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2024 年高考甘肃卷物理真题
一、单选题
1．(2024·甘肃卷·1)2024 年2 月，我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合
成了新核素Os，核反应方程如下：Cd＋Ni→Os＋4X，该方程中X 是( )
A．质子 B．中子 C．电子 D．α 粒子
答案 B
解析 根据反应前后质量数和电荷数守恒得X 是n。故选B。
2．(2024·甘肃卷·2)小明测得兰州地铁一号线列车从“东方红广场”到“兰州大学”站的v
－t 图像如图所示，此两站间的距离约为( )
A．980 m
B．1 230 m
C．1 430 m
D．1 880 m
答案 C
解析 v－t 图像中图线与横轴围成的面积表示位移，故可得x＝(74－25＋94)×20× m＝1
430 m，故选C。
3．(2024·甘肃卷·3)小杰想在离地表一定高度的天宫实验室内，通过测量以下物理量得到天
宫实验室轨道处的重力加速度，可行的是( )
A．用弹簧秤测出已知质量的砝码所受的重力
B．测量单摆摆线长度、摆球半径以及摆动周期
C．从高处释放一个重物、测量其下落高度和时间
D．测量天宫实验室绕地球做匀速圆周运动的周期和轨道半径
答案 D
解析 在天宫实验室内，物体处于完全失重状态，故A、B、C 中的实验均无法得到天宫实
验室轨道处的重力加速度。由重力提供天宫实验室绕地球做匀速圆周运动的向心力得mg＝
mr
整理得轨道处重力加速度为g＝r
故通过测量天宫实验室绕地球做匀速圆周运动的周期和轨道半径可行，D 正确。
4．(2024·甘肃卷·4)如图，相距为d 的固定平行光滑金属导轨与阻值为R 的电阻相连，处在
磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为L 的导体棒ab 垂直导轨向右
做匀速直线运动，速度大小为v。导轨和导体棒电阻不计，则导体棒ab 所受的安培力为(
)
A.，方向向左
B.，方向向右
C.，方向向左
D.，方向向右
答案 A
解析 导体棒ab 切割磁感线的有效长度为d，
故感应电动势为E＝Bdv
回路中感应电流为I＝
根据右手定则，知感应电流方向为b 流向a。
故导体棒ab 所受的安培力大小为F＝BId＝，由左手定则知方向向左。故选A。
5．(2024·甘肃卷·5)如图为某单摆的振动图像，重力加速度g 取10 m/s2，下列说法正确的是(
)
A．摆长为1.6 m，起始时刻速度最大
B．摆长为2.5 m，起始时刻速度为零
C．摆长为1.6 m，A、C 点的速度相同
D．摆长为2.5 m，A、B 点的速度相同
答案 C
解析 由单摆的振动图像可知振动周期为T＝0.8π s，由单摆的周期公式T＝2π 得摆长为
l＝＝1.6 m，B、D 错误；
起始时刻位于正向最大位移处，速度为零，且A、C 点的速度相同，A 错误，C 正确。
6．(2024·甘肃卷·6)工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电
流时，下列说法正确的是( )
A．金属中产生恒定感应电流
B．金属中产生交变感应电流
C．若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小
D．若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变
答案 B
解析 当线圈中通有交变电流时，感应电炉金属内的磁通量也不断随之变化，金属中产生交
变感应电流，A 错误，B 正确；
若线圈匝数增加，根据电磁感应定律E＝n 可知，感应电动势增大，则金属中感应电流变大，
C、D 错误。
7．(2024·甘肃卷·7)一平行板电容器充放电电路如图所示。开关S 接1，电源E 给电容器C
充电；开关S 接2，电容器C 对电阻R 放电。下列说法正确的是( )
A．充电过程中，电容器两极板间电势差增加，充电电流增加
B．充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R 的电流由M 点流向N 点
C．放电过程中，电容器两极板间电势差减小，放电电流减小
D．放电过程中，电容器的上极板带负电荷，流过电阻R 的电流由N 点流向M 点
答案 C
解析 充电过程中，电容器的上极板带正电荷、流过电阻R 的电流由N 点流向M 点，随着
电容器带电荷量的增加，电容器两极板间电势差增加，充电电流在减小，故A、B 错误；
放电过程中，电容器的上极板带正电荷，流过电阻R 的电流由M 点流向N 点，电容器两极
板间电势差减小，放电电流在减小，故C 正确，D 错误。
二、多选题
8．(多选)(2024·甘肃卷·8)电动小车在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A．小车的动能不变
B．小车的动量守恒
C．小车的加速度不变
D．小车所受的合外力一定指向圆心
答案 AD
解析 做匀速圆周运动的小车速度大小不变，方向时刻在改变，故动能不变，但动量不守恒，
故A 正确，B 错误；
做匀速圆周运动的小车加速度大小不变，方向时刻在改变，故C 错误；
小车所受的合外力一定指向圆心，故D 正确。
9.(多选)(2024·甘肃卷·9)某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒
子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N 分别是运动轨迹与等势面b、a 的交点，下列说法
