2025-2026年四川省人教版高二物理选修三第十一章测试卷

2025-2026年四川省人教版高二物理选修三第十一章测试卷一、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（）粒子仅受电场力作用时，其运动轨迹一定为抛物线；粒子仅受磁场力作用时，其动能可能不变；粒子同时受电场力和磁场力作用时，其机械能可能守恒。A.仅①正确B.仅②正确C.仅③正确D.①②③均正确解析：带电粒子在纯电场中运动时，若电场力做功，则动能变化，轨迹为抛物线（匀变速曲线运动）；纯磁场中洛伦兹力不做功，动能不变，但速度方向变化，轨迹为圆弧或螺旋线。复合场中若电场力与洛伦兹力平衡，则机械能守恒（如带电粒子在正交电磁场中匀速直线运动）。选项D错误，①中“一定为抛物线”需条件v₀⊥E，②中动能不变但速度方向变，③中平衡时机械能守恒。正确答案为C。2.如图所示，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，斜面处于方向竖直向下的匀强磁场B中，若小球始终沿斜面运动，则斜面对小球的支持力N随位移x的变化关系是（）A.N=mgcosθB.N=mgcosθ+qBvC.N=mgcosθ-qBv²sinθD.N=mgcosθ+qBv²sinθ解析：沿斜面方向受力平衡：mgsinθ=f，f=qvB，v=at，x=½at²，解得v=√(2qBx/m)。支持力N=mgcosθ+ma=mgcosθ+qBv²/m=mgcosθ+qB(2qBx/m)/m=mgcosθ+2q²B²x/m。选项D正确。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，若要使其做半径为R的匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A.粒子一定带正电B.粒子的动能可能增加C.磁场力始终不做功D.粒子的动量可能变化解析：洛伦兹力f=qvB，提供向心力mv²/R，解得v=RqB/m。电荷正负不影响轨迹，动能不变（洛伦兹力不做功），动量大小不变但方向变。选项C正确。4.如图所示，两平行金属板间存在匀强电场E和匀强磁场B，一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀沿垂直电场方向射入，若粒子恰能沿直线运动，则电场强度E和磁感应强度B的关系是（）A.E=Bv₀B.E=Bv₀/mC.E=Bv₀qD.E=Bv₀/q解析：沿直线运动需电场力与洛伦兹力平衡：qE=qv₀B，解得E=v₀B。选项A正确。5.一带电粒子在正交电磁场中做匀速直线运动，若突然撤去磁场，则粒子将（）A.继续做匀速直线运动B.做类平抛运动C.做匀减速直线运动D.做曲线运动解析：撤去磁场后仅受电场力，若v₀⊥E，则做类平抛运动；若v₀∥E，则做匀减速直线运动。选项B正确。6.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，置于方向水平向右的匀强电场E中，平衡时细线与竖直方向成θ角，则下列说法正确的是（）A.小球带正电B.小球所受电场力大小为qEC.细线拉力大小为mgD.小球所受合外力不为零解析：水平方向f=qE，竖直方向mg=Tcosθ，细线拉力T=mg/cosθ>mg。选项B正确。7.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，周期为T，若将磁感应强度变为2B，则其周期将（）A.变为2TB.变为T/2C.不变D.变为T/√2解析：周期T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。B变为2B时，T变为T/2。选项B正确。8.如图所示，一质量为m、电荷量为+q的小球从绝缘光滑轨道顶端由静止下滑，轨道置于方向竖直向下的匀强磁场B中，若轨道足够长，则小球下滑的最大速度为（）A.√(2qBl/m)B.√(2qB²l²/m)C.√(2qBlq/m)D.√(2qB²l/m)解析：洛伦兹力f=qvB，做功W=½mv²，由动能定理mgh=½mv²，解得v=√(2qBl/m)。选项A正确。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，若要使其做半径为R的匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A.粒子一定带正电B.粒子的动能可能增加C.磁场力始终不做功D.粒子的动量可能变化解析：洛伦兹力f=qvB，提供向心力mv²/R，解得v=RqB/m。电荷正负不影响轨迹，动能不变（洛伦兹力不做功），动量大小不变但方向变。选项C正确。10.