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1、5.7三角函數(shù)的應(yīng)用
£課時(shí)訓(xùn)練-分層突破選題明細(xì)表
知識(shí)點(diǎn)、方法
題號(hào)
三角函數(shù)在物理中的應(yīng)用
1,2,3,4,7,9
函數(shù)模擬
8,10
三角函數(shù)綜合應(yīng)用
5,6,11
基礎(chǔ)鞏固
1. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)f(x)=2sin(;x+p)(|。|<;)的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(0,1),則該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的最小正周期T和初相。分別為(A)(A)T=6,伊工(B)T=6,甲壬
63(C)T=6n,e豎(D)T=6ji,伊豎
63
解析:由周期公式知T二罕二6,當(dāng)x=0時(shí)由y=2sin。=1及|甲|《知。二??I26
故選A.
2. 音叉是呈“Y”形的鋼質(zhì)或鋁合金發(fā)聲器(如圖1),各種音叉可
2、因其質(zhì)量和叉臂長(zhǎng)短、粗細(xì)不同而在振動(dòng)時(shí)發(fā)出不同頻率的純音.敲擊某個(gè)音叉時(shí),在一定時(shí)間內(nèi),音叉上點(diǎn)P離開(kāi)平衡位置的位移y與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系為y—而sin31.圖2是該函數(shù)在一個(gè)周期內(nèi)的圖象,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可確定3的值為(D)
(A) 200(B)400(C)200n(D)400n
解析:由圖象可得,3>0,T=4X上二上,即竺則3=400n.
800ZOO(OZOO故選D.
3. (多選題)如圖所示是一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象,則下列結(jié)論正確的是(ABD)
(A) 該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期為0.8s該質(zhì)點(diǎn)的振幅為5cm
(B) 該質(zhì)點(diǎn)在0.1s和0.5s時(shí)運(yùn)動(dòng)速度最大該質(zhì)點(diǎn)在0.1s和0.5s
3、時(shí)運(yùn)動(dòng)速度為零
解析:由題干圖可知,?0.7-0.3=0.4,所以T=0.8;最小值為-5,所以振幅為5cm;在0.1s和0.5s時(shí),質(zhì)點(diǎn)到達(dá)運(yùn)動(dòng)的端點(diǎn),所以速度為0.
4. 在一個(gè)圓形波浪實(shí)驗(yàn)水池的中心有三個(gè)振動(dòng)源,假如不計(jì)其他因素,在t秒內(nèi),它們引發(fā)的水面波動(dòng)分別由函數(shù)yFsint,隊(duì)二sin(t+;)和y廣sin(t+m)描述,如果兩個(gè)振動(dòng)波同時(shí)啟動(dòng),則水面波動(dòng)由兩個(gè)函數(shù)的和表達(dá),在某一時(shí)刻使這三個(gè)振動(dòng)源同時(shí)開(kāi)始工作,那么,原本平靜的水面將呈現(xiàn)的狀態(tài)是(A)(A)仍保持平靜(B)不斷波動(dòng)
(C)周期性保持平靜(D)周期性保持波動(dòng)解析:法一因?yàn)閟int+sin(t+—)+sin(t+
4、—)=sint+sint?
33
cos—+cost?sin—+sint?cos—+cost?sin—=sint-
3333-sint+—cost--sint-—cost=sint-sint=0,即三個(gè)振動(dòng)源同時(shí)
2222開(kāi)始工作時(shí),水面仍保持平靜,故選A.
法二令t=0得yi+y2+y3=sin0+sin—+sin—=0.選A.
33
5. 某城市一年中12個(gè)月的平均氣溫與月份的關(guān)系可近似地用三角函數(shù)y=a+AcosP(x-6)](x=l,2,3,???,12)來(lái)表示,已知6月份的月平均6
氣溫最高,為28°C,12月份的月平均氣溫最低,為18°C,則10月份的平均氣溫值為°
5、C.
