内容正文:
数 学
福建
热点与新趋势专题强化练
1
二、新趋势专题强化练
专题二 综合与实践
任务:测量一个扁平状的小水池的最大宽度,该水池东西走向的最大宽
度AB远大于南北走向的最大宽度,如图1.
工具:一把皮尺(测量长度略小于AB)和一台测角仪,如图2.皮尺的功能
是直接测量任意可到达的两点间的距离(这两点间的距离不大于皮尺的测
量长度);测角仪的功能是测量角的大小,即在任一点O处,对其视线可
及的P,Q两点,可测得∠POQ的大小,如图3.小明利用皮尺测量,求
出了小水池的最大宽度AB.其测量及求解过程如下:
测量过程:
(ⅰ)在小水池外选点C,如图4,测得AC=a m,BC=b m;
图1
类型一 测量与实践(2023.23)
1. (2023福建)阅读下列材料,回答问题.
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(ⅱ)分别在AC,BC上测得CM= m,CN= m;测得MN=c m.
求解过程:
由测量知,AC=a,BC=b,CM= ,CN= ,
∴ = = ,又∵① ,
∴△CMN∽△CAB,∴ = .
又∵MN=c,∴AB=② (m).
故小水池的最大宽度为***m.
图2
图3
图4
(1)补全小明求解过程中①②所缺的内容;
∠C=∠C
3c
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(2)小明求得AB用到的几何知识是 ;
相似三角形的判定与性质
(3)小明仅利用皮尺,通过5次测量,求得AB┞请你同时利用皮尺和测角
仪,通过测量长度、角度等几何量,并利用解直角三角形的知识求小水池的最大宽度AB,写出你的测量及求解过程.
要求:测量得到的长度用字母a,b,c…表示,角度用α,β,γ…表示;测量次数不超过4次(测量的几何量能求出AB,且测量的次数最少,才能得满分).
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解:测量过程:(i)在小水池外选点C,如解图,用测角仪在点B处测得
∠ABC=α,在点A处测得∠BAC=β;
(ii)用皮尺测得 BC=a m.
求解过程:由测量知,在△ABC中,∠ABC=α,
∠BAC=β,BC=A.
如解图,过点C作 CD⊥AB,垂足为D.
在Rt△CBD中, cos ∠CBD= ,∴ cos α= ,∴BD=a cos α.
同理,CD=a sin α.在Rt△ACD中,tan∠CAD= ,
∴tanβ= ,∴ AD= ,
∴AB=BD+AD=a cos α+ (m).
答:小水池的最大宽度AB为 m.
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课题 测量“中国女排三连冠”纪念碑的高度
成员 组长:小李,成员:小红,小明
工具 皮尺,量角器,细绳,小石头
任务一 制作简易测角仪小李在量角器的中心点O处悬挂一条绑有小石头的细绳OC,制作一个简易测角仪(如图1),测量时,视线沿着量角器的直径AB瞄准目标D,通过读取量角器的刻度得到∠AOC的度数,就可求得仰角∠BOP的大小. 图1
2. (2025漳州二检)某校九年级数学兴趣小组开展测量物体高度的综合实践活动.
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任务二 测量纪念碑EF的高度如图2,小红站在点G处,眼睛与地面的距离HG为1.6米,用简易测角仪测得纪念碑顶端E的仰角为45°;小明站在离小红7.8米的点M处,眼睛与地面的距离NM为1.8米,用简易测角仪测得纪念碑顶端E的仰角为37°.(点M,G,F在同一水平直线上)
图2
问题
解决 (1)如图1,若∠AOC=α,求∠BOP的大小;(用含α的代数式表示)
(2)如图2,求纪念碑EF的高度.
