2026年湖南省人教版高二物理選修三第三章習題解析

2026年湖南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.在重力場和電場同時存在的區(qū)域，帶電粒子的運動軌跡一定是一條拋物線D.帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，其電勢能可能發(fā)生變化參考答案：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，速度大小不變，動能不變，B錯誤。重力場和電場疊加時，若電場力與重力平衡，粒子做勻速直線運動，C錯誤。帶電粒子在磁場中運動時，電勢能不變，D錯誤。2.如圖所示，一個質(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，磁場磁感應(yīng)強度為B。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.小球運動到最低點時，細線拉力大小為mgC.小球運動到最低點時，速度方向與洛倫茲力方向相反D.小球運動過程中，洛倫茲力始終不做功參考答案：C解析：小球受重力、細線拉力和洛倫茲力，機械能不守恒，A錯誤。最低點時，細線拉力等于重力與洛倫茲力合力，大于mg，B錯誤。最低點時，速度方向與洛倫茲力方向相反，C正確。洛倫茲力不做功，但并非始終不做功（如速度方向變化時），D錯誤。3.在一個水平放置的平行板電容器中，兩板間距為d，板間電壓為U。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的油滴從靜止開始從下板邊緣進入電場，恰好能沿直線運動。若將電容器電壓突然增大到2U，油滴仍從同一位置進入，則（）A.油滴運動速度將增大B.油滴運動時間將減小C.油滴運動軌跡將變?yōu)榍€D.油滴進入電場時受到的電場力方向向上參考答案：B解析：油滴沿直線運動時，電場力與重力平衡，即qE=mg，E=U/d。電壓變?yōu)?U時，電場力變?yōu)?qE=2mg，油滴將向上偏轉(zhuǎn)，但運動時間因加速度增大而減小，B正確。速度變化取決于具體運動過程，軌跡變?yōu)榍€，電場力方向仍向下，A、C、D錯誤。4.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為+q，則（）A.粒子將做勻速直線運動B.粒子將做曲線運動C.粒子將做勻速圓周運動D.粒子的動能將發(fā)生變化參考答案：A解析：電場力qE向下，洛倫茲力qvB向上，若qE=qvB，則粒子做勻速直線運動，A正確。若不平衡，將做曲線運動，B錯誤。勻速圓周運動需洛倫茲力提供向心力，但電場力存在，C錯誤。動能不變，D錯誤。5.如圖所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的小物塊，從傾角為θ的絕緣斜面頂端由靜止下滑，斜面處于方向豎直向下的勻強電場中，場強為E。若物塊與斜面動摩擦因數(shù)為μ，則（）A.物塊下滑過程中機械能守恒B.物塊下滑加速度大小為gsinθC.物塊受到的摩擦力大小為μ(qE+mgcosθ)D.物塊下滑過程中電勢能減少參考答案：D解析：物塊受重力、電場力、支持力和摩擦力，機械能不守恒，A錯誤。下滑加速度a=(mgsinθ+qEcosθ)/m，B錯誤。摩擦力f=μ(mgcosθ+qEsinθ)，C錯誤。電場力做正功，電勢能減少，D正確。6.一個電子以速度v0沿垂直于磁場的方向進入一個寬度為d的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B。若電子電荷量為e，質(zhì)量為m，則（）A.電子穿過磁場的時間為d/v0B.電子離開磁場時速度大小為v0C.電子離開磁場時速度方向與進入時方向相同D.電子離開磁場時速度方向與進入時方向相反參考答案：B解析：電子做勻速圓周運動，穿越磁場時間為1/4周期，t=(πm)/(2eB)，A錯誤。速度大小不變，B正確。離開時速度方向與進入時方向垂直，C、D錯誤。7.在一個水平放置的平行板電容器中，兩板間距為d，板間電壓為U。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的油滴從靜止開始從下板邊緣進入電場，恰好能沿直線運動。若將電容器兩板豎直放置，電壓不變，油滴仍從同一位置進入，則（）A.油滴運動速度將增大B.油滴運動時間將減小C.油滴運動軌跡將變?yōu)榍€D.油滴進入電場時受到的電場力方向向上參考答案：C解析：水平放置時，電場力與重力平衡。豎直放置時，電場力與重力不平衡，油滴將向上偏轉(zhuǎn)，做曲線運動，C正確。速度和時間變化取決于具體運動過程，A、B錯誤。電場力方向仍向下，D錯誤。8.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為-q，則（）A.粒子將做勻速直線運動B.粒子將做曲線運動C.粒子將做勻速圓周運動D.粒子的動能將發(fā)生變化參考答案：A解析：電場力qE向上，洛倫茲力qvB向下，若qE=qvB，則粒子做勻速直線運動，A正確。若不平衡，將做曲線運動，B錯誤。勻速圓周運動需洛倫茲力提供向心力，但電場力存在，C錯誤。動能不變，D錯誤。9.如圖所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的小物塊，從傾角為θ的絕緣斜面頂端由靜止下滑，斜面處于方向豎直向下的勻強電場中，場強為E。若物塊與斜面動摩擦因數(shù)為μ，則（）A.物塊下滑過程中機械能守恒B.物塊下滑加速度大小為gsinθC.物塊受到的摩擦力大小為μ(qE+mgcosθ)D.物塊下滑過程中電勢能減少參考答案：D解析：物塊受重力、電場力、支持力和摩擦力，機械能不守恒，A錯誤。