如图所示，两平行金属板间存在匀强电场E和匀强磁场B，一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀沿垂直电场方向射入，若粒子恰能沿直线运动，则电场强度E和磁感应强度B的关系是（）A.E=Bv₀B.E=Bv₀/mC.E=Bv₀qD.E=Bv₀/q解析：沿直线运动需电场力与洛伦兹力平衡：qE=qv₀B，解得E=v₀B。选项A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，其做匀速圆周运动的周期T=________，半径R=________。参考答案：2πm/(qB)；mv₀/(qB)解析：周期T=2πm/(qB)，半径R=mv₀/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。2.一带电粒子在正交电磁场中做匀速直线运动，若电场强度为E，磁感应强度为B，则粒子速度v₀=________。参考答案：E/B解析：电场力与洛伦兹力平衡：qE=qv₀B，解得v₀=E/B。3.一质量为m、电荷量为+q的小球用绝缘细线悬挂于O点，置于方向水平向右的匀强电场E中，平衡时细线与竖直方向成θ角，则小球所受电场力大小f=________，细线拉力大小T=________。参考答案：qE；mg/cosθ解析：水平方向f=qE，竖直方向mg=Tcosθ，细线拉力T=mg/cosθ。4.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，周期为T，若将磁感应强度变为2B，则其周期将________。参考答案：变为T/2解析：周期T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。B变为2B时，T变为T/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，其做匀速圆周运动的角速度ω=________。参考答案：qB/m解析：洛伦兹力提供向心力：qv₀B=mv₀²/R，角速度ω=v₀/R=qB/m。6.一质量为m、电荷量为+q的小球从绝缘光滑轨道顶端由静止下滑，轨道置于方向竖直向下的匀强磁场B中，若轨道足够长，则小球下滑的最大速度v_m=________。参考答案：√(2qBl/m)解析：洛伦兹力f=qvB，做功W=½mv_m²，由动能定理mgh=½mv_m²，解得v_m=√(2qBl/m)。7.一带电粒子在正交电磁场中做匀速直线运动，若电场强度为E，磁感应强度为B，则粒子所受合外力F=________。参考答案：0解析：电场力与洛伦兹力平衡，合外力为零。8.一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，周期为T，若将磁感应强度变为2B，则其周期将________。参考答案：变为T/2解析：周期T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。B变为2B时，T变为T/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，其做匀速圆周运动的半径R=________。参考答案：mv₀/(qB)解析：洛伦兹力提供向心力：qv₀B=mv₀²/R，解得R=mv₀/(qB)。10.一质量为m、电荷量为+q的小球用绝缘细线悬挂于O点，置于方向水平向右的匀强电场E中，平衡时细线与竖直方向成θ角，则小球所受电场力方向________，细线拉力方向________。参考答案：水平向右；沿细线斜向上解析：电场力方向与电场方向相同，细线拉力方向沿细线斜向上。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.带电粒子在纯电场中运动时，其动能一定变化。（×）解析：电场力做功时动能变化，若v₀∥E则做直线运动，动能变化；若v₀⊥E则做类平抛运动，动能变化。2.带电粒子在纯磁场中运动时，其动能一定不变。（√）解析：洛伦兹力不做功，动能不变，但速度方向变化。3.带电粒子在正交电磁场中做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力一定平衡。（√）解析：匀速直线运动需合外力为零，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反。4.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其加速度一定不变。（√）解析：加速度方向始终指向圆心，大小a=v²/R不变。5.带电粒子在匀强电场中做类平抛运动时，其动能一定变化。（√）解析：电场力做功，动能变化。6.带电粒子在复合场中运动时，其机械能可能守恒。（√）解析：若电场力与洛伦兹力平衡，则机械能守恒（如正交电磁场中匀速直线运动）。7.