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2023年上海市15区中考数学一模汇编
专题 08 解直角三角形的应用(解答题 22 题)
一.解答题(共15小题)
1.(2022秋•青浦区校级期末)如图,在港口A的南偏东37°方向的海面上,有一巡逻艇B,A、B相距20
海里,这时在巡逻艇的正北方向及港口A的北偏东67°方向上,有一渔船C发生故障.得知这一情况后,
巡逻艇以25海里/小时的速度前往救援,问巡逻艇能否在1小时内到达渔船C处?
(参考数据:sin37°≈0.60,cos37°≈0.80,tan37°≈0.75,sin67°≈ ,cos67°≈ ,tan67°≈ )
【分析】由已知可得△ABC 中∠C=67°,∠B=37°且 AB=20 海里.要求 BC 的长,可以过 A 作
AD⊥BC于D,先求出CD和BD的长,就可转化为运用三角函数解直角三角形.
【解答】解:过点A作AH⊥BC,垂足为点H.
由题意,得∠ACH=67°,∠B=37°,AB=20.
在Rt△ABH中,
∵sinB= ,∴AH=AB•sin∠B=20×sin37°≈12,
∵cosB= ,∴BH=AB•cos∠B=20×cos37°≈16,
在Rt△ACH中,
∵tan∠ACH= ,
∴CH= ≈5,
∵BC=BH+CH,∴BC≈16+5=21.
∵21÷25<1,
所以,巡逻艇能在1小时内到达渔船C处.【点评】本题考查了解直角三角形的应用,解答本题的关键是将一般三角形的问题一般可以转化为解直
角三角形的问题,解决的方法就是作高线.
2.(2022秋•嘉定区校级期末)某小区开展了“行车安全,方便居民”的活动,对地下车库作了改进.如
图4,这小区原地下车库的入口处有斜坡AC长为13米,它的坡度为i=1:2.4,AB⊥BC,为了居民行
车安全,现将斜坡的坡角改为17°,即∠ADC=17°(此时点B、C、D在同一直线上).
求斜坡改进后的起点D与原起点C的距离(结果精确到0.1米).
(参考数据:sin17°≈0.29,cos17°≈0.96,tan17°≈0.31)
【分析】根据坡度的概念,设AB=5x米,则BC=12x米,根据勾股定理列出方程,解方程求解,然后
根据余切的定义列出算式,求出DC.
【解答】解:由题意,得:∠ABC=90°,i=1:2.4,
在Rt△ABC中,i= = ,
设AB=5x米,则BC=12x米,
∴AB2+BC2=AC2,
∴AC=13x,
∵AC=13,
∴x=1,
∴AB=5米,BC=12米,
在Rt△ABD中,tan∠ADC= ,
∵∠ADC=17°,AB=5米,∴ ,
∴CD≈4.1(米),
答:斜坡改进后的起点D与原起点C的距离为4.1米.
【点评】本题考查的是解直角三角形的应用﹣坡度坡角问题,掌握坡度的概念、熟记锐角三角函数的定
义是解题的关键.
3.(2022秋•杨浦区校级期末)湖中小岛上码头C处一名游客突发疾病,需要救援.位于湖面B点处的快
艇和湖岸A处的救援船接到通知后立刻同时出发前往救援.计划由快艇赶到码头 C接该游客,再沿CA
方向行驶,与救援船相遇后将该游客转运到救援船上.已知C在A的北偏东30°方向上,B在A的北偏
东60°方向上,且在C的正南方向1000米处.
(1)求湖岸A与码头C的距离(结果精确到1米,参考数据: )
(2)救援船的平均速度为180米/分,快艇的平均速度为320米/分,在接到通知后,快艇能否在6分钟
内将该游客送上救援船?请说明理由.(接送游客上下船的时间忽略不计)
【分析】(1)延长CB到点D,使CD⊥AD于D,设BD=x,则AB=2x, ,CD=900+x,在
Rt△ACD中, ,即可求出x=450,根据Rt△ACD中, 即可求出湖岸A
与码头C的距离;
(2)设快艇将游客送上救援船时间为t分钟,根据等量关系式:救援船行驶的路程+快艇行驶的路程=
BC+AC,列出方程,求出时间t,再和5分钟进行比较即可求解.
