2025-2026年天津市苏教版高三物理选修三第六章测试卷

2025-2026年天津市苏教版高三物理选修三第六章测试卷一、单选题（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.在重力场与电场叠加的匀强场中，带电粒子的运动轨迹一定是抛物线D.带电粒子在磁场中运动时，其机械能可能守恒也可能不守恒参考答案：D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，A正确；当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其速度方向不断变化但速率不变，动能不变，B错误；在重力场与电场叠加的匀强场中，若带电粒子的初速度方向与场强方向不共线，其运动轨迹可能是抛物线，若共线则可能是直线，C错误；带电粒子在磁场中运动时，若仅受洛伦兹力作用，机械能守恒；若受其他力（如重力、电场力）作用，机械能不守恒，D正确。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：小球受重力、细线拉力和洛伦兹力作用，洛伦兹力不做功，只有重力和细线拉力做功，机械能守恒，A正确；小球带正电，在磁场中运动时电场力做功，电势能会变化，B错误；小球运动到最低点时，受力平衡方程为：T-mg=mv²/L，其中v为最低点速度，由机械能守恒得：½mv²=mgL(1-cosθ)，代入可得T=3mg，C正确，D错误。3.在一个半径为R的绝缘球壳内存在一个匀强磁场，磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀从A点沿半径方向射入球壳，不计重力，下列说法正确的是（）A.粒子运动过程中动能始终不变B.粒子运动轨迹一定是圆C.粒子运动过程中洛伦兹力始终不做功D.粒子运动一周后回到A点，速度方向与v₀相反参考答案：C解析：粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，动能始终不变，A正确；若v₀方向与磁场方向不垂直，粒子将做螺旋运动，B错误；洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，C正确；粒子运动一周后回到A点，速度大小与v₀相同，方向相反，但题目未说明磁场方向，若v₀方向与磁场方向垂直，则速度方向与v₀相同，D错误。4.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v₀从A点射入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场叠加的区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里。若粒子恰好从B点飞出，且速度方向不变，下列说法正确的是（）A.粒子飞出时速度大小为v₀B.粒子飞出时速度大小为v₀/2C.粒子受到的电场力大于洛伦兹力D.粒子受到的电场力等于洛伦兹力参考答案：A解析：粒子受电场力Fₑ=qE，洛伦兹力Fₘ=qv₀B，电场力做正功，洛伦兹力不做功，由动能定理：qEd=½mv²-½mv₀²，解得v=√(v₀²+2qEd/m)，A正确；若v₀方向与电场力方向相反，则v=√(v₀²-2qEd/m)，此时v₀需大于√(2qEd/m)，B错误；粒子做类平抛运动，电场力与洛伦兹力平衡，C、D错误。5.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v₀从O点射入一个半径为R的绝缘圆环，圆环处于一个垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。若粒子与圆环发生弹性碰撞，且每次碰撞后速度大小不变，下列说法正确的是（）A.粒子运动过程中机械能守恒B.粒子运动过程中电势能始终不变C.粒子运动一周后回到O点，速度方向与v₀相反D.粒子运动一周后回到O点，速度方向与v₀相同参考答案：A解析：粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，碰撞过程中动能守恒，机械能守恒，A正确；题目未说明电场情况，若存在电场，电势能会变化，B错误；粒子做圆周运动，每次碰撞后速度方向改变，运动一周后回到O点，速度方向与v₀相反，C正确，D错误。6.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v₀从A点射入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场叠加的区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里。若粒子恰好从B点飞出，且速度方向不变，下列说法正确的是（）A.粒子飞出时速度大小为v₀B.粒子飞出时速度大小为v₀/2C.粒子受到的电场力大于洛伦兹力D.