2026年云南省部編版高二物理選修三第三章習題解析

2026年云南省部編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.帶電粒子在正交的勻強電場和勻強磁場中做勻速直線運動時，電場力與洛倫茲力大小相等方向相反參考答案：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。帶電粒子在重力場和電場同時存在的勻強磁場中，若初速度方向與場強方向不共線，運動軌跡可能是螺旋線或復雜曲線，不一定是拋物線，C錯誤。帶電粒子在正交的勻強電場和勻強磁場中做勻速直線運動時，電場力與洛倫茲力大小相等方向相反，但需滿足電場力與洛倫茲力共線且反向，即粒子速度方向與電場力方向平行，D錯誤。2.一個質量為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中，磁場磁感應強度為B。當小球從平衡位置偏轉θ角（θ<5°）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，細線拉力大小為3mgD.小球運動到最低點時，細線拉力大小為mg（1+2sinθ）參考答案：C解析：小球在磁場中運動時，洛倫茲力不做功，但電場力可能做功，因此機械能不一定守恒，A錯誤。若磁場中存在電場，電場力可能做功導致電勢能變化，B錯誤。小球運動到最低點時，受力平衡方程為：細線拉力T=mg+qBLω，其中ω為小球角速度，由機械能守恒可得：mgL(1-cosθ)=?mL2ω2，解得ω=√(2g(1-cosθ)/L)，代入T得T=3mg，C正確，D錯誤。3.一個質量為m、電荷量為-q的粒子，以速度v0垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，粒子運動一周后回到出發點。若將磁感應強度變為2B，其他條件不變，則下列說法正確的是（）A.粒子運動周期變為原來的2倍B.粒子運動半徑變為原來的1/2C.粒子運動速度大小不變D.粒子運動軌跡半徑變為原來的√2倍參考答案：C解析：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=mvo/(qB)。當磁感應強度變為2B時，周期T'變為原來的1/2，半徑r'變為原來的1/2，速度大小v0不變，C正確，A、B、D錯誤。4.一個質量為m、電荷量為+q的小球，從傾角為θ的絕緣斜面頂端由靜止下滑，斜面處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向上。若小球下滑過程中始終不離開斜面，下列說法正確的是（）A.小球下滑過程中機械能守恒B.小球下滑過程中動能增加量等于重力勢能減少量C.小球下滑過程中受到的洛倫茲力方向始終沿斜面向上D.小球下滑加速度大小為gsinθ參考答案：D解析：小球下滑過程中，重力做正功，洛倫茲力不做功，但支持力可能做負功，因此機械能不一定守恒，A錯誤。若存在電場，動能增加量不一定等于重力勢能減少量，B錯誤。洛倫茲力方向垂直于速度方向和磁場方向，不可能始終沿斜面向上，C錯誤。沿斜面方向受力平衡方程為：mgsinθ=qvBcosθ，解得v=gsinθ/(qBcosθ)，代入牛頓第二定律得a=gsinθ，D正確。5.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場區域，電場強度為E，電場方向與速度方向夾角為α（α<45°）。若粒子能夠沿直線穿過電場區域，下列說法正確的是（）A.粒子穿過電場區域的時間為d/v0B.粒子穿過電場區域時動能增加量等于電場力做功C.粒子穿過電場區域時受到的合外力大小為qEcosαD.粒子穿過電場區域時速度方向偏轉角為α參考答案：B解析：粒子沿直線穿過電場區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qEcosα=qv0sinαB，解得B=Esinα/v0cosα。粒子穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)，A錯誤。電場力做功等于動能增加量，B正確。粒子受到的合外力為洛倫茲力，大小為qv0sinαB=qv0Esin2α/cosα，C錯誤。速度方向偏轉角θ=tan?1(qv0sinαB)/(qEcosα)=tan?1tanα≠α，D錯誤。6.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強磁場區域，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過磁場區域，下列說法正確的是（）A.粒子穿過磁場區域的時間為d/v0B.粒子穿過磁場區域時動能增加量等于磁場力做功C.粒子穿過磁場區域時受到的合外力大小為qv0BD.粒子穿過磁場區域時速度方向偏轉角為90°參考答案：D解析：粒子沿直線穿過磁場區域時，洛倫茲力提供向心力，即qv0B=mv02/R，解得R=d/2。粒子做勻速圓周運動的周期T=2πm/(qB)，穿過磁場區域的時間t=πm/(qB)，A錯誤。磁場力不做功，動能不變，B錯誤。粒子受到的合外力為洛倫茲力，大小為qv0B，C正確，但題目要求選擇唯一正確的選項，D更符合實際情況。實際上，若粒子進入磁場時速度方向與邊界夾角為45°，才能沿直線穿過且偏轉角為90°，D正確。7.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向右，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過該區域，下列說法正確的是（）A.粒子穿過電場區域的時間為d/v0B.粒子穿過電場區域時動能增加量等于電場力做功C.粒子穿過電場區域時受到的合外力大小為qE+qv0BD.粒子穿過電場區域時速度方向偏轉角為0°參考答案：D解析：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0。粒子穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)，其中α=tan?1(v0B/E)=tan?1(1/cosα)，A錯誤。電場力做功等于動能增加量，B正確。粒子受到的合外力為洛倫茲力，大小為qv0B，C錯誤。速度方向偏轉角為0°，D正確。8.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向右，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向外。若粒子能夠沿直線穿過該區域，下列說法正確的是（）A.粒子穿過電場區域的時間為d/v0B.粒子穿過電場區域時動能增加量等于電場力做功C.粒子穿過電場區域時受到的合外力大小為qE+qv0BD.粒子穿過電場區域時速度方向偏轉角為0°參考答案：C解析：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0。粒子穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)，其中α=tan?1(v0B/E)=tan?1(1/cosα)，A錯誤。電場力做功等于動能增加量，B正確。粒子受到的合外力為洛倫茲力，大小為qv0B，C錯誤。速度方向偏轉角為0°，D正確。9.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向左，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過該區域，下列說法正確的是（）A.粒子穿過電場區域的時間為d/v0B.粒子穿過電場區域時動能增加量等于電場力做功C.粒子穿過電場區域時受到的合外力大小為qE+qv0BD.粒子穿過電場區域時速度方向偏轉角為0°參考答案：D解析：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0。粒子穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)，其中α=tan?1(v0B/E)=tan?1(1/cosα)，A錯誤。電場力做功等于動能增加量，B正確。粒子受到的合外力為洛倫茲力，大小為qv0B，C錯誤。速度方向偏轉角為0°，D正確。10.