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21. 如图(a)所示的智能手表可以通过运动软件App监测自己的运动情况。当小南绕操场跑一圈时，软件截屏示意图如图(b)所示，则他这段时间内的平均速度是
2
m/s。软件中的“配速”指的是每跑1 km所需要的时间，若他跑步的速度是2.5 m/s，则他跑步的配速是400
s。答案
21.2 400
解析
【分析】
要计算平均速度，需利用平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，先将路程和时间的单位统一为国际单位；计算配速时，需明确配速是每跑1km所需的时间，结合速度公式变形计算，注意单位换算。
【解析】
1. 计算平均速度：
总路程$s=0.4\ \mathrm{km}=0.4×1000\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{m}$，
总时间$t=0:03:20=3×60\ \mathrm{s}+20\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{s}$，
根据平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，得平均速度$v=\frac{400\ \mathrm{m}}{200\ \mathrm{s}}=2\ \mathrm{m/s}$。
2. 计算配速：
已知跑步速度$v'=2.5\ \mathrm{m/s}$，1km=1000m，
跑1km的时间（即配速）$t'=\frac{s'}{v'}=\frac{1000\ \mathrm{m}}{2.5\ \mathrm{m/s}}=400\ \mathrm{s}$。
【答案】
2；400
【知识点】
平均速度计算、速度公式应用、单位换算
【点评】
本题结合实际运动场景考查平均速度和配速的计算，核心是公式的正确运用和单位的统一，需准确理解配速的定义，难度适中。
【难度系数】
0.6
要计算平均速度，需利用平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，先将路程和时间的单位统一为国际单位；计算配速时，需明确配速是每跑1km所需的时间，结合速度公式变形计算，注意单位换算。
【解析】
1. 计算平均速度：
总路程$s=0.4\ \mathrm{km}=0.4×1000\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{m}$，
总时间$t=0:03:20=3×60\ \mathrm{s}+20\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{s}$，
根据平均速度公式$v=\frac{s}{t}$，得平均速度$v=\frac{400\ \mathrm{m}}{200\ \mathrm{s}}=2\ \mathrm{m/s}$。
2. 计算配速：
已知跑步速度$v'=2.5\ \mathrm{m/s}$，1km=1000m，
跑1km的时间（即配速）$t'=\frac{s'}{v'}=\frac{1000\ \mathrm{m}}{2.5\ \mathrm{m/s}}=400\ \mathrm{s}$。
【答案】
2；400
【知识点】
平均速度计算、速度公式应用、单位换算
【点评】
本题结合实际运动场景考查平均速度和配速的计算，核心是公式的正确运用和单位的统一，需准确理解配速的定义，难度适中。
【难度系数】
0.6
三、作图题(每题2分,共6分)
22. 如图所示的两条光线是由点光源S发出经平面镜反射的光线,请在图中画出点光源S的位置。
22. 如图所示的两条光线是由点光源S发出经平面镜反射的光线,请在图中画出点光源S的位置。
答案
22.
解析
【分析】要确定点光源S的位置，需利用平面镜成像的原理：反射光线的反向延长线会聚成虚像点，且像与物关于镜面对称。解题思路为：先将两条反射光线反向延长找到虚像S'，再根据像物对称确定S的位置。
【解析】步骤如下：
1. 把图中两条反射光线分别向平面镜后方（镜后）反向延长，两条延长线的交点即为点光源S在平面镜中的虚像S'；
2. 过S'作平面镜的垂线（用虚线表示）；
3. 在该垂线上，平面镜的前方（镜前）取点S，使S到平面镜的距离等于S'到平面镜的距离，S即为所求的点光源位置。
【答案】
【知识点】平面镜成像作图、光的反射
【点评】本题考查平面镜成像的基本作图，核心是利用“反射光线反向延长过虚像，像物关于镜面对称”的规律，属于基础作图题，需掌握平面镜成像的特点。
【难度系数】0.6
【解析】步骤如下：
1. 把图中两条反射光线分别向平面镜后方（镜后）反向延长，两条延长线的交点即为点光源S在平面镜中的虚像S'；
2. 过S'作平面镜的垂线（用虚线表示）；
3. 在该垂线上，平面镜的前方（镜前）取点S，使S到平面镜的距离等于S'到平面镜的距离，S即为所求的点光源位置。
【答案】
【知识点】平面镜成像作图、光的反射
【点评】本题考查平面镜成像的基本作图，核心是利用“反射光线反向延长过虚像，像物关于镜面对称”的规律，属于基础作图题，需掌握平面镜成像的特点。
【难度系数】0.6
23. 分别在图(a)、(b)中补充画出折射光线或入射光线。
答案
23.
