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    2022_2023学年山东省泰安市高二(下)期末物理试卷(含解析)
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    2022_2023学年山东省泰安市高二(下)期末物理试卷(含解析)

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    这是一份2022_2023学年山东省泰安市高二(下)期末物理试卷(含解析),共21页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。

    2022~2023学年山东省泰安市高二(下)期末物理试卷
    一、单选题(本大题共8小题,共24.0分)
    1. 中国海军服役的歼−15舰载机在航母甲板上加速起飞过程中,某段时间内战斗机的位移时间(x−t)图像如图所示,则(    )



    A. 由图可知,舰载机起飞的运动轨迹是曲线
    B. 在0~3s内,舰载机的平均速度大于12m/s
    C. 在M点对应的位置,舰载机的速度大于20m/s
    D. 在N点对应的时刻,舰载机的速度为7.5m/s
    2. 如图所示为电饼铛自动控温电路。电路中的R1和R2,其中一个是定值电阻,另一个是温度传感器(可等效为可变电阻)。温度越高,温度传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于U1时,控制开关自动闭合开始加热;当a、b两端的电压小于U2(U1、U2为定值)时,控制开关断开停止加热。下列说法正确的是(    )

    A. R2为温度传感器
    B. 定值电阻的阻值越小,电饼铛停止加热时的温度越低
    C. 定值电阻的阻值越小,电饼铛停止加热时的温度越高
    D. U1 3. 有关下列四幅图涉及的物理知识,以下说法正确的是(    )

    A. 图甲:阴极射线管的K极发射的射线是电磁波
    B. 图乙:研究黑体辐射发现随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
    C. 图丙:处于n=3能级的1个氢原子自发跃迁,能辐射出3种频率的光
    D. 图丁:康普顿效应说明光子具有粒子性,光子不但具有能量,还有动量
    4. 如图所示为氢原子的发射光谱和氢原子能级图Hα、Hβ、Hγ、Hδ,是其中的四条光谱线及其波长,分别对应能级图中从量子数为n=3、4、5,6的能级向量子数为n=2的能级跃迁时发出的光谱线。已知可见光波长在400nm∼700nm之间,下列说法正确的是(    )

    A. 四条光谱线中,Hα谱线对应的光子动量最大
    B. Hβ谱线对应的光,照射逸出功为2.65eV的金属,可使该金属发生光电效应
    C. Hγ谱线对应的光,照射逸出功为2.75eV的金属,可使该金属发生光电效应
    D. Hδ谱线对应的光是可见光中的红光
    5. 如图,用M、N两个弹簧秤在О点作用两个力,此时α=90°,β<45°。现保持M的示数不变,而使α角连续减小,直到α+β<90°,为保持两力的合力大小不变且方向沿虚线方向,在此过程中对N弹簧秤的操作正确的是(    )

    A. 减小示数同时减小β角 B. 减小示数同时使β角先增大后减小
    C. 增大示数同时增大β角 D. 增大示数同时减小β角
    6. 下列核反应方程及其类型的对应关系,正确的是(    )
    A.  92238U→93234Th+−10e属于β衰变
    B.  12H+13H→24He+10e属于核聚变
    C. 铀核裂变的一种核反应方程 92238U→56144Ba+3689Kr+201n
    D.  919F+24He→1022Ne+X属于原子核的人工转变,X表示质子
    7. 放射源钋( 84210Po)发生α衰变变成铅( 82206Pb),同时释放的核能为ΔE。已知钋( 84210Po)核的质量为m1,铅( 82206Pb)核的质量为m2,真空中的光速为c。则下列说法正确的是(    )
    A. 释放的α粒子的质量为ΔEc2
    B. 释放的α粒子的质量为m1−m2−ΔEc2
    C. 通过增大压强,可以使 84210Po的半衰期减小
    D. 通过增大压强,可以使 84210Po的半衰期增大
    8. 如图所示,将一轻弹簧一端固定在内壁光滑、半径为R的半球形容器底部中心Oˈ处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点,OP与竖直方向OOˈ间的夹角为θ。已知弹簧的劲度系数为k=mgR,下列说法正确的是(    )

    A. 弹簧的原长为4Rsinθ2 B. 弹簧的原长为2Rsinθ2
    C. 容器对小球的作用力大小为12mg D. 弹簧对小球的作用力大小为12mg
    二、多选题(本大题共4小题,共24.0分)
    9. 如图所示,理想变压器原线圈接在u=Umsinωt+φ的交流电源(内阻不计)上,副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电表内影响。闭合开关S后(    )

