高考数学一轮复习 题组层级快练29(含解析)

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题组层级快练(二十九)

1.两座灯塔A和B与海岸观察站C的距离相等,灯塔A在观察站北偏东40°,灯塔B在观察站南偏东60°,则灯塔A在灯塔B的( )

A.北偏东10° B.北偏西10°

C.南偏东10° D.南偏西10°

答案 B

2.有一长为1千米的斜坡,它的倾斜角为20°,现要将倾斜角改为10°,则斜坡长为( )

A.1 千米 B.2sin10° 千米

C.2cos10° 千米 D.cos20° 千米

答案 C

解析 由题意知DC=BC=1,∠BCD=160°,

∴BD2=DC2+CB2-2DC·CB·cos160°

=1+1-2×1×1×cos(180°-20°)

=2+2cos20°=4cos210°.

∴BD=2cos10°.

3.一船向正北航行,看见正西方向有相距10海里的两个灯塔恰好与它在一条直线上,继续航行半小时后,看见一灯塔在船的南偏西60°,另一灯塔在船的南偏西75°,则这艘船的速度是( )

A.5 海里/时 B.53 海里/时

C.10 海里/时 D.103 海里/时

答案 C

解析 如图,A,B为灯塔,船从O航行到O′,OO′BO=tan30°,OO′AO=tan15°,

∴BO=3OO′,AO=(2+3)OO′.

∵AO-BO=AB=10,∴OO′·[(2+3)-3]=10.

∴OO′=5.

∴船的速度为512=10海里/时.

4.在某次测量中,在A处测得同一平面方向的B点的仰角是50°,且到A的距离为2,C点的俯角为70°,且到A的距离为3,则B,C间的距离为( )

A.16 B.17

C.18 D.19

答案 D

解析 ∵∠BAC=120°,AB=2,AC=3,

∴BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos∠BAC=4+9-2×2×3×cos120°=19.

∴BC=19.

5.某人在地上画了一个角∠BDA=60°,他从角的顶点D出发,沿角的一边DA行走10米后,拐弯往另一边的方向行走14米正好到达∠BDA的另一边BD上的一点,我们将该点记为点N,则N与D之间的距离为( )

A.14米 B.15米

C.16米 D.17米

答案 C

解析 如图,设DN=x米,

则142=102+x2-2×10×xcos60°,

∴x2-10x-96=0.

∴(x-16)(x+6)=0.

∴x=16或x=-6(舍去).

∴N与D之间的距离为16米.

6.如图所示,为测得河对岸塔AB的高,先在河岸上选一点C,使C在塔底B的正东方向上,测得点A的仰角为60°,再由点C沿北偏东15°方向走10米到位置D,测得∠BDC=45°,则塔AB的高是(

)

A.10米 B.102 米

C.103 米 D.106 米

答案 D

解析 在△BCD中,CD=10,∠BDC=45°,∠BCD=15°+90°=105°,∠DBC=30°,∵BCsin45°=CDsin30°,∴BC=CDsin45°sin30°=102. 在Rt△ABC中,tan60°=ABBC,

∴AB=BCtan60°=106 米.

7.一个大型喷水池的中央有一个强力喷水柱,为了测量喷水柱喷出的水柱的高度,某人在喷水柱正西方向的点A测得水柱顶端的仰角为45°,沿点A向北偏东30°前进100 m到达点B,在B点测得水柱顶端的仰角为30°,则水柱的高度是( )

A.50 m B.100 m

C.120 m D.150 m

答案 A

解析 设水柱高度是h m,水柱底端为C,则在△ABC中,A=60°,AC=h,AB=100,BC=3h,

根据余弦定理得(3h)2=h2+1002-2·h·100·cos60°,即h2+50h-5 000=0,即(h-50)(h+100)=0,即h=50,故水柱的高度是50 m.

8.一船以每小时15 km的速度向东航行,船在A处看到一个灯塔M在北偏东60°方向,行驶4 h后,船到B处,看到这个灯塔在北偏东15°方向,这时船与灯塔的距离为________ km.

答案 302

解析 如图所示,依题意有:

AB=15×4=60,∠MAB=30°,∠AMB=45°,

在△AMB中,

由正弦定理,得60sin45°=BMsin30°.

解得BM=302(km).

9.某校运动会开幕式上举行升旗仪式,旗杆正好处在坡度15°的看台的某一列的正前方,从这一列的第一排和最后一排测得旗杆顶部的仰角分别为60°和30°,第一排和最后一排的距离为106 米(如图所示),旗杆底部与第一排在一个水平面上.若国歌长度约为50秒,升旗手应以________(米/秒)的速度匀速升旗.

答案 0.6

解析 在△BCD中,∠BDC=45°,∠CBD=30°, CD=106,由正弦定理,得BC=CDsin45°sin30°=203.

在Rt△ABC中,AB=BCsin60°=203×32=30(米).

所以升旗速度v=ABt=3050=0.6(米/秒).