解析:由題意可知A二芝些二5,&二28:8=23.從而y=5cos£(x-6)]+23.故226
10月份的平均氣溫值為y=5cos(-X4)+23=20.5(°C).
6
答案:20.5心臟跳動(dòng)時(shí),血壓在增加或減少.血壓的最大值、最小值分別稱(chēng)為收
縮壓和舒張壓,血壓計(jì)上的讀數(shù)就是收縮壓和舒張壓,讀數(shù)120/80mmHg為標(biāo)準(zhǔn)值.設(shè)某人的血壓滿(mǎn)足函數(shù)式p(t)=115+25sin160nt,其中p(t)為血壓(mmHg),t為時(shí)間(min),則此人每分鐘心跳的次數(shù)為,此人的舒張壓為mmHg.
解析:由于3=160n,代入周期公式T二丑,可得T二咎{(min),所以0)160T
6、I80函數(shù)p(t)的周期為土min.因此每分鐘心跳的次數(shù)即為函數(shù)的頻率
80f=i=80(次).由于血壓的最小值稱(chēng)為舒張壓,因此舒張壓為90mmHg.
答案:8090能力提升
7.下表是某市近30年來(lái)月平均氣溫(°C)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表:
月份
平均溫度
1
-5.9
2
-3.3
3
2.2
4
9.3
5
15.1
6
20.3
7
22.8
8
22.2
9
18.2
10
11.9
11
4.3
12
-2.4
則適合這組數(shù)據(jù)的函數(shù)模型是(C)
(A) y=acos—6
(B) y=acos(x1)TT+k(a>0,k>0)6
7、
(C) y=-acos(x1)7T+k(a>0,k>0)6
(D) y=acos—-36
解析:當(dāng)X=1時(shí)圖象處于最低點(diǎn),且易知a";*〉。故選c.
8. 某種商品一年內(nèi)每件出廠價(jià)在7千元的基礎(chǔ)上,按月呈f(x)二Asin(3x+Q+B(A>0,w>0,\(P|<;)的模型波動(dòng)(x為月份),已知3月份達(dá)到最高價(jià)9千元,7月份價(jià)格最低為5千元,根據(jù)以上條件可確定f(x)的解析式為(D)f(x)=2sinCx+^)+7(lWxW12,x£N*)
44f(x)=9sin(1WxW12,xEN*)
(A) f(x)=2V2sin蘭x+7(lWxW12,x£N*)4
(B) f(x)=
8、2sin(:x-:)+7(1WxW12,xEN*)解析:因?yàn)?月份達(dá)到最高價(jià)9千元,7月份價(jià)格最低為5千元,
所以當(dāng)x=3時(shí),函數(shù)有最大值為9;當(dāng)x=7時(shí),函數(shù)有最小值5,所以{
所以{
A+B=9,
一刀+B=5,
所以A=2,B=7.
因?yàn)楹瘮?shù)的周期T=2(7-3)二8,所以由T二竺,得3二¥今O)T4
因?yàn)楫?dāng)x=3時(shí),函數(shù)有最大值,所以33+伊=-+2kJi,即0=--+2kte,
24因?yàn)镮伊I取k=0,得伊
24所以f(x)的解析式為f(x)二2sin(:x-:)+7(1WxW12,xeN*).故選D.
9. 一根長(zhǎng)1厘米的線,一端固定,另一端懸掛一個(gè)
9、小球,小球擺動(dòng)時(shí),離開(kāi)平衡位置的位移s(厘米)和時(shí)間t(秒)的函數(shù)關(guān)系是:s二?己知g=980厘米/秒,要使小球擺動(dòng)的周期是1秒,線的
長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)是(C)/.\980/r?\245
(A)——cm(B)——cm
nn,廠、245/jy\980
(0;—cm(D;—cm
”TC2解析:由周期T咎皆兀
解析:由周期T咎皆兀
j所以小球的擺動(dòng)周期T=2兀
由也財(cái),代入g=980,T=l,得1二980(土尸二著cm.故選C.
