2026年天津市人教版高中物理选修3-1第9章测试卷

2026年天津市人教版高中物理选修3-1第9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（）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做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反，但题目未说明粒子带正电，若带负电则方向相反，D错误。2.一带电粒子以速度v进入一个方向竖直向上的匀强电场E，同时进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B，粒子质量为m，电荷量为q，下列说法正确的是（）A.粒子可能做匀速直线运动B.粒子可能做匀减速直线运动C.粒子的动能可能增加D.粒子的电势能可能增加参考答案：B解析：粒子受电场力方向向上，洛伦兹力方向向左，若v与场力平衡，则做匀速直线运动，A正确但与题意矛盾。若v与场力不共线，则做曲线运动，B错误。电场力做负功，动能减少，C错误。电场力做负功，电势能增加，D正确。题目要求粒子进入场时即开始运动，故A错误，B正确。3.在回旋加速器中，下列说法正确的是（）A.加速器能加速所有带电粒子，包括电子和质子B.回旋加速器利用电场加速，利用磁场偏转C.回旋加速器输出的粒子动能与D形电极的半径有关D.回旋加速器输出的粒子动能与加速电压有关参考答案：C解析：回旋加速器仅适用于质子等重离子，电子因质量太小无法有效加速，A错误。回旋加速器利用电场加速，磁场偏转，B正确。根据公式r=mv/Bq，v=√(2qU/m)，Ek=1/2mv²=2qU，Ek与D形电极半径无关，C错误，D正确。题目要求输出动能，故C错误，D正确。4.一带电粒子以速度v进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B，粒子质量为m，电荷量为q，下列说法正确的是（）A.粒子可能做匀速直线运动B.粒子可能做匀减速直线运动C.粒子的动能可能增加D.粒子的电势能可能增加参考答案：A解析：粒子仅受洛伦兹力，做匀速圆周运动，A错误。若粒子同时进入电场，可能做曲线运动，B错误。洛伦兹力不做功，动能不变，C错误。电场力做功，电势能可能增加，D正确。题目未说明电场，故A错误，D正确。5.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做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反，但题目未说明粒子带正电，若带负电则方向相反，D错误。6.一带电粒子以速度v进入一个方向竖直向上的匀强电场E，同时进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B，粒子质量为m，电荷量为q，下列说法正确的是（）A.粒子可能做匀速直线运动B.粒子可能做匀减速直线运动C.粒子的动能可能增加D.粒子的电势能可能增加参考答案：B解析：粒子受电场力方向向上，洛伦兹力方向向左，若v与场力不共线，则做曲线运动，A错误。电场力做负功，动能减少，B正确。电场力做负功，电势能增加，C错误。题目未说明电场，故D错误。7.在回旋加速器中，下列说法正确的是（）A.加速器能加速所有带电粒子，包括电子和质子B.回旋加速器利用电场加速，利用磁场偏转C.回旋加速器输出的粒子动能与D形电极的半径有关D.回旋加速器输出的粒子动能与加速电压有关参考答案：B解析：回旋加速器仅适用于质子等重离子，电子因质量太小无法有效加速，A错误。回旋加速器利用电场加速，磁场偏转，B正确。根据公式r=mv/Bq，v=√(2qU/m)，Ek=1/2mv²=2qU，Ek与D形电极半径无关，C错误。回旋加速器输出的粒子动能与加速电压有关，D正确。题目要求输出动能，故C错误，D正确。8.一带电粒子以速度v进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B，粒子质量为m，电荷量为q，下列说法正确的是（）A.粒子可能做匀速直线运动B.粒子可能做匀减速直线运动C.粒子的动能可能增加D.粒子的电势能可能增加参考答案：A解析：粒子仅受洛伦兹力，做匀速圆周运动，A错误。若粒子同时进入电场，可能做曲线运动，B错误。洛伦兹力不做功，动能不变，C错误。电场力做功，电势能可能增加，D正确。题目未说明电场，故A错误，D正确。9.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做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反，但题目未说明粒子带正电，若带负电则方向相反，D错误。10.一带电粒子以速度v进入一个方向竖直向上的匀强电场E，同时进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B，粒子质量为m，电荷量为q，下列说法正确的是（）A.粒子可能做匀速直线运动B.粒子可能做匀减速直线运动C.粒子的动能可能增加D.粒子的电势能可能增加参考答案：B解析：粒子受电场力方向向上，洛伦兹力方向向左，若v与场力不共线，则做曲线运动，A错误。电场力做负功，动能减少，B正确。电场力做负功，电势能增加，C错误。题目未说明电场，故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进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B，粒子质量为m，电荷量为q，粒子做匀速圆周运动的半径为r，周期为T，则磁感应强度B的表达式为______，周期T的表达式为______。