摘要:
**基本信息**
聚焦指数与对数综合应用,按“运算-方程-条件应用-证明-实际问题”递进设计,强化数学思维与应用能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|指数幂与对数的化简、求值|7题|含根式、分数指数幂的混合运算|从概念到运算,培养运算能力|
|指、对数方程的求解|7题|含换元法、韦达定理的方程问题|方程思想延伸,发展推理意识|
|带附加条件的指、对数问题|7题|已知指数/对数式求代数式值|条件转化训练,深化符号意识|
|指数幂、对数恒等式的证明|7题|等式证明及实际背景推理|逻辑推理应用,提升数学思维|
|指数、对数的实际应用|8题|考古、环保、声强等模型问题|数学语言表达现实,强化模型观念|
内容正文:
专题02 指数与对数综合大题(35题)(举一反三专项训练)
【苏教版】
姓名:___________班级:___________考号:___________
题型一
指数幂与对数的化简、求值
1.(25-26高一上·江西上饶·期末)计算:
(1);
(2).
2.(25-26高一上·山西大同·期末)计算下列各题:
(1);
(2);
(3).
3.(25-26高一上·安徽马鞍山·期末)求下列各式的值:
(1);
(2).
4.(25-26高一上·江苏常州·期末)求下列各式的值:
(1);
(2).
5.(25-26高一上·广东广州·期末)求值:
(1);
(2);
(3).
6.(25-26高一上·广东·期末)(1);
(2).
7.(25-26高一上·江西景德镇·期末)请计算或化简下列式子:
(1);
(2).
题型二
指、对数方程的求解
8.(25-26高一上·全国·课后作业)解关于的方程.
(1);
(2).
9.(26-27高一上·全国·课堂例题)如果方程的两根是,求的值.
10.(25-26高一上·上海杨浦·期中)对数的运算大大增加了解决代数问题的效率,延长了天文学家的寿命.
(1)设、是关于x的方程的两个实数根,求:的值;
(2)已知,且,若,,求:的值.
11.(25-26高一上·上海·期末)解下列关于x的方程:
(1);
(2).
12.(25-26高一上·四川南充·阶段检测)(1)已知,求的值;
(2)方程的两根分别为,求的值.
13.(25-26高一上·上海虹口·期中)(1)当时,解关于x的方程;
(2)当时,要使对数有意义,求实数x的取值范围;
(3)若关于x的方程有且仅有一个解,求实数a的取值范围
14.(25-26高三上·山东·阶段检测)已知关于的方程有两个不相等的实数根.
(1)若,求;
(2)若,求;
(3)求的取值范围.
题型三
带附加条件的指、对数问题
15.(25-26高一上·湖北·阶段检测)化简求值:
(1)已知,求的值.
(2)已知,求:.
16.(25-26高一上·河南洛阳·期末)(1)若,求的值.
(2)若,求的值.
17.(25-26高一上·新疆阿克苏·期末)(1)已知:,,求的值;
(2)若,,用含、的式子表示.
18.(25-26高一上·上海·期中)(1)已知,求和的值;
(2)正实数满足,求和的值.
19.(25-26高一上·上海·期中)(1)已知,,试用、表示,
(2)已知,求的值.
20.(25-26高一上·江苏常州·期中)计算:
(1);
(2)已知,求的值;
(3)已知,,求的值.
21.(25-26高一上·陕西咸阳·阶段检测)计算下列各式的值:
(1)化简:;
(2)已知,求的值;
(3)已知,,求的值.
题型四
指数幂、对数恒等式的证明
22.(26-27高一上·全国·课后作业)设.且,求证:.
23.(25-26高一下·广西崇左·阶段检测)求满足下列条件的各式的值
(1)若,求的值;
(2)设,求证:.
24.(25-26高一下·上海·课后作业)已知在中,,角A,B,C所对应的三条边长分别为a,b,c.求证:.
25.(25-26高一·全国·随堂练习)求证:
(1);
(2);
26.(25-26高一上·上海·期中)(1)已知,求证:.
(2)证明:是无理数.
27.(25-26高一·全国·随堂练习)设x,y为正数,满足,求证:(,).
28.(25-26高一·全国·课后作业)求解下列问题:
(1)证明:.
(2)已知,且.
求证:.
