河南省洛阳市物理高考2024年试题及答案解析

2024年河南省洛阳市物理高考试题及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列说法正确的是()A.已知铜的密度、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出铜分子的直径B.一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，内能一定增加C.热量不能自发地从低温物体传到高温物体D.扩散现象和布朗运动是分子的无规则运动的反映E.气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故答案：B；C；D解析：A选项：铜的摩尔质量和密度可以求出铜的摩尔体积，即每个铜分子所占的空间体积，但铜分子间的间隙较大，所以不能求出铜分子的体积，也就不能估算出铜分子的直径，故A错误。B选项：一定质量的理想气体，在等压膨胀过程中，根据盖-吕萨克定律可知，温度升高，则内能一定增加，故B正确。C选项：根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即不能违反热现象的方向性，故C正确。D选项：扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动的反映，扩散现象是分子的无规则运动在宏观上的表现，布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，故D正确。E选项：气体分子间的作用力很小，可以忽略不计，气体分子不停地做无规则运动，气体分子可以充满整个容器，如果没有约束，气体将散开，这就是气体分子的无规则的热运动造成的，故E错误。2、下列说法正确的是()A.扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动是分子的热运动B.气体分子间距离很大，分子力很小，分子力可以忽略不计，因此气体很难被压缩C.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加D.热量不能自发地从低温物体传到高温物体E.已知铜的密度、摩尔质量和阿伏伽德罗常数，可以估算出铜分子间的平均距离答案：C；D；E解析：A选项：扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动的反映，但扩散现象是分子的无规则运动在宏观上的表现，布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是分子的热运动，故A错误。B选项：气体分子间距离很大，分子力很小，分子力可以忽略不计，但气体很难被压缩，是因为气体压强的原因，不是分子力造成的，故B错误。C选项：一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，根据盖吕萨克定律可知，温度升高，则内能一定增加，故C正确。D选项：根据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，即不能违反热现象的方向性，故D正确。E选项：已知铜的密度、摩尔质量和阿伏伽德罗常数，可以求出铜的摩尔体积，即每个铜分子所占的空间体积，由此可以估算出铜分子间的平均距离，故E正确。3、下列说法正确的是()A.液晶的光学性质具有各向异性B.当两分子间距离增大时，分子间引力增大，而分子间斥力减小C.热量不可能从低温物体传到高温物体D.单晶体具有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点答案：A解析：A选项：液晶是一类比较特殊的物质，既有液体的流动性，又具有晶体的光学性质，其光学性质具有各向异性，故A正确。B选项：当两分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，只是斥力减小的更快些，故B错误。C选项：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，但在一定的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如空调机，故C错误。