人教版物理九年级 第十八章综合素质评价试卷

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第十八章综合素质评价一、选择题(每题3分，共27分。第1～7题为单项选择题，第8～9题为多项选择题，全选对得3分，选对但不全的得1分，选错或不选得0分)1．[2024广州模拟]电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，如图所示是我们常见的家用电器，其中主要利用电流的热效应工作的是(　　)2．[2023长春]下列用电器正常工作1 h，消耗电能最多的是(　　)A．空调 B．节能灯 C．笔记本电脑 D．液晶电视3．[2023宿迁]关于图中小明家的电能表，下列选项正确的是(　　)A．电能表的示数为2 023.6 J B．电能表能正常工作的最大电流是40 AC．电能表是测量电功率的仪表 D．脉冲指示灯闪得越快，电路消耗电能越多4．额定电压均为220 V、额定功率均为800 W的电热水壶和洗衣机，正常工作时(　　)A．电热水壶消耗的电能少 B．相同时间内，两者消耗的电能一样多C．洗衣机产生的热量多 D．相同时间内，两者产生的热量一样多5．[2023北京]如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝(涂有绝缘漆)粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为43圈和33圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中工作一段时间，下列说法正确的是(　　)A．通过R1的电流等于通过R2的电流 B．R1两端的电压大于R2两端的电压C．R1的电功率大于R2的电功率 D．R1消耗的电能小于R2消耗的电能6．[2023青岛改编]某品牌电热水壶，部分参数如图所示，它正常工作245 s，可将体积为2 L、温度为20 ℃的水加热到70 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]下列分析错误的是(　　)A．电热水壶正常工作时的电流约为0.12 A B．电热水壶正常工作时电热丝的阻值约为26.9 ΩC．电热水壶整个过程消耗的电能是4.41×105 h D．电热水壶中的水吸收的热量为4.2×105 J7．[2023黑龙江]标有“6 V　3 W”和“6 V　6 W”的灯L1和L2(假设两灯灯丝电阻不变)，若将它们串联在某电源上，使其中一个灯正常发光时，下列说法正确的是(　　)A．通过灯L1和L2的电流之比为1∶2 B．灯L1和L2两端的电压之比为2∶1C．灯L1和L2的发光亮度相同 D．能够正常发光的灯应是灯L28．[2024福建模拟，多选]下列各组仪器中，可以用来测量功率的是(　　)A．电能表和停表 B．电能表和电压表C．电流表和电压表 D．功率表9．[2023绥化，多选]如图甲所示电路中，小灯泡标有“10 V　5 W”字样(忽略温度对灯丝电阻的影响)，a、b为滑动变阻器两端点。闭合开关S，滑片从b端滑动到某一位置的过程中，滑动变阻器消耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙所示，则下列说法正确的是(　　)A．电源电压为16 V B．小灯泡的阻值为20 ΩC．滑动变阻器的最大阻值为100 Ω D．该电路消耗的最大功率为6 W二、填空题(每空2分，共28分)10．[2023宜昌]某品牌电动汽车的电池容量为130 A·h，额定电压为400 V，充电时它将电能转化为________能存储起来，充满电后它存储了________kW·h的能量。11．[2023南充]小林家的电能表如图所示，此时电能表的示数为________kW·h。他关闭了家中的其他用电器，现用一只标有“220 V　2 000 W”的电热水壶烧水，正常工作5 min，则电能表的转盘转了________转。12．[2023吉林]如图是某电饭锅内部电路简图。S断开时，电路中的电流是0.5 A，通电1 min后，电路中消耗的电能是________J；S闭合后，电路中消耗的总功率将________(填“变大”“变小”或“不变”)。13．[2023安徽]在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12 Ω的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置与12 V的汽车电池接通工作1 min，产生的总热量为________J。14．[2023攀枝花]如图所示，电阻R1、R2、R3的阻值分别为R、2R、3R，为二极管。二极管具有单向导电性，只允许电流从其正极向负极通过，不允许电流反方向通过；当电流从二极管的正极流向负极时，其电阻为零。闭合开关S，接入电路的总电阻为________。现将电源正负极对调再接回原位置，则前后两种情况R2消耗的功率之比为________。15．