参考答案：B=mqv/r，T=2πm/qB解析：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，B=mqv/r；周期T=2πr/v=2πm/qB。2.在回旋加速器中，加速电压为U，D形电极的半径为R，粒子质量为m，电荷量为q，则粒子被加速到最大动能时，其速度v的表达式为______，最大动能Ek的表达式为______。参考答案：v=√(2qU/m)，Ek=2qU解析：根据动能定理，qU=1/2mv²，v=√(2qU/m)；Ek=1/2mv²=2qU。3.一带电粒子以速度v进入一个方向竖直向上的匀强电场E，同时进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B，粒子质量为m，电荷量为q，若粒子做匀速直线运动，则电场力与洛伦兹力的大小关系为______，方向关系为______。参考答案：大小相等，方向相反解析：匀速直线运动时，合外力为零，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反。4.一带电粒子以速度v进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B，粒子质量为m，电荷量为q，粒子做匀速圆周运动的半径为r，则粒子在磁场中运动的时间t的表达式为______。参考答案：t=πr/v解析：匀速圆周运动的周期T=2πr/v，粒子在磁场中运动的时间为半个周期，t=πr/v。5.在研究带电粒子在复合场中的运动时，若粒子仅受洛伦兹力作用，则粒子做______运动，其动能______（选填“增加”“减少”或“不变”）。参考答案：匀速圆周运动，不变解析：洛伦兹力提供向心力，速度大小不变，动能不变。6.在回旋加速器中，加速电压为U，D形电极的半径为R，粒子质量为m，电荷量为q，则粒子被加速到最大动能时，其速度v的表达式为______，最大动能Ek的表达式为______。参考答案：v=√(2qU/m)，Ek=2qU解析：根据动能定理，qU=1/2mv²，v=√(2qU/m)；Ek=1/2mv²=2qU。7.一带电粒子以速度v进入一个方向竖直向上的匀强电场E，同时进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B，粒子质量为m，电荷量为q，若粒子做匀速直线运动，则电场力与洛伦兹力的大小关系为______，方向关系为______。参考答案：大小相等，方向相反解析：匀速直线运动时，合外力为零，电场力与洛伦兹力大小相等方向相反。8.一带电粒子以速度v进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B，粒子质量为m，电荷量为q，粒子做匀速圆周运动的半径为r，则粒子在磁场中运动的时间t的表达式为______。参考答案：t=πr/v解析：匀速圆周运动的周期T=2πr/v，粒子在磁场中运动的时间为半个周期，t=πr/v。9.在研究带电粒子在复合场中的运动时，若粒子仅受洛伦兹力作用，则粒子做______运动，其动能______（选填“增加”“减少”或“不变”）。参考答案：匀速圆周运动，不变解析：洛伦兹力提供向心力，速度大小不变，动能不变。10.在回旋加速器中，加速电压为U，D形电极的半径为R，粒子质量为m，电荷量为q，则粒子被加速到最大动能时，其速度v的表达式为______，最大动能Ek的表达式为______。参考答案：v=√(2qU/m)，Ek=2qU解析：根据动能定理，qU=1/2mv²，v=√(2qU/m)；Ek=1/2mv²=2qU。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：洛伦兹力始终垂直于速度方向，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.在叠加场中，带电粒子的运动轨迹一定是一条曲线。参考答案：错误解析：若初速度与场力平衡，可能做直线运动。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。参考答案：错误解析：若粒子带负电，则电场力与洛伦兹力方向相同。5.回旋加速器能加速所有带电粒子，包括电子和质子。参考答案：错误解析：回旋加速器仅适用于质子等重离子，电子因质量太小无法有效加速。6.回旋加速器利用电场加速，利用磁场偏转。参考答案：正确解析：回旋加速器利用电场加速，磁场偏转。7.回旋加速器输出的粒子动能与D形电极的半径有关。参考答案：错误解析：Ek=2qU，与D形电极半径无关。8.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：错误解析：若粒子带负电，则电场力与洛伦兹力方向相同。9.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：洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功。10.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。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。参考答案：洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功；洛伦兹力提供向心力，使带电粒子做匀速圆周运动；洛伦兹力的方向由右手螺旋定则判断（正电荷）或左手螺旋定则判断（负电荷）。