2026年廣東省人教版高二物理選修三第三章習題解析

2026年廣東省人教版高二物理選修三第三章習題解析一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.在研究帶電粒子在復(fù)合場中的運動時，下列說法正確的是（）A.洛倫茲力始終不做功，因為它的方向始終與粒子速度方向垂直B.當帶電粒子僅受洛倫茲力作用時，其動能可能增加C.在勻強磁場中，帶電粒子做勻速圓周運動時，其電勢能可能變化D.帶電粒子在正交的勻強電場和勻強磁場中運動時，其軌跡一定是直線參考答案：A解析：洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，不做功，因此A正確。帶電粒子僅受洛倫茲力時，速度大小不變，動能不變，B錯誤。勻速圓周運動時，電場力不做功，電勢能不變，C錯誤。正交的勻強電場和磁場中，若粒子初速度與電場力方向不共線，則做螺旋運動，D錯誤。2.如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球用長為L的絕緣細線懸掛于O點，置于水平方向的勻強磁場中，當小球從平衡位置偏轉(zhuǎn)θ角后由靜止釋放，下列說法正確的是（）A.小球運動過程中機械能守恒B.小球運動過程中電勢能始終不變C.小球運動到最低點時，細線拉力大于mgD.小球運動到最低點時，洛倫茲力方向豎直向上參考答案：C解析：系統(tǒng)受重力和洛倫茲力，洛倫茲力不做功，機械能守恒，A正確。小球帶正電，在磁場中運動時電勢能可能變化，B錯誤。最低點時，細線拉力等于重力加上向心力，即F=mg+mv2/L>mg，C正確。最低點時洛倫茲力方向與速度方向垂直，不一定豎直向上，D錯誤。3.在回旋加速器中，下列說法正確的是（）A.回旋加速器能加速所有帶電粒子B.回旋加速器加速粒子的最大動能與D形電極的半徑有關(guān)C.回旋加速器中，粒子每次經(jīng)過電場時動能增量相同D.回旋加速器適用于加速質(zhì)量較大的粒子參考答案：B解析：回旋加速器僅適用于帶正電的粒子，A錯誤。最大動能與D形電極半徑和磁感應(yīng)強度有關(guān)，B正確。每次經(jīng)過電場時，粒子動能增量與電場電壓有關(guān)，與周期無關(guān)，C錯誤。回旋加速器適用于質(zhì)量較小的粒子，如質(zhì)子，D錯誤。4.如圖所示，兩平行金屬板間存在勻強電場和勻強磁場，一帶電粒子以速度v沿垂直于電場和磁場的方向射入，不計重力，下列說法正確的是（）A.若粒子帶正電，則電場力方向與電場方向相同B.若粒子做勻速直線運動，則電場力和洛倫茲力大小相等C.若粒子做勻速直線運動，則電場和磁場方向一定相互垂直D.若粒子做勻速直線運動，則電場和磁場方向一定相互平行參考答案：B解析：電場力方向與電場方向相同或相反取決于電荷正負，A錯誤。若粒子做勻速直線運動，則電場力和洛倫茲力大小相等方向相反，B正確。電場和磁場方向不一定垂直或平行，取決于粒子速度和電荷性質(zhì)，C、D錯誤。5.在研究帶電粒子在正交勻強電場和磁場中的運動時，下列說法正確的是（）A.粒子運動軌跡一定是圓B.粒子運動軌跡一定是拋物線C.粒子運動軌跡可能是直線D.粒子運動軌跡可能是橢圓參考答案：C解析：若粒子初速度與電場力方向共線，則做直線運動；若不共線，則做螺旋運動或復(fù)雜曲線運動，A、B、D錯誤。C正確。6.如圖所示，一個帶正電的粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場方向豎直向下，磁場方向垂直紙面向里，粒子進入時速度方向與電場方向平行，下列說法正確的是（）A.粒子將做勻速直線運動B.粒子將做曲線運動C.粒子將做勻減速直線運動D.粒子的電勢能將不斷增加參考答案：A解析：電場力和洛倫茲力大小相等方向相反，粒子做勻速直線運動，A正確。B、C錯誤。由于粒子做勻速直線運動，電場力不做功，電勢能不變，D錯誤。7.在回旋加速器中，下列說法正確的是（）A.回旋加速器能加速所有帶電粒子B.回旋加速器加速粒子的最大動能與D形電極的半徑有關(guān)C.回旋加速器中，粒子每次經(jīng)過電場時動能增量相同D.回旋加速器適用于加速質(zhì)量較大的粒子參考答案：B解析：回旋加速器僅適用于帶正電的粒子，A錯誤。最大動能與D形電極半徑和磁感應(yīng)強度有關(guān)，B正確。每次經(jīng)過電場時，粒子動能增量與電場電壓有關(guān)，與周期無關(guān)，C錯誤。回旋加速器適用于質(zhì)量較小的粒子，如質(zhì)子，D錯誤。8.如圖所示，一個帶正電的粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場方向豎直向下，磁場方向垂直紙面向里，粒子進入時速度方向與電場方向平行，下列說法正確的是（）A.粒子將做勻速直線運動B.粒子將做曲線運動C.粒子將做勻減速直線運動D.粒子的電勢能將不斷增加參考答案：A解析：電場力和洛倫茲力大小相等方向相反，粒子做勻速直線運動，A正確。B、C錯誤。由于粒子做勻速直線運動，電場力不做功，電勢能不變，D錯誤。9.在研究帶電粒子在復(fù)合場中的運動時，下列說法正確的是（）A.洛倫茲力始終不做功，因為它的方向始終與粒子速度方向垂直B.當帶電粒子僅受洛倫茲力作用時，其動能可能增加C.在勻強磁場中，帶電粒子做勻速圓周運動時，其電勢能可能變化D.帶電粒子在正交的勻強電場和勻強磁場中運動時，其軌跡一定是直線參考答案：A解析：洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，不做功，因此A正確。帶電粒子僅受洛倫茲力時，速度大小不變，動能不變，B錯誤。