2021年湖北省荆州市中考物理试题（教师版）

这是一份2021年湖北省荆州市中考物理试题（教师版），共23页。

湖北省荆州市2021年中考物理试卷
1. 为庆祝建党100周年，某学校合唱队排演了男女大合唱《没有共产党就没有新中国》，其中关于声音的物理知识，说法正确的是(　　)
A. 女生的音调高是因为女生声音的响度大
B. 如果两位学生音调和响度相同，我们就无法分辨两人的声音
C. 音箱放出的伴奏声和学生的合唱声传播速度是相同的
D. 欣赏合唱期间，同学们要保持安静是在阻断噪声的传播
【答案】C
【详解】
【分析】
【详解】A．女生的音调高是因为女生声带振动的频率高，即振动快慢决定音调高低，故A错误；
B．音色是声音的特色品质，如果两位学生的音色相同，我们就无法分辨两人的声音，音调与响度响度，可以辨别不同的声音，故B错误；
C．声音的传播速度与介质的种类和温度有关，音箱放出的伴奏声和学生的合唱声都在空气中传播，传播速度是相同的，故C正确；
D．欣赏合唱期间，同学们要保持安静是在声源处控制噪声的产生，故D错误。
故选C。
2. 以下跟汽车有关的热现象中说法错误的是(　　)
A. 冬天排气管冒出的“白气”，是空气液化形成的
B. 打开除雾功能，汽车玻璃上的“雾”很快消失，是汽化现象
C. 冬天，汽车水箱中加入适量酒精可以降低水的凝固点
D. 汽车空调制冷时，制冷剂汽化时吸热、液化时放热
【答案】A
【详解】
【分析】
【详解】A．冬天排气管冒出的“白气”，是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，故A错误，A符合题意；
B．打开除雾功能，汽车玻璃上的“雾”很快消失，液体的水变成水蒸气是汽化现象，故B正确，B不符合题意；
C．冬天，汽车水箱中加入适量酒精，使酒精和水的混合液体温度降低到0℃时不至于结冰，降低水的凝固点，故C正确，C不符合题意；
D．汽车空调制冷时，制冷剂由液体变为气体汽化时吸收热量、制冷剂由气体变为液体液化时放出热量，故D正确，D不符合题意。
故选A。
3. 关于家庭电路和安全用电，下列说法中正确的是(　　)
A. 空气开关跳闸，一定是有用电器发生短路故障
B. 使用试电笔时手要接触笔尾金属体
C. 有人发生触电时，应马上用手把人拖开，再施救
D. 户外游玩时，如遇雷雨天气，可在大树下避雨
【答案】B
【详解】
【分析】
【详解】A．空气开关跳闸是由电路中电流过大造成的，可能是短路，也可能是用电器的总功率过
大，故A错误；
B．使用测电笔时，手要与笔尾金属体接触试电笔才能与人体、大地构成通路，区分火线或零线，故B正确；
C．发生触电事故时，必须先切断电源，然后再救人，否则会因电源不断开而发生触电，故
C错误；
D.．户外游玩时，如遇雷雨天气，不能在大树下避雨，避免雷击，故D错误。
故选B。
4. 2021年3月4日，新华社消息，我国自行研制的北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来，运行稳定、持续为全球用户提供优质服务，系统服务能力步入世界一流行列。下列有关说法正确的是(　　)
A. 北斗导航系统是利用超声波实现定位导航
B. 北斗导航系统主要通过传递信息来实现定位导航
C. 北斗导航系统传递信息的速度小于光速
D. 北斗导航系统能为用户提供定位服务的最小精度为1千米
【答案】B
【详解】
【分析】
【详解】A．因为真空不能传声，北斗导航系统是利用电磁波实现定位导航，故A错误；
B．北斗导航系统主要通过电磁波来进行传递信息实现定位导航，故B正确；
C．电磁波在传播的速度等于光速，北斗导航系统传递信息的速度等于光速，故C错误；
D．截止2020年7月北斗导航卫星的定位精度可达2.5米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒，故D错误。
故选B。
5. 学生进入初中学业水平考试考场时，监考教师会使用金属探测仪对学生进行检查，学生如果携带金属制品，探测仪就会产生电流并报警。以下器件中工作原理与此相同的是(　　)
A. 发电机 B. 电动机
C. 扬声器 D. 电磁铁
【答案】A
【详解】
【分析】
【详解】当线圈靠近金属物体时，在金属物体中产生电流，相当于闭合电路中的部分导体在做切割磁感线运动时，在金属中产生感应电流，采用的是电磁感应原理。
A．发电机是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，利用的是电磁感应原理，故A符合题意；
B．电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用而制成的，故B不符合题意；
C．扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用而运动的原理制成的，故C不符合题意；
D．电磁铁是利用电流的磁效应制成的，故D不符合题意。
故选A。
6. 2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品成功着陆地球，实现了中国首次月球无人采样返回，嫦娥五号探测器如图所示。以下有关说法正确的是(　　)

