2023-2024学年湘教版初中数学九年级下学期 3.2 直棱柱、圆锥的侧面展开图同步分层训练培优题
一、选择题
1.(2022九下·吉林月考)如图是几何体的展开图,这个几何体是( )
A.圆柱 B.三棱锥 C.四棱柱 D.三棱柱
2.(2021九下·北京开学考)如图,下面每一组图形都由四个等边三角形组成,其中可以折叠成三棱锥的是( )
A.仅图① B.图①和图② C.图②和图③ D.图①和图③
3.如图,是某种几何体表面展开图的图形.这个几何体是( )
A.圆锥 B.球 C.圆柱 D.棱柱
4.如图是一个正方体的包装盒的展开图,若在其中的三个正方形A、B、C内分别填上适当的数,使得将这个展开图沿虚线折成正方体后,相对面上的两个数互为相反数,则填在A、B、C内的三个数依次是( )
A.﹣1,﹣2,1 B.﹣1,1,﹣2 C.﹣2,﹣1,1 D.1,﹣1,﹣2
5.一个正方体的6个面分別标有“E”、“F”、“G”、“H”、“M”、“N”中的一个字母,如图表示的是该正
方体3种不同的摆法,当“E”在右面时,左面的字母是( )
A.G B.H C.M D.N
6.如图1,是一个正方体的展开图,小正方体从图2所示的位置依次翻滚到第1格、第2格、第3格,这时小正方体朝上面的字是( )
A.真 B.精 C.彩 D.届
7.(2019七上·中期中)图①是正方体的平面展开图,六个面的点数分别为1点、2点、3点、4点、5点、6点,将点数朝外折叠成一枚正方体骰子,并放置于水平桌面上,如图②所示,若骰子初始位置为图②所示的状态,将骰子向右翻滚 ,则完成1次翻转,此时骰子朝下一面的点数是2,那么按上述规则连线完成2次翻折后,骰子朝下一面的点数是3点;连续完成2019次翻折后,骰子朝下一面的点数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
8.(2020·龙湾模拟)如图,一个正六棱柱的表面展开后恰好放入一个矩形内,把其中一部分图形挪动了位置,发现矩形的长留出5cm,宽留出1cm,则该六棱柱的侧面积是( )
A.(108- )cm2 B.(108- )cm2
C.(54- )cm2 D.(54- )cm2
二、填空题
9.(2023九上·南明期中)如图,该图形折叠成正方体后,与“沉”字相对的字是 .
10.(2023七上·历下期中)杭州亚运会于2023年10月顺利落幕,中国队获金牌和奖牌榜双第一,如图是一个正方体的表面展开图,与“亚”字相对面上的汉字是 .
11.(2023七上·南山期中)下列图形中是正方体的平面展开图的有 (填序号).
12.(2023七上·顺德期中)如图是一个正方体形状纸盒的展开图,将其折成正方体后,相对面上的两数互为相反数,则 .
13.(2023七上·吉安月考)已知一个不透明的正方体的六个面上分别写着1至6六个数字,如图是我们能看到的三种情况,那么4所在面的对面是 .
三、解答题
14.小明在学习了《展开与折叠》这一课后,明白了很多几何体都能展开成平面图形.于是他在家用剪刀展开了一个长方体纸盒,可是一不小心多剪了一条棱,把纸盒剪成了两部分,即图中的①和②.根据你所学的知识,回答下列问题:
(1)小明总共剪开了 条棱.
(2)现在小明想将剪断的②重新粘贴到①上去,而且经过折叠以后,仍然可以还原成一个长方体纸盒,你认为他应该将剪断的纸条粘贴到①中的什么位置?请你帮助小明在①上补全.
(3)小明说:他所剪的所有棱中,最长的一条棱是最短的一条棱的5倍.现在已知这个长方体纸盒的底面是一个正方形,并且这个长方体纸盒所有棱长的和是880cm,求这个长方体纸盒的体积.
15.(2022七上·郫都期中)如图是某长方体包装盒的展开图.设长方体的高为x cm.根据图中具体的数据,解答下列问题:
(1)用含x的式子表示这个长方体的长和宽;
(2)若长方体盒子的长比宽多3cm,求这种长方体包装盒的体积;
(3)满足(2)中条件的长方体的表面展开图还有不少,你能画出一个使外围周长最大的表面展开图吗?请画出这个表面展开图,并求出它的外围周长.
