内容正文:
1.从13:00到当天13:25,某时钟的分针转动的弧度为( )
A. B.
C.- D.-
解析:选C.因为分针是按照顺时针方向旋转,所以转动的角为负角,所以分针转动的弧度为-π=-.故选C.
2.在半径为9的圆中,100°的圆心角所对弧长为( )
A.9π B.5π
C.π D.10π
解析:选B.100°=×100=,则所对弧长为×9=5π.故选B.
3.与终边相同的角的表达式中,正确的是( )
A.45°+2kπ,k∈Z
B.k·360°+,k∈Z
C.k·360°+315°,k∈Z
D.2kπ-,k∈Z
解析:选D.在同一个表达式中,角度制与弧度制不能混用,所以A,B错误;与终边相同的角可以写成2kπ+(k∈Z)的形式,当k=-2时,2kπ+=-,315°换算成弧度制为,所以C错误,D正确.故选D.
4.(2025·济南月考)某机器上有相互啮合的大小两个齿轮(如图所示),大轮有50个齿,小轮有15个齿,小轮每分钟转10圈,若大轮的半径为2 cm,则大轮每秒转过的弧长是( )
A.12π cm B.6π cm
C. cm D. cm
解析:选D.由大轮有50个齿,小轮有15个齿,小轮每分钟转10圈,得大轮每分钟转的圈数为=3,因此大轮每秒转的弧度数为=,所以大轮每秒转过的弧长是×2= cm.
5.《九章算术》是中国古代的数学名著,其中《方田》一章涉及了弧田面积的计算问题.如图所示,弧田是由弧AB和弦AB所围成的图中阴影部分,若弧田所在圆的半径为6,圆心角为,则此弧田的面积为( )
A.12π-9 B.9π-12
C.12π-3 D.12π
解析:选A.由题意得,扇形半径r=6,圆心角α=,扇形面积为αr2=××62=12π,设点C为AB的中点,连接OC,则OC⊥AB,由∠AOB=,有∠OAC=,得OC=3,AC=3,S△AOB=AB·OC=×6×3=9,所以此弧田的面积为12π-9.故选A.
6.(多选)若角α的终边与角的终边关于x轴对称,且α∈(-2π,2π),则α的值可能为( )
A.- B.-
C. D.
解析:选AD.因为角α的终边与角的终边关于x轴对称,所以α=-+2kπ,k∈Z,又因为α∈(-2π,2π),所以当k=0时,α=-;当k=1时,α=.故选AD.
7.把下列各角度与弧度进行互化.
(1)18°=________;(2)π=________.
解析:(1)18°=18×=.
(2)π=×180°=54°.
答案:(1) (2)54°
8.已知弧长为π的弧所对的圆心角为20°,则这条弧所在圆的半径为________.
解析:由于20°=,所以根据弧长公式得这条弧所在圆的半径为=9.
答案:9
9.工艺扇面是中国书画的一种常见表现形式.如图所示,已知扇面展开后形成一个中心角为的扇环,其中扇环的外圆半径为30 cm,内圆半径为10 cm,某同学准备用布料制作这样一个扇面,若不计损耗,则需要布料________cm2.
解析:由题意可知,扇环的面积为S=××(302-102)=300π(cm2).
答案:300π
10.(13分)如图,用弧度表示顶点在原点,始边重合于x轴的非负半轴,终边落在阴影部分内的角的集合(不包括边界).
解:(1)如题图1,以OA为终边的角为+2kπ(k∈Z);以OB为终边的角为-+2kπ(k∈Z),所以题图1中阴影部分内的角的集合为{α|-+2kπ<α<+2kπ,k∈Z}.
(2)如题图2,以OA为终边的角为+2kπ(k∈Z);以OB为终边的角为+2kπ(k∈Z).
不妨设题图2中右边阴影部分所表示的集合为M1,左边阴影部分所表示的集合为M2,
则M1={α|2kπ<α<+2kπ,k∈Z},
M2={α|+2kπ<α<π+2kπ,k∈Z}.
所以题图2中阴影部分内的角的集合为M1∪M2={α|2kπ<α<+2kπ或+2kπ<α<π+2kπ,k∈Z}.
11.如图,分别以边长为3的正五边形ABCDE的顶点C,D为圆心,边长为半径画弧,两弧交于点F,则的长为( )
A. B.
C. D.π
解析:选A.如图,连接CF,DF,由题得△CDF为等边三角形,所以∠FCD=,又∠BCD==,所以∠BCF=∠BCD-∠FCD=-=,所以=×3=.故选A.
12.以等边三角形的每个顶点为圆心,边长为半径,在另两个顶点间作一段弧,三段弧围成的曲边三角形弧就是勒洛三角形.如图,已知正三角形ABC的边长为2,则图中勒洛三角形的面积与周长之比为________.
解析:由题意易知以点A,B,C为圆心,圆弧BC,AC,AB所对的扇形面积各为××22=,等边三角形ABC的面积为×2×=,所以题图中勒洛三角形的面积是×3-2×=2π-2,周长为×2×3=2π,故题图中勒洛三角形的面积与周长之比为1-.
答案:1-
13.(13分)已知角α=2 040°.
(1)将α改写成β+2kπ(k∈Z,0≤β<2π)的形式,并指出α是第几象限角;(6分)
(2)在区间[-5π,0)上找出与α终边相同的角.(7分)
解:(1)α=2 040°=2 040×=,
又=+5×2π,所以α=+5×2π,
所以α与的终边相同,又π<<,
因此α是第三象限角.
(2)与α终边相同的角可以写成γ=+2kπ,k∈Z,
又γ∈[-5π,0),
所以当k=-3时,γ=-π;
当k=-2时,γ=-π;
当k=-1时,γ=-π.
所以在区间[-5π,0)上与α终边相同的角为-π,-π,-π.
14.(13分)(2025·大连期中)已知一扇形的圆心角为α,半径为R,弧长为l.
(1)若扇形的面积为,α=135°,求扇形的弧长l;(6分)
(2)若扇形的面积是定值S(S>0),求扇形的周长最小时,圆心角α的值.(7分)
解:(1)由题意知α=135°=,
所以l=R,所以R=,
S=lR=l·=,解得l=.
(2)由题意可得S=αR2,则αR=,则扇形周长为C=2R+αR=2R+≥2=4,当且仅当2R=,即R=时等号成立,此时α==2.即扇形的周长取最小值4时,α=2.
15.密位制是度量角的一种方法.把一周角等分为6 000份,每一份叫做1密位的角.以密位作为角的度量单位,这种度量角的单位制,叫做角的密位制.在角的密位制中,采用四个数码表示角的大小,单位名称密位二字可以省略不写.密位的写法是在百位数字与十位数字之间画一条短线,如7密位写成“0-07”,478密位写成“4-78”,1周角等于6 000密位,记作1周角=60-00,1直角=15-00,如果一个半径为3的扇形,它的面积为π,则其圆心角用密位制表示为( )
A.14-40 B.12-50
C.4-00 D.2-00
解析:选D.依题意,设扇形所对的圆心角为α,α所对的密位为n,
则α×32=π,解得α=π,
由题意可得=,
解得n=×6 000=200,
因此该扇形圆心角用密位制表示为2-00.故选D.
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