内容正文:
高二下学期物理整卷3
(满分:100分,考试时间:75分钟)
一、选择题(第1~7题单选,每小题4分:第8~10题多选,每小题6分)
1.下面叙述正确的是()
A.氢原子可以吸收任意能量,从基态跃迁到激发态
B.铀核(8U)衰变为铅核(6Pb)的过程中,要经过8次α衰变和6次B衰变
C.原子弹的反应原理是核聚变
D.卢瑟福根据a粒子散射实验,提出了原子核有复杂的结构
2.如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像,下列说法中正确的是()
E∠A
分
A.甲图中,0一t时间内物体的加速度增大
B.乙图中,物体做匀加速直线运动
C.丙图中,阴影面积表示t~t,时间内物体的位移大小
D.丁图中,物体做匀速直线运动
3.一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路匀速运动,司机发现前方有障碍物立即刹车,以3/s2
的加速度做匀减速运动,刹车后第6s内与第7s内的位移比为()
A.3:1
B.7:1
C.13:7
D.21:4
4.某热水瓶的容积为V,瓶中刚好有体积为V的热水,瓶塞将瓶口封闭,瓶中气体压强为
1.2o,温度为87℃,环境大气压强为p0,将瓶塞打开,一会儿瓶中气体温度变为57℃,瓶中
气体可看成理想气体,则从打开瓶塞至瓶中气体温度变为57℃的过程中,跑出热水瓶的气体
质量与未打开瓶塞时瓶中气体质量之比为(
1
3
A 11
2
B.1
C.
o.
11
5.某实验小组用如图1所示的电路研究a、b两种单色光照射金属K的光电效应规律,通过
实验得到的光电流I与电压U的关系如图2所
光束
窗口
示。则()
A.a光的频率大于b光的频率
K
B.保持单色光的光强不变时,向右移动滑片P
电流表的示数一定增大
C.a光照射出的光电子的最大初动能小于b光
P
照射出的光电子的最大初动能
D.将图1的电源反接,电流表的示数一定为零
-o S
Ua Ua
图1
图2
6.静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核,当它放出一个α粒子后,
其速度方向与磁场方向垂直,测得粒子和反冲核的轨道半径之比为
44:1,如图所示,则()
A.粒子与反冲核的动量相同
B.原来放射性元素的核电荷数为90
+
C.反冲核的核电荷数为86
D.图中右侧是a粒子的运动轨迹
7.某实验室对一定质量的理想气体进行实验。如图所示,摩尔数为的理想气体初始状态压
强为po,体积为2%,对应下图中的a点。现在这部分气体经过等压膨胀,体积变为3Vo,对
应下图中的b点,气体在状态b经等温膨胀至状态c,压强变为0.5o,又经等压压缩至状态
d,最后等温压缩回到状态a。(已知理想气体的体积V、压强p和温度T满足方程p/RT;
内能U满足关系U-RT。其中R为常数,n为物质的量)根
据以上信息下列说法错误的是()
2Po
A.气体在状态点b时的内能为5poVo
Po
a
6
B.气体在状态点a时温度为
R
C.由c到d的过程外界对气体做功为poo
O263646V
D.由c到d的过程气体向外界放热
2
E/eV
0
8.氢原子能级结构如图所示,一群处于=4能级的氢原子向较低能级
跃迁,会发出不同频率的光,下列说法正确的是()
-1.51
A.这群氢原子最多可以发出4种频率的光
-3.40
B.这群氢原子最多可以发出6种频率的光
C.从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光子能量最大
D.从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光子波长最短
1
-13.6
9.一质点从A点沿直线运动到B点,先做初速度为零的匀加速直线运动,运动一段时间后做
匀减速直线运动到B点时速度刚好为零,此过程中的加速阶段的加速度大小为、减速阶段
的加速度大小为2;接着又从B点向A点做直线运动,先做初速度为零的匀加速直线运动,
运动一段时间后做匀减速直线运动到A点时速度刚好为零,此过程中的加速阶段的加速度大
