2022—2023凤台四中九年级物理竞赛试题（有答案）

2022—2023学年凤台四中九年级物理竞赛试题
时间 60 分钟，满分 70分
一、填空题（每空 2 分，共 26 分） 实际质量约为_______g。
1．如图甲所示电路中，R 为定值电阻，R1 为滑动变阻器。图乙是该滑动变阻器滑片从一端移至另一端
过 程中变阻器的电功率与其电阻的关系图像。则电源电压为___________V，这一过程电流表的示数变
化了 ___________A，电路的总功率变化了___________W。
第 7 题图 第 8 题图
二、单选题（每题 3分，共 18 分）
8．用伏安法测某一电阻时，如果采用如图所示的甲电路，测量值为 R1，如果采用乙电路，测量值为 R2，
那么 R1、R2与真实值 R之间满足关系（ ）
第 1题图 第 2题图 第 3题图 A．R<R1R1>R2
2 C．R1>R>R2 D．R1<R<R2．如图所示，小彤用吸管喝水时，如果每次吸入水的质量相同，杯底所受水的压强减小量为 P1，杯子对 9．如图甲所示的电路中，小灯泡两端电压与通过的电流关系如图乙所示，闭合开关，小灯泡发光，变阻
器滑片从如图所示位置往右滑一段距离的过程中，小灯泡阻值的变化量大小为ΔR1，变阻器连入电路阻值
桌面的压强减小量为 P2，则喝水过程中 P1______， P2______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
的变化量大小为ΔR2，则这两个量的大小关系是（ ）
3．如图所示，电源电压保持不变，R1、R2均为定值电阻。当开关 S闭合，甲、乙两表为的电压表时，两
表示数之比 U 甲∶U 乙为 4∶3。当开关 S断开，甲、乙两表为电流表时，定值电阻 R1、R2消耗电功率之比
P1∶P2=______。
4．如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体，现将密度为 0.6×103kg/m3的正方体木块 A放入容器
中，木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为 1∶3；在木块上表面轻放一个物块 B（VA=2VB），
A的上表面刚好与液面相平，如图乙所示，则两次 A物体下表面受的压强之比为______；若将物块 B单
独放入此液体中，它静止时将______。
A．ΔR1=ΔR2 B．ΔR1>ΔR2 C．ΔR1<ΔR2 D．无法确定
10．将质量相同材料不同的 A、B、C三个实心小球，分别轻轻放入甲、乙、丙三个相同的装满水的烧杯
中三球静止时，A球沉底，B球漂浮，C球悬浮，如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A．三个小球的体积关系是VA VB VC
B．三个小球所受浮力关系是FA FB FC
第 4题图 第 5题图 第 6题图
5 1 C．三个烧杯对桌面压力关系是
F甲 F乙 F丙
．如图（ ）所示，均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上，对水平地面的压力 F 甲>F 乙，为使甲、乙对水
平地面的压强相等，在甲、乙上方中央分别叠放圆柱体 A、B，如图（2）所示，则 A、B的质量 D．取出 B、C两个小球后，丙液体对容器底部压强变化量比乙液体更大
mA____________mB，A对甲的压强为 pA，B对乙的压强为 pB，则 pA____________pB（均选填“>”“<”或“=”）。 11．超声波测速仪可以根据发出并接收超声波脉冲信号的时间差测量出汽车速度。如图，设超声波测速仪
6．一个质量为 67g的柱形容器中结满了冰，冰面与容器口相平，容器内底面积为 30cm2，高为 10cm，容 连续发出两次脉冲信号的时间间隔为 1.6s，该超声波测速仪所收到的这两次脉冲信号的时间间隔是 1.8s，
器内冰的质量为______g；当冰全部熔化后将一个空心铜球放入水中，刚好溢出 15g的水后如图所示，此 已知汽车第一次接收到信号时距超声波测速仪 170m，则汽车的速度为（ ）（超声波在空气中传播速
时容器、剩余水和铜球的总质量为 500g，铜球的空心部分体积为______cm3（ρ冰=0.9×103kg/m3，ρ铜 度为 340m/s）
