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31. (2025·龙东地区)若圆锥的底面半径为3,高为4,则圆锥侧面展开图的面积为
15π
。
答案:
31.15π
32. (2025·达州)如图,圆锥的侧面展开图是一个扇形。已知圆锥的底面半径为2,则扇形的弧长是

4π
。
答案:
32.4π
33. (2025·长春)如图①所示为一个正十二面体,它的每个面都是正五边形,如图②所示为其表面展开图,则$\angle\alpha=$

36°
。
答案:
33.36°
34. (2025·烟台)如图,正六边形ABCDEF的边长为4,中心为点O,以点O为圆心,AB长为半径作圆心角为$120^{\circ}$的扇形,则图中涂色部分的面积为

$\frac{16π}{3}-8\sqrt{3}$
。
答案:
34.$\frac{16π}{3}-8\sqrt{3}$ 解析:如图,连接OA,OE,OF,过点O作OM⊥AF于点M.
∵六边形ABCDEF为正六边形,
∴OA = OE = OF,∠AOF = ∠EOF = $\frac{360°}{6}$ = 60°,∠BAF = 120°.
∴△OAF和△OEF均为等边三角形,∠AOE = ∠AOF + ∠EOF = 60° + 60° = 120°.
∴∠OEF = ∠OAF = 60°,OA = OF = AF = AB = 4,S△AOF = S△EOF.
∴点A,F在该扇形上.
∵OM⊥AF,
∴AM = FM = $\frac{1}{2}$AF = 2.
∴OM = $\sqrt{OA^{2}-AM^{2}}$ = $\sqrt{4^{2}-2^{2}}$ = 2$\sqrt{3}$.
∴S△OAF = $\frac{1}{2}$AF·OM = $\frac{1}{2}$×4×2$\sqrt{3}$ = 4$\sqrt{3}$.
∵∠BAF = 120°,
∴∠OAG = ∠BAF - ∠OAF = 120° - 60° = 60°.
∴∠OAG = ∠OEH.
∵∠GOH = ∠AOE = 120°,即∠GOA + ∠AOH = ∠AOH + ∠HOE = 120°,
∴∠GOA = ∠HOE.又
∵OA = OE,
∴△GOA≌△HOE.
∴S△GOA = S△HOE.
∴S△GOA + S四边形AOHF = S△HOE + S四边形AOHF.
∴S五边形AGOHF = S四边形AOEF = 2S△AOF = 8$\sqrt{3}$.
∴S涂色 = S扇形 - S五边形AGOHF = $\frac{120π×4^{2}}{360}$ - 8$\sqrt{3}$ = $\frac{16π}{3}$ - 8$\sqrt{3}$.
34.$\frac{16π}{3}-8\sqrt{3}$ 解析:如图,连接OA,OE,OF,过点O作OM⊥AF于点M.
∵六边形ABCDEF为正六边形,
∴OA = OE = OF,∠AOF = ∠EOF = $\frac{360°}{6}$ = 60°,∠BAF = 120°.
∴△OAF和△OEF均为等边三角形,∠AOE = ∠AOF + ∠EOF = 60° + 60° = 120°.
∴∠OEF = ∠OAF = 60°,OA = OF = AF = AB = 4,S△AOF = S△EOF.
∴点A,F在该扇形上.
∵OM⊥AF,
∴AM = FM = $\frac{1}{2}$AF = 2.
∴OM = $\sqrt{OA^{2}-AM^{2}}$ = $\sqrt{4^{2}-2^{2}}$ = 2$\sqrt{3}$.
∴S△OAF = $\frac{1}{2}$AF·OM = $\frac{1}{2}$×4×2$\sqrt{3}$ = 4$\sqrt{3}$.
∵∠BAF = 120°,
∴∠OAG = ∠BAF - ∠OAF = 120° - 60° = 60°.
∴∠OAG = ∠OEH.
∵∠GOH = ∠AOE = 120°,即∠GOA + ∠AOH = ∠AOH + ∠HOE = 120°,
∴∠GOA = ∠HOE.又
∵OA = OE,
∴△GOA≌△HOE.
∴S△GOA = S△HOE.
∴S△GOA + S四边形AOHF = S△HOE + S四边形AOHF.
∴S五边形AGOHF = S四边形AOEF = 2S△AOF = 8$\sqrt{3}$.
∴S涂色 = S扇形 - S五边形AGOHF = $\frac{120π×4^{2}}{360}$ - 8$\sqrt{3}$ = $\frac{16π}{3}$ - 8$\sqrt{3}$.
35. (2025·威海)如图,小明同学将正方形硬纸板沿实线剪开,得到一个立方体的表面展开图。若正方形硬纸板的边长为12 cm,则折成立方体的棱长为

