2026年湖南省长沙市中考第二次模拟练习物理试卷（解析版）

这是一份2026年湖南省长沙市中考第二次模拟练习物理试卷（解析版），文件包含试题版A4docx、参考解析docx、参考答案docx、听力音频mp3等4份试卷配套教学资源，其中试卷共13页， 欢迎下载使用。
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共10小题，共30分。
1.如图所示，是宁乡黄材镇炭河里出土的古代乐器编钟，由大小不同的铜钟组成，敲击时能发出悦耳的声音。下列说法正确的是（ ）
A.敲击编钟时发出的声音是由编钟振动产生的
B.用相同的力敲击大小不同的钟发出声音的响度不同
C.用大小不同的力敲击同一个钟发出声音的音调会改变
D.编钟发出的声音可以在真空中传播
【答案】A
【解析】敲击编钟时发出的声音是由编钟振动产生的，故A正确；用相同的力敲击大小不同的钟发出声音的音调不同，故B错误；用大小不同的力敲击同一个钟发出声音的响度不同，故C错误；声音的传播需要介质，编钟发出的声音不可以在真空中传播，故D错误。
2.京剧被列入我国第一批国家级非物质文化遗产名录。如图是京剧演员在平面镜前化妆的情景。其成像原理利用了光的（ ）
A.直线传播B.反射C.折射D.色散
【答案】B
【解析】平面镜中成的像是虚像，平面镜成像属于光的反射原理，故ACD错误，B正确。平面镜成像原理是光的反射。
3.如图A是四冲程汽油机的工作示意图，如图B是我国古代传统走马灯，点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。下列说法正确的是（ ）
A.图A中汽油机一个工作循环四个冲程的正确顺序是：乙、丁、甲、丙
B.图A中做功冲程中，燃料燃烧越充分，燃料的热值越大
C.图A中吸气冲程中，活塞向下运动，只有空气进入气缸
D.图B中热空气驱动扇叶转动时的能量转化过程与图A中乙冲程相同
【答案】D
【解析】甲图：两个气门都关闭，活塞向上，是压缩冲程；乙图：两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下，是做功冲程；丙图：排气门开、进气门关，活塞向上，是排气冲程；丁图：进气门开、排气门关，活塞向下，是吸气冲程。四冲程正确顺序是吸气、压缩、做功、排气，即丁、甲、乙、丙，故A错误；热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度无关。无论燃料燃烧是否充分，其热值都是固定不变的，故B错误；汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故C错误；图B中热空气驱动扇叶转动，能量转化是内能转化为机械能，和做功冲程的能量转化相同，即A图中乙相同，故D正确。
4.如图所示，小明和小华穿着轮滑鞋静止在水平光滑冰面上，小华用力向前推小明，小华推小明的力为F1，小明对小华的力为F2。下列说法正确的是（ ）
A.F1和F2是一对平衡力
B.小明受力向前运动，小华受力向后运动
C.F1和F2的施力物体相同
D.小明受力向前运动，小华由于惯性保持静止
【答案】B
【解析】平衡力是作用在同一个物体上的两个力，而F1作用在小明身上，F2作用在小华身上，是分别作用在两个不同物体上的力，所以F1和F2不是一对平衡力，故A错误。因为力的作用是相互的，小华用力向前推小明，小明受到向前的力会向前运动，同时小华会受到小明向后的反作用力，所以小华受力向后运动，故B正确。
F1的施力物体是小华，F2的施力物体是小明，施力物体不同，故C错误。小华受到小明的反作用力，这个力使小华的运动状态发生改变，向后运动，而不是由于惯性保持静止，故D错误。
5.“山坡上有的地方雪厚点，有的地方草色还露着；……那水呢，不但不结冰，反倒在绿萍上冒着点热气。……”上面的文字节选于老舍先生的《济南的冬天》一文。关于文中所涉及的一些现象，用物理知识解释正确的是（ ）
A.“雪”的形成是液化现象B.“结冰”是凝固现象
C.“热气”的形成是升华现象D.“冰”是非晶体，没有熔点
【答案】B
【解析】雪是由水蒸气凝华而成的小冰晶，故A错误；
结冰是水由液体凝固为固体的物态变化，故B正确；
“热气”是水蒸气遇冷液化而成的小水滴，故C错误；
冰是晶体，有一定的熔化温度，故D错误。
