2025北师版九年级物理全一册单元测试卷（有解析）--第十三章单元测试卷

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2025北师版九年级物理全一册
第十三章　电功和电功率
时间:60分钟　 满分:100分
题号 一 二 三 四 总分
分值
一、填空题(每空2分,共36分)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2023·山西省实验中学期中)中国共产党第二十次全国代表大会于2022年10月在北京人民大会堂开幕.如图为万人大礼堂顶部内景,顶棚有500盏满天星灯交相辉映.众多电灯工作时将电能转化为　　　　,它们是　　　　(选填“串联”或“并联”)连接的.
2.(2023·天津二十中期末)家庭电路中,开关应接在　　　　线与用电器之间;检修家庭电路时需使用测电笔识别零线和火线,甲、乙两图中测电笔的使用方法正确的是　　　　(选填“甲”或“乙”)图.
第1题图　　　 第2题图　　　　 第3题图
3.如图所示,当插座接入的用电器功率越大时,通过插座电线的电流就越　　　　,一定时间内电线产生的热量就越　　　　,所以连接大功率用电器应选用　　　　(选填“细铁线”“粗铁线”“细铜线”或“粗铜线”)连接的插座.
4.小明爸爸买了一部手机,手机电池铭牌上的部分参数如表所示.表中有一个错误的物理量,是　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　;经检测该手机正常通话时的电功率约为1 W,则该手机充满电后能连续通话的最大时长是
　　　　h.
型号 BL-5F
额定功率 3.5 W·h
电池容量 3 000 mA·h
额定电压 3.7 V
5.(2022·吉林长春一模)图甲是亮度可调的台灯,其电位器的作用相当于滑动变阻器,简化电路如图乙所示.闭合开关,若向右移动滑片P,灯泡两端的电压将　　　　,灯泡的亮度将　　　　,电路中的总功率将　　　　.(均选填“变大”“不变”或“变小”)
第5题图　　　第6题图
6.(2022·广东珠海期末)小宋家的电能表如图所示,示数为　　　　 kW·h.当家里只有电吹风机工作时,电能表的转盘在3 min内转了15转,则电吹风机的实际功率为　　　　W.电吹风机内的电热丝在工作时利用了电流的　　　　效应.
7.如图甲是一种电信号处理电路,R1、R2为定值电阻,R2=2R1=2 Ω. AB两端的电压随时间的变化关系如图乙所示.当t=0.5 s时,CD两端的电压为　　　　V,0~4 s内,电流对电阻R1做的功为　　　　　J.
　　　　甲　　　　　　　　　乙
二、选择题(每小题3分,共27分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)
8.[课标新增|安全意识]“安全用电,珍惜生命”是每个公民应有的意识.下列关于安全用电的说法正确的是 (　　)
A.家庭电路的开关应接在零线上 B.空气开关“跳闸”,一定是电路发生短路
C.遇到有人触电要先切断电源 D.雷雨天可躲在大树下避雨
9.(2023·四川自贡期末)智能手机在现代生活中的作用越来越重要,频繁使用手机会导致它的电池的电能消耗变快.当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来适当延长使用时间,这其实是 (　　)
A.增大了电池电压 B.增加了电池电量
C.减小了手机功率 D.降低了散热能力
10.假设导体没有电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是 (　　)
A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动
C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨衣服
11.小天同学想在家里安装一盏照明灯,安装了如图所示的电路.当他闭合开关S,发现电灯L不亮,用测电笔分别测试插座的a、b两插孔时,测电笔的氖管都发光,则电路的(　　)
A.火线断路
B.零线断路
C.灯泡断路
D.灯泡短路
12.(2023·北京大兴期末)如图所示,给电炉通电后,电炉丝热得发红,而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手,这是因为 (　　)
A.电流通过导线时没有产生热效应
B.通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
C.电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D.电炉丝的电功率比导线的电功率大得多
