2025-2026年天津市人教版高二物理选修三第七章测试卷

2025-2026年天津市人教版高二物理选修三第七章测试卷一、单选题（总共10题，每题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，因为其方向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C.在磁场中，带电粒子的运动轨迹一定是圆或抛物线D.当带电粒子同时受到电场力和洛伦兹力时，其机械能可能守恒解析：洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功，但可以改变速度方向，故A正确；洛伦兹力不做功，动能不变，故B错误；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的前提是电场力与洛伦兹力平衡且速度方向与磁场垂直，若不满足这些条件，轨迹可能是螺旋线或直线，故C错误；若电场力与洛伦兹力平衡，则粒子做匀速直线运动，机械能守恒；若不平衡，电场力做功导致机械能变化，故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，置于方向竖直向下的匀强磁场中，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，细线拉力大于mgD.小球运动到最低点时，洛伦兹力方向水平向左解析：小球受重力、细线拉力和洛伦兹力，洛伦兹力不做功，只有重力和细线拉力做功，机械能守恒，故A正确；电场力不做功，电势能不变，但题目未说明存在电场，若仅受磁场力，电势能无意义，故B错误；最低点时，细线拉力提供向心力，F=mv²/L，洛伦兹力F_B=qvB，v最大时F_B最大，但v与B方向未知，无法确定F_B方向，故C、D无法判断。3.在一个半径为R的绝缘球壳内存在方向竖直向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为-q的小球，以速度v₀从球壳最低点A沿切线方向进入球壳，不计重力，下列说法正确的是（）A.小球运动轨迹为圆周，周期为2πR/v₀B.小球运动过程中洛伦兹力始终不做功C.小球运动到最高点时，速度大小为v₀D.小球运动过程中机械能逐渐减小解析：小球进入球壳后受洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，周期T=2πm/(qB)，故A错误；洛伦兹力始终垂直速度方向，不做功，故B正确；根据机械能守恒，最高点速度v=√(v₀²+2qBR/m)，v≠v₀，故C错误；洛伦兹力不做功，机械能守恒，故D错误。4.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，斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。若物块与斜面动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（）A.物块下滑过程中机械能守恒B.物块下滑过程中洛伦兹力不做功C.物块下滑过程中受到的合外力沿斜面向下D.物块下滑加速度a=gsinθ-μgcosθ解析：物块受重力、支持力、摩擦力和洛伦兹力，洛伦兹力不做功，但摩擦力做负功，机械能不守恒，故A错误；洛伦兹力方向未知，若速度方向与磁场平行，洛伦兹力为零；若速度方向与磁场垂直，洛伦兹力做功，故B错误；合外力包括重力沿斜面向下分量、摩擦力沿斜面向上分量和洛伦兹力，无法确定方向，故C错误；沿斜面方向受力平衡：mgsinθ-μmgcosθ=ma，故a=gsinθ-μgcosθ，故D正确。5.一个电子以速度v₀沿与磁感应强度B垂直的方向射入一个宽度为d的匀强磁场区域，下列说法正确的是（）A.电子穿过磁场的时间取决于v₀/dB.电子离开磁场时速度大小一定等于v₀C.若v₀方向与B方向不垂直，电子可能做直线运动D.电子穿过磁场过程中洛伦兹力做功不为零解析：电子做匀速圆周运动，穿过磁场的时间t=圆周周长/(速度大小×角速度)=2πm/(qB)×(d/2)/(v₀/2)=πmd/(qBv₀)，与v₀/d无关，故A错误；洛伦兹力不做功，电子离开磁场时速度大小等于v₀，故B正确；若v₀方向与B方向不垂直，电子做螺旋运动，故C错误；洛伦兹力不做功，电子穿过磁场过程中洛伦兹力做功为零，故D错误。