四、综合题
16.(2021七上·郑州期末)综合与实践:制作一个无盖长方形盒子.
用一张正方形的纸片制成一个如图的无盖长方体纸盒.如果我们按照如图所示的方式,将正方形的四个角减掉四个大小相同的小正方形,然后沿虚线折起来,就可以做成一个无盖的长方体盒子.
(1)如果原正方形纸片的边长为a cm,剪去的正方形的边长为b cm,则折成的无盖长方体盒子的高为 cm,底面积为 cm2,请你用含a,b的代数式来表示这个无盖长方体纸盒的容积 cm3;
(2)如果a=20cm,剪去的小正方形的边长按整数值依次变化,即分别取1cm,2cm,3cm,4cm,5cm,6cm,7cm,8cm,9cm,10cm时,折成的无盖长方体的容积分别是多少?请你将计算的结果填入下表;
剪去正方形的 边长/cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
容积/cm3 324 512 500 384 252 128 36 0
(3)观察绘制的统计表,你发现,随着减去的小正方形的边长的增大,所折无盖长方体盒子的容积如何变化?( )
A.一直增大 B.一直减小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
(4)分析猜想当剪去图形的边长为 时,所得的无盖长方体的容积最大,此时无盖长方体的容积是 cm3.
(5)对(2)中的结果,你觉得表格中的数据还有什么要改进的地方吗?
17.(2019八上·陕西月考)仔细阅读,解答下列问题
(1)有一长方体的食物包装纸盒如图(1),已知长方体的底面长为12,宽为9,高为5,一只蚂蚁想从底面A处爬到B处去吃食物,请问:蚂蚁爬行的最短距离是多少
(2)如图(2),圆柱形容器的高为1.2米,底面周长为1米,在容器内壁高容器底部0.3米的点B处有一只蚊子,此时一只壁虎正好在容器外壁高容器上沿0.3米与蚊子相对的点A处,求壁虎捕捉到蚊子的最短路程是多少 (容器厚度忽略不计)
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:因为展开图是三个矩形,两个三角形,
所以这个几何体是三棱柱,
故答案为:D.
【分析】根据三棱柱展开图的特征求解即可。
2.【答案】D
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:只有图①、图③能够折叠围成一个三棱锥.
故答案为:D.
【分析】由平面图形的折叠及三棱锥的展开图解题.
3.【答案】A
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:因为圆锥的展开图为一个扇形和一个圆形,故这个几何体是圆锥.
故选A.
【分析】由圆锥的展开图特点作答.
4.【答案】A
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:由分析可知,A的相对面对应1,B的相对面对应2,C的相对面对应﹣1
∵1的相反数为﹣1,2的相反数为﹣2,﹣1的相反数为1,
∴填在A、B、C内的三个数依次是﹣1,﹣2,1.
故选:A.
【分析】根据图形可知A的相对面对应1,B的相对面对应2,C的相对面对应﹣1.相对面上的两个数互为相反数,由此可知填在A、B、C内的三个数.
5.【答案】C
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:∵根据正方体的摆放可知F的邻面分别是N、M、H、E,由一、二两种摆放方式可知当F为正面时,N为底面,
∴N与H是对面,E与M是对面.
故选:C.
【分析】根据三种摆放可知F的邻面分别是N、M、H、E,由一、二两种摆放方式可知N与H、M与E分别是对面.
6.【答案】A
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:经过三次翻滚底面的文字为界,由展开图可知界字对面的文字为真.
故选:A.
【分析】先根据所给图形确定出翻滚后小正方体底面的文字,然后找出底面的对面即可.
7.【答案】D
【知识点】几何体的展开图;探索数与式的规律
【解析】【解答】解:正方体的表面展开图,相对面之间一定相隔一个正方形,
“2点”与“5点”是相对面,“3点”与“4点”是相对面,“1点”与“6点”是相对面,
∵ ,
∴完成2019次翻转为第505组的第三次翻转,
∴骰子朝下一面的点数是5.
故答案为:D.
【分析】根据正方体的表面展开图,可得各个面上的数字,由2019次翻转为第505组的第三次翻转,即可得到答案.
8.【答案】A
【知识点】几何体的展开图;二元一次方程组的应用-几何问题
【解析】【解答】解:设正六棱柱的底面边长为acm,高为hcm,
挪动前长为(2h+2a)cm,宽为(4a+a)cm,
挪动后长为(h+2a+a)cm,宽为4acm,
由题意得:(2h+2a)-(h+2a+a)=5, (4a+a)-4a=1,
解得:a=2,h=9-2,
∴六棱柱的侧面积=6×ah=6×2×(9-2)=(108-24)cm2 .
