内容正文:
数学
1
2
专题六 综合与实践
3
类型1 操作探究类
1.[2024泰安]综合与实践
为了研究折纸过程蕴含的数学知识,某校九年级数学兴趣小组的同学进行
了数学折纸探究活动.
4
【探究发现】
(1)同学们对一张矩形纸片进行折叠,如图①,把矩形纸片 翻折,
使矩形顶点的对应点恰好落在矩形的一边上,折痕为 ,将纸片展
平,连接与相交于点 .同学们发现图形中四条线段成比例,即
,请你判断同学们的发现是否正确,并说明理由.
5
解:同学们的发现正确,理由如下:
如解图,过点作于点 ,
第1题解图
由折叠的性质得 ,
, .
6
, ,
,
又 ,, .
四边形是矩形, ,
又, 四边形 是矩形,
, ;
【拓展延伸】
(2)同学们对老师给出的一张平行四边形纸片进行研究,如图②, 是
平行四边形纸片 的一条对角线,同学们将该平行四边形纸片翻折,
使点的对应点,点的对应点都落在对角线上,折痕分别是 和
.将纸片展平,连接,,.同学们探究后发现,若 ,那
么点恰好是对角线的一个“黄金分割点”,
即 .请你判断同学们的发现是
否正确,并说明理由.
8
解:同学们的发现正确,理由如下: ,
,, ,
由折叠知, .
, ,
由平行四边形及折叠知, ,
,
,即点为 的一个“黄金分割点”.
9
2.[2024河北]情境 图①是由正方形纸片去掉一个以中心 为顶点的等腰直
角三角形后得到的.该纸片通过裁剪,可拼接为图②所示的钻石型五边形,
数据如图所示.
(说明:纸片不折叠,拼接不重叠无缝隙无剩余)
10
操作 嘉嘉将图①所示的纸片通过裁剪,拼成了钻石型五边形.
如图③,嘉嘉沿虚线, 裁剪,将该纸片剪成①,②,③三块,再按
照图④所示进行拼接.根据嘉嘉的剪拼过程,解答问题:
第2题图
11
(1)直接写出线段 的长;
第2题图
解:EF的长为1.
12
【解法提示】如解图①,过作于 ,结合题意可得四边形
为矩形,,由拼接可得 ,由正方形的
性质可得 ,,, 为等腰直角三角形,
为等腰直角三角形,设 ,
,,
, 正方形的边长为2, 对角线的
长为, ,
,解得 ,
.
图①
13
(2)直接写出图③中所有与线段相等的线段,并计算 的长.
第2题图
解: .
为等腰直角三角形, ,
, .
14
【解法提示】如解图①, ,
, .
图①
15
探究 淇淇说:将图①所示纸片沿直线裁剪,剪成两块,就可以拼成钻石
型五边形.
请你按照淇淇的说法设计一种方案:在图⑤所示纸片的边上找一点
(可以借助刻度尺或圆规),画出裁剪线线段 的位置,并直接写出
的长.
解:画出位置如解图②所示,
长为或 .
图②
16
图②
【解法提示】如解图②,以为圆心,长为半径画弧交于,交
于,则直线为分割线,此时, ,符合
要求,或以为圆心,长为半径画弧,交于,交于 ,则直线
为分割线,此时 ,
,,
综上所述, 的长为或 .
17
(1)操作与发现 平行四边形和梯形都可以剪开拼成一个矩形,拼接示意
图如图①、图②.在图②中,四边形为梯形,,,是 ,
边上的点.经过剪拼,四边形为矩形.则 _______.
3.[2024巴中]综合与实践#1
【解法提示】,
,由题意得
为 中点,,
又,
.
18
(2)探究与证明 探究将任意一个四边形剪开拼成一个平行四边形,拼接
示意图如图③、图④、图⑤.在图⑤中,,,,是四边形 边上
的点. 是拼接之后形成的四边形.
19
①通过操作得出:与 的比值为___.
1
【解法提示】如解图①,由操作知,点为中点,将四边形 绕点
旋转 得到四边形,, .
第3题解图①
20
②证明:四边形 为平行四边形.