    A. 电压表V1的示数减小 B. 电流表A1的示数增大
    C. 电压表V2的示数减小 D. 电流表A2的示数增大
    10. 如图所示,一定质量的理想气体从状态A开始,经历AB、BC、CD、DA四个过程回到原状态A,其中AB、CD为等压过程,BC、DA为等温过程,状态C、D的压强和体积未知,下列说法正确的是(    )

    A. 气体在状态B的内能大于状态D的内能
    B. 气体从状态B到状态C没有热量交换
    C. 在过程AB中气体对外做功为300J
    D. 在过程CD中外界对气体做的功为300J
    11. 某物体沿斜面上滑,做匀减速直线运动,依次经过A、B、C三点,到达D点时速度恰好为零,如图所示。已知AB=12m,BC=8m,从A点运动到B点和从B点运动到C点两个过程速度变化量都为−2m/s,则下列说法正确的是(    )

    A. 物体的加速大小为2m/s2 B. 物体到达B点时速度大小为5m/s
    C. A、D两点间的距离为24.5m D. 物体从A点运动到C点的时间为6s
    12. 如图所示,倾角为60°、质量为M的斜面体A置于水平面上,在斜面体和竖直墙面之间放置一质量为m的光滑球B,斜面体受到水平向右的外力F,系统始终处于静止状态。已知斜面体与水平面间的动摩擦因数μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g(    )

    A. 球B受到斜面体的弹力大小为2mg
    B. 球B受到墙面的弹力大小2mg
    C. 为了使系统处于静止状态,水平向右的外力F最大为 3mg+μ(m+M)g
    D. 为了使系统处于静止状态,水平向右的外力F最小一定为 3mg−μ(m+M)g
    三、实验题(本大题共2小题,共14.0分)
    13. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,实验装置如图1所示。
      
    (1)下列说法中正确的是_______(填字母)。
    A.连接重物和小车的细线应与长木板保持平行
    B.长木板的一端必须垫高,使小车在不挂重物时能在木板上做匀速运动
    C.小车应靠近打点计时器,先接通电源,后释放小车
    D.选择计数点时,必须从纸带上第一个点开始
    (2)已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,图2是实验中打下的一段纸带。算出计数点3的速度大小为_______m/s,(保留两位有效数字)并在图3中标出,其余计数点1、2、4、5对应的小车瞬时速度大小在图3中已标出。
      
    (3)作图_____并求得小车的加速度大小为________m/s2(保留三位有效数字)。


    14. 在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时,每104mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得40滴这样的溶液为1mL。在一正方形浅盘内注入适量的水,将痱子粉均匀地撒在水面上,用注射器滴入1滴这样的溶液,等油膜形状稳定后,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓,如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。
      
    (1)该实验中1滴油酸酒精溶液含_______mL油酸;
    (2)由上述数据估算得到油酸分子直径约为_________m(结果保留两位有效数字);
    (3)某同学配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精多倒了一点,所测的分子直径______(偏大、偏小、不变);
    (4)若阿伏加德罗常数为6.02×1023mol−1,油酸的摩尔质量为282g/mol,油酸的密度为0.9g/cm3。则1cm3油酸约含_________个油酸分子(结果保留两位有效数字)。

    四、计算题(本大题共4小题,共38.0分)
    15. 一个直流电动机的内电阻r1=4Ω,与R=3Ω的电阻串联接在线圈上,如图所示。已知线圈的面积为 220m2,匝数n=200,线圈的电阻为r2=7Ω,线圈在B=2T的匀强磁场中绕垂直磁场的轴OOˈ以角速度ω=20rad/s匀速转动,在合上开关S后电动机正常工作时,理想电压表的示数为220V,求:
    (1)通过电动机的电流的有效值;
    (2)电动机正常工作时的效率(保留三位有效数字)。