6.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，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向下的匀强磁场B中。当小球静止时，细线与竖直方向夹角为θ，下列说法正确的是（）A.小球受电场力大小为qEB.小球受洛伦兹力大小为qBvC.细线拉力大小为mgcosθD.小球受电场力与洛伦兹力大小相等解析：小球静止时，受力平衡：水平方向电场力qE=洛伦兹力qBv，竖直方向重力mg=细线拉力mgcosθ，故A正确，B错误，C错误，D错误。7.在一个半径为R的绝缘球壳内存在方向竖直向外的匀强电场，电场强度为E。一个质量为m、电荷量为-q的小球，以速度v₀从球壳最低点A沿切线方向进入球壳，不计重力，下列说法正确的是（）A.小球运动轨迹为抛物线B.小球运动过程中电场力不做功C.小球运动到最高点时，速度大小为v₀D.小球运动过程中机械能逐渐减小解析：小球进入球壳后受电场力做功，机械能不守恒，故D正确；电场力做功导致动能变化，速度方向和大小均变化，轨迹非抛物线，故A、B、C错误。8.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，斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。若物块与斜面动摩擦因数为μ，下列说法正确的是（）A.物块下滑过程中机械能守恒B.物块下滑过程中洛伦兹力不做功C.物块下滑过程中受到的合外力沿斜面向下D.物块下滑加速度a=gsinθ-μgcosθ解析：物块受重力、支持力、摩擦力和洛伦兹力，洛伦兹力不做功，但摩擦力做负功，机械能不守恒，故A错误；洛伦兹力方向未知，若速度方向与磁场平行，洛伦兹力为零；若速度方向与磁场垂直，洛伦兹力做功，故B错误；合外力包括重力沿斜面向下分量、摩擦力沿斜面向上分量和洛伦兹力，无法确定方向，故C错误；沿斜面方向受力平衡：mgsinθ-μmgcosθ=ma，故a=gsinθ-μgcosθ，故D正确。9.一个电子以速度v₀沿与磁感应强度B垂直的方向射入一个宽度为d的匀强磁场区域，下列说法正确的是（）A.电子穿过磁场的时间取决于v₀/dB.电子离开磁场时速度大小一定等于v₀C.若v₀方向与B方向不垂直，电子可能做直线运动D.电子穿过磁场过程中洛伦兹力做功不为零解析：电子做匀速圆周运动，穿过磁场的时间t=圆周周长/(速度大小×角速度)=2πm/(qB)×(d/2)/(v₀/2)=πmd/(qBv₀)，与v₀/d无关，故A错误；洛伦兹力不做功，电子离开磁场时速度大小等于v₀，故B正确；若v₀方向与B方向不垂直，电子做螺旋运动，故C错误；洛伦兹力不做功，电子穿过磁场过程中洛伦兹力做功为零，故D错误。10.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，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向下的匀强磁场B中。当小球静止时，细线与竖直方向夹角为θ，下列说法正确的是（）A.小球受电场力大小为qEB.小球受洛伦兹力大小为qBvC.细线拉力大小为mgcosθD.小球受电场力与洛伦兹力大小相等解析：小球静止时，受力平衡：水平方向电场力qE=洛伦兹力qBv，竖直方向重力mg=细线拉力mgcosθ，故A正确，B错误，C错误，D错误。二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v₀沿与磁感应强度B垂直的方向射入一个宽度为d的匀强磁场区域，粒子离开磁场时速度方向与入射方向夹角为30°，则粒子在磁场中运动的时间为________。参考答案：πd/(2qBv₀)解析：粒子做匀速圆周运动，圆心角θ=30°，半径r=d/2，周期T=2πm/(qB)，时间t=θT/360°=πm/(2qBv₀)×30/360=πd/(2qBv₀)。2.一个电子以速度v₀沿与磁感应强度B垂直的方向射入一个宽度为d的匀强磁场区域，电子离开磁场时速度方向与入射方向夹角为30°，则电子在磁场中偏转的距离为________。参考答案：d/2解析：电子做匀速圆周运动，圆心角θ=30°，半径r=d/2，偏转距离y=2r-2rcosθ=d(1-sin30°)=d/2。3.