2020_2021学年九年级物理全册第十八单元电功率单元检测（含解析新人教版） 13页

2020-2021 学年人教版初三物理全册单元检测 第十八单元《电功率》 一、单选题（每小题 4 分，共 24 分） 1．将标有“36 V 18 W”的灯接入某电路中时，测得灯的电流为 0.4 A，则灯的实际功率为( ) A．18 W B．9 W C．11.52 W D．12 W 【答案】C 【解析】已知灯泡的额定电压和额定功率，根据 求出灯泡的电阻，再根据 求出灯的电 流为 0.4A 时实际功率的大小。 【详解】 根据 可得，灯的电阻： ，通过灯的电流为 0.4A 时，灯的实际功率： 。 故选：C。 2．为了让同学们养成关注生活的良好习惯，物理老师倡导同学们对身边一些常见的物理量进行估测， 以下是他们交流的一些估测数据，其中符合实际的是（ ） A．一个中学生站立时对地面的压强为 1500Pa B．42 寸彩电正常工作时的功率约 2W C．一个新生儿的质量约为 3.5kg D．探究凸透镜成像规律时凸透镜的焦距约 50cm 【答案】C 【解析】中学生的体重约是 G=500N，双脚站立时与水平地面的接触面积约是 0.05m2 左右，所以站 立时，双脚对水平地面的压强是：p=F/S=G/S=500N/0.05m2=1.0×104 Pa，故 A 不符合实际； 42 寸 彩色电视机的功率约在 150W 左右，故 B 不符合实际；新生儿的质量一般在 3kg～4kg 左右，故 C 符 合实际；探究凸透镜成像规律所用的凸透镜的焦距一般为 10cm，故 D 不符合实际，故选 C． 3．将灯 L 接到电压为 U 的电路上时，灯的电功率为 100W，若将灯 L 与一个电阻 R 串联后仍接在原 电路上时，灯 L 消耗的电功率为 64W，设灯丝电阻不变，则此电阻消耗的电功率是 A．8W B．16W C．24W D．36W 【答案】B 【解析】根据公式 2UP R 列出只接灯泡和灯泡与电阻串联时，灯泡功率的表达式；两式相比可得 两种情况下灯泡上的电压比值；根据功率公式 P=UI，可得出灯泡与电阻上的功率关系，求出电阻功 率。 只接灯泡时，灯泡的功率 2 1 1 UP R ，串联电阻后灯泡功率为： 2 2 2 1 UP R ， 两式相比得 1 22 1005 644 PUW UPW 即 2 4 5UU ，由串联电路的特点得到 R 两端的电压为 1 41 55UUUU ，R 的电功率 11 1 5P U I U I ，串联电路中各处的电流相等，通过灯泡的电流 等于通过 R 的电流，灯泡 L 的电功率 22 4 645PUIUIW ， 12 11641644PPWW 。 故选 B。 4．某同学在做“调节灯泡亮度”的电学实验时，实物电路如图所示。电源电压恒为 6 V，电流表的 量程为“0～0.6 A”，电压表量程“0～3 V”，滑动变阻器的规则为“20 Ω 2 A”，灯泡 L 标有 “3 V 0.9 W”字样(忽略灯丝电阻变化)。为了保证所有元件的安全，下列判断正确的是( ) A．变阻器 R 接入电路的阻值变化范围为 0～20 Ω B．电灯消耗功率的变化范围为 0.4～0.9 W C．电流表示数的变化范围为 0.2～0.6 A D．该电路消耗的总功率的变化范围为 1.2～3.6 W 【答案】B 【解析】由电路图可知，滑动变阻器 R 与灯泡 L 串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中 的电流。(1)由 P＝UI 可得，灯泡正常发光时的电流：IL 额＝ ＝0.3A，因串联电路中各处的 电流相等，且电流表的量程为 0∼0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为 2A，所以,电流表的最大 示数为 I 大＝0.3A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，灯泡消耗的电功率 0.9W 最大，电路消 耗的总功率最大，由 I＝ 可得，灯泡的电阻和电路的总电阻分别为：RL＝ ＝10Ω,R＝ ＝20Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值： R 滑＝R−RL＝20Ω−10Ω＝10Ω，滑动变阻器的电阻允许调节的范围是 