【解答】解:(1)延长CB到点D,使CD⊥AD于D,由题易知: ,CD= AD, ,BD= AD,
∴ (米),
∴AD=500 ,
∴AC=2AD=1000 ≈1732(米),
则1800t+320•(t﹣ )=1732,
500t=2732,
解得: ,
∴6min内可以将该游客送上救援船.
【点评】本题主要考查了解直角三角形及其应用,一元一次方程应用中的行程问题、含 30°角的直角三
角形的三边关系等知识点,找到等量关系式,构建直角三角形是解答本题的关键.
4.(2022秋•青浦区校级期末)如图,在距某输电铁塔GH(GH垂直地面)的底部点H左侧水平距离45
米的点B处有一个山坡,山坡AB的坡度 ,山坡坡底点B到坡顶A的距离AB等于30米,在
坡顶A处测得铁塔顶点G的仰角为30°(铁塔GH与山坡AB在同一平面内).
(1)求山坡的高度;
(2)求铁塔的高度GH.(结果保留根号)【分析】(1)过点A作AD⊥HB,交HB的延长线于点D,由坡度的定义计算出BD与AD的关系,根
据勾股定理求出AD即可得到答案;
(2)过点A作AE⊥GH于点H,则四边形ADHE是矩形,解直角三角形即可得到结论.
【解答】解:(1)如图,过点A作AD⊥HB,交HB的延长线于点D,
∴∠ADB=90°,
∵山坡AB的坡度 ,AB=30米,
∴ , ;
又∵AB2=AD2+BD2,即 ,
∴AD=15米,
∴山坡的高度为15米;
(2)过点A作AE⊥GH于点H,则四边形ADHE是矩形,
由题意可知:∠GAE=30°,BH=45米,
∵ 米,
∴ 米,
在Rt△AGE中, ,∴ 米,
又∵EH=AD=15米,
∴ 米,
答:铁塔的高度GH为 米.
【点评】本题考查了解直角三角形的应用,矩形的性质与判定,掌握锐角三角函数、坡度的意义是解题
的关键.
5.(2022秋•静安区期末)有一把长为6米的梯子AB,将它的上端A靠着墙面,下端B放在地面上,梯
子与地面所成的角记为 ,地面与墙面互相垂直(如图1所示).一般满足50°≤ ≤75°时,人才能安
全地使用这架梯子. α α
(1)当梯子底端B距离墙面2.5米时,求 的度数(结果取整数),此时人是否能安全地使用这架梯子?
(2)当人能安全地使用这架梯子,且梯子α顶端 A离开地面最高时,梯子开始下滑,如果梯子顶端 A沿
着墙面下滑1.5米到墙面上的D点处停止,梯子底端B也随之向后平移到地面上的点E处(如图2所
示),此时人是否能安全使用这架梯子?请说明理由.
【分析】(1)由∠ 的余弦求出∠ 的度数,即可解决问题;
(2)由∠DEO的正α弦求出∠DEO,α即可解决问题.
【解答】解:(1)∵cos = = ≈0.417,
∴ ≈65°, α
∵α50°≤65°≤75°,
∴此时人能安全地使用这架梯子;
(2)此时人不能安全使用这架梯子,理由如下:
梯子顶端A离开地面最高时,∠ABO=75°,∵sin∠ABO= ,
∴AO=AB•sin75°=6×sin75°≈5.82(米),
梯子顶端A沿着墙面下滑1.5米到墙面上的D点,
OD=AO﹣AD=5.82﹣1.5=4.32(米),
∵sin∠DEO= = =0.72,
∴∠DEO≈46°,
∵46°<50°,
∴此时人不能安全使用这架梯子.
【点评】本题考查解直角三角形的应用,关键是由锐角的三角函数定义求出梯子与地面的夹角.