第3题解图①
证明:如解图①,由题意得,,,,是,,, 的
中点,操作为将四边形绕点旋转 得到四边形 ,将四边
形绕点旋转 得到四边形,将四边形 放在左上方,
使与点重合,则,, ,
, ,
,
,
,
21
,
,
,, 三点共线,
同理,,三点共线,由操作得, ,
, ,
第3题解图①
, ,
, ,
四边形 为平行四边形;
(3)实践与应用 任意一个四边形能不能剪开拼成一个矩形?若能,请将
四边形 剪成4块,按图⑤的方式补全图⑥,并简单说明剪开和拼接过
程.若不能,请说明理由.
23
第3题解图②
解:任意一个四边形能剪开拼成一个矩形,剪开和拼接过程如下:如解图
②,取,,,的中点,,,,连接,过点,点 分
别作,,垂足为,,将四边形绕点 旋转
至四边形,将四边形绕点旋转 至四边形
,将四边形放置左上方,使得点与点重合,与 重
合,与重合,点的对应点为点 ,则四边形
即为所求矩形.
24
类型2 设计制作类
4.[2025广东模拟]综合与实践
【主题】用竹棒搭建鲁班桥.
【背景】鲁班桥是一种自承式结构桥梁,依靠桥梁自身的结构间的力来维
持稳固,是我国古代劳动人民智慧的结晶.
【素材】宽为的长方体竹棒、底面圆直径为 的圆柱竹棒各若干、
尺子、小刀等.
25
【实践操作】
步骤1:如图①:长方体竹棒上下共刻出3个半径为 的半圆凹槽,圆心
分别为,,,其中是竹棒中点,, 到竹棒两端的距离均为
;#1.4.1
第4题图
步骤2:用两个长方体竹棒夹住一个圆柱竹棒,其侧面示意图如图②,以
此类推重复拼搭即可搭建出如图③的鲁班桥.#1.4.2
26
【实践探索】
(1)步骤2图②中,3个长方体竹棒搭建,, 为竹棒与地面的交点,若
竹棒长,跨度为,则凹槽圆心到 的距离为多少?
第4题图
27
解:如解图①,过点作于点 ,
图①
由题意得,, ,
,, ,
.
答:凹槽圆心到的距离为 ;
28
(2)将鲁班桥首尾相连绕成环,图④为其侧面示意图,内圈形状为两个
完全相同的正方形,则需要准备长方体竹棒的长为多少 ?
解:如解图②,过点作于点 ,
图②
由题意得,, ,
是等腰直角三角形, ,
,长方体竹棒的宽为 ,
, ,
是等腰直角三角形,, ,
, , 四边形 是平行四边形,
29
长方体竹棒的宽度相等,
每条边上的高相等,
的面积一定,
每条边相等,
是菱形, ,
又 是竹棒中点, 长方体竹棒的长为
,
答:需要准备长方体竹棒的长为 .
图②
5.[2024福建]在手工制作课上,老师提供了如图①所示的矩形卡纸 ,
要求大家利用它制作一个底面为正方形的礼品盒.小明按照图②的方式裁剪
其中 ,恰好得到纸盒的展开图,并利用该展开图折成一个礼品
盒,如图③所示.
31
第5题图
型号Ⅲ
32
(1)直接写出 的值;
解:2
【解法提示】如解图①,
第5题解图①
33
上述图形折叠后变成解图②,
第5题解图②
由折叠和题意可知,,, 四边形 是正方
形,,即, ,即
,, .
34
(2)如果要求折成的礼品盒的两个相对的面上分别印有“吉祥”和“如意”,
如图④所示,那么应选择的纸盒展开图图样是( )
A. B. C. D.
【解法提示】根据几何体的展开图可知,“吉”和“如”在相对面上,“祥”和
“意”在相对面上,而且相对面上的字中间相隔一个几何图形,且字体方向
相反.
√
35
(3)今有三种不同型号的矩形卡纸,其规格、单价如表所示:
卡纸型号 型号Ⅰ 型号Ⅱ 型号Ⅲ
规格单位:
单价(单位:元) 3 5 20
现以小明设计的纸盒展开图(图②)为基本样式,适当调整, 的比
例,制作棱长为 的正方体礼品盒.如果要制作27个这样的礼品盒,请
你合理选择上述卡纸(包括卡纸的型号及相应型号卡纸的张数),并在卡
纸上画出设计示意图(包括一张卡纸可制作几个礼品盒,其展开图在卡纸
上的分布情况),给出所用卡纸的总费用.