    16. 如图所示,两等高、内壁光滑、导热性良好的圆柱形汽缸竖直放置,左、右两侧汽缸的横截面积分别为S、32S,汽缸顶部由细管(体积不计)连通,左侧汽缸底部带有阀门K,两汽缸中有厚度均可忽略的活塞I、II,将某种理想气体分成A、B、C三部分,活塞I、II的质量分别为m1=p0Sg、m2=3p0S2g。初始时,阀门K关闭,活塞I处于左侧汽缸的顶部且与顶部无弹力,活塞II处于右侧汽缸的中间位置,A气体的压强为2p0。已知大气压强为p0,重力加速度为g,其他量均为未知量;整个过程中,周围环境温度不变。
    (1)求初始时左侧汽缸中封闭气体C的压强p;
    (2)一段时间后,活塞II漏气,求再次稳定后,活塞Ⅰ距离汽缸顶部的距离与气缸总高度的比值(可保留根号);
    (3)接(2)问,打开阀门K,用打气筒通过K给左侧汽缸充气,直至活塞I再次回到汽缸顶部且与顶部无弹力,求此过程中充人气体质量与最初封闭气体C的质量比。


    17. 如图所示,质量M=2kg的木块P套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量m=1kg的小球Q相连。今用与水平方向成α=60°角的恒力F=5 3N,拉着小球带动木块一起向右匀速运动,运动中P、Q相对位置保持不变,g取10m/s2。求:
    (1)木块对水平杆的压力大小;
    (2)运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ;
    (3)若α调整到某个值时,使小球和木块一起向右匀速运动的拉力F最小,求该最小拉力。


    18. 如图所示,甲、乙两车在同一水平道路上,甲车在后匀速直线运动,乙车在前停在路边,甲车距乙车d=30m时开始减速,第1秒内位移为24m,第4秒内位移为1m。甲车减速1秒末乙车开始运动,与甲车同向做匀加速直线运动,加速度大小为4m/s2,当速度达到10m/s后保持该速度做匀速直线运动。甲乙相遇时会错车而过,不会相撞。求:
    (1)乙车从静止加速到最大速度时间内,行驶的位移是多少;
    (2)甲车刚开始减速时的速度大小;
    (3)甲乙两车第一次相遇时甲车的速度大小;
    (4)从甲车减速时开始计时,甲乙两车第二次相遇的时间。


    答案和解析

    1.【答案】C 
    【解析】
    【分析】
    x−t图像只能表示直线运动的规律,图线的切线斜率表示瞬时速度,根据平均速度的定义进行求解平均速度。
    解决本题的关键要理解位移−时间图像的物理意义,知道图像的切线斜率表示瞬时速度大小,图线上的两点连线的斜率表示对应时间内的平均速度大小。

    【解答】
    A、x−t图像只能表示直线运动的规律,即知舰载机起飞的运动轨迹是直线,故A错误;
    B、在0~3s内,舰载机通过的位移为x=36m−0=36m,平均速度为 v−=xt=363m/s=12m/s,故B错误;
    C、2−2.55s内的平均速度为 v′−=xMN tMN=26−152.55−2m/s=20m/s,根据2−2.55s内的平均速度等于MN连线的斜率大小,在M点对应的位置舰载机的速度等于过M点的切线斜率大小,可知在M点对应的位置,舰载机的速度大于MN段平均速度20m/s,故C正确;
    D、在0−2s内的平均速度为,0−2s内的平均速度等于ON连线的斜率大小,在N点对应的时刻舰载机的速度等于过N点的切线斜率大小,可知在N点对应的时刻,舰载机的速度大于ON段平均速度7.5m/s,故D错误。
    故选:C。  
    2.【答案】C 
    【解析】A.若 R2 为温度传感器,则当温度升高时,其电阻值减小,回路电流变大,则R1两端的电压变大,当a、b两端的电压大于U1时,控制开关自动闭合开始加热,则与装置功能不相符,则 R1 为温度传感器,选项A错误;
    BC.电阻R1的分压U=ER1R1+R2=E1+R2R1
    因当U=U2时电饼铛停止加热,则在U一定时,定值电阻的 R2 阻值越小,则R1越小,温度越高,即电饼铛停止加热时的温度越高,选项B错误,C正确;
    D.当R1两端的电压大于U1时,控制开关自动闭合开始加热,此时R1的电阻比较大,则此时的电压更大,即U1>U2,故D错误。
    故选C。


    3.【答案】D 
    【解析】A.图甲:阴极射线管的K极发射的射线是阴极射线,阴极射线本质上是高速电子流,A错误;
    B.由图乙可知,研究黑体辐射发现随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,B错误;
    C.图丙:处于n=3能级的1个氢原子自发跃迁,能辐射出N=(n−1)=3−1=2
    即2种频率的光,C错误;
    D.图丁:光子与静止电子产生弹性斜碰撞,光子把部分能量转移给了电子,同时光子还使电子获得一定的动量,因此康普顿效应说明光子具有粒子性,光子不但具有能量,还有动量,D正确。
    故选D。