2.简述回旋加速器的原理。参考答案：回旋加速器利用电场加速，磁场偏转；粒子在D形电极间做半圆周运动，周期不变；随着粒子速度增加，半圆周运动半径增大，最终被引出。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。参考答案：粒子必须带电；电场力与洛伦兹力大小相等方向相反；粒子初速度方向与场力平衡。4.简述带电粒子在复合场中的运动特点。参考答案：若仅受洛伦兹力，做匀速圆周运动；若受电场力和洛伦兹力，可能做曲线运动；若电场力与洛伦兹力平衡，可能做匀速直线运动。5.简述回旋加速器输出的粒子动能与哪些因素有关。参考答案：粒子动能与加速电压有关，与D形电极半径无关；Ek=2qU。6.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时，电场力与洛伦兹力的关系。参考答案：电场力与洛伦兹力大小相等方向相反；若粒子带负电，则方向相同。7.简述洛伦兹力不做功的原因。参考答案：洛伦兹力始终垂直于速度方向，功的计算公式W=Flcosθ，θ=90°，故W=0。8.简述带电粒子在复合场中的运动轨迹特点。参考答案：若仅受洛伦兹力，做匀速圆周运动；若受电场力和洛伦兹力，可能做曲线运动；若电场力与洛伦兹力平衡，可能做匀速直线运动。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进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B=0.1T，粒子质量为m=1.67×10^-27kg，电荷量为q=1.6×10^-19C，求粒子做匀速圆周运动的半径r和周期T。解：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，r=mv/qB=1.67×10^-27kg×10^6m/s/(1.6×10^-19C×0.1T)=1.04m；周期T=2πm/qB=2π×1.67×10^-27kg/(1.6×10^-19C×0.1T)=6.54×10^-7s。2.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个方向竖直向上的匀强电场E=1000N/C，同时进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B=0.1T，粒子质量为m=1.67×10^-27kg，电荷量为q=1.6×10^-19C，求粒子做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力的大小关系。解：电场力F=qE=1.6×10^-19C×1000N/C=1.6×10^-16N；洛伦兹力F'=qvB=1.6×10^-19C×10^6m/s×0.1T=1.6×10^-14N；若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，但题目未说明粒子带正电，故无法判断。3.一回旋加速器加速电压为U=1000kV，D形电极的半径为R=1m，粒子质量为m=1.67×10^-27kg，电荷量为q=1.6×10^-19C，求粒子被加速到最大动能时，其速度v和最大动能Ek。解：根据动能定理，qU=1/2mv²，v=√(2qU/m)=√(2×1.6×10^-19C×1000×10^3V/1.67×10^-27kg)=1.41×10^7m/s；Ek=1/2mv²=2qU=2×1.6×10^-19C×1000×10^3V=3.2×10^-7J。4.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B=0.1T，粒子质量为m=1.67×10^-27kg，电荷量为q=1.6×10^-19C，求粒子做匀速圆周运动的半径r和周期T。解：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，r=mv/qB=1.67×10^-27kg×10^6m/s/(1.6×10^-19C×0.1T)=1.04m；周期T=2πm/qB=2π×1.67×10^-27kg/(1.6×10^-19C×0.1T)=6.54×10^-7s。5.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个方向竖直向上的匀强电场E=1000N/C，同时进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B=0.1T，粒子质量为m=1.67×10^-27kg，电荷量为q=1.6×10^-19C，求粒子做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力的大小关系。解：电场力F=qE=1.6×10^-19C×1000N/C=1.6×10^-16N；洛伦兹力F'=qvB=1.6×10^-19C×10^6m/s×0.1T=1.6×10^-14N；若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，但题目未说明粒子带正电，故无法判断。6.一回旋加速器加速电压为U=1000kV，D形电极的半径为R=1m，粒子质量为m=1.67×10^-27kg，电荷量为q=1.6×10^-19C，求粒子被加速到最大动能时，其速度v和最大动能Ek。解：根据动能定理，qU=1/2mv²，v=√(2qU/m)=√(2×1.6×10^-19C×1000×10^3V/1.67×10^-27kg)=1.41×10^7m/s；Ek=1/2mv²=2qU=2×1.6×10^-19C×1000×10^3V=3.2×10^-7J。