格物学 第四章 指数函数与对数函数4.5 函数的应用(二)

对数型函数模型的应用-4.5 函数的应用(二)知识点教师选题进阶单选题自测题答案-辽宁省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%

2025-06-27
对数型函数模型的应用-4.5 函数的应用(二)知识点教师选题进阶单选题自测题答案-辽宁省等高一数学必修,平均正确率57.99999999999999%
1、['对数型函数模型的应用']

正确率60.0%北京时间$${{2}{0}{2}{3}}$$年$${{5}}$$月$${{1}{0}}$$日$${{2}{1}}$$时$${{2}{2}}$$分,搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约$${{1}{0}}$$分钟后,天舟六号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道.已知火箭的最大速度$${{v}}$$(单位:$$\mathrm{\ k m / s )}$$与燃料质量$${{M}}$$(单位:$${{k}{g}{)}}$$、火箭(除燃料外)的质量$${{m}}$$(单位:$${{k}{g}{)}}$$的函数关系为$$v=2 \mathrm{l n} \left( 1+\frac{M} {m} \right)$$.若已知火箭的质量为$$3 1 0 0 \mathrm{k g},$$火箭的最大速度为$${{1}{1}{{k}{m}{/}{s}}{,}}$$则火箭需要加注的燃料质量为()(参考数值:$$\operatorname{l n} 2 \approx0. 6 9, ~ \operatorname{l n} 2 4 4. 6 9 \approx5. 5 0,$$结果精确到$$C$$

B

A.$$8 9 0. 2 3 t$$

B.$$7 5 5. 4 4 t$$

C.$$2 4 4. 6 9 t$$

D.$$2 4 3. 6 9 t$$

2、['对数型函数模型的应用']

正确率60.0%在生活中,人们常用声强级$${{y}}$$(单位:$${{d}{B}{)}}$$来表示声强$${{I}}$$(单位:$$\mathrm{W / m^{2} )}$$的相对大小,具体关系式为$$y=1 0 \mathrm{l g} \frac{I} {I_{0}},$$其中基准值$$I_{0}=1 0^{-1 2} ~ \mathrm{W / m}^{2},$$若声强为$${{I}_{1}}$$时的声强级为$$6 0 ~ \mathrm{d B},$$那么当声强变为$${{4}{{I}_{1}}}$$时的声强级约为(参考数据:$$\mathrm{l g} 2 \approx0. 3 )$$(

B

A.$${{6}{3}{d}{B}}$$

B.$${{6}{6}{d}{B}}$$

C.$${{7}{2}{d}{B}}$$

D.$${{7}{6}{d}{B}}$$

3、['对数型函数模型的应用']

正确率60.0%牛顿曾经提出了常温环境下的温度冷却模型:$$t=-\frac{1} {k} \mathrm{l n} \frac{\theta-\theta_{0}} {\theta_{1}-\theta_{0}} ( t$$为时间,单位为分钟$${,{{θ}_{0}}}$$为环境温度$${,{{θ}_{1}}}$$为物体初始温度$${,{θ}}$$为冷却后温度,单位均为$${^{∘}{C}{)}}$$.假设一杯水的初始温度$$\theta_{1}=9 0^{\circ} \, \mathrm{C},$$环境温度$$\theta_{0}=1 0^{\circ} \, \mathrm{C},$$常数$$k=\frac{1} {6},$$则要使水温降为$$4 0^{\circ} \, \mathrm{C},$$大约需要(结果保留整数,参考数据:$$\operatorname{l n} \! 2 \approx0. 7, ~ \operatorname{l n} \! 3 \approx1. 1 )$$(

C

A.$${{8}}$$分钟

B.$${{7}}$$分钟

C.$${{6}}$$分钟

D.$${{5}}$$分钟

4、['一次函数模型的应用', '对数型函数模型的应用']