    4.【答案】C 
    【解析】A.由光子的动量 p=hλ ,可知四条光谱线中,Hα谱线对应的波长 λ 最大,则Hα谱线对应的光子动量最小,A错误;
    B.Hβ谱线对应的光子的能量为Eβ=E4−E2=−0.85eV−(−3.40eV)=2.55eV<2.65eV
    因此该光照射逸出功为2.65eV的金属,不可使该金属发生光电效应,B错误;
    C.Hγ谱线对应的光子的能量为Eγ=E5−E2=−0.54eV−(−3.40eV)=2.86eV>2.75eV
    因此Hγ谱线对应的光,照射逸出功为2.75eV的金属,可使该金属发生光电效应,C正确;
    D.由题图可知,Hδ谱线对应光的波长最小,因此Hδ谱线对应的光不可能是可见光中的红光,D错误。
    故选C。


    5.【答案】B 
    【解析】
    【分析】
    本题考查了矢量三角形的应用,保证合力不变,另外两个力的变化,画出力的矢量三角形,在三角形中即可看出角和边长的变化,难度不大。
    【解答】
    由图可知为保持两力的合力大小不变且方向沿虚线方向,对N弹簧秤的操作正确的是减小示数同时使β角先增大后减小。
    故选B。
      
      
    6.【答案】D 
    【解析】A.铀核238放出一个α粒子后,质量数减少4,电荷数减少2,产生新核钍(  90234Th )这是α衰变,其核反应方程为
     92238U→90234Th+24He
    故A错误;
    B.轻核聚变,其核反应方程为
    12H+13H→24He+n01n
    故B错误;
    C.铀核裂变属于重核裂变,不能自发进行,铀核需要俘获一个慢中子就能产生裂变,铀核裂变的核反应方程是
     92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n
    C错误;    
    D.核反应方程,遵循质量数守恒和电荷数守恒,因此原子核的人工转变方程为
     919F+24He→1022Ne+11H
    可知X表示质子,D正确。
    故选D。


    7.【答案】B 
    【解析】AB.由爱因斯坦的质能方程可得ΔE=(m1−m2−mα)c2
    解得释放的α粒子的质量为mα= m1−m2−ΔEc2
    A错误,B正确;
    CD.放射性元素的半衰期是由核内部的因素决定的,与原子所处的物理状态(温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关,因此通过增大压强,  84210Po 的半衰期不变,CD错误。
    故选B。


    8.【答案】A 
    【解析】D.根据受力平衡有mgsinθ=Fsinθ2
    可得弹簧对小球的作用力大小为F=2mgsinθ2
    故D错误;
    AB.弹簧的压缩量x1=Fk=2Rsinθ2
    弹簧压缩后的长度x2=2Rsinθ2
    弹簧的原长为l=x1+x2=4Rsinθ2
    故A正确,B错误;
    C.容器对小球的作用力大小为FN=Fsinθ2+mgcosθ
    根据二倍角公式Fsinθ2=2mgsin2θ2=2mg1−cosθ2=mg−mgcosθ
    可得FN=Fsinθ2+mgcosθ=mg
    故C错误。
    故选A。


    9.【答案】AB 
    【解析】ACD.由于变压器的匝数比和输入的电压都不变,所以输出的电压 U2 也不变,开关S闭合时,副线圈电路的总的电阻减小,则电流 I2 增大,则电阻R两端的电压增大,所以电压表V2示数增大,而U2=I2R+UV1
    因此 UV1 减小,即V1示数减小,而电流表A2的示数为IA2=UV1R
    故电流表A2的示数减小,故A正确,CD错误;
    B.根据n1n2=I2I1
    可知电流 I1 增大,即电流表 A1 的示数变大,故B正确。
    故选AB。


    10.【答案】ACD 
    【解析】A.DA为等温过程,温度不变,所以气体在状态A的内能等于在状态D的内能,而AB为等压膨胀过程,状态B的温度高于状态A,因此气体在状态B的内能大于状态A的内能,故大于状态D的内能,故A正确;
    B.在过程BC中,体积增大,气体对外做功,但由于温度不变,内能保持不变,所以气体从外界吸热,故B错误;
    C.体从状态A变化到状态B为等压过程,体积增大,气体对外做功,即W=p1ΔV=p1(VB−VA)=3×105×(2−1)×10−3J=300J
    故C正确;
    D.BC、DA为等温过程,则有p1VB=p2VC , p1VA=p2VD
    在过程CD中,气体体积减小,外界对气体做功为W′=p2(VC−VD)=p1(VB−VA)=300J
    故D正确。
    故选ACD。