正确的是( )
A．粒子带负电荷
B．M 点的电场强度比N 点的小
C．粒子在运动轨迹上存在动能最小的点
D．粒子在M 点的电势能大于在N 点的电势能
答案 BCD
解析 根据粒子所受静电力与等势面垂直且指向曲线轨迹的凹侧可知，粒子带正电荷，故A
错误；
等差等势面越密集的地方电场强度越大，故M 点的电场强度比N 点的小，故B 正确；
粒子带正电，因为M 点的电势大于N 点的电势，故粒子在M 点的电势能大于在N 点的电势
能；由于带电粒子仅在静电力作用下运动，电势能与动能总和不变，故可知当电势能最大时
动能最小，故粒子在运动轨迹上到达最大电势处时动能最小，故C、D 正确。
10．(多选)(2024·甘肃卷·10)如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a 从空气沿
半径方向入射到圆心O，当θ＝30°时，反射光b 和折射光c 刚好垂直。下列说法正确的是(
)
A．该材料对红光的折射率为
B．若θ＝45°，光线c 消失
C．若入射光a 变为白光，光线b 为白光
D．若入射光a 变为紫光，光线b 和c 仍然垂直
答案 ABC
解析 由几何关系可知当入射角为30°时，折射角为60°，故折射率为n＝＝，故A 正确；
设临界角为C，得sin C＝＝<
故C<45°，故若θ＝45°，会发生全反射，光线c 消失，故B 正确；
由于反射角等于入射角，故当入射光a 变为白光，光线b 也为白光，故C 正确；
对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a 变为紫光，折射角将变大，光线b 和c
不会垂直，故D 错误。
三、实验题
11．(2024·甘肃卷·11)用图甲所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。
(1)以下操作正确的是____________(单选，填正确答案标号)。
A．使小车质量远小于槽码质量
B．调整垫块位置以补偿阻力
C．补偿阻力时移去打点计时器和纸带
D．释放小车后立即打开打点计时器
(2)保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计
数点如图乙所示，相邻两点之间的距离分别为s1，s2，…，s8，时间间隔均为T。下列加速度
算式中，最优的是__________(单选，填正确答案标号)。
A．a＝(＋＋＋＋＋＋)
B．a＝(＋＋＋＋＋)
C．a＝(＋＋＋＋)
D．a＝(＋＋＋)
(3)以小车和砝码的总质量M 为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到
的－M 图像如图丙所示。
由图丙可知，在所受外力一定的条件下，a 与M 成____________(填“正比”或“反比”)；
甲组所用的____________(填“小车”“砝码”或“槽码”)质量比乙组的更大。
答案 (1)B (2)D (3)反比 槽码
解析 (1)为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力，应使小车质量远大于槽码
质量，且需要调整垫块位置以补偿阻力，也要保持细线和长木板平行，故A 错误，B 正确；
补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带，需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀
速直线运动，故C 错误；
根据操作要求，应先打开打点计时器，待打点稳定后再释放小车，故D 错误。
(2)根据逐差法可知
s5－s1＝4a1T2
s6－s2＝4a2T2
s7－s3＝4a3T2
s8－s4＝4a4T2
联立可得小车加速度表达式为
a＝(＋＋＋)
故选D。
(3)根据图像可知与M 成正比，故在所受外力一定的条件下，a 与M 成反比；
设槽码的质量为m，
由牛顿第二定律mg＝(m＋M)a
化简可得＝·M＋
故斜率越小，槽码的质量m 越大，由题图丙可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大。
12．(2024·甘肃卷·12)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：
电压表(量程1.5 V，内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程0.6 A)、滑动变阻器、开关、干电池和
导线若干。某小组开展了以下实验。
(1)考虑电流表内阻影响
①用图甲所示电路测量电流表的内阻。从图乙电压表和电流表读数可得电流表内阻RA＝
____________ Ω(保留2 位有效数字)。
②用图丙所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流
表内阻分别用U、I、r 和RA表示。则干电池电动势E＝U＋____________(用I、r 和RA表示)。
③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图丁所示的U－I 图像。则待测干电池电动势E
＝____________ V(保留3 位有效数字)、内阻r＝____________ Ω(保留1 位小数)。
(2)考虑电压表内阻影响
该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是