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其速度大小一定不变。（√）解析：洛伦兹力不做功，速度大小不变。8.带电粒子在匀强电场中做匀速直线运动时，其电场力一定为零。（×）解析：电场力与洛伦兹力平衡，电场力不为零。9.带电粒子在复合场中运动时，其轨迹一定为曲线。（×）解析：若电场力与洛伦兹力平衡，则做直线运动。10.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其周期与速度大小无关。（√）解析：周期T=2πm/(qB)，与速度大小无关。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述带电粒子在正交电磁场中做匀速直线运动的条件。答：电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv₀B，且v₀⊥E。此时粒子做匀速直线运动。2.简述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件。答：粒子速度方向与磁场方向垂直，洛伦兹力提供向心力，即qv₀B=mv₀²/R。3.简述带电粒子在匀强电场中做类平抛运动的条件。答：粒子初速度方向与电场方向垂直，且只受电场力作用，做匀变速曲线运动。4.简述带电粒子在复合场中机械能守恒的条件。答：若电场力与洛伦兹力平衡，则动能不变，机械能守恒。5.简述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式。答：T=2πm/(qB)，与速度大小无关。6.简述带电粒子在匀强电场中做类平抛运动的加速度公式。答：a=qE/m，与电场强度成正比。7.简述带电粒子在复合场中做匀速直线运动的条件。答：电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv₀B，且v₀⊥E。8.简述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式。答：R=mv₀/(qB)，与速度大小成正比。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磁场B中，若小球始终沿斜面运动，求斜面对小球的支持力N。解：沿斜面方向受力平衡：mgsinθ=f，f=qvB，v=at，x=½at²，解得v=√(2qBx/m)。支持力N=mgcosθ+ma=mgcosθ+qBv²/m=mgcosθ+qB(2qBx/m)/m=mgcosθ+2q²B²x/m。2.如图所示，两平行金属板间存在匀强电场E和匀强磁场B，一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀沿垂直电场方向射入，若粒子恰能沿直线运动，求电场强度E和磁感应强度B的关系。解：沿直线运动需电场力与洛伦兹力平衡：qE=qv₀B，解得E=v₀B。3.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，置于方向水平向右的匀强电场E中，平衡时细线与竖直方向成θ角，求小球所受电场力大小f。解：水平方向f=qE，竖直方向mg=Tcosθ，细线拉力T=mg/cosθ，电场力f=qE。4.如图所示，一质量为m、电荷量为+q的小球从绝缘光滑轨道顶端由静止下滑，轨道置于方向竖直向下的匀强磁场B中，若轨道足够长，求小球下滑的最大速度v_m。解：洛伦兹力f=qvB，做功W=½mv_m²，由动能定理mgh=½mv_m²，解得v_m=√(2qBl/m)。5.如图所示，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，求其做匀速圆周运动的周期T。解：周期T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。6.如图所示，一带电粒子在正交电磁场中做匀速直线运动，若电场强度为E，磁感应强度为B，求粒子速度v₀。解：电场力与洛伦兹力平衡：qE=qv₀B，解得v₀=E/B。7.如图所示，一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，周期为T，若将磁感应强度变为2B，求其周期变化。解：周期T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。B变为2B时，T变为T/2。8.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，置于方向水平向右的匀强电场E中，平衡时细线与竖直方向成θ角，求细线拉力大小T。解：水平方向f=qE，竖直方向mg=Tcosθ，细线拉力T=mg/cosθ。