题型五
指数、对数的实际应用
29.(25-26高一上·上海·阶段检测)放射性碳定年法是1949年由威拉德·利比发明的一种考古断代方法,该方法基于生物体内碳14含量的衰减规律来测定文物年代,利比因此获得1960年诺贝尔化学奖.
设碳14的初始含量为,经过时间t()后的含量为N,满足为关于t()的指数函数.已知碳14的半衰期为5730年,即每经过5730年,碳14含量会衰减为原来的一半.
(1)某化石样品中碳14含量是活生物体内含量的25%,请问根据放射性碳定年法推测,该化石距今约有多少年历史?
(2)在实际考古测定中,由于测量误差的存在,碳14含量的测量结果可能存在的误差.不考虑其他误差,则用此法测得的化石真实年代的误差最大为多少年?(四舍五入到整数)
30.(25-26高一上·内蒙古包头·期末)某工厂产生的废气经过滤后排放,过滤过程中废气的污染物含量(单位:)与时间(单位:)间的关系为,其中是正的常数,表示污染物的初始含量,如果在前消除了的污染物,那么:
(1)求的值;
(2)后还剩百分之几的污染物?
(3)污染物减少需要花多少时间(用对数表示)?
31.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中)中国茶文化博大精深,茶水的口感与茶叶类型和水的温度有关.经研究:把茶水放在空气中冷却,如果茶水开始的温度是,室温是,那么tmin后茶水的温度θ(单位:℃)可由公式求得,其中k是常数.为了求出这个k的值,某数学建模兴趣小组在25℃室温下进行了数学实验,先用95℃的水泡制成95℃的茶水,利用温度传感器,测量并记录从开始每一分钟茶水的温度,多次实验后搜集整理到了如下的数据:
tmin
0
1
2
3
4
5
(℃)
95.00
89.19
84.75
81.19
78.19
75.00
(1)请你仅利用表中的一组数据,,求k的值,并求出此时的解析式;
(2)在25℃室温环境下,王老师用95℃的水泡制成的茶水,想等到茶水温度降至45℃时再饮用,根据(1)的结果,王老师要等待多长时间?
(参考数据:,,,e是自然对数的底数.)
32.(25-26高一下·贵州遵义·阶段检测)某工厂产生的废气经过滤后排放,过滤过程中废气的污染物含量(单位:)与时间(单位:)的关系为,其中是正的常数.如果在前消除了的污染物,那么
(1)从过滤开始,经过后,污染物还剩百分之几?
(2)污染物减少50%大约需要花多少时间(精确到1h)?
参考数据:.
33.(2026高一·全国·专题练习)某工厂的废气处理系统正常运行时,废气中的污染物含量(单位:)与时间(单位:)之间的关系式为,其中表示污染物含量的初始值,表示除污率,其大小可在废气处理系统中设置.
(1)正常情况下,若将除污率设置为,污染物含量降低到初始值的一半大约需要多长时间?
(2)某天污染物含量的初始值为,废气处理系统先将除污率设置为运行,再将除污率设置为运行,若此时测得污染物含量为,试判断当天废气处理系统的运行是否正常.
附:,.
34.(25-26高一上·浙江绍兴·期末)声强级(单位:dB)由公式给出,其中I为声强(单位:),k,b为常数.研究发现正常人听觉能忍受的最高声强为,此时声强级为120dB;平时常人交谈时的声强约为,此时声强级为60dB.
(1)求k,b的值;
(2)实验结果表明,噪声可以降低人的视力敏感性,当噪声声强级达到90dB至115dB时,视网膜中的视杆细胞对光亮度的敏感性会下降,识别弱光反应的时间也会延长.某种型号的拖拉机声的声强约为,若司机长时间在这种噪音环境下驾驶,试判断是否会降低他的视力敏感性?
35.(25-26高一上·北京·期中)天文学中用星等表示星体亮度,星等的数值越小、星体越亮.视星等是指观测者用肉眼所看到的星体亮度;绝对星等是假定把恒星放在距地球32.6光年的地方测得的恒星的亮度,反应恒星的真实发光本领.如果两颗恒星的亮度分别为,视星等分别为,那么
(1)已知太阳的视星等是,夜空中最亮的恒星天狼星的视星等是,求太阳与天狼星的亮度之比;(保留两位有效数字,)
(2)如果一颗恒星的绝对星等,视星等分别是,距地球的距离是光年,那么.已知天狼星,织女星,牛郎星的绝对星等,视星等如下表:
星体
视星等
绝对星等
天狼星
1.44
织女星
0.00
0.55
牛郎星
0.75
2.19
把这三颗恒星按照距离地球从近到远的顺序排序;
(3)如果一颗恒星的视星等大于绝对星等,能由此推断出什么结论?