13.如图是一火灾报警系统的原理图,其中R1为定值电阻,R2为半导体热敏材料制成的传感器,其电阻会随温度的升高而减小,电源电压恒定不变.当R2周围出现火灾时,下列判断正确的是 (　　)
A.电流表示数减小
B.电压表示数减小
C.电路总功率减小
D.电阻R1的功率减小
14.如图所示,在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的纯水,现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1A B C D
15.(多选)在如图甲所示的电路中,电源电压恒定,额定电压为3 V的小灯泡的I-U图像如图乙所示.将标有“10 Ω　2 A”的滑动变阻器的滑片P移至B端,闭合开关,电压表示数为1.5 V.下列说法正确的是 (　　)
A.电源电压为4.5 V
B.小灯泡的额定功率为4.5 W
C.小灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值为3 Ω
D.小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率为0.45 W
16.(多选)如图是科技小组为养鸡场设计的调控光照和室温设备的电路图.此设备的作用是夜晚对鸡舍内加温,同时增加光照量,白天只进行适当保温,不进行灯光照射,从而增加鸡的产蛋量.电路图中R1、R2是电热丝,L为照明灯泡(L的电阻不随温度变化),2R1=R2=RL.S1、S2同时断开或闭合,以实现白天和夜晚的用电要求.开关S闭合时,下列说法正确的是 (　　)
A.S1、S2同时断开时,L发光,电流表有示数
B.S1、S2同时闭合时,设备处于白天用电状态
C.S1、S2同时断开时,在相同时间内R1和R2产生的热量之比为1∶2
D.S1、S2同时闭合时,若电流表示数为6 A,则R1的实际功率为880 W
三、作图题(共3分)
17.(2023·山东烟台期末)通常居民楼道的电灯是通过光控开关和声控开关来控制的.光控开关在天黑时,自动闭合,天亮时,自动断开;声控开关在有人走动发出声响时,自动闭合,无声响时,自动断开.为了达到节约电能的目的,请将如图所示的原理图连接完整,使电灯只有在光线昏暗并且有人经过时才发光.
四、实验探究题(共16分)
18.(6分)如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气.
(1)实验中,要比较电阻丝产生热量的多少,只需比较与之相连的U形管中　　　　　　　　　.
(2)甲装置可探究电流产生的热量与　　　　的关系,通电一段时间后　　　　(选填“左”或“右”)侧容器中U形管中液面的高度差大.
(3)乙装置中的电阻R3的作用主要是　.
(4)如果乙装置中的R3发生了断路,保证通电时间相同,与R3未断路相比,则左侧U形管中液面的高度差将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”).
19.(10分)在“测量小灯泡的电功率”实验中,小宇同学选用的小灯泡的额定电压为2.5 V,电阻约为8 Ω,滑动变阻器的最大阻值为10 Ω.
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整.要求:闭合开关后,滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡变亮.
　　
甲　　　　　　　　　　　乙
(2)为顺利完成实验,现有电压为4.5 V和6 V的两电池组可供选择,则　　　　(填选项前的字母).
A.只能选择4.5 V的电池组
B.只能选择6 V的电池组
C.两电池组均可选用
(3)电路连接完整后,闭合开关,发现小灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数,则电路中可能发生的故障是　　　　　　　　　　　　　　　　.
(4)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5 V,此时电流表示数如图乙所示,则小灯泡的额定功率为　　　　W.
(5)小宇想用一只电表测出这个小灯泡的电功率,她设计了如图丙所示的电路图,已知电源电压为U且保持不变,U>2.5 V,定值电阻的阻值为R0.请将下列实验步骤补充完整.
丙
①闭合开关S和S1,断开开关S2,调节滑动变阻器,使电压表的示数为2.5 V,此时小灯泡和电阻R0串联,小灯泡正常发光;
②　　　　　　　　　　　　,保持滑动变阻器的滑片位置不变,读出此时电压表的示数U2;
③计算可得到小灯泡的额定功率P额=　　　　　　(用已知量和测量量表示).
