内容正文:
课时分层评价16 变化率问题
(时间:60分钟 满分:110分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1—9,每小题5分,共45分)
1.已知抛物线y=3x-x2在x=2处的增量为Δx=0.1,则的值为( )
A.-0.11 B.-1.1
C.3.89 D.0.29
答案:B
解析:因为Δy=f(2+0.1)-f(2)=(3×2.1-2.12)-(3×2-22)=-0.11,所以==-1.1. 故选B.
2.某物体的运动方程为s=5-2t2,则该物体在时间段[1,2]上的平均速度为( )
A.-6 B.2
C.-2 D.6
答案:A
解析:平均速度为==-6.故选A.
3.某物体做自由落体运动的位移s=gt2,g=9.8m/s2,若=24.5 m/s,则24.5 m/s是该物体( )
A.从1 s到s这段时间的平均速度
B.从0 s到1 s这段时间的平均速度
C.在t=1 s这一时刻的瞬时速度
D.在t=Δt s这一时刻的瞬时速度
答案:A
解析:由s-s表示从1 s到s这段时间内物体的位移.Δt是从1 s到s这段时间的增加量,所以表示从1 s到s这段时间的平均速度.故选A.
4.函数f(x)=x2在区间[0,2]上的平均变化率等于x=m时的瞬时变化率,则m=( )
A. B.1
C.2 D.
答案:B
解析:函数f(x)=x2在区间==2,f(x)=x2在x=m时的瞬时变化率为=
=(Δx+2m)=2m,所以2=2m,解得m=1.故选B.
5.已知抛物线y=2x2上一点A(2,8),则在点A处的切线斜率为( )
A.2 B.4
C.8 D.16
答案:C
解析:k==8.故选C.
6.(多选)已知某物体的运动方程为s(t)=7t2+8(0≤t≤5),则( )
A.该物体在1≤t≤3时的平均速度是28
B.该物体在t=4时的瞬时速度是56
C.该物体位移的最大值为43
D.该物体在t=5时的瞬时速度是70
答案:ABD
解析:该物体在1≤t≤3时的平均速度是==28,故A正确;物体在t=4时的瞬时速度是=(56+7Δt)=56,故B正确;物体的最大位移是7×52+8=183,故C错误;物体在t=5时的瞬时速度是=(70+7Δt)=70,故D正确.故选ABD.
7.一个物体做直线运动,位移s(单位:m)与时间t(单位:s)之间的函数关系为s(t)=5t2+mt,且这一物体在2≤t≤3这段时间内的平均速度为26 m/s,则实数m的值为 .
答案:1
解析:由已知,得=26,所以(5×32+3m)-(5×22+2m)=26,解得m=1.
8.已知汽车行驶的路程s和时间t之间的函数图象如图所示,在时间段[t0,t1],[t1,t2],[t2,t3]上的平均速度分别为,,,则三者的大小关系为 (由大到小排列).
答案:>>
解析:因为==kOA,==kAB,==kBC.又由图象得kOA<kAB<kBC,所以>>.
9.(双空题)过曲线y=x2+1上两点P(1,2)和Q(1+Δx,2+Δy)作曲线的割线,当Δx=0.01时,割线的斜率k= ;当Δx=0.001时,割线的斜率k= .
答案:2.01 2.001
解析:因为k===2+Δx,所以割线的斜率为2+Δx,当Δx=0.01时,割线PQ的斜率k=2+0.01=2.01;当Δx=0.001时,割线PQ的斜率k=2+0.001=2.001.
10.(13分)抛物线f(x)=x2上哪一点处的切线满足下列条件?
(1)平行于直线y=4x-5;
(2)垂直于直线2x-6y+5=0;
(3)倾斜角为135°.
解:设P(x0,y0)是满足条件的点,抛物线f(x)=x2在点P(x0,y0)处切线的斜率为
k== (2x0+Δx)=2x0.
(1)因为切线与直线y=4x-5平行,
所以2x0=4,x0=2,y0=4,即P(2,4)是满足条件的点.
