【分析】
这是结合一次函数的行程类综合题,解题思路如下:1. 画快车的函数图象:先确定快车的4个行程节点:a h从甲地出发,2 h到达乙地,在乙地休息到3 h,4 h返回甲地,依次连接对应坐标点即可。2. 求a的值:利用快车往返路程相等,去程用时$(2-a)\ \mathrm{h}$,返程提速50%后用时1 h,列等式消去速度即可求解。3. 第(3)问①先计算两车各阶段的速度、警亭到甲地的距离,分“快车去程未到乙地、快车在乙地休息、两车返程”三个阶段,分别列两车到警亭距离相等的方程求解,注意排除行程终点。②分别表示出两车路过警亭的时间,根据时间间隔不超过$\frac{7}{6}\ \mathrm{h}$列不等式求解即可。
【解析】
(1) 快车的行程对应四个坐标点:出发时$(a,0)$、到乙地时$(2,s)$、休息结束时$(3,s)$、返回甲地时$(4,0)$,依次连接这四个点得到折线ABCD,即为快车的函数图象。
(2) 设快车去乙地的速度为$v_快$,去程路程可表示为$s=v_快·(2-a)$;返程速度为$1.5v_快$,返程用时$4-3=1\ \mathrm{h}$,返程路程可表示为$s=1.5v_快×1$。联立得$v_快(2-a)=1.5v_快$,$v_快≠0$,约去$v_快$得$2-a=1.5$,解得$a=0.5$。
(3) ① 当$s=120$时:
先计算速度:慢车往返总用时4 h,单程用时2 h,速度$v_慢=\frac{120}{2}=60\ \mathrm{km/h}$;快车去程用时$2-0.5=1.5\ \mathrm{h}$,去程速度$v_快=\frac{120}{1.5}=80\ \mathrm{km/h}$,返程提速50%后速度为$80×1.5=120\ \mathrm{km/h}$。
警亭距乙地30 km,因此距甲地$120-30=90\ \mathrm{km}$,分三个阶段讨论:
阶段1:$0.5≤ t<2$(快车去程):慢车到警亭距离为$|60t-90|$,快车到警亭距离为$|80(t-0.5)-90|=|80t-130|$,令二者相等:$60t-90=-(80t-130)$,解得$t=\frac{11}{7}$,符合范围;
阶段2:$2≤ t<3$(快车在乙地休息):快车到警亭距离恒为30 km,令$|60t-90|=30$,解得$t=2$($t=1$不在此范围舍去),符合范围;
阶段3:$3≤ t<4$(两车返程):慢车到警亭距离为$|240-60t-90|=|150-60t|$,快车到警亭距离为$|480-120t-90|=|390-120t|$,令二者相等:$150-60t=-(390-120t)$,解得$t=3$($t=4$为终点舍去),符合范围。
综上$t$的值为$\frac{11}{7}$或2或3。
② 分别表示两车去程路过警亭的时间:慢车路过警亭的时间$t_慢=\frac{s-30}{\frac{s}{2}}=\frac{2(s-30)}{s}$,快车路过警亭的时间$t_快=0.5+\frac{s-30}{\frac{2s}{3}}=\frac{1}{2}+\frac{3(s-30)}{2s}$,根据时间间隔不超过$\frac{7}{6}\ \mathrm{h}$列不等式$|t_快-t_慢|≤\frac{7}{6}$,化简求解得$s≥90$。
【答案】
(1) 如图,折线ABCD

(2) $0.5$
(3) ① $t=\frac{11}{7}$或$2$或$3$;② $s≥90$
【知识点】
一次函数的应用,行程问题,一元一次方程与不等式
【点评】
本题需要结合函数图象提取车辆的运动信息,分阶段讨论运动状态是解题核心,解题时要注意验证解是否符合对应阶段的时间范围,避免出现增解。
【难度系数】
0.3