6.随着新能源电动汽车的发展，为了方便给电车充电，市政部门修建了多个充电站，配备了大量的充电桩，如图所示。下列关于充电桩使用符合安全用电原则的是（ ）
A.充电枪连接线处绝缘层破损后继续使用
B.在雷雨天气，可以正常使用充电桩为电动汽车充电
C.充电桩的金属外壳必须要与大地相连接
D.充电时，车辆与充电桩之间的连接线可以随意拉伸或缠绕
【答案】C
【解析】充电枪连接线处绝缘层破损后如果继续使用，一旦人接触到破损处的导线，会造成触电事故，故A错误；
生活用水能够导电，雷雨天气，不能使用充电桩为电动汽车充电，故B错误；
充电桩的金属外壳与大地相连，防止外壳漏电，发生触电事故，故C正确；
车辆与充电桩之间的连接线随意拉伸或缠绕，容易造成触电事故，故D错误。
7.在探究电流与电阻的关系时，如图所示。先在A、B间接入15Ω的电阻，移动滑片，使电压表示数为2V，读出电流表示数。断开开关，用10Ω电阻替换15Ω电阻，不改变滑片位置直接闭合开关，此时电压表示数及应进行的操作是（ ）
A.小于2V，应将滑片P向右滑B.小于2V，应将滑片P向左滑
C.大于2V，应将滑片P向右滑D.大于2V，应将滑片P向左滑
【答案】B
【解析】根据串联分压原理可知，将定值电阻由15Ω改接成10Ω的电阻，电阻变小，其分得的电压变小，小于2V；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应减小滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应减小滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为2V.只有B正确。
8.小明在“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。下列说法正确的是（ ）
A.U形管中液面高度差越大，说明电流通过电阻丝产生的热量越少
B.图甲的实验装置是为了探究电流产生热量的多少与电流的关系
C.根据图乙实验现象可得结论：电阻越大，产生的热量越多
D.图甲中通电一段时间后，左右两侧电阻丝产生的热量之比为1：2
【答案】D
【解析】根据转换法，实验是通过观察两个U形管中的U形管内的液面高度差大小来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，即U形管中液面高度差越大，说明电流通过电阻丝产生的热量越多，故A错误；
图甲所示的装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故该装置用来探究电流热效应与电阻大小的关系，故B错误；
图乙中，乙装置中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，左侧容器中的电阻产生热量多，故可以得出电阻相同且通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多，故C错误；
图甲中两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，由图可知右侧电阻的阻值是左侧电阻的阻值的2倍，根据焦耳定律Q=I2Rt可知通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1：2，故D正确。
9.现在很多超市都配有自助收银设备，如图。顾客将待付款商品放置在购物台上，重力监测开关S1闭合，显示屏L亮起。顾客付款完成后即可离开，S1自动断开；若付款未完成，货物离开购物台，则红外监测开关S2闭合，电铃发出警报。下列电路设计最合理的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由图题意知，显示屏L与电铃能够独立工作，是并联，开关S1在显示屏L的支路上，控制其支路的通断；开关S2在电铃的支路上，控制其支路的通断；当货物放在购物台上时，开关S1闭合，显示灯L亮起，若付款未完成，货物就离开购物台，则监测开关S2闭合，电铃发出警报，故A符合题意。
10.如图所示的四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A.钢丝钳B.瓶起子
C.核桃夹D.镊子
【答案】D
【解析】钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。