五、综合应用题(共18分)
20.[课标理念|贴近生活](8分)图甲所示的一家用电暖器,有“低温”“中温”“高温”三个挡位.其铭牌如表所示(高温挡功率模糊不清).图乙为其简化电路原理图,S是自我保护开关,电暖器倾倒时,S自动断开,切断电源,保证安全.S、S1闭合时,电暖器处于低温挡.若某房间内空气质量为60 kg,空气的比热容为1.1×103 J/(kg·℃),电暖器放出热量的50%被室内空气吸收,求:
　　
额定电压 220 V
额定功率 低温挡 550 W
中温挡 1 100 W
高温挡
(1)电暖器在低温挡正常工作时的电阻;
(2)电暖器在高温挡正常工作时的总电流;
(3)电暖器在高温挡正常工作20 min,此房间内空气温度升高多少.
8 9 10 11 12 13 14 15 16
C C B B D B D AC CD
1.光能　并联
2.火　甲
【解析】在家庭电路中,开关要接在火线和用电器之间,这样断开开关时,用电器没有电,便于维修或换用电器;使用测电笔时,必须用手接触到笔尾的金属体,故甲图正确.
3.大　多　粗铜线
4.额定功率　W·h是电功(或电能)的单位,而额定功率的单位是W(合理即可)　11.1
【解析】该电池充满电后储存的电能W=UIt=3.7 V×3 A×3 600 s=39 960 J,该手机充满电后可连续通话的最大时长t时=== 39 960 s= h=11.1 h.
5.变小　变小　变小
6.2 017.6　500　热
【解析】电吹风机3 min消耗的电能W= kW·h=×3.6×106 J=9×104 J,电吹风机的功率P===500 W.
7.2　1.5
【解析】当t=0.5 s时,U=3 V,根据分压原理,U1∶U2=R1∶R2=1∶2,CD两端的电压U2=U=×3 V=2 V. R1=1 Ω,0~1 s内,U1=U=×3 V=1 V,电流通过R1做功W1=t1=×1 s=1 J.2~4 s内,U'=1.5 V,U'1=U'=×1.5 V=0.5 V,电流通过R1做功W2=t2=×2 s=0.5 J. 0~4 s内,电流对电阻R1做的功W=W1+W2=1 J+0.5 J=1.5 J.
8.C　家庭电路的开关应接在火线上,A错;空气开关跳闸的原因是电路中的电流过大,而导致电流过大的原因可能是电路短路,也可能是电路中的总功率过大,B错;雷雨天不能躲在大树下避雨,容易遭到雷击,D错.
9.C　由W=Pt可得,当W一定时,要延长使用时间t,可以减小功率P.
10.B　白炽灯、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的;导体有电阻时,电动机正常工作,电能转化为机械能和内能,假设导体没有电阻,当电动机通电时,电动机不会产生电热,电能全部转化为机械能,效果更好.故选B.
11.B　闭合开关S,电灯L不亮,用测电笔分别测试a、b时,测电笔的氖管都发光,说明a、b直接或间接与火线相连,b直接与火线相连,a通过灯泡与火线间接相连,所以可以判断零线断路.
12.D　由于导线有电阻,电流通过导线时,导线会发热,产生热效应,故A错误;电炉在使用时,电炉丝和导线串联,通过它们的电流相等,通电时间t相同,Q电炉丝>Q导线,根据Q=I2Rt可知,R电炉丝>R导线,根据P=I2R可知,导线的电功率比电炉丝的电功率小,故B、C错误,D正确.
13.B　
14.D　由串、并联电路特点可知,串联电路电阻越串越大,并联电路电阻越并越小;由题图和R115.AC　由题图甲可知,闭合开关,小灯泡和滑动变阻器串联,电压表测量小灯泡两端电压.将滑片移至B端时,由题图乙可知小灯泡两端的电压是1.5 V,电路中的电流是0.3 A,所以滑动变阻器两端的电压UP=IRP=0.3 A×10 Ω=3 V,所以电源电压U=UL+UP=1.5 V+3 V=4.5 V,A中说法正确;由题图乙可得,当小灯泡两端电压为额定电压3 V时,通过它的电流是0.5 A,所以其额定功率是PL=3 V×0.5 A=1.5 W,B中说法错误;小灯泡正常发光时,电路中的电流是0.5 A,而滑动变阻器两端的电压是4.5 V-3 V=1.5 V,所以滑动变阻器接入电路中的电阻RP1===3 Ω,C中说法正确;小灯泡正常发光时,滑动变阻器的电功率PP1=UP1IP1=1.5 V×0.5 A=0.75 W,D中说法错误.