解析
【分析】
要完成透镜光路的补充，需掌握凸透镜和凹透镜的特殊光线规律：
1. 凸透镜：过焦点的入射光线，经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴；
2. 凹透镜：入射光线的延长线指向凹透镜另一侧的焦点时，经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴。
据此分析两图：图(a)为凸透镜，入射光线过左焦点，折射光线应平行于主光轴；图(b)为凹透镜，入射光线延长线指向右侧焦点，折射光线应平行于主光轴。
【解析】
根据透镜特殊光线的作图规则：
1. 对图(a)的凸透镜：入射光线经过左焦点F，依据凸透镜“过焦点的光线折射后平行于主光轴”的规律，画出平行于主光轴的折射光线；
2. 对图(b)的凹透镜：入射光线的延长线指向右侧焦点F，依据凹透镜“指向另一侧焦点的光线折射后平行于主光轴”的规律，画出平行于主光轴的折射光线。
【答案】
【知识点】
透镜光路作图、凸透镜特殊光线、凹透镜特殊光线
【点评】
本题考查透镜特殊光线的作图，需牢记凸透镜和凹透镜的特殊光线规律，是光学作图的基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.5
要完成透镜光路的补充，需掌握凸透镜和凹透镜的特殊光线规律：
1. 凸透镜：过焦点的入射光线，经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴；
2. 凹透镜：入射光线的延长线指向凹透镜另一侧的焦点时，经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴。
据此分析两图：图(a)为凸透镜，入射光线过左焦点，折射光线应平行于主光轴；图(b)为凹透镜，入射光线延长线指向右侧焦点，折射光线应平行于主光轴。
【解析】
根据透镜特殊光线的作图规则：
1. 对图(a)的凸透镜：入射光线经过左焦点F，依据凸透镜“过焦点的光线折射后平行于主光轴”的规律，画出平行于主光轴的折射光线；
2. 对图(b)的凹透镜：入射光线的延长线指向右侧焦点F，依据凹透镜“指向另一侧焦点的光线折射后平行于主光轴”的规律，画出平行于主光轴的折射光线。
【答案】
【知识点】
透镜光路作图、凸透镜特殊光线、凹透镜特殊光线
【点评】
本题考查透镜特殊光线的作图，需牢记凸透镜和凹透镜的特殊光线规律，是光学作图的基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.5
24. 如图所示，平面镜斜放在水槽中，光竖直向下射到水中的镜面上，请画出光经平面镜反射并从水中射出的光路。
答案
24.
