2026年湖南省蘇教版高二物理選修三第三章習題解析

2026年湖南省蘇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.在重力場和電場同時存在的勻強磁場中，帶電粒子的運動軌跡一定是拋物線D.帶電粒子以速度v進入相互正交的勻強電場和勻強磁場區域，若v與電場強度E方向平行，則粒子將做勻速直線運動參考答案：A解析：洛倫茲力始終垂直于粒子速度方向，不做功，因此A正確。帶電粒子僅受洛倫茲力作用時，速度方向不斷變化但大小不變，動能不變，B錯誤。帶電粒子在復合場中的運動軌跡取決于受力情況，不一定是拋物線，C錯誤。若v與E平行，則粒子受電場力不為零，將做變速運動，D錯誤。2.如圖所示，一個質量為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B中，當小球從平衡位置偏轉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.小球運動到最低點時，細線拉力最大C.小球運動到最低點時，速度方向與洛倫茲力方向相同D.小球運動過程中，洛倫茲力始終不做功參考答案：B解析：小球受重力、細線拉力和洛倫茲力，其中洛倫茲力不做功，機械能守恒，A正確。但細線拉力在最低點最大，因為此時合力提供向心力，B正確。小球運動到最低點時，速度方向與洛倫茲力方向垂直，C錯誤。洛倫茲力不做功，D正確。3.在一個半徑為R的絕緣球殼表面，沿赤道方向均勻分布電荷量為Q的正電荷，現有一個質量為m、電荷量為+q的小球，以速度v沿球殼表面做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A.小球受到的洛倫茲力提供向心力B.小球做勻速圓周運動的周期為2π√(R/g)C.小球受到的電場力與洛倫茲力大小相等、方向相反D.小球做勻速圓周運動的向心加速度大小為qQ/(4πε?R2)參考答案：D解析：小球受洛倫茲力和電場力，其中洛倫茲力不做功，電場力提供向心力，A錯誤。周期T=2πR/v，B錯誤。電場力與洛倫茲力方向不同，C錯誤。根據庫侖定律和牛頓第二定律，向心加速度a=qQ/(4πε?mR2)，D正確。4.如圖所示，一個質量為m、電荷量為-q的小球，從傾角為θ的絕緣斜面頂端由靜止滑下，斜面處于方向豎直向下的勻強電場E和方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，下列說法正確的是（）A.小球下滑過程中機械能不守恒B.小球下滑過程中，電場力做正功C.小球下滑過程中，洛倫茲力不做功D.小球下滑的加速度大小為(g-Eqsinθ)/m參考答案：C解析：小球受重力、電場力和洛倫茲力，其中洛倫茲力不做功，機械能守恒，A錯誤。電場力方向與速度方向相反，做負功，B錯誤。洛倫茲力始終垂直于速度方向，不做功，C正確。沿斜面方向的合力為mgsinθ-Eqcosθ，加速度a=(mgsinθ-Eqcosθ)/m，D錯誤。5.一個電子以速度v垂直進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，下列說法正確的是（）A.電子離開磁場時，速度方向一定與進入時速度方向相同B.電子離開磁場時，速度大小一定等于進入時速度大小C.電子離開磁場時，偏轉距離一定等于d/2D.若電子進入磁場時速度方向與邊界成θ角，則電子離開磁場時速度方向與邊界成2θ角參考答案：B解析：電子在磁場中做勻速圓周運動，速度方向不斷變化但大小不變，A錯誤。電子離開磁場時速度大小等于進入時速度大小，B正確。偏轉距離取決于圓周半徑和進入角度，不一定等于d/2，C錯誤。若電子進入時速度方向與邊界成θ角，則離開時速度方向與邊界成π-θ角，D錯誤。6.如圖所示，一個質量為m、電荷量為+q的小球，用長為L的絕緣細線懸掛于O點，置于方向水平向右的勻強電場E和方向豎直向上的勻強磁場B中，當小球靜止時，細線與豎直方向成θ角，下列說法正確的是（）A.小球受到的電場力大小等于qEB.小球受到的洛倫茲力大小等于qBvC.細線拉力大小為√(mg2+q2E2)D.小球受到的洛倫茲力方向水平向左參考答案：A解析：小球靜止時，受力平衡，電場力qE沿水平方向向右，洛倫茲力qBv垂直于速度方向（此處速度為零，洛倫茲力為零），細線拉力平衡重力和電場力，A正確。B錯誤。細線拉力T=mg/tanθ，C錯誤。