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  • 2021-06-19 发布

2020高中数学 课时分层作业5 角度问题 新人教A版必修5

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课时分层作业(五) 角度问题 ‎(建议用时:40分钟)‎ ‎[学业达标练]‎ 一、选择题 ‎1.在静水中划船的速度是每分钟‎40 m,水流的速度是每分钟‎20 m,如果船从岸边A处出发,沿着与水流垂直的航线到达对岸,那么船的前进方向应指向河流的上游并与河岸垂直方向所成的角为(  ) ‎ ‎【导学号:91432067】‎ A.15°           B.30°‎ C.45° D.60°‎ B [如图所示,‎ sin∠CAB==,∴∠CAB=30°.]‎ ‎2.如图1227所示,长为‎3.5 m的木棒AB斜靠在石堤旁,木棒的一端A在离堤足C处‎1.4 m的地面上,另一端B在离堤足C处‎2.8 m的石堤上,石堤的倾斜角为α,则坡度值tan α等于(  )‎ 图1227‎ A. B. C. D. A [由题意,可得在△ABC中,AB=‎3.5 m,AC=‎1.4 m,BC=‎2.8 m,且α+∠ACB=π.‎ 由余弦定理,可得AB2=AC2+BC2-2×AC×BC×cos∠ACB,即3.52=1.42+2.82-2×1.4×2.8×cos(π-α),解得cos α=.‎ 所以sin α=,所以tan α==.]‎ ‎3.我舰在敌岛A处南偏西50°的B处,且A,B距离为12海里,发现敌舰正离开岛沿北偏西10°的方向以每小时10海里的速度航行,若我舰要用2小时追上敌舰,则速度大小为(  ) ‎ ‎【导学号:91432068】‎ A.28海里/小时 B.14海里/小时 C.14海里/小时 D.20海里/小时 - 7 -‎ B [如图,设我舰在C处追上敌舰,速度为v,在△ABC中,AC=10×2=‎20 海里,‎ AB=12海里,∠BAC=120°,‎ ‎∴BC2=AB2+AC2-2AB·ACcos 120°‎ ‎=784,‎ ‎∴BC=28海里,‎ ‎∴v=14海里/小时.]‎ ‎4.如图1228,两座相距‎60 m的建筑物AB,CD的高度分别为‎20 m,‎50 m,BD在水平面上,则从建筑物AB的顶端A看建筑物CD的张角∠CAD的大小是(  )‎ 图1228‎ A.30° B.45°‎ C.60° D.75°‎ B [∵AD2=602+202=4 000,‎ AC2=602+302=4 500,‎ 在△ACD中,由余弦定理得cos∠CAD==,∠CAD∈(0°,180°),‎ ‎∴∠CAD=45°.]‎ ‎5.地上画了一个角∠BDA=60°,某人从角的顶点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(  ) ‎ ‎【导学号:91432069】‎ A.‎14米 B.‎15米 C.‎16米 D.‎‎17米 C [如图,设DN=x m,‎ 则142=102+x2-2×10×‎ xcos 60°,‎ ‎∴x2-10x-96=0,‎ ‎∴(x-16)(x+6)=0,‎ ‎∴x=16或x=-6(舍),‎ ‎∴N与D之间的距离为‎16米.]‎ 二、填空题 ‎6.某船在岸边A处向正东方向航行x海里后到达B - 7 -‎ 处,然后朝南偏西60°方向航行3海里到达C处,若A处与C处的距离为海里,则x的值为________.‎ 或2 [x2+9-2·x·3cos 30°=()2,‎ 解得x=2或x=.]‎ ‎7.一船以每小时‎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. ‎ ‎【导学号:91432070】‎ ‎30 [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=,‎ 解得BM=30(km).]