六、案例分析题（本大题共9小题，每小题2分，共18分）1.案例分析：一质量为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，斜面处于方向竖直向下的匀强磁场B中，若小球始终沿斜面运动，求斜面对小球的支持力N。解：沿斜面方向受力平衡：mgsinθ=f，f=qvB，v=at，x=½at²，解得v=√(2qBx/m)。支持力N=mgcosθ+ma=mgcosθ+qBv²/m=mgcosθ+qB(2qBx/m)/m=mgcosθ+2q²B²x/m。2.案例分析：如图所示，两平行金属板间存在匀强电场E和匀强磁场B，一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀沿垂直电场方向射入，若粒子恰能沿直线运动，求电场强度E和磁感应强度B的关系。解：沿直线运动需电场力与洛伦兹力平衡：qE=qv₀B，解得E=v₀B。3.案例分析：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，置于方向水平向右的匀强电场E中，平衡时细线与竖直方向成θ角，求小球所受电场力大小f。解：水平方向f=qE，竖直方向mg=Tcosθ，细线拉力T=mg/cosθ，电场力f=qE。4.案例分析：如图所示，一质量为m、电荷量为+q的小球从绝缘光滑轨道顶端由静止下滑，轨道置于方向竖直向下的匀强磁场B中，若轨道足够长，求小球下滑的最大速度v_m。解：洛伦兹力f=qvB，做功W=½mv_m²，由动能定理mgh=½mv_m²，解得v_m=√(2qBl/m)。5.案例分析：如图所示，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，求其做匀速圆周运动的周期T。解：周期T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。6.案例分析：如图所示，一带电粒子在正交电磁场中做匀速直线运动，若电场强度为E，磁感应强度为B，求粒子速度v₀。解：电场力与洛伦兹力平衡：qE=qv₀B，解得v₀=E/B。7.案例分析：如图所示，一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，周期为T，若将磁感应强度变为2B，求其周期变化。解：周期T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。B变为2B时，T变为T/2。8.案例分析：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，置于方向水平向右的匀强电场E中，平衡时细线与竖直方向成θ角，求细线拉力大小T。解：水平方向f=qE，竖直方向mg=Tcosθ，细线拉力T=mg/cosθ。七、论述题（本大题共11小题，每小题2分，共22分）1.论述带电粒子在正交电磁场中做匀速直线运动的条件及应用。答：条件为电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv₀B，且v₀⊥E。应用：质谱仪、速度选择器等。2.论述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件及特点。答：条件为速度方向与磁场方向垂直，特点为动能不变、周期与速度无关、半径与速度成正比。3.论述带电粒子在匀强电场中做类平抛运动的条件及特点。答：条件为初速度方向与电场方向垂直，特点为做匀变速曲线运动、电场力做功、动能变化。4.论述带电粒子在复合场中机械能守恒的条件及应用。答：条件为电场力与洛伦兹力平衡，应用：回旋加速器等。5.论述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式及影响因素。答：周期T=2πm/(qB)，影响因素为m、q、B。6.论述带电粒子在匀强电场中做类平抛运动的加速度公式及影响因素。答：加速度a=qE/m，影响因素为q、E、m。7.论述带电粒子在复合场中做匀速直线运动的条件及应用。答：条件为电场力与洛伦兹力平衡，应用：速度选择器等。8.论述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式及影响因素。答：半径R=mv₀/(qB)，影响因素为m、q、B、v₀。9.论述带电粒子在匀强电场中做类平抛运动的运动学方程。答：x=v₀t，y=½at²，a=qE/m。10.论述带电粒子在复合场中运动的特点及分类。答：特点为可能做直线、曲线或螺旋运动，分类为纯电场、纯磁场、正交电磁场等。11.论述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的动力学方程。答：洛伦兹力提供向心力：qv₀B=mv₀²/R，解得R=mv₀/(qB)。