摘要:
**基本信息**
聚焦勾股定理在平面、立体及实际情境中的应用,通过多样化题型构建从直接计算到综合探究的知识逻辑链,培养几何直观与应用意识。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|平面应用|选择1-3、5、8-9,填空11-12,解答17-21|含折叠、距离、古代问题|直角三角形判定与边长计算|
|立体应用|选择10,填空13-14,解答25|长方体/圆柱表面最短路径|平面展开转化为直角三角形|
|实际情境|选择4、6-7,解答18、20、22-23|结合生活场景的综合计算|数学建模与实际问题解决|
|动态问题|填空16,解答24|动点形成直角三角形|分类讨论与方程思想应用|
内容正文:
3.3勾股定理的简单应用专项练习
答案解析
一、选择题
1、答案:B
解析:小鸟飞行的最短距离,就是两棵树顶端的直线距离,水平距离 12m,竖直距离 5m,根据勾股定理,距离为。
2、答案:C
解析:东北方向与东南方向的夹角为 90°,3 小时后,甲船航行的距离为海里,乙船航行的距离为海里,因此两船的距离为海里。
3、答案:D
解析:在中,,,根据勾股定理,。
4、答案:A
解析:长方形沿 EF 对折后,点 C 与 A 重合,因此,设,则,在中,,解得。
的高为 AB 的长度 6,因此面积为。
5、答案:C
解析:设水深为尺,则红莲的总长度为尺,根据勾股定理:
解得,即水深为 4.5 尺。
6、答案:A
解析:在中,,因此。
在中,。
7、答案:A
解析:开始时,,,因此。
收绳 7 秒后,绳子长度变为,此时,因此船向岸边移动了。
8、答案:B
解析:设,则,因为,所以:
解得,即煤栈 E 应距 A 点 16 千米。
9、答案:A
解析:折叠后,,因为,所以,因此,即。
设,则,在中,,解得,即的长为。
10、答案:B
解析:长方体的最短路径,分三种展开方式:
展开长和宽:
展开长和高:
展开宽和高:
因此最短的路线长为。
二、填空题
11、答案:14
解析:楼梯的高 AB=8 米,斜边 AC=10 米,因此水平的长度为米。
地毯的长度等于竖直高度加水平长度,即米。
12、答案:12
解析:设水深为,则葭的长度为,根据勾股定理:
解得,即水深为 12 尺。
13、答案:
解析:铅笔在笔筒内的最短长度为笔筒的高 12cm,最长长度为笔筒的对角线长度。
因此铅笔露在外面的长度的范围为,即。
14、答案:
解析:将圆柱的侧面展开,蚂蚁爬行的最短路径为展开图中两点的线段长度。
展开后,水平距离为底面半周长,即厘米,竖直距离为圆柱的高 10 厘米,
因此最短路程为。
15、答案:73
解析:对于垂美四边形,有性质:,因此代入数据得:
16、答案:2 或
解析:已知,,动点 P 的速度为 2cm/s,分两种情况:
① 当时,P 与 C 重合,此时,;
② 当时,设,则,根据勾股定理:
代入得,解得。
三、解答题
17、解:
在中,,,因此。
在中,,,满足,因此是直角三角形,。
因此四边形的面积为:
18、解:
(1) 在中,,,因此。
因此风筝离地面的垂直高度为。
(2) 若风筝上升 12m,则此时,此时。
原来的线长为 17m,余线为 7.5m,总长度为,因为,所以不能成功。
19、解:
设,则,
在中,根据勾股定理:
代入得,
展开得,解得,即的长为 17cm。
20解:
在中,,,因此。
小汽车的速度为,转换为。
因为,所以这辆小汽车超速了。
21、解:
(1) 设木杆断裂处离地面米,则断裂部分的长度为米,
根据勾股定理:,
展开得,解得,即断裂处离地面 12 米。
(2) 的面积为平方米。
22、解:
(1) 是直角三角形,理由如下:
已知,,,
因为,即,
因此是直角三角形。
(2) 甲方案的水渠长度为。
乙方案中,是 AB 边上的高,根据面积公式,,
因此乙方案的水渠长度为。
因为,所以甲方案所修的水渠较短。
23、解:
设,则,因为,所以:
展开得,解得,即市场 E 应距 A 点 20 千米。
此时,,,因此,且,,因此,
所以是等腰直角三角形。
24、解:
(1) 在中,。
斜边 AB 边上的高,根据面积公式,。
(2) 设,则,在中:
解得,因此。
(3) 当 P 在的角平分线上时,过 P 作于 H,则。
设,则,
即,解得。
因此 P 的运动路程为,。
25、解:
(1) 长方体中能放入木棒的最大长度,就是长方体的体对角线长度:
(2) 蚂蚁爬行的最短路程,分三种展开方式:
展开前面和上面:
展开前面和右面:
展开左面和上面:
因此最短的路程为。
(3) 将圆柱的侧面展开,作 A 关于上沿的对称点,则最短路径为的长度。
展开后,水平距离为底面半周长 6cm,竖直距离为,
因此,即蚂蚁爬行的最短路程为 10cm。
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3.3勾股定理的简单应用专项练习
一、选择题
1、如图,一段斜坡上有两棵树,两棵树之间的水平距离为 12m, 竖直距离为 5m, 树的高度都是 2m. 一只小鸟从一棵树的顶端飞到另一棵树的顶端,至少要飞 ( )
A.12m B.13m C.14m D.15m
2、如图所示,甲货船以 16 海里 / 小时的速度从港口 A 出发向东北方向航行,另一轮船乙以 12 海里 / 小时的速度从港口 A 出发向东南方向航行,离开港口 3 小时后,甲、乙两轮船相距多少海里?( )
A.35 海里 B.50 海里 C.60 海里 D.40 海里
3、汕尾城区 “网红打卡景点”—— 小岛渔村 (屿仔岛),为便于市民、游客通行,物流交往,现已在小岛 B 与湖滨大道码头 D 之间修建一座桥 (如图),在与 BD 方向成 90° 角的 DC 方向上的点 C 处测得 BC = 100m,CD = 80m,则 BD 的长为 ( )
A. 30m B. 40m C. 50m D. 60m
4、如图,长方形纸片 ABCD, AB=6cm, BC=8cm, 现将其沿 EF 对折,使得点 C 与点 A 重合,则△AEF 的面积为 ()
A. B.18 C. D.
5、如图,在波平如镜的湖面上,有一朵盛开的美丽的红莲,它高出水面 3 尺.突然一阵大风吹过,红莲被吹至一边,花朵刚好齐及水面,如果知道红莲移动的水平距离为 6 尺,则水深( )尺.
A.3.5 B.4 C.4.5 D.5
6、某数学兴趣小组开展了笔记本电脑的张角大小的实践探究活动.如图,当张角为时,顶部边缘B处离桌面的高度BC为,此时底部边缘A处与C处间的距离AC为,小组成员调整张角的大小继续探究,最后发现当张角为时(D是B的对应点),顶部边缘D处到桌面的距离为,则底部边缘A处与E之间的距离AE为
A. B. C. D.
7、如图,在离水面点A高度为8m的岸上点C处,有人用绳子拉船靠岸,开始时绳子的长为17m,此人以的速度收绳,7s后船移动到点D的位置,则船向岸边移动了( )(假设绳子是直的).
A.9米 B.8米 C.7米 D.6米
8、如图铁路上 A,B 两点相距 40 千米,C,D 为两村庄,DA⊥AB,CB⊥AB,垂足分别为 A 和 B,DA=24 千米,CB=16 千米.现在要在铁路旁修建一个煤栈 E,使得 C,D 两村到煤栈的距离相等,那么煤栈 E 应距 A 点( )
A.20 千米 B.16 千米 C.12 千米 D.无法确定
9、如图,在长方形纸片 ABCD 中,AB=8cm,AD=6cm. 把长方形纸片沿直线 AC 折叠,点 B 落在点 E 处,AE 交 DC 于点 F, 则 AF 的长为 ()
A. cm B. cm C.7cm D. cm
10、一只蚂蚁从长是 4,宽是 3,高是 5 的长方体纸箱的 A 点沿纸箱爬到 B 点,那么它所行的最短路线的长是()
A. B. C. D.
二、填空题
11、如图是一段楼梯,高 AB 是 8 米,斜边 AC 是 10 米,如果在楼梯上铺地毯,那么至少需要地毯 米.
12、“今有方池一丈,葭生其中央,出水一尺,引葭赴岸,适与岸齐。问: 水深几何?” 这是我国数学史上的 “葭生池中” 问题。即 AC=5 , DC=1 , BD=BA , 则 BC= .
13、如图,圆柱形笔筒的内部底面直径是 9cm , 内壁高为 12cm . 将一根长 18cm 的铅笔放置于笔筒中 (铅笔的直径忽略不计), 铅笔露在笔筒外的长度为 a , 则 a 的取值范围是 .