粒子受到的电场力等于洛伦兹力参考答案：A解析：粒子受电场力Fₑ=qE，洛伦兹力Fₘ=qv₀B，电场力做正功，洛伦兹力不做功，由动能定理：qEd=½mv²-½mv₀²，解得v=√(v₀²+2qEd/m)，A正确；若v₀方向与电场力方向相反，则v=√(v₀²-2qEd/m)，此时v₀需大于√(2qEd/m)，B错误；粒子做类平抛运动，电场力与洛伦兹力平衡，C、D错误。7.在一个半径为R的绝缘球壳内存在一个匀强磁场，磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀从A点沿半径方向射入球壳，不计重力，下列说法正确的是（）A.粒子运动过程中动能始终不变B.粒子运动轨迹一定是圆C.粒子运动过程中洛伦兹力始终不做功D.粒子运动一周后回到A点，速度方向与v₀相反参考答案：C解析：粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，动能始终不变，A正确；若v₀方向与磁场方向不垂直，粒子将做螺旋运动，B错误；洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，C正确；粒子运动一周后回到A点，速度大小与v₀相同，方向相反，但题目未说明磁场方向，若v₀方向与磁场方向垂直，则速度方向与v₀相同，D错误。8.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v₀从A点射入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场叠加的区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里。若粒子恰好从B点飞出，且速度方向不变，下列说法正确的是（）A.粒子飞出时速度大小为v₀B.粒子飞出时速度大小为v₀/2C.粒子受到的电场力大于洛伦兹力D.粒子受到的电场力等于洛伦兹力参考答案：A解析：粒子受电场力Fₑ=qE，洛伦兹力Fₘ=qv₀B，电场力做正功，洛伦兹力不做功，由动能定理：qEd=½mv²-½mv₀²，解得v=√(v₀²+2qEd/m)，A正确；若v₀方向与电场力方向相反，则v=√(v₀²-2qEd/m)，此时v₀需大于√(2qEd/m)，B错误；粒子做类平抛运动，电场力与洛伦兹力平衡，C、D错误。9.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v₀从O点射入一个半径为R的绝缘圆环，圆环处于一个垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。若粒子与圆环发生弹性碰撞，且每次碰撞后速度大小不变，下列说法正确的是（）A.粒子运动过程中机械能守恒B.粒子运动过程中电势能始终不变C.粒子运动一周后回到O点，速度方向与v₀相反D.粒子运动一周后回到O点，速度方向与v₀相同参考答案：A解析：粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功，碰撞过程中动能守恒，机械能守恒，A正确；题目未说明电场情况，若存在电场，电势能会变化，B错误；粒子做圆周运动，每次碰撞后速度方向改变，运动一周后回到O点，速度方向与v₀相反，C正确，D错误。10.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.在重力场与电场叠加的匀强场中，带电粒子的运动轨迹一定是抛物线D.带电粒子在磁场中运动时，其机械能可能守恒也可能不守恒参考答案：D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，A正确；当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其速度方向不断变化但速率不变，动能不变，B错误；在重力场与电场叠加的匀强场中，若带电粒子的初速度方向与场强方向不共线，其运动轨迹可能是抛物线，若共线则可能是直线，C错误；带电粒子在磁场中运动时，若仅受洛伦兹力作用，机械能守恒；若受其他力（如重力、电场力）作用，机械能不守恒，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从A点射入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场叠加的区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里。若粒子恰好从B点飞出，且速度方向不变，则粒子在电场中受到的电场力大小为______，洛伦兹力大小为______。参考答案：qE；qv₀B解析：粒子受电场力Fₑ=qE，洛伦兹力Fₘ=qv₀B，电场力做正功，洛伦兹力不做功，由动能定理：qEd=½mv²-½mv₀²，解得v=√(v₀²+2qEd/m)，A正确；若v₀方向与电场力方向相反，则v=√(v₀²-2qEd/m)，此时v₀需大于√(2qEd/m)，B错误；粒子做类平抛运动，电场力与洛伦兹力平衡，C、D错误。2.一个质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀从A点射入一个半径为R的绝缘球壳内，球壳内存在一个匀强磁场，磁感应强度为B。