10. 某實(shí)驗(yàn)室一天的溫度(單位:°C)隨時(shí)間t(單位:h)的變化近似滿(mǎn)足函數(shù)關(guān)系:
f(t)=10~2sin(£t+;),t€[0,24).
實(shí)驗(yàn)室這
10、一天的最大溫差是(°C),若要求實(shí)驗(yàn)室溫度不高于11°C,則實(shí)驗(yàn)室需要降溫的時(shí)間長(zhǎng)度是小時(shí).
解析:因?yàn)閒(t)=10-2sin(混+?),又0Wt<24,所以,TWsin(會(huì)t+?)WL
當(dāng)t=2時(shí),sin(尚t+?)=1;當(dāng)t=14時(shí),sin(衰t+?)=T.
于是f(t)在[0,24)上的最大值為12,最小值為8.
故實(shí)驗(yàn)室這一天的最高溫度為12°C,最低溫度為8°C,最大溫差為4°C.
依題意,當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室需要降溫.故有10-2sin$t+?)>ll,即sin(湛t+?)〈一又0Wt<24,因此竺〈L+我址,
61236即10
11、其時(shí)間長(zhǎng)度為18-10=8(小時(shí)).答案:48應(yīng)用創(chuàng)新
11. (2020?上海浦東新區(qū)一模)動(dòng)點(diǎn)A(x,y)在圓x2+y2=l上繞坐標(biāo)原點(diǎn)做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng),旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間恰好是12秒,已知時(shí)間t=0時(shí),點(diǎn)A的坐標(biāo)是謬,;),則動(dòng)點(diǎn)A的縱坐標(biāo)y關(guān)于t(單位:秒)的函數(shù)在下列哪個(gè)區(qū)間上單調(diào)遞增(D)(A)[0,3](B)[3,6]
(0[6,9](D)[9,12]解析:因?yàn)閯?dòng)點(diǎn)A(x,y)在圓妒+y'l上繞坐標(biāo)原點(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩傩D(zhuǎn),故A=l,12秒旋轉(zhuǎn)一周,故T=12,
6
時(shí)間t=0時(shí),點(diǎn)A的坐標(biāo)是(手,i),££
故9=7,
6故動(dòng)點(diǎn)A的縱坐標(biāo)y關(guān)于t(單位:秒)的函數(shù)為
12、:y=sin(ft+?).
66由--+2kn^-t+-^-+2kn,kez,
2662得t£[-4+12k,2+12k],kZ,
即函數(shù)y=sin(泯)的單調(diào)增區(qū)間為[-4+12k,2+12k],keZ,所以k=0,[-4,2],k=l,[8,14].
故選D.
12. 已知彈簧上掛著的小球做上下運(yùn)動(dòng)時(shí),小球離開(kāi)平衡位置的位移s(cm)隨時(shí)間t(s)的變化規(guī)律為s=4sin(2t+2),te[O,+8).用“五點(diǎn)法”作出這個(gè)函數(shù)的簡(jiǎn)圖,并回答下列問(wèn)題.
(1) 小球在開(kāi)始振動(dòng)(t=0)時(shí)的位移是多少?
(2) 小球上升到最高點(diǎn)和下降到最低點(diǎn)時(shí)的位移分別是多少?
(3) 經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間小球往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次?
解:列表如下:
t
6
TT
12
IT
3
7ir
12
5tc
~6
2t+-
3
0
71
2
ji
3nT
2Ji
sin(2t+-)
3
0
1
0
-1
0
s
0
4
0
-4
0
描點(diǎn)、連線,圖象如圖所示.
將t二0代入s=4sin(2t+-),得s=4sin—2V3,
33
所以小球開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的位移是2V5cm.
(1) 小球上升到最高點(diǎn)和下降到最低點(diǎn)時(shí)的位移分別是4cm和-4cm.
(2) 因?yàn)檎駝?dòng)的周期是叭所以小球往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次所用的時(shí)間是兀s.