下滑加速度a=(mgsinθ+qEcosθ)/m，B錯誤。摩擦力f=μ(mgcosθ+qEsinθ)，C錯誤。電場力做正功，電勢能減少，D正確。10.一個電子以速度v0沿垂直于磁場的方向進入一個寬度為d的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B。若電子電荷量為e，質(zhì)量為m，則（）A.電子穿過磁場的時間為d/v0B.電子離開磁場時速度大小為v0C.電子離開磁場時速度方向與進入時方向相同D.電子離開磁場時速度方向與進入時方向相反參考答案：B解析：電子做勻速圓周運動，穿越磁場時間為1/4周期，t=(πm)/(2eB)，A錯誤。速度大小不變，B正確。離開時速度方向與進入時方向垂直，C、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(yīng)強度為B。當小球從平衡位置偏轉(zhuǎn)θ角后由靜止釋放，小球運動到最低點時速度大小為______。參考答案：√(2gL(1-cosθ))解析：由機械能守恒，重力勢能減少轉(zhuǎn)化為動能，v=√(2gL(1-cosθ))。2.在一個水平放置的平行板電容器中，兩板間距為d，板間電壓為U。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的油滴從靜止開始從下板邊緣進入電場，恰好能沿直線運動，則電場強度E______，油滴進入電場時的電勢能______。參考答案：mg/q，mgd解析：電場力與重力平衡，E=mg/q。電勢能等于電場力做功，UEd=mgd。3.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為+q，則粒子受到的電場力大小為______，洛倫茲力大小為______。參考答案：qE，qvB解析：電場力F=qE，洛倫茲力f=qvB。4.一個電子以速度v0沿垂直于磁場的方向進入一個寬度為d的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B。若電子電荷量為e，質(zhì)量為m，則電子做勻速圓周運動的半徑為______，周期為______。參考答案：mv0/eB，2πm/eB解析：洛倫茲力提供向心力，mv02/r=qvB，r=mv0/eB。周期T=2πr/v0=2πm/eB。5.在一個水平放置的平行板電容器中，兩板間距為d，板間電壓為U。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的油滴從靜止開始從下板邊緣進入電場，恰好能沿直線運動，則電場力與重力______，電場力做功為______。參考答案：平衡，mgd解析：電場力與重力平衡，W=qU=mgd。6.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為-q，則粒子受到的電場力方向______，洛倫茲力方向______。參考答案：向下，向上解析：電場力方向與電荷量符號相反，向下。洛倫茲力方向與速度方向和磁場方向符合左手定則，向上。7.一個電子以速度v0沿垂直于磁場的方向進入一個寬度為d的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B。若電子電荷量為e，質(zhì)量為m，則電子做勻速圓周運動的角速度為______，頻率為______。參考答案：eB/m，eB/2πm解析：角速度ω=v0/r=ev0B/m。頻率f=ω/2π=eB/2πm。8.在一個水平放置的平行板電容器中，兩板間距為d，板間電壓為U。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的油滴從靜止開始從下板邊緣進入電場，恰好能沿直線運動，則電場力與重力______，電場力做功為______。參考答案：平衡，mgd解析：電場力與重力平衡，W=qU=mgd。9.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為+q，則粒子受到的電場力方向______，洛倫茲力方向______。參考答案：向上，向下解析：電場力方向與電荷量符號相反，向上。洛倫茲力方向與速度方向和磁場方向符合左手定則，向下。10.一個電子以速度v0沿垂直于磁場的方向進入一個寬度為d的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B。若電子電荷量為e，質(zhì)量為m，則電子做勻速圓周運動的半徑為______，周期為______。參考答案：mv0/eB，2πm/eB解析：洛倫茲力提供向心力，mv02/r=qvB，r=mv0/eB。周期T=2πr/v0=2πm/eB。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：洛倫茲力方向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：洛倫茲力不做功，動能不變。3.在重力場和電場同時存在的區(qū)域，帶電粒子的運動軌跡一定是一條拋物線。參考答案：錯誤解析：若電場力與重力平衡，粒子做勻速直線運動。4.帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，其電勢能可能發(fā)生變化。參考答案：錯誤解析：電場力不做功，電勢能不變。5.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為+q，則粒子將做勻速直線運動。參考答案：正確解析：若qE=qvB，則粒子做勻速直線運動。6.