36
卡纸型号 型号Ⅰ 型号Ⅱ 型号Ⅲ
所需卡纸的数量(单位:张) ___ ___ ___
所用卡纸总费用(单位:元) ____
1
3
2
58
解:理由如下:根据(1)和题意可得:卡纸每格的边长为 ,制作的
一个棱长为 的正方体的展开图如解图③所示.
第5题解图③
37
型号Ⅲ卡纸,每张卡纸可制作10个正方体,如解图④,
38
型号Ⅱ卡纸,每张这样的卡纸可制作2个正方体,如解图⑤,
型号Ⅱ
第5题解图⑤
39
型号Ⅰ卡纸,每张这样的卡纸可制作1个正方体,如解图⑥,
可选择型号Ⅲ卡纸2张,型号Ⅱ卡纸3张,型号Ⅰ卡纸1张,则
(个),
所用卡纸总费用为 (元).
40
6.[2025山东省卷]【问题情境】
2025年5月29日“天问二号”成功发射,开启了小行星伴飞取样探测的新篇
章.某校航天兴趣小组受到鼓舞,制作了一个航天器模型,其中某个部件使
用 打印完成,如图①.
图①
图②
41
【问题提出】
部件主视图如图②所示,由于①的尺寸不易直接测量,需要设计一个可以
得到的长度的方案,以检测该部件中 的长度是否符合要求.
【方案设计】
兴趣小组通过查阅文献,提出了钢柱测量法.
测量工具:游标卡尺、若干个底面圆半径相同的钢柱(圆柱).
图①
图②
42
操作步骤:如图③,将两个钢柱平行放在部件合适位置,使得钢柱与部件
紧密贴合.示意图如图④,分别与,相切于点, .用游标卡尺
测量出的长度 .
第6题图
43
【问题解决】
已知 ,的长度要求是 .
(1)求 的度数;
解:分别与,相切于点, ,
, ;
44
(2)已知钢柱的底面圆半径为,现测得 .根据以上信息,
通过计算说明该部件的长度是否符合要求.参考数据:
解: 钢柱的底面圆半径为, ,
, , ,
,同理 ,
,
, 该部件 的长度符合要求;
45
【结果反思】
(3)本次实践过程借助圆柱将不可测量的长度转化为可测量的长度,能
将圆柱换成其他几何体吗?如果能,写出一个;如果不能,说明理由.
解:能,将圆柱换成正方体.
46
类型3 数学建模类
7.[2025山西]综合与实践
问题情境:青蛙腾空阶段的运动路线可看作抛物线.我国某科研团队根据青
蛙的生物特征和运动机理设计出了仿青蛙机器人,其起跳后的运动路线与
实际情况中青蛙腾空阶段的运动路线相吻合.
实验数据:仿青蛙机器人从水平地面起跳,并落在水平地面上,其运动路
线的最高点距地面,起跳点与落地点的距离为 .
47
数学建模:如图①,将仿青蛙机器人的运动路线抽象为抛物线,其顶点为
,对称轴为直线,仿青蛙机器人在水平地面上的起跳点为 ,落地点为
.以为原点,所在直线为轴,过点与 所在水平地面垂直的直线
为 轴,建立平面直角坐标系.#1.3
第7题图
(1)请直接写出顶点 的坐标,并求该抛物线的函数表达式;
问题解决:已知仿青蛙机器人起跳后的运动路线形状保持不变,即抛物线
的形状不变.
