内容正文:
数 学
河北
二轮专项突破
1
专题四 与三角形有关的实际应用题
(2024.22)
二、解答题强化
1. (2025沧州盐山县校级模拟)如图1,是液体过滤的实验装置,图2是其侧面示意图,已知底座高度AB=3 cm,烧杯高度EF=12 cm,漏斗的一端紧贴烧杯内壁,漏斗的锥形部分MN=GH=8 cm,且∠MNH=∠GHN=60°,漏斗管位于烧杯的上方部分FG=6 cm,玻璃棒斜靠在三层滤纸的点P处,PG= GH,玻璃棒PQ的长度为30 cm.(结果精确到0.1 cm)
图2
图1
解:由题意可知NH∥AD,FE⊥AD,
如解图,延长FG交NH于点T,则GT⊥NH.
∵∠GHN=60°,
∴TG=GH· sin ∠GHN=8× =4 (cm),
∴TE=TG+FG+EF=4 +6+12≈24.9(cm),
∴漏斗口处点N到底座AD的高度约为24.9 cm.
(1)求漏斗口处点N到底座AD的高度;
(参考数据: ≈1.73)
(2)某次过滤时,玻璃棒与水平方向的夹角为53°,求此时玻璃棒顶端Q点
到桌面的距离.(参考数据: sin 53°≈0.80, cos 53°≈0.60,tan53°≈1.33, ≈1.73)
解:如解图,过点P作PK∥FG,交NH于I,过点Q作QK⊥PK,
由题意可知∠PQK=53°,
∴PK=PQ· sin ∠PQK=PQ· sin 53°≈30×0.8≈24(cm).
∵GH=8 cm,PG= GH,∴PH= GH= (cm),
∴PI=PH· sin ∠GHN= × = (cm),
此时玻璃棒顶端Q点到桌面的距离为PK-PI+TE+
AB≈24- +24.9+3≈49.6(cm).
2. (2025邯郸育华中学模拟)木兰灯塔是亚洲最高、世界第二高的航标
灯塔,位于海南岛的最北端,是海南岛东北部最重要的航标.某天,一
艘渔船自西向东(沿AC方向)以每小时10海里的速度在琼州海峡航行,
如图所示.
航行记录
记录一:上午8时,渔船到达木兰灯塔P北偏西60°方向上的A处.
记录二:上午8时30分,渔船到达木兰灯塔P北偏西45°方向上的B处.
记录三:根据气象观测,当天凌晨4时到上午9时,受天文大潮和天气影响,琼州海峡C点周围5海里内会出现异常海况,点C位于木兰灯塔P北偏东15°方向.
请你根据以上信息解决下列问题:
(1)填空:∠PAB= °,∠APC= °,AB= 海里;
30
75
5
【解法提示】如解图,过点P作PD⊥AC于点D,则△APD、△BPD、△CPD都是直角三角形.由题可知∠APD=60°,∠BPD=45°,∠CPD=15°,∴∠PAB=30°,∠APC=∠APD+∠CPD=75°,由
题可知渔船每小时航行10海里,渔船从A处航行至B处所用时间为30分钟,即半小时,故AB= ×10=5(海里).
(2)若该渔船不改变航线与速度,是否会进入“海况异常”区?请计算
说明.(参考数据: ≈1.41, ≈1.73, ≈2.45)
解:该渔船会进入“海况异常”区.说明如下:
设PD为x海里,
在Rt△BPD中,∠BPD=45°,
∴∠PBD=45°,
∴BD=PD=x,
在Rt△APD中,∠APD=60°,
∴∠A=30°,tan∠APD==3,cos∠APD==,
∴AD=PD,AP=2PD.
∵AB=AD﹣BD,
∴PD﹣PD=5,
∴PD=(+1),
∴AP=2PD=5(+1)≈13.65,
在△APC中,∠A=30°,∠APC=75°,
∴∠C=180°﹣∠A﹣∠APC=75°,
∴∠C=∠APC,
∴AC=AP≈13.65,
设上午9时渔船航行至E处,则AE=10,
∴CE=AC﹣AE≈3.65<5,
∴该渔船会进入“海况异常”区.