【标准答案及解析】一、单项选择题1.C2.D3.C4.A5.B6.B7.C8.A9.C10.A二、填空题1.2πm/(qB)；mv₀/(qB)12.E/B13.qE；mg/cosθ14.变为T/22.qB/m16.√(2qBl/m)17.018.变为T/219.mv₀/(qB)3.水平向右；沿细线斜向上三、判断题1.×22.√23.√24.√25.√26.√27.√2.×29.×30.√四、简答题1.答：电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv₀B，且v₀⊥E。此时粒子做匀速直线运动。2.答：粒子速度方向与磁场方向垂直，洛伦兹力提供向心力，即qv₀B=mv₀²/R。3.答：粒子初速度方向与电场方向垂直，且只受电场力作用，做匀变速曲线运动。4.答：若电场力与洛伦兹力平衡，则动能不变，机械能守恒。5.答：T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。6.答：a=qE/m，与电场强度成正比。7.答：电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv₀B，且v₀⊥E。8.答：R=mv₀/(qB)，与速度大小成正比。五、应用题1.解：沿斜面方向受力平衡：mgsinθ=f，f=qvB，v=at，x=½at²，解得v=√(2qBx/m)。支持力N=mgcosθ+ma=mgcosθ+qBv²/m=mgcosθ+qB(2qBx/m)/m=mgcosθ+2q²B²x/m。2.解：沿直线运动需电场力与洛伦兹力平衡：qE=qv₀B，解得E=v₀B。3.解：水平方向f=qE，竖直方向mg=Tcosθ，细线拉力T=mg/cosθ，电场力f=qE。4.解：洛伦兹力f=qvB，做功W=½mv_m²，由动能定理mgh=½mv_m²，解得v_m=√(2qBl/m)。5.解：周期T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。6.解：电场力与洛伦兹力平衡：qE=qv₀B，解得v₀=E/B。7.解：周期T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。B变为2B时，T变为T/2。8.解：水平方向f=qE，竖直方向mg=Tcosθ，细线拉力T=mg/cosθ。六、案例分析题1.解：沿斜面方向受力平衡：mgsinθ=f，f=qvB，v=at，x=½at²，解得v=√(2qBx/m)。支持力N=mgcosθ+ma=mgcosθ+qBv²/m=mgcosθ+qB(2qBx/m)/m=mgcosθ+2q²B²x/m。2.解：沿直线运动需电场力与洛伦兹力平衡：qE=qv₀B，解得E=v₀B。3.解：水平方向f=qE，竖直方向mg=Tcosθ，细线拉力T=mg/cosθ，电场力f=qE。4.解：洛伦兹力f=qvB，做功W=½mv_m²，由动能定理mgh=½mv_m²，解得v_m=√(2qBl/m)。5.解：周期T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。6.解：电场力与洛伦兹力平衡：qE=qv₀B，解得v₀=E/B。7.解：周期T=2πm/(qB)，与速度无关，仅与m、q、B有关。B变为2B时，T变为T/2。8.解：水平方向f=qE，竖直方向mg=Tcosθ，细线拉力T=mg/cosθ。七、论述题1.答：条件为电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qv₀B，且v₀⊥E。应用：质谱仪、速度选择器等。质谱仪中，带电粒子经电场加速后进入正交电磁场，仅速度v₀⊥E的粒子沿直线穿过狭缝，根据轨道半径R=mv₀/(qB)可测m/q。速度选择器中，若v₀⊥E⊥B，则qE=qv₀B，v₀=E/B，与粒子质量无关。2.答：条件为速度方向与磁场方向垂直，特点为动能不变、周期与速度无关、半径与速度成正比。动能不变因洛伦兹力不做功，周期T=2πm/(qB)仅与m、q、B有关，半径R=mv₀/(qB)与v₀成正比。应用：回旋加速器、磁聚焦等。回旋加速器中，粒子在D形盒中做半圆周运动，周期不变，每次加速电压相同，可提高粒子能量。磁聚焦中，不同初始速度的粒子经磁场偏转后汇聚，用于电子显微镜等。3.答：条件为初速度方向与电场方向垂直，特点为做匀变速曲线运动、电场力做功、动能变化。运动学方程：x=v₀t，y=½at²，a=qE/m。应用：示波管、粒子直线加速器等。示波管中，电子经电场加速后进入正交电磁场，若v₀⊥E，则做类平抛运动，偏转距离y=½(qE/m)t²，可显示波形。粒子直线加速器中，粒子在电场中加速，在磁场中偏转，形成螺旋线运动。4.答：条件为电场力与洛伦兹力平衡，应用：回旋加速器等。回旋加速器中，粒子在D形盒中