D选项：晶体都有固定的熔点，无论是单晶体还是多晶体，非晶体没有固定的熔点，故D错误。综上，只有A选项正确。4、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只能透过绿光），这时（）A.只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失B.红色和绿色的双缝干涉条纹消失，只有白色光亮的区域C.屏上无任何光亮D.屏上仍有光亮，但无干涉条纹答案：D解析：本题主要考查光的干涉条件以及光的三原色。在双缝干涉实验中，当两束相干光波的频率相同时，它们才能发生干涉现象，形成明暗相间的干涉条纹。现在，题目中给出的是白光作为光源，但在双缝中的一缝前放了一红色滤光片，另一缝前放了一绿色滤光片。首先，我们知道白光是由多种颜色的光混合而成的，包括红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。但是，红色滤光片只能让红光透过，绿色滤光片只能让绿光透过。因此，当白光通过这两个滤光片后，分别变成了红光和绿光。然后，我们来看这两种光是否能发生干涉。由于红光和绿光的频率不同（即它们的颜色不同），它们不满足干涉的条件，因此不能发生干涉现象，也就无法形成干涉条纹。但是，红光和绿光作为光波，它们仍然可以被屏幕接收并显示出来。只是由于它们没有发生干涉，所以屏幕上不会出现明暗相间的干涉条纹，而是会呈现出红色和绿色的光斑（或者可以认为是红色和绿色光混合后的颜色，但在这个问题中我们主要关注干涉现象的有无）。因此，选项D“屏上仍有光亮，但无干涉条纹”是正确的。选项A、B、C都是错误的，因为它们都忽略了光波的基本性质——即使不能发生干涉，光波仍然可以被接收并显示出来。5、关于“验证力的平行四边形定则”的实验，下列说法中正确的是()A.在实验中，只需使两根细绳拉伸橡皮条同一结点O到达同一个位置B.力的合成与分解都遵循平行四边形定则C.实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度D.在画力的图示时，同一标度下，长的线段表示的力大答案：B；C；D解析：本题主要考查对“验证力的平行四边形定则”的实验的理解和应用。A选项，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，我们不仅要使两根细绳拉伸橡皮条同一结点O到达同一个位置，以确保力的作用效果相同，还需要记录下拉力的大小和方向，以便后续进行力的合成和验证。因此，A选项的说法是不完整的，故A错误。B选项，力的合成与分解是物理学中的基本内容，它们都遵循平行四边形定则。这是矢量运算的基本法则，也是本实验的基础。故B正确。C选项，在实验中，为了减小误差，我们需要确保弹簧秤与木板平行。同时，在读数时，视线要正对弹簧秤刻度，以避免视觉误差。这是实验操作中的基本要求。故C正确。D选项，在画力的图示时，我们需要选择一个统一的标度来表示力的大小。在同一标度下，长的线段自然表示的力大，短的线段表示的力小。这是图示法表示矢量的基本规则。故D正确。综上所述，正确答案是BCD。6、关于曲线运动，下列说法中正确的是()A.曲线运动的速度方向一定是变化的B.曲线运动一定是变速运动C.曲线运动一定是变加速运动D.物体做曲线运动时，它所受的合外力方向一定改变答案：A；B解析：本题主要考查对曲线运动的理解，物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，对于合力的大小是否变化没有要求。A选项：曲线运动的速度方向是沿着轨迹上该点的切线方向，因此速度方向一定是变化的，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确，B也正确。C选项：曲线运动不一定是变加速运动。只要合力是恒力，加速度就是恒定的，如平抛运动，物体只受重力，加速度为重力加速度g，大小和方向都不变，是匀变速曲线运动，故C错误。D选项：物体做曲线运动时，它所受的合外力方向不一定改变。如平抛运动，物体所受合力为重力，方向始终竖直向下，保持不变，故D错误。综上所述，正确答案是AB。7、下列说法正确的是()A.物体做曲线运动时，其速度大小一定变化B.物体做曲线运动时，其加速度大小一定变化C.物体在恒力作用下不可能做曲线运动D.物体在变力作用下可能做曲线运动

