2026年5年中考3年模拟九年级数学上册北师大版第35页答案
7.「★☆」某学校为教师定制了水杯,如图所示的是定制的水杯包装盒的表面展开图,已知该包装盒的长为15 cm,设包装盒的高为x cm.
(1)若此包装盒的体积为1 500 cm³,请列出关于x的方程,并求出x的值.
(2)是否存在这样的x的值,使得此包装盒的体积为1 560 cm³?若存在,请求出相应的x的值;若不存在,请说明理由.

单位:cm

答案

(1)已知包装盒的高为x cm,长为15 cm,由题图得包装盒的宽为$\frac{40-2x}{2}=(20-x)\mathrm{cm}$,
$\because$此包装盒的体积为$1\ 500\ \mathrm{cm}^3$,
$\therefore (20-x)×15x=1\ 500$,解得$x_1=x_2=10$,
$\therefore x$的值为10.
(2)不存在.理由如下:
依题意得$(20-x)×15x=1\ 560$.
整理得$x^2-20x+104=0$,
$\because \Delta=(-20)^2-4×1×104=-16<0$,
$\therefore$此方程没有实数根,
$\therefore$不存在这样的x的值,使得此包装盒的体积为$1\ 560\ \mathrm{cm}^3$.

解析

【分析】
这是结合长方体展开图的一元二次方程实际应用题,解题思路如下:第一步先从展开图尺寸推导包装盒的宽:展开图总长度40cm包含2个高x和2个宽,因此宽可表示为$\frac{40-2x}{2}=20-x$ cm;第二步利用长方体体积公式(体积=长×宽×高),结合题干给出的体积值列方程;第一问解方程后验证解的实际合理性即可;第二问列方程后通过计算一元二次方程的根的判别式,判断方程是否有正实根,即可确定对应x是否存在。
【解析】
(1) 已知包装盒高为x cm,长为15 cm,由展开图得包装盒的宽为$\frac{40-2x}{2}=(20-x)\mathrm{cm}$。
已知包装盒体积为$1500\ \mathrm{cm}^3$,根据长方体体积公式列方程:
$(20-x)×15x=1500$
整理得$x^2-20x+100=0$,解得$x_1=x_2=10$,符合实际意义。
(2) 不存在,理由如下:
若包装盒体积为$1560\ \mathrm{cm}^3$,依题意列方程:
$(20-x)×15x=1560$
整理得$x^2-20x+104=0$,
计算根的判别式:$\Delta=(-20)^2-4×1×104=-16<0$,
因此该方程没有实数根,即不存在符合要求的x值。
【答案】
(1) x的值为10;
(2) 不存在这样的x的值。
【知识点】
一元二次方程应用,根的判别式,长方体体积计算
【点评】
本题结合立体图形展开图考查方程的实际应用,核心是正确从展开图中提取边长的数量关系,结合体积公式列方程求解,存在性问题可通过根的判别式判断方程是否有符合实际的解,考查了数形结合和方程思想的应用。
【难度系数】
0.7
8. 核心素养 几何直观 如图,在矩形ABCD中,AB=15 cm,AD=5 cm,动点P,Q分别从点A,C同时出发,点P沿AB以3 cm/s的速度向点B移动,到点B停止移动,点Q沿CD以2 cm/s的速度向点D移动(点P停止移动时,点Q也停止移动).设移动时间为t s.
(1)当t为何值时,P,Q两点间的距离为15 cm?
(2)当t为何值时,四边形PBCQ的面积为30 cm²?
(3)四边形APQD的形状可能为矩形吗?若可能,求出t的值;若不可能,请说明理由.
(4)当△BPQ为等腰三角形时,求出t的值.
(5)在运动过程中,是否存在一个时刻,使得∠PQB=90°?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.