$\frac{12\sqrt{2}}{5}$
cm。
答案:
35.$\frac{12\sqrt{2}}{5}$
36. (2025·南京)将如图①所示的纸杯侧面展开,得到以点O为圆心的扇环ABCD。
(1)求OB及$\overset{\frown}{AD}$的长。
(2)设矩形纸片的长和宽分别为b,a($a\leqslant b$)。
①如图②,将扇环ABCD放于矩形纸片之上,矩形一边与$\overset{\frown}{AD}$所在圆相切于点I,点A,B,C,D均在矩形的边上,直接写出a,b的值。
②一矩形纸片的宽为18.2,长为25.7,能否剪出上述的扇环ABCD(参考数据:$\sqrt{3}\approx1.732$)?
③一矩形纸片的规格为$15× b$,当该纸片能剪出扇环ABCD时,求b的取值范围(提示:$\sin^{2}\alpha+\cos^{2}\alpha = 1$,$\sin(\alpha - \beta)=\sin\alpha\cos\beta - \cos\alpha\sin\beta$)。

(1)求OB及$\overset{\frown}{AD}$的长。
(2)设矩形纸片的长和宽分别为b,a($a\leqslant b$)。
①如图②,将扇环ABCD放于矩形纸片之上,矩形一边与$\overset{\frown}{AD}$所在圆相切于点I,点A,B,C,D均在矩形的边上,直接写出a,b的值。
②一矩形纸片的宽为18.2,长为25.7,能否剪出上述的扇环ABCD(参考数据:$\sqrt{3}\approx1.732$)?
③一矩形纸片的规格为$15× b$,当该纸片能剪出扇环ABCD时,求b的取值范围(提示:$\sin^{2}\alpha+\cos^{2}\alpha = 1$,$\sin(\alpha - \beta)=\sin\alpha\cos\beta - \cos\alpha\sin\beta$)。
答案:
36.(1)设∠O = n°.由题图①,知$\overset{\frown}{AD}$ = 9π,$\overset{\frown}{BC}$ = 6π.
∴$\frac{nπ}{180}$·OB = 6π,$\frac{nπ}{180}$·(OB + 9) = 9π.
∴$\frac{OB}{OB + 9}$ = $\frac{2}{3}$.
∴OB = 18.(2)①如图①,延长AB,DC交于点O,连接IO交BC于点H.
∵四边形EFKG为矩形,
∴EF//GK,∠G = ∠K = 90°.
∵矩形的一边与AD所在圆(即⊙O)相切于点I,OI为⊙O的半径,
∴OI⊥EF.
∵EF//GK,
∴OI⊥GK.由(1),得OB = OC = 18,AB = CD = 9,BC = 6π,
∴OA = OI = 9 + 18 = 27.
∴∠BOC = $\frac{6π}{2×18π}$×360° = 60°.
∴△OBC是等边三角形.
∴BC = OB = 18,∠OBC = ∠OCB = 60°.
∴∠ABG = 60°.
∴∠BAG = 30°.
∴BG = $\frac{1}{2}$AB = $\frac{9}{2}$.同理可得CK = $\frac{9}{2}$.
∴GK = $\frac{9}{2}$ + 18 + $\frac{9}{2}$ = 27,即b = 27.易得OH = 9$\sqrt{3}$,
∴IH = OI - OH = 27 - 9$\sqrt{3}$,即a = 27 - 9$\sqrt{3}$.②将扇环按如图②所示的方式放置时,过点C作CF⊥AO于点F,过点D作DE⊥AO于点E,连接BC,延长AB,DC交于点O.由(1)(2),得OB = OC = 18,∠O = 60°,△OBC是等边三角形,
∴在Rt△BCF中,∠OBC = 60°,∠CFB = 90°,BC = OB = 18.易得BF = 9,CF = 9$\sqrt{3}$.在Rt△ODE中,∠OED = 90°,OD = OA = 27,∠O = 60°.易得OE = $\frac{27}{2}$,DE = $\frac{27}{2}$$\sqrt{3}$≈23.382<25.7.
∵AB = 9,BF = 9,
∴AF = AB + BF = 9 + 9 = 18<18.2.
∴宽为18.2,长为25.7的矩形纸片,能剪出上述的扇环ABCD.③如图③,延长AB,DC交于点O.当AD在MN上滚动,且点A在NQ上,点D在NS上,点C在SQ上时,MN最小,即b最小.此时,P为AD所在圆(即⊙O)与矩形的边MN的切点,连接OP,交SQ于点H,交BC于点G,则易得OP⊥MN,OP⊥SQ,PH = 15,PG = 9,OG = 18.
∴GH = PH - PG = 15 - 9 = 6,OH = OG - GH = 18 - 6 = 12.过点D作DJ⊥OP于点J,过点A作AK⊥OP于点K.设∠COG = β(0°<β≤60°),∠GOB = α(0°<α≤60°).
∴在Rt△OCH中,cosβ = $\frac{OH}{OC}$ = $\frac{12}{18}$ = $\frac{2}{3}$.
∴sinβ = $\sqrt{1 - (\frac{2}{3})^{2}}$ = $\frac{\sqrt{5}}{3}$,易得DS = DC·cosβ = 6.