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专题02 指数与对数综合大题(35题)(举一反三专项训练)
【苏教版】
姓名:___________班级:___________考号:___________
题型一
指数幂与对数的化简、求值
1.(25-26高一上·江西上饶·期末)计算:
(1);
(2).
【答案】(1)0
(2)
【解题思路】(1)利用指数性质、运算法则直接求解.
(2)利用对数性质、运算法则直接求解.
【解答过程】(1)
.
(2)
.
2.(25-26高一上·山西大同·期末)计算下列各题:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1)
(2)
(3)
【解题思路】(1)根据指数幂运算法则计算即可;
(2)根据对数运算法则与对数恒等式化简运算即可;
(3)根据对数运算法则结合对数恒等式与指数运算性质化简计算即可.
【解答过程】(1) ;
(2) ;
(3).
3.(25-26高一上·安徽马鞍山·期末)求下列各式的值:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)利用指数幂的运算性质化简可得出所求代数式的值;
(2)利用对数的运算性质结合换底公式可得所求代数式的值.
【解答过程】(1)原式.
(2)原式.
4.(25-26高一上·江苏常州·期末)求下列各式的值:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)1
【解题思路】(1)根据指数幂运算法则计算可得结果;
(2)根据对数运算法则计算可得结果.
【解答过程】(1)原式;
(2)原式 .
5.(25-26高一上·广东广州·期末)求值:
(1);
(2);
(3).
【答案】(1);
(2);
(3).
【解题思路】(1)运用指数运算法则即可得到答案;
(2)运用对数运算性质和运算法则即可得到答案;
(3)注意到各对数式底数均不相同,运用换底公式消除底数的差异即可求解.
【解答过程】(1)原式.
(2)原式.
(3)原式.
6.(25-26高一上·广东·期末)(1);
(2).
【答案】(1);
(2)
【解题思路】(1)根据指数幂和对数的运算法则,准确化简、运算,即可求解;
(2)根据对数的运算法则,准确化简、运算,即可求解;
【解答过程】解:(1)由指数幂的运算公式,可得
又由对数的运算公式,可得:
,
所以.
(2)由对数的运算公式,可得:
.
7.(25-26高一上·江西景德镇·期末)请计算或化简下列式子:
(1);
(2).
【答案】(1);
(2)
【解题思路】(1)利用分数指数幂的运算法则和对数的运算性质计算即得;
(2)根据对数的运算性质和换底公式化简计算即得.
【解答过程】(1)因为
;
(2)
.
题型二
指、对数方程的求解
8.(25-26高一上·全国·课后作业)解关于的方程.
(1);
(2).
【答案】(1)2;
(2)8
【解题思路】(1)先求得应满足的条件,再将对数方程转化为一元二次方程,解方程即可得解.
(2)根据对数的运算性质,将方程化简,即可求解.
【解答过程】(1),
所以应满足,
由对数的运算性质可将方程化为,
,
或,
因为,
;
(2),
所以应满足,
根据对数的运算性质,,
则原方程可化为,
,
,
经检验,符合题意.
9.(26-27高一上·全国·课堂例题)如果方程的两根是,求的值.
【答案】
【解题思路】设,将方程整理成关于的一元二次方程,解方程求得的值,结合对数的运算性质即可求出的值.
【解答过程】设,则得,即,
则或,即或,解得或.
依题意,或,故.
10.(25-26高一上·上海杨浦·期中)对数的运算大大增加了解决代数问题的效率,延长了天文学家的寿命.
(1)设、是关于x的方程的两个实数根,求:的值;
(2)已知,且,若,,求:的值.
【答案】(1)
(2)
【解题思路】(1)根据韦达定理列出关于和的方程,然后利用换底公式进行化简,代入计算即可;
(2)将对数式转化为指数式,利用指数运算和对数运算的性质求值即可.
