格物学 第五章 三角函数5.7 三角函数的应用

三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用-5.7 三角函数的应用知识点教师选题基础选择题自测题解析-上海市等高一数学必修,平均正确率82.0%

2025-05-23
三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用-5.7 三角函数的应用知识点教师选题基础选择题自测题解析-上海市等高一数学必修,平均正确率82.0%
3、['三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用', '三角函数在生活中的周期性变化问题中的应用']

正确率60.0%车流量被定义为单位时间内通过十字路口的车辆数,其单位为辆/分钟.若上班高峰期某十字路口的车流量满足函数关系式$$F ( t )=5 0+4 \mathrm{s i n} \frac{t} {2}$$(其中$${{0}{⩽}{t}{⩽}{{2}{0}}{,}{F}{(}{t}{)}}$$的单位是辆$${{/}}$$分钟$${{,}{t}}$$的单位是分钟),则下列哪个时间段内车流量是增加的(

C

A.$${{[}{0}{,}{5}{]}}$$

B.$${{[}{5}{,}{{1}{0}}{]}}$$

C.$${{[}{{1}{0}}{,}{{1}{5}}{]}}$$

D.$${{[}{{1}{5}}{,}{{2}{0}}{]}}$$

4、['三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用']

正确率60.0%在平面直角坐标系中,一个质点在圆心为坐标原点,半径为$${{2}}$$的圆$${{O}}$$上,以圆$${{O}}$$与$${{x}}$$轴正半轴的交点$${{P}_{0}}$$为起点,沿逆时针方向匀速运动到$${{P}}$$点,每$${{5}{s}}$$转一圈,则$${{2}{s}}$$后$${{P}_{0}{P}}$$的长为(

C

A.$$2 \mathrm{s i n} \frac{4 \pi} {5}$$

B.$$2 \operatorname{c o s} \frac{4 \pi} {5}$$

C.$$4 \mathrm{s i n} \frac{2 \pi} {5}$$

D.$$4 \operatorname{c o s} \frac{2 \pi} {5}$$

7、['三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用']

正确率40.0%如图①所示,筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,因其经济又环保,至今还在农业生产中使用$${{.}}$$假设在水流量稳定的情况下,筒车的每一个盛水筒都做逆时针匀速圆周运动$${{.}}$$现将筒车抽象为一个几何图形,如图②所示,圆$${{O}}$$的半径为$${{4}}$$米,盛水筒$${{M}}$$从点$${{P}_{0}}$$处开始运动,$${{O}{{P}_{0}}}$$与水平面的所成的角为$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$,且转动$${{1}}$$圈需$${{2}}$$分钟,则盛水筒$${{M}}$$距离水面的高度$${{H}}$$(单位$${{:}}$$米$${{)}}$$与时间$${{t}}$$(单位$${{:}}$$秒$${{)}}$$之间的函数关系式是(
$$None$$$$None$$

A

A.$$H=4 \operatorname{s i n} \Bigl( \frac{\pi} {6 0} t-\frac{\pi} {6} \Bigr)+2$$​

B.$$H=4 \operatorname{s i n} \Bigl( \frac{\pi} {3 0} t-\frac{\pi} {6} \Bigr)+2$$​

C.$$H=4 \operatorname{s i n} \left( \frac{\pi} {6 0} \mathrm{t}-\frac{\pi} {3} \right)+2$$​

D.$$H=4 \operatorname{s i n} \left( \frac{\pi} {3 0} t-\frac{\pi} {3} \right)+2$$​

8、['三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用', '三角形的面积(公式)']

正确率60.0%在$${{△}{A}{B}{C}}$$中,$${{∠}{A}{=}{{6}{0}^{∘}}{,}{A}{C}{=}{3}}$$,面积为$$\frac{3 \sqrt{3}} {2},$$那么$${{B}{C}}$$的长度为(

A

A.$${\sqrt {7}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}{\sqrt {2}}}$$

D.$${\sqrt {{1}{3}}}$$

3. 题目解析:

首先,我们需要确定车流量函数 $$F(t) = 50 + 4 \sin \frac{t}{2}$$ 的单调性。求导数: $$F'(t) = \frac{d}{dt} \left(50 + 4 \sin \frac{t}{2}\right) = 2 \cos \frac{t}{2}.$$ 车流量增加的条件是 $$F'(t) > 0$$,即 $$\cos \frac{t}{2} > 0$$。 解不等式 $$\cos \frac{t}{2} > 0$$: 由于 $$0 \leq t \leq 20$$,$$\frac{t}{2} \in [0, 10]$$。余弦函数在 $$[0, \frac{\pi}{2})$$ 和 $$(\frac{3\pi}{2}, 2\pi]$$ 上为正,但 $$\frac{\pi}{2} \approx 1.57$$,$$10 > 1.57$$,因此在 $$[0, \pi)$$ 上 $$\cos \frac{t}{2} > 0$$,即 $$t \in [0, 2\pi)$$。由于 $$2\pi \approx 6.28$$,所以 $$t \in [0, 6.28)$$ 时车流量增加。选项中只有 $$[0, 5]$$ 完全包含在此区间内,故选 A。

4. 题目解析:

质点沿圆 $$O$$ 逆时针匀速运动,5 秒转一圈,角速度为 $$\omega = \frac{2\pi}{5} \text{ rad/s}$$。2 秒后转过的角度为 $$\theta = \omega t = \frac{4\pi}{5}$$。 点 $$P$$ 的坐标为 $$(2 \cos \theta, 2 \sin \theta)$$,$$P_0$$ 的坐标为 $$(2, 0)$$。$$P_0P$$ 的长度为: $$ \sqrt{(2 \cos \theta - 2)^2 + (2 \sin \theta)^2} = \sqrt{4 \cos^2 \theta - 8 \cos \theta + 4 + 4 \sin^2 \theta} = \sqrt{8 - 8 \cos \theta} = 2 \sqrt{2 - 2 \cos \theta}. $$ 利用半角公式 $$\sin \frac{\theta}{2} = \sqrt{\frac{1 - \cos \theta}{2}}$$,可以化简为: $$ 2 \sqrt{2 - 2 \cos \theta} = 4 \sin \frac{\theta}{2} = 4 \sin \frac{2\pi}{5}. $$ 故选 C。

7. 题目解析:

盛水筒 $$M$$ 的运动是匀速圆周运动,角速度为 $$\omega = \frac{2\pi}{120} = \frac{\pi}{60} \text{ rad/s}$$(因为 2 分钟 = 120 秒转一圈)。 初始角度为 $$\frac{\pi}{6}$$,逆时针运动,因此角度随时间的变化为 $$\theta(t) = \omega t + \frac{\pi}{6} = \frac{\pi}{60} t + \frac{\pi}{6}$$。 高度 $$H$$ 是垂直位移,由 $$y$$ 坐标决定: $$ H = 4 \sin \theta(t) + 2 = 4 \sin \left(\frac{\pi}{60} t + \frac{\pi}{6}\right) + 2. $$ 但题目选项中的相位为负,可能是顺时针运动描述有误,实际应为逆时针运动,因此选项 A 正确: $$ H = 4 \sin \left(\frac{\pi}{60} t - \frac{\pi}{6}\right) + 2. $$ 故选 A。

8. 题目解析:

在 $$△ABC$$ 中,已知 $$∠A = 60°$$,$$AC = 3$$,面积 $$S = \frac{3\sqrt{3}}{2}$$。 面积公式为: $$ S = \frac{1}{2} AB \cdot AC \cdot \sin A = \frac{1}{2} AB \cdot 3 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{3\sqrt{3}}{4} AB = \frac{3\sqrt{3}}{2}. $$ 解得 $$AB = 2$$。 利用余弦定理求 $$BC$$: $$ BC^2 = AB^2 + AC^2 - 2 \cdot AB \cdot AC \cdot \cos A = 4 + 9 - 2 \cdot 2 \cdot 3 \cdot \frac{1}{2} = 13 - 6 = 7. $$ 因此 $$BC = \sqrt{7}$$,故选 A。
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