‎ ‎8.一次机器人足球比赛中,甲队1号机器人由点A开始做匀速直线运动,到达点B时,发现足球在点D处正以2倍于自己的速度向点A做匀速直线滚动,如图1229所示,已知AB=4 dm,AD=17 dm,∠BAC=45°,若忽略机器人原地旋转所需的时间,则该机器人最快可在距A点________dm的C处截住足球.‎ 图1229‎ ‎7 [设机器人最快可在点C处截住足球,‎ 点C在线段AD上,设BC=x dm,由题意知CD=2x dm,AC=AD-CD=(17-2x)dm.‎ 在△ABC中,由余弦定理得BC2=AB2+AC 2-2AB·AC·cos A,‎ 即x2=(4)2+(17-2x)2-8(17-2x)cos 45°,解得x1=5,x2=.‎ ‎∴AC=17-2x=7(dm),或AC=-(dm)(舍去).‎ ‎∴该机器人最快可在线段AD上距A点7 dm的点C处截住足球.]‎ 三、解答题 ‎9.在一次海上联合作战演习中,红方一艘侦察艇发现在北偏东45°方向,相距12 n mile的水面上,有蓝方一艘小艇正以每小时10 n mile的速度沿南偏东75°方向前进,若红方侦察艇以每小时14 n mile的速度,沿北偏东45°+α方向拦截蓝方的小艇(如图1230所示).若要在最短的时间内拦截住,求红方侦察艇所需的时间和角α的正弦值. ‎ ‎【导学号:91432071】‎ - 7 -‎ 图1230‎ ‎[解] 如图,设红方侦察艇经过x小时后在C处追上蓝方的小艇,‎ 则AC=14x,BC=10x,∠ABC=120°.‎ 根据余弦定理得(14x)2=122+(10x)2-240xcos 120°,‎ 解得x=2.‎ 故AC=28,BC=20.‎ 根据正弦定理得=,‎ 解得sin α==.‎ ‎10.岛A观察站发现在其东南方向有一艘可疑船只,正以每小时10海里的速度向东南方向航行(如图1231所示),观察站即刻通知在岛A正南方向B处巡航的海监船前往检查.接到通知后,海监船测得可疑船只在其北偏东75°方向且相距10海里的C处,随即以每小时10海里的速度前往拦截.‎ 图1231‎ ‎(1)问:海监船接到通知时,距离岛A多少海里?‎ ‎(2)假设海监船在D处恰好追上可疑船只,求它的航行方向及其航行的时间.‎ ‎[解] (1)根据题意得∠BAC=45°,∠ABC=75°,BC=10,‎ 所以∠ACB=180°-75°-45°=60°.‎ 在△ABC中,由= 得AB====5.‎ 答:海监船接到通知时,距离岛A ‎5海里.‎ - 7 -‎ ‎(2)设海监船航行时间为t小时,则BD=10t,CD=10t,‎ 又因为∠BCD=180°-∠ACB=180°-60°=120°,‎ 所以BD2=BC2+CD2-2BC·CDcos 120°,‎ 所以300t2=100+100t2-2×10×10t·,所以2t2-t-1=0,‎ 解得t=1或t=-(舍去).‎ 所以CD=10,所以BC=CD,‎ 所以∠CBD=(180°-120°)=30°,‎ 所以∠ABD=75°+30°=105°.‎ 答:海监船沿方位角105°航行,航行时间为1个小时.‎ ‎(或答:海监船沿南偏东75°方向航行,航行时间为1个小时.)‎ ‎[冲A挑战练]‎ ‎1.为了测量某塔的高度,某人在一条水平公路C,D两点处进行测量.在C点测得塔底B在南偏西80°,塔顶仰角为45°,此人沿着南偏东40°方向前进‎10米到D点,测得塔顶的仰角为30°,则塔的高度为(  ) ‎ ‎【导学号:91432072】‎ A.‎5米 B.‎10米 C.‎15米 D.‎‎20米 B [如图,由题意得,AB⊥平面BCD,‎ ‎∴AB⊥BC,AB⊥BD.