=8.9×103kg/m3）。 A．20m/s B．30m/s C．40m/s D．50m/s
7．假设一种天平没有游码，而所配砝码中最小的是 100 mg。用这架天平测某物体质量，当右盘中放入 43.20
g的砝码时，天平指针偏向标尺中央左侧 1.5格，如图中实线箭头所示；如果再向右盘中加入一个 100 mg
的小砝码时，其指针又偏向标尺中央右侧 1格，如图中虚线箭头所示。由以上现象可以推算，被测物体的
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车向测速仪的方向匀速驶来，测速仪向汽车发出两次短促的（超声波）信号，超声波信号遇见汽车前面板，
反射回测速仪。测速仪第一次发出信号到测速仪接收到信号用时 0.6s，测速仪第二次发出信号到测速仪接
12．如图所示，甲图是灯泡 L和定值电阻 R的 I-U图像，将 L和 R先后以乙图和丙图两种方式连在同一 收到信号用时 0.2s，发出两次信号的时间间隔是 1.9s，超声波的速度是 340m/s。求：
（1）第一次发出的信号遇见汽车时，汽车距测速仪有多远；
电源上，若乙图中U1 :U 2 n，丙图中 I1 : I2 m，则下述正确的是（ ）
（2）从第一次信号遇见汽车时，到第二次信号遇见汽车时，汽车行驶的距离；
（3）汽车经过上述路段的速度是多少？（可能用到的丙图。丙图中 ABCD四点分别表示：测速仪第一次
发出信号时、第一次发出的信号遇见汽车时、测速仪第二次发出信号、第二次发出的信号遇见汽车时，汽
车的位置。）
A．灯泡 L两端的电压与通过它的电流成正比 B．m n
C．mn 1 D．丙图中， I1 I2
13．一个质量为 m的圆柱形瓶身的空玻璃瓶（瓶壁厚度忽略不计），内装高度为 h1密度为ρ0的水，密封后
放在水平地面上，如图甲所示，再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中，静止后，瓶内、
外液体液面的高度差如图乙和图丙所示（h1＞h3＞h2），下列说法中不正确的是（ ）
A．玻璃瓶在水中的浮力等于在未知液体中受到的浮力
m
B．玻璃瓶底的面积为 0h2
h
C 1．玻璃瓶在未知液体中受到的浮力为mg(1 )h2 16．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写道：“凡河滨有制
(h2 hD 3
) 0 筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”
．未知液体的密度为 h1 h2 该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示，若接水槽离取水处高 4m，水
轮上有 12个取水筒，一个取水筒每次可取水 4kg，筒车旋转一周所用时间为 60s。（接水槽离倒水处的高
三、实验题（每空 2 分，计 14 分） 度忽略不计，g取 10N/kg）
14．小莉同学用焦距为 10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像的规律”实验： （1）筒车工作时，将水的动能转化成什么能；
（2）求该筒车旋转一小时对进入接水槽的水所做的功；
（3）若水流冲击筒车的功率为 40W，求简车旋转一小时取水的机械效率；
（4）若采用效率为 30%的柴油发动机代替水车抽相同质量的水，需要燃烧柴油的质量是多少？（柴油的
热值为：q=3.3×107J/kg）
（1）如甲图所示，把蜡烛凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，将烛焰、凸透镜、光屏三者中心
大致调到____ _（选填“同一高度”“同一直线”）；
（2）实验过程中，当蜡烛与凸透镜的距离如图甲所示时，在光屏上可得到一个清晰的倒立、_____的实像，
若保持蜡烛和光屏位置不变，移动透镜至__ ___cm刻度线处，光屏上能再次呈现清晰的
___（选填“放大”“缩小”“不变”）的像；
（3）如图乙所示，保持蜡烛位置不变，移动透镜至 16cm刻度线处，则人眼在_____（选填“A、B、C”）
处能观察到蜡烛的像，像是如图丙中的__ ___（选填“1、2、3、4”）；