[2023广西]如图是简易榨汁杯的电路原理图，工作时有榨汁、加热、保温三挡。当闭合开关______时，榨汁杯处于榨汁挡；只闭合开关S2时，榨汁杯处于________挡。16．[2024杭州模拟]有两个电路元件A、B，流过元件的电流与其两端电压的关系如图甲所示，把它们串联在电路中，如图乙所示。闭合开关S后，若电压表示数为2 V，通电10 min，元件A消耗的电能为________J，元件B消耗的电能为________J，电路消耗的总电能为________J。三、作图题(6分)17．利用图中的元件测量额定电压为2.5 V的小灯泡的额定功率。(1)用笔画线代替导线完成实物图的连接。(2)请在虚线框内画出实验电路图。四、实验题(18题6分，19题16分，共22分)18．[2023本溪]小明为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，利用阻值相等的电阻丝R1、R2、R3，设计了如图甲所示电路，将电阻丝R3和________(填“R1”或“R2”)分别放在如图乙所示的两个相同装置中，实验通过U形管中________________反映电阻丝产生热量的多少。通过实验分析可知，当电阻和通电时间相同时，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越________。19．[2023湘潭]利用如图甲所示的电路测量小灯泡的电功率，小灯泡的额定电压为2.5 V。(1)用笔画线代替导线，将图甲中的器材连接成完整电路。(2)连接电路时开关应处于________(填“断开”或“闭合”)状态，正确连接后，应将滑片P由最大电阻处缓慢向________(填“A”或“B”)端移动，使小灯泡逐渐变亮。(3)某次实验时，电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为________A；移动滑片P，记下多组电压和电流值，绘制成如图丙所示的图象，根据图象的信息可知，小灯泡的额定功率为________W。(4)实验时，由于操作失误，在未断开开关的情况下，直接将亮着的小灯泡从灯座上取出，电压表的示数________(填“变大”“变小”或“不变”)。(5)在没有电流表的情况下，用如图丁所示的实验电路，也可以测出小灯泡的额定功率。已知小灯泡的额定电压为U额，定值电阻的阻值为R，实验步骤如下：①只闭合开关S、S1，调节滑片，使电压表示数为U额；②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，此时电压表的示数为U；可知小灯泡的额定功率P额＝________(用U额、U和R表示)；若已知电源电压为U0，此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx＝________(用U0、U额、U和R表示)。五、计算题(20题8分，21题9分，共17分)20．[2023成都]如图所示电路中，电源电压恒为6 V，灯泡L1标有“6 V”字样，额定功率字迹不清，灯泡L2标有“4 V　1.6 W”字样，滑动变阻器的最大阻值为50 Ω，电流表量程为0～0.6 A。闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器滑片位于最右端时，电流表示数为0.42 A，不考虑灯泡电阻变化。(1)求灯泡L1的额定功率。(2)只闭合开关S，移动滑动变阻器滑片，在确保电路安全的前提下，求电流表示数变化范围。21．[2023十堰]小明家的电饭锅，额定电压220 V，简化电路如图甲所示。发热电阻R1、R2阻值不随温度变化，操作开关S1、S2、S3的通断(S1、S2不会同时闭合)，可实现煮饭、煲汤、保温三个挡位调节，只闭合S3时，为煲汤挡，额定功率为440 W。求：(1)电饭锅在煲汤挡正常工作时，电路中的电流。(2)某天用电高峰，小明关闭其他用电器，只让电饭锅在煮饭挡工作，发现电能表(如图乙所示)指示灯30 s内闪烁11次，电饭锅煮饭挡的实际功率。(3)若电阻R1在保温挡和煮饭挡时，消耗的功率之比是1∶9，电阻R1的阻值。答案一、1.B　2.A　3.B　4.B5．D　【解析】电阻丝R1与R2的材料相同，R1比R2更长、更细，所以R1的电阻比R2的电阻更大，将R1、R2并联在电路中工作，R1两端的电压等于R2两端的电压，通过R1的电流小于通过R2的电流，故A、B错误；根据P＝UI可知，R1的电功率小于R2的电功率，故C错误；根据W＝UIt可知，R1消耗的电能小于R2消耗的电能，故D正确。6．A　【解析】电热水壶的额定电压U＝220 V，额定功率P＝1 800 W，由P＝UI可得，电热水壶正常工作时的电流I＝eq \f(P,U)＝eq \f(1 800 W,220 V)≈8.18 A，故A错误；由P＝eq \f(U2,R)可得，电热水壶正常工作时电热丝的阻值R＝eq \f(U2,P)＝eq \f((220 V)2,1 800 W)≈26.9 Ω，故B正确；由P＝eq \f(W,t)可得，电热水壶整个过程消耗的电能W＝Pt＝1 800 W×245 s＝4.41×105 J，故C正确；水的体积V＝2 L＝2 dm3＝2×10－3 m3，由ρ＝eq \f(m,V)可得，水的质量m＝ρ水V＝1.0×103 kg/m3×2×10－3 m3＝2 kg，电热水壶中的水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(70 ℃－20 ℃)＝4.2×105 J，故D正确。