2024年河南高考物理試題及答案

2024年河南高考物理試題及答案二、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第14~18題只有一項符合題目要求，第19~21題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.一質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動，下列描述其位移x或速度v隨時間t變化的圖像中，可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】AB．物體做直線運(yùn)動，位移與時間成函數(shù)關(guān)系，AB選項中一個時間對應(yīng)2個以上的位移，故不可能，故AB錯誤；CD．同理D選項中一個時間對應(yīng)2個速度，只有C選項速度與時間是成函數(shù)關(guān)系，故C正確，D錯誤。故選C。2.福建艦是我國自主設(shè)計建造的首艘彈射型航空母艦。借助配重小車可以進(jìn)行彈射測試，測試時配重小車被彈射器從甲板上水平彈出后，落到海面上。調(diào)整彈射裝置，使小車水平離開甲板時的動能變?yōu)檎{(diào)整前的4倍。忽略空氣阻力，則小車在海面上的落點(diǎn)與其離開甲板處的水平距離為調(diào)整前的（）A.0.25倍 B.0.5倍 C.2倍 D.4倍【答案】C【解析】【詳解】動能表達(dá)式為由題意可知小車水平離開甲板時的動能變?yōu)檎{(diào)整前的4倍，則離開甲板時速度變?yōu)樽優(yōu)檎{(diào)整前的2倍；小車離開甲板后做平拋運(yùn)動，從離開加班到到達(dá)海面上時間不變，根據(jù)可知小車在海面上落點(diǎn)與其離開甲板處的水平距離為調(diào)整前的2倍。故選C。3.天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在太陽系外的一顆紅矮星有兩顆行星繞其運(yùn)行，其中行星GJ1002c的軌道近似為圓，軌道半徑約為日地距離的0.07倍，周期約為0.06年，則這顆紅矮星的質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的（）A.0.001倍 B.0.1倍 C.10倍 D.1000倍【答案】B【解析】【詳解】設(shè)紅矮星質(zhì)量為M1，行星質(zhì)量為m1，半徑為r1，周期為T1；太陽的質(zhì)量為M2，地球質(zhì)量為m2，到太陽距離為r2，周期為T2；根據(jù)萬有引力定律有聯(lián)立可得由于軌道半徑約為日地距離的0.07倍，周期約為0.06年，可得故選B。4.三位科學(xué)家由于在發(fā)現(xiàn)和合成量子點(diǎn)方面的突出貢獻(xiàn)，榮獲了2023年諾貝爾化學(xué)獎。不同尺寸的量子點(diǎn)會發(fā)出不同顏色的光。現(xiàn)有兩種量子點(diǎn)分別發(fā)出藍(lán)光和紅光，下列說法正確的是（）A.藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量B.藍(lán)光光子的動量小于紅光光子的動量C.在玻璃中傳播時，藍(lán)光的速度大于紅光的速度D.藍(lán)光在玻璃中傳播時的頻率小于它在空氣中傳播時的頻率【答案】A【解析】【詳解】AB．由于紅光的頻率小于藍(lán)光的頻率，則紅光的波長大于藍(lán)光的波長，根據(jù)可知藍(lán)光光子的能量大于紅光光子的能量；根據(jù)可知藍(lán)光光子動量大于紅光光子的動量，故A正確，B錯誤；C．由于紅光的折射率小于藍(lán)光，根據(jù)可知在玻璃中傳播時，藍(lán)光的速度小于紅光的速度，故C錯誤；D．光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)中頻率不變，故D錯誤。故選A。5.如圖，兩根不可伸長的等長絕緣細(xì)繩的上端均系在天花板的O點(diǎn)上，下端分別系有均帶正電荷的小球P、Q；小球處在某一方向水平向右的勻強(qiáng)電場中，平衡時兩細(xì)繩與豎直方向的夾角大小相等。