答案


(1)如图,过点Q作$QM⊥ AB$于M,
$\because$点P以3 cm/s的速度向点B移动,点Q以2 cm/s的速度向点D移动,移动时间为t s,
$\therefore AP=3t\ \mathrm{cm},CQ=2t\ \mathrm{cm}$,
$\because AB=15\ \mathrm{cm}$,
$\therefore PM=|15-2t-3t|=|15-5t|\mathrm{cm}$,
当P,Q两点间的距离为15 cm时,易得$(15-5t)^2+5^2=15^2$,
解得$t=3+2\sqrt{2}$或$t=3-2\sqrt{2}$,
$\because AB=15\ \mathrm{cm},\therefore 3t≤15,\therefore t≤5$,
$\therefore t=3+2\sqrt{2}$不符合题意,舍去,
$\therefore t=3-2\sqrt{2}$时,P,Q两点间的距离是15 cm.
(2)$\because$四边形ABCD是矩形,
$\therefore AB// CD,∠ C=∠ ABC=90°$,
$\because BP=(15-3t)\mathrm{cm},CQ=2t\ \mathrm{cm}$,四边形PBCQ的面积为$30\ \mathrm{cm}^2$,
$\therefore \frac{1}{2}(15-3t+2t)×5=30$,解得$t=3$,
$\therefore t=3$时,四边形PBCQ的面积为$30\ \mathrm{cm}^2$.
(3)四边形APQD的形状可能为矩形.
$\because$四边形ABCD是矩形,
$\therefore AB// CD,∠ D=∠ A=90°$,
当四边形APQD为矩形时,$AP=DQ$,
即$3t=15-2t$,解得$t=3$,
$\therefore$当$t=3$时,四边形APQD为矩形.
(4)如图,过点Q作$QG⊥ AB$于点G,得矩形BCQG,矩形AGQD,
$\therefore BG=CQ=2t\ \mathrm{cm},QG=BC=5\ \mathrm{cm},PB=(15-3t)\mathrm{cm}$,
$\therefore PG=|15-3t-2t|=|15-5t|\mathrm{cm}$,
当P,G不重合时,$△ PQG$是直角三角形,
根据勾股定理得$PQ^2=PG^2+QG^2=(15-5t)^2+5^2,BQ^2=(2t)^2+5^2$,
当$PQ=PB$时,$(15-5t)^2+5^2=(15-3t)^2$,
整理得$16t^2-60t+25=0$,
解得$t=\frac{15-5\sqrt{5}}{8}$或$\frac{15+5\sqrt{5}}{8}$;
当$BQ=PB$时,$(2t)^2+5^2=(15-3t)^2$,
整理得$t^2-18t+40=0$,
解得$t=9-\sqrt{41}$或$t=9+\sqrt{41}$(舍去);
当$QP=QB$时,G为PB的中点,
$\therefore 15-5t=2t$,解得$t=\frac{15}{7}$.
综上所述,当$△ BPQ$为等腰三角形时,t的值为$\frac{15-5\sqrt{5}}{8}$或$\frac{15+5\sqrt{5}}{8}$或$9-\sqrt{41}$或$\frac{15}{7}$.
(5)不存在一个时刻,使得$∠ PQB=90°$,理由如下:
当$∠ PQB=90°$时,有$PQ^2+BQ^2=PB^2$,
$\therefore (15-5t)^2+5^2+(2t)^2+5^2=(15-3t)^2$,
化简得$2t^2-6t+5=0$,
$\because \Delta=(-6)^2-4×2×5=-4<0$,
$\therefore$此方程无实数解,
$\therefore$不存在一个时刻,使得$∠ PQB=90°$.