本题主要考察物体做曲线运动的条件，即合力与速度不在同一条直线上。A选项：物体做曲线运动时，其速度方向一定是变化的，因为速度方向就是运动轨迹的切线方向，而曲线运动的轨迹是曲线，所以速度方向一定变化。但是速度大小可以变化，也可以不变化。例如，在匀速圆周运动中，物体做曲线运动，但其速度大小是恒定的，只是方向在不断变化。因此，A选项错误。B选项：物体做曲线运动时，其加速度大小可以变化，也可以不变化。加速度的变化取决于合力的变化。如果合力是恒力，那么加速度就是恒定的；如果合力是变力，那么加速度就是变化的。但是，无论加速度是否变化，只要合力与速度不在同一直线上，物体就可以做曲线运动。因此，B选项错误。C选项：物体在恒力作用下完全可以做曲线运动。例如，平抛运动就是一个典型的例子。在平抛运动中，物体只受重力作用（恒力），但由于重力的方向与物体的初速度方向不在同一直线上，所以物体做曲线运动。因此，C选项错误。D选项：物体在变力作用下可能做曲线运动。这是正确的。因为只要合力与速度不在同一直线上，物体就可以做曲线运动。而合力是否变化并不影响物体做曲线运动的性质。因此，D选项正确。综上所述，正确答案是D。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、关于机械波的形成和传播，下列说法正确的是()A.机械波只能在介质中传播，波源与介质质点不会随波迁移B.介质质点不随波迁移，且质点的振动方向与波的传播方向来平行C.机械波的传播速度由介质本身的性质决定，与波源无关D.波源停止振动时，波会立即停止传播答案：A；C解析：A选项：机械波是机械振动在介质中的传播过程，需要介质中的质点依次振动来传递能量，但波源与介质质点本身并不随波迁移，只是在其平衡位置附近做振动。故A正确。B选项：机械波分为横波和纵波。在横波中，质点的振动方向与波的传播方向垂直；在纵波中，质点的振动方向与波的传播方向平行。但B选项只提到了纵波的情况，没有考虑到横波，因此B错误。C选项：机械波的传播速度（波速）确实是由介质本身的性质决定的，如介质的密度、弹性等，与波源无关。故C正确。D选项：当波源停止振动时，已经形成的波会继续在介质中传播一段时间，直到波的能量完全耗尽。这是因为波的传播是介质中质点依次振动传递能量的过程，波源停止振动后，已经振动的质点会继续振动并传递能量给相邻的质点。故D错误。2、下列关于波的说法中正确的是()A.机械波可以在真空中传播B.波动过程是介质质点由近及远传播的过程C.波动过程是能量由近及远传播的过程D.波源停止振动时，介质中的波动立即停止答案：C解析：A选项：机械波是机械振动在介质中的传播过程，它需要介质来传递能量和振动形式。真空中没有介质，因此机械波不能在真空中传播。故A错误。B选项：波动过程中，介质质点并不随波迁移，而是在其平衡位置附近做振动。波的传播是振动形式和能量的传播，而不是介质质点的传播。故B错误。C选项：波动过程中，能量由波源出发，通过介质质点的振动依次传递，实现由近及远的传播。故C正确。D选项：波源停止振动时，已经形成的波会继续在介质中传播一段时间，直到波的能量完全耗尽。这是因为波的传播是介质中质点依次振动传递能量的过程，波源停止振动后，已经振动的质点会继续振动并传递能量给相邻的质点。故D错误。3、关于波的衍射现象，下列说法正确的是()A.当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小时，能发生明显的衍射现象B.只有孔才能发生衍射现象C.衍射现象是波特有的现象D.一切波遇到障碍物都可以发生衍射现象，但不一定能发生明显的衍射现象答案：A；C；D解析：A选项：波的衍射是指波在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，能够绕过障碍物继续传播的现象。当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小时，能发生明显的衍射现象。这是因为波长越长，绕过障碍物继续传播的能力就越强。故A正确。B选项：衍射现象不仅仅发生在孔上，缝和障碍物也能发生衍射现象。