洛倫茲力方向取決于速度方向，此處為零，D錯誤。7.一個質量為m、電荷量為+q的小球，以速度v進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，速度方向與邊界成θ角，下列說法正確的是（）A.小球離開磁場時，速度方向一定與進入時速度方向相同B.小球離開磁場時，速度大小一定等于進入時速度大小C.小球離開磁場時，偏轉距離一定等于d/2D.若小球進入磁場時速度方向與邊界成θ角，則離開時速度方向與邊界成2θ角參考答案：B解析：小球在磁場中做勻速圓周運動，速度方向不斷變化但大小不變，A錯誤。離開磁場時速度大小等于進入時速度大小，B正確。偏轉距離取決于圓周半徑和進入角度，不一定等于d/2，C錯誤。若進入時速度方向與邊界成θ角，則離開時速度方向與邊界成π-θ角，D錯誤。8.如圖所示，一個質量為m、電荷量為+q的小球，用長為L的絕緣細線懸掛于O點，置于方向水平向右的勻強電場E和方向豎直向上的勻強磁場B中，當小球靜止時，細線與豎直方向成θ角，下列說法正確的是（）A.小球受到的電場力大小等于qEB.小球受到的洛倫茲力大小等于qBvC.細線拉力大小為√(mg2+q2E2)D.小球受到的洛倫茲力方向水平向左參考答案：A解析：小球靜止時，受力平衡，電場力qE沿水平方向向右，洛倫茲力qBv垂直于速度方向（此處速度為零，洛倫茲力為零），細線拉力平衡重力和電場力，A正確。B錯誤。細線拉力T=mg/tanθ，C錯誤。洛倫茲力方向取決于速度方向，此處為零，D錯誤。9.一個電子以速度v垂直進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，下列說法正確的是（）A.電子離開磁場時，速度方向一定與進入時速度方向相同B.電子離開磁場時，速度大小一定等于進入時速度大小C.電子離開磁場時，偏轉距離一定等于d/2D.若電子進入磁場時速度方向與邊界成θ角，則電子離開磁場時速度方向與邊界成2θ角參考答案：B解析：電子在磁場中做勻速圓周運動，速度方向不斷變化但大小不變，A錯誤。電子離開磁場時速度大小等于進入時速度大小，B正確。偏轉距離取決于圓周半徑和進入角度，不一定等于d/2，C錯誤。若進入時速度方向與邊界成θ角，則離開時速度方向與邊界成π-θ角，D錯誤。10.在一個半徑為R的絕緣球殼表面，沿赤道方向均勻分布電荷量為Q的正電荷，現有一個質量為m、電荷量為+q的小球，以速度v沿球殼表面做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A.小球受到的洛倫茲力提供向心力B.小球做勻速圓周運動的周期為2π√(R/g)C.小球受到的電場力與洛倫茲力大小相等、方向相反D.小球做勻速圓周運動的向心加速度大小為qQ/(4πε?R2)參考答案：D解析：小球受洛倫茲力和電場力，其中洛倫茲力不做功，電場力提供向心力，A錯誤。周期T=2πR/v，B錯誤。電場力與洛倫茲力方向不同，C錯誤。根據庫侖定律和牛頓第二定律，向心加速度a=qQ/(4πε?mR2)，D正確。二、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.一個質量為m、電荷量為+q的小球，以速度v進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，速度方向與邊界成θ角，則小球離開磁場時速度方向與進入時速度方向之間的夾角為______。參考答案：π-θ解析：小球在磁場中做勻速圓周運動，速度方向不斷變化但大小不變。若進入時速度方向與邊界成θ角，則離開時速度方向與邊界成π-θ角。2.一個電子以速度v垂直進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，則電子離開磁場時偏轉距離為______。參考答案：d/2解析：電子在磁場中做勻速圓周運動，偏轉距離等于圓周半徑，即d/2。3.一個質量為m、電荷量為+q的小球，用長為L的絕緣細線懸掛于O點，置于方向水平向右的勻強電場E和方向豎直向上的勻強磁場B中，當小球靜止時，細線與豎直方向成θ角，則小球受到的電場力大小為______。參考答案：mg/tanθ解析：小球靜止時，受力平衡，電場力qE沿水平方向向右，洛倫茲力qBv垂直于速度方向（此處速度為零，洛倫茲力為零），細線拉力平衡重力和電場力，qE=mg/tanθ。