人教版九年级物理全一册《第十八章单元综合测试卷》测试题及参考答案

人教版九年级物理全一册第十八章综合测试卷
(时间:90 分钟 满分:100 分)
一、选择题(本大题共 10 小题,每小题 3 分,共 30 分。下列各小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
下列说法不正确的是( ) A.电能表是测电能的仪表
B.电功的单位和能量的单位一样,都是焦耳 C.千瓦时是电功的单位
D.电流做功的过程就是其他形式的能转化为电能的过程
如图所示,将两只额定电压相同的小灯泡 L1、L2 串联在电路中,闭合开关后,发现灯 L1 较亮,灯 L2 较暗,其原因可能是( )
灯 L1 额定功率较大
灯 L2 两端电压较大
灯 L1 的电阻较大
通过灯 L1 的电流较大
(
两种灯
LED
灯
白炽灯
发光原理
二极管发光
钨丝高温发光
额定电压
/V
24
220
响应时间
/s
10
-9
10
-3
额定功率
/W
12
100
)人类正面临能源危机,为选用节能交通信号灯的灯源,实验室通过实验发现,下表中的 LED 灯和白炽灯在正常工作时光照强度相同。下列说法错误的是( )
在光照强度相同的情况下,LED 灯不必要达到很高的温度就能发光,电能基本上不转化成内能,几乎全部转化为光能,因而发光效率高
(
1
)
LED 灯的额定电压低,人直接接触不会触电
LED 灯响应时间短,也就是从开始发光到正常发光所用的时间短
LED 灯额定功率小,消耗的电能肯定比白炽灯少
A、B 两定值电阻的 U-I 图象如图所示,由图象中信息可知( )
若将 A、B 两电阻串联在某电源两端,则 B 两端的电压大
若将 A、B 两电阻串联在某电源两端,则 B 的实际功率大
若将 A、B 两电阻并联在某电源两端,则通过 A 的电流大
若将 A、B 两电阻并联在某电源两端,则 A 的实际功率小
5.(2018·宁夏中考)甲灯泡标有“22 V 2 W”,乙灯泡标有“220 V 100 W”,忽略温度对灯丝电阻的影响,
下列说法中正确的是( )
甲灯泡的功率一定小于乙灯泡的功率
甲灯泡消耗的电能一定小于乙灯泡消耗的电能 C.两灯串联在电路中,甲灯泡一定比乙灯泡亮
D.两灯并联在电路中,甲灯泡一定比乙灯泡亮
右图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置图。通电前,A、B 两个 U 形管内的液面相平,通电一定时间后,通过 R1、R2 的电流分别为 I1、I2。则( )
I1=I2,A 管中的液面较低
I1=I2,A 管中的液面较高
I1>I2,A 管中的液面较低
I1>I2,A 管中的液面较高
用右图的电路测量小灯泡的功率,当滑动变阻器的滑片从左向右滑动时,小灯泡消耗的功率和亮度 将分别( )
A.变大,变暗 B.变小,变亮
C.变大,变亮 D.变小,变暗
(
电压
220 V
电流规格
10(20) A
电流频率
50 Hz
每千瓦时的转数
3 000 revs/(kW·h)
)为测量某电热杯的电功率,小明同学把家中其余用电器从电源上断开,只将该电热杯接入电路,观察电能表,发现在 1 min 内电能表转盘转过 15 转。电能表的部分技术参数如表所示,该电热杯的电功率是 ( )
A.300 W B.30 W
C.150 W D.200 W
两个阻值相同的电热丝,并联使用 4 min 可烧开一壶水,如果串联使用接在同一电路上,需多长时间烧开同样的一壶水( )
A.4 min
B.8 min
C.16 min
D.12 min
如图所示,电源电压保持 6 V 不变,电流表的量程为 0~0.6 A,电压表的量程为 0~3 V,定值电阻 R1 的规格为“10 Ω 0.5 A”,滑动变阻器 R2 的规格为“20 Ω 1 A”。闭合开关,为了保证电路安全,在滑动变阻器滑片 P 移动过程中,下列说法正确的是 ( )
A.电阻 R1 消耗功率允许的变化范围为 0.4~0.9 W B.电流表示数允许的变化范围为 0.2~0.5 A
C.滑动变阻器 R2 接入电路的阻值允许变化范围为 0~20 Ω D.电路消耗总功率允许的变化范围为 1.2~3 W
二、填空题(每空 2 分,共 24 分)
一台家用电视机待机状态下的电功率大约是 10 W,这表示 1 s 内电流做的功是 J。如果这
台电视机平均每天的待机时间以 18 h 计,那么在待机状态下 100 天消耗的电能是 kW·h。
小充同学看见他爸爸的手机锂电池上面标明电压为 3.7 V,容量为 3 000 mA·h,则它充满电后存储