参考数据 sin 37°≈0.60, cos 37°≈0.80,tan37°≈0.75
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如解图,过点N作NI⊥EF,过点H作HQ⊥EF,垂足分别为I,Q,
∴IF=NM=1.8,QF=HG=1.6,IQ=IF-QF=0.2,HQ=GF,
MF=NI. 在Rt△EIN中,tan∠ENI= ,
解:∵∠AOC=α,∠POC=90°,
∴∠BOP=180°-∠AOC-∠POC=90°-α;
∵∠ENI=37°,
∴ =tan37°≈0.75= ,
∴设EI=3k,则IN=4k,
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在Rt△HQE中,∠EHQ=45°,
∴HQ=EQ=EI+IQ=3k+0.2.
∴EF=EI+IF=24+1.8=25.8(米).
答:纪念碑EF的高度为25.8米.
∵MG+GF=MF,
∴7.8+3k+0.2=4k.
∴k=8,
∴EI=3k=24,
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主题 探究月历与幻方的奥秘
活动一 图1是某月的月历,用方框选取了其中的9个数.
(1)移动方框,若方框中的部分数如图2所示,则a是 ,b
是 ;
(2)移动方框,若方框中的部分数如图3所示,则c是 ,d
是 ;
(注:用含n的代数式表示c和d.)
类型二 数学文化主题实践
3. (2025湖北)幻方起源于中国,月历常用于生活,它们有很多奥秘,探究并完成填空.
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活动
一
图1
星期
日 星期
一 星期
二 星期
三 星期
四 星期
五 星期
六
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31
图2
图3
n c n+2
d
n+16
4 a 6
b
20
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活动二 移动方框选取月历中的9个数,调整它们的位置,使其满足“三阶幻方”分布规律:每一横行、每一竖列以及两条斜对角线上的三个数的和都相等.
(3)若方框选取的数如图4所示,调整后,部分数的位置如图5所示,则e是 ,
f是 ;
(4)若方框选取的数中最小的数是n,调整后,部分数的位置如图6所示,则g是 (用含n的代数式表示g).
n+2
n g n+16
17 2 e
10
18 f
2 3 4
9 10 11
16 17 18
图6
图5
图4
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(4)n+8
【解法提示】∵最小的数为n,则剩余的数为:n+1,n+2,n+7,n+8,n+9,n+14,n+15,n+16,∴3(n+g+n+16)=n+n+1+n+2+n+7+n+8+n+9+n+14+n+15+n+16,解得g=n+8.
(3)11,3
【解法提示】由题意,得:e=2+10+18-17-2=11,f=2+10+18-10-17=3.
解:(1)5,11.
(2)n+1,n+7.
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4. 综合与实践
【问题背景】刻漏是中国古代一种利用水流计时的工具,计时的准确度取决于水流的均匀程度.某数学综合与实践小组仿照其原理,用甲、乙两个透明的竖直放置的容器和一根带节流阀(控制水的流速大小)的软管制作了如图所示的简易计时装置.
【实践操作】该数学综合与实践小组在某天上午7:30开始实验,先在甲容器里加满水,此时水面高度为30cm,开始放水后,每隔10min观察一次甲容器中的水面高度,获得的数据如下表:
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记录时间 7:30 7:40 7:50 8:00 8:10 …
流水时间t/min 0 10 20 30 40 …
水面高度h/cm(观察值) 30 29 28.1 27 25.8 …
【建立模型】小组讨论发现:在实验过程中,水面高度值的变化不均匀,
但可以用一次函数近似地刻画水面高度h与流水时间t的关系.
【问题解决】(1)利用当t=0时,h=30;当t=10时,h=29这两组数
据,求水面高度h与流水时间t的函数关系式;
故h=- t+30.
解:设h=kt+b,把t=0时,h=30;t=10时,h=29代入解析式,得 解得
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(2)在(1)的条件下,当流水时间为90 min时,求水面高度h的值;
解:当t=90时,h=- ×90+30=21.
答:水面高度h的值为21cm.
(3)在(1)的条件下,当甲容器中的水全部流入乙容器时,实验结束,求实
验结束时的时间.
解:当h=0时,实验结束,得h=- t+30=0,
解得t=300 min=5 h,
故实验结束时的时间为7:30+5=12:30.
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类型三 项目主题实践(2025.24)
5. 【项目主题】确定不同运动效果的心率范围.