則（）A.兩繩中的張力大小一定相等B.P的質(zhì)量一定大于Q的質(zhì)量C.P的電荷量一定小于Q的電荷量D.P的電荷量一定大于Q的電荷量【答案】B【解析】【詳解】由題意可知設(shè)Q和P兩球之間的庫侖力為F，繩子的拉力分別為T1，T2，質(zhì)量分別為m1，m2；與豎直方向夾角為θ，對于小球Q有對于小球P有聯(lián)立有所以可得又因為可知，即P的質(zhì)量一定大于Q的質(zhì)量；兩小球的電荷量則無法判斷。故選B。6.位于坐標(biāo)原點(diǎn)O的波源在時開始振動，振動圖像如圖所示，所形成的簡諧橫波沿x軸正方向傳播。平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)P開始振動時，波源恰好第2次處于波谷位置，則（）A.波的周期是0.1sB.波的振幅是0.2mC.波的傳播速度是10m/sD.平衡位置在處的質(zhì)點(diǎn)Q開始振動時，質(zhì)點(diǎn)P處于波峰位置【答案】BC【解析】【詳解】AB．波的周期和振幅與波源相同，故可知波的周期為，振幅為，故A錯誤，B正確；C．P開始振動時，波源第2次到達(dá)波谷，故可知此時經(jīng)過的時間為故可得波速為故C正確；D．波從P傳到Q點(diǎn)需要的時間為故可知質(zhì)點(diǎn)P處于平衡位置，故D錯誤。故選BC。7.電動汽車制動時可利用車輪轉(zhuǎn)動將其動能轉(zhuǎn)換成電能儲存起來。車輪轉(zhuǎn)動時帶動磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動的某瞬間，磁場方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場視為勻強(qiáng)磁場，則磁極再轉(zhuǎn)過90°時，線圈中（）A.電流最小 B.電流最大C.電流方向由P指向Q D.電流方向由Q指向P【答案】BD【解析】【詳解】如圖開始線圈處于中性面位置，當(dāng)磁極再轉(zhuǎn)過90°時，此時穿過線圈的磁通量為0，故可知電流最大；在磁極轉(zhuǎn)動的過程中，穿過線圈的磁通量在減小，根據(jù)楞次定律可知，此時感應(yīng)電流方向由Q指向P。故選BD。8.如圖，一定量理想氣體的循環(huán)由下面4個過程組成：1→2為絕熱過程（過程中氣體不與外界交換熱量），2→3為等壓過程，3→4為絕熱過程，4→1為等容過程。上述四個過程是四沖程柴油機(jī)工作循環(huán)的主要過程。下列說法正確的是（）A.1→2過程中，氣體內(nèi)能增加 B.2→3過程中，氣體向外放熱C.3→4過程中，氣體內(nèi)能不變 D.4→1過程中，氣體向外放熱【答案】AD【解析】【詳解】A．1→2為絕熱過程，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知此時氣體體積減小，外界對氣體做功，故內(nèi)能增加，故A正確；B．2→3為等壓過程，根據(jù)蓋呂薩克定律可知?dú)怏w體積增大時溫度增加，內(nèi)能增大，此時氣體體積增大，氣體對外界做功，故氣體吸收熱量，故B錯誤；C．3→4為絕熱過程，此時氣體體積增大，氣體對外界做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能減小，故C錯誤；D．4→1為等容過程，根據(jù)查理定律可知壓強(qiáng)減小時溫度減小，故內(nèi)能減小，由于體積不變，故可知?dú)怏w向外放熱，故D正確。故選AD。三、非選擇題：共174分。9.某同學(xué)用如圖所示裝置驗證動量守恒定律。將斜槽軌道固定在水平桌面上，軌道末段水平，右側(cè)端點(diǎn)在水平木板上的垂直投影為O，木板上疊放著白紙和復(fù)寫紙。實驗時先將小球a從斜槽軌道上Q處由靜止釋放，a從軌道右端水平飛出后落在木板上；重復(fù)多次，測出落點(diǎn)的平均位置P與O點(diǎn)的距離x，將與a半徑相等的小球b置于軌道右側(cè)端點(diǎn)，再將小球a從Q處由靜止釋放，兩球碰撞后均落在木板上；重復(fù)多次，分別測出a、b兩球落點(diǎn)的平均位置M、N與O點(diǎn)的距離、。