7. 一个装有进水管和出水管的容器,开始时,先打开进水管注水,3 min时,再打开出水管排水,8 min时,关闭进水管,直至容器中的水全部排完.在整个过程中,该容器中的水量y(L)与时间x(min)之间的函数关系如图所示,则图中a的值为
$\frac{29}{3}$
.

答案:7. $\frac{29}{3}$ 解析:由题意,得进水管的进水速度为 $\frac{30}{3}=10(\mathrm{L/min})$. 同时打开进水管和出水管,容器中的水量每分钟减少 $\frac{30-20}{8-3}=2(\mathrm{L})$,所以出水管的排水速度为 $10+2=12(\mathrm{L/min})$. 所以关闭进水管后排空需要 $\frac{20}{12}=\frac{5}{3}(\mathrm{min})$. 所以 $a=8+\frac{5}{3}=\frac{29}{3}$.
解析:
【分析】
解题时先结合题意将函数图象分为三个阶段逐步分析:①0~3min仅打开进水管,可根据这段的水量变化求出进水管的进水速度;②3~8min进水管和出水管同时打开,根据这段的水量变化求出每分钟的净出水量,结合进水速度即可算出出水管的排水速度;③8min之后仅打开出水管,根据8min时的剩余水量和出水管速度求出排空水需要的时间,最后用8加上这个时间就能得到a的值。
【解析】
1. 计算进水管的进水速度:
0到3min仅开进水管,3分钟共进水30L,
因此进水速度为 $\frac{30}{3}=10(\mathrm{L/min})$。
2. 计算出水管的排水速度:
3到8min的时长为 $8-3=5\mathrm{min}$,这段时间水量从30L降到20L,共减少了$30-20=10\mathrm{L}$,
因此同时打开两管时,每分钟净减少水量为 $\frac{10}{5}=2(\mathrm{L/min})$,
由于此时进水管仍在进水,因此出水管排水速度 = 进水速度 + 每分钟净减少水量,
即排水速度为 $10+2=12(\mathrm{L/min})$。
3. 计算a的值:
8min时关闭进水管,此时容器内有水20L,仅开出水管排空需要的时间为 $\frac{20}{12}=\frac{5}{3}(\mathrm{min})$,
因此 $a=8+\frac{5}{3}=\frac{29}{3}$。
【答案】
$\frac{29}{3}$
【知识点】
一次函数图象应用,进出水速度计算,分段函数分析
【点评】
本题结合实际进出水场景,考查从分段函数图象中提取有效信息的能力,解题核心是明确不同阶段的水管工作状态,结合对应数据准确计算速度,是函数实际应用的典型题型。
【难度系数】
0.6
8. (2025·江苏宿迁)甲、乙两人从同一地点M出发沿同一路线匀速步行前往N处参加活动.甲比乙早出发6 min,两人途中均未休息,先到达N处的人在原地休息等待,直到另一人到达N处.两人之间的路程 y(m)与甲行走的时间 t(min)的函数图象如图所示.
(1) 乙步行的速度为
90
m/min,MN之间的路程为
3 960
m;
(2) 当18≤t≤50时,求 y 关于 t 的函数表达式;
(3) 甲出发多长时间时,两人之间的路程为450 m?

答案:8. (1) 90 3 960 解析:由题图,得甲步行的速度为 $360÷6=60(\mathrm{m/min})$. 又点 B 表示乙追上甲,所以乙步行的速度为 $360÷(18-6)+60=90(\mathrm{m/min})$. 又点 C 表示乙到达 N 处,点 D 表示甲到达 N 处,所以 MN 之间的路程为 $90×(50-6)=3\ 960(\mathrm{m})$.
(2) 由(1),得 MN 之间的路程为 3 960 m,所以点 C 的纵坐标为 $3\ 960-60×50=960$,即 $C(50,960)$. 设当 $18≤ t≤50$ 时,y 关于 t 的函数表达式为 $y=kt+b$. 把 $B(18,0),C(50,960)$ 分别代入,得 $\begin{cases}18k+b=0,\\50k+b=960,\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}k=30,\\b=-540.\end{cases}$ 所以 y 关于 t 的函数表达式为 $y=30t-540(18≤ t≤50)$.