16.CD
17.如图所示.
【解析】光控开关在天黑时,自动闭合,天亮时,自动断开;声控开关在有人走动发出声响时,自动闭合,无声响时,自动断开.说明两个开关不能独立工作,即两个开关串联,再和灯泡串联.
18.(除标注外,每空1分)(1)液面的高度差　(2)电阻　右　(3)使通过两侧容器中电阻的电流不同(2分)　(4)变小
【解析】(3)乙装置中,右侧容器中的电阻与外面的电阻并联后,再与左侧容器中的电阻串联,两容器中的电阻和通电时间相同,而通过两容器中的电阻的电流不同,因此乙装置中的电阻R3的作用主要是使通过两侧容器中电阻的电流大小不同;(4)如果乙装置中的R3发生了断路,则两容器中的电阻串联,通过的电流相等,而电路中的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,乙装置中左侧容器中的电阻不变,通过的电流变小,通电时间相同时,根据Q=I2Rt可知,乙装置中左侧容器中的电阻产生的热量变小,即左侧U形管中液面的高度差将变小.
(作图2分,除标注外,每空2分)(1)如图所示.
(2)A(1分)　(3)小灯泡短路(1分)　(4)0.7　(5)②闭合开关S、S2,断开开关S1　③
【解析】(1)小灯泡的额定电压为2.5 V,电压表应选择0~3 V 量程.要求滑动变阻器的滑片向右移动时,小灯泡变亮,说明滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路中的阻值变小,故应将右下端接线柱接入电路.(2)由于滑动变阻器的最大阻值为10 Ω,小灯泡的电阻约为8 Ω,要使小灯泡能够正常发光,根据串联分压规律,可判断滑动变阻器两端的最大电压U滑=×10 Ω=3.125 V,电源电压最大为2.5 V+3.125 V=5.625 V,故只能选择4.5 V的电池组.(3)电路连接完整后,闭合开关,电流表有示数,说明电路没出现断路;小灯泡不亮,电压表无示数,说明小灯泡短路.(4)由题图乙可知,电流表示数为0.28 A,小灯泡的额定功率PL=ULIL=2.5 V×0.28 A=0.7 W.
20.(1)当开关S、S1闭合时,只有电阻R1连入电路,电暖器处于低温挡,P低=550 W
电暖器处于低温挡,且正常工作时,电路中的电阻R1= ==88 Ω (2分)
(2)当开关S、S1和S2都闭合时,电暖器处于高温挡
工作时的总功率P高=P低+P中=550 W+1 100 W=1 650 W (1分)
电暖器处于高温挡,且正常工作时,电路中的总电流I高===7.5 A (1分)
(3)电暖器处于高温挡,正常工作20 min消耗的电能W=P高t=1 650 W×20×60 s=1.98×106 J (1分)
空气吸收的热量Q吸=ηW=50%×1.98×106 J=9.9×105 J (1分)
由Q吸=cmΔt可得,空气升高的温度
Δt===15 ℃ (2分)
21.(1)电源电压U=I1R0=1 A×22 Ω=22 V(2分)
(2)把M接A,N接B,只闭合开关S1,此时R1与R0串联
电路的总电阻R总===44 Ω(2分)
R1=R总-R0=44 Ω-22 Ω=22 Ω(2分)
(3)用导线把B和C连接,然后将M接A,N接B,闭合开关S1和S2,此时R0被短路,R1与R2并联电路的总电阻R'总=== Ω(2分)
根据P=可知,在电压不变,电路的总电阻最小时,电路的总功率最大,即R1与R2并联时,电功率最大
最大电功率P===3 300 W(2分)
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