水平方向做匀速圆周运动，竖直方向做匀速直线运动，合成螺旋运动。解析：粒子在磁场中受洛伦兹力作用，水平方向做圆周运动，竖直方向速度不变。7.简述带电粒子在叠加场中的运动特点。解答：粒子受电场力和洛伦兹力共同作用，运动轨迹取决于初速度方向和场力关系。可能做直线运动、曲线运动或螺旋运动。解析：粒子在叠加场中受电场力和洛伦兹力共同作用，运动轨迹取决于初速度方向和场力关系。若场力平衡，可能做直线运动；若场力不平衡，可能做曲线运动或螺旋运动。8.简述带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动的条件。解答：粒子不受电场力作用，或受电场力作用但被其他力平衡。解析：粒子在匀强电场中做匀速直线运动，需满足电场力与其他力平衡，或不受电场力作用。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个宽度为d=0.1m的匀强磁场区域，磁感应强度为B=0.1T，粒子电荷量为+q=1.6×10^-19C，质量为m=1.67×10^-27kg。若粒子进入磁场时速度方向与磁场方向垂直，求粒子离开磁场时速度大小和速度方向与进入时速度方向的夹角。解答：粒子离开磁场时速度大小仍为v=10^6m/s。速度方向与进入时速度方向相反，夹角为π。解析：洛伦兹力不做功，粒子速度大小不变。粒子做圆周运动，离开磁场时速度方向与进入时速度方向相反。2.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E=100N/C，磁感应强度为B=0.1T，粒子电荷量为+q=1.6×10^-19C，质量为m=1.67×10^-27kg。若粒子进入时速度方向与电场力方向平行，求粒子做匀速直线运动时洛伦兹力大小。解答：洛伦兹力大小为F_B=qvB=1.6×10^-19C×10^6m/s×0.1T=1.6×10^-13N。解析：粒子做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，洛伦兹力大小为qvB。3.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个宽度为d=0.1m的匀强电场区域，电场强度为E=100N/C，粒子电荷量为+q=1.6×10^-19C，质量为m=1.67×10^-27kg。若粒子进入电场时速度方向与电场力方向垂直，求粒子离开电场时速度大小和速度方向与进入时速度方向的夹角。解答：粒子离开电场时速度大小为√(v²+(qEd/m)²)=√(10^12+(1.6×10^-19C×100N/C×0.1m/1.67×10^-27kg)²)=√(10^12+9.58×10^8)=1.00095×10^6m/s。速度方向与进入时速度方向的夹角为arctan(qEd/mv)=arctan(9.58×10^8/10^12)=0.0053rad。解析：粒子在电场中做类平抛运动，水平方向速度不变，仍为v。竖直方向速度为v_y=qEd/m。离开电场时速度大小为√(v²+v_y²)，速度方向与进入时速度方向的夹角为arctan(v_y/v)。4.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E=100N/C，磁感应强度为B=0.1T，粒子电荷量为+q=1.6×10^-19C，质量为m=1.67×10^-27kg。若粒子进入时速度方向与电场力方向垂直，求粒子做曲线运动时洛伦兹力大小。解答：洛伦兹力大小为F_B=√(2qEmB)=√(2×1.6×10^-19C×100N/C×1.67×10^-27kg×0.1T)=√(5.344×10^-24)=7.31×10^-12N。解析：粒子做曲线运动，洛伦兹力大小为√(2qEmB)。5.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个宽度为d=0.1m的匀强磁场区域，磁感应强度为B=0.1T，粒子电荷量为+q=1.6×10^-19C，质量为m=1.67×10^-27kg。若粒子进入磁场时速度方向与磁场方向平行，求粒子离开磁场时速度大小和速度方向与进入时速度方向的夹角。参考答案：粒子离开磁场时速度大小仍为v=10^6m/s。速度方向与进入时速度方向相同。解析：粒子进入磁场时速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动，速度大小不变，仍为v。速度方向与进入时速度方向相同。6.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E=100N/C，磁感应强度为B=0.1T，粒子电荷量为+q=1.6×10^-19C，质量为m=1.67×10^-27kg。若粒子进入时速度方向与电场力方向平行，求粒子做匀速直线运动时洛伦兹力大小。解答：洛伦兹力大小为F_B=0。解析：粒子做匀速直线运动，不受洛伦兹力作用，洛伦兹力大小为0。7.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个宽度为d=0.1m的匀强电场区域，电场强度为E=100N/C，粒子电荷量为+q=1.6×10^-19C，质量为m=1.67×10^-27kg。若粒子进入电场时速度方向与电场力方向平行，求粒子离开电场时速度大小和速度方向与进入时速度方向的夹角。解答：粒子离开电场时速度大小为√(v²+(2qEd/m)²)=√(10^12+(2×1.6×10^-19C×100N/C×0.1m/1.67×10^-27kg)²)=√(10^12+3.84×10^8)=1.00096×10^6m/s。速度方向与进入时速度方向的夹角为arctan(2qEd/mv)=arctan(3.84×10^8/10^12)=0.0021rad。解析：粒子在电场中做类平抛运动，水平方向速度不变，仍为v。竖直方向速度为v_y=2qEd/m。离开电场时速度大小为√(v²+v_y²)，速度方向与进入时速度方向的夹角为arctan(v_y/v)。8.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度为E=100N/C，磁感应强度为B=0.1T，粒子电荷量为+q=1.6×10^-19C，质量为m=1.67×10^-27kg。若粒子进入时速度方向与电场力方向垂直，求粒子做曲线运动时洛伦兹力大小。解答：洛伦兹力大小为F_B=√(2qEmB)=√(2×1.6×10^-19C×100N/C×1.67×10^-27kg×0.1T)=√(5.344×10^-24)=7.31×10^-12N。解析：粒子做曲线运动，洛伦兹力大小为√(2qEmB)。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.B3.B4.C5.B6.C7.B8.A9.A10.C二、填空题1.v；π2.匀速直线；qBv3.√(v²+(qEd/m)²)；arctan(qEd/mv)4.曲线；√(2qEmB)5.v；06.