正确率80.0%北京时间$${{2}{0}{2}{1}}$$年$${{1}{0}}$$月$${{1}{6}}$$日$${{0}}$$时$${{2}{3}}$$分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号$${{F}}$$遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射,长征系列火箭的频频发射成功,标志着我国在该领域已逐步达到世界一流水平$${{.}}$$在不考虑空气动力和地球引力的理想情况下,可以用公式$$v=v_{0} \cdot\operatorname{l n} ( 1+\frac M m )$$计算火箭的最大速度$$v ( m / s )$$,其中$$v_{0} ( m / s )$$是喷流相对速度,$$m ( k g )$$是火箭$${{(}}$$除推进剂外$${{)}}$$的质量,$$M ( k g )$$是推进剂与火箭质量的总和,$$\frac{M} {m}$$称为总质比,当总质比较大时,$$1+\frac{M} {m}$$用$$\frac{M} {m}$$近似计算$${{.}}$$若将火箭的总质比从$${{5}{0}{0}}$$提升到$${{1}{0}{0}{0}}$$,则其最大速度$${{v}}$$大约增加了$${{(}{)}{(}}$$参考数据:$$\operatorname{l g} 2 \approx0. 3 0 1 0$$,$$\operatorname{l g} 3 \approx0. 4 7 7 1 )$$

B

A.$${{5}{%}}$$

B.$${{1}{1}{%}}$$

C.$${{2}{0}{%}}$$

D.$${{3}{0}{%}}$$

5、['一次函数模型的应用', '对数型函数模型的应用']

正确率80.0%洞庭湖是我国的第二大淡水湖,俗称八百里洞庭,洞庭湖盛产鳙鱼$${{(}}$$俗称胖头鱼$${{)}}$$,记鳙鱼在湖中的游速为$$v ( m / s )$$,鳙鱼在湖中的耗氧量的单位数为$${{x}}$$,已知鳙鱼的游速$${{v}}$$与$$\operatorname{l o g}_{2} \frac x {1 0 0} ( x \geqslant1 0 0 )$$成正比,当鳙鱼的耗氧量为$${{2}{0}{0}}$$单位时,其游速为$${\frac{1} {2} ( m / s )}$$,若鳙鱼的速度提高到$${\frac{3} {2} ( m / s )}$$,那么它的耗氧量的单位数是原来的$${{(}{)}}$$

B

A.$${{2}}$$倍

B.$${{4}}$$倍

C.$${{6}}$$倍

D.$${{8}}$$倍

6、['对数型函数模型的应用']

正确率60.0%科学家以里氏震级来度量地震的强度,若设$${{I}}$$为地震时所散发出来的相对能量程度,则里氏震级$${{γ}}$$可定义为$$\gamma=0. 6 \operatorname{l g} I$$.
$${{2}{0}{2}{1}}$$年$${{3}}$$月$${{1}{3}}$$日下午江西鹰潭余江区发生里氏$${{3}{.}{1}}$$级地震,$${{2}{0}{2}{0}}$$年$${{1}}$$月$${{1}}$$日四川自贡发生里氏$${{4}{.}{3}}$$级地震,则自贡地震所散发出来的能量是余江地震所散发出来的能量的()倍.

C

A.$${{2}}$$

B.$${{1}{0}}$$

C.$${{1}{0}{0}}$$

D.$${{1}{0}{0}{0}}$$

7、['对数型函数模型的应用']

正确率60.0%在不考虑空气阻力的条件下,火箭的最大速度$$v \mathrm{\ ( \ m / s )}$$和燃料的质量$${{M}{(}{{k}{g}}{)}}$$,火箭(除燃料外)的质量$${{m}{(}{{k}{g}}{)}}$$的函数关系是$$v=2 0 0 0 \operatorname{l n} ( 1+\frac{M} {m} )$$,当火箭的最大速度可达到$${\bf1 2} ~ {\bf( k m / s )}$$时,燃料的质量和火箭质量的比为(

C

A.$$\mathrm{e}^{0. 0 0 6}-1$$

B.$${{e}^{6}}$$

C.$${{e}^{6}{−}{1}}$$

D.$${{e}^{6}{+}{1}}$$

8、['对数型函数模型的应用', '对数的运算性质']

正确率40.0%$${{5}{G}}$$技术的数学原理之一便是著名的香农公式:$$C=W \mathrm{l o g}_{2} ( 1+\frac{S} {N} )$$,它表示,在受高斯噪声干扰的信道中,最大信息传递速率$${{C}}$$取决于信道带宽$${{W}{、}}$$信道内所传信号的平均功率$${{S}{、}}$$信道内部的高斯噪声功率$${{N}}$$的大小,其中$$\frac{S} {N}$$叫做信噪比,按照香农公式,在不改变$${{W}}$$的情况下,将信噪比$$\frac{S} {N}$$从$${{1}{9}{9}{9}}$$提升至$${{λ}}$$,使得$${{C}}$$大约增加了$${{2}{0}{%}}$$,则$${{λ}}$$的值约为()(参考数据:$$\operatorname{l g} 2 \approx0. 3, 1 0^{3. 9 6} \approx9 \; 1 2 0$$)

