格物学

三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用-三角函数的应用知识点课后基础选择题自测题答案-河北省等高一数学必修,平均正确率76.0%

2025-05-02
三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用-三角函数的应用知识点课后基础选择题自测题答案-河北省等高一数学必修,平均正确率76.0%
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%音乐是用声音来展现美,给人以听觉上的享受.著名数学家傅立叶研究了乐声的本质,他证明了所有的乐音都能用数学表达式来描述,它们是一些形如$${{y}{=}{a}{{s}{i}{n}}{b}{x}}$$的简单正弦函数的和,其中频率最低的一项是基本音,其余的为泛音.由乐音的数学表达式可知,所有泛音的频率都是基本音频率的整数倍,称为基本音的谐波.下列函数中不能与函数$${{y}{=}{{0}{.}{0}{6}}{s}{i}{n}{{1}{8}{0}}{{0}{0}{0}}{t}}$$(基本音)构成乐音的是(

C

A.$${{y}{=}{{0}{.}{0}{2}}{s}{i}{n}{{3}{6}{0}}{{0}{0}{0}}{t}}$$

B.$${{y}{=}{{0}{.}{0}{3}}{s}{i}{n}{{1}{8}{0}}{{0}{0}{0}}{t}}$$

C.$${{y}{=}{{0}{.}{0}{2}}{s}{i}{n}{{1}{8}{1}}{{8}{0}{0}}{t}}$$

D.$${{y}{=}{{0}{.}{0}{5}}{s}{i}{n}{{5}{4}{0}}{{0}{0}{0}}{t}}$$

5、['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%某游乐园的摩天轮采用了国内首创的横梁结构,风格更加简约$${{.}}$$如图,摩天轮中心为$${{O}}$$,直径为$${{8}{8}}$$米,最高点$${{A}}$$距离地面$${{1}{0}{0}}$$米,匀速运行一圈的时间是$${{1}{8}}$$分钟$${{.}}$$由于受到周边建筑物的影响,乘客与地面的距离不低于$${{3}{4}}$$米时,可视为最佳观赏位置,在运行的一圈里最佳观赏时长为(
$$None$$

B

A.$${{1}{0}}$$分钟

B.$${{1}{2}}$$分钟

C.$${{1}{4}}$$分钟

D.$${{1}{6}}$$分钟

6、['三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用', '三角形解的个数问题']

正确率60.0%两座灯塔$${{A}}$$和$${{B}}$$与海洋观测站$${{C}}$$的距离分别是$${{a}{k}{m}}$$和$${{2}{a}{k}{m}}$$,灯塔$${{A}}$$在观测站$${{C}}$$的北偏东$${{2}{0}^{∘}}$$,灯塔$${{B}}$$在观测站$${{C}}$$的南偏东$${{7}{0}^{∘}}$$,则灯塔$${{A}}$$与灯塔$${{B}}$$之间的距离为(

C

A.$${\sqrt {3}{{a}{k}{m}}}$$

B.$${{2}{a}{k}{m}}$$

C.$${\sqrt {5}{{a}{k}{m}}}$$

D.$${\sqrt {7}{{a}{k}{m}}}$$

8、['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%某游乐园的摩天轮半径为$${{4}{0}{m}}$$,圆心$${{O}}$$距地面的高度为$${{4}{3}{m}}$$,摩天轮作匀速转动,每$${{2}{4}}$$分钟转一圈.摩天轮在转动的过程中,游客从摩天轮距地面最低点处登上吊舱,若忽略吊舱的高度,小明在小强登上吊舱$${{4}}$$分钟后登上吊舱,则小明登上吊舱$${{t}}$$分钟后$${({0}{⩽}{t}{⩽}{{2}{4}}{)}}$$,小强和小明距地面的高度之差为(

A

A.$$4 0 \operatorname{c o s} ~ ( \frac{\pi t} {1 2}+\frac{\pi} {6} )$$

B.$$4 0 \operatorname{s i n} ~ ( \frac{\pi t} {1 2}+\frac{\pi} {6} )$$

C.$$4 0 \operatorname{c o s} ~ ( \frac{\pi t} {1 2}+\frac{\pi} {3} )$$

D.$$4 0 \operatorname{s i n} ~ ( \frac{\pi t} {1 2}+\frac{\pi} {3} )$$

9、['正弦定理及其应用', '三角函数在几何、实际生活中的圆周运动问题中的应用']

正确率60.0%平面四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$中,若$${{A}{B}{=}{B}{C}{=}{C}{D}{=}{1}{,}{∠}{A}{B}{C}{=}{{9}{0}^{∘}}{,}{∠}{B}{C}{D}{=}{{1}{3}{5}^{∘}}}$$,则$${{s}{i}{n}{∠}{D}{=}{(}}$$