小为3、减速阶段的加速度大小为4。若质点从A运动到B的时间和B运动到A的时间相同,
则下列说法正确的是()
A.一定有a1十2=+a4
思一定有时女古
C.如果4>4,一定有a<4
D.如果4>,一定有a>a4
10.2023年5月,我国自主三代核电技术“华龙一号”全球首堆示范工程一福清核电5、6号
机组正式通过竣工验收,设备国产化率达到90%,反映了我国建立起了更加成熟完备的核科
技工业体系。根据图示的原子核的比结合能曲线,以下判断中正确的是(
A.1O核的结合能比Li核的结合能更大
比结合能MeV
10
8He
rBa2U
B.两个H结合成He的过程中质量转化成了能量并释放出去
6
C.两个H核结合成He时大约释放24MeV的能量
2
9H
质量数
D.Ba中核子的平均质量比U中核子的平均质量小
102050100150200250
二、实验题:本题共2小题,共14分。
11.某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。
(1)关于该实验,下列说法正确的是(
A.实验中为找到体积与压强的关系,一定要测量空
二05
120-1
压力表
气柱的横截面积
B.空气柱体积变化应尽可能的快些
C.为保证气密性,实验前应在柱塞上涂润滑油
(2)为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等
一柱塞
温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,
空气塞
橡胶塞
得到的p-V图像如图乙所示,由图可知两次实验气
体的温度大小关系为T工(填“<”“=”或“>”);
(3)如橡胶套内的气体不可忽略,移动柱塞,多次记录注射器上的体积刻度V和压力表读数
P,绘出的p-图像可能为()
二5☑
12.同学们用电火花打点计时器做《探究小车速度与时间随变化的规律》实验。
(1)如图所示是由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数
点的时间间隔为T=0.20s,其中d1=7.05cm,d2=14.73cm,d3=23.06cm,d=32.01cm,
d=41.62cm,d,=51.88cm,则B点的瞬时速度大小是
ms(保留两位有效数字),
小车运动的加速度大小为
m/s2(保留两位有效数字).
A
G
丙
d
(2)实验一组同学做完实验后,用多用电表测出所用220V的交流电的实际电压为235V,
实际频率为45.56Hz,但其计算加速度所使用的频率值为50Hz,小鲁的计算结果比实际值
(偏大、偏小或者不变)。
(3)实验二组每隔0.1s取一个计数点,并按相邻计数点把纸带逐段剪下依次放好,纸带左上
端点近似成一条直线,连接后如图丙所示,用刻度尺测出其斜率为k=0.6,已知纸带宽为2c,
则纸带加速度为
m/s2(保留2位有效数字)。
三、计算题:本题共3小题,共40分;其中第13题12分、第14题13分、第15题15分。
解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有
数值计算的题答案中必须明确写出数值
13.硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术,其原理是进入癌细胞内的硼核(四B)吸收慢中子,
转变成锂核(3L)和α粒子,释放出Y光子。已知Y光子的能量为E,硼核的比结合能为E,锂
核的比结合能为E2,α粒子的比结合能为,普朗克常量为h,真空中光速为c。
(1)写出核反应方程:
(2)求Y光子的波长;
(3)求核反应放出的总能量E及亏损的质量△。
14.如图所示,导热性能良好的汽缸水平放置,一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内,
活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气,厚度不计的活塞质量为,截面积为S,静止时活塞距缸
底距离为,离红口的距离为号},大气压强为,-四(g为重力加速度),环境温度为。
