章法数学上海初中数学

几何1-几何初步 · 第 095

第3讲 圆与扇形

38 道题1 个知识模块答案解析精校中
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知识模块 01 · 原讲小节

圆与扇形

按原讲小节整理;知识模块与题目边界正在精校,精校完成后按正式课程结构呈现。

01
知识讲解定义、性质与方法

圆的周长与面积

1.圆周率( π )的认识

圆周率:圆的周长与直径的比值,用字母 π 来表示, π 读作“ p a i ”.

圆周率是个无限不循环小数(无理数),近似等于 3 . 14 .(本讲中,若不特别说明,圆周率均取 3 . 14 )

课外小知识
我国古代数学家对圆周率进行了长期研究,特别是南北朝的数学家祖冲之,用简单的计算工具笔、尺等,将圆周率算到了七位小数,给出不足近似值 3 . 1415926 和过剩近似值 3 . 1415927 ,还得到两个近似分数值,密率 355 113 和约率 22 7

2.圆周长( c i r c u m f e r e n c e

用字母 C 表示圆的周长, d 表示直径, r 表示半径

则圆周长公式: C = π d C = 2 π r

3.圆面积( a r e a o f c i r c l e

设圆的半径长为 r ,面积为 S

则圆面积公式: S = π r 2 S = 1 4 π d 2

圆公式证明

把圆等分成若干份,按下图中的方法拼起来

9-6.png

可以发现把圆等分的份数越多,拼成图形就越接近于一个长方形.这个长方形的面积也就越接近于圆的面积.

4.圆环面积公式: S = S S

圆环可以看成两个同心圆的不同部分,可以发现圆环面积相当于大圆面积减去小圆面积.

题目SH-095-001难度 A · 基础

⑴ 半径为 2 . 5 厘米的圆的周长为________厘米.

⑵ 直径是 3 厘米的圆的面积是________平方厘米.(结果保留 π

⑶ 周长为 6 . 28 厘米的圆的面积为________平方厘米.

题目SH-095-002难度 B · 巩固

⑴ 已知小圆的半径是大圆半径的 1 3 ,大圆的周长是 12 π ,则小圆的周长是______.(结果保留 π

⑵已 知大圆的半径是小圆的两倍,小圆的周长是 2 π ,面积是 π ,那么大圆的周长是_________,面积是___________.(结果保留 π

题目SH-095-003难度 B · 巩固

⑴ 一圆环大圆直径为 4 厘米,小圆半径为 1 厘米,则圆环面积为________平方厘米.

⑵ 一个圆环,环宽是 2 厘米,外圆直径是 1 分米,这个环形的面积是 _ _ _ _ _ _ _ 平方厘米.

题目SH-095-004难度 C · 综合

如图,已知 A B C 三点共线, A C 两点间距离 6 米, B C 两点间距离 4 米,一只蚂蚁要从 A 点爬到 B 点,有两条路可以选择(走弧线).问:哪条路近一些?长度是多少?(单位:米)

题目SH-095-005

弧与扇形

1.弧的定义:如图,圆上 A B 两点之间的部分就是弧,记作: A B ,读作:弧 A B A O B 称为圆心角.

我们可以发现,在同一个圆中,当圆心角变大时,弧长变大

当圆心角小于 180 ° 时,称这个弧为劣弧

当圆心角等于 180 ° 时,称这个弧为半圆

当圆心角大于 180 ° 时,称这个弧为优弧

注:半圆与半圆形的差别

⑴ 半圆:即圆的一半,是一段弧.

⑵ 半圆形:是半圆和直径所围成的封闭图形.

2.弧长

设圆的半径长为 r n ° 圆心角所对的弧长是 l

则弧长公式: l = n 180 π r

【证明】圆周所对的圆心角是 360 ° ,那么当弧所对的圆心角为 n ° 时(半径相同),弧长是圆周长的 n 360 .所以可得弧长公式为 l = n 360 C = n 180 π r

3.扇形定义:由组成圆心角的两条半径和圆心角所对的弧围成的图形,叫做扇形.