10Ω∼20Ω，故 A 错误；该电路 的最大功率：P 大＝UI 大＝6V×0.3A＝1.8W；(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电流表的示 数最小，电路消耗的功率和灯泡消耗的功率最小，此时电路中的电流：I 小＝ ＝0.2A， 所以，电流表示数的变化范围是 0.2A∼0.3A，故 C 错误；灯泡消耗的最小功率：P′L＝I2 小 RL＝(0.2A)2 ×10Ω＝0.4W，所以，电灯消耗功率的变化范围为 0.4W∼0.9W，故 B 正确；电路消耗的最小功率：P 小＝UI 小＝6V×0.2A＝1.2W，所以，该电路消耗的总功率的变化范围为 1.2W∼1.8W，故 D 错误。故选 B. 5．下列说法错误的是（ ） A．用电器消耗的电能越多，它的电功率就越大 B．电功率是表示电流做功快慢的物理量 C．单位时间内电流做功越多，电功率就越大 D．千瓦时是电功的单位，千瓦是电功率的单位 【答案】A 【解析】电功率是表示电流做功快慢的物理量，等于单位时间内电流做的功，与电功和时间两个物 理量有关．故选 A 6．在学习了电动机的相关知识后，课外活动小组的同学们购买了几个小电动机，拆开了其中一个小 电动机，认认真真地观察和研究它的内部构造，并测得该电动机的电阻为 1Ω，当该小电动机两端 电压为 3V 时，它正常工作，通过它的电流为 0.3A．下列判断正确的是（ ） A．小电动机正常工作时，10s 内消耗的电能 9J B．小电动机正常工作时，电功率为 9W C．小电动机正常工作时，10s 内产热 9J D．小电动机正常工作时，只把电能转化为机械能 【答案】A 【解析】电动机正常工作时，消耗的电能 W=UIt=3V×0.3A×10s=9J，故 A 正确为答案。 由 P W t 得，小电动机正常工作时，电功率为 9P0.9 10 WJ Wts ，故 B 错误。 根据 2Q I R t ，小电动机正常工作时，产生的热量 22Q0.31 Ω 100.9IRtAsJ（ ） ，故 C 错误。 小电动机正常工作时，把电能转化为机械能和内能，故 D 错误。 二、填空题（每小题 4 分，共 24 分） 7．雷雷家中的电能表规格如图所示，从表盘信息可知，雷雷家接入的用电器总功率不能超过 ________W.当家里只有某用电器工作时，电能表在 1min 内转 12 转，则该用电器的电功率为 ________W。 【答案】8800 200 【解析】该电能表允许通过的最大功率 P 最大=UI=220V×40A=8800W，则小王家接入的用电器总功率不 能超过 8800W；用电器工作 1min 消耗的电能 W= 12 3600 kW 1h 300 kW h ，用电器的功率 P 用电器 1 kWh300 1 60 W t h  0.2kW  200W. 8．我周围有很多利用电能发光的灯。有的利用灯丝的高温而发光，如_____灯；有的灯有灯丝，但 是不靠灯丝发光，如_____灯；有的灯根本没有灯丝，通电后也能发光，如_____灯。 【答案】白炽灯 日光 霓虹 【解析】第一空． 有的利用灯丝的高温而发光，如白炽灯； 第二空．有的灯有灯丝，但是不靠灯丝发光，如日光灯； 第三空．有的灯根本没有灯丝，通电后也能发光，如霓虹灯。 9．灯泡上标有“PZ220﹣40”字样，这里的“220”表示灯泡的________ ，“ 40”表示的是灯泡________ ； 此时灯泡正常工作时的电流为________ A，电阻为________ Ω；正常发光________ h 消耗 1kW•h 电能，若将它接在 110V 的电路中，则它的实际功率为________ W。 【答案】额定电压； 额定功率； 0.18； 1210； 25； 10。 【解析】[1][2][3][4]据课本知识可知，“220”表示灯泡的额定电压为 220V，“40W”表示灯泡的 额定功率为 40W；故此时的电流由 P=UI 得， 40 0.18220 W AV PI U ； 该灯的电阻 22(220V) 1210Ω40W UR P ； [5]正常发光且消耗 1kW•h 电能所用时间由 W=Pt 可知， 1kWh 25h0.04kW Wt P  ； [6]灯两端的电压 U 实 =110V 时，灯泡的实际功率 22(110V) 10W1210 UP R 实 ， 故当它两端的电压为 110V 时，它的实际功率为 10W。 