(2)因为切线与直线2x-6y+5=0垂直,
所以2x0×=-1,
得x0=-,y0=,即P是满足条件的点.
(3)因为切线的倾斜角为135°,所以其斜率为-1,即2x0=-1,得x0=-,y0=,
即P是满足条件的点.
(11—13,每小题5分,共15分)
11.已知某物体的运动方程为s (x)=x2-1,在时间段[1,m]上的平均速度为3,则实数m的值为( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案:B
解析:由已知得=3,因为m-1≠0,所以m+1=3,所以m=2. 故选B.
12.(2024·湖南株洲期末)2022年2月,第24届冬季奥林匹克运动会在北京隆重举行,中国代表团获得了9金4银2铜的优异成绩,彰显了我国体育强国的底蕴和综合国力.设某高山滑雪运动员在一次滑雪训练中滑行的路程l(单位:m)与时间t(单位:s)之间的关系为l(t)=2t2+t,则当t=3时,该运动员滑雪的瞬时速度为 m/s.
答案:
解析:因为l(3+Δt)-l(3)=2(3+Δt)2+(3+Δt)-2×32-=2(Δt)2+Δt,所以==2Δt+,则当Δt趋近于0时,2Δt+,故当t=3时,该运动员滑雪的瞬时速度为 m/s.
13.(双空题)一质点按照运动规律s=2t2-t运动,其中s表示位移(单位:m),t表示时间(单位:s),则质点在[2,2+Δt]这段时间内的平均速度是 m/s,在t=2时的瞬时速度是 m/s.
答案:7+2Δt 7
解析:平均速度=
=
==7+2Δt,
瞬时速度v==7.
14.(15分)已知函数f(x)=-x2+x图象上两点A(2,f(2)),B(2+Δx,f(2+Δx))(Δx>0).
(1)若割线AB的斜率不大于-1,求Δx的范围;
(2)求函数f(x)=-x2+x的图象在点A(2,f(2))处切线的方程.
解:(1)由题意得,割线AB的斜率为
=
=
==-3-Δx,
由-3-Δx≤-1,得Δx≥-2,
又因为Δx>0,所以Δx的取值范围是(0,+∞).
(2)由(1)知函数f(x)=-x2+x的图象在点A(2,f(2))处切线的斜率为
k==(-3-Δx)=-3,
又f(2)=-22+2=-2,
所以切线的方程为y-(-2)=-3(x-2),
即3x+y-4=0.
15.(5分)降低室内微生物密度的有效方法是定时给室内注入新鲜空气,即开窗通风换气.在某室内,空气中微生物密度(c)与开窗通风换气时间(t)的关系如图所示.则下列时间段内,空气中微生物密度变化的平均速度最快的是( )
A.[5,10] B.[5,15]
C.[5,20] D.[5,35]
答案:C
解析:如图所示,分别令t=5,t=10,t=15,t=20,t=35所对应的点为A,B,C,D,E,由图可知0>kAB>kAC>kAE>kAD,所以在[5,20]内空气中微生物密度变化的平均速度最快.故选C.
16.(17分)若一物体运动方程如下:(位移单位:m,时间单位:s)
s=f(t)=
求:(1)物体在t∈[3,5]内的平均速度;
(2)物体的初速度v0;
(3)物体在t=1时的瞬时速度.
解:(1)因为物体在t∈[3,5]上的时间变化量为Δt=5-3=2,
物体在t∈[3,5]上的位移变化量为
Δs=3×52+2-(3×32+2)=3×(52-32)=48,
所以==24,
所以物体在t∈[3,5]内的平均速度为24 m/s.
(2)求物体的初速度v0,即求物体在t=0时的瞬时速度.
因为=
=
=3Δt-18,
所以物体的初速度v0== (3Δt-18)=-18(m/s).
(3)因为=
=3Δt-12,
所以物体在t=1时的瞬时速度为
(3Δt-12)=-12 (m/s).
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