2025-2026年河南省北师大版高二物理选修三第三章同步练习题

2025-2026年河南省北师大版高二物理选修三第三章同步练习题一、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，其动能可能增加C.在重力场与匀强磁场并存的区域，带电粒子的运动轨迹一定是螺旋线D.分子电流假说可以解释铁棒被磁化时内部磁畴的取向规律参考答案：A解析：洛伦兹力方向始终垂直于粒子速度方向，不做功，但可改变速度方向，使粒子做曲线运动。选项B错误，洛伦兹力不做功，动能不变。选项C错误，仅受洛伦兹力时若速度与磁场平行，粒子做匀速直线运动。选项D与分子电流无关，铁棒磁化是磁畴定向排列的结果。2.如图所示，质量为m、带电荷量为+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，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qBmgB.细线拉力大小为mgC.若撤去磁场，小球将向下摆动D.若将磁场反向，小球将向左摆动参考答案：C解析：平衡时，水平方向洛伦兹力qBv与重力沿细线方向的分力mg•sinθ平衡，竖直方向mg=细线拉力+mg•cosθ，细线拉力大于mg。若撤去磁场，重力沿细线方向的分力使小球向下摆动。若磁场反向，洛伦兹力方向改变，但重力分力不变，小球仍保持原平衡状态。3.在回旋加速器中，带电粒子每次通过狭缝时速度增加的倍数（）A.与磁感应强度成正比B.与狭缝宽度成正比C.与加速电压成正比D.与粒子质量无关参考答案：A解析：粒子每次通过狭缝时，电场力做功qU，动能增加ΔEk=qU，速度增量Δv=√(2qU/m)。在磁场中做匀速圆周运动时，周期T=2πm/qB，频率f=1/T=qB/2πm，速度v=2πrT=2πrBm/q。可见速度增量与磁感应强度B成正比。4.如图所示，两平行金属板间存在匀强电场和匀强磁场，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反。一电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向射入，下列说法正确的是（）A.电子将做匀速直线运动B.电子将做类平抛运动C.若仅增大电场强度，电子将向上偏转D.若仅增大磁感应强度，电子将向下偏转参考答案：A解析：电场力F电=qE，洛伦兹力F洛=qvB，当F电=F洛时，电子所受合力为零，做匀速直线运动。若仅增大电场强度，电场力增大，电子将向上偏转；若仅增大磁感应强度，洛伦兹力增大，电子将向下偏转。5.一带电油滴在相互垂直的匀强电场和磁场中处于平衡状态，若突然撤去电场，油滴将（）A.保持静止B.向右做匀速直线运动C.向左做匀速直线运动D.做曲线运动参考答案：B解析：平衡时，电场力与洛伦兹力平衡，即qE=qvB，撤去电场后，洛伦兹力使油滴向右做匀速直线运动。6.半导体三极管具有放大作用，其核心原理是（）A.基极电流对集电极电流的控制B.发射结正向偏置，集电结反向偏置C.耗尽层在反向电压下变宽D.PN结的单向导电性参考答案：A解析：三极管放大作用的核心是基极电流对集电极电流的控制关系，即Ic=βIb。选项B是NPN型三极管的偏置条件。选项C是反向偏置的特性。选项D是PN结的基本特性。7.在LC振荡电路中，电容器极板间电压最大时，下列说法正确的是（）A.电感线圈中电流最大B.电场能全部转化为磁场能C.电路总能量守恒D.电路中只有电场力做功参考答案：C解析：电容器电压最大时，电场能最大，线圈电流为零。电路总能量守恒，即电场能与磁场能相互转化但总量不变。此时只有电容器放电，电场力做功。8.如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为10:1，原线圈接在220V交流电源上，副线圈接一个阻值为22Ω的电阻，则副线圈中的电流为（）A.1AB.10AC.0.1AD.2A参考答案：A解析：原线圈电压U1=220V，副线圈电压U2=U1×n2/n1=22V，副线圈电流I2=U2/R=1A。9.光电效应实验中，下列说法正确的是（）A.入射光强度越大，光电子最大初动能越大B.入射光频率越高，光电子最大初动能越大C.入射光照射时间越长，光电流越大D.