二、多选题：本大题共2小题，共6分。
11.下列与大气压有关的生活现象中，解释符合物理规律的是（ ）
A.用胶头滴管吸取稀盐酸是靠大气压将液体压入滴管中的
B.没有大气压，活塞式抽水机同样可以把水抽到高处
C.茶壶盖上的小孔被堵住，壶里的水就不容易倒出来
D.人在高原容易出现“高原反应”主要是因为高原地区大气压比沿海大
【答案】AC
【解析】用胶头滴管吸取稀盐酸溶液，用力挤出滴管内的空气，在外界大气压的作用下，稀盐酸溶液就被压入滴管中，故A正确；
活塞式抽水机是利用大气压强来将水抽到高处的，没有大气压活塞式抽水机就不能工作，故B错误；
如果茶壶盖上的小孔被堵住，此时壶嘴和壶身就不能构成一个连通器，当壶嘴放低时，壶中气体压强减小，壶身内的水会被大气压给托住，无法流出，故C正确；大气压随着高度的升高而减小，人在高原容易出现“高原反应“是因为高原地区大气压比沿海地区小，故D错误。
12.如图所示是小可设计的汽车油箱内油量不足时触发报警的电路，电源两端电压保持不变，电阻R1、R2中的一个是定值电阻，另一个是压敏电阻。压敏电阻装在油箱内底部，其阻值随油箱中油量的减少而增大，当电压表示数大于某一值U时，就会触发报警。电压表示数为U时，油箱中的油量为警戒油量。下列说法正确的是（ ）
A.R1为压敏电阻
B.随着油箱的油量减少，通过定值电阻的电流变小
C.若换用阻值更大的定值电阻，警戒油量将变大
D.若换用电压更大的电源，警戒油量将变小
【答案】AB
【解析】由电路图可知，电阻R1、R2串联，电压表测电阻R1两端的电压；已知压敏电阻的阻值随油箱中油量的减少而增大，则当油箱中油量减少时，压敏电阻的阻值变大，由串联电路的分压规律可知，压敏电阻分得的电压变大；根据串联电路的电压规律可知，定值电阻两端的电压变小，因为电压表示数大于某一值U时，就会触发报警，所以电压表并联在压敏电阻的两端，则R1为压敏电阻，R2为定值电阻，故A正确；
随着油箱的油量减少，压敏电阻R1的阻值变大，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，因串联电路中电流处处相等，则通过定值电阻的电流也变小，故B正确；
电压表的报警电压不变(U1不变)，由串联电路的电压特点可知报警时定值电阻两端的电压U2也不变，若换用阻值较大的定值电阻(即R2变大)，根据串联分压的规律可得U1U2=R1R2，所以报警时压敏电阻R1的阻值变大，因R1的阻值随油箱中油量的减少而增大，所以警戒油量将变小，故C错误；
电压表的报警电压不变(U1不变)，若换用电压更大的电源，由串联电路的电压特点可知报警时定值电阻两端的电压U2变大，定值电阻R2的阻值不变，根据串联分压的规律可得U1U2=R1R2，所以报警时报警时压敏电阻R1的阻值变小，因R1的阻值随油箱中油量的减少而增大，所以警戒油量将变大，故D错误。
第II卷（非选择题）
三、填空题：本大题共4小题，共17分。
13.如图，是全球首台抗台风型漂浮式海上风电机组及基础平台——“三峡引领号”。该平台与北斗系统建立关联，利用 （填“超声波”或“电磁波”）向工作人员传递平台运动的动态信息。该平台引领我国海上风电行业走向深海，风能是 （填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】电磁波 可再生
【解析】电磁波传播速度快且能在真空中传播，超声波不能在真空中传播，由于北斗系统卫星在太空中工作，所以“三峡引领号”与北斗系统建立关联，是利用电磁波向工作人员传递信息的。
由于风能是能够源源不断的从自然界得到的能源，所以风能属于可再生能源。
14.小辉在厨房里包饺子，当他用力按压饺子皮时，他的手指也会感到微微疼痛，这说明物体间力的作用是 ；小辉妈妈为了防止切菜时案板滑动，特意在案板下面垫了一块表面粗糙的橡胶垫，这主要是通过 来增大摩擦力。
【答案】相互的 增大接触面粗糙程度
【解析】小辉用力按压饺子皮时，他的手指也会感到微微疼痛，是因为受到饺子皮施加的作用力，这说明物体间力的作用是相互的；
为了防止切菜时案板滑动，特意在案板下面垫了一块表面粗糙的橡胶垫，这主要是在压力一定时，通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力。
15.自然界的物质具有各种物理性质，如弹性、导电性、导热性、磁性等。通过了解物质的性质才能更好地为我们的生产与生活服务。请你仿照示例，列出一个物理性质，写出它的一个应用并简要说明其原理。
