阶段拔尖测评（第十八～二十二章 电功率 能源与可持续发展）-2025-2026学年人教版物理九年级上学期

阶段拔尖测评（第十八～二十二章） 一、 选择题（每小题2分，共20分） 1. 在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天，我们应多多利用的能源是（　C　） A. 石油 B. 煤炭 C. 太阳能 D. 天然气 C 一 二 三 2. 下列关于电功的说法，正确的是（　D　） A. 电功是表示电流做功快慢的物理量 B. 电功就是电能，两者是一回事 C. 用电能表可以直接测量电流做功的快慢 D. 电流做功越多，消耗的电能就越多 D 一 二 三 3. 新能源已广泛运用于汽车、飞机、动车等领域，采用电力驱动机车在电力输出过程中（　A　） A. 电能转化为机械能 B. 机械能转化为电能 C. 内能转化为机械能 D. 机械能转化为内能 A 一 二 三 4. 关于太阳能光伏系统，下列说法正确的是（　C　） A. 太阳能板可以将接收到的太阳能全部转化为电能 B. 太阳能板发电时将光能直接转化为化学能储存在蓄电池中 C. 将太阳能板串联起来可以提高其输出电压 D. 太阳能板无法将灯光中的光能转化为电能 C 一 二 三 5. 如图所示的电路中，a、b、c是三只电表（电压表或电流表），闭合开关S，标有“3V　1.5W”字样的灯泡L1正常发光，标有“6V　3W”字样的灯泡L2发光较暗。若不考虑温度对灯丝电阻的影响，则下列说法中，正确的是（　D　） A. 电表a为电流表，且示数为1A B. 电表b为电压表，且示数为3V C. 电表c为电流表，且示数为0.25A D. 闭合开关S，电路消耗的总功率为2.25W D 一 二 三 6. 如图甲所示，电源电压恒为4.5V，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V，小灯泡的额定电压为2.5V，图乙为小灯泡的I－U图像，为保证电路安全，下列说法中，错误的是（　A　） A A. 该电路的最大功率为2.7W B. 该电路的最小电流为0.4A C. 小灯泡的最小功率为0.6W D. 滑动变阻器的阻值取值范围是4～7.5Ω 一 二 三 7. 将两个灵敏电流计（主要部件是永久磁铁和带有指针的线圈）G1和G2用导线连接起来，如图所示。当拨动G1的指针时，观察到G2的指针也会随之摆动，下列说法中，正确的是（　D　） A. G1利用了电流的磁效应 B. G2利用电磁感应产生了电流 C. G2的指针摆动幅度一定大于G1 D. G2是因为通电导线在磁场中受力而摆动 D 一 二 三 8. 如图所示的某照明电路，开始时各部分工作正常，突然正在烧水的电热水壶停止工作，灯泡却能正常发光。把测电笔插入插座的左、右孔，氖管均能发光，则发生故障的可能原因是（　C　） A. 插座的中性线和相线接反了 B. B、C两点之间的插座发生了短路 C. A、B之间的中性线断路 D. 插座用导线接地了 C 一 二 三 9. 某电热水器的工作原理如图甲所示，用电磁继电器控制加热和保温状态的转换。R1、R2为电热丝，且R2＝2R1，R0为热敏电阻（置于电热水器内），其阻值随温度的变化规律如图乙所示。控制电路的电源电压U为6V，当通过R0的电流I≥20mA时，衔铁被吸下，继电器线圈电阻不计，下列说法中，正确的是（　D　） D A. S1闭合，电热水器一定处于加热状态 B. 当水温设置为45℃时，R3＝200Ω C. 若要提高设置温度，应将R3的滑片向左移动 D. P加热＝3P保温 一 二 三 10. 如图甲所示的电路，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～15V，滑动变阻器R的规格为“100Ω　0.5A”，R0为定值电阻。闭合开关S后，调节滑动变阻器的滑片，测得多组数据。用测得的数据绘制了电流与滑动变阻器阻值的变化关系图（如图乙所示）。在保证电路安全的情况下，下列计算结果中，正确的是（　C　） C A. 电源电压为12V B. R0的阻值为20Ω C. 滑动变阻器的变化范围是8～100Ω D. R的最大功率为6W 一 二 三 二、 填空题（每空2分，共20分） 11. 