4.在一個半徑為R的絕緣球殼表面，沿赤道方向均勻分布電荷量為Q的正電荷，現有一個質量為m、電荷量為+q的小球，以速度v沿球殼表面做勻速圓周運動，則小球受到的向心力大小為______。參考答案：qQ/(4πε?R2)解析：根據庫侖定律和牛頓第二定律，向心力F=qQ/(4πε?R2)。5.一個電子以速度v垂直進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，則電子在磁場中做勻速圓周運動的周期為______。參考答案：d/(vB)解析：電子在磁場中做勻速圓周運動，周期T=2πm/(qB)，偏轉距離d=πR，R=vT/(2π)，d=mv/(2πqB)，T=d/(vB)。6.一個質量為m、電荷量為+q的小球，用長為L的絕緣細線懸掛于O點，置于方向水平向右的勻強電場E和方向豎直向上的勻強磁場B中，當小球靜止時，細線與豎直方向成θ角，則小球受到的洛倫茲力大小為______。參考答案：0解析：小球靜止時，速度為零，洛倫茲力為零。7.一個電子以速度v垂直進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，則電子離開磁場時速度大小為______。參考答案：v解析：電子在磁場中做勻速圓周運動，速度大小不變，等于進入時速度大小。8.在一個半徑為R的絕緣球殼表面，沿赤道方向均勻分布電荷量為Q的正電荷，現有一個質量為m、電荷量為+q的小球，以速度v沿球殼表面做勻速圓周運動，則小球受到的電場力大小為______。參考答案：0解析：小球在球殼表面做勻速圓周運動，不受電場力。9.一個質量為m、電荷量為+q的小球，以速度v進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，速度方向與邊界成θ角，則小球離開磁場時速度大小為______。參考答案：v解析：小球在磁場中做勻速圓周運動，速度大小不變，等于進入時速度大小。10.一個電子以速度v垂直進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，則電子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為______。參考答案：d/(2sinθ)解析：電子在磁場中做勻速圓周運動，半徑R=d/(2sinθ)。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。參考答案：正確解析：洛倫茲力始終垂直于速度方向，不做功。2.當帶電粒子僅受洛倫茲力作用時，其動能可能增加。參考答案：錯誤解析：帶電粒子僅受洛倫茲力作用時，速度方向不斷變化但大小不變，動能不變。3.在重力場和電場同時存在的勻強磁場中，帶電粒子的運動軌跡一定是拋物線。參考答案：錯誤解析：帶電粒子在復合場中的運動軌跡取決于受力情況，不一定是拋物線。4.帶電粒子以速度v進入相互正交的勻強電場和勻強磁場區域，若v與電場強度E方向平行，則粒子將做勻速直線運動。參考答案：錯誤解析：若v與E平行，則粒子受電場力不為零，將做變速運動。5.小球運動過程中機械能守恒。參考答案：正確解析：小球受重力、細線拉力和洛倫茲力，其中洛倫茲力不做功，機械能守恒。6.小球運動到最低點時，細線拉力最大。參考答案：正確解析：小球運動到最低點時，合力提供向心力，細線拉力最大。7.小球運動到最低點時，速度方向與洛倫茲力方向相同。參考答案：錯誤解析：小球運動到最低點時，速度方向與洛倫茲力方向垂直。8.小球運動過程中，洛倫茲力始終不做功。參考答案：正確解析：洛倫茲力始終垂直于速度方向，不做功。9.小球做勻速圓周運動的周期為2π√(R/g)。參考答案：錯誤解析：小球做勻速圓周運動的周期T=2πR/v，與g無關。10.小球做勻速圓周運動的向心加速度大小為qQ/(4πε?R2)。參考答案：正確解析：根據庫侖定律和牛頓第二定律，向心加速度a=qQ/(4πε?mR2)。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。解答：洛倫茲力始終垂直于速度方向，不做功，只改變速度方向不改變速度大小。帶電粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動或螺旋運動。2.簡述帶電粒子在復合場中的運動特點。