2025沪粤版九年级物理全一册单元测试卷（有解析）--第十五章单元测试卷

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2025沪粤版九年级物理全一册
第十五章　电能与电功率
题号 一 二 三 四 总分
分值
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
一、填空题(每空2分,共28分)
1.中国共产党第二十次全国代表大会于2022年10月16日上午10时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.小明爸爸买了一部手机,手机电池铭牌上的部分参数如下表所示.表中有一个错误的物理量,是　　　　,原因是　 .
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
3.如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑片P向上移动时,电压表的示数　　　　,电路的总功率　　　　.(均选填“变大”“不变”或“变小”)
4.如图所示是四种家用电器各自消耗1度电可持续正常工作的时间柱状图,其中额定功率最大的电器是　　　　,节能灯正常工作10 h消耗的电能是　　　　kW·h.
　　
5.小天家购买了一台紫外线消毒灯为家庭消毒灭菌.小天家的电能表如图所示,由图可知,小天家所有用电器同时工作时的总功率不能超过　　　　W.小天将家里其他的用电器全部断开,只让消毒灯工作,15 min内该电能表转盘转动了27转,则该消毒灯的实际功率为　　　　W.
　　
6.如图所示,灯泡 L1标有“6 V　3 W”字样,L2标有“6 V　2 W”字样,闭合开关 S,调节滑动变阻器的滑片直到恰好有一个灯泡正常发光,调节过程中电路始终处于安全状态,设灯泡的电阻不变,则灯泡　　　更亮,电压表示数为　　　V.
7.如图甲所示的电路中,电压表V1和V2的示数之比为 1∶3,则两定值电阻的阻值之比R1∶R2=　　　　;若将定值电阻R1、R2按如图乙所示连接,则在相同的时间内,R1、R2消耗的电能之比为　　　　.
　　　　　
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.如图所示的用电器中,主要利用电流热效应工作的是 (　　)
A.平板电脑 B.电热水壶 C.无线路由器 D.电视机
9.小明经常听妈妈说使用空调比较费电,小明妈妈的意思是 (　　)
A.通过空调的电流大 B.空调两端的电压大
C.空调的电阻大 D.相同情况下空调耗电多
10.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
11.“伏安法测电阻”和“伏安法测小灯泡的电功率”是电学中两个重要的实验,小聪同学对两个实验进行了梳理和对比,下列说法正确的是 (　　)
A.两个实验的原理相同
B.滑动变阻器在两个实验中的作用仅是保护电路
C.两个实验进行多次测量的目的不同
D.两个实验都采用了控制变量法
12.一个电炉单独接在电源电压为220 V的电路中时,10 min可以烧开一壶水,若单独接在电源电压为110 V的电路中(忽略散热等因素影响),烧开同样一壶水需要的时间为 (　　)
A.10 min B.20 min C.30 min D.40 min
13.张强搬新家时到商场买了300 W的电冰箱一台,100 W的电视机一台,1 800 W的空调机一台,800 W的电水壶一个,800 W的电饭锅一台,40 W的电灯五盏.则张强应选择安装下列哪一种电能表 (　　)
A.220 V　5 A B.220 V　15 A
C.220 V　20 A D.220 V　10 A
14.甲、乙两只灯泡,甲标有“2.5 V　0.5 W”字样,乙标有“6 V　3 W”字样,把它们串联起来,不考虑温度对灯泡电阻的影响,在长时间工作过程中,该电路两端允许加的最高电压为　　 (　　)
A.2.5 V B.4.9 V C.8.5 V D.12.25 V
15.汽车尾气分析仪用于检测汽车尾气中有害气体的浓度,其简化电路如图所示.其中电源电压恒定,R2为定值电阻,R1是气体浓度传感器,其阻值随尾气中有害气体浓度的增大而减小.下列说法正确的是 (　　)
A.浓度表是由电压表改装成的
B.有害气体的浓度越小,浓度表的示数越大
C.有害气体的浓度越大,R2两端的电压越小
D.有害气体的浓度越大,电路的总功率越大
16.(多选)如图所示,电源电压为4.5 V,电流表的量程为0~0.6 A,电压表的量程为0~3 V,滑动变阻器的规格为“10 Ω　1 A”,小灯泡L标有“2.5 V　1.25 W”(不考虑温度对灯丝电阻的影响)字样.闭合开关,在保证各元件安全的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是(　　)
A.小灯泡的额定电流是0.6 A
B.电流表示数的变化范围是0.3~0.5 A
C.电压表示数的变化范围是0~3 V
D.电路的最大电功率是2.25 W
三、实验探究题(共21分)
17.(13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
(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)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.