∴DS = GH.此时点J与点G重合.
∴在Rt△ODJ中,DJ = OD·sinβ = 27×$\frac{\sqrt{5}}{3}$ = 9$\sqrt{5}$.
∵∠BOC = 60°,
∴α = 60° - β.
∴sinα = sin(60° - β) = sin60°cosβ - cos60°sinβ = $\frac{2\sqrt{3}-\sqrt{5}}{6}$.在Rt△AOK中,AK = OA·sinα = 27×$\frac{2\sqrt{3}-\sqrt{5}}{6}$ = 9$\sqrt{3}$ - $\frac{9}{2}$$\sqrt{5}$.
∴易得MN = AK + DJ = 9$\sqrt{3}$ + $\frac{9}{2}$$\sqrt{5}$.
∴b≥9$\sqrt{3}$ + $\frac{9}{2}$$\sqrt{5}$.
36.(1)设∠O = n°.由题图①,知$\overset{\frown}{AD}$ = 9π,$\overset{\frown}{BC}$ = 6π.
∴$\frac{nπ}{180}$·OB = 6π,$\frac{nπ}{180}$·(OB + 9) = 9π.
∴$\frac{OB}{OB + 9}$ = $\frac{2}{3}$.
∴OB = 18.(2)①如图①,延长AB,DC交于点O,连接IO交BC于点H.
∵四边形EFKG为矩形,
∴EF//GK,∠G = ∠K = 90°.
∵矩形的一边与AD所在圆(即⊙O)相切于点I,OI为⊙O的半径,
∴OI⊥EF.
∵EF//GK,
∴OI⊥GK.由(1),得OB = OC = 18,AB = CD = 9,BC = 6π,
∴OA = OI = 9 + 18 = 27.
∴∠BOC = $\frac{6π}{2×18π}$×360° = 60°.
∴△OBC是等边三角形.
∴BC = OB = 18,∠OBC = ∠OCB = 60°.
∴∠ABG = 60°.
∴∠BAG = 30°.
∴BG = $\frac{1}{2}$AB = $\frac{9}{2}$.同理可得CK = $\frac{9}{2}$.
∴GK = $\frac{9}{2}$ + 18 + $\frac{9}{2}$ = 27,即b = 27.易得OH = 9$\sqrt{3}$,
∴IH = OI - OH = 27 - 9$\sqrt{3}$,即a = 27 - 9$\sqrt{3}$.②将扇环按如图②所示的方式放置时,过点C作CF⊥AO于点F,过点D作DE⊥AO于点E,连接BC,延长AB,DC交于点O.由(1)(2),得OB = OC = 18,∠O = 60°,△OBC是等边三角形,
∴在Rt△BCF中,∠OBC = 60°,∠CFB = 90°,BC = OB = 18.易得BF = 9,CF = 9$\sqrt{3}$.在Rt△ODE中,∠OED = 90°,OD = OA = 27,∠O = 60°.易得OE = $\frac{27}{2}$,DE = $\frac{27}{2}$$\sqrt{3}$≈23.382<25.7.
∵AB = 9,BF = 9,
∴AF = AB + BF = 9 + 9 = 18<18.2.
∴宽为18.2,长为25.7的矩形纸片,能剪出上述的扇环ABCD.③如图③,延长AB,DC交于点O.当AD在MN上滚动,且点A在NQ上,点D在NS上,点C在SQ上时,MN最小,即b最小.此时,P为AD所在圆(即⊙O)与矩形的边MN的切点,连接OP,交SQ于点H,交BC于点G,则易得OP⊥MN,OP⊥SQ,PH = 15,PG = 9,OG = 18.
∴GH = PH - PG = 15 - 9 = 6,OH = OG - GH = 18 - 6 = 12.过点D作DJ⊥OP于点J,过点A作AK⊥OP于点K.设∠COG = β(0°<β≤60°),∠GOB = α(0°<α≤60°).
∴在Rt△OCH中,cosβ = $\frac{OH}{OC}$ = $\frac{12}{18}$ = $\frac{2}{3}$.
∴sinβ = $\sqrt{1 - (\frac{2}{3})^{2}}$ = $\frac{\sqrt{5}}{3}$,易得DS = DC·cosβ = 6.
∴DS = GH.此时点J与点G重合.
∴在Rt△ODJ中,DJ = OD·sinβ = 27×$\frac{\sqrt{5}}{3}$ = 9$\sqrt{5}$.
∵∠BOC = 60°,
∴α = 60° - β.
∴sinα = sin(60° - β) = sin60°cosβ - cos60°sinβ = $\frac{2\sqrt{3}-\sqrt{5}}{6}$.在Rt△AOK中,AK = OA·sinα = 27×$\frac{2\sqrt{3}-\sqrt{5}}{6}$ = 9$\sqrt{3}$ - $\frac{9}{2}$$\sqrt{5}$.
∴易得MN = AK + DJ = 9$\sqrt{3}$ + $\frac{9}{2}$$\sqrt{5}$.
∴b≥9$\sqrt{3}$ + $\frac{9}{2}$$\sqrt{5}$.
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