的电能为 J;经查,该手机的待机电流为 15 mA,则该手机最长待机时间为 h。13.图中电源电压保持不变,灯泡标有“6 V 3 W”字样,当开关 S 闭合时,灯泡 L 正常发光,电流表的示数为 0.8 A,则电阻 R= Ω,通电 10 s,R 产生的热量为 J。
一根阻值为 50 Ω的电阻丝,通电 100 s,通过的电流为 1 A,则电流通过电阻丝产生的热量为
J,此时电阻的电功率为 W。
有一只标有“6 V 3 W”的小灯泡和一个标有“100 Ω 1 A”的滑动变阻器,小明同学将它们并联后直接接到恒定电源上,小灯泡恰好正常发光,其两端的电压是 V,此时整个电路允许消耗的最大功率是 W。
夏天常用的电热驱蚊器是利用电流的 效应工作的。其发热元件正常工作时的电阻为 8
800 Ω,接在家庭照明电路中正常工作 100 s 产生的热量是 J。
三、实验题(每小题 10 分,共 30 分)
为了探究影响电热的因素,小伟设计了如图所示电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R 甲> R 乙。
为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由 于 。
通电一段时间后,比较两烧瓶中温度计的示数,是为了探究电热与 的关系。
要利用此装置来探究电热与电流的关系,你还需要的操作是 。 (4)将此装置改装后可测量煤油的比热容,如图所示。测量时,分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为 t0 质量相等的水和煤油,通电一段时间后,分别读出温度计的示数为 t 水、t 煤油,请写出煤油比热容的表达式 c 煤油= (已知水的比热容为 c 水)。
要求测量额定电压为 2.5 V 小灯泡的电功率。
按照电路图甲,将图乙的实物连接成实验电路。
在电路连接过程中开关应处于 状态;闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片移到
(根据你连接的实物电路图选填“最右端”或“最左端”)。
实验时某次电压表的示数为 2.20 V,对应电流表的示数如图丙所示,则小灯泡此时的功率为
W;要想测出小灯泡的额定电功率,接下来的操作是 。
某同学在测量小灯泡的电功率实验中,电路图如图甲所示。已知小灯泡的额定电压为 2.5 V,在不断开开关的情况下,该同学调节滑动变阻器,使滑动变阻器的阻值减小,并正确读出电表数据如下表所 示。
数据序号 1 2 3 4 5 6 7 8
电压 U/V 0.1 0.2 0.6 0.8 1.0 2.0 2.5 3.0
电流 I/A 0.08 0.14 0.28 0.34 0.36 0.46 0.48 0.50
发光情况 不亮 不亮 微亮 微亮 较亮 较亮 明亮 很亮
从表中数据可以判断电流表选用 (选填“0~0.6 A”或“0~3 A”)挡;小灯泡的电阻随亮度的增大而 (选填“增大”“减小”或“不变”);
在图乙给出的坐标系中用光滑曲线画出小灯泡的 I-U 图象; (3)计算出小灯泡在额定电压下的电阻值;
(4)如果小灯泡在额定电压下工作 30 s,计算出小灯泡在这段时间内消耗的电能。
四、计算题(16 分)
右图是一种标有“1.5 V 0.15 A”字样的小灯泡,请通过计算回答(不考虑小灯泡发光时温度对灯丝电阻的影响):
这种小灯泡正常工作时的灯丝电阻多大
把它接到电压为 2 V 的蓄电池上,灯丝中的电流多大 (3)把它接到电压为 2 V 的蓄电池上,它的实际电功率多大
(4)如果这种小灯泡突然烧坏,在开关闭合的状态下有时用手指盖弹击几下,它就会重新亮起来,并且比 烧坏前还要亮。请你对这一现象作出解释。
答案与解析
1.D 电流做功的过程是消耗电能的过程,是电能转化为其他形式能的过程,消耗多少电能,就有多少电能转化为其他形式的能,故选项 D 是错误的。电功的测量工具是电能表,电能、电功和其他能的单位都是焦耳,所以选项 A、B、C 都正确。
2.C L1、L2 串联在电路中,通过的电流相等,灯 L1 较亮,即 L1 的实际电功率大,根据公式 P=UI=I2R 可知,灯 L1 的电阻大,灯 L1 两端的电压大。
3.D 根据 W=Pt,功率小的用电器消耗的电能不一定少,故选项 D 错误。
4.D 由题图可知,电阻 A 的阻值为 20 Ω,电阻 B 的阻值为 10 Ω,若将两电阻串联在电路中,通过它们的电流相等,电阻大的两端的电压大,实际电功率大;若将两电阻并联,电阻大的通过的电流小,实际电 功率小。
5.D 由灯泡铭牌可知甲灯泡的额定功率小于乙灯泡的额定功率,但甲灯泡的实际功率不一定小于乙
(