A. 携带的月球样品从月球到达地面后重力会变大
B. 嫦娥五号探测器加速升空的过程中，其机械能不变
C. 嫦娥五号在月球表面的惯性小于它在地面的惯性
D. 在返回的过程中，携带的月球样品相对于返回器是运动的
【答案】A
【详解】
【分析】
【详解】A．月球的引力常数的值是地球的六分之一，携带的月球样品从月球到达地面后质量不变，根据 ，重力会变大，故A正确；
B．嫦娥五号探测器加速升空的过程中，动能、重力势能都变大，其机械能变大，故B错误；
C．惯性的大小只有质量大小来决定，嫦娥五号在月球表面与它在地面的质量不变，故它的惯性大小不变，故C错误；
D．在返回的过程中，携带的月球样品相对于返回器的位置不发生变化，样品是静止的，故D错误。
故选A。
7. 在探究凸透镜成像规律的实验中，移动光屏距透镜20cm时，在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像。则(　　)
A. 蜡烛距透镜的距离大于20cm
B. 凸透镜的焦距大于10cm
C. 投影仪应用了该次实验的成像规律
D. 照相机应用了该次实验的成像规律
【答案】C
【详解】
【分析】
【详解】B．光屏距透镜20cm时，在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像，说明像在二倍焦距以外，即
20cm>2f
f<10cm
故B不符合题意；
A．此时物体应一倍焦距和二倍焦距之间，即物距
10cm 故A不符合题意；
CD．在光屏上正好得到烛焰清晰放大的像，投影仪应用了该次实验的成像规律，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
8. 小明用平行斜面向上的拉力F将物块沿粗糙斜面匀速拉到顶端，如图所示。以下说法正确的是(　　)

A. 物块受到的重力与斜面对物块的支持力是一对平衡力
B. 拉力F与斜面对物块的摩擦力是一对平衡力
C. 斜面对物块的摩擦力大于物块对斜面的摩擦力
D. 如果仅增大拉力F，斜面对物块的摩擦力不变
【答案】D
【详解】
【分析】
【详解】AB．物块被匀速拉上斜面时，受到：竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力和沿斜面向上的拉力，还有沿斜面向下的摩擦力作用，处于平衡状态，所以这四个力是平衡力，虽然拉力F与斜面对物块的摩擦力方向相等，但大小不等，不是一对平衡力，故AB错误；
C．斜面对物块的摩擦力与物块对斜面的摩擦力是一对相互作用力，其大小相等，故C错误；
D．仅增大拉力，那么物块对斜面的压力与接触面的粗糙程度不变，且相对滑动趋势不变，则物块对斜面的摩擦力不变，反过来，斜面对物块的摩擦力也不变，故D正确。
故选D。
9. 如图所示的电路中，电源电压不变，闭合开关S，电路正常工作，当滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是(　　)

A. 灯泡L变亮
B. 电压表示数变小
C. 电路的总电阻变小
D. 电压表示数与电流表示数的比值变大
【答案】B
【详解】
【分析】
【详解】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的
电流;
ABC．当滑片P向右移动过程中时，接入电路中的电阻增大，电路中的总电阻增大，电路中电流减小，灯泡两端的电压减小，电压表示数变小，灯泡变暗，故A错误，B正确；C错误；
D．电压表示数与电流表示数的比值正好是小灯泡的电阻，随着灯泡两端电压减小，灯泡的电阻减小，电压表示数与电流表示数的比值应变小，故D错误。
故选B。
10. 2021年1月30日，荆州沙市机场正式通航，为荆州640万人口出行带来极大便利。某游客来机场乘机，他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示方向施加拉力F使旅行箱保持静止。下列说法中正确的是(　　)