(3) 由题图,得甲、乙两人之间的路程为 450 m 时,在 BC 段或 CD 段. 由(1)(2),得线段 BC 所在直线的函数表达式为 $y=30t-540$,$C(50,960)$,MN 之间的路程为 3 960 m,甲步行的速度为 60 m/min,所以甲到达 N 处所用时间为 $3\ 960÷60=66$ (min),即 $D(66,0)$. 设线段 CD 所在直线的函数表达式为 $y=mt+n$. 把 $C(50,960),D(66,0)$ 分别代入,得 $\begin{cases}50k+b=960,\\66k+b=0,\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}k=-60,\\b=3\ 960.\end{cases}$ 所以线段 CD 所在直线的函数表达式为 $y=-60t+3\ 960$. 当 $18≤ t≤50$ 时,令 $y=450$,得 $450=30t-540$,解得 $t=33$;当 $50<t≤66$ 时,令 $y=450$,得 $450=-60t+3\ 960$,解得 $t=58.5$. 综上,当甲出发 33 min 或 58.5 min 时,两人之间的路程为 450 m.
解析:
【分析】
解题时先结合函数图象的实际意义分析行程关系:
1. 第一问:先根据0~6min甲单独行走的路程求出甲的速度;再根据18min时乙追上甲,此时两人行走路程相等,求出乙的速度;最后根据乙从出发到到达N地的总时间乘乙的速度得到MN的总路程。
2. 第二问:18≤t≤50对应乙追上甲后到乙到达终点的阶段,先求出该段两个端点B、C的坐标,再用待定系数法求一次函数表达式。
3. 第三问:两人路程差为450m存在两种情况:①乙还未到达终点,两人距离逐渐增大的BC段;②乙到达终点后等待甲,两人距离逐渐减小的CD段。分别求出对应段的函数表达式,代入y=450求解即可,注意验证t的取值范围。
【解析】
(1) 由图象可知,甲6min走了360m,所以甲的速度为$360÷6=60\ \mathrm{m/min}$。
18min时乙追上甲,此时甲走了18min,乙走了$18-6=12\ \mathrm{min}$,两人走的路程相等,为$60×18=1080\ \mathrm{m}$,所以乙的速度为$1080÷12=90\ \mathrm{m/min}$。
乙到达N地时,甲出发了50min,所以乙行走的时间为$50-6=44\ \mathrm{min}$,MN之间的路程为$90×44=3960\ \mathrm{m}$。
(2) 当t=50时,甲行走的路程为$60×50=3000\ \mathrm{m}$,两人的路程差为$3960-3000=960\ \mathrm{m}$,即点C坐标为(50,960),又点B坐标为(18,0)。
设$18≤ t≤50$时,$y=kt+b$,将(18,0)、(50,960)代入得:
$\begin{cases}18k+b=0\\50k+b=960\end{cases}$
解得$\begin{cases}k=30\\b=-540\end{cases}$
所以该段函数表达式为$y=30t-540\ (18≤ t≤50)$。
(3) 先求乙到达终点后,甲走到终点的总时间:$3960÷60=66\ \mathrm{min}$,即点D坐标为(66,0)。
设CD段函数表达式为$y=mt+n$,将(50,960)、(66,0)代入得:
$\begin{cases}50m+n=960\\66m+n=0\end{cases}$
解得$\begin{cases}m=-60\\n=3960\end{cases}$,即CD段表达式为$y=-60t+3960\ (50<t≤66)$。
分两种情况讨论:
①当$18≤ t≤50$时,令$30t-540=450$,解得$t=33$,符合取值范围;
②当$50<t≤66$时,令$-60t+3960=450$,解得$t=58.5$,符合取值范围。
综上,甲出发33min或58.5min时,两人路程为450m。
【答案】
(1) $\boxed{90}$;$\boxed{3960}$
(2) $\boxed{y=30t-540\ (18≤ t≤50)}$
(3) $\boxed{33\ \mathrm{min}}$或$\boxed{58.5\ \mathrm{min}}$
【知识点】
一次函数的实际应用;待定系数法求解析式;行程问题
【点评】
本题以行程问题为背景考查一次函数的应用,解题核心是准确理解函数图象拐点、线段对应的实际含义,结合路程、速度、时间的关系建立函数模型,求解时注意分情况讨论,避免漏解。
【难度系数】
0.6
9. 一条笔直的路上依次有M,P,N三地,其中M,N两地相距1 000 m.甲、乙两机器人分别从M,N两地同时出发,目的地分别为N,M,匀速而行.图中OA,BC分别表示甲、乙两机器人离M地的距离 y(m)关于行走时间 x(min)的函数关系.