可知
)灯泡的实际功率,故 A 错误。由 P=
,消耗的电能由实际功率和时间决定,因不知时间关系,所以
(

)不能确定消耗电能的多少,故 B 错误。由 P= 2
可得,两灯的电阻分别为 R
额甲
(
100 W
) (
2
)甲=
= (22V)2=242 Ω,
R 乙=
额乙
(
2
)
(
2 W
)= (220V)2=484 Ω,比较可知 R
甲额甲
乙;串联电路电流处处相等,由 P=I2R 可知,两灯泡串联时,
额乙
它们的实际功率 P 甲

同,且 R P ,则甲灯泡一定比乙灯泡亮,故 D 正确。
甲 乙 甲 乙
6.D 本题考查探究影响电流产生热量多少的因素。图中电阻 R2 与另一电阻并联后与 R1 串联,所以I1>I2。又由焦耳定律得 Q=I2Rt,时间相同、电阻相同,电流越大产生的热量越多,故电阻 R1 产生的热量多,A 管液面高,A、B、C 错误,D 正确。
7.D 当滑片向右滑动时,电路中电阻变大,电流变小,根据公式 P=I2R 可知,小灯泡的实际功率变小。灯泡的亮度跟它的实际功率有关,实际功率变小,灯泡变暗。
(
3 000
)8.A 转 15 转消耗的电能 W= 1 ×15 kW·h=0.005 kW·h=1.8×104 J,t=1 min=60
s,P= = 1.8×104 J=300 W,选项 A 正确。
60s
9.C 烧开同一壶水所需热量相同。当串联时,R
=2R,并联时
1 。串联时产生热量 Q
= 2 t
(
串
)
2
(
,
Q
) (
=
)串 并联时产生热量
2
2
(
并
)并= =
串
2 2
(

) (
串
)并 ,Q =Q
(

) (
2
)并,所以 t
R 并= R 串
串
串=4t 并=16 min。
并
(

)10.A 电流表的量程不能超过 0.6 A,定值电阻不能超过 0.5 A,而定值电阻两端的电压不超过 3 V,根据 I= 判断电流不能超过 0.3 A,因此电流最大时为 0.3 A,选项 B 错误;当电路中电流最大为 0.3 A 时,
滑动变阻器的阻值最小,此时电路的总电阻 R
= = 6V =20 Ω,滑动变阻器的最小阻值 R
=R -
总 0.3A
最小 总
R1=20 Ω-10 Ω=10 Ω,故选项 C 错误;电路消耗的总功率最大为 P=UI=6 V×0.3 A=1.8 W,选项 D 错误;
当滑动变阻器阻值最大时电流最小,此时电路中的电流 I'= = = 6V =0.2 A,则定值电阻的
1+ 2 10Ω+20Ω
最小功率 P1 最小=I'2R1=(0.2 A)2×10 Ω=0.4 W,最大功率 P1 最大=I2R1=(0.3 A)2×10 Ω=0.9 W,故选项 A 正
确。
11.答案 10 18
解析 手机充满电后存储的电能为 W=UIt=3.7 V×3 A×3 600 s=39 960 J;手机待机电流 I'=15 mA
=0.015 A,所以待机时间为 t'= = 39 960J =720 000 s=200 h。
' 3.7 V×0.015 A
答案 39 960 200
解析 当闭合开关 S 时,灯 L 正常发光,说明电源电压为 U=6 V,电流表测的是总电流,则 I=0.8 A,由
P=UI 得,灯泡中的电流 I = 额 = 3W
根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知,电阻
(