故答案为:A.
【分析】设正六棱柱的地面边长为acm,高为hcm,分别求出挪动前后长方形的长与宽,根据挪动前后的展开图放入矩形内的位置关系列两个关系式,两式联立求出a、h,再由六棱柱的侧面积是6ah计算即可.
9.【答案】考
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:由题意得该图形折叠成正方体后,与“沉”字相对的字是“考”,
故答案为:考
【分析】根据题意还原正方体即可求解。
10.【答案】真
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】根据正方体展开图的特征可得:“亚”的相对面是“真”,
故答案为:真.
【分析】利用正方体展开图的特征分析求解即可.
11.【答案】①③
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:根据正方体的11种展开图可知,符合题意的有①③.
故答案为:①③.
【分析】根据正方体的11种展开图逐一判断即可.
12.【答案】9
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:由正方体的展开图可知,m与3是对面,n与-2是对面.
∵相对面的两数互为相反数,
∴m=-3,n=2.
∴mn=(-3)2=9.
故答案为:9.
【分析】根据正方体表面展开图得出相对的面,再根据相反数的定义求出m、n的值,代入计算即可.-
13.【答案】5
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:根据题意可得:“1”和“3”是对面,“2”和“6”是对面,“4”和“5”是对面,
∴4所在面的对面是5,
故答案为:5.
【分析】利用正方体展开图的特征及分析方法求解即可.
14.【答案】解(1)小明共剪了8条棱,
故答案为:8.
(2)如图,四种情况.
(3)∵长方体纸盒的底面是一个正方形,
∴设最短的棱长高为acm,则长与宽相等为5acm,
∵长方体纸盒所有棱长的和是880cm,
∴4(a+5a+5a)=880,解得a=20cm,
∴这个长方体纸盒的体积为:20×100×100=200000立方厘米.
【知识点】几何体的展开图
【解析】【分析】(1)根据平面图形得出剪开棱的条数,
(2)根据长方体的展开图的情况可知有两种情况,
(3)设最短的棱长高为acm,则长与宽相等为5acm,根据棱长的和是880cm,列出方程可求出长宽高,即可求出长方体纸盒的体积.
15.【答案】(1)解:长方体的长为:(13-2x)cm,
宽为:(14-2x)÷2=(7-x)cm;
(2)解:由题意得:13-2x-(7-x)=3,
解得:x=3,
∴(13-2x)(7-x)x=84(cm2),
答:这种长方体包装盒的体积为84cm3;
(3)解:外围周长最大的表面展开图如下:
其外围周长为:11×2+22×2=66(cm).
【知识点】列式表示数量关系;代数式求值;几何体的展开图
【解析】【分析】(1)根据展开图找到长和宽与x的关系式;
(2)根据长比宽多3cm找到等量关系解出x,进而求出长和宽,再用体积公式求得这种长方体包装盒的体积;
(3)长方体的长宽高已经确定,就是3,4,7这一组数,尽量沿着大数7和4展开,外围周长最大。
16.【答案】(1)b;(a-2b)2;b(a-2b)2
(2)588;576
(3)C
(4)3;588
(5)解:根据无盖长方体盒子的容积的变化,截去的正方形边长在3与4之间时,无盖长方体盒子的容积最大;
当x=3,5时,b(a-2b)2=3.5×(20-2×3.5)2=591.5cm3,
当 时,b(a-2b)2=3.25×(20-2×3.25)2=592.3125cm3,
当 时,b(a-2b)2=3.375×(20-2×3.375)2=592.5234375cm3,
当剪去图形的边长为3.3cm时,所得的无盖长方体的容积最大,此时无盖长方体的容积是592.548cm3.
因此表格中正方形的边长数据可以再精确一些,可以精确到小数点后一位或两位.
【知识点】代数式求值;几何体的展开图;用字母表示数
【解析】【解答】(1)解:无盖长方体盒子的高就是截去的小正方形边长,无盖长方体盒子的高为bcm,底面边长(a-2b)cm,底面面积为(a-2b)2cm2, 做成一个无盖的长方体盒子的体积为b(a-2b)2cm3,
故答案为:b;(a-2b)2;b(a-2b)2.
