1.6 三角函数模型的简单应用
(检测教师版)
时间:40分钟 总分:60分
班级: 姓名:
选择题(共6小题,每题5分,共30分)
1.某人血压满足函数式f(t)=24sin(160πt)+110,其中f(t)为血压,t为时间,则此人每分钟心跳的次数为( )
A.60 B.70 C.80 D.90
答案:C
解析:由于ω=160π,故函数的周期T==,所以f==80,即每分钟心跳的次数为80.故选C.
2.单摆从某点开始来回摆动,离开平衡位置的距离S cm和时间t s的函数关系为S=8sin,那么单摆来回摆动一次所需的时间为( )
A.2πs B.πs C.0.5 s D.1 s
答案:D
解析:因为ω=2π,所以T==1.
3.水平地面上发射的炮弹,初速度大小为v0,发射角为θ,重力加速度为g,则炮弹上升的高度y与飞行时间t之间的关系式为( )
A.y=v0t B.y=v0sinθt-gt2
C.y=v0sinθt D.y=v0cosθt
答案:B
解析:竖直方向的分速度v0sinθ,由竖直上抛运动的位移公式y=v0sinθt-gt2,故选B.
4.单位圆上有两个动点M、N,同时从P(1,0)点出发,沿圆周转动,M点按逆时针方向转,速度为rad/s,N点按顺时针方向转,速度为rad/s,则它们出发后第三次相遇时各自走过的弧度数分别为( )
A.π,2π B.π,4π
C.2π,4π D.4π,8π
答案:C
解析:设M、N两点走过的弧长分别为l1和l2,自出发至第三次相遇,经过t秒,则l1=t,l2=t.
∴t+t=6π,∴t=12,∴l1=2π,l2=4π.
5.如图为2017年某市某天中6 h至14 h的温度变化曲线,其近似满足函数y=Asin(ωx+φ)+bA>0,ω>0,<φ<π的半个周期的图象,则该天8 h的温度大约为( )
A.16 ℃ B.15 ℃ C.14 ℃ D.13 ℃
答案:D
解析:由题意得A=×(30-10)=10,b=×(30+10)=20.∵2×(14-6)=16,∴=16,∴ω=,∴y=10sin+20,将x=6,y=10代入得10sin+20=10,即sin=-1,由于<φ<π,可得φ=,∴y=10sin+20,x∈[6,14].当x=8时,y=10sin+20=20-5≈13,即该天8 h的温度大约为13 ℃,故选D.
6.一根长l厘米的线,一端固定,另一端悬挂一个小球,小球摆动时,离开平衡位置的位移s(厘米)和时间t(秒)的函数关系是:s=3cos.已知g=980厘米/秒,要使小球摆动的周期是1秒,线的长度应当是( )
A.cm B.cm C.cm D.cm
答案:C
解析:由周期T==2π=2π,所以小球的摆动周期T=2π .
由l=g2,代入π=3.14,g=980,T=1,得l=9802=cm.
二、填空题(共2小题,每题5分,共10分)
7.电流I(mA)随时间t(s)变化的函数关系是I=3sin100πt+,则电流I变化的最小正周期、频率和振幅分别为______,______,______.
答案: 50 3
解析:最小正周期T==;频率f==50;振幅A=3.
8.如图为一个缆车示意图,该缆车半径为4.8 m,圆上最低点与地面距离为0.8 m,60秒转动一圈,图中OA与地面垂直,以OA为始边,逆时针转动θ角到OB,设B点与地面距离是h,则h与θ间的函数关系式为______________________.
答案:h=5.6+4.8sin
解析:
以O为原点建立坐标系,如右图,则以Ox为始边,OB为终边的角为θ-,
故点B的坐标为∴h=5.6+4.8sin.
三、解答题(共2小题,每题10分,共20分)
9.交流电的电压E(单位:V)随时间t(单位:s)变化的关系式是E=
220sin,t∈[0,+∞).
(1)求开始时(t=0)的电压;
(2)求电压的最大值和首次达到最大值的时间;
(3)求电压的最大值重复出现一次的时间间隔.
解:(1)当t=0时,E=220×sin=110,即开始时的电压为110 V.
(2)电压的最大值为220 V.
当100πt+=时,t=,即电压首次达到最大值的时间为 s.
(3)T==,即电压的最大值重复出现一次的时间间隔为 s.
10.电流强度I(A)随时间t(s)变化的关系式是I=Asin(ωt+φ)A>0,ω>0,|φ|<.
(1)若I=Asin(ωt+φ)在一个周期内的图象如图所示,试根据图象写出I=Asin(ωt+φ)的解析式;
(2)为了使I=Asin(ωt+φ)中的t在任意一个 s的时间段内电流强度I能取得最大值与最小值,那么正整数ω的最小值是多少?
解:(1)由图,可知A=300.设t0=-,t1=,t2=.∵T=t2-t0=-=,
∴ω==100π,∴I=300sin(100πt+φ).将代入解析式,得-+φ=2kπ,k∈Z,
∴φ=+2kπ,k∈Z.∵|φ|<,∴φ=,∴I=300sin.
(2)由题意,知≤,∴ω≥200π,∴正整数ω的最小值为629.