内容正文:
第三部分 学科素养
六、综合与实践
1.(山西中考)综合与实践:
制作无盖盒子.
任务一:如图1,有一块矩形纸板,长是宽的2倍,要将其四角各剪去一个正方形,折成高为4 cm,容积为616 cm3的无盖长方体盒子(纸板厚度忽略不计).
(1)请在图1的矩形纸板中画出示意图,用实线表示剪切线,虚线表示折痕;
解:任务一:(1)如答图1所示.
(2)请求出这块矩形纸板的长和宽.
(2)设矩形纸板的宽为x cm,则长为2x cm.
由题意,得4(x-2×4)(2x-2×4)=616.
解得x1=15,x2=-3(舍去).
∴2x=2×15=30.
答:矩形纸板的长为30 cm,宽为15 cm.
任务二:图2是一个高为4 cm的无盖的五棱柱盒子(直棱柱),图3是其底面,在五边形ABCDE中,BC=12 cm,AB=DC=6 cm,∠ABC=∠BCD=120°,∠EAB=∠EDC=90°.
(1)试判断图3中AE与DE的数量关系,并加以证明;
任务二:(1)AE=DE.证明如下:
如答图2,延长EA,ED分别交直线BC于点M,N.
∵∠ABC=∠BCD=120°,∴∠ABM=∠DCN=60°.
∵∠EAB=∠EDC=90°,∴∠M=∠N=30°.
∴EM=EN. ∵AB=DC,∴△MAB≌△NDC(AAS).
∴AM=DN. ∴EM-AM=EN-DN. ∴AE=DE.
(2)图2中的五棱柱盒子可按图4所示的示意图,将矩形纸板剪切折合而成,那么这个矩形纸板的长和宽至少各为多少厘米?请直接写出结果.(图中实线表示剪切线,虚线表示折痕.纸板厚度及剪切接缝处损耗忽略不计)
(2)矩形纸板的长至少为(18+4)cm,矩形纸板的宽至少为(8+4)cm.
提示:如答图3,过点B,C分别作BP⊥AD于点P,
CQ⊥AD于点Q,过点E作GI⊥KH于点F,
则KH即为矩形纸板的长,GI即为矩形纸板的宽.
∴PQ=BC=12.
∵∠ABC=∠BCD=120°,∴∠BAP=∠CDQ=60°.
∵AB=CD=6,∴AP=DQ=3,BP=CQ=FJ=3.
∴AF=AD=×(3+3+12)=9.
∴AE=6,FE=3.
∵∠AED=120°,∴∠MEN=60°.
∵ME=NE=4,∴GE=2.
∴GI=GE+EJ+JI=2+6+4=8+4.
∵∠KAS=90°-∠PAB=30°=∠HDT,
∴AK=DH=2.
∴KH=3+3+12+4=18+4.
∴矩形纸板的长至少为(18+4)cm,
矩形纸板的宽至少为(8+4)cm.
2.(2023·太原模拟)综合与实践
问题情境:在“弘扬革命精神,传承红色基因”实践活动中,同学们亲自动手绘制了五角星,在制作过程中,每一个五角星的制作都会用到一个边长为8 cm的正方形.
动手操作:
步骤1:如图1,将正方形ABCD沿EF所在的直线对折,使BC与AD重合;
步骤2:将四边形AEFD进行两次折叠,使点F,D分别落在AD和EF边上,折痕DG与FH相交于点O,展平后得图2;
步骤3:如图3,将四边形AEFD折叠,使点E与点O重合,折痕为MN;
步骤4:如图4,将四边形MNOA′折叠,使NM与NO重合,随后将∠FNO沿NO所在的直线折叠,即可得图5. 沿图中OP(使∠NOP<30°)剪一刀,展开得图6.
问题解决:
(1)图1中,四边形AEFD的形状是 矩形 ;图6中∠POQ=36°,则图5中∠NOP= 18° .
矩形
18°
解:(1)提示:由矩形的性质可知,∠A=∠D=90°.
由折叠,得∠AEF=∠BEF.
∵∠AEF+∠BEF=180°,∴∠AEF=∠BEF=90°.
∴∠A=∠D=∠AEF=90°.
∴四边形AEFD是矩形.
由折叠,得∠PON=∠QON.
∵∠POQ=36°,∴∠PON=∠QON=18°.
(2)判断图2中,四边形HDFG的形状,并说明理由.
(2)四边形HDFG是正方形.
理由如下:如答图1,连接GH.
在矩形AEFD中,∠DFG=∠FDH=90°.
由折叠,得∠DFG=∠DHG=90°.
∴∠DFG=∠DHG=∠FDH=90°.
∴四边形HDFG为矩形.
∵DF=DH,∴四边形HDFG为正方形.
(3)请你直接写出所做的五角星中,点O到中心点N的距离.
(3)点O到中心点N的距离为 cm.
提示:如答图2,连接OE,与MN交于点O′,
过点O作OX⊥EF,垂足为点X.
在Rt△OXF中,∠OFX=45°,
∴Rt△OXF为等腰直角三角形,OX=XF=2.
∴EX=8-2=6.
在Rt△OXE中,OE==2.
由折叠,得OE被MN垂直平分,NE=NO.
∴O′E=.
∵∠O′EN=∠XEO,∠EO′N=∠EXO=90°,
∴△EO′N∽△EXO.
∴=.