【解答过程】(1)因为、是关于x的方程的两个实数根,
所以由韦达定理得,
由得,则;
由得,所以,即,
则.
(2)由,得,由,得,则;
所以,即,
故.
11.(25-26高一上·上海·期末)解下列关于x的方程:
(1);
(2).
【答案】(1)或;
(2)时,
时或,
时.
【解题思路】(1)由对数运算性质有,应用因式分解及对数函数性质求解即可;
(2)由题设可得或,讨论、、,结合指对数函数性质求解.
【解答过程】(1)由题设且,又,即,
所以,可得或,
所以或.
(2)由,
所以或,
当,则无解,此时;
当,则或;
当,则无解,此时;
综上,时,
时或,
时.
12.(25-26高一上·四川南充·阶段检测)(1)已知,求的值;
(2)方程的两根分别为,求的值.
【答案】(1)3;
(2)
【解题思路】(1)化对数式为指数式,进而求出;
(2)方法一:变形为,是方程的两根,根据韦达定理得到两根之和,两根之积,从而计算出答案;
方法二:解方程得到,,代入计算即可.
【解答过程】(1) 由知,,,
所以;
(2)方法一:,
,是方程的两根,
由根与系数的关系知,,,
;
方法二:,
解得,,
所以.
13.(25-26高一上·上海虹口·期中)(1)当时,解关于x的方程;
(2)当时,要使对数有意义,求实数x的取值范围;
(3)若关于x的方程有且仅有一个解,求实数a的取值范围
【答案】(1);
(2)或;
(3)
【解题思路】(1)解对数方程,其中;
(2)有意义,要求真数大于0;
(3)通过化简变为有且仅有一个解,对进行分类讨论,注意变形中的真数要始终成立,所以要检验.
【解答过程】(1)∵,
∴,
∴;
(2)对数有意义,则,解得:或,
所以实数x的取值范围为或;
(3),
即,
=①,
方程两边同乘x得:,
即②,
当时,方程②的解为,此时代入①式,,符合要求;
当时,方程②的解为,此时代入①式,,符合要求;
当且时方程②的解为或,
若是方程①的解,则,即,
若是方程①的解,则,即,
则要使方程①有且仅有一个解,则;
综上:方程有且仅有一个解,实数a的取值范围是.
14.(25-26高三上·山东·阶段检测)已知关于的方程有两个不相等的实数根.
(1)若,求;
(2)若,求;
(3)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解题思路】1)通过韦达定理进行求解即可.
(2)通过韦达定理得,进行求解即可.
(3)由题意,由韦达定理得到,进行求解即可.
【解答过程】(1)依题意可得,
解得.
由韦达定理得,
因为,
所以,得.
(2)由韦达定理得,
由,得
(3)因为,
所以的取值范围为.
题型三
带附加条件的指、对数问题
15.(25-26高一上·湖北·阶段检测)化简求值:
(1)已知,求的值.
(2)已知,求:.
【答案】(1);
(2).
【解题思路】(1)将目标式化为,结合化简求值即可;
(2)根据已知先求出、,再代入目标式求值.
【解答过程】(1)由,则,
而,则;
(2)由,
,
所以.
16.(25-26高一上·河南洛阳·期末)(1)若,求的值.
(2)若,求的值.
【答案】(1)2;
(2)
【解题思路】(1)将指数式转化为对数式,代入目标式,利用对数的运算性质计算即可;
(2)求出,代入目标式,利用对数的运算性质计算即可.
【解答过程】(1)因为,所以,,
所以.
(2)若,则,,
所以.
17.(25-26高一上·新疆阿克苏·期末)(1)已知:,,求的值;
(2)若,,用含、的式子表示.
【答案】(1);
(2).
【解题思路】(1)利用指数幂的运算性质计算可得出的值;
(2)利用换底公式结合对数的运算性质可将用、表示.
【解答过程】(1)因为,,则;
(2)因为,,所以.
18.(25-26高一上·上海·期中)(1)已知,求和的值;
(2)正实数满足,求和的值.
【答案】(1)6;;
(2)7;
【解题思路】(1)直接由指数幂的运算可得;
(2)先将等式完全平方求出,再平方可得,由立方差的公式可求.
【解答过程】(1);
.
(2)因为正实数满足,所以,
所以,
.