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向左，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向外。若粒子能夠沿直線穿過該區域，下列說法正確的是（）A.粒子穿過電場區域的時間為d/v0B.粒子穿過電場區域時動能增加量等于電場力做功C.粒子穿過電場區域時受到的合外力大小為qE+qv0BD.粒子穿過電場區域時速度方向偏轉角為0°參考答案：D解析：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0。粒子穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)，其中α=tan?1(v0B/E)=tan?1(1/cosα)，A錯誤。電場力做功等于動能增加量，B正確。粒子受到的合外力為洛倫茲力，大小為qv0B，C錯誤。速度方向偏轉角為0°，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的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強磁場區域，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過磁場區域，則粒子進入磁場時速度方向與邊界夾角α=________。參考答案：45°解析：粒子沿直線穿過磁場區域時，做勻速圓周運動的圓心位于邊界上，即粒子進入磁場時速度方向與邊界夾角為45°。2.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場區域，電場強度為E，電場方向水平向右。若粒子能夠沿直線穿過電場區域，則粒子進入電場時速度方向與邊界夾角α=________。參考答案：tan?1(E/v0)解析：粒子沿直線穿過電場區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向與邊界夾角α=tan?1(E/v0)。3.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向右，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過該區域，則粒子穿過電場區域的時間t=________。參考答案：d/(v0cosα)，其中α=tan?1(v0B/E)解析：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向與邊界夾角α=tan?1(v0B/E)，穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)。4.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向左，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過該區域，則粒子穿過電場區域的時間t=________。參考答案：d/(v0cosα)，其中α=tan?1(E/v0)解析：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向與邊界夾角α=tan?1(E/v0)，穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)。5.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向右，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向外。若粒子能夠沿直線穿過該區域，則粒子穿過電場區域的時間t=________。參考答案：d/(v0cosα)，其中α=tan?1(E/v0)解析：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向與邊界夾角α=tan?1(E/v0)，穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)。6.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向左，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向外。若粒子能夠沿直線穿過該區域，則粒子穿過電場區域的時間t=________。參考答案：d/(v0cosα)，其中α=tan?1(E/v0)解析：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向與邊界夾角α=tan?1(E/v0)，穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)。7.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強磁場區域，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過磁場區域，則粒子穿過磁場區域時動能增加量ΔEk=________。參考答案：0解析：粒子在磁場中運動時，洛倫茲力不做功，動能不變，因此動能增加量ΔEk=0。8.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場區域，電場強度為E，電場方向水平向右。若粒子能夠沿直線穿過電場區域，則粒子穿過電場區域時動能增加量ΔEk=________。參考答案：qEd解析：電場力做功等于動能增加量，ΔEk=qEd。9.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向右，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過該區域，則粒子穿過電場區域時速度方向偏轉角θ=________。參考答案：0°解析：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，速度方向不偏轉，偏轉角θ=0°。10.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向左，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向外。若粒子能夠沿直線穿過該區域，則粒子穿過電場區域時速度方向偏轉角θ=________。參考答案：0°解析：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，速度方向不偏轉，偏轉角θ=0°。三、判斷題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，洛倫茲力始終不做功。（√）解析：洛倫茲力始終垂直于速度方向，不做功。2.帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，電場力與洛倫茲力大小相等方向相反。（×）解析：帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，不受洛倫茲力作用。3.帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，周期與粒子速度大小無關。（√）解析：周期T=2πm/(qB)，與速度大小無關。4.帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，電場力與重力平衡。（×）解析：帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，不受重力作用。5.帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，半徑與粒子速度大小成正比。（√）解析：半徑r=mvo/(qB)，與速度大小成正比。6.帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，電場力與洛倫茲力平衡。（×）解析：帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，不受洛倫茲力作用。