（4）实验完成之后，小莉把自己的近视眼镜放在蜡烛与凸透镜之间如图丁所示，光屏上原来清晰的像变
得模糊了，若想在光屏上重新得到清晰的像，在不改变蜡烛和凸透镜位置的情况下，应将光屏__
___凸透镜。（选填“靠近”或“远离”）
四、计算题（每题 6 分，计 12 分）
15．如图甲所示是在高速公路上常见的测速反馈装置，其主要部分是一个测速仪。其原理如图乙所示，汽
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参考答案： F
1 6 0.4 2.4 [2]每次吸入水的质量相同，重力变化量相同，对桌面压力的变化量相同，受力面积不变，故由
p
． S
【详解】由电路图可知，R与 R1串联，电压表测 R1两端的电压，电流表测电路中的电流。 可得， P2不变。
[1]由图乙可知，当 R1=10Ω时 3．3∶1
P1=0.9W 【详解】由电路图可知，当开关 S闭合，甲、乙两表为电压表时，两电阻串联，甲测串联总电压，
当 R1′=20Ω时 乙测 R2两端电压，两表的示数之比 U 甲∶U 乙=4∶3，设 R2两端电压为 3U，则 R1两端电压为
P1′=0.8W 4U 3U=U
由 两电阻串联，通过两电阻的电流相等，所以
P=UI=I2R U1 U 2
可得，电路中的电流分别为 R1 R2
则
I P 0.9W1 1 0.3A R U U 1R1 10
1 1
R2 U 2 3U 3
由电路图可知，当开关 S断开，甲、乙为电流表时，两电阻并联，甲测通过 R2的电流，乙测干路
I P1 0.8W1 0.2A 电流，两电阻消耗功率之比
R 20 1
U 2 U 2
因串联电路中各处的电流相等，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律，根据电源的电 P1 : P2 : RR R 2
: R1 3:1
1 2
压不变，故有
U=I1(R+R1)= I2(R+ R1′) 4． 3∶4 漂浮
即 【详解】[1]甲图中，木块 A在液体中漂浮，木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为
0.3A×(R+10Ω)=0.2A×(R+20Ω) 1∶3，则
解得 V 3 V
R=10Ω 排 4 A
电源的电压 甲图中 A下表面在液体中的深度
U= I1(R+R1)=0.3A×(10Ω+10Ω)=6V 3V
[2][3]当滑动变阻器接入电路中的电阻为零时，电路的总电阻最小，电流表的示数最大为 4 Ah甲=
U 6V SAI最大 =0.6AR 10Ω
此时整个电路的总功率最大 乙图中 A下表面在液体中的深度
P 大=UI 大=6V×0.6A=3.6W h乙=
VA
当 R1′=20Ω时，即变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小 SA
I2= I1′=0.2A 则
此时整个电路的总功率最小 3VA
P 小=UI2=6V×0.2A=1.2W h甲 = 4SA = 3
所以，电流表的示数变化了 h V乙 A 4
ΔI=I 最大-I2=0.6A-0.2A=0.4A SA
整个电路功率变化了 由 p gh得，两次 A物体下表面受的压强之比为
ΔP=P 大-P 小=3.6W-1.2W=2.4W p甲∶p乙=h甲∶h乙=3∶42． 变大 不变
【详解】[1]杯子的形状是上宽下窄，如果每次吸入水的质量相同，则杯内水的深度减小量一次比一
p gh [2]甲图中物体 A漂浮时浮力等于重力，即次多，则由 可知，杯底所受水的压强减小量 P1逐渐变大
答案第 1页，共 6页
F浮 GA 对地面的压强增加量Δp甲 Δp乙，且甲对地面的压强的增加量为
则 Δp F G甲 A A pS S A
液gV排 gV
甲 甲
木 A
甲对地面的压强的增加量为
所以 Δp FB G B乙 p
3 S S
B
g VA gV
乙 乙
液 4 木 A 故 pA pB。
则液体的密度 6． 270 25
4 4 0.6 103kg/m3=0.8 103kg/m3 【详解】[1]冰的体积与容器的体积大致相同，因此
液 3 木 3
V冰 V Sh 30cm
2 10cm=300cm3
容器
依题意得
V 冰的密度A=2VB
冰 0.9 10