若粒子做匀速圆周运动，则其运动周期为______。参考答案：2πm/(qB)解析：粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qv₀B=mv₀²/R，周期T=2πR/v₀=2πm/(qB)。3.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v₀从O点射入一个半径为R的绝缘圆环，圆环处于一个垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。若粒子与圆环发生弹性碰撞，且每次碰撞后速度大小不变，则粒子运动一周后回到O点，速度方向与v₀______（相同/相反）。参考答案：相反解析：粒子做圆周运动，每次碰撞后速度方向改变，运动一周后回到O点，速度方向与v₀相反。4.在一个半径为R的绝缘球壳内存在一个匀强磁场，磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀从A点沿半径方向射入球壳，不计重力，若粒子做匀速圆周运动，则其运动半径为______。参考答案：R解析：粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qv₀B=mv₀²/R，运动半径R=R。5.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v₀从A点射入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场叠加的区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里。若粒子恰好从B点飞出，且速度方向不变，则粒子在电场中受到的电场力与洛伦兹力的合力方向______（水平向右/水平向左/竖直向上/竖直向下）。参考答案：水平向右解析：粒子做类平抛运动，电场力与洛伦兹力平衡，合力方向与电场力方向相同，即水平向右。6.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v₀从O点射入一个半径为R的绝缘圆环，圆环处于一个垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。若粒子与圆环发生弹性碰撞，且每次碰撞后速度大小不变，则粒子运动一周后回到O点，速度大小与v₀______（相同/不同）。参考答案：相同解析：粒子做圆周运动，每次碰撞后速度大小不变，运动一周后速度大小与v₀相同。7.在研究带电粒子在复合场中的运动时，洛伦兹力的方向由______决定，洛伦兹力的大小为______。参考答案：左手定则；qvBsinθ解析：洛伦兹力的方向由左手定则决定，大小为qvBsinθ，其中θ为速度方向与磁场方向的夹角。8.一个质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀从A点射入一个半径为R的绝缘球壳内，球壳内存在一个匀强磁场，磁感应强度为B。若粒子做匀速圆周运动，则其运动角速度为______。参考答案：qBR/m解析：粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qv₀B=mv₀²/R，角速度ω=v₀/R=qBR/m。9.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v₀从A点射入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场叠加的区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里。若粒子恰好从B点飞出，且速度方向不变，则粒子在电场中受到的电场力与洛伦兹力的合力大小为______。参考答案：0解析：粒子做类平抛运动，电场力与洛伦兹力平衡，合力大小为0。10.在一个半径为R的绝缘球壳内存在一个匀强磁场，磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀从A点沿半径方向射入球壳，不计重力，若粒子做匀速圆周运动，则其运动动能大小为______。参考答案：½mv₀²解析：粒子做匀速圆周运动，动能不变，运动动能大小为½mv₀²。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：洛伦兹力的方向始终与粒子速度方向垂直，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.在重力场与电场叠加的匀强场中，带电粒子的运动轨迹一定是抛物线。（）参考答案：错误解析：若带电粒子的初速度方向与场强方向不共线，其运动轨迹可能是抛物线，若共线则可能是直线。4.带电粒子在磁场中运动时，其机械能可能守恒也可能不守恒。（）参考答案：正确解析：若仅受洛伦兹力作用，机械能守恒；若受其他力作用，机械能不守恒。5.粒子做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力。