1 . 2023年诺贝尔物理学奖授予“阿秒科学”（Attosecond Science）的三位科学家，阿秒光脉冲技术使得研究原子中的电子动力学成为可能。如图所示为氢原子的示意图，将电子束缚在原子中运动的力是（ ）
| A．万有引力 | B．库仑力 | C．洛伦兹力 | D．重力 |
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2 . 已知电子的电荷量为1.6×10-19C，质量为0.91×10-30kg，质子质量为电子质量的1836倍。静电力常量k=9×109N·m2/C2，引力常量G=6.67×10−11N·m2/kg2。氢原子中，电子和质子间的库仑力和万有引力之比的量级为（ ）
| A．1037 | B．1039 | C．1041 | D．1043 |
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3 . （1）原子中的电子绕原子核的运动可以等效为环形电流。设氢原子的电子在半径为r的圆轨道上绕核运动，电子的质量为m、电荷量为e，等效电流
有多大？（静电力常量为k）。
（2）科学家发现，除了类似太阳系的恒星-行星系统，还存在许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙有了较深刻的认识。双星系统是由两个星体构成，其中每个星体的线度（直径）都远小于两星体间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当做孤立系统处理。已知某双星系统中每个星体的质量都是
，两者相距
，它们正围绕两者连线的中点做匀速圆周运动，引力常量为
。求：该双星系统的运动周期
。
（3）微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性。对于氢原子模型，因为原子核的质量远大于电子质量，可以忽略原子核的运动，形成类似天文学中的恒星-行星系统，记为模型Ⅰ。另一种模型认为氢原子的核外电子并非绕核旋转，而是类似天文学中的双星系统，核外电子和原子核依靠库仑力作用使它们同时绕彼此连线上某一点做匀速圆周运动，记为模型Ⅱ。已知核外电子的质量为
，氢原子核的质量为
，二者相距为
，静电力常量为
，电子和氢原子核的电荷量大小均为
。
①模型Ⅰ、Ⅱ中系统的总动能分别用
、
表示，请推理分析，比较、的大小关系；
②模型Ⅰ、Ⅱ中核外电子做匀速圆周运动的周期分别用
、
表示，通常情况下氢原子的研究采用模型Ⅰ的方案，请从周期的角度分析这样简化处理的合理性。
有多大？（静电力常量为k）。（2）科学家发现，除了类似太阳系的恒星-行星系统，还存在许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙有了较深刻的认识。双星系统是由两个星体构成，其中每个星体的线度（直径）都远小于两星体间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当做孤立系统处理。已知某双星系统中每个星体的质量都是
，两者相距，它们正围绕两者连线的中点做匀速圆周运动，引力常量为。求：该双星系统的运动周期。（3）微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性。对于氢原子模型，因为原子核的质量远大于电子质量，可以忽略原子核的运动，形成类似天文学中的恒星-行星系统，记为模型Ⅰ。另一种模型认为氢原子的核外电子并非绕核旋转，而是类似天文学中的双星系统，核外电子和原子核依靠库仑力作用使它们同时绕彼此连线上某一点做匀速圆周运动，记为模型Ⅱ。已知核外电子的质量为
，氢原子核的质量为，二者相距为，静电力常量为，电子和氢原子核的电荷量大小均为。①模型Ⅰ、Ⅱ中系统的总动能分别用
、表示，请推理分析，比较、的大小关系；②模型Ⅰ、Ⅱ中核外电子做匀速圆周运动的周期分别用
、表示，通常情况下氢原子的研究采用模型Ⅰ的方案，请从周期的角度分析这样简化处理的合理性。
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4 . 关于电场的描述正确的是（ ）
A．库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是平方反比定律 |
B． 只适用于点电荷产生的电场 |
C．由库仑定律的表达式 可知，当r→0时，F→无穷大 |
| D．若点电荷q1的电荷量大于q2的电荷量，则q1对q2的静电力大于q2对q1的静电力 |
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2023-07-27更新
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451次组卷
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3卷引用：四川省内江市资中县第二中学2022-2023学年高二上学期10月月考物理试题
5 . 大量事实表明，物理思想与方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学，乃至社会的发展都有着重要的贡献。下列关于物理思想与方法说法正确的是（ ）
| A．通过平面镜观察桌面的微小形变采用了微元法的思想 |
| B．重心、合力与分力和瞬时速度概念的引入运用了等效替代法 |
| C．匀变速直线运动位移与时间关系的确定采用了理想模型的方法 |
| D．类比法在库仑定律的建立过程中起到了重要的作用 |
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6 . 库仑定律是真空中静止点电荷间的作用规律，是库仑通过扭秤实验及一系列推理、类比而得出的科学的实验定律。下面关于库仑定律的有关叙述正确的是（ ）
| A．类比在库仑定律的建立中发挥了重要的作用，由类比提出的猜想其实就是严格的推理，不需要实验的验证 |
| B．点电荷类似于力学中的质点，是一种理想化模型 |
| C．库仑最初的实验是用带电木髓小球进行的，其关系式也是库仑作为假设提出的 |
| D．实验表明，两个点电荷间的作用力通常会受第三个点电荷的影响 |
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7 . 类比是研究问题常用的方法。