A. 旅行箱受到的重力与水平地面对它的支持力是一对平衡力
B. 其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，拉力F减小
C. 其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，拉力F增大
D. 箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，拉力F增大
【答案】C
【详解】
【分析】
【详解】A．由于受到了拉力，故拉力和支持力和重力三个力平衡，故A错误；
B．其它条件不变时，仅缩短拉杆的长度，支点到力的距离变小，即力臂变小，而阻力和阻力臂的乘积不变，故拉力的大小变大，故B错误；
C．其它条件不变时，使拉力F的方向沿顺时针改变10°，力臂变短，作用力F变大，故C正确；
D．箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，阻力臂变小，故阻力臂和阻力的乘积变小，动力臂不变，故拉力的大小变小，故D错误。
故选C。
11. 2022年冬季奥林匹克运动会主办城市是北京，北京成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市。在某场馆建设中，采用如图所示的装置，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A在5s内匀速上升了1m．已知物体A重400N，该工人重500N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为80%．关于该过程，下列说法正确的是(　　)

A. 水平地面对工人的支持力为300N
B. 动滑轮重为50N
C. 人对绳子拉力的功率为120W
D. 支架受到滑轮组的拉力为850N
【答案】D
【详解】
【分析】
【详解】AB．设动滑轮的重力为，则有

解得

人对绳子的拉力

水平地面对工人的支持力为

故AB错误；
C．绳子自由端上升的速度

人对绳子拉力的功率为

故C错误；
D．支架受到滑轮组的拉力为850N

故D正确。
故选D。
12. 如图甲所示，小灯泡L的额定电压为5V，滑动变阻器R的最大阻值为60，电流表量程为“0～0.6A”，电压表量程为“0～15V”，电源电压恒定。闭合开关S，在保证电路安全的前提下，最大范围调节滑动变阻器的滑片P，绘制了电流表示数与电压表示数关系图像如图乙所示，电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系图像如图丙所示。则下列说法中正确的是(　　)


A. 电源电压为5V
B. 小灯泡正常发光时电阻为2.5
C. 当电压表示数为1V时，滑动变阻器消耗的电功率为2.5W
D. 当电压表示数为2V时，小灯泡和变阻器消耗的功率之比为1：4
【答案】D
【详解】
【分析】
【详解】滑动变阻器与小灯泡串联，乙、丙图相结合
A．电路中电流为0.5A时，滑动变阻器的阻止为10Ω，电源电压为

故A错误；
B．小灯泡正常发光时电阻为

故B错误；
C．当电压表示数为1V时，电路中的电流为0,2A，滑动变阻器消耗的电功率为

故C错误；
D．当电压表示数为2V时，变阻器两端的电压为8V，小灯泡和变阻器串联，消耗的功率之比为

故D正确。
故选D。
二、填空题(本大题包括4小题，每小题4分，共16分)
13. 为实现对新冠疫情的有效控制，中国启动了新冠疫苗全民免费接种工作，体现了党中央对全国人民的关心关爱。小刚在接种新冠疫苗过程中，护士用蘸有酒精的消毒棉球给他擦试手臂，周围的人会闻到酒精的气味，这是_______现象，护士将液态疫苗吸进注射器是利用_______完成的，疫苗进入注射器后，小刚透过注射器看见护士的手指变粗，这是_______现象，注射器针头很尖，可以_______(选填“增大”或“减小”)压强，轻松刺穿皮肤完成疫苗注射。
【答案】 ①. 扩散 ②. 大气压 ③. 光的折射 ④. 增大
【详解】
【分析】
【详解】[1]闻到酒精的气味是酒精分子进入人的鼻子，是扩散现象。
[2]液态疫苗能吸进注射器是大气压将其压进注射器的。
[3]透过装有液态疫苗的注射器看见护士手指变粗，是因为此时的注射器相当于放大镜，这是光的折射现象。
[4]注射器针头很尖，这是通过减小受力面积来增大压强，从而轻松完成刺穿。
14. 2020年5月27日，我国的登山队员成功登顶珠穆朗玛峰，并开展峰顶测量，12月8日宣布珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86米。随着登山队员攀登高度的不断增加，大气压强_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)，水的沸点会_______(选填“升高”、“降低”或“不变”)。某登山队员沿着一段平直的斜坡匀速向上运动，在这个过程中登山队员的运动状态_______(选填“变化”或“不变”)，登山队员在大本营休息时，捧着一杯热水取暖，是通过_______的方式改变物体的内能。
【答案】 ①. 减小 ②. 降低 ③. 不变 ④. 热传递
【详解】
【分析】
【详解】[1][2]大气压强随着海拔高度增加而减小，而气压减小时，水的沸点会降低。
[3]某个过程中，登山队员做的是匀速直线运动，所以其运动状态不变。
[4]通过热水取暖，是水的热量传递给人，所以是通过热传递的方式改变物体内能的。
15. 使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是_______J：若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气_______m3。(水的比热容为4．2103J/(kg·℃)，天然气热值为4.2107/m3)
【答案】 ①. ②.
【详解】
【分析】
【详解】[1] 水吸收的热量是