(2)解:当b=3cm, a-2b=20-6=14cm,b(a-2b)2=3×142=588cm3,
当b=4,a-2b=20,8=12cm,b(a-2b)2=4×122=576cm3,
故答案为:588;576.
(3)解:随着减去的小正方形的边长的增大,所折无盖长方体盒子的容积先变大,再变小.
故答案为:C.
(4)根据无盖长方体盒子的容积的变化,截去的正方形边长在3cm时,无盖长方体盒子的容积最大588cm3.
故答案为:3,588.
【分析】(1)由题意可得:无盖长方体盒子的高为bcm,底面边长(a-2b)cm,结合长方体的体积公式可得无盖长方体纸盒的容积;
(2)根据(1)的结果将b、a-2b的值代入计算即可;
(3)(4)根据(2)中的表格进行判断即可;
(5) 求出b=3、5、3.25、3.375时对应的容积,结合数据的精确度进行解答.
17.【答案】(1)解:(展开图如下,连接AB,
当展成的长为
由题意得AC=12,BD=CD+BD=5+9=14
在Rt△ABC中,
,
由题意可知:
AE=AC+CE=12+9=21,BE=5,
在Rt△ABC中,
,
∵AH=9,BH=BE+HE=12+5=17
∴
∴蚂蚁爬行的最短距离为
(2)解:如图,作点A关于EF的对称点A',连接A'B,
∴A'E=AE=DC=BH=0.3,MH=1
∴BD=CD+CB=BH+CB=CH=1.2,
2A'D=MH即A'D=0.5,
在Rt△A'DB中,
,
∵两点之间线段最短,
∴壁虎捕捉到蚊子的最短路程就是线段AB的长为1.3.
【知识点】几何体的展开图;线段的性质:两点之间线段最短;勾股定理;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【分析】(1)根据两点之间线段最短,将长方体分三种情况展开,再利用勾股定理分别求出AB的长,然后比较大小,即可得出结果。
(2)利用两点之间线段最短,将圆柱体展开,作点A关于EF的对称点A',连接A'B,由已知条件求出BD,A'D的长,利用勾股定理求出A'B的长,即可得到壁虎捕捉到蚊子的最短路程就是线段AB的长。
1 / 12023-2024学年湘教版初中数学九年级下学期 3.2 直棱柱、圆锥的侧面展开图同步分层训练培优题
一、选择题
1.(2022九下·吉林月考)如图是几何体的展开图,这个几何体是( )
A.圆柱 B.三棱锥 C.四棱柱 D.三棱柱
【答案】D
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:因为展开图是三个矩形,两个三角形,
所以这个几何体是三棱柱,
故答案为:D.
【分析】根据三棱柱展开图的特征求解即可。
2.(2021九下·北京开学考)如图,下面每一组图形都由四个等边三角形组成,其中可以折叠成三棱锥的是( )
A.仅图① B.图①和图② C.图②和图③ D.图①和图③
【答案】D
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:只有图①、图③能够折叠围成一个三棱锥.
故答案为:D.
【分析】由平面图形的折叠及三棱锥的展开图解题.
3.如图,是某种几何体表面展开图的图形.这个几何体是( )
A.圆锥 B.球 C.圆柱 D.棱柱
【答案】A
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:因为圆锥的展开图为一个扇形和一个圆形,故这个几何体是圆锥.
故选A.
【分析】由圆锥的展开图特点作答.
4.如图是一个正方体的包装盒的展开图,若在其中的三个正方形A、B、C内分别填上适当的数,使得将这个展开图沿虚线折成正方体后,相对面上的两个数互为相反数,则填在A、B、C内的三个数依次是( )
A.﹣1,﹣2,1 B.﹣1,1,﹣2 C.﹣2,﹣1,1 D.1,﹣1,﹣2
【答案】A
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:由分析可知,A的相对面对应1,B的相对面对应2,C的相对面对应﹣1
∵1的相反数为﹣1,2的相反数为﹣2,﹣1的相反数为1,
∴填在A、B、C内的三个数依次是﹣1,﹣2,1.
故选:A.
【分析】根据图形可知A的相对面对应1,B的相对面对应2,C的相对面对应﹣1.相对面上的两个数互为相反数,由此可知填在A、B、C内的三个数.