一个质量为m、电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向下的匀强磁场B中。当小球静止时，细线与竖直方向夹角为θ，则小球受电场力大小为________。参考答案：qE解析：小球静止时，水平方向受力平衡：电场力qE=洛伦兹力qBv，竖直方向重力mg=细线拉力mgcosθ，故电场力qE=mg•tanθ。4.一个质量为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，斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。若物块与斜面动摩擦因数为μ，则物块下滑加速度大小为________。参考答案：gsinθ-μgcosθ解析：沿斜面方向受力平衡：mgsinθ-μmgcosθ=ma，故a=gsinθ-μgcosθ。5.一个电子以速度v₀沿与磁感应强度B垂直的方向射入一个宽度为d的匀强磁场区域，电子穿过磁场的时间为________。参考答案：πmd/(qBv₀)解析：电子做匀速圆周运动，周期T=2πm/(qB)，时间t=θT/360°，圆心角θ=2d/v₀，故t=2d/(v₀)×πm/(2qBv₀)=πmd/(qBv₀)。6.一个质量为m、电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向下的匀强磁场B中。当小球静止时，细线与竖直方向夹角为θ，则小球受洛伦兹力大小为________。参考答案：qBv解析：小球静止时，水平方向受力平衡：电场力qE=洛伦兹力qBv，故洛伦兹力qBv=mg•tanθ。7.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v₀沿与磁感应强度B垂直的方向射入一个宽度为d的匀强磁场区域，粒子离开磁场时速度方向与入射方向夹角为30°，则粒子在磁场中运动的时间为________。参考答案：πd/(2qBv₀)解析：粒子做匀速圆周运动，圆心角θ=30°，半径r=d/2，周期T=2πm/(qB)，时间t=θT/360°=πm/(2qBv₀)×30/360=πd/(2qBv₀)。8.一个电子以速度v₀沿与磁感应强度B垂直的方向射入一个宽度为d的匀强磁场区域，电子离开磁场时速度方向与入射方向夹角为30°，则电子在磁场中偏转的距离为________。参考答案：d/2解析：电子做匀速圆周运动，圆心角θ=30°，半径r=d/2，偏转距离y=2r-2rcosθ=d(1-sin30°)=d/2。9.一个质量为m、电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向下的匀强磁场B中。当小球静止时，细线与竖直方向夹角为θ，则小球受细线拉力大小为________。参考答案：mgcosθ解析：小球静止时，竖直方向受力平衡：重力mg=细线拉力mgcosθ，故细线拉力mgcosθ=mg•cosθ。10.一个质量为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，斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。若物块与斜面动摩擦因数为μ，则物块下滑过程中机械能变化量为________。参考答案：-μmgsdcosθ解析：物块下滑过程中摩擦力做功W_f=-μmgsdcosθ，机械能减少量等于摩擦力做功，故机械能变化量为-μmgsdcosθ。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.洛伦兹力始终不做功，因为其方向与粒子速度方向垂直。（√）解析：洛伦兹力方向始终垂直速度方向，不做功，但可以改变速度方向，故正确。2.当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其动能会发生变化。（×）解析：洛伦兹力不做功，动能不变，故错误。3.在磁场中，带电粒子的运动轨迹一定是圆或抛物线。（×）解析：若速度方向与磁场平行，轨迹为直线；若速度方向与磁场垂直，轨迹为圆；若速度方向与磁场不垂直，轨迹为螺旋线，故错误。4.当带电粒子同时受到电场力和洛伦兹力时，其机械能可能守恒。（√）解析：若电场力与洛伦兹力平衡，粒子做匀速直线运动，机械能守恒；若不平衡，电场力做功导致机械能变化，故正确。