3. [河北人文信息]定州开元寺塔,又名“瞭敌
塔”,建成于北宋至和二年(1055年),为第一批全国
重点文物保护单位(如图1).某兴趣小组欲测量开元寺塔
的高度AB,如图2,先在地面上C处竖直立了一个高
度为4米的标杆CD,这时地面上的点E,标杆的顶端
D,塔的顶端A正好在一条直线上,测得CE=2米.再从点E出发沿着直线BE方向前进14米到达点G. 在点G处放置一平面镜,当测量人员站在F处时,恰好在平面镜中看到塔顶端A的像,此时测得测量人员的眼睛到地面的距离HF=1.5米,FG=1米.已知点F,G,E,C与塔的底端B在同一直线上,AB⊥BF,CD⊥BF,HF⊥BF. (平面镜厚度忽略不计)
解:∵AB⊥BF,CD⊥BF,
∴AB∥CD,
∴△ECD∽△EBA,
∴ = .
∵CE=2米,CD=4米,
∴ = .
(1)求BE与AB的数量关系;
(2)求开元寺塔的高度AB.
解:由题意得∠HGF=∠AGB.
∵AB⊥BF,HF⊥BF,
∴△FHG∽△BAG,∴ = .
由(1)知, = ,设BE=x米,则AB=2x米,
∴ = ,∴x=42,
经检验,x=42是所列分式方程的解,且符合题意,
∴AB=84米.
答:开元寺塔的高度AB为84米.
4. 风力发电是我国电力资源的重要组成部分.嘉嘉为了解某风力发电机的
风叶长度,通过测量其影子长度的方法进行计算.如图(图中所有的点均在
同一平面,太阳光线视为平行光线),线段OA,OB,OC表示三片风
叶,OA=OB=OC,∠AOB=∠BOC=∠COA=120°,某时刻OA,
OB的影子恰好重合为线段EF,OD⊥EF于点D,测得DE=36 m,EF
=20 m.同一时刻测得高4 m的标杆MN的影长为3 m.
解:∵OA=OB,∠AOB=120°,
∴∠ABO=∠A= =30°.
由题意得OE∥NG,∠ODE=∠NMG=90°,
∴∠OED=∠NGM,
∴△ODE∽△NMG,
∴ = ,即 = ,
∴OD=48 m.
(1)求∠ABO的度数及OD的长;
(2)求风叶转动时点B到地面DF的最小距离.
解:如解图,过点O作OH⊥AB于点H,
过点E作EI⊥AF于点I,
在Rt△NMG中,由勾股定理得NG=5 m.
同理可证△EIF∽△NMG,
∴ = ,即 = ,
∴EI=16 m,
由题意得OE∥AF,
而OH⊥AF,EI⊥AF,
∴OH=EI=16 m.
∵在Rt△OBH中,∠ABO=30°,
∴BO=2OH=32(m),
∴当OB⊥DF时,48-32=16(m),
∴风叶转动时点B到地面DF的最小距离为16 m.
5. (2025邢台南宫市模拟)【实践课题】测量河对岸两棵树之间的距离.
【实践工具】皮尺、测角仪、标杆等.
【实践活动】研学游期间,甲同学在拍照时,发现河对岸有A,B两棵树
(AB与河岸平行),于是他提出:在不过河的前提下,如何测量河对岸的树
A与树B之间的距离呢?
【问题解决】(1)请根据乙同学的方案,计算出A,B两棵树之间的距
离.(结果精确到0.1 m,参考数据: sin 37°≈0.60, cos 37°≈0.80,
tan37°≈0.75)
解:过点D作DE⊥AB于点E.
∵AB∥CD,DE⊥AB,∠DCB=90°,
∴∠EDC=∠DCB=∠DEB=90°,
∴四边形BCDE是矩形,
∴CD=EB=20 m,BC=DE.
乙同学观察地形,制订了测量方案:如图1,在河岸一侧确定两个点C,
D,使CD与河岸平行,且∠DCB=90°,经测量CD=20 m,∠ADB=
82°,∠BDC=45°.
∵∠ADB=82°,∠BDC=45°,∴∠ADC=127°,
∴∠ADE=∠ADC-∠EDC=37°.
在Rt△BCD中,∵∠BDC=45°,∴∠DBC=45°,
∴CD=CB=EB=DE=20 m.
在Rt△AED中,∵tan∠ADE= ,
∴AE=DE·tan∠ADE≈20×0.75=15(m),
∴AB=AE+EB≈15+20=35(m).
答:A,B两棵树之间的距离约为35 m.
【交流讨论】(2)丙同学给出了另一种方案,如图2,在河岸一侧确定
两点C,D,使CD与河岸平行,且∠DCB=90°,测量出DC=a m,
DE=b m,∠D=α,即可计算出AB的长度.请帮助丙同学验证他的方
案的可行性.
解:在Rt△BCD中,∵ cos ∠BDC= ,
∴BD= ,
∴BE=BD-DE= -b= -b.
∵AB∥CD,∴△ABE∽△CDE,∴ = ,
∴AB= = =(-a)m.
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