解析

【分析】
本题是矩形背景下的动点综合问题,解题核心是用运动时间t表示出各相关线段的长度,再结合对应几何图形的性质列方程求解,同时要注意动点的运动范围,对求出的解进行合理性筛选:
1. 求PQ=15时的t:过Q作AB的垂线构造直角三角形,利用勾股定理列关于t的一元二次方程,结合t≤5(P到B停止运动)舍去不合题意的解;
2. 求四边形PBCQ面积为30时的t:四边形PBCQ是直角梯形,直接用梯形面积公式列方程求解即可;
3. 判断APQD能否为矩形:矩形对边相等,满足AP=DQ时即可,列方程求解;
4. 求△BPQ为等腰三角形时的t:分PQ=PB、BQ=PB、QP=QB三种情况分类讨论,分别结合勾股定理列方程求解,舍去超范围的解;
5. 判断是否存在∠PQB=90°:假设存在,利用直角三角形勾股定理列方程,通过判别式判断方程是否有实根,即可得出结论。
【解析】
(1) 如图,过点Q作$QM⊥ AB$于M,
$\because$点P以3 cm/s的速度向点B移动,点Q以2 cm/s的速度向点D移动,移动时间为t s,
$\therefore AP=3t\ \mathrm{cm},CQ=2t\ \mathrm{cm}$,
$\because AB=15\ \mathrm{cm}$,
$\therefore PM=|15-2t-3t|=|15-5t|\mathrm{cm}$,
当P,Q两点间的距离为15 cm时,由勾股定理得$(15-5t)^2+5^2=15^2$,
解得$t=3+2\sqrt{2}$或$t=3-2\sqrt{2}$,
$\because AB=15\ \mathrm{cm},\therefore 3t≤15,\therefore t≤5$,
$\therefore t=3+2\sqrt{2}$不符合题意,舍去,
$\therefore t=3-2\sqrt{2}$时,P,Q两点间的距离是15 cm.
(2)$\because$四边形ABCD是矩形,
$\therefore AB// CD,∠ C=∠ ABC=90°$,四边形PBCQ为直角梯形,
$\because BP=(15-3t)\mathrm{cm},CQ=2t\ \mathrm{cm}$,四边形PBCQ的面积为$30\ \mathrm{cm}^2$,
$\therefore \frac{1}{2}(15-3t+2t)×5=30$,解得$t=3$,
$\therefore t=3$时,四边形PBCQ的面积为$30\ \mathrm{cm}^2$.
(3)四边形APQD的形状可能为矩形.
$\because$四边形ABCD是矩形,
$\therefore AB// CD,∠ D=∠ A=90°$,
当四边形APQD为矩形时,对边相等即$AP=DQ$,
即$3t=15-2t$,解得$t=3$,
$\therefore$当$t=3$时,四边形APQD为矩形.
(4)如图,过点Q作$QG⊥ AB$于点G,得矩形BCQG,矩形AGQD,
$\therefore BG=CQ=2t\ \mathrm{cm},QG=BC=5\ \mathrm{cm},PB=(15-3t)\mathrm{cm}$,
$\therefore PG=|15-3t-2t|=|15-5t|\mathrm{cm}$,
当P,G不重合时,$△ PQG$是直角三角形,
根据勾股定理得$PQ^2=PG^2+QG^2=(15-5t)^2+5^2,BQ^2=(2t)^2+5^2$,
分三种情况讨论:
①当$PQ=PB$时,$(15-5t)^2+5^2=(15-3t)^2$,
整理得$16t^2-60t+25=0$,
解得$t=\frac{15-5\sqrt{5}}{8}$或$\frac{15+5\sqrt{5}}{8}$,均满足0≤t≤5,符合题意;
②当$BQ=PB$时,$(2t)^2+5^2=(15-3t)^2$,
整理得$t^2-18t+40=0$,
解得$t=9-\sqrt{41}$或$t=9+\sqrt{41}$(大于5,舍去);
③当$QP=QB$时,G为PB的中点,
$\therefore 15-5t=2t$,解得$t=\frac{15}{7}$,符合题意.
综上所述,当$△ BPQ$为等腰三角形时,t的值为$\frac{15-5\sqrt{5}}{8}$或$\frac{15+5\sqrt{5}}{8}$或$9-\sqrt{41}$或$\frac{15}{7}$.
(5)不存在一个时刻,使得$∠ PQB=90°$,理由如下:
当$∠ PQB=90°$时,由勾股定理得$PQ^2+BQ^2=PB^2$,
$\therefore (15-5t)^2+5^2+(2t)^2+5^2=(15-3t)^2$,
化简得$2t^2-6t+5=0$,
$\because \Delta=(-6)^2-4×2×5=-4<0$,
$\therefore$此方程无实数解,
$\therefore$不存在一个时刻,使得$∠ PQB=90°$.
【答案】
(1) $t=3-2\sqrt{2}$
(2) $t=3$
(3) 可能,$t=3$
(4) $t$的值为$\frac{15-5\sqrt{5}}{8}$、$\frac{15+5\sqrt{5}}{8}$、$9-\sqrt{41}$、$\frac{15}{7}$
(5) 不存在,理由见解析
【知识点】
1. 矩形的性质
2. 勾股定理的应用
3. 一元二次方程的实际应用
【点评】
本题以矩形中的动点运动为背景,将几何图形性质与一元二次方程的应用相结合,需要学生具备分类讨论思想,针对等腰三角形的不同情况分别列式,同时要注意结合动点的运动范围筛选解的合理性,能够有效锻炼几何直观与方程应用能力。
【难度系数】
0.3
1.「2026河南焦作一模」如图,小明要利用一面墙(墙长9 m)和18 m长的围栏围成一个面积为40 m²的矩形场地,则矩形场地的宽AB为
5
m.