7．B　【解析】由P＝UI可得，灯L1的额定电流I1额＝eq \f(P1,U1)＝eq \f(3 W,6 V)＝0.5 A，灯L2的额定电流I2额＝eq \f(P2,U2)＝eq \f(6 W,6 V)＝1 A；由I＝eq \f(U,R)可得，灯L1的电阻R1＝eq \f(U1,I1额)＝eq \f(6 V,0.5 A)＝12 Ω，灯L2的电阻R2＝eq \f(U2,I2额)＝eq \f(6 V,1 A)＝6 Ω；将它们串联在某电源上，由串联电路的电流规律可知，通过灯L1、L2的电流相等，电流之比为1∶1，故A错误；根据串联电路分压可知，灯L1、L2两端电压之比等于电阻之比，U1′∶U2′＝R1∶R2＝12 Ω∶6 Ω＝2∶1，故B正确；根据P＝UI＝I2R可知，灯L1、L2的电功率不同，则灯的亮度不同，故C错误；由以上分析可知，电路中的最大电流I最大＝I1额＝0.5 A，灯L1正常发光，故D错误。8．ACD　【解析】由公式P＝eq \f(W,t)可知，用电能表测出用电器消耗的电能，用停表测出用电器工作时间可以求电功率；由P＝UI可知，利用电压表测出用电器两端的电压，用电流表测出流过用电器的电流可以求电功率；使用功率表可以直接测量电功率。9．BCD　【解析】小灯泡的阻值RL＝eq \f(U额2,P额)＝eq \f((10 V)2,5 W)＝20 Ω，故B正确；由图甲可知，闭合开关S，小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；滑片在b端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，由串联电路的分压原理可知，此时滑动变阻器两端的电压最大，由图乙可知此时滑动变阻器两端的电压为10 V，滑动变阻器的电功率为1 W，则此时电路中的电流I最小＝eq \f(P滑,U滑大)＝eq \f(1 W,10 V)＝0.1 A，滑动变阻器的最大阻值R滑大＝eq \f(U滑大,I最小)＝eq \f(10 V,0.1 A)＝100 Ω，故C正确；电源电压U＝I最小(RL＋R滑大)＝0.1 A×(20 Ω＋100 Ω)＝12 V，故A错误；设图乙中滑动变阻器两端的最小电压为U滑小，此时滑动变阻器消耗的电功率也为1 W，则此时电路中电流I＝I滑＝eq \f(P滑′,U滑小)＝eq \f(1 W,U滑小)，此时小灯泡两端的电压UL＝IRL＝eq \f(1 W,U滑小)×20 Ω，由串联电路的电压规律可得U滑小＋UL＝U＝12 V，即U滑小＋eq \f(1 W,U滑小)×20 Ω＝12 V，解得U滑小＝2 V，或10 V(舍去)，则小灯泡两端的最大电压UL＝U－U滑小＝12 V－2 V＝10 V＝U额，说明小灯泡正常发光，且此时电路中电流最大，小灯泡的额定电流I额＝eq \f(P额,U额)＝eq \f(5 W,10 V)＝0.5 A，即电路中的最大电流I最大＝I额＝0.5 A，则该电路消耗的最大功率P＝UI最大＝12 V×0.5 A＝6 W，故D正确。二、10.化学；52　【解析】充满电后储存的能量W＝UIt＝400 V×130 A×1×3 600 s＝1.872×108 J＝52 kW·h。11．4 353.6；50012．6.6×103；变大　【解析】当S断开时，电阻R0和电阻R串联接入电路，通电1 min后，电路中消耗的电能W＝UIt＝220 V×0.5 A×1×60 s＝6.6×103 J；当S闭合后，电阻R0短路，电路为R的简单电路，电路中的总电阻变小，根据P＝UI＝eq \f(U2,R)可知，在电源电压不变时，电路的总功率变大。13．3 600　【解析】5条阻值为12 Ω的电阻丝并联的总电阻R并＝eq \f(12 Ω,5)＝2.4 Ω，电加热除雾装置1 min产生的总热量Q＝W＝eq \f(U2,R并)t＝eq \f((12 V)2,2.4 Ω)×1×60 s＝3 600 J。14．5R；9∶25　【解析】由图结合二极管的单向导电性可知，闭合开关S时，电阻R2、R3串联，电路的总电阻Ra＝R2＋R3＝2R＋3R＝5R；将电源正负极对调再接回原位置时，电阻R1、R2串联，电路的总电阻Rb＝R1＋R2＝R＋2R＝3R，由P＝UI＝eq \f(U2,R)可知，前后两种情况R2消耗的功率之比eq \f(P2,P2′)＝eq \f(Ia2R2,Ib2R2)＝eq \f(Ia2,Ib2)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Ia,Ib)))eq \s\up12(2)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\f(U,Ra),\f(U,Rb))))eq \s\up12(2)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Rb,Ra)))eq \s\up12(2)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3R,5R)))eq \s\up12(2)＝eq \f(9,25)。　