【项目背景】最大心率指人体在进行运动时心脏每分钟跳动的最大次数.
某校综合与实践小组的同学以“探究不同运动效果的心率范围”为主题展
开项目学习.
驱动任务:探究最大心率与年龄的关系.
收集数据:综合与实践小组的同学通过某医学杂志收集到不同年龄最大心
率数据如下:
年龄x/周岁 12 17 22 27 32 37 42 47
最大心率y/(次/分) 208 203 198 193 188 183 178 173
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(1)根据表中的信息,可以推断最大心率y(次/分)是年龄x(周岁)的
函数关系(填“一次”“二次”或“反比例”);求y关于x的函数表达式.
解:设y关于x的函数表达式为y=kx+b(k、b为常数,且k≠0).
将x=12,y=208和x=17,y=203分别代入y=kx+b,得
解得
∴y关于x的函数表达式为y=-x+220.
一次
【问题解决】
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(2)已知不同运动效果时的心率如下:
运动效果 运动心率占最大心率的百分比
燃烧脂肪 60%~70%
提升耐力 70%~80%
①20周岁的小李想要达到提升耐力的效果,他的运动心率应该控制在多少
次/分之间?
解:当x=20时,y=-20+220=200,200×70%=140(次/分),
200×80%=160(次/分),
∴他的运动心率应该控制在140次/分至160次/分;
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解:当x=30时,y=-30+220=190,190×60%=114(次/分),
190×70%=133(次/分),
∴她的运动心率应该控制在114次/分至133次/分.
②30周岁的小美想要达到燃烧脂肪的效果,她的运动心率应该控制在多少
次/分之间?
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6. (2025福建)阅读材料,回答问题.
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“46×2=92;35×21=735;663×11=7293;186×362=
67332”,猜想:m位的正整数与n位的正整数的乘积是一个(m+n
-1)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
主题 两个正数的积与商的位数探究
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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a×10n,则称这个数的位数是n+1,数字是a.
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.
命题:若正数A,B,C的位数分别为m,n,p,数字分别为a,
b,c,且A×B=C,则必有c≥a且c≥b,或c<a且c<b.并
且,当c≥a且c≥b时,p=m+n-1;当c<a且c<b时,p=m+n.
证明:依题意知,A,B,C用科学记数法可分别表示为
a×10m-1,b×10n-1,c×10p-1,其中a,b,c均为正数.
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推广延伸 由A×B=C,得ab×10m+n-2=c×10p-1,
即 =10p-m-n+1.(*)
当c≥a且c≥b时, ≤1,所以 ≤b<10,又 ≥ > ,所以 < <10.由(*)知, =1,所以p=m+n-1;
当c≥a且c<b时, 所以 所以1< <10,与(*)矛盾,不合题意;
当c<a且c≥b时, ① ;
当c<a且c<b时, ② .
综上所述,命题成立.
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拓展迁移 问题2 若正数A,B的位数分别为m,n,那么 的位数是多少?证明你的结论.
(1)解决问题1;
解:小明的猜想不正确.反例:3×4=12.
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(2)请把①②所缺的证明过程补充完整;
证明:①∵ ∴
∴1< <10,与(*)矛盾,不合题意;
②∵ >1,∴ >b>1,
又∵ ≤ab<100,∴1< <100,
由(*)知 =10,∴p=m+n.
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(3)解决问题2.
解:当A的数字大于或等于B的数字时, 的位数是m-n+1;
当A的数字小于B的数字时, 的位数是m-n.证明如下:
由已知,A,B的位数分别为m,n,
设 =C,A,B,C的数字分别为a,b,c,C的位数为x,
则B×C=A.
由小华的命题知,当a≥b时,必有a≥c,
此时,m=n+x-1,所以x=m-n+1;
当a<b时,必有a<c,此时,m=n+x,所以x=m-n.