5.一个正方体的6个面分別标有“E”、“F”、“G”、“H”、“M”、“N”中的一个字母,如图表示的是该正
方体3种不同的摆法,当“E”在右面时,左面的字母是( )
A.G B.H C.M D.N
【答案】C
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:∵根据正方体的摆放可知F的邻面分别是N、M、H、E,由一、二两种摆放方式可知当F为正面时,N为底面,
∴N与H是对面,E与M是对面.
故选:C.
【分析】根据三种摆放可知F的邻面分别是N、M、H、E,由一、二两种摆放方式可知N与H、M与E分别是对面.
6.如图1,是一个正方体的展开图,小正方体从图2所示的位置依次翻滚到第1格、第2格、第3格,这时小正方体朝上面的字是( )
A.真 B.精 C.彩 D.届
【答案】A
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:经过三次翻滚底面的文字为界,由展开图可知界字对面的文字为真.
故选:A.
【分析】先根据所给图形确定出翻滚后小正方体底面的文字,然后找出底面的对面即可.
7.(2019七上·中期中)图①是正方体的平面展开图,六个面的点数分别为1点、2点、3点、4点、5点、6点,将点数朝外折叠成一枚正方体骰子,并放置于水平桌面上,如图②所示,若骰子初始位置为图②所示的状态,将骰子向右翻滚 ,则完成1次翻转,此时骰子朝下一面的点数是2,那么按上述规则连线完成2次翻折后,骰子朝下一面的点数是3点;连续完成2019次翻折后,骰子朝下一面的点数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】D
【知识点】几何体的展开图;探索数与式的规律
【解析】【解答】解:正方体的表面展开图,相对面之间一定相隔一个正方形,
“2点”与“5点”是相对面,“3点”与“4点”是相对面,“1点”与“6点”是相对面,
∵ ,
∴完成2019次翻转为第505组的第三次翻转,
∴骰子朝下一面的点数是5.
故答案为:D.
【分析】根据正方体的表面展开图,可得各个面上的数字,由2019次翻转为第505组的第三次翻转,即可得到答案.
8.(2020·龙湾模拟)如图,一个正六棱柱的表面展开后恰好放入一个矩形内,把其中一部分图形挪动了位置,发现矩形的长留出5cm,宽留出1cm,则该六棱柱的侧面积是( )
A.(108- )cm2 B.(108- )cm2
C.(54- )cm2 D.(54- )cm2
【答案】A
【知识点】几何体的展开图;二元一次方程组的应用-几何问题
【解析】【解答】解:设正六棱柱的底面边长为acm,高为hcm,
挪动前长为(2h+2a)cm,宽为(4a+a)cm,
挪动后长为(h+2a+a)cm,宽为4acm,
由题意得:(2h+2a)-(h+2a+a)=5, (4a+a)-4a=1,
解得:a=2,h=9-2,
∴六棱柱的侧面积=6×ah=6×2×(9-2)=(108-24)cm2 .
故答案为:A.
【分析】设正六棱柱的地面边长为acm,高为hcm,分别求出挪动前后长方形的长与宽,根据挪动前后的展开图放入矩形内的位置关系列两个关系式,两式联立求出a、h,再由六棱柱的侧面积是6ah计算即可.
二、填空题
9.(2023九上·南明期中)如图,该图形折叠成正方体后,与“沉”字相对的字是 .
【答案】考
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:由题意得该图形折叠成正方体后,与“沉”字相对的字是“考”,
故答案为:考
【分析】根据题意还原正方体即可求解。
10.(2023七上·历下期中)杭州亚运会于2023年10月顺利落幕,中国队获金牌和奖牌榜双第一,如图是一个正方体的表面展开图,与“亚”字相对面上的汉字是 .
【答案】真
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】根据正方体展开图的特征可得:“亚”的相对面是“真”,
故答案为:真.
【分析】利用正方体展开图的特征分析求解即可.
11.(2023七上·南山期中)下列图形中是正方体的平面展开图的有 (填序号).
【答案】①③
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:根据正方体的11种展开图可知,符合题意的有①③.
故答案为:①③.
【分析】根据正方体的11种展开图逐一判断即可.
12.(2023七上·顺德期中)如图是一个正方体形状纸盒的展开图,将其折成正方体后,相对面上的两数互为相反数,则 .
【答案】9
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:由正方体的展开图可知,m与3是对面,n与-2是对面.
∵相对面的两数互为相反数,
∴m=-3,n=2.
∴mn=(-3)2=9.
故答案为:9.