任何频率的光照射都能产生光电效应参考答案：B解析：根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hv-W0，光电子最大初动能与入射光频率成正比。光电流与光强度成正比。发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率。10.汤姆孙发现电子的实验依据是（）A.阴极射线在电场中偏转B.阴极射线在磁场中偏转C.汤姆孙油滴实验D.α粒子散射实验参考答案：B解析：汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，测定了电子的比荷。油滴实验是密立根测电子电荷的实验。α粒子散射实验是卢瑟福发现原子核的实验。二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其周期T与粒子质量m、电荷量q、磁感应强度B的关系为__________。参考答案：T=2πm/qB解析：周期T=2πr/v=2πm/(qBm)=2πm/qB。2.半导体三极管放大电路中，发射极电流Ie、基极电流Ib、集电极电流Ic的关系为__________。参考答案：Ie=Ib+Ic解析：根据基尔霍夫电流定律，发射极电流等于基极电流与集电极电流之和。3.LC振荡电路中，电容器电压最大时，电感线圈中电流为__________。参考答案：0解析：电容器电压最大时，电场能最大，线圈电流为零。4.理想变压器原副线圈匝数比为n1:n2，原线圈电压为U1，副线圈电压为U2，则U1/U2=__________。参考答案：n1/n2解析：理想变压器电压与匝数成正比，U1/U2=n1/n2。5.光电效应实验中，发生光电效应的条件是入射光频率__________极限频率。参考答案：大于解析：入射光频率必须大于金属的极限频率才能发生光电效应。6.汤姆孙通过阴极射线在__________中的偏转实验，测定了电子的比荷。参考答案：电场和磁场解析：汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，测定了电子的比荷。7.半导体三极管具有__________和__________特性。参考答案：放大；开关解析：三极管具有放大电流和作为电子开关的特性。8.LC振荡电路中，电容器放电过程中，电场能转化为__________能。参考答案：磁场解析：电容器放电过程中，电场能转化为磁场能。9.理想变压器原线圈接在交流电源上，副线圈接负载电阻，则原线圈功率__________副线圈功率。参考答案：等于解析：理想变压器输入功率等于输出功率。10.光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光频率成__________关系。参考答案：正比解析：根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hv-W0，光电子最大初动能与入射光频率成正比。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.洛伦兹力可以改变带电粒子的动能。（×）解析：洛伦兹力方向始终垂直于速度方向，不做功，不改变动能，但可改变速度方向。2.在回旋加速器中，粒子每次通过狭缝时速度增量与加速电压成正比。（×）解析：速度增量Δv=√(2qU/m)，与加速电压平方根成正比。3.半导体三极管具有放大作用的核心原理是基极电流对集电极电流的控制。（√）解析：三极管放大作用的核心是基极电流对集电极电流的控制关系。4.LC振荡电路中，电容器电压最大时，电感线圈中磁场能最大。（×）解析：电容器电压最大时，电场能最大，线圈电流为零，磁场能为零。5.理想变压器原副线圈匝数比越大，副线圈电压越高。（√）解析：理想变压器电压与匝数成正比。6.光电效应实验中，入射光强度越大，光电子最大初动能越大。（×）解析：光电子最大初动能与入射光频率有关，与光强度无关。7.汤姆孙通过阴极射线在电场中的偏转实验，测定了电子的比荷。（×）解析：汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，测定了电子的比荷。8.半导体三极管具有单向导电性。（×）解析：三极管具有放大作用，不是单向导电器件。