10．某同学参加兴趣小组活动时，连成了如图所示电路，那么，当 S1、S2 都闭合时，发光的灯泡是 ________；当 S1 断开、S2 闭合时，发光的是________ 【答案】L2 L1 和 L2 【解析】由图示可知，当 S1、S2 都闭合时，灯泡 L1 被短路，发光的灯泡是 L2；当 S1 断开、S2 闭合时， 两灯泡是串联的，两灯泡都能发光． 11．芳芳把一个轻质的小球靠近用毛皮摩擦过的橡胶棒时，它们相互排斥，则这个小球一定_________ （选填“不带电”、“带负电”或“带正电”）。她家的电能表如图所示，某天，她断开了家中其 它用电器，仅让电热水壶工作，3min 内电能表的转盘转了 75r，则电热水壶消耗的电能是 _________kW·h。 【答案】带负电 0.05 【解析】[1]毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，由于同种电荷相互排斥，则小球一定带负电。 [2]3min 转 75r 消耗的电能为 75r 0.05kWh1500r / kWhW  12．如图所示的电路中，R1 为滑动变阻器，R0、R2 均为定值电阻，电源两端电压保持不变。将滑片 从一端移到另一端时，两电压表的示数随电流变化的图线分别画在图乙所示的坐标系中。则电阻 R0 的阻值为_____Ω，该过程中电路消耗的总功率最大值为______W。 【答案】3 64 【解析】[1]从实物图可以看到，这是一个串联电路，三个电阻串联在一起，电压表 V1 测的是滑动变 阻器 R1 和定值电阻 R2 的电压之和，电压表 V2 测的是定值电阻 R2 的电压；当滑动变阻器接入电路的电 阻为零时，两电压表的示数是一样的，从图乙可以看到，当电流是 4A 时，两电压表的读数相同，都 是 4V，可知 R2 的电阻大小是 2 4V 1Ω4AR  当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电压表 V1 的示数是 13V，电压表 V2 的示数是 1V，这时电路中 电流是 1A，滑动变阻器 R1 的阻值大小是 1 13V -1V 12Ω1AR  可得到 013V1AUR电源 当滑动变阻器接入电路的电阻为零时，可得到 04V4AUR电源 联立上式，可解得 0 3ΩR  ； [2]由上述可知，电源电压大小是 4V 4A 3Ω 16VU    电源 从图乙还可知道，这个过程电流的最大值是 4A，则该过程中电路消耗的总功率最大值为 maxmax 16V4A64WPUI电源 。 三、作图题（每小题 7 分，共 7 分 ） 13．测定小灯泡额定功率的实验器材如图所示，其中小灯泡上标有“3.8V”的字样，它的电阻约 10 Ω。请你用笔画线代替导线，把图中的器材连接成实验电路（导线不要交叉）。 【答案】 【解析】测小灯泡电功率的实验，是最常见的电路图之一，图中除了电压表以外，其余元件全部是 串联关系，即首尾相连，注意电表的正负接线柱不要接反了，最后将电压表并联在小灯泡的两端， 根据题意，小灯泡上标有“3.8V”的字样，所以电压表使用大量程，电阻约 10Ω，可得电流小于 0.6A， 电流表使用小量程，如图： 四、计算题（每小题 10 分，共 30 分） 14．钻井平台被称为流动的岛屿，座底式钻井平台工作原理是利用其浮体（沉垫或稳定立柱）灌水 下沉，用几个立体支承固定高度的上层平台进行作业；如图，我国自主设计、建造的第六代深水半 潜式钻井平台“海洋石油 981”号，于 2012 年 5 月 9 日在海南正式开钻，其最大作业水深 3000m．（海 水的密度取 1.0×103kg/m3） （1）若平台及载物的总质量为 60000t 时，漂浮在海面上其排开海水的体积大约是多少立方米？ （2）假设其浮体下底部有面积为 200cm2 的探测窗口，当钻井浮体下底部从 2000m 处下潜至最大作业 水深度处时，则该探测窗口承受海水的压力增加了多少？ （3）为了方便工作，钻井平台安装有电梯，其运行速度为 v＝0.5m/s．某次电梯上升过程中，其承 重与运行时间的关系如图所示，则电梯对承重共做了多少功？ 【答案】（1）6×104m3；（2）2×105N；（3）4.35×105J。 