解答：帶電粒子在復合場中的運動軌跡取決于受力情況，可能做直線運動、曲線運動或圓周運動。洛倫茲力不做功，機械能守恒。3.簡述帶電粒子在勻強磁場中的運動規律。解答：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，周期T=2πm/(qB)，半徑R=mv/(qB)。速度方向不斷變化但大小不變。4.簡述帶電粒子在勻強電場中的運動規律。解答：帶電粒子在勻強電場中做勻變速直線運動，加速度a=Eq/m。速度方向和大小均變化。5.簡述帶電粒子在復合場中的運動條件。解答：帶電粒子在復合場中的運動條件包括重力、電場力和洛倫茲力的平衡或合力提供向心力。洛倫茲力不做功，機械能守恒。6.簡述帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的條件。解答：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的條件是洛倫茲力提供向心力，即qvB=mv2/R。速度方向不斷變化但大小不變。7.簡述帶電粒子在勻強電場中做勻變速直線運動的條件。解答：帶電粒子在勻強電場中做勻變速直線運動的條件是電場力恒定，即F=Eq。加速度恒定，速度方向和大小均變化。8.簡述帶電粒子在復合場中的運動軌跡特點。解答：帶電粒子在復合場中的運動軌跡取決于受力情況，可能做直線運動、曲線運動或圓周運動。洛倫茲力不做功，機械能守恒。五、應用題（本大題共8小題，每小題4分，共24分）1.一個質量為m、電荷量為+q的小球，用長為L的絕緣細線懸掛于O點，置于方向水平向右的勻強電場E和方向豎直向上的勻強磁場B中，當小球靜止時，細線與豎直方向成θ角，求小球受到的電場力大小。解答：小球靜止時，受力平衡，電場力qE沿水平方向向右，洛倫茲力qBv垂直于速度方向（此處速度為零，洛倫茲力為零），細線拉力平衡重力和電場力，qE=mg/tanθ。2.一個電子以速度v垂直進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，求電子離開磁場時速度方向與進入時速度方向之間的夾角。解答：電子在磁場中做勻速圓周運動，速度方向不斷變化但大小不變。若進入時速度方向與邊界成θ角，則離開時速度方向與邊界成π-θ角。3.一個質量為m、電荷量為+q的小球，以速度v進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，速度方向與邊界成θ角，求小球離開磁場時速度大小。解答：小球在磁場中做勻速圓周運動，速度大小不變，等于進入時速度大小。4.在一個半徑為R的絕緣球殼表面，沿赤道方向均勻分布電荷量為Q的正電荷，現有一個質量為m、電荷量為+q的小球，以速度v沿球殼表面做勻速圓周運動，求小球受到的向心力大小。解答：根據庫侖定律和牛頓第二定律，向心力F=qQ/(4πε?R2)。5.一個電子以速度v垂直進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，求電子在磁場中做勻速圓周運動的周期。解答：電子在磁場中做勻速圓周運動，周期T=2πm/(qB)，偏轉距離d=πR，R=vT/(2π)，d=mv/(2πqB)，T=d/(vB)。6.一個質量為m、電荷量為+q的小球，用長為L的絕緣細線懸掛于O點，置于方向水平向右的勻強電場E和方向豎直向上的勻強磁場B中，當小球靜止時，細線與豎直方向成θ角，求小球受到的洛倫茲力大小。解答：小球靜止時，速度為零，洛倫茲力為零。7.一個電子以速度v垂直進入一個寬度為d、方向垂直紙面向外的勻強磁場B中，求電子在磁場中做勻速圓周運動的半徑。解答：電子在磁場中做勻速圓周運動，半徑R=d/(2sinθ)。8.在一個半徑為R的絕緣球殼表面，沿赤道方向均勻分布電荷量為Q的正電荷，現有一個質量為m、電荷量為+q的小球，以速度v沿球殼表面做勻速圓周運動，求小球受到的電場力大小。解答：小球在球殼表面做勻速圓周運動，不受電場力。【標準答案及解析】一、單項選擇題1.A2.B3.D4.C5.B6.A7.B8.B9.B10.D二、填空題1.π-θ12.d/213.mg/tanθ14.qQ/(4πε?R2)15.d/(vB)2.017.v18.019.v20.d/(2sinθ)三、判斷題1.正確22.錯誤23.錯誤24.錯誤25.正確2.正確27.錯誤28.正確29.錯誤30.正確四、