只要孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比足够小，就能发生明显的衍射现象。故B错误。C选项：衍射现象是波特有的现象，无论是机械波还是电磁波，都能发生衍射现象。这是因为波具有绕过障碍物继续传播的能力。故C正确。D选项：一切波遇到障碍物都可以发生衍射现象，但不一定能发生明显的衍射现象。当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比很大时，衍射现象就不明显。这是因为波长较短时，绕过障碍物继续传播的能力就较弱。故D正确。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：在河南省洛阳市某高中物理实验室内，同学们进行了一项关于电阻测量的实验。实验中，他们使用了一个待测电阻R_x（阻值约为几百欧），并决定采用“伏安法”中的“电流表外接法”进行测量。实验室提供的器材如下：电动势为E（约为9V）的电源电流表A_1（量程0～10mA，内阻约为几十欧）电流表A_2（量程0～500mA，内阻约为几欧）电压表V（量程0～10V，内阻约为几千欧）滑动变阻器R（最大阻值约为10Ω）开关S及导线若干（1）为了减小测量误差，电流表应选用______（填“A_1”或“A_2”），并采用______（填“限流式”或“分压式”）接法接入电路。（2）请在下面的虚线框内画出实验电路图。（3）某次测量中，电压表的读数为U，电流表A_1的读数为I_1，则待测电阻R_x的阻值为______（用题中给出的字母表示）。答案：（1）A_1；分压式（2）实验电路图（略，但应包含以下要点：电压表并联在待测电阻两端，电流表A_1外接在电压表和待测电阻之间，滑动变阻器采用分压式接法）（3）R解析：（1）首先，我们需要选择合适的电流表。由于待测电阻R_x的阻值约为几百欧，而电源电动势约为9V，根据欧姆定律，我们可以估算出通过待测电阻的电流大约在几十毫安左右。考虑到电流表的内阻对测量结果的影响，我们应该选择量程较小且内阻较大的电流表，以减少测量误差。因此，电流表应选用A_1（量程0～10mA，内阻约为几十欧）。其次，关于滑动变阻器的接法。由于滑动变阻器的最大阻值（约为10Ω）远小于待测电阻的阻值（几百欧），如果采用限流式接法，调节滑动变阻器时，待测电阻两端的电压变化范围会很小，无法满足实验要求。因此，我们应该采用分压式接法，以获得较大的电压调节范围。（2）实验电路图应包含电压表并联在待测电阻两端，以测量待测电阻两端的电压；电流表A_1外接在电压表和待测电阻之间，以测量通过待测电阻的电流（注意这里采用外接法是因为待测电阻远大于电流表内阻）；滑动变阻器采用分压式接法，以获得较大的电压调节范围。（3）根据欧姆定律，待测电阻R_x的阻值等于其两端电压U除以通过它的电流I_1。由于电流表A_1测量的是通过待测电阻的电流，所以待测电阻的阻值可以表示为Rx第二题题目：在河南省洛阳市某高中物理实验课上，学生使用多用电表测量一未知电阻的阻值。实验时，首先进行了机械调零，并将选择开关旋至欧姆挡的“×10”倍率处，然后进行了欧姆调零。接着，用两手将表笔金属部分分别与被测电阻两端紧靠，发现指针偏转角度很小。为了得到比较准确的测量结果，下列操作中正确的是（）A.将选择开关旋至“×1”倍率处，然后重新进行欧姆调零B.将选择开关旋至“×100”倍率处，然后重新进行欧姆调零C.换挡后，不需要重新进行欧姆调零，直接测量即可D.为了使测量结果更准确，应多次测量取平均值答案：B解析：首先，学生进行了机械调零，这是使用多用电表前的必要步骤，确保电表在初始状态下指针指在零刻度线上。然后，学生选择了欧姆挡的“×10”倍率，并进行了欧姆调零，这是为了在使用该倍率时能够得到准确的测量结果。接下来，学生用两手将表笔金属部分分别与被测电阻两端紧靠，发现指针偏转角度很小。这表示被测电阻的阻值较大，超出了当前选择的“×10”倍率的测量范围。因此，为了得到更准确的测量结果，需要选择更大的倍率进行测量。A选项：将选择开关旋至“×1”倍率处，这实际上是减小了倍率，而我们需要的是增大倍率以测量更大的电阻值，所以A选项错误。B选项：将选择开关旋至“×100”倍率处，这是增大了倍率，符合我们的需求。