综上所述,当A的数字大于或等于B的数字时, 的位数是m-n+1;
当A的数字小于B的数字时, 的位数是m-n,
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类型四 跨学科实践
7. (2025兰州)综合与实践
在学校项目化学习中,某研究小组开展主题为“生长素浓度对植物种子发芽率的影响”的研究.请你阅读以下材料,解决“数学建模”中的问题.
【研究背景】已知一定浓度的生长素既能促进种子发芽,也会因浓度过高抑制种子发芽.探索生长素使用的适宜浓度等最优化问题,可以借助数学模型进行解决.
【数据收集】研究小组选择某类植物种子和生长素,以生长素浓度x(标准单位)为自变量,种子的发芽率y(%)为因变量,进行“生长素浓度对植物种子发芽率的影响”的实验,获得相关数据:
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生长素浓度x(标准单位) 0 0.6 1 1.7 2 2.5 2.7 3 3.3 4 4.2
发芽率
y(%) 35.00 49.28 56.00 62.37 63.00 61.25 59.57 56.00 51.17 35.00 29.12
【数据分析】如图,小组成员以表中各组对应值作为点的坐标,在平面直角坐标系中描出相应的点.
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说明:①当生长素浓度x=0时,种子的发芽率为自然发芽率;
②当发芽率大于等于零且小于自然发芽率时,该生长素浓度抑制种子发芽;
③当生长素抑制种子发芽,使得发芽率减小到0时,停止实验.
【数学建模】请你结合所学知识解决下列问题:
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(1)观察上述各点的分布规律,判断y关于x的函数类型,并求出该函数的
表达式;
解:观察上述各点的分布规律, y关于x的函数是二次函数,
设该二次函数的解析式为y=ax2+bx+c,
将(0,35),(1,56),(2,63)代入y=ax2+bx+c,
得 解得
∴该二次函数的解析式为y=-7x2+28x+35.
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(2)请计算抑制种子发芽时的生长素浓度范围.
解:当x=0时,y=35,∴种子自然发芽率为35%,
∴当y=35时,-7x2+28x+35=35,解得x1=0,x2=4,
当y=0时,-7x2+28x+35=0,解得x1=-1(舍去),x2=5,
∴抑制种子发芽时的生长素浓度范围为4<x≤5.
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8. 【综合与实践】
有言道:“杆秤一头称起人间生计,一头称起天地良心”.某兴趣小组将
利用物理学中杠杆原理制作简易杆秤.小组先设计方案,然后动手制作,
再结合实际进行调试,请完成下列方案设计中的任务.
【知识背景】
如图,称重物时,移动秤砣可使杆秤平衡,根据杠杆原理推导得:(m0+
m)·l=M·(a+y).其中秤盘质量m0克,
重物质量m克,秤砣质量M克,秤纽与
秤盘的水平距离为l厘米,秤纽与零刻线
的水平距离为a厘米,秤砣与零刻线的水
平距离为y厘米.
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解:由题意得:m=0,y=0,
∴10l=50a,∴l=5a.
【方案设计】
目标:设计简易杆秤.设定m0=10,M=50,最大可称重物质量为1000
克,零刻线与末刻线的距离定为50厘米.
任务:确定l和a的值.
(1)当秤盘不放重物,秤砣在零刻线时,杆秤平衡,请列出关于l,a的方程;
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(2)当秤盘放入质量为1000克的重物,秤砣从零刻线移至末刻线时,杆秤平
衡,请列出关于l,a的方程;
解:由题意得:m=1000,y=50,
∴(10+1000)l=50(a+50),
∴101l-5a=250.
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(3)根据(1)和(2)所列方程,求出l和a的值.
解:由(1)(2)可得
解得
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图1
类型五 操作与实践(2024.24)
9. (2025龙岩二检)根据国际标准,A系列纸为矩形,其中A0纸的面积为1
m2.将A0纸沿长边对折、裁开,便成A1纸;将A1纸沿长边对折、裁开,
便成A2纸;将A2纸沿长边对折、裁开,便成A3纸;将A3纸沿长边对折、裁开,便成A4纸……
将A4纸按如图1所示的方式折叠.