示例：弹性，弹簧测力计是利用了在弹性限度内，弹簧所受拉力越大，伸长量越长这一原理制成的。
解答： 。
【答案】磁性，指南针具有磁性，可与地磁场发生作用，从而指示南北方向
16.如图所示，建筑工人利用动滑轮运送建筑材料。某次施工时，工人将重为200N的水泥桶匀速提升到距地面4m高处，用时20s；已知工人所用拉力为120N，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。（g取10N/kg）
（1）水泥桶上升的速度为 m/s；
（2）提升水泥桶过程中工人拉动绳子做功的功率为 W；
（3）若工人所拉的绳子允许承受的最大拉力为200N，则利用该动滑轮提升重物的最大机械效率为 %。
【答案】（1）0.2 （2） 48 （3）90
【解析】(1)水泥桶上升的速度为：
v=ℎt=4m20s=0.2m/s；
(2)动滑轮绳子股数为2，提升水泥桶过程中工人拉动绳子做功的功率为：
P=Wt=Fst=Fnℎt=120N×2×4m20s=48W；
(3)不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，根据F=1n(G+G动)可知，动滑轮重为：
G动=nF−G=2×120N−200N=40N，
若工人所拉的绳子允许承受的最大拉力为200N，利用该动滑轮提升的最大物重为：
G'=nF'−G动=2×200N−40N=360N，
该动滑轮提升重物的最大机械效率为： η=W有W总=W有W有+W额=G'ℎG'ℎ+G动ℎ=G'G'+G动=360N360N+40N=90%。
四、作图题：本大题共1小题，共4分。
17.如图所示是某款折叠式晾衣架，在使用时可将其视为杠杆，O为支点，当A点受到斜向下拉力F时，OA仍保持水平静止，请在图中画出拉力F的力臂L。
【答案】
五、实验探究题：本大题共4小题，共26分。
18.汽车使用冷却液给发动机降温，水也具有吸热降温作用。实验小组提出：为什么汽车使用冷却液降温而不直接使用水？
猜想：冷却液的比热容比水的比热容大；
选择器材：可以显示温度的电加热杯（如图甲）电子秤、水和某品牌冷却液；
（1）除以上器材外还需要的测量工具是 ；
（2）实验时，应选取 和初温都相同的水和冷却液，分别装入两个规格相同的电加热杯中；
（3）实验得出水和冷却液温度随时间变化的图像，如图乙。分析图像可知，该冷却液的比热容比水 （选填“大”“小”或”相同”）。
【答案】（1）秒表 （2）质量 （3）小
【解析】 (1)由乙图可知，需要记录加热时间，所以还需要的测量工具是秒表。
(2)探究不同物质的吸热能力强弱，要控制除液体种类外的其他条件均相同，所以应选取质量和初温都相同的水和冷却液，分别装入两个规格相同的电加热杯中。
(3)乙图中冷却液和水升高相同的温度，水需要加热的时间是冷却液加热时间的54倍，即水吸收的热量是冷却液吸收热量的54倍，由于两种液体的质量相同，根据c=QmΔt可知，水的比热容是冷却液比热容的54倍，则冷却液的比热容为c冷却液=45c水=45×4.2×103J/(kg⋅℃)=3.36×103J/(kg⋅℃)，该冷却液的比热容比水小。
19.在探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中，李琴同学猜想滑动摩擦力的大小可能与：
①接触面所受的压力大小；
②接触面的粗糙程度；
③接触面积的大小这三个因素有关。
为此她准备了如下器材：六个面粗糙程度均相同的长方体木块A（一侧面中间固定挂钩）、若干质量相等的砝码、水平桌面、弹簧测力计、光滑木板、棉布、粗糙长木板B。依次进行了图甲、乙、丙所示的实验操作，以此验证自己的猜想，请完成下列问题：
（1）实验中需沿水平方向拉动物块做匀速直线运动，才能通过弹簧测力计读出滑动摩擦力的大小，这是利用了 的知识；
（2）比较 两个实验能够得到的结论是：当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
（3）想探究猜想③，她决定选择图甲作为一次对比，此时，她还需要做的操作是：在图甲的基础上，将木块 ，利用弹簧测力计匀速水平拉动木块，读出弹簧测力计的示数，若这次的示数和图甲的示数相同，则说明滑动摩擦大小和接触面积无关。
【答案】（1）二力平衡 （2）乙、丙 （3）侧放