B

A.$${{7}{{5}{9}{6}}}$$

B.$${{9}{{1}{1}{9}}}$$

C.$${{1}{1}{{5}{8}{4}}}$$

D.$${{1}{4}{{4}{6}{9}}}$$

9、['对数型函数模型的应用', '对数函数的定义']

正确率60.0%某地为了抑制一种有害昆虫的繁殖,引入了一种以该昆虫为食物的特殊动物,已知该动物的繁殖数量$${{y}}$$(只)与引入时间$${{x}}$$(年)的关系为$$y=a \operatorname{l o g}_{2} ( x+1 )$$,若该动物在引入一年后的数量为$${{1}{0}{0}}$$只,则第$${{7}}$$年它们发展到(

A

A.$${{3}{0}{0}}$$只

B.$${{4}{0}{0}}$$只

C.$${{6}{0}{0}}$$只

D.$${{7}{0}{0}}$$只

10、['有理数指数幂的运算性质', '指数式的大小的比较', '指数与对数的关系', '对数型函数模型的应用', '常用对数与自然对数']

正确率19.999999999999996%里氏震级是地震强度大小的一种度量.震源中心释放的能量$${{E}}$$(单位:焦耳)与里氏震级$${{M}}$$之间的关系式为$$\operatorname{l g} \, E=4. 8+1. 5 M$$.若里氏$${{8}{.}{0}}$$级和$${{7}{.}{5}}$$级地震释放的能量分别为$${{E}_{1}}$$和$${{E}_{2}}$$,则$$\frac{E_{1}} {E_{2}}$$的值所在的区间为(

B

A.$${{(}{1}}$$,$${{2}{)}}$$

B.$${{(}{5}}$$,$${{6}{)}}$$

C.$${{(}{7}}$$,$${{8}{)}}$$

D.$${{(}{{1}{5}}}$$,$${{1}{6}{)}}$$

1. 根据题目给出的函数关系 $$v=2 \mathrm{ln} \left( 1+\frac{M}{m} \right)$$,代入已知条件 $$v=11 \mathrm{km/s}$$ 和 $$m=3100 \mathrm{kg}$$,得到:

$$11 = 2 \mathrm{ln} \left( 1+\frac{M}{3100} \right)$$
$$\mathrm{ln} \left( 1+\frac{M}{3100} \right) = 5.5$$
$$1+\frac{M}{3100} = e^{5.5} \approx 244.69$$
$$\frac{M}{3100} = 243.69$$
$$M \approx 243.69 \times 3100 \approx 755.44 \times 1000 \mathrm{kg} = 755.44 \mathrm{t}$$

因此,正确答案是 B

2. 根据声强级公式 $$y=10 \mathrm{lg} \frac{I}{I_0}$$,当声强为 $$I_1$$ 时,$$60 = 10 \mathrm{lg} \frac{I_1}{10^{-12}}$$,解得:

$$\mathrm{lg} \frac{I_1}{10^{-12}} = 6$$
$$\frac{I_1}{10^{-12}} = 10^6$$
$$I_1 = 10^{-6} \mathrm{W/m^2}$$

当声强变为 $$4I_1$$ 时,声强级为:

$$y = 10 \mathrm{lg} \frac{4I_1}{10^{-12}} = 10 \mathrm{lg} (4 \times 10^6) = 10 (\mathrm{lg} 4 + 6) = 10 (0.6 + 6) = 66 \mathrm{dB}$$

因此,正确答案是 B

3. 根据冷却模型 $$t=-\frac{1}{k} \mathrm{ln} \frac{\theta-\theta_0}{\theta_1-\theta_0}$$,代入已知条件 $$\theta_1=90^\circ \mathrm{C}$$,$$\theta_0=10^\circ \mathrm{C}$$,$$\theta=40^\circ \mathrm{C}$$,$$k=\frac{1}{6}$$,得到:

$$t = -6 \mathrm{ln} \frac{40-10}{90-10} = -6 \mathrm{ln} \frac{30}{80} = -6 \mathrm{ln} \frac{3}{8}$$
$$\mathrm{ln} \frac{3}{8} = \mathrm{ln} 3 - \mathrm{ln} 8 \approx 1.1 - 2.1 = -1.0$$
$$t \approx -6 \times (-1.0) = 6 \text{分钟}$$