解:顶点的坐标为 ,
设该抛物线的函数表达式为 ,
将点代入,解得 ,
该抛物线的函数表达式为 ;
49
(2)如图①,若仿青蛙机器人从点正上方的点处起跳,落地点为 ,
点的坐标为,点在轴的正半轴上.求起跳点与落地点 的水平距
离 的长;
解: 抛物线的形状不变,故第二次的函数图象可以
看作由(1)所得的抛物线向上平移75个单位长度得到,
新的抛物线的解析式为
,当时, ,
解得, (不符题意,舍去),
故起跳点与落地点的水平距离的长为 ;
50
(3)实验表明:仿青蛙机器人在跃过障碍物时,与障碍物上表面的每个
点在竖直方向上的距离不少于 ,才能安全通过.如图②,水平地面上
有一个障碍物,其纵切面为四边形,其中 ,
,,.仿青蛙机器人从距离 左侧
处的地面起跳,发现不能安全通过该障碍物.若团队人员在起跳处放
置一个平台,仿青蛙机器人从平台上起跳,则刚好安全通过该障碍物.
51
请直接写出该平台的高度(平台的大小忽略不计,障碍物的纵切面与仿青
蛙机器人的运动路线在同一竖直平面内).
解:该平台高度为
【解法提示】设该平台的高度为 ,由题意,设新的函数解析式为
,, ,
,仿青蛙机器人从距离左侧 处的地面起跳,且机器
人刚好安全通过障碍物, 仿青蛙机器人经过正上方 处,即抛物
线经过点,即, 把 代入
,解得,故该平台的高度为 .
52
8.[2025广东省卷]综合与实践
【阅读材料】
如图①,在锐角中,,,的对边长分别为,, ,则有
.这是解三角形的重要结论,可用于解决实际问题.
第8题图
53
【问题提出】
万绿湖(如图②)是广东省重要的生态屏障和饮用水水源地.某综合与实践
小组要绘制一幅万绿湖局部平面示意图,现需要知道湖中, 两岛间的
实际距离.由于地形原因,无法利用测距仪直接测量,该小组对这一问题进
行了探究.
第8题图
54
【方案设计】
工具:测角仪、测距仪、无人机(只能测角度、水平面高度).
55
测量过程:
步骤1:如图③,在空旷地找一点 ;
步骤2:利用无人机多次测量并取平均值测得 , ;
步骤3:利用测距仪多次测量并取平均值测得, .
第8题图
56
【问题解决】
(1)请你利用【阅读材料】中的结论计算, 两岛间的距离;
参考数据:,,
解: , ,
,
由结论,得,又 ,
,
答:,两岛间的距离约为 ;
57
【评价反思】
(2)设计其他方案计算, 两岛间的距离.要求:选用【方案设计】中的
工具,写出你的方案和所用的数学知识.
解:测量方案:步骤1:如解图,在空旷地找一点,使得 是
锐角三角形;步骤2:利用无人机多次测量并取平均值测得 的度数;
步骤3:利用测距仪多次测量并取平均值测得, .
第8题解图
58
计算过程:
如解图,过点作,则 ,
在中,, ,
, ,
,
在中,由勾股定理可得, ,
,
答:,两岛间的距离为 .
第8题解图
59
类型4 学科融合类
9.[2024贵州]综合与实践:小星学习解直角三角形知识后,结合光的折射
规律进行了如下综合性学习.
第9题图
60
【实验操作】
第一步:将长方体空水槽放置在水平桌面上,一束光线从水槽边沿 处投
射到底部处,入射光线与水槽内壁的夹角为 ;
第二步:向水槽注水,水面上升到的中点 处时,停止注水.
(直线为法线,为入射光线, 为折射光线)
第9题图
61
第9题图
【测量数据】
如图,点,,,,,,,, 在同一平面内,测得
, ,折射角 .
【问题解决】
根据以上实验操作和测量的数据,解答下列问题:
(1)求 的长;
解:在中, ,
,
;
62
(2)求,之间的距离结果精确到 .
参考数据:,,
第9题图
解:由题可知 ,
在中, ,
,
又 在中, ,
,
.
63
10.[2023甘肃省卷]如图①,某人的一器官后面 处长了一个新生物,现需
检测其到皮肤的距离(图①).为避免伤害器官,可利用一种新型检测技术,
检测射线可避开器官从侧面测量.某医疗小组制定方案,通过医疗仪器的测
量获得相关数据,并利用数据计算出新生物到皮肤的距离.方案如下:#2
64
课题 检测新生物到皮肤的距离
工具 医疗仪器等
示意
图 _________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________
第10题图①
第10题图②
65
课题 检测新生物到皮肤的距离
说明 如图②,新生物在处,先在皮肤上选择最大限度地避开器官的
处照射新生物,检测射线与皮肤的夹角为 ;再在皮肤上
选择距离处的处照射新生物,检测射线与皮肤 的夹角
为
测量
数据 , ,
续表
66
请你根据上表中的测量数据,计算新生物处到皮肤的距离. 结果精确到
参考数据:,, ,
,, #2.1.2
67
解:如解图,过点作,垂足为 ,
第10题解图
设, ,
,
在中, ,
,
在中, ,
,
,解得 , ,
新生物处到皮肤的距离约为 .