将汽缸在竖直面内缓慢转过90°,使汽缸缸口竖直向上放置,再将环境温度缓慢升高,求:
(1)当活塞刚好升高到缸口时的环境温度:
(2)升温的过程中,缸内气体对外做的功。
15.某天,张叔叔在上班途中沿人行道向一公交车站走去,发现一辆公交车正从身旁的平直
公路驶过,此时,张叔叔的速度是1m/s,公交车的速度是15m/s,他们距车站的距离为50m。
假设公交车在行驶到距车站25m处开始刹车,刚好到车站停下,根据需要停车一段时间后公
交车又启动向前开去。张叔叔的最大速度是7m/s,最大起跑加速度为3m/s2,为了乘上该公
交车,在发现公交车后他便用力向前跑去,求:
(1)公交车刹车过程视为匀减速运动,其加速度大小是多少。
(2)分析该公交车至少停车多久张叔叔才能在车启动前追上车。
(3)若公交车司机发现并无人在车站候车,减速为零后马上以3.5/s2的加速度加速启动,
张叔叔继续追赶公交车,请问张叔叔能否追上公交车。若不能追上,请求出最短距离:若能
追上,请求出追上所需要的时间。
(满分:100分,考试时间:75分钟)
一、选择题:本题共10小题,共46分;在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分:第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下面叙述正确的是( )
A. 氢原子可以吸收任意能量,从基态跃迁到激发态
B. 铀核()衰变为铅核()的过程中,要经过8次衰变和6次衰变
C. 原子弹的反应原理是核聚变
D. 卢瑟福根据粒子散射实验,提出了原子核有复杂的结构
【答案】B
【详解】A.氢原子的能级是量子化的,只有吸收的光子能量等于基态与目标激发态的能级差时,才能从基态跃迁到激发态,无法吸收任意能量,故A错误;
B.设铀核()衰变为铅核()的过程中,要经过m次衰变和n次衰变,根据质量数守恒和电荷数守恒可得
,
解得
,
故B正确;
C.原子弹的反应原理是重核裂变,核聚变是氢弹的反应原理,故C错误;
D.卢瑟福根据粒子散射实验中“多数粒子沿原方向前进、少数发生大角度偏转”的结果,提出了原子的核式结构模型,故D错误。
故选B。
2. 如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像,下列说法中正确的是( )
A. 甲图中,时间内物体的加速度增大
B. 乙图中,物体做匀加速直线运动
C. 丙图中,阴影面积表示时间内物体的位移大小
D. 丁图中,物体做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.图像的斜率表示加速度,甲图中,时间内图像的斜率在减小,时间内物体的加速度减小。故A错误;
B.由初速度为零匀加速直线运动的速度位移关系
得图像为一条倾斜直线,所以乙图中,物体做匀加速直线运动。故B正确;
C.图像与坐标轴围成的面积表示速度的变化量,丙图中,阴影面积表示时间内物体的变化量大小。故C错误;
D.由匀变速直线运动的公式
得
得匀变速直线运动的为一条倾斜的直线。故丁图中,物体做匀变速直线运动。故D错误。
故选B。
3. 一辆汽车以的速度沿平直公路匀速运动,司机发现前方有障碍物立即刹车,以的加速度做匀减速运动,刹车后第内与第内的位移比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设初速度方向为正方向,则加速度
设刹车时间为,则
得
第末和第的速度分别为
刹车后第内位移
第内运动时间
第内的位移
刹车后第内与第内的位移比
故选D。
4. 如图所示,某热水瓶的容积为V,瓶中刚好有体积为的热水,瓶塞将瓶口封闭,瓶中气体压强为1.2p0,温度为87℃,环境大气压强为p0,将瓶塞打开,一会儿瓶中气体温度变为57℃,瓶中气体可看成理想气体,则从打开瓶塞至瓶中气体温度变为57℃的过程中,跑出热水瓶的气体质量与未打开瓶塞时瓶中气体质量之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设原来瓶中气体变成57℃、压强为p0时,气体的总体积为V′,根据理想气体状态方程,有
解得