【解析】 (1)物体做匀速直线运动，一定受到平衡力的作用，木块做匀速直线运动时，水平方向受到拉力和摩擦力两个力的作用，根据二力平衡可知这两个力是一对平衡力；
(2)比较乙、丙两次实验可知压力相同，接触面粗糙程度不同，且接触面越粗糙滑动摩擦力越大，故可得结论：当压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；
(3)改变图乙的接触面积的大小，只需要将木块侧面放置，若图乙和这次的示数相同，则说明滑动摩擦力大小和接触面积无关。
20.为了探究“感应电流产生的条件”。小郡将导体棒ab、灵敏电流计、蹄形磁体、开关和若干导线按图连接。连好电路之后，他进行了以下探究过程，如表所示。
（1）在选择导体棒ab的材料时，你认为最好选择 （选填“铜棒”或“铁棒”）；
（2）根据实验现象，初步得出电路中产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动。
（3）小郡发现，若将此装置中灵敏电流计换成 ，可进一步探究电动机的工作原理。
【答案】（1）铜棒 （2）切割磁感线 （3）电源
【解析】 (1)铜导电性好，且不会被磁体吸引；铁棒容易被蹄形磁体吸引，会阻碍导体棒运动、干扰实验，因此选择铜棒。
(2)根据前3次实验，导体静止或不切割磁感线时，不产生感应电流，只有4、5导体做切割磁感线运动时才产生感应电流，结合实验现象，得出条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流。
(3)电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，实验需要给导体提供电能，因此将灵敏电流计换成电源，就可以探究电动机的工作原理。
21.小明在“探究电流与电阻的关系”实验中，设计了如图甲所示电路。电源为三节新干电池组成的电池组，有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的定值电阻各一个。

（1）用笔画线代替导线将实物电路连接完整。（要求滑片向右滑动时电阻变小，导线不得交叉）
（2）小明正确连接电路后，闭合开关，两电表均无示数。现将电压表接在滑动变阻器两端时有示数，则故障原因可能是______。
（3）排除故障后，继续进行实验，用5Ω的定值电阻完成实验后，接下来需要换用10Ω的定值电阻继续实验，正确的操作步骤是：______。
（4）根据多次实验数据得到如图丙图象，由图象可得出结论：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与电阻成______。
【答案】（1） （2）滑动变阻器断路 （3）断开开关，将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值，将滑动变阻器滑片移到最左端，闭合开关，移动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V （4）反比
【解析】(1)根据滑动变阻器的使用原则可知，滑动变阻器要“一上一下”串联接在电路中，根据题意可知，向右移动时，电流变大，滑动变阻器接入的阻值变小，则说明接入的是右下方接线柱，如图所示：
(2)闭合开关，两电表均无示数，现将电压表接在滑动变阻器两端时有示数，说明此时有电流经过电压表，说明电压表两个接线柱以外之间通路，所以只能是定值电阻处于断路状态；
(3)根据图丁所示的电流随电阻R变化的图象知：
UV=IR=0.5A×5Ω=0.25A×10Ω=…=2.5V；
根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动，使电压表的示数为2.5V，正确的操作步骤是：断开开关，将5Ω的定值电阻换成10Ω的定值，闭合开关，向左移动变阻器的滑片，直到电压表示数为2.5V；
(4)电流与电阻之积为一定值，由图象可以得出结论：当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。
六、计算题：本大题共1小题，共8分。