19.(25-26高一上·上海·期中)(1)已知,,试用、表示,
(2)已知,求的值.
【答案】(1);
(2).
【解题思路】(1)利用换底公式和对数的运算性质可得结果;
(2)由指数式和对数式的互化得出,,再利用换底公式结合对数的运算性质计算可得结果.
【解答过程】(1);
(2)因为,则,,则,,
所以,.
20.(25-26高一上·江苏常州·期中)计算:
(1);
(2)已知,求的值;
(3)已知,,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解题思路】(1)借助指数幂运算法则和对数运算法则计算求解即可;
(2)结合指数幂的运算法则,借助完全平方公式计算即可求解;
(3)先利用指对互化得,,然后借助对数换底公式计算即可求解.
【解答过程】(1) .
(2)由,则,即,
,又,则,故,
故.
(3)因为,,所以,,
所以.
21.(25-26高一上·陕西咸阳·阶段检测)计算下列各式的值:
(1)化简:;
(2)已知,求的值;
(3)已知,,求的值.
【答案】(1);
(2);
(3)
【解题思路】(1)由根式与分数指数幂的转换,结合指数幂的运算即可求解;
(2)由条件通过平方得到,再次平方得到,进而可求解;
(3)由指数与对数的转化,和对数的运算性质即可求解.
【解答过程】(1)
;
(2)由,
平方可得:,
即,再平方可得:,
即,
所以;
(3)由,可得,
由,可得,
所以.
题型四
指数幂、对数恒等式的证明
22.(26-27高一上·全国·课后作业)设.且,求证:.
【答案】证明见解析
【解题思路】利用指数式与对数式的转化,表示出,再结合换底公式,表示出,利用即可探索的关系,即可证明.
【解答过程】证明:设,因为,所以.
当时,有,此时成立;
当时,,,.
所以,,.
因为,
所以 ,所以.
综上可知,成立.
23.(25-26高一下·广西崇左·阶段检测)求满足下列条件的各式的值
(1)若,求的值;
(2)设,求证:.
【答案】(1);
(2)证明见解析
【解题思路】(1)运用对数的运算法则即可求解;
(2)运用对数的换底公式即可证明.
【解答过程】(1),
,
,
;
(2)证明:设,
则,,.
所以,,.
所以,
所以.
24.(25-26高一下·上海·课后作业)已知在中,,角A,B,C所对应的三条边长分别为a,b,c.求证:.
【答案】证明见解析
【解题思路】利用直角三角形的勾股定理、对数的运算性质以及对数的运算法则可以证明等式成立.
【解答过程】证明:在中,因为,所以,
因为
,
所以.
25.(25-26高一·全国·随堂练习)求证:
(1);
(2);
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析.
【解题思路】(1)根据对数运算与指数运算的关系,分别求等式左右的值,即可证明;
(2)根据对数运算与指数运算的关系,分别求等式左右的值,即可证明.
【解答过程】(1)因为,
所以,,即;
(2)因为,
所以,,即.
26.(25-26高一上·上海·期中)(1)已知,求证:.
(2)证明:是无理数.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析.
【解题思路】(1)指数式化为对数式,得到左式,右式,证毕;
(2)反证法进行证明,假设是有理数,则,其中为既约分数,则,但为偶数,为奇数,相矛盾,故为无理数.
【解答过程】(1)证明:,
左式,
右式,
所以左式=右式.
(2)证明:假设是有理数,
则,其中为既约分数,
则 ,
则,
这与为偶数,为奇数相矛盾,
所以假设不成立,所以是无理数.
27.(25-26高一·全国·随堂练习)设x,y为正数,满足,求证:(,).
【答案】证明见解析
【解题思路】根据对数的运算法则和性质,化简得,即可求解.
【解答过程】证明:由题意,正数满足,
可得,
由
,
所以(,).
28.(25-26高一·全国·课后作业)求解下列问题:
(1)证明:.
(2)已知,且.
求证:.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析
【解题思路】(1)结合换底公式以及对数运算证得等式成立.
(2)令,结合指数运算,通过证明等式左边右边 来证得等式成立.
【解答过程】(1)证明:左边右边;
(2)证明:令,则,,,
所以 ,
,
所以 .