(1)求OA所在直线对应的函数表达式;
(2)出发后多长时间甲机器人与乙机器人相遇?
(3)甲机器人到P地后,再经过1 min乙机器人也到P地,求P,M两地间的距离.

答案:9. (1) 因为 $A(5,1\ 000)$,所以易得 OA 所在直线对应的函数表达式为 $y=200x$.
(2) 设线段 BC 所在直线对应的函数表达式为 $y=kx+b$. 把 $B(0,1\ 000),C(10,0)$ 分别代入,得 $\begin{cases}1\ 000=0+b,\\0=10k+b,\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}k=-100,\\b=1\ 000.\end{cases}$ 所以线段 BC 所在直线对应的函数表达式为 $y=-100x+1\ 000$. 由(1),得 OA 所在直线对应的函数表达式为 $y=200x$. 当甲、乙两机器人相遇时,两函数的纵坐标相等,所以 $200x=-100x+1\ 000$,解得 $x=\frac{10}{3}$. 所以出发后 $\frac{10}{3}\ \mathrm{min}$ 甲机器人与乙机器人相遇.
(3) 设甲机器人行走 $t\ \mathrm{min}$ 到 P 地,则 P 地与 M 地的距离为 $200t\ \mathrm{m}$. 又再经过 1 min 乙机器人到 P 地,所以乙机器人行走 $(t+1)\mathrm{min}$ 到 P 地. 所以 P 地与 M 地的距离为 $[-100(t+1)+1\ 000]\mathrm{m}$. 由题意,得 $200t=-100(t+1)+1\ 000$,解得 $t=3$. 则 $200t=600$. 所以 P,M 两地间的距离为 600 m.
解析:
【分析】
(1)OA是过原点的正比例函数,只需代入图中已知的点A坐标,即可求出函数表达式。(2)两机器人相遇时离M地的距离相等,即两个函数的y值相等,因此先用待定系数法求出BC的函数表达式,再令两个函数的y相等解方程即可得到相遇时间。(3)设甲到P地的时间为t min,则乙到P地的时间为(t+1)min,P到M的距离可分别用两个函数表达式表示,根据距离相等列方程求出t,再代入甲的函数式即可算出PM的距离。
【解析】
(1)设OA所在直线对应的函数表达式为$y=ax$($a≠0$),由图得点A坐标为$(5,1000)$,代入得$1000=5a$,解得$a=200$,因此OA对应的函数表达式为$y=200x$。
(2)设线段BC对应的函数表达式为$y=kx+b$($k≠0$),将$B(0,1000)$、$C(10,0)$代入得:
$\begin{cases}1000=0+b\\0=10k+b\end{cases}$
解得$\begin{cases}k=-100\\b=1000\end{cases}$,即BC的函数表达式为$y=-100x+1000$。
相遇时两机器人离M地距离相等,因此$200x=-100x+1000$,解得$x=\frac{10}{3}$。
(3)设甲行走$t\ \mathrm{min}$到P地,则PM距离为$200t\ \mathrm{m}$;乙到P地用时$(t+1)\mathrm{min}$,此时PM距离可表示为$[-100(t+1)+1000]\mathrm{m}$。
根据距离相等列方程:$200t=-100(t+1)+1000$,解得$t=3$,代入$y=200t$得$y=600$。
【答案】
(1) $y=200x$;(2) $\frac{10}{3}\ \mathrm{min}$;(3) $600\ \mathrm{m}$
【知识点】
待定系数法求解析式;一次函数的应用;一次函数与方程
【点评】
本题结合行程问题考查一次函数的实际应用,解题核心是理解函数图象横纵坐标的实际意义,掌握待定系数法求解析式的方法,能结合等量关系列方程求解,是一次函数应用的典型题型。
【难度系数】
0.7