则跑出气体的质量与原来气体的质量之比为
故选A。
5. 某实验小组用如图1所示的电路研究、两种单色光照射金属的光电效应规律,通过实验得到的光电流与电压的关系如图2所示。则( )
A. 光的频率大于光的频率
B. 保持单色光的光强不变时,向右移动滑片,电流表的示数一定增大
C. 光照射出的光电子的最大初动能小于光照射出的光电子的最大初动能
D. 将图1的电源反接,电流表的示数一定为零
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AC.由题图可知,单色光b照射时遏止电压较大,根据
Ekm = eUc
可知,b光照射时产生的光电子的最大初动能较大,根据光电效应方程
Ekm = hv - W0
可得,b光的频率大于a光的频率,A错误、C正确;
B.向右移动划片,电阻增大,由图可知,电流表中的电流最大值为该光电效应的饱和光电流,不能一直增大,B错误;
D.若电源反接,K板仍有一部分电子可能到达A板,产生电流,D错误。
故选C。
6. 静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核,当它放出一个粒子后,其速度方向与磁场方向垂直,测得粒子和反冲核的轨道半径之比为44∶1,如图所示,则( )
A. 粒子与反冲核的动量相同 B. 原来放射性元素的核电荷数为90
C. 反冲核的核电荷数为86 D. 图中右侧是粒子的运动轨迹
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子核衰变过程,动量守恒,初始总动量为零,末动量为零,则粒子与反冲核的动量大小相等,方向相反,故A错误;
BCD.根据洛伦兹力提供向心力
可得
测得粒子和反冲核的轨道半径之比为44∶1,粒子的核电荷数为2,则反冲核的核电荷数为88,根据核反应电荷数守恒可知,原来放射性元素的核电荷数为90,粒子的核电荷数小于反冲核的核电荷数,则粒子的运动半径较大,图中左侧是粒子的运动轨迹,故B正确,CD错误。
故选B。
7. 某实验室对一定质量的理想气体进行实验。如图所示,摩尔数为n的理想气体初始状态压强为p0,体积为2V0,对应下图中的a点。现在这部分气体经过等压膨胀,体积变为3V0,对应下图中的b点,气体在状态b经等温膨胀至状态c,压强变为0.5p0,又经等压压缩至状态d,最后等温压缩回到状态a。
已知理想气体的体积V、压强p和温度T满足方程pV=nRT;内能U满足关系。其中R为常数,n为物质的量,根据以上信息下列说法错误的是( )
A. 气体在状态点b时的内能为5p0V0
B. 气体在状态点a时温度为
C. 由c到d的过程外界对气体做功为p0V0
D. 由c到d的过程气体向外界放热
【答案】A
【解析】
【详解】A.由,可得
则气体在状态点b时的温度
由,可得气体在状态点b时的内能为,故A错误;
B.由,则气体在状态点a时的温度,故B正确;
C.气体从状态b到状态c等温变化,由玻意耳定律得
解得
气体从状态d到状态a等温变化,由玻意耳定律得
解得
由c到d的等压压缩过程外界对气体做功为,故C正确;
D.气体在状态点c时的内能为
气体在状态点d时的内能为
由c到d的过程气体内能变化
由c到d的过程,由热力学第一定律由,可得
则由c到d过程气体向外界放热,故D正确。
故选A。
8. 氢原子能级结构如图所示,一群处于能级的氢原子向较低能级跃迁,会发出不同频率的光,下列说法正确的是( )
A. 这群氢原子最多可以发出4种频率的光
B. 这群氢原子最多可以发出6种频率的光
C. 从能级跃迁到能级发出的光子能量最大
D. 从能级跃迁到能级发出的光子波长最短
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.一群处于能级的氢原子向较低能级跃迁,这群氢原子最多可以发出不同频率的光的数目为
故A错误,B正确;
CD.一群处于能级的氢原子向较低能级跃迁,根据波尔理论有
可知,越小,发出的光子能量越大,即从能级从能级跃迁到能级发出的光子能量最大,频率最大,由
得从能级跃迁到能级发出的光子波长最短,故C错误,D正确。
故选BD。