答案

设AB的长为x m,由题意得$(18-2x)x=40$,整理得$x^2-9x+20=0$,解得$x_1=4,x_2=5$.由题意可得$BC≤9\ \mathrm{m}$.当$AB=4\ \mathrm{m}$时,$BC=18-2×4=10(\mathrm{m})>9\ \mathrm{m}$,不合题意,舍去;当$AB=5\ \mathrm{m}$时,$BC=18-2×5=8(\mathrm{m})<9\ \mathrm{m}$,符合题意.$\therefore$矩形场地的宽AB为5 m.故答案为5.

解析

【分析】
解题时首先明确围栏围成的边:AD边靠墙无需围栏,因此围栏总长对应矩形的2个宽AB、CD与1个长BC的和。首先设宽AB的长度为x m,即可用含x的代数式表示出长BC的长度,再根据矩形面积=长×宽列一元二次方程求解,最后结合墙长的限制条件(BC≤9m)对解出的根进行检验,舍去不符合实际情况的根,即可得到正确结果。
【解析】
设矩形场地的宽AB的长为x m,则矩形的长BC为$(18-2x)\mathrm{m}$。
根据矩形面积为$40\ \mathrm{m}^2$,列方程得:
$x(18-2x)=40$
整理得:$x^2-9x+20=0$
因式分解得:$(x-4)(x-5)=0$
解得:$x_1=4$,$x_2=5$
结合墙长限制,BC的长度不能超过9m:
当$x=4$时,$BC=18-2×4=10\ \mathrm{m}>9\ \mathrm{m}$,不符合实际,舍去;
当$x=5$时,$BC=18-2×5=8\ \mathrm{m}<9\ \mathrm{m}$,符合题意。
【答案】
5
【知识点】
一元二次方程应用、矩形面积计算、实际问题验根
【点评】
本题是一元二次方程结合几何实际问题的基础题型,解题的关键是准确找到等量关系列方程,同时要注意实际问题中的限制条件,对求出的方程的根进行合理性检验,避免多解错解。
【难度系数】
0.6
2.「2026陕西西安期中」如图,某小区计划用18 m的铁栅栏,再借助两面外墙(墙足够长)围成一个矩形车棚ABCD,为了方便存车,在CD(CD>2 m)边上留了一个2 m宽的门(建在EF处,另用其他材料).当车棚的长为
12
m,宽为
8
m时,能围成一个面积为96 m²的车棚.

答案

设$AB=x\ \mathrm{m}$,则$BC=(18+2-x)\mathrm{m}$,根据题意得$x(18+2-x)=96$,整理得$x^2-20x+96=0$,解得$x_1=8,x_2=12$,当$x=8$时,$18+2-x=18+2-8=12$;当$x=12$时,$18+2-x=18+2-12=8$.$\therefore$当车棚的长为12米,宽为8米时,能围成一个面积为$96\ \mathrm{m}^2$的车棚.故答案为12;8.

解析

【分析】
首先观察图形可知,矩形车棚借助墙角的两面外墙修建,铁栅栏仅需围BC、CD两条边;由于CD上有2m宽的门不需要铁栅栏,因此CD的长度与BC的长度之和为铁栅栏总长加门宽,即18+2=20m。我们可设与CD等长的AB边长为x m,即可用含x的式子表示BC的长度,再结合矩形面积公式列一元二次方程求解,最后根据长大于宽的常识对根做取舍即可。
【解析】
解:设AB的长度为$x\ \mathrm{m}$,则与AB等长的CD也为$x\ \mathrm{m}$,BC的长度为$(18+2-x)\mathrm{m}=(20-x)\mathrm{m}$。
根据矩形面积为$96\ \mathrm{m}^2$,列方程得:
$x(20-x)=96$
整理得:$x^2-20x+96=0$
因式分解得:$(x-8)(x-12)=0$
解得:$x_1=8$,$x_2=12$
当$x=8$时,$20-x=12$;当$x=12$时,$20-x=8$。
矩形的长大于宽,因此长为12m,宽为8m。
【答案】
12;8
【知识点】
一元二次方程的实际应用;矩形面积计算
【点评】
本题是方程与几何结合的实际应用题,解题的关键是正确理解门的宽度对栅栏围合总长度的影响,准确表示出矩形的两条边长,求解方程后要注意结合实际意义对根进行合理取舍。
【难度系数】
0.6