‎ 设塔高AB=x,‎ 在Rt△ABC中,∠ACB=45°,‎ 所以BC=AB=x,‎ 在Rt△ABD中,∠ADB=30°,‎ ‎∴BD==x,‎ 在△BCD中,由余弦定理得 BD2=CB2+CD2-2CB·CD·cos 120°,‎ ‎∴(x)2=x2+100+10x,‎ 解得x=10或x=-5(舍去),故选B.]‎ ‎2.甲船在岛A的正南B处,以每小时‎4千米的速度向正北航行,AB=10千米,同时乙船自岛A出发以每小时‎6千米的速度向北偏东60°的方向驶去,当甲、乙两船相距最近时,它们所航行的时间为(  )‎ A.分钟 B.分钟 - 7 -‎ C.21.5分钟 D.2.15小时 A [如图,设t小时后甲行驶到D处,则AD=10-4t,乙行驶到C处,则AC=6t.∵∠BAC=120°,∴DC2=AD2+AC2-2AD·AC·cos 120°=(10-4t)2+(6t)2-2×(10-4t)×6t×cos 120°=28t2-20t+100=282+.‎ 当t=时,DC2最小,即DC最小,此时它们所航行的时间为×60=分钟.]‎ ‎3.如图1232所示,一船在海上自西向东航行,在A处测得某岛M位于北偏东α,前进m海里后在B处测得该岛位于北偏东β,已知该岛周围n海里范围内(包括边界)有暗礁,现该船继续东行,当α与β满足条件________时,该船没有触礁危险. ‎ ‎【导学号:91432073】‎ 图1232‎ mcos αcos β>nsin(α-β) [在△ABM中,由正弦定理得=,‎ 故BM=,‎ 要使该船没有触礁危险需满足BMsin(90°-β)=>n.‎ ‎∴当α与β满足mcos αcos β>nsin(α-β)时,该船没有触礁危险.]‎ ‎4.如图1233所示,位于A处的信息中心获悉:在其正东方向相距40海里的B处有一艘渔船遇险,在原地等待营救.信息中心立即把消息告知在其南偏西30°、相距20海里的C处的乙船,现乙船朝北偏东θ的方向沿直线CB前往B处救援,则cos θ=________.‎ 图1233‎ - 7 -‎  [在△ABC中,AB=40,AC=20,∠BAC=120°,‎ 由余弦定理知BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cos 120°=2 800⇒BC=20.‎ 由正弦定理=⇒‎ sin∠ACB=·sin∠BAC=,‎ ‎∠BAC=120°,则∠ACB为锐角,cos∠ACB=.‎ 由θ=∠ACB+30°,则cos θ=cos(∠ACB+30°)=cos∠ACB·cos 30°-sin∠ACB·sin 30°=.]‎ ‎5.如图1234所示,港口B在港口O正东方向120海里处,小岛C在港口O北偏东60°方向,且在港口B北偏西30°方向上,一艘科学家考察船从港口O出发,沿北偏东30°的OA方向以20海里/时的速度行驶,一艘快艇从港口B出发,以60海里/时的速度驶向小岛C,在C岛装运补给物资后给考察船送去,现两船同时出发,补给物资的装船时间为1小时,则快艇驶离港口B后,最少要经过多少小时才能和考察船相遇? ‎ ‎【导学号:91432074】‎ 图1234‎ ‎[解] 设快艇驶离港口B后,经过x小时,在OA上的点D处与考察船相遇.‎ 如图所示,连接CD,则快艇沿线段BC,CD航行.‎ 在△OBC中,由题意易得∠BOC=30°,∠CBO=60°,所以∠BCO=90°.‎ 因为BO=120,‎ 所以BC=60,OC=60.‎ 故快艇从港口B到小岛C需要1小时,所以x>1.‎ 在△OCD中,由题意易得∠COD=30°,OD=20x,CD=60(x-2).‎ 由余弦定理,得CD2=OD2+OC2-2OD·OCcos∠COD,所以602(x-2)2=(20x)2+(60)2-2×20x×60×cos 30°.‎ 解得x=3或x=,‎ 因为x>1,所以x=3.‎ - 7 -‎ 所以快艇驶离港口B后,至少要经过3小时才能和考察船相遇.‎ - 7 -‎