9.LC振荡电路中，电容器放电过程中，电路中只有电场力做功。（√）解析：电容器放电过程中，电场力做功，将电场能转化为磁场能。10.光电效应实验中，任何频率的光照射都能产生光电效应。（×）解析：只有入射光频率大于极限频率才能发生光电效应。四、简答题（总共4题，每题4分，共16分）1.简述回旋加速器的工作原理及其应用领域。参考答案：回旋加速器利用磁场使带电粒子做匀速圆周运动，周期不变，利用电场在粒子每次通过狭缝时加速粒子。粒子在磁场中做匀速圆周运动时，周期T=2πm/qB，速度v=2πrBm/q，每次通过狭缝时速度增量Δv=√(2qU/m)。回旋加速器可用于核物理研究、医学治疗等。解析：回旋加速器的工作原理是利用磁场使带电粒子做匀速圆周运动，周期不变，利用电场在粒子每次通过狭缝时加速粒子。粒子在磁场中做匀速圆周运动时，周期T=2πm/qB，速度v=2πrBm/q，每次通过狭缝时速度增量Δv=√(2qU/m)。回旋加速器可用于核物理研究、医学治疗等。2.简述半导体三极管的三种工作状态及其条件。参考答案：半导体三极管的三种工作状态为放大状态、饱和状态、截止状态。放大状态：发射结正向偏置，集电结反向偏置，如NPN型三极管中，基极电压高于发射极电压，集电极电压高于基极电压。饱和状态：发射结正向偏置，集电结正向偏置，如NPN型三极管中，基极电压高于发射极电压，集电极电压低于基极电压。截止状态：发射结反向偏置，集电结反向偏置，如NPN型三极管中，基极电压低于发射极电压，集电极电压高于基极电压。解析：半导体三极管的三种工作状态为放大状态、饱和状态、截止状态。放大状态的条件是发射结正向偏置，集电结反向偏置；饱和状态的条件是发射结正向偏置，集电结正向偏置；截止状态的条件是发射结反向偏置，集电结反向偏置。3.简述LC振荡电路的振荡过程。参考答案：LC振荡电路的振荡过程是电容器放电和充电的交替过程。放电过程：电容器电压逐渐降低，线圈电流逐渐增大，电场能转化为磁场能。充电过程：电容器电压逐渐升高，线圈电流逐渐减小，磁场能转化为电场能。在理想情况下，电路总能量守恒，即电场能与磁场能相互转化但总量不变。解析：LC振荡电路的振荡过程是电容器放电和充电的交替过程。放电过程中，电容器电压逐渐降低，线圈电流逐渐增大，电场能转化为磁场能。充电过程中，电容器电压逐渐升高，线圈电流逐渐减小，磁场能转化为电场能。在理想情况下，电路总能量守恒，即电场能与磁场能相互转化但总量不变。4.简述光电效应的实验规律。参考答案：光电效应的实验规律包括：（1）发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率；（2）光电子的最大初动能与入射光频率成正比；（3）光电流与入射光强度成正比；（4）光电效应是瞬时发生的，与照射时间无关。解析：光电效应的实验规律包括：发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率；光电子的最大初动能与入射光频率成正比；光电流与入射光强度成正比；光电效应是瞬时发生的，与照射时间无关。五、应用题（总共4题，每题6分，共24分）1.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，平衡时细线与竖直方向成θ角。求：（1）小球所受洛伦兹力大小；（2）细线拉力大小。案例背景：一质量为m=0.1kg、电荷量为+q=2×10^-6C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=0.5T中，平衡时细线与竖直方向成θ=30°角。求：（1）小球所受洛伦兹力大小；（2）细线拉力大小。参考答案：（1）小球所受洛伦兹力大小为F洛=qvB，由于小球处于平衡状态，洛伦兹力与重力沿细线方向的分力平衡，即F洛=mg•sinθ=2×10^-6×0.5×0.1×sin30°=5×10^-8N。（2）细线拉力大小为F拉=mg•cosθ=0.1×9.8×cos30°≈0.849N。解析：小球处于平衡状态，水平方向洛伦兹力与重力沿细线方向的分力平衡，即F洛=mg•sinθ=2×10^-6×0.5×0.1×sin30°=5×10^-8N。竖直方向mg=细线拉力+mg•cosθ，细线拉力F拉=mg•cosθ=0.1×9.8×cos30°≈0.849N。2.