____________________(单选，填正确答案标号)。
A．电路设计会损坏仪器
B．滑动变阻器接法错误
C．电压太大无法读数
D．电流太小无法读数
答案 (1)1.0 I(r＋RA) 1.40 1.0
(2)D
解析 (1)由题图乙可知，电压表读数为
U＝0.60 V
电流表读数为I＝0.58 A
根据欧姆定律可得电流表内阻为
RA＝＝ Ω≈1.0 Ω
由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势
E＝U＋I(r＋RA)
变形为U＝－(r＋RA)I＋E
结合U－I 图像可知，纵轴截距即为电动势
E＝1.40 V
斜率的绝对值为r＋RA
r＋RA＝ Ω＝2.0 Ω
所以电源内阻为r＝1.0 Ω
(2)由于电压表内阻很大，将电压表串联接在电路中，电路中电流太小，导致电流表无法读
数，无法完成实验。故选D。
四、解答题
13.(2024·甘肃卷·13)如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成A、B 两部
分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连(忽略隔板厚度和弹簧体积)。容器横截面积为S、
长为2l。开始时系统处于平衡态，A、B 体积均为Sl，压强均为p0，弹簧为原长。现将B 部
分气体抽出一半，系统稳定后B 的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变，气体视
为理想气体。求：
(1)抽气之后A、B 内气体的压强pA、pB。
(2)弹簧的劲度系数k。
答案 (1)p0 p0 (2)
解析 (1)对A 内气体分析：
抽气前：体积V＝Sl 压强p0
抽气后：VA＝2V－V＝Sl
根据玻意耳定律得p0V＝pAVA
解得pA＝p0
对B 内气体分析，
若体积不变的情况下抽去一半的气体，则压强变为原来的一半即p0，
则根据玻意耳定律得p0V＝pB·V
解得pB＝p0
(2)由题意可知，弹簧的压缩量为，对隔板受力分析有pAS＝pBS＋F
根据胡克定律得F＝k
联立得k＝。
14．(2024·甘肃卷·14)如图，质量为2 kg 的小球A(视为质点)在细绳O′P 和OP 作用下处于
平衡状态，细绳O′P＝OP＝1.6 m，与竖直方向的夹角均为60°。质量为6 kg 的木板B 静止
在光滑水平面上，质量为2 kg 的物块C 静止在B 的左端。剪断细绳O′P，小球A 开始运动。
(重力加速度g 取10 m/s2)
(1)求A 运动到最低点时细绳OP 所受的拉力。
(2)A 在最低点时，细绳OP 断裂。A 飞出后恰好与C 左侧碰撞(时间极短)、碰后A 竖直下落，
C 水平向右运动。求碰后C 的速度大小。
(3)A、C 碰后，C 相对B 滑行4 m 后与B 共速。求C 和B 之间的动摩擦因数。
答案 (1)40 N (2)4 m/s (3)0.15
解析 设A、C 质量为m＝2 kg，B 的质量为M＝6 kg，细绳OP 长为l＝1.6 m。
(1)A 从开始运动到最低点由动能定理
mgl(1－cos 60°)＝mv0
2－0
对A 在最低点，根据牛顿第二定律得
F－mg＝
解得v0＝4 m/s，F＝40 N
(2)A 与C 相碰时由于碰后A 竖直下落，可知A 水平速度变为0，由水平方向动量守恒，可
知
mv0＝0＋mvC
故解得vC＝v0＝4 m/s
(3)C 相对B 滑行4 m 后与B 共速，
根据动量守恒可得mv0＝(M＋m)v
根据能量守恒得μmgL 相对＝mv0
2－(m＋M)v2
联立解得μ＝0.15。
15.(2024·甘肃卷·15)质谱仪是科学研究中的重要仪器，其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器，
加速电压为U；Ⅱ为速度选择器，匀强电场的电场强度大小为E1，方向沿纸面向下，匀强
磁场的磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向里；Ⅲ为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强
度大小为B2，方向垂直纸面向里。从S 点释放初速度为零的带电粒子(不计重力)，加速后进
入速度选择器做直线运动、再由O 点进入分离器做圆周运动，最后打到照相底片的P 点处，
运动轨迹如图中虚线所示。
(1)粒子带正电还是负电？求粒子的比荷。
(2)求O 点到P 点的距离。
(3)若速度选择器Ⅱ中匀强电场的电场强度大小变为E2(E2略大于E1)，方向不变，粒子恰好
垂直打在速度选择器右挡板的O′点上。求粒子打在O′点的速度大小。
答案 (1)带正电 (2)
(3)
解析 (1)粒子在磁场B2中O 处所受洛伦兹力方向向上，
根据左手定则可知粒子带正电；设粒子的质量为m，电荷量为q，粒子进入速度选择器时的
速度为v0，在加速电场中，由动能定理qU＝mv0
2
在速度选择器中粒子做匀速直线运动，
由平衡条件qv0B1＝qE1
联立解得，粒子的比荷为＝
(2)在Ⅲ中由洛伦兹力提供向心力qv0B2＝m
可得O 点到P 点的距离为OP＝2r＝
(3)粒子进入Ⅱ瞬间，粒子受到向上的洛伦兹力
F 洛＝qv0B1
向下的静电力F＝qE2
由于E2＞E1，且qv0B1＝qE1
所以通过配速法，如图所示
其中满足qE2＝q(v0＋v1)B1
则粒子在速度选择器中水平向右以速度v0＋v1做匀速直线运动的同时，竖直方向以v1做匀速
圆周运动，当速度转向到水平向右时，满足垂直打在速度选择器右挡板的O′点的要求，故
此时粒子打在O′点的速度大小为v′＝v0＋v1＋v1＝。