7.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B=0.1T，粒子质量为m=1.67×10^-27kg，电荷量为q=1.6×10^-19C，求粒子做匀速圆周运动的半径r和周期T。解：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，r=mv/qB=1.67×10^-27kg×10^6m/s/(1.6×10^-19C×0.1T)=1.04m；周期T=2πm/qB=2π×1.67×10^-27kg/(1.6×10^-19C×0.1T)=6.54×10^-7s。8.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个方向竖直向上的匀强电场E=1000N/C，同时进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B=0.1T，粒子质量为m=1.67×10^-27kg，电荷量为q=1.6×10^-19C，求粒子做匀速直线运动时，电场力与洛伦兹力的大小关系。解：电场力F=qE=1.6×10^-19C×1000N/C=1.6×10^-16N；洛伦兹力F'=qvB=1.6×10^-19C×10^6m/s×0.1T=1.6×10^-14N；若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，但题目未说明粒子带正电，故无法判断。9.一回旋加速器加速电压为U=1000kV，D形电极的半径为R=1m，粒子质量为m=1.67×10^-27kg，电荷量为q=1.6×10^-19C，求粒子被加速到最大动能时，其速度v和最大动能Ek。解：根据动能定理，qU=1/2mv²，v=√(2qU/m)=√(2×1.6×10^-19C×1000×10^3V/1.67×10^-27kg)=1.41×10^7m/s；Ek=1/2mv²=2qU=2×1.6×10^-19C×1000×10^3V=3.2×10^-7J。10.一带电粒子以速度v=10^6m/s进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场B=0.1T，粒子质量为m=1.67×10^-27kg，电荷量为q=1.6×10^-19C，求粒子做匀速圆周运动的半径r和周期T。解：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，r=mv/qB=1.67×10^-27kg×10^6m/s/(1.6×10^-19C×0.1T)=1.04m；周期T=2πm/qB=2π×1.67×10^-27kg/(1.6×10^-19C×0.1T)=6.54×10^-7s。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.B3.C4.A5.A6.B7.B8.A9.A10.B二、填空题1.B=mqv/r，T=2πm/qB12.v=√(2qU/m)，Ek=2qU13.大小相等，方向相反14.t=πr/v15.匀速圆周运动，不变16.v=√(2qU/m)，Ek=2qU17.大小相等，方向相反18.t=πr/v19.匀速圆周运动，不变20.v=√(2qU/m)，Ek=2qU三、判断题1.正确22.错误23.错误24.错误25.错误26.正确27.错误28.错误29.正确30.错误四、简答题1.洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功；洛伦兹力提供向心力，使带电粒子做匀速圆周运动；洛伦兹力的方向由右手螺旋定则判断（正电荷）或左手螺旋定则判断（负电荷）。2.回旋加速器利用电场加速，磁场偏转；粒子在D形电极间做半圆周运动，周期不变；随着粒子速度增加，半圆周运动半径增大，最终被引出。3.粒子必须带电；电场力与洛伦兹力大小相等方向相反；粒子初速度方向与场力平衡。4.若仅受洛伦兹力，做匀速圆周运动；若受电场力和洛伦兹力，可能做曲线运动；若电场力与洛伦兹力平衡，可能做匀速直线运动。5.粒子动能与加速电压有关，与D形电极半径无关；Ek=2qU。6.电场力与洛伦兹力大小相等方向相反；若粒子带负电，则方向相同。7.洛伦兹力始终垂直于速度方向，功的计算公式W=Flcosθ，θ=90°，故W=0。8.若仅受洛伦兹力，做匀速圆周运动；若受电场力和洛伦兹力，可能做曲线运动；若电场力与洛伦兹力平衡，可能做匀速直线运动。五、应用题1.解：洛伦兹力提供向心力，mv²/r=qvB，r=mv/qB=1.67×10^-27kg×10^6m/s/(1.6×10^-19C×0.1T)=1.04m；周期T=2πm/qB=2π×1.67×10^-27kg/(1.6×10^-19C×0.1T)=6.54×10^-7s。2.解：电场力F=qE=1.6×10^-19C×1000N/C=1.6×10^-16N；洛伦兹力F'=qvB=1.6×10^-19C×10^6m/s×0.1T=1.6×10^-14N；若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，但题目未说明粒子带正电，故无法判断。3.解：根据动能定理，qU=1/2mv²，v=√(2qU/m)=√(2×1.6×10^-19C×1000×10^3V/1.67×10^-27kg)=1.41×10^7m/s；Ek=1/2mv²=2qU=2×1.6×10^-19C×1000×10^3V=3.2×10^-7J。4.解：洛伦兹力提供