乙　　 丙
(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.
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).
18.(8分)为了探究影响电热的因素,小伟设计了如图甲所示的电路,两烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,RA>RB.
甲　　　　　　　　　　　　乙
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,实验中选用煤油而不选用水,主要是由于　　　　　　　　　　　　.
(2)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.
(3)要利用此装置来探究电热与电流的关系,你还需要进行的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
(4)将此装置改装后可用于测量煤油的比热容,如图乙所示,测量时,分别向两个相同的烧瓶中加入初温均为t0且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).
四、计算题(共24分.解答时要求写出必要的文字说明、公式和主要计算步骤)
19.(10分)在测量小灯泡电功率的实验中,电路如图甲所示,电源电压恒为4 V,小灯泡标有“2.5 V”字样,滑动变阻器的规格为“50 Ω　1 A”,实验得到的小灯泡的I-U关系图像如图乙所示.求:
　　　 甲　　　　　　　　　　乙
(1)小灯泡的额定功率;
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器R接入电路的阻值;
(3)当小灯泡的电功率为0.2 W时,通电1 min,滑动变阻器R产生的热量.
第十五章　电能与电功率
8 9 10 11 12 13 14 15 16
B D D C D C B D BD
1.光能　并联
2.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)
3.不变　变大
【解析】由题图知,闭合开关S,小灯泡与滑动变阻器串联,电压表测电源电压,故电压表示数不变.当滑片P向上移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,故电路总电阻减小,电流增大,由P=UI可知,电路的总功率变大.
4.电视机　0.2
【解析】由题图可知,1度电可供电视机正常工作的时间最少,由P=可知,电视机的额定功率最大.节能灯正常工作时的功率为额定功率,功率大小不变,由P=可知,=,即=,解得W2=0.2 kW·h.
5.4 400　30
【解析】由表盘信息可知,电能表允许通过的最大电流I最大=20 A,工作电压为220 V,则该电能表所在家庭电路的用电器同时工作时的最大总电功率P最大=UI最大=220 V×20 A=4 400 W;消毒灯15 min内消耗的电能W==0.007 5 kW·h=2.7×104 J,消毒灯的实际功率P===30 W.
6.L2　4
【解析】灯泡L1正常工作时的电流I1===0.5 A,灯泡L1的电阻R1===12 Ω;灯泡L2正常工作时的电流I2=== A,恰好只有灯泡L2的电阻R2===18 Ω.分析可知,当电路中的电流为 A时,灯泡L2正常发光,此时灯泡L1的电功率P实=( A)2×12 Ω= W,灯泡L2的实际功率等于额定功率为2 W,此时灯泡L1的实际功率小于灯泡L2的实际功率,灯泡L2更亮,电压表测量L1两端的电压,电压表示数U= A×12 Ω=4 V.
7.1∶2　2∶1
【解析】由题图甲可知,两电阻串联,通过两电阻的电流I相等,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测两电阻的电压之和,=IR1,=I(R1+R2),因为V1和V2的示数之比为1∶3.所以IR1∶[I(R1+R2)]=1∶3.化简可得R1∶R2=1∶2.由题图乙可知,两电阻并联,它们两端的电压U相等,相同时间内R1、R2消耗的电能之比W1∶W2=(t)∶(t)=R2∶R1=2∶1.
8.B　平板电脑和电视机工作时主要将电能转化为光能和声能,没有利用电流的热效应;由生活常识可知,无线路由器工作时,电能并不是主要转化为内能,即无线路由器不是利用电流的热效应工作的;电热水壶工作时主要把电能转化为内能,利用了电流的热效应,故选B.
9.D　家用空调额定功率大,大多在1 500 W左右,由公式W=Pt可知,相同时间内,空调在使用时消耗电能比较多,因此相同情况下空调耗电多.
10.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,因为电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热,则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.
11.C　伏安法测“定值电阻”的原理为R=,伏安法测“小灯泡的电功率”的原理为P=UI,故A错误;滑动变阻器在两个实验中的作用除了保护电路外,还可以改变定值电阻和小灯泡两端的电压和通过的电流,来进行多次测量,故B错误;“伏安法测电阻”的实验多次测量的目的是减小误差,“伏安法测小灯泡的电功率”的实验多次测量的目的是得出实际电压低于、等于、高于额定电压时,实际功率和额定功率的关系,故C正确;“伏安法测电阻”和“伏安法测小灯泡的电功率”两个实验都没有采用控制变量法,故D错误.