故水吸收的热量是。
[2] 若此过程热效率为40%，则天然气的释放的热量为

则天然气的体积为

则天然气的体积为。
16. 2021年4月，中国海军组织辽宁舰航母编队在台湾周边海域进行训练，海军055型驱逐舰首舰南昌舰现身航母编队，如图所示。南昌舰是中国吨位最大的驱逐舰，满载时排水量达1.236107kg，则舰侧距水面3m深处受到海水的压强为_______Pa。南昌舰满载时排开海水体积为_______m3(g=10N/kg，海水=1.03103kg/m3)

【答案】 ①. ②.
【详解】
【分析】
【详解】[1]舰侧距水面3m深处受到海水的压强

[2]南昌舰满载时排开海水体积

三、实验与探究题(本大题包括5小题，每空1分，共24分)
17. 为完成“探究平面镜成像特点”实验，小芳选择了如图所示的实验装置。

(1)小芳用玻璃板代替平面镜的目的是_______。
(2)小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前，还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B，小芳应在_______(选填“A”或“B”)蜡烛一侧观察玻璃板中的像；
(3)当把蜡烛靠近玻璃板时，蜡烛在玻璃板所成像的大小将_______(选填“变大”“不变”或“变小”
(4)移去蜡烛B，在其原位置放置一块光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是_______(选填“实像”或“虚像”)；
(5)实验中，发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B，都与蜡烛A的像无法完全重合，你认为原因可能是_______。
(6)如图所示，仅将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时，蜡烛A的成像情况是_______(选题字母代号)。
A．蜡烛成像仍在B处　　　B．蜡烛成像在B处右侧　　C．蜡烛无法通过玻璃板成像
【答案】 ①. 便于确定像的位置 ②. A ③. 不变 ④. 虚像 ⑤. 平面镜与桌面不垂直 ⑥. A
【详解】
【分析】
【详解】(1)[1]小芳用玻璃板代替平面镜，能通过平面镜看到镜子后面像，目的是便于确定像的位置。
(2)[2]在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B时，小芳应在A蜡烛一侧观察玻璃板中的像，只有在A侧反射光线才会进入眼睛，从而看到A的像B，在B侧看不到像。
(3)[3]当把蜡烛靠近玻璃板时，根据平面镜成像时，像和物大小相等，蜡烛在玻璃板所成像的大小将不变。
(4)[4]移去蜡烛B，在其原位置放置一块光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像，说明平面镜所成的像是虚像，虚像不是实际光线的会聚点，不能成在光屏上。
(5)[5]实验中，发现在水平桌面上无论怎样移动蜡烛B，都与蜡烛A的像无法完全重合，可能是平面镜与桌面不垂直，导致蜡烛A的像偏高或偏低，无法在桌面上找到与蜡烛A重合的像。
(6)[6] 将玻璃板由图中甲的位置水平向右平移至乙的位置时，根据平面镜成像特点：像和物关于镜面对称可知，蜡烛A的成像仍在B处，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
18. 在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中，实验装置如图甲所示，将温度计插入试管后，待温度升至50℃左右开始，每隔大约1min记录一次温度，根据记示的数据，在方格纸上以纵轴表示温度，横轴表示时间，描点连线，得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图像。