勻速圓周運動時，電場力不做功，電勢能不變，C錯誤。正交的勻強電場和磁場中，若粒子初速度與電場力方向不共線，則做螺旋運動，D錯誤。10.在回旋加速器中，下列說法正確的是（）A.回旋加速器能加速所有帶電粒子B.回旋加速器加速粒子的最大動能與D形電極的半徑有關(guān)C.回旋加速器中，粒子每次經(jīng)過電場時動能增量相同D.回旋加速器適用于加速質(zhì)量較大的粒子參考答案：B解析：回旋加速器僅適用于帶正電的粒子，A錯誤。最大動能與D形電極半徑和磁感應(yīng)強度有關(guān)，B正確。每次經(jīng)過電場時，粒子動能增量與電場電壓有關(guān)，與周期無關(guān)，C錯誤。回旋加速器適用于質(zhì)量較小的粒子，如質(zhì)子，D錯誤。二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v進入一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，粒子做勻速圓周運動，則其軌道半徑為______，周期為______。參考答案：mv/B，2πm/Bq解析：洛倫茲力提供向心力，mv2/r=qvB，軌道半徑r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。2.一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v進入一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，粒子做勻速圓周運動，則其軌道半徑為______，周期為______。參考答案：mv/B，2πm/Bq解析：洛倫茲力提供向心力，mv2/r=qvB，軌道半徑r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。3.在回旋加速器中，若磁感應(yīng)強度為B，D形電極半徑為R，則粒子最大速度為______，最大動能為______。參考答案：BRq/m，q2B2R2/2m解析：最大速度vmax=BRq/m；最大動能Ekmax=q2B2R2/2m。4.在正交的勻強電場和勻強磁場中，若電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，粒子速度為v，則粒子做勻速直線運動的條件是______。參考答案：vE=BC解析：電場力和洛倫茲力大小相等，vE=qvB，即vE=BC。5.一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v進入一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，粒子做勻速圓周運動，則其軌道半徑為______，周期為______。參考答案：mv/B，2πm/Bq解析：洛倫茲力提供向心力，mv2/r=qvB，軌道半徑r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。6.在回旋加速器中，若磁感應(yīng)強度為B，D形電極半徑為R，則粒子最大速度為______，最大動能為______。參考答案：BRq/m，q2B2R2/2m解析：最大速度vmax=BRq/m；最大動能Ekmax=q2B2R2/2m。7.在正交的勻強電場和勻強磁場中，若電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，粒子速度為v，則粒子做勻速直線運動的條件是______。參考答案：vE=BC解析：電場力和洛倫茲力大小相等，vE=qvB，即vE=BC。8.一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v進入一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，粒子做勻速圓周運動，則其軌道半徑為______，周期為______。參考答案：mv/B，2πm/Bq解析：洛倫茲力提供向心力，mv2/r=qvB，軌道半徑r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。9.在回旋加速器中，若磁感應(yīng)強度為B，D形電極半徑為R，則粒子最大速度為______，最大動能為______。參考答案：BRq/m，q2B2R2/2m解析：最大速度vmax=BRq/m；最大動能Ekmax=q2B2R2/2m。10.在正交的勻強電場和勻強磁場中，若電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，粒子速度為v，則粒子做勻速直線運動的條件是______。參考答案：vE=BC解析：電場力和洛倫茲力大小相等，vE=qvB，即vE=BC。三、判斷題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.洛倫茲力始終不做功，因為它的方向始終與粒子速度方向垂直。（√）解析：洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，不做功，正確。2.當帶電粒子僅受洛倫茲力作用時，其動能可能增加。（×）解析：洛倫茲力不做功，動能不變，錯誤。3.在勻強磁場中，帶電粒子做勻速圓周運動時，其電勢能可能變化。（×）解析：勻速圓周運動時，電場力不做功，電勢能不變，錯誤。4.帶電粒子在正交的勻強電場和勻強磁場中運動時，其軌跡一定是直線。（×）解析：若粒子初速度與電場力方向不共線，則做螺旋運動，錯誤。5.回旋加速器能加速所有帶電粒子。