15．S1；保温16．480；600；1 080　【解析】把元件A和B串联在电路中，闭合开关S，电压表测元件A两端的电压，为2 V，由图乙可知通过元件A的电流为0.4 A，则电路中的电流为0.4 A，通电10 min，元件A消耗的电能WA＝UAIt＝2 V×0.4 A×10×60 s＝480 J；当I＝0.4 A时，元件B两端的电压UB＝2.5 V，通电10 min，元件B消耗的电能WB＝UBIt＝2.5 V×0.4 A×10×60 s＝600 J；电路消耗的总电能W总＝WA＋WB＝480 J＋600 J＝1 080 J。三、17.【解】(1)如图甲所示。　(2)如图乙所示。四、18.R1；液面高度变化；多19．【解】(1)如图所示。　(2)断开；A　(3)0.2；0.625(4)变大　(5)eq \f(U额(U－U额),R)；eq \f(U0－U,U－U额)·R 【解析】(5)①只闭合开关S、S1，小灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电压表测量小灯泡两端电压，调节滑片，使电压表示数为U额，此时小灯泡正常发光；②保持滑片位置不变，只闭合开关S、S2，电路仍为小灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联，电路中的电流不变，电压表测量小灯泡和定值电阻两端的总电压，此时电压表的示数为U，则定值电阻两端电压为U－U额，电路中的电流I额＝eq \f(U－U额,R)；故可知小灯泡的额定功率P额＝U额I额＝eq \f(U额(U－U额),R)；若已知电源电压为U0，则滑动变阻器两端的电压为U0－U，此时滑动变阻器接入电路的阻值Rx＝eq \f(U0－U,I额)＝eq \f(U0－U,U－U额)·R。五、20.【解】(1)闭合开关S、S1、S2，灯泡L1和滑动变阻器并联，滑动变阻器滑片位于最右端时，通过滑动变阻器的电流I滑＝eq \f(U,R滑)＝eq \f(6 V,50 Ω)＝0.12 A；由并联电路的电流规律可得，灯泡L1的额定电流I1＝I总－I滑＝0.42 A－0.12 A＝0.3 A；灯泡L1的额定功率PL＝UI1＝6 V×0.3 A＝1.8 W。(2)只闭合开关S，滑动变阻器和灯泡L2串联，由P＝UI＝eq \f(U2,R)可得，灯泡L2的电阻R2＝eq \f(U22,P2)＝eq \f((4 V)2,1.6 W)＝10 Ω；滑动变阻器滑片位于最右端时，电路中的电流最小，电路中的最小电流I小＝eq \f(U,R滑＋R2)＝eq \f(6 V,50 Ω＋10 Ω)＝0.1 A；电路中能通过的最大电流I大＝eq \f(P2,U2)＝eq \f(1.6 W,4 V)＝0.4 A；故电流表示数变化范围是0.1～0.4 A。21．【解】(1)电饭锅在煲汤挡正常工作时，由P＝UI可得，电路中的电流I1＝eq \f(P煲汤,U)＝eq \f(440 W,220 V)＝2 A。(2)电饭锅煮饭消耗的电能W＝eq \f(11,1 200) kW·h，电饭锅煮饭挡的实际功率P煮饭＝eq \f(W,t)＝eq \f(\f(11,1 200) kW·h,\f(30,3 600) h)＝1.1 kW＝1 100 W。(3)闭合S3时，为煲汤挡，电路为R2的简单电路，由P＝UI＝eq \f(U2,R)可得R2＝eq \f(U2,P煲汤)＝eq \f((220 V)2,440 W)＝110 Ω；当只闭合开关S2，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由P＝eq \f(U2,R)可知电路的总功率最小，电饭煲处于保温挡；只闭合开关S1和S3，两个电阻并联，电路的总电阻最小，由P＝eq \f(U2,R)可知电路的总功率最大，电饭煲处于煮饭挡；电阻R1在保温挡和煮饭挡时，消耗的功率之比是1∶9，即eq \f(P1保温,P1煮饭)＝eq \f(1,9)，设电阻R1在保温挡的电压为U1，而电阻R1在煮饭挡的电压等于电源电压U，根据P＝eq \f(U2,R)可得eq \f(U1,U)＝eq \r(\f(P1保温,P1煮饭))＝eq \r(\f(1,9))＝eq \f(1,3)，保温时R1、R2分得的电压之比eq \f(U1,U2)＝eq \f(U1,U－U1)＝eq \f(1,3－1)＝eq \f(1,2)，R1、R2的阻值之比eq \f(R1,R2)＝eq \f(U1,U2)＝eq \f(1,2)，所以R1＝eq \f(1,2)R2＝eq \f(1,2)×110 Ω＝55 Ω。