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专题七 简单平面几何、立体几何与几何直观
一、选择题
1.(2017达州中考)如图,将矩形ABCD绕其右下角的顶点按顺时针方向旋转90°至图①位置,继续绕右下角的顶点按顺时针方向旋转90°至图②位置,以此类推,这样连续旋转2 017次.若AB=4,AD=3,则顶点A在整个旋转过程中所经过的路径总长为( D )
A.2 017π B.2 034π C.3 024π D.3 026π
2.(2017金华中考)如图,为了监控一不规则多边形艺术走廊内的活动情况,现已在A,B两处各安装了一个监控探头(走廊内所用探头的观测区为圆心角最大可取到180°的扇形),图中的阴影部分是A处监控探头观测到的区域,要使整个艺术走廊都能被监控到,还需要安装一个监控探头,则安装的位置是( D )
A.E处 B.F处 C.G处 D.H处
二、填空题
3.(2017考试说明)如图,这是由四个相同的小立方体组成的立体图形的主视图和左视图,那么原立体图形可能是__①②④__.(把下图中正确的立体图形的序号都填在横线上)
4.(2017改编)如图,圆柱形容器中,高为1.2 m,底面周长为1 m,在容器内壁离容器底部0.3 m的点B处有一蚊子,此时一只壁虎正好在容器外壁,离容器上沿0.3 m与蚊子相对的点A处,则壁虎捕捉蚊子的最短距离为__1.3__m.(容器厚度忽略不计)
三、解答题
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5.(2017自贡中考)如图,13个边长为1的小正方形,排列形式如图,把它们分割,使分割后能拼成一个大正方形.请在如图所示的网格中(网格的边长为1)中,用直尺作出这个大正方形.
解:如图所示:所画正方形即为所求.
6.(河北中考)在一平直河岸l同侧有A,B两个村庄,A,B到l的距离分别是3 km和2 km,AB=a km(a>1).现计划在河岸l上建一抽水站P,用输水管向两个村庄供水.
方案设计
某班数学兴趣小组设计了两种铺设管道方案:图①是方案一的示意图,设该方案中管道长度为d1,且d1=PB+BA(km),其中BP⊥l于点P;图②是方案二的示意图,设该方案中管道长度为d2,且d2=PA+PB(km),其中点A′与点A关于l对称,A′B与l交于点P.
观察计算:
(1)在方案一中,d1=__(a+2)__km;(用含a的式子表示)
(2)在方案二中,组长小宇为了计算d2的长,作了如图③所示的辅助线,请你按小宇同学的思路计算,d2=____km;(用含a的式子表示)
探索归纳
(3)①当a=4时,d1__<__(选填“>”“=”或“<”)d2;
②当a=6时,d1__>__(选填“>”“=”或“<”)d2;
(4)请你参考方框中的方法指导,就a(当a>1时)的所有取值情况进行分析,要使铺设的管道长度较短,应选择方案一还是方案二?
方法指导
当不易直接比较两个正数m与n的大小时,可以对它们的平方进行比较:
∵m2-n2=(m+n)(m-n),m+n>0,
∴(m2-n2)与(m-n)的符号相同.
当m2-n2>0时,m-n>0,即m>n;
当m2-n2=0时,m-n=0,即m=n;
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当m2-n2<0时,m-n<0,即m<n.
解:d-d=(a+2)2-()2=4a-20,
①当4a-20>0,即a>5时,
d-d>0,d1>d2;
②当4a-20=0,即a=5时,
d-d=0,d1=d2;
③当4a-20<0,即a<5时,
d-d<0,d1<d2.
综上所述,a>5,选方案二;a=5,两者均可;a<5,选方案一.
7.(2013河北中考)一透明的敞口正方体容器ABCD—A′B′C′D′装有一些液体,棱AB始终在水平桌面上,容器底部的倾斜角为α(∠CBE=α,如图①所示).
【探究】如图①,液面刚好过棱CD,并与棱BB′交于点Q,此时液体的形状为直三棱柱,其三视图及尺寸如图②所示.
解决问题:
(1)CQ与BE的位置关系是________,BQ的长是________dm;
(2)求液体的体积;(参考算法:直棱柱体积V液=底面积S△BCQ×高AB)
(3)求α的度数.(注:sin49°=cos41°=,tan37°=)
图①
图②
图③ 图④
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【拓展】在图①的基础上,以棱AB为轴将容器向左或向右旋转,但不能使液体溢出,图③或图④是其正面示意图.若液面与棱C′C或CB交于点P,设PC=x,BQ=y.分别就图③和图④求y与x的函数关系式,并写出相应的α的范围.
【延伸】在图④的基础上,于容器底部正中间位置,嵌入一平行于侧面的长方形隔板(厚度忽略不计),得到图⑤,隔板高NM=1 dm,BM=CM,NM⊥BC.继续向右缓慢旋转,当α=60°时,通过计算,判断溢出容器的液体能否达到4 dm3.
解:(1)CQ∥BE;3;
(2)V液=×3×4×4=24(dm3);
(3)在Rt△BCQ中,tan∠BCQ=,
∴α=∠BCQ=37°.
答图①
【拓展】当容器向左旋转时,如题图③,0°≤α≤37°,
∵液体体积不变,
∴(x+y)×4×4=24,
∴y=-x+3,
当容器向右旋转时,如题图④,
同理得y=,
当液面恰好到达容器口沿,即点Q与点B′重合时,如答图①,
由BB′=4,且×PB×BB′×4=24,得PB=3,
∴由tan∠PB′B=,得∠PB′B=37°,
∴α=∠B′PB=53°,
此时37°≤α≤53°.
答图②
【延伸】当α=60°时,如答图②所示,设FN∥EB,GB′∥EB,
过点G作GH⊥BB′于点H.
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在Rt△B′GH中,GH=MB=2,∠GB′B=30°,
∴HB′=2,
∴MG=BH=4-2<MN,
此时容器内液体形成两层液面,液体的形状分别是以Rt△NFM和直角梯形MBB′G为底面的直棱柱,
∵S△NFM+S直角梯形MBB′G=××1+(4-2+4)×2=8-,
∴V溢出=24-4=-8>4(dm3),
∴溢出液体可以达到4 dm3.
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