4.扇形面积:

设组成扇形的半径为 r ,圆心角为 n ° ,弧长为 l

则扇形面积公式:${{S}_{}}=\frac{n}{360}\pi {{r}^{2}}=\frac{1}{2}lr$

【证明】圆可以看作是一个圆心角为 360 ° 的扇形,那么当扇形所对的圆心角为 n ° 时(半径相同),扇形面积是圆面积的 n 360 .所以可得,扇形面积公式为 S = n 360 S = n 360 π r 2

又因为扇形中弧长 l = n 180 π r ,所以扇形面积又可以由 1 2 l r 来计算.

题目SH-095-006难度 B · 巩固

⑴ 半径为 2 . 5 厘米,圆心角为 18 ° 的弧长为________厘米.

⑵ 半径为 10 厘米,圆心角为 270 ° 的扇形面积为________平方厘米.(结果保留 π

⑶ 长度为 3 . 14 厘米,半径为 10 厘米弧所围成的扇形面积为________平方厘米.

⑷ 一个半圆形的半径是 2 R ,它的周长是________.(结果用 π R 表示)

题目SH-095-007难度 D · 提升

已知一座时钟的分针与时针的长度之比为 2 : 1 ,从下午 3 : 00 到下午 3 : 30 ,分针的针尖走过的距离是 20 ,分针扫过的面积为,则在这段时间内,时针的针尖走过的距离是,时针扫过的面积为(结果保留 π

题目SH-095-008难度 C · 综合

莱洛三角形是除了圆形以外,最简单易懂的莱洛多边形,一个定宽曲线.是机械学家莱洛首先

进行研究的.弧三角形是这样画的:先画正三角形,然后分别以三个顶点为圆心,边长长为半径画弧得到的三角形.

问题:若在画莱洛三角形时,选取的正三角形边长为 2 厘米,则所得莱洛三角形的周长为多少?

题目SH-095-009难度 C · 综合

有三根直径为 10 c m 的塑料管,用一根橡皮筋把他们勒紧成一捆(如下图),此时橡皮筋的长度是多少厘米?

有七根直径为 10 c m 的塑料管,用一根橡皮筋把他们勒紧成一捆(如下图),此时橡皮筋的长度是多少厘米?(提示:正六边形的一个内角为 120 °

圆和扇形例题3 尖子.emf 圆和扇形例题3(2)尖子.emf

点轨迹问题

题目SH-095-010难度 C · 综合

如图,长方形 A B C D A B = 4 A D = 6 ,现将长方形 A B C D A 顺时针旋转 90 ° 到图中实线所示位置,画出图中 D 点经过的路径,并求出经过的路程长是多少?

题目SH-095-011难度 C · 综合

如图,边长为 1 c m 的等边三角形 A B C ,在直线 l 上作逆时针翻转到达图中最左边的位置,求点 B 所经过的路程是多少厘米?(精确到 0 . 01 厘米)

题目SH-095-012难度 D · 提升

已知长方形 A B C D 的长 A B = 4 ,宽 A D = 3 ,对角线 A C = 5 ,按如图放置在直线 A P 上,然后不滑动地转动,当它转动一周时,顶点 A 所经过的路线长度是多少?(结果保留 π

题目SH-095-013

如图,两地之间有 3 条可行的路线,正确表示长短关系的语句是(

A.一样长; B.线路1最短; C.线路2最短; D.线路3最短

题目SH-095-014

如图,已知甲、乙两个圆的半径之比 3 : 8 ,每个圆又被分割成黑、白两个扇形,其中甲圆被分成黑、白两个扇形的面积之比为 1 : 2 ,乙圆被分成的黑、白两个扇形的面积之比为 1 : 3 ,那么图中两个黑色扇形的面积之和与两个白色扇形面积之和的比是_________.