3kg/m3 0.9g/cm3
则
V 1V 容器内冰的质量为B 2 A
m冰
3 3
冰V冰 0.9g/cm 300cm 270g
图乙中在木块上表面轻放一个物块 B，A的上表面刚好与液面相平，因为整体漂浮，所以浮力等于
总重力，即 [2]溢出 15g的水后，此时容器、剩余水和铜球的总质量为 500g，空心铜球的质量为
F '浮 GA GB m m m m m 500g+15g 270g 67g 178g铜球 总 溢 冰 容器
铜的密度
则 铜 8.9 10
3kg/m3 8.9g/cm3
gVA gV
1
液 木 A BgVB gVA Bg V木 2 A 故实心部分体积为
化简可得
m
V 铜球 178g1 20cm3
液 木 B 铜 8.9g/cm
3
2
则 B的密度 溢出 15g的水后，剩余水的质量
3 3 3 3 3 3B 2 液 木 2 0.8 10 kg/m -0.6×10 kg/m 0.4 10 kg/m m m m 270g 15g 255g水 冰 溢
剩余水的体积
物体的密度小于液体密度，故若将物块 B单独放入此液体中，它静止时将漂浮。
m
5． < < V 水 255g 3 255cm
3
水 1.0g/cm
F 水
【详解】[1]从图（1）可知，甲的底面积小于乙的底面积，即 S甲 S乙 ，因F甲 F乙 ，根据 p 可知S 故空心球的体积
甲、乙对水平地面的压强 p甲 p乙，为使甲、乙对水平地面的压强相等，可知甲、乙对地面压力的 V V V 300cm3 255cm3 45cm3冰 水
增加量 F甲 F乙，即GA GB，根据G mg m m
空心部分的体积
可知 A B。
V 空 V V 45cm
3 20cm3 25cm3
[2]根据甲、乙对水平地面的压强 p甲 p乙 可知，为使叠加后甲、乙对水平地面的压强相等，甲、乙 7．43.26
答案第 2页，共 6页
【详解】当右盘中加上 43.20g砝码时，天平指针指向左端偏 1.5格，说明物体的质量稍大于 43.20g。 m
在右盘加上 100mg的砝码时，天平指针指向右端偏 1格。即 100mg 又因为三球质量相同，由 知道的质量使指针偏 2.5格，则改 V
变 1大格的质量为 V V V
100mg A C B
40mg 0.04g
2.5 故 A错误；
当右盘中砝码质量为 43.20克时，指针偏左 1.5格，若在右盘中再加 B．三球质量相同，由G mg知道，三球受到的重力相等。由于 A球沉至容器底部，B球漂浮，C
40mg 1.5 60mg 0.06g 球悬浮，由浮沉条件知道，A球受到的浮力大于球的重力，B球的浮力等于球的重力，C球的浮力
的砝码时，指针将会指在分度盘的中线处，天平将平衡。因此，物体的质量为 等于球的重力，所以，三个小球所受浮力关系是
43.20g 0.06g 43.26g
FA FB FC G8．D
【详解】由图示知，甲中，电压表与电阻并联，电流表测电压表与电阻 R的总电流，则电流表示数 故 B错误；
比电阻 R的实际电流大，电压表测得的是电阻 R的实际电压，据欧姆定律知，测得的电阻值比实际 C．三个相同烧杯中都装满水，里面的水的重力G水 相等，由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总
值小；图乙中，电压表测电流表与电阻 R串联的总电压，测得的电压值比电阻 R两端的实际电压大，
电流表测通过电阻 R的实际电流，据欧姆定律知，测得的电阻值比实际电阻值大，所以 重力，则放入物体后对桌面的压力为
R2>R>R1 F G G G G
ABC 容器 水 球 排故 不符合题意，D符合题意。
故选 D。 G
9 排
F浮
．C
【详解】设图示位置时电路中的电流为 I1，往右滑一段距离后电路中的电流为 I2，串联电路中总电 据此可得
阻等于各分电阻之和，电路中的总电阻 F甲 G G G甲 GU 容器 水 排A
G G G F
容器 水 甲 A
R
I 滑
RL①
1 F乙 G G水 G乙 G G G G FU 容器 排B 容器 水 乙 B
(R滑 R2) (RL RI 1
) ②
2 F丙 G G水 G丙 G C G G G F- 容器 排 容器 水 丙 C由② ①可得
U U