22.小雨在家洗碗时发现，一个空瓷碗平放在水面上时它可以漂浮，给它舀上一定量的水后又会沉底。她先测得一个空碗的质量为100g，装满水时的总质量为480g。又找来一个底面积为200cm2的薄壁柱形容器并倒入足够多的水，把第一个空碗轻放入容器的水面上漂浮，然后在第一个碗上面逐个轻轻叠放4个相同的空碗，当放上最后一个碗时，水面漫过了最下面碗的碗口，这个碗沉下去，其他碗仍然漂浮，液面稳定后，水对容器底部的压强相比放碗前增大了220Pa（整个过程无水溢出）。（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：
（1）一个空碗受到的重力。
（2）一个碗最多能装多少cm3的水。
（3）制碗用的陶瓷材料的密度。
【答案】（1）1N （2） 380cm3 （3）2.5g/cm3
【解析】(1)一个空碗受到的重力为：G0=m0g=0.1kg×10N/kg=1N；
(2)当装满水时，碗中水的质量为：m水=m总−m0=480g−100g=380g
一个碗最多能装水的体积为：
V水=m水ρ水=380g1g/cm3=380cm3；
(3)4个碗除以漂浮状态，其受到的浮力等于4个碗的重力F浮=G=4×1N=4N：
由阿基米德原理可知，排开水的体积V排=F浮ρ水g=4N1.0×103kg/m3×10N/kg=4×10−4m3=400cm3
液面稳定后，水对容器底部的压强相比放碗前增大了220Pa，
液面增加了Δℎ=Δpρg=220Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.022m=2.2cm3，
体积的增加了ΔV=ΔℎS容=2.2cm×200cm2=440cm3，
一个碗陶瓷材料的体积V0=ΔV−V排=440cm3−400cm3=40cm3，
碗陶瓷材料的密度ρ0=m0V0=100g40cm3=2.5g/cm3。
七、综合题：本大题共1小题，共9分。
23.如图甲是从某电子仪器上拆下来的密封盒，已知盒内有一个电压恒定的电源和两个规格不同的灯泡（灯泡的电阻随温度的变化忽略不计），盒内电路分别跟盒外A、B、C三个接线柱相连。小海设计了如图乙电路来研究盒内的连接情况。将滑动变阻器的滑片固定在最右端，当将AB接在MN之间时，闭合开关S，灯L1恰好正常发光，电流表示数为0.2A，电压表示数为4V；当将BQ接在MN之间时，闭合开关S，电流表和电压表均无示数，两灯均不亮；当将AC接在MN之间时，闭合开关S，灯L2亮，电压表示数为U1，此时电路的总功率为P1，为了进一步探究，将AC仍然接在MN之间，将滑片移到中点位置，电压表示数为U2，此时电路的总功率为P2，已知U1：U2=4：3，P2−P1=1.35W。求：
（1）滑动变阻器的最大阻值。
（2）请画出黑盒子内的电路图。
（3）灯L1的额定功率。
【答案】（1）20Ω （2） （3） 1W
【解析】(1)当将AB接在MN之间时，且滑片在最右端，电流表示数为0.2A，
滑动变阻器的最大阻值为：
Rmax=URI=4V0.2A=20Ω；
(2)当将AB接在MN之间时，闭合开关，灯L1亮，说明AB之间有电源和灯L1；
当将BC接在MN之间时，闭合开关，电流表和电压表均无示数，说明BC之间无电源；
当将AC接在MN之间时，闭合开关，灯L2亮，说明AC之间有电源和灯L2；
由上述可知，A与电源相连，B与灯L1相连，C与灯L2相连，黑盒子内的电路图如图所示：
；
(3)当AB两个接线柱接在MN之间时，滑片在最右端，等效电路如图所示：
，
当AC两个接线柱接在MN之间时，滑片在最右端，等效电路如图所示：
，
当AC两个接线柱接在MN之间时，滑片在中点，等效电路如图所示：
，
由U1U2=43，可得I1I2=U1RmaxU2R中=23，即I2=32I1；
由图②③及电源电压不变可得：
I1(Rmax+RL2)=I2(R中+RL2)，即I1×(20Ω+RL2)=32I1×(10Ω+RL2)，
解得：RL2=10Ω；
由P2−P1=1.35W，可得：
I22(R中+RL2)−I12(Rmax+RL2)=1.35W，即(32I1)2×(10Ω+10Ω)−I12×(20Ω+10Ω)=1.35W，
解得：I1=0.3A，
电源电压为：U=I1(Rmax+RL2)=0.3A×(20Ω+10Ω)=9V，
由图①可得，灯L1的额定功率为：
PL1=UL1I=(9V−4V)×0.2A=1W。实验次数
导体棒ab在磁场中的运动情况
灵敏计指针偏转情况
1
静止
指针不偏转
2
向上、向下运动
指针不偏转
3
向前、向后运动
指针不偏转
4
向左、向右运动
指针偏转
5
斜向上、斜向下运动
指针偏转