14、如图,地上有一圆柱,在圆柱下底面的 A 点处有一蚂蚁,它想沿圆柱表面爬行,吃到上底面与 A 点相对的 B 点处的食物,当圆柱的高 10 厘米,底面半径 4 厘米时,蚂蚁沿侧面爬行的最短路程是 厘米.
15、对角线互相垂直的四边形叫做“垂美”四边形,现有如图所示的“垂美”四边形,对角线交于点O,若,,则 .
16、如图,在中,,,,动点从点出发,沿射线以的速度移动,设运动的时间为,当 时,为直角三角形.
三、解答题
17、如图,在中,,,,点D是外一点,连接,,且,.求:四边形的面积.
18、在某市 “非遗市集” 活动现场,诸多非遗项目集中亮相。小明买了一个年画风筝,并进行了试放,为了验证某些数学问题,他设计了如下的方案:先测得放飞点与风筝的水平距离 BD 为 15m ; 根据手中余线长度,计算出 AC 的长度为 17m ; 牵线放风筝的手到地面的距离 AB 为 1.5m . 已知点 A , B , C , D 在同一平面内.
(1) 求风筝离地面的垂直高度 CD.
(2) 在余线仅剩 7.5m 的情况下,若想要风筝沿射线 DC 方向再上升 12m , 请问能否成功?请说明理由.
19、小丽在物理课上学习了发声物体的振动实验后,对其做了进一步的探究:在一个支架的横杆点 o 处用根细绳悬挂一个小球 A , 小球 A 可以自由摆动,如图,OA 表示小球静止时的位置。当小丽用发声物体靠近小球时,小球从 OA 摆到 OB 位置,此时过点 B 作 BC ⊥ OA 于点 C ,(图中的 A 、 B 、 o 、 C 在同一平面上), 测得 AC=2 cm , BC=8 cm . 求 OB 的长.
20、“中华人民共和国道路交通管理条例” 规定:小汽车在城市街路上速度不得超过 70km /h . 如图,一辆小汽车在一条城市街路上直线行驶,某一时刻刚好行驶到路对面车速检测仪 A 处的正前方 60m 的 C 处,过了 4s 后,测得小汽车与车速检测仪间距离 AB 为 100m, 这辆小汽车超速了吗?(参考数据转换: lm /s=3.6 ~km /h)
21、如图,一木杆原来垂直于地面,在离地某处断裂,木杆顶部落在离木杆底部 5 米处,已知木杆原长为 25 米.
(1)求木杆断裂处离地面多少米?
(2)求△ABC 的面积.
22、如图所示,A、B 两块试验田相距 200m,C 为水源地,AC=160m,BC=120m,为了方便灌溉,现有两种方案修筑水渠.
甲方案:从水源地 C 直接修筑两条水渠分别到 A、B;
乙方案;过点 C 作 AB 的垂线,垂足为 H,先从水源地 C 修筑一条水渠到 AB 所在直线上的 H 处,再从 H 分别向 A、B 进行修筑.
(1)请判断△ABC 的形状(要求写出推理过程);
(2)两种方案中,哪一种方案所修的水渠较短?请通过计算说明.
23、“三农”问题是关系国计民生的根本问题,实施乡村振兴战略是建设美丽中国的关键举措.如图,公路上两点相距50km,为两村庄,于,于,已知,,现在要在公路上建一个土特产品市场,使得两村庄到市场的距离相等,则市场应建在距多少千米处?并判断此时的形状,请说明理由.
24、如图,△ABC中,∠ACB=90°,AB=5cm,BC=3cm,若点P从点A出发,以每秒2cm的速度沿折线A﹣C﹣B﹣A运动,设运动时间为t秒(t>0).
(1)求AC的长及斜边AB边上的高;
(2)若点P在AC上,且满足PA=PB时,求出此时t的值;
(3)若点P恰好在∠BAC的角平分线上,求t的值.
25、(1) 如图 1, 长方体的长为 4cm, 宽为 3cm, 高为 12cm. 求该长方体中能放入木棒的最大长度;
(2) 如图 2, 长方体的长为 4cm, 宽为 3cm, 高为 12cm. 现有一只蚂蚁从点 A 处沿长方体的表面爬到点 G 处,求它爬行的最短路程;
(3) 如图 3, 若将题中的长方体换成透明圆柱形容器 (容器厚度忽略不计) 的高为 12cm, 底面周长为 12cm, 在容器内壁离底部 5cm 的点 B 处有一饭粒,此时一只蚂蚁正好在容器外壁且离容器上沿 1cm 与饭粒相对的点 A 处。求蚂蚁吃到饭粒需要爬行的最短路程是多少?
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