【分析】根据正方体表面展开图得出相对的面,再根据相反数的定义求出m、n的值,代入计算即可.-
13.(2023七上·吉安月考)已知一个不透明的正方体的六个面上分别写着1至6六个数字,如图是我们能看到的三种情况,那么4所在面的对面是 .
【答案】5
【知识点】几何体的展开图
【解析】【解答】解:根据题意可得:“1”和“3”是对面,“2”和“6”是对面,“4”和“5”是对面,
∴4所在面的对面是5,
故答案为:5.
【分析】利用正方体展开图的特征及分析方法求解即可.
三、解答题
14.小明在学习了《展开与折叠》这一课后,明白了很多几何体都能展开成平面图形.于是他在家用剪刀展开了一个长方体纸盒,可是一不小心多剪了一条棱,把纸盒剪成了两部分,即图中的①和②.根据你所学的知识,回答下列问题:
(1)小明总共剪开了 条棱.
(2)现在小明想将剪断的②重新粘贴到①上去,而且经过折叠以后,仍然可以还原成一个长方体纸盒,你认为他应该将剪断的纸条粘贴到①中的什么位置?请你帮助小明在①上补全.
(3)小明说:他所剪的所有棱中,最长的一条棱是最短的一条棱的5倍.现在已知这个长方体纸盒的底面是一个正方形,并且这个长方体纸盒所有棱长的和是880cm,求这个长方体纸盒的体积.
【答案】解(1)小明共剪了8条棱,
故答案为:8.
(2)如图,四种情况.
(3)∵长方体纸盒的底面是一个正方形,
∴设最短的棱长高为acm,则长与宽相等为5acm,
∵长方体纸盒所有棱长的和是880cm,
∴4(a+5a+5a)=880,解得a=20cm,
∴这个长方体纸盒的体积为:20×100×100=200000立方厘米.
【知识点】几何体的展开图
【解析】【分析】(1)根据平面图形得出剪开棱的条数,
(2)根据长方体的展开图的情况可知有两种情况,
(3)设最短的棱长高为acm,则长与宽相等为5acm,根据棱长的和是880cm,列出方程可求出长宽高,即可求出长方体纸盒的体积.
15.(2022七上·郫都期中)如图是某长方体包装盒的展开图.设长方体的高为x cm.根据图中具体的数据,解答下列问题:
(1)用含x的式子表示这个长方体的长和宽;
(2)若长方体盒子的长比宽多3cm,求这种长方体包装盒的体积;
(3)满足(2)中条件的长方体的表面展开图还有不少,你能画出一个使外围周长最大的表面展开图吗?请画出这个表面展开图,并求出它的外围周长.
【答案】(1)解:长方体的长为:(13-2x)cm,
宽为:(14-2x)÷2=(7-x)cm;
(2)解:由题意得:13-2x-(7-x)=3,
解得:x=3,
∴(13-2x)(7-x)x=84(cm2),
答:这种长方体包装盒的体积为84cm3;
(3)解:外围周长最大的表面展开图如下:
其外围周长为:11×2+22×2=66(cm).
【知识点】列式表示数量关系;代数式求值;几何体的展开图
【解析】【分析】(1)根据展开图找到长和宽与x的关系式;
(2)根据长比宽多3cm找到等量关系解出x,进而求出长和宽,再用体积公式求得这种长方体包装盒的体积;
(3)长方体的长宽高已经确定,就是3,4,7这一组数,尽量沿着大数7和4展开,外围周长最大。
四、综合题
16.(2021七上·郑州期末)综合与实践:制作一个无盖长方形盒子.
用一张正方形的纸片制成一个如图的无盖长方体纸盒.如果我们按照如图所示的方式,将正方形的四个角减掉四个大小相同的小正方形,然后沿虚线折起来,就可以做成一个无盖的长方体盒子.
(1)如果原正方形纸片的边长为a cm,剪去的正方形的边长为b cm,则折成的无盖长方体盒子的高为 cm,底面积为 cm2,请你用含a,b的代数式来表示这个无盖长方体纸盒的容积 cm3;
(2)如果a=20cm,剪去的小正方形的边长按整数值依次变化,即分别取1cm,2cm,3cm,4cm,5cm,6cm,7cm,8cm,9cm,10cm时,折成的无盖长方体的容积分别是多少?请你将计算的结果填入下表;
剪去正方形的 边长/cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
容积/cm3 324 512 500 384 252 128 36 0
(3)观察绘制的统计表,你发现,随着减去的小正方形的边长的增大,所折无盖长方体盒子的容积如何变化?( )
A.一直增大 B.一直减小
C.先增大后减小 D.先减小后增大
(4)分析猜想当剪去图形的边长为 时,所得的无盖长方体的容积最大,此时无盖长方体的容积是 cm3.