    11.【答案】BC 
    【解析】A.由题意,物体从A点运动到B点和从B点运动到C点两个过程速度变化量都为−2m/s,可知AB和BC所用时间相等,由 Δx=aT2 和 a=ΔvT 可得
    T=2s
    a=−1m/s2
    即物体的加速度大小为1m/s2,A错误;
    B.由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可得物体到达B点时速度大小为vB=ΔxΔt=xAB+xBC2T=12+82×2m/s=5m/s
    B正确;
    C.物体由B到D,由速度位移关系公式 v2−v02=2ax ,可得xBD=vD2−vB22a=0−52−2×1m=12.5m
    则有xAD=xAB+xBD=12m+12.5m=24.5m
    C正确;
    D.由以上计算可知,物体从A点运动到C点的时间为2T=4s,D错误。
    故选BC。


    12.【答案】AC 
    【解析】A.B球受力如图
      
    球B受到斜面体的弹力大小为N1=mgcos60∘=2mg
    故A正确;
    B.球B受到墙面的弹力大小F1=mgtan60∘= 3mg
    故B错误;
    C.对AB整体分析,受力如图
      
    则有
    N=(M+m)gf=μNF=F1+f
    联立可得水平向右的外力F最大为Fm= 3mg+μ(M+m)g
    故C正确;
    D.对AB整体分析,受力如图
      
    则有
    N=(M+m)gf=μNF+f=F1= 3mg
    当 3mg≤μ(M+m)g
    则Fmin=0
    当 3mg>μ(M+m)g
    则有Fmin= 3mg−μ(M+m)g
    故D错误。
    故选AC。


    13.【答案】   AC/CA     0.74            1.53 
    【解析】(1)[1]A.为使小车受到的合力不变,连接重物和小车的细线应与长木板保持平行,A正确;
    B.长木板的一端不需要垫高来平衡摩擦力,只要小车做加速直线运动即可,B错误;
    C.小车应靠近打点计时器,先接通电源,带打点计时器打点稳定后,再释放小车,纸带会得到充分利用,记录较多的数据,减小实验误差,C正确;
    D.选择计数点时,要从第一个比较清晰的点开始选择计数点,可以不从纸带上第一个点开始,D错误。
    故选AC。
    (2)[2]已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,可得打点周期为T=1f=150s=0.02s
    由中间时刻的瞬时速度等于平均速度,可得打计数点3的速度大小为v3=ΔxΔt=x242×5T=23.8−92×5×0.02×10−2m/s=0.74m/s
    (3)[3]在图3中标出v3,作图如图所示。
      
    [4]由速度时间图像的斜率表示加速度,可得小车的加速度大小为a=ΔvΔt=1.2−0.280.6−0m/s2=1.53m/s2


    14.【答案】     2.5×10−6     6.1×10−10     偏大     1.9×1021 
    【解析】(1)[1]根据比例关系可知1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为140×1104=2.5×10−6mL
    (2)[2]油膜的面积为 39cm2 ,油酸分子的直径为d=VS=6.1×10−10m
    (3)[3]某同学把酒精倒多了,那么酒精油酸溶液中油酸的体积分数偏小,但实际用到的计算数据偏大,因此计算得到的油酸分子直径偏大;
    (4)[4] 1cm3油酸的摩尔数为n=ρMmol=3.19×10−3mol
    可知所含的分子数为N=nNA=1.9×1021


    15.【答案】(1)18A;(2) η=67.3% 
    【解析】(1) Em=nBSω ,①
    E=Em 2 ,②
    I=E−UR+r2 ,③
    解得I=18A,④
    (2) P出=UI−I2r ,⑤
    P入=UI ,⑥
    η=P出P入×100% ×100%,⑦
    解得 η=67.3% ,⑧