如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为10:1，原线圈接在220V交流电源上，副线圈接一个阻值为22Ω的电阻，求：（1）副线圈电压；（2）副线圈电流；（3）原线圈功率。案例背景：一理想变压器原副线圈匝数比为10:1，原线圈接在220V交流电源上，副线圈接一个阻值为22Ω的电阻，求：（1）副线圈电压；（2）副线圈电流；（3）原线圈功率。参考答案：（1）副线圈电压为U2=U1×n2/n1=220×1/10=22V；（2）副线圈电流为I2=U2/R=22/22=1A；（3）原线圈功率为P1=P2=U2×I2=22×1=22W。解析：理想变压器电压与匝数成正比，副线圈电压U2=U1×n2/n1=220×1/10=22V。副线圈电流I2=U2/R=22/22=1A。理想变压器输入功率等于输出功率，原线圈功率P1=P2=U2×I2=22×1=22W。3.如图所示，一质量为m=0.1kg、电荷量为+q=2×10^-6C的电子以速度v0=10^6m/s垂直进入磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，求：（1）电子做匀速圆周运动的半径；（2）电子做匀速圆周运动的周期。案例背景：一质量为m=0.1kg、电荷量为+q=2×10^-6C的电子以速度v0=10^6m/s垂直进入磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，求：（1）电子做匀速圆周运动的半径；（2）电子做匀速圆周运动的周期。参考答案：（1）电子做匀速圆周运动的半径为r=mvr/qB=9.1×10^-31×10^6/(1.6×10^-19×0.5)≈1.14×10^-3m；（2）电子做匀速圆周运动的周期为T=2πm/qB=2π×9.1×10^-31/(1.6×10^-19×0.5)≈7.1×10^-8s。解析：电子做匀速圆周运动的半径r=mvr/qB=9.1×10^-31×10^6/(1.6×10^-19×0.5)≈1.14×10^-3m。周期T=2πm/qB=2π×9.1×10^-31/(1.6×10^-19×0.5)≈7.1×10^-8s。4.如图所示，一质量为m=0.1kg、电荷量为+q=2×10^-6C的质点以速度v0=10^6m/s垂直进入磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，求：（1）质点做匀速圆周运动的半径；（2）质点做匀速圆周运动的周期。案例背景：一质量为m=0.1kg、电荷量为+q=2×10^-6C的质点以速度v0=10^6m/s垂直进入磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，求：（1）质点做匀速圆周运动的半径；（2）质点做匀速圆周运动的周期。参考答案：（1）质点做匀速圆周运动的半径为r=mvr/qB=0.1×10^6/(1.6×10^-19×0.5)≈1.25×10^6m；（2）质点做匀速圆周运动的周期为T=2πm/qB=2π×0.1/(1.6×10^-19×0.5)≈7.85×10^-8s。解析：质点做匀速圆周运动的半径r=mvr/qB=0.1×10^6/(1.6×10^-19×0.5)≈1.25×10^6m。周期T=2πm/qB=2π×0.1/(1.6×10^-19×0.5)≈7.85×10^-8s。【标准答案及解析】一、单选题1.A2.C3.A4.A5.B6.A7.C8.A9.B10.B二、填空题1.T=2πm/qB2.Ie=Ib+Ic3.04.n1/n25.大于6.电场和磁场7.放大；开关8.磁场9.等于10.正比三、判断题1.×2.×3.√4.×5.√6.×7.×8.×9.√10.×四、简答题1.参考答案：回旋加速器利用磁场使带电粒子做匀速圆周运动，周期不变，利用电场在粒子每次通过狭缝时加速粒子。粒子在磁场中做匀速圆周运动时，周期T=2πm/qB，速度v=2πrBm/q，每次通过狭缝时速度增量Δv=√(2qU/m)。回旋加速器可用于核物理研究、医学治疗等。2.参考答案：半导体三极管的三种工作状态为放大状态、饱和状态、截止状态。放大状态的条件是发射结正向偏置，集电结反向偏置；饱和状态的条件是发射结正向偏置，集电结正向