因此,正确答案是 C

4. 火箭的最大速度公式为 $$v=v_0 \cdot \mathrm{ln} \left( 1+\frac{M}{m} \right)$$,当总质比从 500 提升到 1000 时,速度变化为:

$$\Delta v = v_0 \cdot \mathrm{ln} \left( \frac{1000}{500} \right) = v_0 \cdot \mathrm{ln} 2 \approx v_0 \times 0.693$$

原速度为 $$v_0 \cdot \mathrm{ln} 500$$,提升比例为:

$$\frac{\Delta v}{v} = \frac{\mathrm{ln} 2}{\mathrm{ln} 500} \approx \frac{0.693}{6.215} \approx 0.11 = 11\%$$

因此,正确答案是 B

5. 鳙鱼的游速 $$v$$ 与 $$\mathrm{log}_2 \frac{x}{100}$$ 成正比,设 $$v = k \mathrm{log}_2 \frac{x}{100}$$。当 $$x=200$$ 时,$$v=\frac{1}{2}$$,代入得:

$$\frac{1}{2} = k \mathrm{log}_2 \frac{200}{100} = k \mathrm{log}_2 2 = k \times 1$$
$$k = \frac{1}{2}$$

当 $$v=\frac{3}{2}$$ 时,有:

$$\frac{3}{2} = \frac{1}{2} \mathrm{log}_2 \frac{x}{100}$$
$$\mathrm{log}_2 \frac{x}{100} = 3$$
$$\frac{x}{100} = 2^3 = 8$$
$$x = 800$$

耗氧量从 200 单位增加到 800 单位,是原来的 4 倍。因此,正确答案是 B

6. 根据里氏震级公式 $$\gamma=0.6 \mathrm{lg} I$$,自贡地震(4.3 级)和余江地震(3.1 级)的能量比为:

$$\frac{I_1}{I_2} = 10^{\frac{\gamma_1 - \gamma_2}{0.6}} = 10^{\frac{4.3 - 3.1}{0.6}} = 10^{2} = 100$$

因此,正确答案是 C

7. 根据火箭速度公式 $$v=2000 \mathrm{ln} \left( 1+\frac{M}{m} \right)$$,代入 $$v=12 \mathrm{km/s} = 12000 \mathrm{m/s}$$,得到:

$$12000 = 2000 \mathrm{ln} \left( 1+\frac{M}{m} \right)$$
$$\mathrm{ln} \left( 1+\frac{M}{m} \right) = 6$$
$$1+\frac{M}{m} = e^6$$
$$\frac{M}{m} = e^6 - 1$$

因此,正确答案是 C

8. 根据香农公式 $$C=W \mathrm{log}_2 \left( 1+\frac{S}{N} \right)$$,信噪比从 1999 提升到 $$\lambda$$ 时,$$C$$ 增加 20%,即:

$$1.2 C = W \mathrm{log}_2 (1+\lambda)$$
$$\mathrm{log}_2 (1+\lambda) = 1.2 \mathrm{log}_2 (1+1999) = 1.2 \mathrm{log}_2 2000$$
$$\mathrm{log}_2 2000 \approx \frac{\mathrm{lg} 2000}{\mathrm{lg} 2} \approx \frac{3.301}{0.301} \approx 10.96$$
$$\mathrm{log}_2 (1+\lambda) \approx 1.2 \times 10.96 \approx 13.15$$
$$1+\lambda \approx 2^{13.15} \approx 9120$$
$$\lambda \approx 9119$$

因此,正确答案是 B

9. 根据繁殖数量公式 $$y=a \mathrm{log}_2 (x+1)$$,代入 $$x=1$$ 时 $$y=100$$,得到:

$$100 = a \mathrm{log}_2 2 = a \times 1$$
$$a = 100$$

当 $$x=7$$ 时:

$$y = 100 \mathrm{log}_2 8 = 100 \times 3 = 300$$

因此,正确答案是 A

10. 根据能量与震级的关系 $$\mathrm{lg} E=4.8+1.5 M$$,对于 $$M_1=8.0$$ 和 $$M_2=7.5$$,有:

$$\mathrm{lg} E_1 = 4.8 + 1.5 \times 8.0 = 16.8$$
$$\mathrm{lg} E_2 = 4.8 + 1.5 \times 7.5 = 16.05$$
$$\frac{E_1}{E_2} = 10^{16.8-16.05} = 10^{0.75} \approx 5.62$$

因此,$$\frac{E_1}{E_2}$$ 的值在区间 $$(5,6)$$ 内,正确答案是 B

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