    16.【答案】(1) 2p0 ;(2)  409−198 ;(3) 14 
    【解析】(1)对活塞I受力分析得,可得pCS=pBS+m1g
    对活塞II受力分析得pA⋅32S=pB⋅32S+m2g
    解得pB=p0 , pC=2p0
    (2)由于活塞II漏气,A、B两部分气体合为一部分气体,设稳定后的压强为p,左侧气缸体积为V。活塞I上部气体体积为ΔV,根据玻意耳定律得pA⋅34V0+pB⋅34V0=p⋅32V0+ΔV
    对C部分气体,根据玻意耳定律得pCV0=p′CV0−ΔV
    对活塞I受力分析得p′CS=pS+m1g
    解得ΔV= 409−198V0
    由于Δhh=ΔVV0
    解得Δhh= 409−198
    (3)充气前,设C部分气体在压强p0下的体积为V1,根据玻意耳定律得pCV0=p0V1
    活塞I回到顶部时,右侧气体压强为 p′ ,可得pA⋅34V0+pB⋅34V0=p′⋅32V0
    对活塞I受力分析得p′′CS=p′S+m1g
    设充气后该部分气体在压强p0下的体积为V2,可得p′′CV0=p0V2
    联立解得V1


    17.【答案】(1)22.5N;(2)30°;(3) 7 N 
    【解析】(1)对PQ整体进行分析,根据平衡条件
    FN+Fsin60∘=(M+m)g ,①
    解得FN=22.5N,②
    由牛顿第三定律得,木块对水平杆的压力大小为22.5N.③
    (2)对Q进行受力分析,设细绳对Q的拉力为T,由平衡条件可得
    Fcos60∘=Tcosθ ,④
    Fsin60∘+Tsinθ=mg ,⑤
    解得T=10N
    tanθ= 33
    即θ=30°.⑥
    (3)对PQ整体进行分析,由平衡条件有
    Fcos60∘=μFN ,⑦
    解得 μ= 39
    对P、Q进行受力分析,由平衡条件有
    FN+Fsinα=(M+m)g ,⑧
    Fcosα=μFN ,⑨
    解得 F=μ(M+m)gcosα+μsinα ,⑩
    令 sinβ=1 1+μ2 , cosβ=μ 1+μ2 ,
    即 tanβ=1μ ,
    则 F=μ(M+m)g 1+μ2sinβcosα+cosβsinα=μ(M+m)g 1+μ2sinα+β ,⑪
    当 α+β=90∘ 时,即 9 时,F有最小值,
    Fmin=μ(M+m)g 1+μ2 ,⑫
    7 N.⑬


    18.【答案】(1)12.5m;(2)28m/s;(3) v甲=523 m/s;(4)4.15s 
    【解析】(1)乙车从静止加速到最大速度时间内,
    x=v22a2 ,①
    解得x=12.5m;②
    (2)设甲车减速第4s末速度为 v4 ,甲车减速的加速度大小为 a1 ,按甲车逆运动为匀加速,
    第4s内: x4=v4t+12a1t2
    第1s内: x1=v1t+12a1t2
    v1=v4+3a1t ,
    将 x1 =24m, x4 =1m,t=1s代入以上三式,联立解得
    v4 <0
    说明第4秒内甲车已经停下。③
    设第4秒内甲车运动了Δt,则
    x4=12a1Δt2 ,④
    x1=12a1(Δt+3)2−12a1(Δt+2)2 ,⑤
    解得Δt=0.5s, a1 =8m/s2,
    设甲车刚减速时速度为 v0 ,
    v0=a1(3+Δt) ,⑥
    解得 v0 =28m/s;⑦
    (3)设从甲车减速开始经过t1甲车乙车相遇
    x甲=v0t1−12a1t12 ,⑧
    由位移公式
    x乙=12a2(t1−1)2 ,⑨
    甲乙两车的位移关系
    x甲=x乙+d ,⑩
    乙车加速时间: t乙=va2 =2.5s
    解得 t1=43s 或 t1=4s (乙车已经匀速,不合理舍去)
    v甲=v0−a1t1 ,⑪
    解得 v甲=523 m/s,⑫
    (4)由题意和以上结果可知,甲车乙车还会第二次相遇,设甲车减速阶段位移为 x′甲 ,
    x′甲=12a1(Δt+3)2 ,⑬
    此过程中乙车的位移为
    x′乙 =12.5m
    解得 x′甲 =49m, x′乙 =12.5m
    x′甲>x′乙+d
    甲车乙车还没有第二次相遇即
    x′甲−x′乙+d=v乙t′ ,⑭
    得 t′ =0.65s
    甲车乙车第二次相遇时间为
    t2=t′+4−Δt ,⑮
    t2 =4.15s。⑯


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