7.帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，半徑與磁感應強度成反比。（√）解析：半徑r=mvo/(qB)，與磁感應強度成反比。8.帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，電場力與重力平衡。（×）解析：帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，不受重力作用。9.帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，周期與磁感應強度成反比。（√）解析：周期T=2πm/(qB)，與磁感應強度成反比。10.帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，電場力與洛倫茲力平衡。（×）解析：帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，不受洛倫茲力作用。四、簡答題（本大題共8小題，每小題2分，共16分）1.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：粒子速度方向與磁場方向垂直，且不受其他外力作用。2.簡述帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動的條件。解答：帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動的條件是：粒子速度方向與電場力方向平行，且不受其他外力作用。3.簡述帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期公式。解答：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期公式為T=2πm/(qB)，其中m為粒子質量，q為粒子電荷量，B為磁感應強度。4.簡述帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動的周期公式。解答：帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，不受洛倫茲力作用，因此不存在周期公式。5.簡述帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式。解答：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式為r=mvo/(qB)，其中m為粒子質量，q為粒子電荷量，B為磁感應強度，vo為粒子速度大小。6.簡述帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動的半徑公式。解答：帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，不受洛倫茲力作用，因此不存在半徑公式。7.簡述帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的向心力公式。解答：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的向心力公式為F=qvB，其中q為粒子電荷量，v為粒子速度大小，B為磁感應強度。8.簡述帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動的向心力公式。解答：帶電粒子在勻強電場中做勻速直線運動時，不受洛倫茲力作用，因此不存在向心力公式。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的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強磁場區域，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過磁場區域，求粒子進入磁場時速度方向與邊界夾角α。解答：粒子沿直線穿過磁場區域時，做勻速圓周運動的圓心位于邊界上，即粒子進入磁場時速度方向與邊界夾角為45°。2.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場區域，電場強度為E，電場方向水平向右。若粒子能夠沿直線穿過電場區域，求粒子進入電場時速度方向與邊界夾角α。解答：粒子沿直線穿過電場區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向與邊界夾角α=tan?1(E/v0)。3.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向右，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過該區域，求粒子穿過電場區域的時間t。解答：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向與邊界夾角α=tan?1(v0B/E)，穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)。4.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向左，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過該區域，求粒子穿過電場區域的時間t。解答：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向與邊界夾角α=tan?1(E/v0)，穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)。5.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向右，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向外。若粒子能夠沿直線穿過該區域，求粒子穿過電場區域的時間t。解答：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向與邊界夾角α=tan?1(E/v0)，穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)。6.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場和勻強磁場共存的區域，電場強度為E，電場方向水平向左，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向外。若粒子能夠沿直線穿過該區域，求粒子穿過電場區域的時間t。解答：粒子沿直線穿過電場和磁場共存的區域時，電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qv0B，解得B=E/v0，速度方向與邊界夾角α=tan?1(E/v0)，穿過電場區域的時間t=d/(v0cosα)。7.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強磁場區域，磁場磁感應強度為B，磁場方向垂直紙面向里。若粒子能夠沿直線穿過磁場區域，求粒子穿過磁場區域時動能增加量ΔEk。解答：粒子在磁場中運動時，洛倫茲力不做功，動能不變，因此動能增加量ΔEk=0。8.一個質量為m、電荷量為+q的粒子，以速度v0進入一個寬度為d的勻強電場區域，電場強度為E，電場方向水平向右。若粒子能夠沿直線穿過電場區域，求粒子穿過電場區域時動能增加量ΔEk。解答：電場力做功等于動能增加量，ΔEk=qEd。【標準答案及解析】一、單項選擇題1.A2.C3.C4.D5.B6.D7.D8.C9.D10.D二、填空題1.45°2.tan?1(E/v0)3.d/(v0cosα)，其中α=tan?1(v0B/E)4.d/(v0cosα)，其中α=tan?1(E/v0)5.d/(v0cosα)，其中α=tan?1(E/v0)6.d/(v0cosα)，其中α=tan?1(E/v0)7.08.qEd9.0°10.0°三、判斷題1.√2.×3.√4.×5.√6.×7.√