5.小球运动过程中电势能始终不变。（×）解析：题目未说明存在电场，若仅受磁场力，电势能无意义，故错误。6.小球运动到最低点时，细线拉力大于mg。（×）解析：最低点时，细线拉力提供向心力，F=mv²/L，洛伦兹力F_B=qvB，v与B方向未知，无法确定F_B方向，故无法判断，故错误。7.小球运动到最高点时，速度大小为v₀。（×）解析：根据机械能守恒，最高点速度v=√(v₀²+2qBR/m)，v≠v₀，故错误。8.小球运动过程中机械能逐渐减小。（×）解析：洛伦兹力不做功，机械能守恒，故错误。9.物块下滑过程中受到的合外力沿斜面向下。（×）解析：合外力包括重力沿斜面向下分量、摩擦力沿斜面向上分量和洛伦兹力，无法确定方向，故错误。10.物块下滑加速度a=gsinθ-μgcosθ。（√）解析：沿斜面方向受力平衡：mgsinθ-μmgcosθ=ma，故a=gsinθ-μgcosθ，故正确。四、简答题（总共4题，每题4分，共16分）1.简述带电粒子在复合场中的运动特点。答：带电粒子在复合场中的运动特点包括：（1）洛伦兹力始终不做功，但可以改变速度方向；（2）若仅受洛伦兹力，粒子做匀速圆周运动；（3）若同时受电场力和洛伦兹力，若平衡则做匀速直线运动，不平衡则做曲线运动；（4）若存在重力，需考虑重力的影响；（5）机械能是否守恒取决于电场力是否做功。2.解释为什么带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力不做功。答：洛伦兹力方向始终垂直速度方向，根据功的定义W=Flcosθ，洛伦兹力与速度方向夹角θ=90°，cosθ=0，故洛伦兹力不做功。3.说明如何判断带电粒子在复合场中的运动轨迹。答：判断带电粒子在复合场中的运动轨迹需考虑：（1）受力情况：若仅受洛伦兹力，做匀速圆周运动；（2）若同时受电场力和洛伦兹力，若平衡则做匀速直线运动，不平衡则做曲线运动；（3）若存在重力，需考虑重力的影响；（4）根据受力情况判断加速度方向和大小，结合初始条件确定运动轨迹。4.分析带电粒子在复合场中机械能是否守恒的条件。答：带电粒子在复合场中机械能是否守恒取决于：（1）若仅受洛伦兹力，机械能守恒；（2）若同时受电场力和洛伦兹力，若电场力不做功，机械能守恒；（3）若电场力做功，机械能不守恒；（4）若存在重力，需考虑重力做功的影响。五、应用题（总共4题，每题6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，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向下的匀强磁场B中。当小球静止时，细线与竖直方向夹角为θ，求小球受电场力大小。解：小球静止时，水平方向受力平衡：电场力qE=洛伦兹力qBv，竖直方向重力mg=细线拉力mgcosθ，故电场力qE=mg•tanθ。2.一个质量为m、电荷量为+q的粒子，以速度v₀沿与磁感应强度B垂直的方向射入一个宽度为d的匀强磁场区域，粒子离开磁场时速度方向与入射方向夹角为30°，求粒子在磁场中运动的时间。解：粒子做匀速圆周运动，圆心角θ=30°，半径r=d/2，周期T=2πm/(qB)，时间t=θT/360°=πm/(2qBv₀)×30/360=πd/(2qBv₀)。3.一个电子以速度v₀沿与磁感应强度B垂直的方向射入一个宽度为d的匀强磁场区域，电子穿过磁场的时间为多少？解：电子做匀速圆周运动，周期T=2πm/(qB)，时间t=θT/360°，圆心角θ=2d/v₀，故t=2d/(v₀)×πm/(2qBv₀)=πmd/(qBv₀)。4.一个质量为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，斜面置于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。若物块与斜面动摩擦因数为μ，求物块下滑加速度大小。解：沿斜面方向受力平衡：mgsinθ-μmgcosθ=ma，故a=gsinθ-μgcosθ。【标准答案及解析】一、单选题1.A2.D3.B4.D5.B6.A7.D8.D9.B10.A二、填空题1.πd/(2qBv₀)2.d/23.qE4.gsinθ-μgcosθ5.πmd/(qBv₀)2.qBv7.πd/(2qBv₀)8.d/29.mgcosθ10.-μmgsdcosθ三、判断题1.√2.×3.×4.√5.×6.×7.×8.