并且，每次换挡后都需要重新进行欧姆调零，以确保测量准确，所以B选项正确。C选项：换挡后，不需要重新进行欧姆调零，这是错误的。因为换挡后，多用电表内部的电路会发生变化，需要重新调零才能确保测量准确，所以C选项错误。D选项：虽然多次测量取平均值是提高测量精度的一种方法，但在这个问题中，我们首先需要解决的是选择合适的倍率进行测量，而不是多次测量取平均值。此外，在这个特定的情况下，多次测量取平均值并不能解决倍率选择不当的问题，所以D选项虽然本身无误，但并不符合这个问题的解答需求。综上所述，正确答案是B。第三题题目：在河南省洛阳市某中学的物理实验室中，同学们进行了关于“验证机械能守恒定律”的实验。实验中，使用打点计时器和纸带记录了自由落体运动的重物的运动情况。已知打点计时器的电源频率为50Hz，某同学选取了一段清晰的纸带进行测量，得到连续三个点A、B、C到起始点O的距离分别为h_1、h_2、h_3（单位：cm）。请根据以下数据（假设h_1=12.00cm,h_2=18.00cm,h_3=25.00cm），验证从O点到B点的过程中机械能是否守恒。（1）计算B点的瞬时速度v_B（结果保留两位小数）。（2）计算重物从O点到B点过程中重力势能的减少量ΔE_p和动能的增加量ΔE_k（取g=9.8m/s²，结果保留两位小数）。（3）通过比较ΔE_p和ΔE_k的大小关系，验证机械能是否守恒。答案：（1）B点的瞬时速度v_B=1.27m/s。（2）重力势能的减少量ΔE_p=0.588J，动能的增加量ΔE_k=0.589J（注意：由于四舍五入，实际计算中可能会有微小差异，但应接近此值）。（3）由于ΔE_p≈ΔE_k，在误差允许的范围内，可以认为从O点到B点的过程中机械能守恒。解析：（1）B点的瞬时速度v_B可以通过中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度来计算。在这里，我们取AC段的平均速度作为B点的瞬时速度。根据公式v=(s/t)，其中s为AC段距离，t为AC段对应的时间（由打点计时器的频率决定，即t=2/f，f为电源频率）。因此，v_B=[(h_3-h_1)×10^-2m]/(2×1/50s)=1.27m/s（注意单位转换）。（2）重力势能的减少量ΔE_p可以通过公式ΔE_p=mgh来计算，其中m为重物的质量（在此题中可视为1，因为只需比较大小关系），g为重力加速度，h为重物下降的高度。从O点到B点的高度差为h=h_2-h_1=6.00cm=0.06m。所以，ΔE_p=1×9.8×0.06J=0.588J。动能的增加量ΔE_k可以通过公式ΔE_k=1/2mv_B^2-0来计算（因为起始点O处动能为0）。代入v_B的值，得到ΔE_k=1/2×1×1.27^2J≈0.589J（注意四舍五入）。（3）比较ΔE_p和ΔE_k的大小关系，可以看出两者在误差允许的范围内相等，因此可以验证从O点到B点的过程中机械能守恒。这是因为在理想情况下，只有重力做功时，机械能是守恒的。在本实验中，由于空气阻力、打点计时器的打点误差等因素的存在，会有一定的误差，但只要误差在可接受范围内，就可以认为机械能守恒。第四题题目：在河南省洛阳市某高中的物理课堂上，老师演示了一个关于电路的实验。实验装置中包括一个电源、一个滑动变阻器、一个电阻R（阻值已知）和一个电压表。电路图如下所示（此处省略具体电路图，但假设电路为串联电路，电压表并联在电阻R两端）。实验步骤如下：闭合开关，调整滑动变阻器到某一位置，记录此时电压表的示数为U₁。保持电源电压不变，再次调整滑动变阻器到另一位置，记录此时电压表的示数为U₂。已知电阻R的阻值为R₀，电源电压为U，且U₁≠U₂。（1）请通过计算，推导出电源电压U的表达式（用R₀、U₁、U₂表示）。（2）若在某次实验中，电压表的示数U₃突然变为零，且已知电路连接完好，各元件均正常。请分析可能的原因，并说明理由。【答案】（1）推导过程如下：设滑动变阻器的阻值为R’。在第一次调整滑动变阻器后，根据串联电路的分压原理，有：U1RR在第二次调整滑动变阻器后，同样应用分压原理，得：U2RU2RU（2）可能的原因及理由：电压表示数U₃突然变为零，说明电压表两端没有电压差。在电路连接完好且各元件均正常的情况下，这可能是由于滑动变阻器滑片滑到了最小阻值处（即滑动变阻器接入电路的阻值为零）。此时，电阻R被短路，因此电压表两