【解析】（1）平台及载物的总质量 m＝60000t＝6×107kg； 平台及载物受到的重力 G＝mg＝6×107kg×10N/kg＝6×108N； ∵钻井平台是漂浮在海面上的； ∴平台受到的浮力 F 浮＝G＝6×108N； 由阿基米德原理公式 F 浮＝ρ液 gV 排可得， 平台排开海水的体积：V 排＝ F g 浮 = 8 33 610N 1.010kg / m10N / kg   ＝6×104m3。 （2）海面下 2000m 处的压强为：p1＝ρgh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m＝2×107Pa，β 下潜至最大潜水深度处压强为：p2＝ρgh2＝1.0×103kg/m3×10N/kg×3000m＝3×107Pa， 增加的压强为：△p＝p2﹣p1＝3×107Pa﹣2×107Pa＝1×107Pa； 由 F＝pS 得探测窗口承受海水的压力增加： △F＝△pS＝1×107Pa×200×10﹣4m2＝2×105N； （3）0～60s 时间段，上升的高度：h1＝vt1＝0.5m/s×60s＝30m，电梯克服承重做功：W1＝G1h1＝4 ×103N×30m＝1.2×105J； 60s～110s，受到的重力为 0，所以克服重力做功为 0，即 W2＝0J； 110s～200 时间段，上升的高度：h3＝vt3＝0.5m/s×90s＝45m，电梯克服承重做功：W3＝G3h3＝7×103 ×45m＝3.15×105J； 所以，上升过程中电梯对承重做为：W＝W1+W2+W3＝1.2×105J+0J+3.15×105J＝4.35×105J。 15．小明家小轿车油箱内装有 30kg 汽油，节假日爸爸带小明驾车到离家路程为 400km 远的某地旅游， 轿车沿高速公路行驶 5 小时到达目的地．若轿车是匀速行驶且发动机产生的牵引力恒为 920N，汽油 完全燃烧产生的内能有 30%转化为机械能做功，而汽油的热值为 4.6×l07J/kg．求： (1)小轿车从出发点到达目的地牵引力所做的功为多大？轿车行驶功率为多大？ (2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油． 【答案】⑴3.68×1082.04×104⑵不需要 【解析】（1）已知轿车牵引力和行驶的路程，利用 W=FS 可以得出牵引力做的功；已知牵引力做的 功和做功时间，利用 P= W t 可以得到牵引功率． （2）已知汽油的质量和热值，利用 Q=qm 可以得到汽油燃烧放出的热量；已知汽油放出的热量和内 能、机械能转换效率，可以得到转换成的机械能；最后，将牵引力做的功和得到的机械能比较，就 能确定是否需要加油． 解： （1）牵引力做的功为 W=FS=920N×4×105m=3.68×108J 牵引力的功率为 8W 3.68 10 JP t 5 3600s  =20444.44W （2）汽油完全燃烧放出的热量为 Q=qm=4.6×107J/kg×30kg=1.38×109J 汽油燃烧转化成的机械能为 W=Qη=1.38×109J×30%=4.14×108J 计算知，汽油燃烧产生的机械能大于牵引力做的功，所以不需要加油． 答： （1）轿为车牵引力做的功 3.68×108J； 牵引力的功率为 2.04×104W （2）不需要加油． 16．某电压力锅额定电压为 220V，加热功率为 1100W，保温功率为 100W。 （1）若某次电压力锅接入家庭电路中加热工作 1min，压力锅耗电 53460J，则该家庭电路实际电压 为_____。 （2）若家中仅使用压力锅正常工作 0.5h，标有“1200imp/kW•h”的电能表指示灯闪 500 次，则加 热、保温时间之比为_____。 【答案】198V 11 4 【解析】（1）知道电压力锅额定电压和加热功率，由 P= 2U R 求出在加热状态下发热体的电阻；（2） 根据电能表闪烁的次数求出用电器消耗的电能；已知加热功率和保温功率根据 W=Pt 写出加热和保温 消耗的电能之和列方程求得加热，保温时间即可。 （2）由题意知，U 额=220V，P 加热=1100W，根据 P加热 = 2U R 额 ，R= 2U P 额 加热 = 2220V 1100W （ ） =44 Ω ， 加热工作 1min，压力锅耗电 53460J，根据焦耳定律：Q= 2I Rt= 2U R 实 t 可得 53460J= 2 60s44Ω U 实 , 得 2U实 = 239204V（ ），得 U实 =198V。 （3）由表盘参数可知，电路消耗 1kW⋅h 电能，指示灯闪烁 1200 次， 工作指示灯闪烁了 500 次，则电压力锅消耗的电能： W= 500 1200 kw = 5 12 ×3.6×106J=1.5×106J，压力锅正常工作时间 t=0.5h=1800s， 设加热时间为 t1,则保温时间为 t2=1800s−t1，由 P= W t 可得：P 加热 t1+P 保温(1800s−t1)=1.5×106J， 即：1100W×t1+100W×(1800s−t1)=1.5×106J，解得 t1=1320s，则 t2=1800s−t1=1800s−1320s=480s， 所以加热、保温时间之比： 1 2 t t = 1320 s 480 s = 11 4 . 五、实验题（每小题 7 分，共 7 分） 17．小阳利用“伏安法”测量未知电阻 xR 的阻值。 （1）小阳选择了满足实验要求的实验器材，连接的实验电路如图所示，请你把与电流表相连的两条 导线的 M 端和 N 端正确接入电路，使实验电路连接完整。 （________） （2）电路连接完整后，闭合开关 S，滑动变阻器滑片 P 滑动到某一位置时，电流表和电压表的示数 如图所示，电压表的示数为__________V，电流表的示数为__________A，电阻 xR 的阻值为__________ Ω。 （3）此时定值电阻 消耗的电功率为__________W。 【答案】 2.4 0.2 12 0.48 【解析】(1)[1] (2)[2]由图可知电压表选小量程的，分度值为 0.1V，示数为 2.4V； [3]由图可知电流表选小量程的，分度值为 0.02A，示数为 0.2A； [4]电阻 XR 的阻值为 X 2.4V 12Ω0.2A UR I (3)[5]此时定值电阻 xR 消耗的电功率为 2.4V0.2A0.48WPUI 六、综合题（每小题 8 分，共 8 分） 18．特高压输电是构建能源互联网的关键。新疆准东——皖南特高压输电工程是目前世界上电压等 级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程： (1)准东——皖南特高压输电线路上，一座座铁塔矗立在沿线的大地上，在阳光的照射下，铁塔在地 面上的影子清晰可见。影子是由于光的_____形成的，从日出到日落，铁塔在地面上的影子在缓慢的 _____（填“顺”或“逆”）时针转动。输电线路跨越河流时，从平静的水面上看到的“铁塔”是由 于光的_____（填“反射”或“折射”）形成的，河水中的鱼看到的“铁塔”高度比铁塔的实际高度 _____（填“高”或“低”）； (2)准东——皖南特高压输电电压为1.1×106V。当输送的电功率为1.1×1010W时，输电电流为_____A。 1h 输送的电能为_____度，若此时输电导线上消耗的电功率为 5.5×108W，则输电导线的总电阻为 _____Ω，当输送的电功率不同时，若输送的电功率用 P 输表示，输电导线上消耗的电功率用 P 耗表示， 则 P 耗与 P 输的_____（填“一”或“二”）次方成正比。 【答案】直线传播 顺 反射 高 1×104 1.1×107 5.5 二 【解析】(1)[1]影子的形成是由于光沿直线传播，部分光线被挡住形成阴影。 [2]太阳东升西落，根据光沿直线传播，初始时影子在西方，逐渐向东旋转，则可知从日出到日落， 铁塔在地面上的影子在缓慢的顺时针转动。 [3]水面相当于平面镜，看到的“铁塔”是光的反射形成的虚像。 [4]光线由空气进入水中，折射光线将靠近法线，则鱼看到的是水面折射形成的虚像，高度比实际高 度更高。 (2)[5]由 P=UI 可求输电电流为 1 4 0 6 1.110 1.110 W =110AV PI U   输 [6]1h 输送的电能为 77kW 1h= kW h1.1 10 1.1 10W P t  输 [7]由 P=I2R 可求输电导线电阻为   8 22 4 W5.510==5.5 110A PR I  耗 [8]输电线上消耗的功率为 2 22 2 P RPIRRP UU   输 输 由此可知，P 耗与 P 输的二次方成正比，与输送电压的二次方成反比。