68
11.[2025吉林]【知识链接】
实验目的:探究浮力的大小与哪些因素有关
实验过程:如图①,在两个完全相同的溢水杯中,分别盛满甲、乙两种不
同密度的液体,将完全相同的两个质地均匀的圆柱体小铝块分别悬挂在弹
簧测力计,的下方,从离桌面 的高度,分别缓慢浸入到甲、乙两
种液体中,通过观察弹簧测力计示数的变化,探究浮力大小的变化.
(溢水杯的杯底厚度忽略不计)#1.1.1
69
第11题图
实验结论:物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、
跟液体的密度有关.物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就
越大.
(1)当小铝块下降时,直接写出弹簧测力计和弹簧测力计 的示数;
解:当小铝块下降时,弹簧测力计的示数为,弹簧测力计
的示数为 ;
【解决问题】#1.3
总结公式:当小铝块位于液面上方时, ;当小铝块浸入液面
后, .
【建立模型】在实验探究的过程中,实验小组发现:弹簧测力计, 各
自的示数与小铝块各自下降的高度 之间的关系如图②所示.
71
(2)当时,求弹簧测力计的示数关于 的函数解析式;
解:设弹簧测力计的示数关于 的函数解析式为
,为常数,且, ,
将点和分别代入 ,
得解得
当时,弹簧测力计的示数关于 的函数解析式为
;
72
(3)当弹簧测力计悬挂的小铝块下降 时,甲液体中的小铝块受到的
浮力为,若使乙液体中的小铝块所受的浮力也为 ,则乙液体中
小铝块浸入的深度为,直接写出, 的值.
解:,
【解法提示】根据图象,圆柱体小铝块所受重力为,当 时,弹簧
测力计的示数为 ,,
,当时,设弹簧测力计 的示数关于的函数解
析式为,为常数,且 ,将点和
73
分别代入,得 解得
当时,弹簧测力计的示数关于 的函数解析式为
,令,
解得, , .
74
类型5 阅读理解类
12. 综合与实践
数学综合与实践课上,老师组织同学们以“寻找勾股三角形”为主题开展项
目学习.
概念理解:在我国古代,人们将直角三角形中短的直角边叫作勾,长的直
角边叫作股,斜边叫作弦.根据我国古代数学书《周髀算经》记载,约在公
元前1100年,人们就已经知道,如果勾是3,股是4,那么弦是5.后来人们
进一步发现并证明了勾股定理.我们定义:三边之比是 的直角三角形
叫作勾股三角形.
75
成果展示:(活动结束后,同学们展示了很多方法,节选以下方法)
方法1,作图法:如图①,
步骤如下:①画出一个正方形;②分别画出,边的中点, ;
③连接,,,与相交于点,则 是勾股三角形.
第12题图
76
方法2,折纸法:
步骤如下:①如图②,拿出一个正方形纸片 ;
②将正方形纸片对折使与重合,展开后得到边的中点 ;
③如图③,将沿折叠,使落在 处;
④如图④,延长交于点,则 是勾股三角形.
第12题图
77
问题解决:
(1)在图①中,若,则 _ ___;
第12题图
78
(2)根据方法2的折叠过程,证明: 是勾股三角形;
证明:如解图①,连接 ,
第12题解图①
四边形 是正方形,
, ,
由折叠可知,, ,
79
,
在和 中,
. ,
设正方形的边长为, .
在中, ,
,解得 ,
, ,
,
为勾股三角形;
拓广探索:
(3)尺规作图:如图⑤,已知等腰中, ,为 边上
的中线,请按以下步骤作图,并在作出的图形中直接找出一个勾股三角形.