10.在海岸A处,发现北偏东45°方向,距A处(3-1)n mile的B处有一艘走私船,在A处北偏西75°的方向,距离A处2n mile的C处的缉私船奉命以103n mile/h的速度追截走私船.此时,走私船正以10n mile/h的速度从B处向北偏东30°方向逃窜,问缉私船沿什么方向能最快追上走私船?

答案 缉私船沿东偏北30°方向能最快追上走私船

思路 本例考查正弦、余弦定量的建模应用.如图所示,注意到最快追上走私船且两船所用时间相等,若在D处相遇,则可先在△ABC中求出BC,再在△BCD中求∠BCD.

解析 设缉私船用t h在D处追上走私船,

则有CD=103t,BD=10t,

在△ABC中,∵AB=3-1,AC=2,∠BAC=120°,

∴由余弦定理,得

BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos∠BAC

=(3-1)2+22-2·(3-1)·2·cos120°=6.

∴BC=6.

且sin∠ABC=ACBC·sin∠BAC=26·32=22.

∴∠ABC=45°.∴BC与正北方向垂直.

∵∠CBD=90°+30°=120°,

在△BCD中,由正弦定理,得

sin∠BCD=BD·sin∠CBDCD=10tsin120°103t=12.

∴∠BCD=30°.

即缉私船沿东偏北30°方向能最快追上走私船.

11.衡水市某广场有一块不规则的绿地如图所示,城建部门欲在该地上建造一个底座为三角形的环境标志,小李、小王设计的底座形状分别为△ABC,△ABD,经测量AD=BD=7米,BC=5米,AC=8米,∠C=∠D.

(1)求AB的长度;

(2)若环境标志的底座每平方米造价为5 000元,不考虑其他因素,小李、小王谁的设计使建造费用较低(请说明理由)?较低造价为多少?(3=1.732,2=1.414)

答案 (1)7米 (2)小李的设计建造费用低,86 600元

解析 (1)在△ABC中,由余弦定理,得

cosC=AC2+BC2-AB22AC·BC=82+52-AB22×8×5.①

在△ABD中,由余弦定理,得

cosD=72+72-AB22×7×7.②

由∠C=∠D,得cosC=cosD.

∴AB=7,∴AB长为7米.

(2)小李的设计建造费用较低,理由如下:

S△ABD=12AB·BD·sinD,S△ABC=12AC·BC·sinC.

∵AD·BD>AC·BC,∴S△ABD>S△ABC.

故选择△ABC建造环境标志费用较低.

∵AD=BD=AB=7,∴△ABD是等边三角形,∠D=60°.∴S△ABC=103=10×1.732=17.32.

∴总造价为5 000×17.32=86 600(元).

12.(2015·盐城一模)如图所示,经过村庄A有两条夹角为60°的公路AB,AC,根据规划拟在两条公路之间的区域内建一工厂P,分别在两条公路边上建两个仓库M,N(异于村庄A),要求PM=PN=MN=2(单位:千米).如何设计,使得工厂产生的噪声对居民的影响最小(即工厂与村庄的距离最远)?

答案 当设计∠AMN=60°时,工厂产生的噪声对居民影响最小

解析 设∠AMN=θ,在△AMN中,MNsin60°=AMsin120°-θ.

因为MN=2,所以AM=433sin(120°-θ).

在△APM中,cos∠AMP=cos(60°+θ).

AP2=AM2+MP2-2AM·MP·cos∠AMP=163sin2(120°-θ)+4-2×2×433sin(120°-θ)cos(60°+θ)=163sin2(θ+60°)-1633sin(θ+60°)cos(θ+60°)+4

=83[1-cos(2θ+120°)]-833sin(2θ+120°)+4

=-83[3sin(2θ+120°)+cos(2θ+120°)]+203

=203-163sin(2θ+150°),θ∈(0°,120°).

当且仅当2θ+150°=270°,即θ=60°时,AP2取得最大值12,即AP取得最大值23.

所以设计∠AMN=60°时,工厂产生的噪声对居民影响最小.

1.为了测量两山顶M,N之间的距离,飞机沿水平方向在A,B两点进行测量.A,B,M,N在同一个铅垂平面内(如图所示).飞机能够测量的数据有俯角和A,B间的距离.请设计一个方案,包括:①指出需要测量的数据(用字母表示,并在图中标出);②用文字和公式写出计算M,N间的距离的步骤.

解析 方案一:①需要测量的数据有:A点到M,N点的俯角α1,β1,B点到M,N的俯角α2,β2;A,B间的距离d(如图所示).

②第一步:计算AM.由正弦定理,得AM=dsinα2sinα1+α2;

第二步:计算AN.由正弦定理,得AN=dsinβ2sinβ2-β1;

第三步:计算MN.由余弦定理,得

MN=AM2+AN2-2AM×ANcosα1-β1.

方案二:①需要测量的数据有:A到M,N点的俯角α1,β1;B点到M,N点的俯角α2,β2;A,B间的距离d(如图所示).

②第一步:计算BM.由正弦定理,得BM=dsinα1sinα1+α2;

第二步:计算BN.由正弦定理,得BN=dsinβ1sinβ2-β1;

第三步:计算MN.由余弦定理,得

MN=BM2+BN2+2BM×BNcosβ2+α2.