12.D　设电炉丝的电阻为R,忽略散热等因素影响,将同样的一壶水烧开,需要的电能相同,即W1=W2,t1=t2,则t2=t1=×10 min=40 min,故选D.
13.C　当这些用电器都正常工作时,电路的总功率P=(300+100+1 800+800+800+40×5)W=4 000 W,电路中的最大电流I==≈18.2 A,故选C.
14.B　根据P=UI可得两灯泡的额定电流I甲===0.2 A,I乙===0.5 A,根据I=可得两灯泡电阻R甲===12.5 Ω,R乙===12 Ω;为了保护电路元件,两灯串联时,流过电路的最大电流I=I甲=0.2 A,由I=可得,串联电阻两端的最大电压U串=I(R甲+R乙)=0.2 A×(12.5 Ω+12 Ω)=4.9 V.
15.D　浓度表是串联在电路中的,故浓度表是由电流表改装而成的,A错;由于有害气体的浓度越小,R1的阻值越大,电路中的总电阻越大,由欧姆定律可知,电路中的电流越小,即浓度表的示数越小,B错;有害气体的浓度越大,R1的阻值越小,电路中总电阻越小,根据欧姆定律可知,电路中的电流越大,由U=IR可知R2两端的电压越大,由P=UI可知,电路的总功率越大,C错,D对.
16.BD　闭合开关,滑动变阻器与小灯泡串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流.小灯泡的额定电流I额===0.5 A,A错.小灯泡的电阻R灯===5 Ω,为保证电路元件安全,电路中的最大电流为0.5 A,当电路中电流最大时,电压表示数最小,U最小=U-I最大R灯=4.5 V-0.5 A×5 Ω=2 V;当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电路中的电流最小,I最小===0.3 A,故电流表示数的变化范围是0.3~0.5 A,当电路中电流最小时,电压表示数最大, U最大=U-I最小·R灯=4.5 V-0.3 A×5 Ω=3 V,电压表示数的变化范围为2~3 V,B对、C错;当电路中的电流最大时,电路的功率最大,P最大=UI最大=4.5 V×0.5 A=2.25 W,D对.
17.(除标注外,每空2分)(1)如图所示.(3分)
(2)A　(3)小灯泡短路　(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.
18.(每空2分)(1)煤油的比热容比水小　(2)电阻　(3)移动滑动变阻器滑片,比较通电时间相同时,A(或B)烧瓶中温度计的示数变化量　(4)c水
【解析】(4)质量和初温均相同的水和煤油,吸收相同热量后,温度由t0分别升高到t水和t煤油 ,则c水m(t水-t0)=c煤油m(t煤油-t0),解得c煤油=c水.
19.(1)由图像可知,当小灯泡两端的电压为额定电压2.5 V时,其电流为0.3 A,故小灯泡的额定功率为P=ULI=2.5 V×0.3 A=0.75 W (2分)
(2)当小灯泡正常发光时,变阻器两端的电压为UR=U-UL=4 V-2.5 V=1.5 V,滑动变阻器接入电路的阻值为R ===5 Ω (2分)
(3)由图像可知,当小灯泡的电功率为0.2 W时,小灯泡两端的电压为1 V,电流为0.2 A,此时小灯泡的电阻RL=== 5 Ω (2分)
此时电路中的总电阻R总===20 Ω (1分)
变阻器接入电路的阻值R'=R总-RL=20 Ω-5 Ω=15 Ω (1分)
通电1 min滑动变阻器R产生的热量为Q=I'2R't=(0.2 A)2×15 Ω×60 s=36 J (2分)
20.(1)热　0.96 (每空2分)
(2)铁盒吸收的热量Q吸= c铁m(t-t0)=0.46×103 J/(kg· ℃)×100×10-3 kg×(80 ℃-20 ℃)=2.76×103 J (2分)
消耗的电能W=P热t时=30W×100s=3×103 J (1分)
电热转化效率η===92% (1分)
(3)保温时,两电热丝的总功率P保===20W (1分)
整个电路的电功率P总=P保+P扇=20W+0.96W=20.96W (1分)
(4)加热时,只有R1工作,R1===4.8Ω (1分)
保温时,两电热丝串联,电路中的总电阻R串=R1+R2===7.2Ω (2分)
R2=R串-R1=7.2Ω-4.8Ω=2.4Ω (1分)
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