①作的垂直平分线,交于点,交于点,连接, ;
②过点作于点 .(保留作图痕迹,不写作法)
第12题图⑤
81
解:如解图②所示, 是勾股三角形.
第12题解图②
(答案不唯一, 也是勾股三角形.)
82
13.[2025福建]阅读材料,回答问题.#1
主题 两个正数的积与商的位数探究
提出
问题 小明是一位爱思考的小学生.一次,在完成多位数的乘法时,
他根据算式“;; ;
”,猜想:位的正整数与 位的正整数的乘
积是一个 位的正整数.
分析
探究 问题1 小明的猜想是否正确?若正确,请给予证明;否则,
请举出反例.
83
推广
延伸 小明的猜想激发了初中生小华的探究热情.为了使问题的研究
推广到有理数的乘法,进而迁移到对除法的研究,小华将数的“位
数”与“数字”的概念进行推广,规定:如果一个正数用科学记数法
表示为,则称这个数的位数是,数字是 .
借此,小华研究了两个数乘积的位数问题,提出并证明了以
下命题.
续表
84
推广
延伸 命题:若正数,,的位数分别为,, ,数字分别为
,,,且,则必有且,或且 .
并且,当且时,;当且 时,
.
证明:依题意知,,, 用科学记数法可分别表示为
,,,其中,, 均为正数.
续表
85
推广
延伸 由,得 ,即
当且时,,所以 ,又
,所以.由(*)知, ,所以
;
续表
86
推广
延伸 当且时,所以 所以
,与(*)矛盾,不合题意;
当且 时,①_______;
当且 时,②_______.
综上所述,命题成立.
续表
87
拓展
迁移 问题2 若正数,的位数分别为,,那么 的位数是多少?证
明你的结论.
续表
(1)解决问题1;
解:小明的猜想不正确,
反例: ;
88
(2)请把①②所缺的证明过程补充完整;
解:①所以所以 ,与(*)矛盾,不
合题意;
②,所以,又,所以 ,
由(*)知,所以 ;
89
(3)解决问题2.
解:当的数字大于或等于的数字时,的位数是,当 的
数字小于的数字时,的位数是 .
证明如下:由已知,,的位数分别为, ,
设,,,的数字分别为,,,的位数为,则 ,
由小华的命题知,当时,必有 ,此时,,所以
,当时,必有,此时,,所以
,综上所述,当的数字大于或等于的数字时,的位数是,
当 的数字小于的数字时,的位数是 .
90
类型6 调查统计类
14.[2024海南]根据以下调查报告解决问题.#1
调查主
题 学校八年级学生视力健康情况
背景介
绍 学生视力健康问题引起社会广泛关注.某学习小组为了解本校八
年级学生视力情况,随机收集部分学生《视力筛查》数据.
91
调查结果
八年级学生右眼视力频数分布表 _________________________________________________
右眼视力 频数
3
24
18
12
第14题图
续表
92
9 _________________________________________________
9
15
合计 90
建议:……
第14题图
(说明:以上仅展示部分报告内容).#1.1.1
续表
93
(1)本次调查活动采用的调查方式是__________(填写“普查”或“抽样调
查”);
(2)视力在“ ”是视力“最佳矫正区”,该范围的数据为:
,,,,,,,, ,这组数据的中位数是____;
抽样调查
4.8
【解法提示】将数据从小到大排列为:,,,, ,
,,, ,所以这组数据的中位数是4.8.
94
(3)视力低于5.0属于视力不良,该校八年级学生有600人,估计该校八年
级右眼视力不良的学生为_____人;
500
【解法提示】估计该校八年级右眼视力不良的学生为
(人).
95
(4)视力在“ ”范围有两位男生和一位女生,从中随机抽取两
位学生采访,恰好抽到两位男生的概率是__;
第14题解图
【解法提示】画树状图如解图,由树状图可知,共有6种等可能的结果,
其中恰好抽到两位男生的有2种,所以从中随机抽取两位学生采访,恰好
抽到两位男生的概率是 .
96
(5) 请为做好近视防控提一条合理的建议.
解:建议学校加强学生对手机、平板等电子产品的使用管理或者规范眼保
健操、教室改换护眼灯等措施(答案不唯一).
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