完成下列填空：（1）記a、b兩球的質(zhì)量分別為、，實驗中須滿足條件______（填“>”或“<”）；（2）如果測得的、、、和在實驗誤差范圍內(nèi)滿足關(guān)系式______，則驗證了兩小球在碰撞中滿足動量守恒定律。實驗中，用小球落點(diǎn)與O點(diǎn)的距離來代替小球水平飛出時的速度，依據(jù)是______。【答案】（1）>（2）①.②.小球離開斜槽末端后做平拋運(yùn)動，豎直方向高度相同故下落時間相同，水平方向勻速運(yùn)動直線運(yùn)動，小球水平飛出時的速度與平拋運(yùn)動的水平位移成正比。【解析】【小問1詳解】為了保證小球碰撞為對心正碰，且碰后不反彈，要求；【小問2詳解】[1]兩球離開斜槽后做平拋運(yùn)動，由于拋出點(diǎn)的高度相等，它們做平拋運(yùn)動的時間t相等，碰撞前a球的速度大小碰撞后a的速度大小碰撞后b球的速度大小如果碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，則碰撞前后系統(tǒng)動量相等，則整理得[2]小球離開斜槽末端后做平拋運(yùn)動，豎直方向高度相同故下落時間相同，水平方向勻速運(yùn)動直線運(yùn)動，小球水平飛出時的速度與平拋運(yùn)動的水平位移成正比。10.學(xué)生實驗小組要測量量程為3V的電壓表V的內(nèi)阻。可選用的器材有：多用電表，電源E（電動勢5V），電壓表V1（量程5V，內(nèi)阻約3kΩ），定值電阻（阻值為800Ω），滑動變阻器（最大阻值50Ω），滑動變阻器（最大阻值5kΩ），開關(guān)S，導(dǎo)線若干。完成下列填空：（1）利用多用電表粗測待測電壓表的內(nèi)阻。首先應(yīng)______（把下列實驗步驟前的字母按正確操作順序排列）；A．將紅、黑表筆短接B．調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向零歐姆C．將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“×10”位置再將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的______填“正極、負(fù)極”或“負(fù)極、正極”）相連，歐姆表的指針位置如圖（a）中虛線Ⅰ所示。為了減少測量誤差，應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋______（填“×1”“×100”或“”）位置，重新調(diào)節(jié)后，測量得到指針位置如圖（a）中實線Ⅱ所示，則組測得到的該電壓表內(nèi)阻為______kΩ（結(jié)果保留1位小數(shù)）；（2）為了提高測量精度，他們設(shè)計了如圖（b）所示的電路，其中滑動變阻器應(yīng)選______（填“”或“”），閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于______（填“a”或“b”）端；（3）閉合開關(guān)S，滑動變阻器滑片滑到某一位置時，電壓表，待測電壓表的示數(shù)分別為、，則待測電壓表內(nèi)阻______（用、U和表示）；（4）測量得到，則待測電壓表內(nèi)阻______（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮浚?）①.CAB②.負(fù)極、正極③.×100④.1.6（2）①.②.a（3）（4）1.57【解析】【小問1詳解】[1]利用多用電表粗測待測電壓表的內(nèi)阻。首先應(yīng)選擇歐姆檔即C選項：將多用電表選擇開關(guān)置于歐姆擋“×10”位置；接著將紅、黑表筆短接即A選項；進(jìn)行歐姆調(diào)零即B選項：調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向零歐姆。故首先操作順序為CAB。[2]多用電表使用時電流“紅進(jìn)黑出”的規(guī)則可知：測量電阻時電源在多用電表表內(nèi)，故將多用電表的紅、黑表筆分別與待測電壓表的“負(fù)極、正極”相連。