解析
【分析】要完成该光路，需分两步分析：1. 光在水中射到平面镜上发生反射，需依据光的反射定律（反射角等于入射角）画反射光线；2. 反射光线从水中斜射入空气中发生折射，需依据光的折射规律（光从水斜射入空气时，折射角大于入射角）画折射光线。具体步骤：先确定水中的入射点，过该点作平面镜的法线，画出反射光线；再确定反射光线与水面的交点，过该点作水面的法线，画出折射光线。
【解析】1. 光的反射：过水中平面镜上的入射点，作垂直于平面镜的法线，根据反射角等于入射角，画出反射光线；2. 光的折射：反射光线到达水面的入射点，过该点作垂直于水面的法线，根据光从水斜射入空气时折射角大于入射角，画出折射光线，完成光路。
【答案】
【知识点】光的反射定律、光的折射规律
【点评】本题考查光的反射和折射的作图，需熟练掌握两种光学现象的规律，注意区分反射和折射的介质条件，作图时要规范使用法线。
【难度系数】0.5
【解析】1. 光的反射：过水中平面镜上的入射点，作垂直于平面镜的法线，根据反射角等于入射角，画出反射光线；2. 光的折射：反射光线到达水面的入射点，过该点作垂直于水面的法线，根据光从水斜射入空气时折射角大于入射角，画出折射光线，完成光路。
【答案】
【知识点】光的反射定律、光的折射规律
【点评】本题考查光的反射和折射的作图，需熟练掌握两种光学现象的规律，注意区分反射和折射的介质条件，作图时要规范使用法线。
【难度系数】0.5
四、解答题（共44分）
25.（6分）在用导火索引爆炸药的过程中，导火索燃烧的平均速度是0.5 cm/s，导火索的长度是30 cm，如果点火者以5 m/s的速度跑开，那么他能否在爆炸之前撤离到距爆炸地点250 m外的安全区域？
25.（6分）在用导火索引爆炸药的过程中，导火索燃烧的平均速度是0.5 cm/s，导火索的长度是30 cm，如果点火者以5 m/s的速度跑开，那么他能否在爆炸之前撤离到距爆炸地点250 m外的安全区域？
答案
25.能(提示：有多种解法)
解析
【分析】
要判断点火者能否在爆炸前撤离到安全区域，可先计算导火索燃烧完的总时间，再根据该时间求出点火者能跑的距离，最后将跑的距离与安全距离250m对比，若跑的距离大于等于安全距离，则能撤离。
【解析】
解：已知导火索燃烧速度$v_1=0.5\ \mathrm{cm/s}$，长度$s_1=30\ \mathrm{cm}$，点火者速度$v_2=5\ \mathrm{m/s}$，安全距离$s=250\ \mathrm{m}$。
1. 计算导火索燃烧完的时间：
根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，变形得时间$t=\frac{s_1}{v_1}$，代入数据：
$t=\frac{30\ \mathrm{cm}}{0.5\ \mathrm{cm/s}}=60\ \mathrm{s}$。
2. 计算点火者在60s内跑的距离：
$s_2=v_2t=5\ \mathrm{m/s} × 60\ \mathrm{s}=300\ \mathrm{m}$。
3. 对比距离：
因为$300\ \mathrm{m} ＞ 250\ \mathrm{m}$，所以点火者能在爆炸前撤离到安全区域。
【答案】
能
【知识点】
速度公式应用、路程速度时间关系
【点评】
本题是初中物理运动学的基础应用题，核心是运用速度公式计算时间和路程，需注意单位的合理选择（本题直接用cm计算时间更简便），属于典型的基础题型。
【难度系数】
0.8
要判断点火者能否在爆炸前撤离到安全区域，可先计算导火索燃烧完的总时间，再根据该时间求出点火者能跑的距离，最后将跑的距离与安全距离250m对比，若跑的距离大于等于安全距离，则能撤离。
【解析】
解：已知导火索燃烧速度$v_1=0.5\ \mathrm{cm/s}$，长度$s_1=30\ \mathrm{cm}$，点火者速度$v_2=5\ \mathrm{m/s}$，安全距离$s=250\ \mathrm{m}$。
1. 计算导火索燃烧完的时间：
根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，变形得时间$t=\frac{s_1}{v_1}$，代入数据：
$t=\frac{30\ \mathrm{cm}}{0.5\ \mathrm{cm/s}}=60\ \mathrm{s}$。
2. 计算点火者在60s内跑的距离：
$s_2=v_2t=5\ \mathrm{m/s} × 60\ \mathrm{s}=300\ \mathrm{m}$。
3. 对比距离：
因为$300\ \mathrm{m} ＞ 250\ \mathrm{m}$，所以点火者能在爆炸前撤离到安全区域。
【答案】
能
【知识点】
速度公式应用、路程速度时间关系
【点评】
本题是初中物理运动学的基础应用题，核心是运用速度公式计算时间和路程，需注意单位的合理选择（本题直接用cm计算时间更简便），属于典型的基础题型。
【难度系数】
0.8