R R 由于甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，丙球悬浮，则2 1 I2 I1 G甲 FA
因变阻器滑片从如图所示位置往右滑一段距离的过程中，接入电路的电阻变大，电路中的电流变小，
即 G F
I2<I 乙 B1
所以 G丙 F
R U U U
C
2 R1 ( I1 I ) 0I 22 I1 I1 I2 所以
ΔR1<ΔR2 F
C 甲
F乙 F丙
故 符合题意，ABD不符合题意。
故选 C。 故 C正确；
10．C D．由于VC VA A B C A B B，所以 B球排开水的体积与 C球排开水的体积关系不确定，所以取出 B、C两个小【详解】 ． 球沉至容器底部， 球漂浮， 球悬浮，所以 球的密度大于水的密度， 球的密
度小于水的密度，C球的密度等于水的密度，因此三个小球的密度大小关系是 球后，乙、丙液体的液面下降的关系不确定，所以 C球对容器底部压强变化量不一定比乙液体更大，
A C
故 D错误。
B
故选 C。
11．A
答案第 3页，共 6页
【详解】以发射点为原点，假设第一次发出信号为 0时刻，超声波第一次遇到汽车的距离为 s1（A）， U1 :U2 n 1 ①
时间为 t1，返回来的时间为 t2，第二次发射的时间为 t3，第二次遇到汽车的距离为 s2（B），时间为
t4，返回来的时间为 t5，超声波的时间和距离的图像如下所示： 由图中，灯泡与电阻并联，两端的电压相等，由甲图可知，通过电阻 R的电流大于通过灯泡的电流，
即 I1 I2 ，电流的比值
I1 : I2 m 1 ②
比较以上两式可知
n m
超声波从发射到遇到汽车的时间 故 B错误；
t s1 170m 0.5s C．由图乙知，灯泡与电阻串联，所以通过它们的电流相同，当电流相同时，电压与电阻成正比可1 v 340m/s 得
由题知超声波返回的时间 U1 R L乙 n
t2＝2t1＝2×0.5s＝1s U 2 R
③
超声波两次发射的时间间隔为 t3＝1.6s，超声波从第一次返回到第二次发出的时间间隔 由图丙知，灯泡与电阻并联，各支路两端的电压相同，当电压相同时，电流与电阻成反比，所以
Δt1＝t3﹣t2＝1.6s﹣1s＝0.6s I1 R m
由题知该超声波测速仪所收到的这两次脉冲信号的时间间隔是 1.8s，即 I2 RL丙
Δt2＝t5﹣t2＝1.8s 变形得
所以超声波从第二次发射到返回的时间 RL丙 1
Δt3＝t5﹣t3＝Δt2﹣Δt1＝1.8s﹣0.6s＝1.2s
④
R m
超声波从第二次发射到遇到汽车用的时间 由图像甲可知，灯泡电阻随电压增大而增大；乙图和丙图连在同一电源上，乙图中灯泡两端电压比
Δt4 t
1
4 t3 Δt3 0.6s2 丙图中小，所以
RL乙 RL丙 ⑤
超声波第二次遇到汽车时，汽车与测速仪的距离 联立③④⑤解得
s2＝vΔt4＝340m/s×0.6s＝204m n 1
汽车从第一次遇到超声波到第二次遇到超声波走过的路程 m
s 车＝s2﹣s1＝204m﹣170m＝34m 即mn 1，故 C错误；
汽车从第一次遇到超声波到第二次遇到超声波所用的时间 D．丙图中，灯泡与电阻并联，两端的电压相等，由甲图可知，通过电阻 R的电流大于通过灯泡的
t t4 t1 t2 t1 t3 t车 2 t4 t3 t1 Δt1 Δt4 0.5s 0.6s 0.6s 1.7s 电流，即 I1 I2 ，故 D正确。
汽车的速度 故选 D。
s
v 车 34m
13．D
车 20m/st 1.7s 【详解】A．玻璃瓶在水中和未知液体中都是漂浮，则所受的浮力都等于其本身的总重力，故 A正车
确，不符合题意；
故 A符合题意，BCD不符合题意。 B．图乙中玻璃瓶处于漂浮状态，浮力等于其总重力，即
故选 A。 F 浮水=G 瓶+G 水
12．D ρ0gS(h1+h2)=G 瓶+ρ0gSh1
【详解】A．由甲图可知，灯泡的电阻随温度的升高而增大，不是定值电阻，通过它的电流与灯泡 ρ0gSh2 =G 瓶=mg
L两端的电压不成正比，故 A错误； 那么玻璃瓶底面积
B．灯泡与电阻串联时，通过二者的电流相同，由甲图可知，灯泡两端的电压大于定值电阻两端的 S m
电压，电压的比值 0h2
故 B正确，不符合题意；
答案第 4页，共 6页
CD．设玻璃瓶的底面积为 S，玻璃瓶在水中和在液体中受到的浮力相等，那么 s v t 340m/s 0.3s=102m