题型五
指数、对数的实际应用
29.(25-26高一上·上海·阶段检测)放射性碳定年法是1949年由威拉德·利比发明的一种考古断代方法,该方法基于生物体内碳14含量的衰减规律来测定文物年代,利比因此获得1960年诺贝尔化学奖.
设碳14的初始含量为,经过时间t()后的含量为N,满足为关于t()的指数函数.已知碳14的半衰期为5730年,即每经过5730年,碳14含量会衰减为原来的一半.
(1)某化石样品中碳14含量是活生物体内含量的25%,请问根据放射性碳定年法推测,该化石距今约有多少年历史?
(2)在实际考古测定中,由于测量误差的存在,碳14含量的测量结果可能存在的误差.不考虑其他误差,则用此法测得的化石真实年代的误差最大为多少年?(四舍五入到整数)
【答案】(1)11460
(2)83
【解题思路】(1)设,根据题意得到,即,令,再解方程即可;
(2)设测量误差为对应衰减时间为,测量误差为对应衰减时间为,无误差时对应衰减时间为,再分别计算出,比较即可.
【解答过程】(1)根据题意,设,
又每经过5730年,碳14含量会衰减为原来的一半,所以,
解得,则,
当,解得,
所以该化石距今约有年历史;
(2)由于碳14含量的测量结果可能存在的误差,
设测量误差为对应衰减时间为,测量误差为对应衰减时间为,
无误差时对应衰减时间为,
则①,②,③,
,两边同时取以2为底的对数,,
(年),
,两边同时取以2为底的对数,,
(年),
所以误差最大为83年.
30.(25-26高一上·内蒙古包头·期末)某工厂产生的废气经过滤后排放,过滤过程中废气的污染物含量(单位:)与时间(单位:)间的关系为,其中是正的常数,表示污染物的初始含量,如果在前消除了的污染物,那么:
(1)求的值;
(2)后还剩百分之几的污染物?
(3)污染物减少需要花多少时间(用对数表示)?
【答案】(1)
(2)72.9%
(3)
【解题思路】(1)根据条件可计算即得的值;
(2)结合(1)可得的值,进而得出答案;
(3)令,根据指数运算性质求出的值;
【解答过程】(1)当时,,当时,,即.
,
(2)当时,,即15h后,还剩的污染物.
(3)设污染物减少40%需要花t h,则有,两边取以为底的对数,得.
,即污染物减少40%大约需要花h.
31.(25-26高一上·黑龙江哈尔滨·期中)中国茶文化博大精深,茶水的口感与茶叶类型和水的温度有关.经研究:把茶水放在空气中冷却,如果茶水开始的温度是,室温是,那么tmin后茶水的温度θ(单位:℃)可由公式求得,其中k是常数.为了求出这个k的值,某数学建模兴趣小组在25℃室温下进行了数学实验,先用95℃的水泡制成95℃的茶水,利用温度传感器,测量并记录从开始每一分钟茶水的温度,多次实验后搜集整理到了如下的数据:
tmin
0
1
2
3
4
5
(℃)
95.00
89.19
84.75
81.19
78.19
75.00
(1)请你仅利用表中的一组数据,,求k的值,并求出此时的解析式;
(2)在25℃室温环境下,王老师用95℃的水泡制成的茶水,想等到茶水温度降至45℃时再饮用,根据(1)的结果,王老师要等待多长时间?
(参考数据:,,,e是自然对数的底数.)
【答案】(1),
(2)王老师大约等待20min
【解题思路】(1)由题意得,结合指数与对数的相互转化及对数的运算性质求解即可;
(2)令,进而结合指数与对数的相互转化及对数的运算性质求解即可.
【解答过程】(1)由题意,得,
即,即,解得,
此时.
(2)令,即,
即,解得,
所以王老师大约等待20min.
32.(25-26高一下·贵州遵义·阶段检测)某工厂产生的废气经过滤后排放,过滤过程中废气的污染物含量(单位:)与时间(单位:)的关系为,其中是正的常数.如果在前消除了的污染物,那么
(1)从过滤开始,经过后,污染物还剩百分之几?
(2)污染物减少50%大约需要花多少时间(精确到1h)?
参考数据:.
【答案】(1);
(2).
【解题思路】(1)根据题意得出,再求出当时,的值即可;
(2)根据以及,结合对数的运算性质可求.