) (
额
)L 6V =0.5 A,
中的电流 IR=I-IL=0.8 A-0.5 A=0.3 A,由 I= 得,电阻 R= = 6V =20 Ω;通电 10 s 电阻 R 产生的热量
0.3A
Q=W=UIRt=6 V×0.3 A×10 s=18 J。
答案 20 18
14.解析 Q=I2Rt=(1 A)2×50 Ω×100 s=5 000 J;此时的电功率 P=I2R=(1 A)2×50 Ω=50 W。
答案 5 000 50
解析 小灯泡正常发光,其实际电压等于额定电压,为 6 V;由于滑动变阻器允许通过的最大电流为 1 A,所以它允许消耗的最大功率 P=UI=6 V×1 A=6 W,整个电路允许消耗的最大总功率 P 总=PL+P=9 W。答案 6 9
解析 电热驱蚊器是利用电流的热效应工作的;将电热驱蚊器接在家庭电路中 100 s 产生的热量是
2 (220V)2
Q=W= t=8 800 Ω×100 s=550 J。
答案 热 550
解析 (1)因为煤油的比热容比水的比热容小得多,所以质量相等的水和煤油吸收相等的热量时,煤油的温度升高得较快,其实验效果明显。(2)通过两电阻丝的电流相等、通电时间相等,而两电阻丝的 阻值不同,所以该实验是为了探究电热与电阻的关系。(3)要利用此装置来探究电热与电流的关系,就 要改变电流的大小,所以还需要移动滑动变阻器的滑片来改变电路中的电流。(4)首先利用水的比热容计算出水吸收的热量 Q 水=c 水 m(t 水-t0),因为煤油和水吸收的热量相等,所以 Q 煤油=Q 水=c 水 m(t 水-t0),
煤油
水 ( 水- 0)
水( 水- 0)
(
煤油
)最后计算煤油的比热容 c 煤油= (
- 0) =
( 煤油
- 0) =
煤油
- 0 。
答案 (1)煤油的比热容小 (2)电阻 (3)移动滑动变阻器滑片,比较通电时间相同时,甲(或乙)烧瓶中温
水- 0
(

)度计的示数变化 (4)
煤油
- 0c 水
解析 (1)按照电路图,从电源正极,依次连接开关、滑动变阻器(一上一下)、灯、电流表回到负极, 再将电压表并接在灯两端,电流表、电压表都选择小量程;(2)在电路连接过程中开关应处于断开状态; 闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片移到最右端;(3)如题图丙所示,电流表选的是 0~0.6 A 量程,分度值
为 0.02 A,示数为 0.24 A,小灯泡此时的功率 P=UI=2.20 V×0.24 A=0.528 W;要测额定功率,需要将滑片向左移动,使灯两端的电压为 2.5 V,读取电流表的示数,再利用 P=UI 计算。
答案 (1)如图所示 (2)断开 最右端 (3)0.528
将滑片向左移动,使灯两端的电压为 2.5 V
解析 (1)由于表格中数据电流的最大值是 0.50 A,所以电流表选择小量程即可;由于电阻受温度的影响,通过计算可知,电流越大,温度越高,电阻越大,故灯泡越亮,灯丝的温度就越高,电阻就越大;
据表格中的数据,利用描点连线的方法作图即可;
灯泡的额定电压是 2.5 V,此时的电流是 0.48 A,故据 I= 可知 R= = 2.5V ≈5.2 Ω;
0.48A
(4)据 W 额=U 额 I 额 t=2.5 V×0.48 A×30 s=36 J。
答案 (1)0~0.6 A 增大 (2)如图所示 (3)5.2 Ω (4)36 J
解析 (1)由题意“1.5 V 0.15 A”可知,额定电压是 1.5 V,额定电流是 0.15 A。灯泡的电阻是
R= 额 = 1.5V =10 Ω。
额 0.15A
把它接到电压为 2 V 的蓄电池上,根据欧姆定律可求灯丝中的电流 I= = 2V =0.2 A。
10Ω
把它接到电压为 2 V 的蓄电池上,一个用电器不考虑温度对电阻的影响时,直接利用公式 P 实
(
实
实
)= 2R 求实际电功率即可。P =I2R=(0.2 A)2×10 Ω=0.4 W。
灯泡烧坏后,在开关闭合的状态下有时用手指盖弹击几下,会使灯丝重新搭在一起,形成通路,它就
(

)会重新亮起来,但这时灯丝的长度变短,阻值变小,由 P= 2可知,在电源电压不变的情况下,灯泡的实际功率变大,亮度变亮。
(
10
)
答案 (1)10 Ω (2)0.2 A (3)0.4 W (4)见解析