[3]讀數(shù)時歐姆表的指針位置如圖（a）中虛線Ⅰ所示，偏轉(zhuǎn)角度較小即倍率選擇過小，為了減少測量誤差，應(yīng)將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到歐姆擋倍率較大處，而根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知選擇“”倍率又過大，故應(yīng)選擇歐姆擋“×100”的位置；[4]測量得到指針位置如圖（a）中實線Ⅱ所示，則組測得到的該電壓表內(nèi)阻為【小問2詳解】[1]圖（b）所示電路，滑動變阻器采用的是分壓式連接，為了方便調(diào)節(jié)，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器即；[2]為保護(hù)電路，且測量電路部分電壓從零開始條件，閉合開關(guān)S前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于a端?！拘?詳解】通過待測電壓表的電流大小與定值電阻電流相同為根據(jù)歐姆定律得待測電壓表的阻值為【小問4詳解】測量得到，帶入待測電壓表的阻值表達(dá)式則待測電壓表內(nèi)阻11.將重物從高層樓房的窗外運(yùn)到地面時，為安全起見，要求下降過程中重物與樓墻保持一定的距離。如圖，一種簡單的操作方法是一人在高處控制一端系在重物上的繩子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的繩子Q，二人配合可使重物緩慢豎直下降。若重物的質(zhì)量，重力加速度大小，當(dāng)P繩與豎直方向的夾角時，Q繩與豎直方向的夾角（1）求此時P、Q繩中拉力的大??；（2）若開始豎直下降時重物距地面的高度，求在重物下降到地面的過程中，兩根繩子拉力對重物做的總功?！敬鸢浮浚?），；（2）【解析】【詳解】（1）重物下降的過程中受力平衡，設(shè)此時P、Q繩中拉力的大小分別為和，豎直方向水平方向聯(lián)立代入數(shù)值得，（2）整個過程根據(jù)動能定理得解得兩根繩子拉力對重物做的總功為12.如圖，一長度的均勻薄板初始時靜止在一光滑平臺上，薄板的右端與平臺的邊緣O對齊。薄板上的一小物塊從薄板的左端以某一初速度向右滑動，當(dāng)薄板運(yùn)動的距離時，物塊從薄板右端水平飛出；當(dāng)物塊落到地面時，薄板中心恰好運(yùn)動到O點(diǎn)。已知物塊與薄板的質(zhì)量相等。它們之間的動摩擦因數(shù)，重力加速度大小。求（1）物塊初速度大小及其在薄板上運(yùn)動的時間；（2）平臺距地面的高度?！敬鸢浮浚?）4m/s；；（2）【解析】【詳解】（1）物塊在薄板上做勻減速運(yùn)動加速度大小為薄板做加速運(yùn)動的加速度對物塊對薄板解得（2）物塊飛離薄板后薄板得速度物塊飛離薄板后薄板做勻速運(yùn)動，物塊做平拋運(yùn)動，則當(dāng)物塊落到地面時運(yùn)動的時間為則平臺距地面的高度13.一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子始終在同一水平面內(nèi)運(yùn)動，其速度可用圖示的直角坐標(biāo)系內(nèi)，一個點(diǎn)表示，、分別為粒子速度在水平面內(nèi)兩個坐標(biāo)軸上的分量。粒子出發(fā)時P位于圖中點(diǎn)，粒子在水平方向的勻強(qiáng)電場作用下運(yùn)動，P點(diǎn)沿線段ab移動到點(diǎn)；隨后粒子離開電場，進(jìn)入方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，P點(diǎn)沿以O(shè)為圓心的圓弧移動至點(diǎn)；然后粒子離開磁場返回電場，P點(diǎn)沿線段ca回到a點(diǎn)。已知任何相等的時間內(nèi)P點(diǎn)沿圖中閉合曲線通過的曲線長度都相等。不計重力。求（1）粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑和周期；（2）電場強(qiáng)度的大??；（3）P點(diǎn)沿圖中閉合曲線移動1周回到a點(diǎn)時，粒子位移的大小?！敬鸢浮浚?