（1）如图1所示，在地面上方，将质量为的小球用长为
的细线悬挂起来，组成一个单摆。把小球拉离平衡位置后释放，让其做偏角很小的振动。已知地球质量为，小球到地心的距离为，万有引力常量为。求小球所在处的重力加速度
及单摆振动的周期
。
（2）2022年10月31日梦天实验舱成功发射，并于11月1日与空间站对接后实现在轨运行。若将图2所示的装置置于在轨运行的梦天实验舱中，利用梦天实验舱的微重力环境，研究库仑力作用下的振动。图2中，质量为、电荷量为
的带电小球用长为l的绝缘细线悬挂起来，在其正下方固定一个电荷量为
的均匀带电大球，把小球拉离平衡位置后释放，在大球的库仑力作用下小球做偏角很小的振动。由于振动过程中细线偏角很小，可认为小球到固定带电大球中心的距离始终为，且小球受到大球的库仑力方向不变，带电小球的振动类似于重力场中单摆的振动。已知静电力常量为，类比单摆在地面附近的振动，求带电小球在梦天实验舱中的振动周期
。
（3）在历史上，库仑曾用类似图2中的实验研究了异种电荷间吸引力与距离的关系。下面我们就追寻历史的脚步，用图2中的装置验证库仑力大小与电荷间距离的平方成反比。请说明实验验证的思路。
（1）如图1所示，在地面上方，将质量为
的小球用长为的细线悬挂起来，组成一个单摆。把小球拉离平衡位置后释放，让其做偏角很小的振动。已知地球质量为，小球到地心的距离为，万有引力常量为。求小球所在处的重力加速度及单摆振动的周期。（2）2022年10月31日梦天实验舱成功发射，并于11月1日与空间站对接后实现在轨运行。若将图2所示的装置置于在轨运行的梦天实验舱中，利用梦天实验舱的微重力环境，研究库仑力作用下的振动。图2中，质量为
、电荷量为的带电小球用长为l的绝缘细线悬挂起来，在其正下方固定一个电荷量为的均匀带电大球，把小球拉离平衡位置后释放，在大球的库仑力作用下小球做偏角很小的振动。由于振动过程中细线偏角很小，可认为小球到固定带电大球中心的距离始终为，且小球受到大球的库仑力方向不变，带电小球的振动类似于重力场中单摆的振动。已知静电力常量为，类比单摆在地面附近的振动，求带电小球在梦天实验舱中的振动周期。（3）在历史上，库仑曾用类似图2中的实验研究了异种电荷间吸引力与距离的关系。下面我们就追寻历史的脚步，用图2中的装置验证库仑力大小与电荷间距离的平方成反比。请说明实验验证的思路。
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2023-01-05更新
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735次组卷
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2卷引用：北京市西城区2022-2023学年高三上学期期末物理试题
8 . 类比法是研究物理问题的常用方法。
（1）如图所示为一个电荷量为＋Q的点电荷形成的电场，静电力常量为k，有一电荷量为q的试探电荷放入场中，与场源电荷相距为r。根据电场强度的定义式，求q处的电场强度E的大小。
（2）场是物理学中重要的概念，除了电场和磁场外，还有引力场，物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的。忽略地球自转影响，地球表面附近的引力场也叫重力场。已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。请类比电场强度的定义方法，定义距离地球球心为r（r>R）处的引力场强度，并说明两种场的共同点。
（3）微观世界的运动和宏观运动往往遵循相同的规律，根据玻尔的氢原子模型，电子的运动可以看成是经典力学描述下的轨道运动。原子中的电子在库仑引力作用下，绕静止的原子核做匀速圆周运动。这与天体间运动规律相同，天体运动轨道能量为动能和势能之和。已知氢原子核中质子带量为e，核外电子质量为m，带电量为－e，电子绕核轨道半径为r，静电力常量为k。若规定离核无限远处的电势能为零，轨道半径为r处的电势能为
，求电子绕原子核运动的轨道能量，分析并说明电子向距离原子核远的高轨道跃迁时其能量变化情况。
（1）如图所示为一个电荷量为＋Q的点电荷形成的电场，静电力常量为k，有一电荷量为q的试探电荷放入场中，与场源电荷相距为r。根据电场强度的定义式，求q处的电场强度E的大小。
（2）场是物理学中重要的概念，除了电场和磁场外，还有引力场，物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的。忽略地球自转影响，地球表面附近的引力场也叫重力场。已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。请类比电场强度的定义方法，定义距离地球球心为r（r>R）处的引力场强度，并说明两种场的共同点。
（3）微观世界的运动和宏观运动往往遵循相同的规律，根据玻尔的氢原子模型，电子的运动可以看成是经典力学描述下的轨道运动。原子中的电子在库仑引力作用下，绕静止的原子核做匀速圆周运动。这与天体间运动规律相同，天体运动轨道能量为动能和势能之和。已知氢原子核中质子带量为e，核外电子质量为m，带电量为－e，电子绕核轨道半径为r，静电力常量为k。若规定离核无限远处的电势能为零，轨道半径为r处的电势能为
，求电子绕原子核运动的轨道能量，分析并说明电子向距离原子核远的高轨道跃迁时其能量变化情况。
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9 . 科学思想方法在物理问题的研究中十分重要，库仑受到牛顿的万有引力定律的启发，运用______ 方法（选填“建立模型”、“类比”、“控制变量”、“理想实验”）得出库仑定律，其表述为真空中两点电荷间距一定时相互作用力与______ 成正比。
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10 . 设想为了抵消地球和月球间的万有引力，可在地球和月球上各放置电荷量相等的正电荷Q，试求Q的电荷量。另外，需要多少千克氢离子才能提供所需的电荷量？［地球质量
，月球质量
，氢离子摩尔质量
，阿伏加德罗常数
］
，月球质量，氢离子摩尔质量，阿伏加德罗常数］
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