ρ0gS(h1+h2)= ρ液gS(h1+h3)
1 声 声1
所以 （2）第二次发出的信号到达汽车的时间
= （0 h1 h2 )
液 t
1
2 0.2s 0.1sh1 h 声3 2
玻璃瓶在水中受到的浮力 汽车接收到第二次信号时，距测速仪
F 浮水= G 水+G 瓶=m 水g+mg s2 v声t声2 340m/s 0.1s 34m
根据
m

V 和 V=Sh得， 所以从第一次信号遇见汽车时，到第二次信号遇见汽车时，汽车行驶的距离
F 浮水=ρ0gSh1+mg s车 s1 s2 102m 34m 68m
而 S
m

h ，所以水 2 （3）在两次信号的间隔过程中，汽车行驶的距离
F = mgh1 mg mg(1 h 1 )
浮水 sh h 车
68m
2 2
故 C正确，不符合题意，D错误，符合题意。 汽车行驶时间
故选 D。 t t t t 1.9s 0.3s 0.1s 1.7s
14． 同一高度 放大 40 缩小 B 4 车 声1 声2远离
【详解】（1）[1]在探究凸透镜成像规律实验中，为了使实像能够成在光屏中心，通常将烛焰、凸透 汽车的速度
镜、光屏三者中心大致调到同一高度。 s 68m
（2）[2] 车由图甲知，刻度尺的分度值为 1cm，从光具座上读出：物距 15.0厘米，像距 30.0厘米，像 v 40m/s车 t 1.7s
车
距大于物距，所以成倒立放大的实像。
[3]保持蜡烛和光屏的位置不变，据光的折射中，光路是可逆的，当物距为 30.0厘米与原来的像距 答：（1）汽车接收到第一次信号时，距测速仪有 102m；
相等，则物距与原来的物距相等，为 15.0cm，在光屏上会再次呈现清晰的像，所以这时候凸透镜移 （2）汽车接收到第二次信号时，距测速仪有 68m；
动至 40厘米刻度处。 （4）汽车的速度是 40m/s。
[4]凸透镜移动后，像距小于物距，则成倒立缩小的实像。 16．（1）重力势能；（2）115200J；（3）80%；（4）0.01kg
（3）[5][6]由题意知，凸透镜的焦距为 10cm，当物距为 6.0cm时，小于一倍焦距，只能够成正立 【详解】解：（1）水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，
放大的虚像，不能够在光屏上成像。像与物在同侧，所以人眼应在 B处才能观察到蜡烛的像，像如 重力势能增大，是动能转化为重力势能。
图丙中的 4。 （2）该筒车旋转一小时旋转的周数为
（4）[7]因为蜡烛原来能够通过凸透镜，在光屏上成清晰的实像，当在蜡烛与凸透镜之间，再放入 n 3600s =60r
近视眼镜（凹透镜），由于凹透镜对于光线的发散作用，将使成像位置向后移动，即使像距增大， 60s/r
所以应将光屏远离凸透镜。 一周提升的水的质量为
m1 12 4kg 48kg
则一小时提升水的质量为
m nm 60 48kg 2880kg
15．（1）102m；（2）68m 1；（4）40m/s
【详解】解：（1）第一次发出的信号到达汽车的时间 对水所做的功为
1 W Gh mgh 2880kg 10N/kg 4m 115200Jt声1 0.6s=0.3s2 （3）水流冲击筒车的功率为 40W，水流所做的功为
s W Pt 40W 3600s 144000J
由 v t 可得，汽车接收到第一次信号时，距测速仪 筒车旋转一周取水的机械效率为
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W 100% 115200J 100% 80%
W 144000J
（4）由（2）可知，对水所做的功 W=115200J；则燃烧柴油放出的热量为
Q W 115200J 3.84 105J
放 30%
则需要燃烧柴油的质量是为
Q
m 放 3.84 10
5J
7 0.01kgq 3.3 10 J/kg
答：（1）筒车工作时，将水的动能转化成重力势能；
（2）该筒车旋转一小时对进入接水槽的水所做的功为 115200J；
（3）筒车旋转一小时取水的机械效率为 80%；
（4）需要燃烧柴油的质量是 0.01kg。
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2022—2023凤台四中九年级物理竞赛试题（有答案）