9. 一质点从A点沿直线运动到B点,先做初速度为零的匀加速直线运动,运动一段时间后做匀减速直线运动到B点时速度刚好为零,此过程中的加速阶段的加速度大小为a1、减速阶段的加速度大小为a2;接着又从B点向A点做直线运动,先做初速度为零的匀加速直线运动,运动一段时间后做匀减速直线运动到A点时速度刚好为零,此过程中的加速阶段的加速度大小为a3、减速阶段的加速度大小为a4。若质点从A运动到B的时间和B运动到A的时间相同,则下列说法正确的是( )
A. 一定有a1+ a2= a3+a4 B. 一定有
C. 如果,一定有 D. 如果,一定有
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据匀变速直线运动的规律有
,
联立以上各式可得
故A错误,B正确;
CD.已知
10. 2023年5月,我国自主三代核电技术“华龙一号”全球首堆示范工程—福清核电5、6号机组正式通过竣工验收,设备国产化率达到90%,反映了我国建立起了更加成熟完备的核科技工业体系。根据图示的原子核的比结合能曲线,以下判断中正确的是( )
A. 核的结合能比核的结合能更大
B. 两个结合成的过程中质量转化成了能量并释放出去
C. 两个核结合成时大约释放24MeV的能量
D. 中核子的平均质量比中核子的平均质量小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由题图可知,核的比结合能约为5MeV,则核的结合能约为30MeV。可知核的比结合能约为8MeV,则核的结合能约为128MeV,所以核的结合能比核的结合能更大,故A正确;
B. 能量和质量之间只是相差一个系数,两者都反映物体的属性,彼此之间不存在转化关系,故B错误;
C.
两个核聚变结合成核时,有质量亏损,由图可知,两个核的结合能为4MeV,的结合能为28MeV,结合时释放能量为24MeV,故C正确;
D.由题图可知,核的比结合能比核的比结合能小,由于平均质量越小的原子核,其比结合能越大,所以中核子的平均质量比中核子的平均质量大,故D正确。
故选ACD。
二、实验题:本题共2小题,共14分。
11. 某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。
(1)关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 实验中为找到体积与压强的关系,一定要测量空气柱的横截面积
B. 空气柱体积变化应尽可能的快些
C. 为保证气密性,实验前应在柱塞上涂润滑油
(2)为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,得到的图像如图乙所示,由图可知两次实验气体的温度大小关系为_____(填“<”“=”或“>”);
(3)如橡胶套内的气体不可忽略,移动柱塞,多次记录注射器上的体积刻度V和压力表读数p,绘出的图像可能为( )
A. B. C. D.
【答案】(1)C (2)>
(3)C
【解析】
【小问1详解】
A.由于空气柱的横截面积不变,故气体的体积与空气柱长度成正比,所以只需要测量空气柱长度,就能找到压强与体积的关系,故A错误;
B.空气柱的体积变化不能太快,要缓慢移动柱塞保证气体温度不变,故B错误;
C.为了保证气体质量不变,实验前应在柱塞上涂适量润滑油以保证气密性,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
根据理想气体状态方程
即
可知离坐标原点越远的等温线温度越高,则有
【小问3详解】
如果橡胶套内的气体不可忽略,设橡胶套内的气体体积为V0,则有
可得
可知图像上点与原点连线的斜率为
故随着的增大,图像上斜率逐渐减小。
故选C。
12. 同学们用电火花打点计时器做《探究小车速度与时间随变化的规律》实验。
(1)如图所示是由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为,其中,,,,,,则B点的瞬时速度大小是______m/s(保留两位有效数字),小车运动的加速度大小为______(保留两位有效数字).