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(1)观察图1的折叠过程,可知A4纸矩形的宽与长的比值为 ;
图1
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图2
图3
图4
(2)某兴趣小组在实践活动中尝试用A4纸板做一个无盖的长方体纸盒,要求如下:把一张A4纸板分割成5个矩形纸板,用其中一个作为底面,其余4个作为侧面,恰好能粘接成一个无盖的长方体纸盒,小鑫同学画出了如图2所示的设计示意图,该长方体纸盒底面的面积为 m2.
请你在图3,图4所示的A4纸板中画出两种与小鑫同学不同的设计示意图,并在图中直接标出长方体纸盒的底面和底面的面积.
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解:∵A4纸的宽与长的比值为 ,
∴如图2,设AG= a,GD=a,
由题可知KT=KG= GD= a,
∴底面积为a· = = ,得a2= ,
如图3,按此方法分割,其中AF=CF=ED,AC=BC,可以粘接成无
盖的长方体,∴BC=AC= AB= ,AF=CF= AC= ,
∴BE=BD-ED= a- ,
∴底面积为BC·BE= ·( a- )= a2= × = ;
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如图4,按此方法分割,其中SH=BM=MD,AS=MN=ND,可以粘
接成无盖的长方体,
∴BM=MD= BD= ,
AS=MN=ND= MD= a,
∴BS=AB-AS=a- a,
∴S底面=BM·BS= ·(a- a)= a2= × = .
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10. (2025福州二检)“裁剪1次”是指在单张平面图形(或将此图形经过若干
次折叠后),用剪刀沿某条路径(图1中,裁剪路径为直线DE)进行一次裁剪
将其裁开的操作.若进行n次裁剪,则记裁剪次数为n.某数学综合实践活
动小组开展裁剪卡纸的活动(裁剪路径均为直线),将一个长为acm,宽为
bcm的可折叠矩形卡纸(如图2)裁剪为八边形卡纸,得到的八边形需满足以
下要求:①该八边形的所有顶点都在原矩形卡纸的边上,②原矩形卡纸的
每一条对称轴都是该八边形的对称轴.
图1
图2
图3
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(1)为了得到符合要求的八边形卡纸,请用文字简要描述你的裁剪方法(要
求:裁剪次数最少,获得满分);
解:裁剪次数为1.裁剪方案:将矩形卡纸沿竖直方向对称轴对折,再
沿水平方向对称轴对折,在原矩形四个内角重叠处的适当位置(在原长与
宽的位置小于原长与宽的一半处)裁剪1次,展开即可得到符合要求的八边形卡纸.
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(2)当a=26,b=22时,经裁剪得到符合要求且各边长相等的八边形卡
纸,如图3,求得到的该八边形卡纸的面积;
图3
解:根据题意,得裁剪掉的4个三角形是全等的直角三角形.设这些直
角三角形在矩形宽上的直角边长为m,在矩形长上的直角边长为n,
∵八边形的各边长相等,∴22-2m=26-2n,即n=m+2,
由勾股定理得m2+(m+2)2=(22-2m)2,
化简,得m2-46m+240=0,
解得m=6或m=40,
∵m>0,2m<22,∴m=6,∴n=8,
∴得到的八边形卡纸的面积是26×22-4× ×6×8=476.
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(3)该小组在一系列探究后发现可以提供一款矩形卡纸,使其经裁剪能得到符合要求的八边形卡纸,且该八边形是正八边形.请分析他们的说法是否正确?若正确,求该款矩形卡纸长(acm)和宽(bcm)之间的数量关系;若不正确,请说明理由.
解:他们的说法正确.∵正八边形的八条边相等,
∴若能裁剪得到,可同理(2),得n-m= ,
又∵正八边形的八个角都相等,都为135°,
∴裁剪掉的4个全等的直角三角形的两个锐角都为45°,
即这4个三角形是全等的等腰直角三角形,
此时,m=n,即a=b,
综上,当a=b时,能够经裁剪得到的八边形卡纸的形状是正八边形.
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