（×）解析：回旋加速器僅適用于帶正電的粒子，錯誤。6.回旋加速器加速粒子的最大動能與D形電極的半徑有關(guān)。（√）解析：最大動能與D形電極半徑和磁感應(yīng)強度有關(guān)，正確。7.回旋加速器中，粒子每次經(jīng)過電場時動能增量相同。（×）解析：每次經(jīng)過電場時，粒子動能增量與電場電壓有關(guān)，與周期無關(guān)，錯誤。8.回旋加速器適用于加速質(zhì)量較大的粒子。（×）解析：回旋加速器適用于質(zhì)量較小的粒子，如質(zhì)子，錯誤。9.粒子運動軌跡可能是直線。（√）解析：若粒子初速度與電場力方向共線，則做直線運動，正確。10.粒子的電勢能將不斷增加。（×）解析：由于粒子做勻速直線運動，電場力不做功，電勢能不變，錯誤。四、簡答題（本大題共8小題，每小題2分，共16分）1.簡述洛倫茲力的特點及其對帶電粒子運動的影響。解析：洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，不做功，只改變速度方向，不改變速度大小。帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動或螺旋運動。2.回旋加速器的工作原理是什么？解析：回旋加速器利用電場加速粒子，磁場偏轉(zhuǎn)粒子，使粒子在D形電極間做半圓周運動，周期不變，最終被加速到高能。3.正交的勻強電場和勻強磁場中，粒子做勻速直線運動的條件是什么？解析：電場力和洛倫茲力大小相等方向相反，即vE=qvB，即vE=BC。4.帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的軌道半徑和周期與哪些因素有關(guān)？解析：軌道半徑與粒子速度、磁感應(yīng)強度和電荷量有關(guān)，周期與粒子質(zhì)量、磁感應(yīng)強度和電荷量有關(guān)。5.簡述回旋加速器的優(yōu)缺點。解析：優(yōu)點：可加速高能粒子；缺點：適用于質(zhì)量較小的粒子，速度過高時相對論效應(yīng)顯著。6.簡述帶電粒子在正交的勻強電場和勻強磁場中運動的軌跡特點。解析：若粒子初速度與電場力方向不共線，則做螺旋運動；若共線，則做直線運動。7.簡述帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的條件。解析：洛倫茲力提供向心力，mv2/r=qvB，即vE=BC。8.簡述帶電粒子在勻強電場中運動的規(guī)律。解析：帶電粒子在勻強電場中做勻變速直線運動或拋物線運動，加速度與電荷量和電場強度有關(guān)。五、應(yīng)用題（本大題共8小題，每小題4分，共24分）1.一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v進入一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，粒子做勻速圓周運動，求其軌道半徑和周期。解析：洛倫茲力提供向心力，mv2/r=qvB，軌道半徑r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。2.在回旋加速器中，若磁感應(yīng)強度為B，D形電極半徑為R，則粒子最大速度為多少？解析：最大速度vmax=BRq/m。3.在正交的勻強電場和勻強磁場中，若電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，粒子速度為v，則粒子做勻速直線運動的條件是什么？解析：電場力和洛倫茲力大小相等，vE=qvB，即vE=BC。4.一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v進入一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，粒子做勻速圓周運動，求其軌道半徑和周期。解析：洛倫茲力提供向心力，mv2/r=qvB，軌道半徑r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。5.在回旋加速器中，若磁感應(yīng)強度為B，D形電極半徑為R，則粒子最大速度為多少？解析：最大速度vmax=BRq/m。6.在正交的勻強電場和勻強磁場中，若電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，粒子速度為v，則粒子做勻速直線運動的條件是什么？解析：電場力和洛倫茲力大小相等，vE=qvB，即vE=BC。7.一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子以速度v進入一個磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，粒子做勻速圓周運動，求其軌道半徑和周期。解析：洛倫茲力提供向心力，mv2/r=qvB，軌道半徑r=mv/B；周期T=2πr/v=2πm/Bq。8.在回旋加速器中，若磁感應(yīng)強度為B，D形電極半徑為R，則粒子最大速度為多少？解析：最大速度vmax=BRq/m。【標準答案及解析】一、單項選擇題1.A2.C3.B4.B5.C6.A7.B8.A9.A10.B二、填空題1.r=mv/B，T=2πm/Bq2.r=mv/B，T=2πm/Bq3.vmax=BRq/m，Ekmax=q2B2R2/2m4.vE=BC5.r=mv/B，T=2πm/Bq6.vmax=BRq/m，Ekmax=q2B2R2/2m7.vE=BC8.r=mv/B，T=2πm/Bq9.vmax=BRq/m，Ekmax=q2B2R2/2m10.v