一個電子以速度v0沿垂直于磁場的方向進入一個寬度為d的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B，則電子穿過磁場的時間為d/v0。參考答案：錯誤解析：電子做勻速圓周運動，穿越磁場時間為1/4周期，t=(πm)/(2eB)。7.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為-q，則粒子將做曲線運動。參考答案：正確解析：若qE≠qvB，則粒子做曲線運動。8.一個質(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，磁場磁感應(yīng)強度為B。當小球從平衡位置偏轉(zhuǎn)θ角后由靜止釋放，小球運動到最低點時速度方向與洛倫茲力方向相反。參考答案：正確解析：最低點時速度方向與洛倫茲力方向相反。9.在一個水平放置的平行板電容器中，兩板間距為d，板間電壓為U。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的油滴從靜止開始從下板邊緣進入電場，恰好能沿直線運動，則電場力與重力平衡。參考答案：正確解析：電場力與重力平衡，qE=mg。10.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為+q，則粒子受到的電場力方向向上。參考答案：正確解析：電場力方向與電荷量符號相反，向上。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。參考答案：洛倫茲力始終垂直于粒子速度方向，不做功，但能改變粒子運動方向。帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動或螺旋運動。2.解釋為什么帶電粒子在正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域中可能做勻速直線運動。參考答案：當電場力與洛倫茲力平衡時，即qE=qvB，帶電粒子將做勻速直線運動。3.一個電子以速度v0沿垂直于磁場的方向進入一個寬度為d的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B。若電子電荷量為e，質(zhì)量為m，求電子做勻速圓周運動的半徑。參考答案：洛倫茲力提供向心力，mv02/r=evB，r=mv0/eB。4.在一個水平放置的平行板電容器中，兩板間距為d，板間電壓為U。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的油滴從靜止開始從下板邊緣進入電場，恰好能沿直線運動，求電場強度E。參考答案：電場力與重力平衡，qE=mg，E=mg/q。5.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為+q，求粒子受到的電場力方向和洛倫茲力方向。參考答案：電場力方向向上，洛倫茲力方向向下。6.一個電子以速度v0沿垂直于磁場的方向進入一個寬度為d的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B。若電子電荷量為e，質(zhì)量為m，求電子做勻速圓周運動的周期。參考答案：周期T=2πr/v0=2πm/eB。7.在一個水平放置的平行板電容器中，兩板間距為d，板間電壓為U。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的油滴從靜止開始從下板邊緣進入電場，恰好能沿直線運動，求電場力做功。參考答案：電場力做功W=qU=mgd。8.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為-q，求粒子受到的電場力方向和洛倫茲力方向。參考答案：電場力方向向下，洛倫茲力方向向上。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(yīng)強度為B。當小球從平衡位置偏轉(zhuǎn)θ角后由靜止釋放，求小球運動到最低點時速度大小。參考答案：由機械能守恒，重力勢能減少轉(zhuǎn)化為動能，v=√(2gL(1-cosθ))。2.在一個水平放置的平行板電容器中，兩板間距為d，板間電壓為U。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的油滴從靜止開始從下板邊緣進入電場，恰好能沿直線運動，求電場力與重力關(guān)系。參考答案：電場力與重力平衡，qE=mg。3.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為+q，求粒子受到的電場力大小和洛倫茲力大小。參考答案：電場力F=qE，洛倫茲力f=qvB。4.一個電子以速度v0沿垂直于磁場的方向進入一個寬度為d的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B。若電子電荷量為e，質(zhì)量為m，求電子做勻速圓周運動的半徑和周期。參考答案：半徑r=mv0/eB，周期T=2πm/eB。5.在一個水平放置的平行板電容器中，兩板間距為d，板間電壓為U。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的油滴從靜止開始從下板邊緣進入電場，恰好能沿直線運動，求電場力做功。參考答案：電場力做功W=qU=mgd。6.一個帶電粒子以速度v進入一個正交的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，電場方向豎直向上，磁場方向垂直紙面向里。若粒子電荷量為-q，求粒子受到的電場力方向和洛倫茲力方向。參考答案：電場力方向向下，洛倫茲力方向向上。7.一個電子以速度v