(1)实验中采取“水浴法”对试管中的物质加热，这种加热方法的好处是使试管中的物质_______；
(2)由图乙可知，该物质是_______(选填“晶体”或“非晶体”)；
(3)图乙中物体在B点时刻的内能_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)D点时刻的内能；
(4)比较图乙中的AB段与DE段可知，物质AB段的比热容_______(选填“大于”“小于”或“等于”DE段的比热容；
(5)某同学把试管中的物质换成水，发现无论怎么加热，试管中的水都不会沸腾，请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案：_______(填写一种方案即可)。
【答案】 ①. 均匀受热 ②. 晶体 ③. 小于 ④. 小于 ⑤. 用酒精灯直接给试管加热
【详解】
【分析】
【详解】(1)[1]用水浴法对试管中的物质加热的好处是让实验物质能均匀受热。
(2)[2]由图乙知，该物质在熔化过程中，温度保持不变，是晶体。
(3)[3]图乙中，B和D点的温度虽然不变，但在这个过程中需要不停加热，所以D点时刻的内能大于B点时刻的。
(4)[4]由图乙知，由A至B和由C至D所用时间相同，即物质所吸收的热量相同，而AB段温度升高了30摄氏度，CD段温度升高了20摄氏度，在吸收相同热量时，AB段温度升高快，所以AB段的比热容小于CD段的。
(5)[5]烧杯中所装的是水，其在标准大气压下的沸点为100摄氏度，而试管中的也是水，则试管中的水也能达到100摄氏度，但不能继续吸热，无法沸腾，可用酒精灯给试管直接加热。
19. 实验小组利用天平、量筒和烧杯等器材测量牛奶的密度。

(1)天平调平衡后，将适量的牛奶倒入烧杯中，并用天平测量烧杯和牛奶的总质量，通过加减砝码的一番操作，当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后，横梁指针如图甲所示，接下来他应该_______(选填序号)：
A．向左调节平衡螺母　　B．移动游码　　C．取下最小的砝码后移动游码
(2)测出烧杯和牛奶的总质量为116g后，将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒，液面位置如图乙所示，则量筒中牛奶的体积为_______cm3
(3)测量烧杯和剩余牛奶的总质量，天平横梁平衡时如图丙所示，则烧杯和剩余牛奶的总质量为_______kg。
(4)小明测量的牛奶密度为_______kg/m3。
(5)在向量简倒入牛奶时，如果不慎有牛奶溅出，则测出的牛奶密度会_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. C ②. 40 ③. 72 ④. ⑤. 偏大
【详解】
【分析】
【详解】(1)[1]当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后，横梁指针向右偏，作说明加入的砝码太多了，应去掉最小的砝码，调节标尺上的游码，直到横梁平衡，故C符合题意。AB不符合题意。
故选C。
(2)[2]量筒的分度值为2mL，则量筒中牛奶的体积为40mL=40cm3。
(3)[3] 烧杯和剩余牛奶的总质量为

(4)小明测量牛奶密度

(5)在向量简倒入牛奶时，如果不慎有牛奶溅出，测出的体积是准确的，测出的牛奶质量会偏大，根据 ,则测出的牛奶密度会偏大。
20. 用如图甲所示的电路测量定值电阻Rx的阻值。


(1)请用笔画线代替导线将图甲中的实物连接完整_______(要求滑片P向左移动的过程中电流表示数变小)
(2)正确连接电路后，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片P置于_______(选填“A”或“B”)端：
(3)实验时，闭合开关，发现电流表和电压表示数都为0。用一根导线在图甲中先后连接接线柱G与F、F与E时，电压表和电流表示数仍为0，连接接线柱E与D时。电压表和电流表指针明显偏转，则电路的故障是_______。
(4)排除故障后继续实验，当电压表示数为2V时，电流表示数如图乙所示，则定值电阻Rx=_______。
(5)如果没有电压表，电源电压未知，可以用最大阻值为R的滑动变阻器，和如图丙所示电路，来测量电阻Rx的阻值。闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时。电流表示数为I1：滑动变阻器滑片在最右端时，电流表示数为I2，则电阻Rx=_______。(用题中所给物理量的符号表示)
【答案】 ①. ②. A ③. 滑动变阻器断路 ④. 10 ⑤.
【详解】
【分析】
【详解】(1)[1] 滑片P向左移动的过程中电流表示数变小，即向左滑动时，滑动变阻器接入的阻值变大，故接B端，故用一根导线将滑动变阻器的下端B和待测电阻的右端相连，故如下图所示：
。
(2)[2]为保护电路，滑片需要位于阻值最大处，故位于A端。
(3)[3]连接接线柱E与D时，电压表和电流表指针明显偏转，说明ED之间存在断路，故是滑动变阻器的断路。
(4)[4]小量程，故电流表的示数为0.2A，则电阻的阻值为