题目SH-095-015

如图是由两个正方形和两个扇形组成的组合图形,那么阴影部分的周长为________ c m

题目SH-095-016

已知一个小圆的半径是大圆半径的 1 2 ,若两圆的面积之和为 20 c m 2 ,则大圆面积为_______ c m 2

题目SH-095-017

如图,已知正方形面积为 6 c m 2 ,则正方形中最大的圆的面积为_______ c m 2

题目SH-095-018

元旦期间亲戚来访,爸爸让小梁到便利店买 4 罐易拉罐饮料,营业员将 4 罐易拉罐捆扎在一起(接口不计),中间形成一个正方形,如图所示,且易拉罐的直径为 7 厘米,那么捆 4 圈至少用绳子多少厘米?

题目SH-095-019

⑴ 圆周率表示同圆内_________和_________的倍数关系,用字母_________表示.

⑵_________决定圆的位置,_________决定圆的大小.

题目SH-095-020

⑴ 圆的周长是 62 . 8 厘米,那么它的面积是_________平方厘米.

⑵ 一个圆环,环宽(大圆半径与小圆半径之差)是 3 厘米,外圆直径是 1 分米,这个环形的面积是 _ _ _ _ _ _ _ 平方厘米.(结果保留 π

题目SH-095-021

⑴ 圆心角是 45 ° ,半径长度是 12 的扇形的弧长是 __________.

⑵ 圆心角为 120 ° ,弧长为 12 π 的扇形半径是 .

⑶ 已知扇形弧长是 9 . 42 米,扇形面积是 9 . 42 平方米,那么这个扇形的圆心角是 度.

题目SH-095-022

如图,以三角形的三个顶点为圆心, 1 c m 为半径在三角形画圆弧,阴影部分的面积是______ c m 2

练习1.emf

题目SH-095-023

有四根直径为 10 c m 的塑料管,用一根橡皮筋把他们勒紧成一捆(如下图),此时橡皮筋的长度是多少厘米?

圆和扇形例题3.emf 圆和扇形例题3(2).emf

题目SH-095-024

如图,把边长为 3 的正三角形放在直线上,让三角形绕顶点 C 顺时针转动,以此类推,使 A 到达 A ' ' 处,求 A 点走过的路程.(精确到 0 . 01

题目SH-095-025

⑴ 圆的半径扩大为原来的 5 倍,面积扩大为原来的 (    ) 倍.

A. 5 ; B. π ; C. 25 ; D. 10

⑵ 扇形的半径扩大为原来的 2 倍,圆心角缩小为原来的 1 2 ,那么扇形的面积 (    )

A.不变; B.扩大为原来的 2 倍;

C.缩小为原来的 1 2 ; D.扩大为原来的 4 倍.

⑶ 在一个长12厘米,宽10厘米的长方形内画一个最大的圆,这个圆的面积是______平方厘米.

题目SH-095-026

⑴ 面积为 6 π ,圆心角为 60 ° 的扇形的半径为__________.

⑵ 若一个扇形的半径是 18 c m ,面积是 54 π c m 2 ,则扇形的圆心角为 (    )

A. 30 ° ; B. 60 ° ; C. 90 ° ; D. 120 °

扇子是引风用品,夏令必备之物,中国传统扇文化有深厚的文化底蕴,它与竹文化,道教文化,儒家文化有密切的关系.如图, A D 的长为 10 c m ,贴纸部分 B D 的长为 20 c m ,扇形纸扇完全打开后,外侧两竹条 A B A C 夹角为 120 ° ,则贴纸部分的面积为 (    )

A. 100 π c m 2 ; B. 400 3 π c m 2 ; C. 800 π c m 2 ; D. 800 3 π c m 2

题目SH-095-027

2/培优体系 9年级 尖子班

A B n ( n 10 ) 4

从地到地有这样甲乙丙三条路线,其中甲路线是一个半圆,乙路线是两个半圆,丙路线是个半圆(由于空间太小,用个半圆代替),求三条路线长度之比.