核电站是利用核 　　裂变　（填“裂变”或“聚变”）来发电的；发电机将 　　机械　能转化为电能，最终发出的电通过电网送至千家万户。 裂变　 机械　 一 二 三 12. 如图所示为一个用导线绕成的通电螺线管，发现其周围有规律地布满小磁针，由此判断其外部磁场与 　　条形　磁体的磁场相似，根据图中小磁针的指向可以判断出A端为 　　S　极， 　　不能　（填“能”或“不能”）用铜屑代替小磁针显示磁场分布。 条形　 S　 不能　 一 二 三 13. 如图所示的电路中，L1、L2为两盏阻值恒定的灯，甲、乙是实验室常用电流表或电压表的位置。在甲、乙位置分别接入量程不同的某种电表，只闭合开关S1，两灯均发光，两电表指针的偏转角度相同。断开开关S1，在甲、乙位置分别接另一种电表，闭合开关S1和S2，两灯均发光，则此时两电表示数之比为 　　4∶5　；前后两次电路总功率之比为 　　25∶4　。 4∶5　 25∶4　 一 二 三 14. 如图所示为某新型充电站，电动汽车在这里不仅可以进行电池快充，还能将电动汽车里的电进行“售卖”，向电网放电。某电动汽车的电池容量为130A·h，额定电压为400V，则充满电后它存储了 　　52　kW·h的能量。当电动汽车向电网放电时，电动汽车在电路中相当于 　　电源　（填“电源”或“用电器”）。 　　　 52　 电源　 一 二 三 15. 如图所示的电路中，电源电压保持9V不变，在a、b间接入电阻R0，闭合开关，滑动变阻器的滑片P在某位置c时，电流表示数为0.6A，R0的功率为3.6W；当滑动变阻器的滑片P向右移动到位置d时（c、d在图中均未画出），滑动变阻器两端的电压改变了2V；保持滑片P在d位置不变，用R1替换R0接入a、b间后，电压表示数增加了2V，此时R1的功率为 　　1.44　W。 1.44　 一 二 三 三、 解答题（共60分） 16. （3分）图甲是生活中的一个插线板，开关断开时指示灯不发光，插孔不能提供工作电压；开关闭合时指示灯发光，插孔提供工作电压；若指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压。请根据上述说明，在图乙中画出开关、指示灯、插孔的连接方式，并把插线板与电源线接通。（图乙中，与发光二极管串联的是一个保护电阻，发光二极管的左侧为正极，右侧为负极） 一 二 三 17. （3分）用笔画线代替导线，将如图所示的实物图补充完整。要求：① 滑片向A端移动后，通电螺线管的磁性增强；② 小磁针的指向满足如图所示的方向。 一 二 三 18. （6分）利用如图所示的装置进行电与磁的相关实验。 （1） 若利用该装置探究“通电导体在磁场中受力”，应将开关的接线柱1和 　　3　（填“2”或“3”）接通。 3　 一 二 三 （2） 将开关反方向闭合，利用该装置探究“产生感应电流的条件”。让悬挂的导体ab在图示位置沿竖直方向上下运动，灵敏电流计指针 　　不会　（填“会”或“不会”）发生偏转。 （3） 保持磁体不动，若导体ab水平向右运动，灵敏电流计指针向左偏转；若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可以 　　B　。（填字母） A. 将磁体的磁极对调，导体ab水平向左运动 B. 保持磁体不动，导体ab水平向左运动 不会　 B　 一 二 三 19. （22分）如图甲和乙所示为探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。 一 二 三 （1） 在该实验中，通过观察U形管中液面的 　　高度差　来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫 　　转换　法。 （2） 给透明容器中的电阻丝通电后，电阻丝的内能增大是通过 　　做的方式改变的。 高度差　 转换　 做功 一 二 三 （3） 在图甲中，通过两电阻丝的电流 　　相等　，该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 　　电阻　的关系。 （4） 在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与 　　电流　的关系，通电一段时间后， 　　左　侧容器U形管液面高度差较大，这说明 　　在其他情况相同时，电流越大，电流产生的热量越多　。 相等　 电阻　 电流　 左　 在其他情况相同时，电流越大，电流产生的热量越多　 一 二 三 （5） 英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 　　电流的平方　成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫作焦耳定律，其表达式为 　　Q＝I2R。 （6） 日常生活中，我们经常见到“电炉丝热得发红，而与其相连的导线却不怎么热”，这一现象可用图 　　甲　装置的实验结论解释。 电流的平方　 Q＝ I2Rt 甲　 一 二 三 20. （12分）养生壶的简化电路模型如图所示，它有加热和保温两种挡位，R1与R2均为电热丝。当加热到设定温度时，养生壶自动切换为保温挡。养生壶的部分参数如表所示。试分析： 壶的容积 1.5L 额定电压 220V 加热功率 1000W 保温功率 44W 一 二 三 （1） 在保温挡正常工作时，电路中的电流。 解：（1） 根据P＝UI可得，在保温挡正常工作时，电路中的电流I＝＝＝0.2A 一 二 三 （2） 加热挡正常工作30min，消耗多少度的电能。 解：（2） 加热挡正常工作30min，即工作0.5h时消耗的电能W＝P加热t＝1000×10－3kW×0.5h＝0.5度 一 二 三 （3） R2的阻值。 解：（3） 当S1、S2闭合时，R2短路，电路为R1的简单电路，此时电路中电阻最小，根据P＝可知，养生壶的电功率最大，处于加热状态；当S1闭合，S2断开时，电热丝R1与R2串联，根据串联电路的电阻规律可知，此时总电阻最大，根据P＝可知，养生壶的电功率最小，处于保温状态；由P＝得，保温时电路的总电阻R总＝＝＝1100Ω，加热时，电路为R1的简单电路，则R1的阻值R1＝＝＝48.4Ω；由串联电路的电阻规律可得，R2的阻值R2＝R总－R1＝1100Ω－48.4Ω＝1051.6Ω 一 二 三 21. （14分）如图甲所示为某自动控温电热水器的电路图，其中控制电路电压恒为6V，R1为热敏电阻，置于水箱中，产生的热量忽略不计，R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示，R2为可调电阻，用来设定电热水器的水温。R3、R4为电热丝，均置于水箱中，R3＝22Ω；电磁铁线圈电阻忽略不计，当电磁铁中电流达到0.2A时，继电器衔铁被吸下来。闭合开关，电路工作过程中，电源电压均保持不变，请回答下列问题： 一 二 三 （1） 图甲中电磁铁的下端为 　　N极　（填“N极”或“S极”）。 N极　 一 二 三 （2） 加热时电热丝R3的功率为多少？ 解：（2） 分析图甲可知，当动触点与上方触点接通时，电路中只有R3工作，为加热状态；当动触点与下方触点接通时，电路中R3与R4串联，一起工作，为保温状态；加热时电热丝R3的功率P＝＝＝2200W 一 二 三 （3） 如果电热水器储有60kg的水，电路处于加热状态，正常工作1h，使水温升高25℃，求电热水器的效率。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）] 解：（3） 水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×60kg×25℃＝6.3×106J，由P＝可得，消耗电能W＝Pt＝2200W×3600s＝7.92×106J，电热水器的效率η＝×100％＝×100％≈79.5％ 一 二 三 （4） 如果将电热水器中的水温设为60℃，那么R2的阻值应该调至多少？ 解：（4） 如果将电热水器中的水温设置为60℃，此时控制电路中的电流刚好为0.2A，由I＝可知，此时控制电路的总电阻R总＝＝＝30Ω，由图像可知，60℃时R1的阻值为10Ω，则R2的阻值R2＝R总－R1＝30Ω－10 Ω＝20Ω 一 二 三 $$