(2) 实验一组同学做完实验后,用多用电表测出所用220V的交流电的实际电压为235V,实际频率为45.56Hz,但其计算加速度所使用的频率值为50Hz,小鲁的计算结果比实际值______(偏大、偏小或者不变)。
(3)
实验二组每隔0.1s取一个计数点,并按相邻计数点把纸带逐段剪下依次放好,纸带左上端点近似成一条直线,连接后如图丙所示,用刻度尺测出其斜率为,已知纸带宽为,则纸带加速度为_______(保留2位有效数字)。
【答案】(1) ①. 0.37 ②. 0.16
(2)偏大 (3)1.2
【解析】
【小问1详解】
[1]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度,B点的瞬时速度大小是
[2]根据逐差法求出小车运动的加速度大小为
【小问2详解】
打点计时器电压变大,不影响测量结果,但是实际频率小于50Hz,则打点周期偏大,大于,而计算时仍按计算,则加速度的计算结果偏大。
【小问3详解】
每隔取计数点,剪下的纸带长度等于该时间间隔内的位移,纸带宽
相邻纸带的位移差,连线的斜率
整理得
代入数据
三、计算题:本题共3小题,共40分;其中第13题12分、第14题13分、第15题15分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题答案中必须明确写出数值
13.硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术,其原理是进入癌细胞内的硼核吸收慢中子,转变成锂核和粒子,释放出光子。已知光子的能量为,硼核的比结合能为,锂核的比结合能为,粒子的比结合能为,普朗克常量为,真空中光速为。
(1)写出核反应方程;
(2)求光子的波长;
(3)求核反应放出的总能量及亏损的质量。
【答案】(1)
(2)
(3),
【详解】(1)根据核反应的质量数守恒、电荷数守恒,可得核反应方程为
(2)光子能量满足
且光速与波长满足
联立得
(3)反应前总结合能:硼核有10个核子,中子为单个核子(结合能为0),总结合能为
反应后总结合能:锂核7个核子,α粒子4个核子,总结合能为
核反应放出的能量等于反应后总结合能与反应前总结合能的差值
根据质能方程
得质量亏损
14. 如图所示,导热性能良好的汽缸水平放置,一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸内,活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气.厚度不计的活塞质量为m,截面积为S,静止时活塞距缸底距离为L,离缸口的距离为号,大气压强为(g为重力加速度),环境温度为,将汽缸在竖直面内缓慢转过,使汽缸缸口竖直向上放置,再将环境温度缓慢升高,求:
(1)当活塞刚好升高到缸口时的环境温度:
(2)升温的过程中,缸内气体对外做的功。
【答案】(1):(2)
【解析】
【详解】(1)汽缸水平放置时,缸内气体压强等于大气压强,汽缸竖直后,缸内气体压强
根据理想气体状态方程
解得
(2)设汽缸刚竖直起来时,活塞离缸底的距离为,气体发生等温变化
解得
升温后,活塞上升的高度
气体对外做功
15. 某天,张叔叔在上班途中沿人行道向一公交车站走去,发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过,此时,张叔叔的速度是1m/s,公交车的速度是15m/s,他们距车站的距离为50m。假设公交车在行驶到距车站25m处开始刹车,刚好到车站停下,根据需要停车一段时间后公交车又启动向前开去。张叔叔的最大速度是7m/s,最大起跑加速度为3m/s2,为了乘上该公交车,在发现公交车后他便用力向前跑去,求:
(1)公交车刹车过程视为匀减速运动,其加速度大小是多少。
(2)分析该公交车至少停车多久张叔叔才能在车启动前追上车。
(3)若公交车司机发现并无人在车站候车,减速为零后马上以3.5的加速度加速启动,张叔叔继续追赶公交车,请问张叔叔能否追上公交车。若不能追上,请求出最短距离;若能追上,请求出追上所需要的时间。
【答案】(1)4.5m/s2;(2)3s;(3)不能追上,14m
【解析】
【详解】(1)公交车的加速度
故其加速度大小为4.5m/s2。
(2)汽车从相遇处到开始刹车用时
汽车刹车过程用时
张叔叔以最大加速度达到最大速度用时
张叔叔加速过程中的位移
张叔叔以最大速度跑到车站的时间
所以公交车停站时间最少为
(3)由(2)可知当公交车到达车站时,张叔叔还需要3s才能到达车站,张叔叔此时在车站后方的位移为
公交车与张叔叔距离最近时,速度相同,得
解得
公交车在车站加速至与张叔叔共速的时间为2s,此过程中,
车加速过程中的位移
张叔叔继续匀速运动的位移
由于
所以张叔叔不能追上公交车,距离最短为
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