故待测电阻的阻值为10Ω。
(5)[5] 闭合开关后，滑动变阻器滑片在最左端时，滑动变阻器全部接入，电流表示数为I2，此时可以列等式

当滑片在最右端时，滑动变阻器的阻值为零，故可以列等式

联立两式，则电阻的大小为

故待测电阻的阻值为。
21. 体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK=mv2，重力势能大小Ep=mgh不计空气阻力，g=10N/kg，则：
(1)若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达至的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是______；
(2)若足球的射程x与抛出速度、抛射角之间满足公式，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是______ ；


(3)足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是______m。(小数点后保留2位数字)
【答案】 ①. ②. 40 ③. 3.33
【详解】
【分析】
【详解】(1)[1]不计空气阻力，那么机械能守恒，在最低处所具有的机械能为120J，在最高点处的机械能仍然为120J，则此时具有的重力势能为

故最高点的动能为

(2)[2] 足球的射程是

(3)[3] 若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，则水平速度为10m/s，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，水平面的速度仍为10m/s，则速度的大小为m/s ，则此时的动能为

在水平地面时，机械能为

故此时的重力势能为

此时足球距地面的高度是

足球距地面的高度是。
四、综合应用题(本大题包括2小题，每小题8分，共16分。解题时要写出必要的文字说明，解答依据、重要演算步理等)
22. 经过三年的紧张施工建设，荆州复兴大道主线于2020年12月31日贯通，如图甲，为荆州市居民出行带来极大的方便。图乙为复兴大道高架桥的部分路段示意图，水平路面AB长400m、斜坡BC长200m、坡高CD高4m。总质量m为1.5t的小汽车，每个轮胎与水平路面接触面积为0.1m，当它以大小不变的速度v通过AB段和BC段，共用时36s；小汽车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍，小汽车通过AB段时，牵引力的功率为P1，通过BC段时，牵引力的功率为P2，g=10N/kg。求：
(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是多大?
(2)小汽车的速度v是多少km/h?
(3)小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少?
(4)小汽车牵引力功率P1与P2之比是多少?


【答案】(1)；(2)；(3)；(4)
【详解】
【分析】
【详解】解：(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压力
F=G=mg=1.5103kg10N/kg=1.5104N
已知轮胎与水平路面总接触面积S=0.4m2，公交车静止在水平地面时对地面的压强

(2)小汽车的速度v是

(3)小汽车通过AB段时，牵引力

小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1

()通过BC段时，小汽车克服重力和摩擦了做功，BC段的摩擦力

通过BC段时，小汽车用的时间为12s，通过BC段时，牵引力的功率为P2等于重力做功的功率与阻力做功的功率之和

小汽车牵引力的功率P1与P2之比

答：(1)小汽车静止在水平地面时对地面的压强p是；
(2)小汽车的速度v是60km/h；
(3)小汽车通过AB段时，牵引力的功率P1是；
(4)小汽车牵引力的功率P1与P2之比是。
23. 如图所示的电路。电源电压恒定，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器允许通过最大电流为1A．小灯泡L标有“2.5V，0.25A”字样，其I-U图像如图乙所示。只闭合S1时，电流表的示数为I=0.2A，电阻R1消耗的功率为P1；变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，电阻R1消耗的功率为 且P1：P1'=16：25。
(1)求小灯泡L正常发光时的阻值；
(2)求电源电压；
(3)若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。


【答案】(1)；(2)；(3)
【详解】
【分析】
【详解】解： (1)小灯泡L正常发光时的阻值

(2)只闭合S1时，灯泡与电阻R1串联，电流表的示数为I=0.2A，此时电源电压U
①
变阻器滑片P移到b端，所有开关都闭合时，R1与滑动变阻器并联

化简得

代入①解得：

(3)所有开关都闭合时，电流表的示数为I=0.5A，滑动变阻器的阻值

若只闭合S2，灯泡与电阻滑动变阻器串联，串联且电压表的量程为0～3V，当滑动变阻器两端的电压为3V时，电路中的电流最小，此时小灯泡两端的电压为2V，由图乙可知，电路中的电流为0.24A，滑动变阻器接入电路的电阻最大，

电路中的最大安全电流为0.25A，滑动变阻器接入电路的最小电阻

答：(1)小灯泡L正常发光时的阻值为；
(2)电源电压为；
(3)若只闭合S2，且电压表的量程为0～3V。在保证电路元件都安全的情况下，求变阻器接入电路的阻值变化范围。