题目SH-095-028

⑴ 两个连在一起的皮带轮,其中一个轮子的直径是6分米,当另一个轮子转一周时,它要转3周,另一个轮子的直径是 (    ) 分米.

A.2; B.3; C.6; D.18.

⑵ 如图,小圆的面积是大半圆面积的 (    )

A. 1 3 ; B. 1 2 ; C. 2 3 ; D. 3 4

⑴ 扇形的弧长为 20 π c m ,面积为 240 π c m 2 ,那么扇形的半径是 (    )

A. 6 c m ; B. 12 c m ; C. 24 c m ; D. 28 c m

⑵ 钟表的时针长5厘米,从 9 : 00 点到 10 : 00 点,一小时中它的尖端走过________厘米.(结果保留 π

题目SH-095-029

如图有三个同心圆,三个圆的半径依次为 1 厘米、 2 厘米、 3 厘米,五条半径将大圆面积平均分

5 等份,则阴影部分的面积为多少?(结果保留 π

题目SH-095-030

如图,某数学兴趣小组将边长为6的正方形铁丝框 A B C D 变形为以 A 为圆心, A B 为半径的扇形(忽略铁丝的粗细),则所得的扇形 D A B 的面积为 (    )

A.12; B.14; C.16; D.36.

题目SH-095-031

如图正方形 A B C D 的边长为 1 厘米,现在依次以 A B C D 为圆心,以 A D B E C F D G 为半径画出扇形,得到图中阴影部分.求阴影部分的面积.(结果保留 π


题目SH-095-032

如图,阴影部分的面积是 50 c m 2 ,求环形的面积.(结果保留 π

2/培优体系 9年级 尖子班

题目SH-095-033

如图所示, 200 米赛跑的起点和终点都在直跑道上,中间的弯道是一个半圆,已知每条跑道宽 1 . 22 米,那么外道的起点在内道起点前面多少米?( π 3 . 14 ,结果精确到 0 . 01

【巩固12,13,14】

题目SH-095-034

如图所示,点 O 为正方形 A B C D 对角线的交点, O C 长为 R ,若正方形 A B C D 沿直线 l 向右滚动(无滑动),当正方形滚动四次时,点 O 经过的路径长是多少?

题目SH-095-035

如图所示,点 O 为等边 A B C 的中心, O C 长为 R ,若等边 A B C 沿直线 l 向右滚动(无滑动),当等边 A B C 滚动三次时,点 O 经过的路径长是多少?

题目SH-095-036

如图所示,点 O 为正五边形 A B C D E 的中心, O D 长为 R ,若正五边形 A B C D E 沿直线 l 向右滚动(无滑动),当正五边形滚动五次时,点 O 经过的路径长是多少?(提示:正五边形的一个内角为 108 °

题目SH-095-037

如图,光光同学使一长为 4 c m ,宽为 3 c m 的长方形木板,在桌面上做无滑动的翻滚(顺时针方向)木板上点 A 位置变化为 A A 1 A 2 ,其中第二次翻滚被桌面上一小木块挡住,使木板与桌面成 30 ° 角,则点 A 翻滚到 A 2 位置时共走过的路径长为多少?

题目SH-095-038

如图,两个圆周只有一个公共点 A ,大圆直径 A B 为48厘米,小圆直径 A C 为30厘米,甲、乙两虫同时从 A 点出发,甲虫以每秒0.5厘米的速度顺时针沿大圆圆周爬行,乙虫以同样速度顺时针沿小圆圆周爬行.(本题 π = 3 )

①问乙虫第一次爬回到 A 点时,需要多少秒?此时甲虫是否已经经过 B 点?

②两虫沿各自圆周不间断地反复爬行,能否出现这样的情况:乙虫爬回到 A 点时甲虫恰好爬到 B 点?如果可能,求此时乙虫至少爬了几圈;如果不可能,请说明理由.