【解答过程】(1)由题意可知,当时,,则,
则当时,,
故经过后,污染物还剩;
(2)若污染物减少50%,则,
得,即,
故污染物减少50%大约需要花小时.
33.(2026高一·全国·专题练习)某工厂的废气处理系统正常运行时,废气中的污染物含量(单位:)与时间(单位:)之间的关系式为,其中表示污染物含量的初始值,表示除污率,其大小可在废气处理系统中设置.
(1)正常情况下,若将除污率设置为,污染物含量降低到初始值的一半大约需要多长时间?
(2)某天污染物含量的初始值为,废气处理系统先将除污率设置为运行,再将除污率设置为运行,若此时测得污染物含量为,试判断当天废气处理系统的运行是否正常.
附:,.
【答案】(1);
(2)不正常
【解题思路】(1)根据题意得到,代入,整理结果并取自然对数得,再代入值求解即可.
(2)求出两个阶段后的污染物含量的正常值,再跟污染物含量为对比即可.
【解答过程】(1)令并代入,得,等式两边同取自然对数得,整理得
∵,
∴,
所以污染物含量降低到初始值的一半大约需要.
(2)由题知,先将除污率设置为运行,再将除污率设置为运行,正常情况下,此时污染物含量应该为,
∵,
∴,所以;
因为,故当天废气处理系统的运行不正常.
34.(25-26高一上·浙江绍兴·期末)声强级(单位:dB)由公式给出,其中I为声强(单位:),k,b为常数.研究发现正常人听觉能忍受的最高声强为,此时声强级为120dB;平时常人交谈时的声强约为,此时声强级为60dB.
(1)求k,b的值;
(2)实验结果表明,噪声可以降低人的视力敏感性,当噪声声强级达到90dB至115dB时,视网膜中的视杆细胞对光亮度的敏感性会下降,识别弱光反应的时间也会延长.某种型号的拖拉机声的声强约为,若司机长时间在这种噪音环境下驾驶,试判断是否会降低他的视力敏感性?
【答案】(1);
(2)司机长时间在这种噪音环境下驾驶,会降低他的视力敏感性.
【解题思路】(1)由题意建立方程组,解之即可求解;
(2)由(1),将代入即可下结论.
【解答过程】(1)由题意知,解得,
所以.
(2)因为,将代入,
得,
所以司机长时间在这种噪音环境下驾驶,会降低他的视力敏感性.
35.(25-26高一上·北京·期中)天文学中用星等表示星体亮度,星等的数值越小、星体越亮.视星等是指观测者用肉眼所看到的星体亮度;绝对星等是假定把恒星放在距地球32.6光年的地方测得的恒星的亮度,反应恒星的真实发光本领.如果两颗恒星的亮度分别为,视星等分别为,那么
(1)已知太阳的视星等是,夜空中最亮的恒星天狼星的视星等是,求太阳与天狼星的亮度之比;(保留两位有效数字,)
(2)如果一颗恒星的绝对星等,视星等分别是,距地球的距离是光年,那么.已知天狼星,织女星,牛郎星的绝对星等,视星等如下表:
星体
视星等
绝对星等
天狼星
1.44
织女星
0.00
0.55
牛郎星
0.75
2.19
把这三颗恒星按照距离地球从近到远的顺序排序;
(3)如果一颗恒星的视星等大于绝对星等,能由此推断出什么结论?
【答案】(1)
(2)天狼星、牛郎星、织女星
(3)该恒星距地球的距离大于光年(答案不唯一,符合题意即可)
【解题思路】(1)由题意可得:,结合题意圆求解即可;
(2)整理可得,结合题意分析求解即可;
(3)根据题意可得,进而分析即可.
【解答过程】(1)设太阳、天狼星的视星等是,亮度分别为,
由题意可知:,可得,
所以太阳与天狼星的亮度之比为.
(2)因为,可得,
则随着增大而增大,
星体
视星等
绝对星等
天狼星
1.44
织女星
0.00
0.55
牛郎星
0.75
2.19
由表可知:由小到大依次为:天狼星、牛郎星、织女星,
所以这三颗恒星按照距离地球从近到远的顺序排序为:天狼星、牛郎星、织女星.
(3)若一颗恒星的视星等大于绝对星等,则,
可知,
所以该恒星距地球的距离大于光年.
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