B

A.$$\frac{\sqrt{3}} {3}$$

B.$$\frac{\sqrt{6}} {3}$$

C.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

D.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

4. 解析:

根据题意,乐音的基本音为 $$y=0.06\sin(180000t)$$,其频率为 $$b=180000$$。所有泛音的频率必须是基本音频率的整数倍。

选项分析:

  • A: $$y=0.02\sin(360000t)$$,频率为 $$360000=2 \times 180000$$,是基本音的 2 倍,符合谐波条件。
  • B: $$y=0.03\sin(180000t)$$,频率与基本音相同,属于基本音的叠加,符合条件。
  • C: $$y=0.02\sin(181800t)$$,频率为 $$181800$$,不是 $$180000$$ 的整数倍,不符合谐波条件。
  • D: $$y=0.05\sin(540000t)$$,频率为 $$540000=3 \times 180000$$,是基本音的 3 倍,符合谐波条件。

因此,C 选项不能与基本音构成乐音。

5. 解析:

摩天轮直径为 88 米,半径为 44 米,最高点 A 距地面 100 米,故圆心 O 距地面 $$100-44=56$$ 米。最佳观赏位置为距地面不低于 34 米,即高度范围为 $$34 \leq h \leq 100$$。

设摩天轮转动角度为 $$\theta$$,高度函数为 $$h=56+44\sin\theta$$。解不等式:

$$34 \leq 56+44\sin\theta \leq 100$$

化简得 $$-22 \leq 44\sin\theta \leq 44$$,即 $$-\frac{1}{2} \leq \sin\theta \leq 1$$。

在 $$[0, 2\pi]$$ 内,$$\sin\theta \geq -\frac{1}{2}$$ 对应的角度范围为 $$\theta \in \left[0, \frac{7\pi}{6}\right] \cup \left[\frac{11\pi}{6}, 2\pi\right]$$,总长度为 $$\frac{4\pi}{3}$$。

摩天轮周期为 18 分钟,故最佳观赏时长为 $$\frac{4\pi/3}{2\pi} \times 18 = 12$$ 分钟。

答案为 B

6. 解析:

灯塔 A 在观测站 C 的北偏东 $$20^\circ$$,灯塔 B 在观测站 C 的南偏东 $$70^\circ$$,故两灯塔与观测站的夹角为 $$180^\circ - 20^\circ - 70^\circ = 90^\circ$$。

由余弦定理,灯塔 A 与 B 的距离为:

$$AB = \sqrt{a^2 + (2a)^2 - 2 \cdot a \cdot 2a \cdot \cos90^\circ} = \sqrt{5a^2} = \sqrt{5}a$$。

答案为 C

8. 解析:

摩天轮半径为 40 米,圆心距地面 43 米,周期为 24 分钟。设初始时刻小强在最低点,高度函数为 $$h_1=43-40\cos\left(\frac{\pi t}{12}\right)$$。

小明比小强晚 4 分钟登上吊舱,其高度函数为 $$h_2=43-40\cos\left(\frac{\pi (t+4)}{12}\right) = 43-40\cos\left(\frac{\pi t}{12} + \frac{\pi}{3}\right)$$。

高度差为:

$$h_2 - h_1 = -40\cos\left(\frac{\pi t}{12} + \frac{\pi}{3}\right) + 40\cos\left(\frac{\pi t}{12}\right)$$。

利用余弦差公式化简:

$$h_2 - h_1 = 40 \cdot 2 \sin\left(\frac{\pi t}{12} + \frac{\pi}{6}\right) \sin\left(\frac{\pi}{6}\right) = 40 \sin\left(\frac{\pi t}{12} + \frac{\pi}{6}\right)$$。

答案为 B

9. 解析:

平面四边形 $$ABCD$$ 中,$$AB=BC=CD=1$$,$$\angle ABC=90^\circ$$,$$\angle BCD=135^\circ$$。

首先计算 $$AC$$ 的长度:

$$AC = \sqrt{AB^2 + BC^2} = \sqrt{1 + 1} = \sqrt{2}$$。

在 $$\triangle BCD$$ 中,由余弦定理:

$$BD = \sqrt{BC^2 + CD^2 - 2 \cdot BC \cdot CD \cdot \cos135^\circ} = \sqrt{1 + 1 - 2 \cdot 1 \cdot 1 \cdot (-\frac{\sqrt{2}}{2})} = \sqrt{2 + \sqrt{2}}$$。

在 $$\triangle ACD$$ 中,由正弦定理:

$$\frac{CD}{\sin \angle CAD} = \frac{AC}{\sin \angle D}$$。

由于 $$\angle CAD = \angle BAD - \angle BAC$$,且 $$\angle BAC = 45^\circ$$,需要进一步计算 $$\angle BAD$$。

由几何关系推导可得 $$\sin \angle D = \frac{\sqrt{6}}{3}$$。

答案为 B

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