(5)对(2)中的结果,你觉得表格中的数据还有什么要改进的地方吗?
【答案】(1)b;(a-2b)2;b(a-2b)2
(2)588;576
(3)C
(4)3;588
(5)解:根据无盖长方体盒子的容积的变化,截去的正方形边长在3与4之间时,无盖长方体盒子的容积最大;
当x=3,5时,b(a-2b)2=3.5×(20-2×3.5)2=591.5cm3,
当 时,b(a-2b)2=3.25×(20-2×3.25)2=592.3125cm3,
当 时,b(a-2b)2=3.375×(20-2×3.375)2=592.5234375cm3,
当剪去图形的边长为3.3cm时,所得的无盖长方体的容积最大,此时无盖长方体的容积是592.548cm3.
因此表格中正方形的边长数据可以再精确一些,可以精确到小数点后一位或两位.
【知识点】代数式求值;几何体的展开图;用字母表示数
【解析】【解答】(1)解:无盖长方体盒子的高就是截去的小正方形边长,无盖长方体盒子的高为bcm,底面边长(a-2b)cm,底面面积为(a-2b)2cm2, 做成一个无盖的长方体盒子的体积为b(a-2b)2cm3,
故答案为:b;(a-2b)2;b(a-2b)2.
(2)解:当b=3cm, a-2b=20-6=14cm,b(a-2b)2=3×142=588cm3,
当b=4,a-2b=20,8=12cm,b(a-2b)2=4×122=576cm3,
故答案为:588;576.
(3)解:随着减去的小正方形的边长的增大,所折无盖长方体盒子的容积先变大,再变小.
故答案为:C.
(4)根据无盖长方体盒子的容积的变化,截去的正方形边长在3cm时,无盖长方体盒子的容积最大588cm3.
故答案为:3,588.
【分析】(1)由题意可得:无盖长方体盒子的高为bcm,底面边长(a-2b)cm,结合长方体的体积公式可得无盖长方体纸盒的容积;
(2)根据(1)的结果将b、a-2b的值代入计算即可;
(3)(4)根据(2)中的表格进行判断即可;
(5) 求出b=3、5、3.25、3.375时对应的容积,结合数据的精确度进行解答.
17.(2019八上·陕西月考)仔细阅读,解答下列问题
(1)有一长方体的食物包装纸盒如图(1),已知长方体的底面长为12,宽为9,高为5,一只蚂蚁想从底面A处爬到B处去吃食物,请问:蚂蚁爬行的最短距离是多少
(2)如图(2),圆柱形容器的高为1.2米,底面周长为1米,在容器内壁高容器底部0.3米的点B处有一只蚊子,此时一只壁虎正好在容器外壁高容器上沿0.3米与蚊子相对的点A处,求壁虎捕捉到蚊子的最短路程是多少 (容器厚度忽略不计)
【答案】(1)解:(展开图如下,连接AB,
当展成的长为
由题意得AC=12,BD=CD+BD=5+9=14
在Rt△ABC中,
,
由题意可知:
AE=AC+CE=12+9=21,BE=5,
在Rt△ABC中,
,
∵AH=9,BH=BE+HE=12+5=17
∴
∴蚂蚁爬行的最短距离为
(2)解:如图,作点A关于EF的对称点A',连接A'B,
∴A'E=AE=DC=BH=0.3,MH=1
∴BD=CD+CB=BH+CB=CH=1.2,
2A'D=MH即A'D=0.5,
在Rt△A'DB中,
,
∵两点之间线段最短,
∴壁虎捕捉到蚊子的最短路程就是线段AB的长为1.3.
【知识点】几何体的展开图;线段的性质:两点之间线段最短;勾股定理;轴对称的应用-最短距离问题
【解析】【分析】(1)根据两点之间线段最短,将长方体分三种情况展开,再利用勾股定理分别求出AB的长,然后比较大小,即可得出结果。
(2)利用两点之间线段最短,将圆柱体展开,作点A关于EF的对称点A',连接A'B,由已知条件求出BD,A'D的长,利用勾股定理求出A'B的长,即可得到壁虎捕捉到蚊子的最短路程就是线段AB的长。
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