（）参考答案：正确解析：洛伦兹力提供向心力，使粒子做匀速圆周运动。6.粒子做类平抛运动时，电场力与洛伦兹力平衡。（）参考答案：正确解析：粒子做类平抛运动时，电场力与洛伦兹力平衡。7.粒子做圆周运动时，每次碰撞后速度方向改变。（）参考答案：正确解析：粒子做圆周运动时，每次碰撞后速度方向改变。8.粒子做匀速圆周运动时，动能不变。（）参考答案：正确解析：粒子做匀速圆周运动时，动能不变。9.粒子做类平抛运动时，电场力做正功，洛伦兹力不做功。（）参考答案：正确解析：粒子做类平抛运动时，电场力做正功，洛伦兹力不做功。10.粒子做圆周运动时，运动一周后回到起点，速度方向与初始速度方向相同。（）参考答案：错误解析：粒子做圆周运动时，运动一周后回到起点，速度方向与初始速度方向相反。四、简答题（本大题共4小题，每小题4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：洛伦兹力的特点包括方向始终与粒子速度方向垂直，大小为qvBsinθ，其中θ为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包括：（1）洛伦兹力不做功，不改变粒子动能，但改变粒子速度方向；（2）洛伦兹力提供向心力，使带电粒子做匀速圆周运动；（3）洛伦兹力使带电粒子做螺旋运动，若速度方向与磁场方向不垂直。2.简述带电粒子在复合场中的运动特点。参考答案：带电粒子在复合场中的运动特点包括：（1）若仅受洛伦兹力作用，粒子做匀速圆周运动；（2）若受电场力与洛伦兹力平衡，粒子做类平抛运动；（3）若受其他力（如重力、电场力）作用，机械能可能守恒也可能不守恒；（4）粒子运动轨迹可能是直线、抛物线或圆周，具体取决于受力情况。3.简述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件及特点。参考答案：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件包括：（1）粒子速度方向与磁场方向垂直；（2）粒子仅受洛伦兹力作用。特点包括：（1）洛伦兹力提供向心力，使粒子做匀速圆周运动；（2）运动半径为R=mv₀/(qB)；（3）运动周期为T=2πm/(qB)；（4）速度大小不变，但速度方向不断变化。4.简述带电粒子在匀强电场和匀强磁场叠加区域中的运动特点。参考答案：带电粒子在匀强电场和匀强磁场叠加区域中的运动特点包括：（1）若电场力与洛伦兹力平衡，粒子做类平抛运动；（2）若电场力与洛伦兹力不平衡，粒子将做曲线运动；（3）电场力做功，改变粒子动能；（4）洛伦兹力不做功，不改变粒子动能；（5）粒子运动轨迹可能是直线、抛物线或螺旋线，具体取决于受力情况。五、应用题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）1.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v₀从A点射入一个宽度为d的匀强电场和匀强磁场叠加的区域，电场强度为E，磁感应强度为B，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里。若粒子恰好从B点飞出，且速度方向不变，求粒子在电场中受到的电场力与洛伦兹力的合力大小。参考答案：粒子在电场中受到的电场力大小为Fₑ=qE，洛伦兹力大小为Fₘ=qv₀B。由于粒子恰好从B点飞出，且速度方向不变，说明电场力与洛伦兹力平衡，合力大小为0。2.一个质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀从A点射入一个半径为R的绝缘球壳内，球壳内存在一个匀强磁场，磁感应强度为B。若粒子做匀速圆周运动，求其运动周期。参考答案：粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qv₀B=mv₀²/R，周期T=2πR/v₀=2πm/(qB)。3.一个质量为m、电荷量为+q的粒子以速度v₀从O点射入一个半径为R的绝缘圆环，圆环处于一个垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。若粒子与圆环发生弹性碰撞，且每次碰撞后速度大小不变，求粒子运动一周后回到O点，速度方向与v₀的关系。参考答案：粒子做圆周运动，每次碰撞后速度方向改变，运动一周后回到O点，速度方向与v₀相反。4.在一个半径为R的绝缘球壳内存在一个匀强磁场，磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀从A点沿半径方向射入球壳，不计重力，若粒子做匀速圆周运动，求其运动动能大小。参考答案：粒子做匀速圆周运动，动能不变，运动动能大小为½mv₀²。【标准答案及解析】一、单选题1.D2.C3.C4.A5.C6.A7.C8.A9.A10.D二、填空题1.qE；qv₀B2.2πm/(qB)3.相反4.R5.水平向右6.相同7.左手定则；qvBsinθ8.qBR/m9.010.½mv₀²三、判断题1.正确2.错误3.错误4.正确5.正确6.正确7.正