6.(2022秋•黄浦区校级期末)如图,某地下车库的入口处有斜坡 AB,它的坡度为i=1:2,斜坡AB的
长为6 米,车库的高度为AH(AH⊥BC),为了让行车更安全,现将斜坡的坡角改造为14°(图中的
∠ACB=14°).
(1)求车库的高度AH;
(2)求点B与点C之间的距离(结果精确到1米).
(参考数据:sin14°=0.24,cos14°=0.97,tan14°=0.25,cot14=4.01)
【分析】(1)利用坡度为i=1:2,得出AH:BH=1:2,进而利用勾股定理求出AH的长;
(2)利用tan14°= ,求出BC的长即可.
【解答】解:(1)由题意可得:AH:BH=1:2,
设AH=x,则BH=2x,
故x2+(2x)2=(6 )2,
解得:x=6,
答:车库的高度AH为6m;
(2)∵AH=6,∴BH=2AH=12,∴CH=BC+BH=BC+12,
在Rt△AHC中,∠AHC=90°,
故tan∠ACB= ,
又∵∠ACB=14°,
∴tan14°= ,
∴0.25= ,
解得:BC=12,
答:点B与点C之间的距离是12m.
【点评】本题考查了解直角三角形的应用,坡度坡角问题,注意:坡度等于坡角的正切值.
7.(2022秋•徐汇区校级期末)某地一居民的窗户朝南.窗户的离地高度为 0.8米,此地一年的冬至这一
天的正午时刻太阳光与地面的夹角最小为 ,夏至这一天的正午时刻太阳光与地面的夹角最大为 .若
你是一名设计师,请你为教学楼的窗户设计α 一个直角形遮阳蓬 BCD,要求它既能最大限度地遮挡β夏天
炎热的阳光,又能最大限度地使冬天温暖的阳光射入室内.根据测量测得∠ =30°,∠ =60°,AB=
1.5米.若同时满足下面两个条件: α β
(1)当太阳光与地面的夹角是 时,太阳光刚好射入室内.
(2)当太阳光与地面的夹角是α 时,太阳光刚好不射入室内.请你求出直角形遮阳蓬BCD中CD的长、
CD离地面的高度. β
【分析】在直角三角形△BCD和△ACD,利用相应的三角函数用BC分别表示出CD、AC长,而AC﹣BC=AB,由此即可求得BC长,进而求得CD长.
【解答】解:设BC=x米,
∵∠ =30°,∠ =60°,
∴∠αCDB=30°,β∠CDA=60°,
在Rt△BCD中,tan∠CDB= =tan30°= = ,
∴CD= x,
在Rt△ACD中,tan∠CDA=tan60°= = = ,
∴CD= ,
∴ = x,
解得x= ,
∴CD= (米),
CD离地面的高度0.8+1.5+ =3.05(米).
答:直角形遮阳蓬BCD中CD的长为 米,CD离地面的高度3.05米.
【点评】本题考查了解直角三角形的应用,在解直角三角形的题目中,应先找到和所求线段相关的线段
所在的直角三角形,然后确定利用什么形式的三角函数,最后解直角三角形即可求出结果.此题还需注
意太阳光线是平行的.
8.(2022秋•浦东新区期末)某地一段长为50米的混泥土堤坝,堤坝的横断面ABCD是等腰梯形(如图
所示),坝顶AD宽为8米,坝高为4米,斜坡AB的坡度为1:1.5.
(1)求横断面ABCD的面积;
(2)为了提高堤坝的防洪能力,现需将原堤坝按斜坡AB的坡度竖直加高1米,求加高堤坝需要多少立
方米的混泥土?(堤坝的体积=横断面的面积×堤坝的长度)【分析】(1)作分别过A,D作AE⊥BC于E,作DF⊥BC于F,可得四边形AEFD为矩形,得到EF=
AD,根据AB的坡度可求得BE的长,证得Rt△ABE≌Rt△DCF可得到CF的长,根据梯形的面积公式
即可求得结果;
(2)根据堤坝的上下底不变,高AE增加1米,求出梯形ABCD的面积,即可求得增高后需要混泥土的
土方数.
【 解 答 】 解 : ( 1 ) 分 别 过 A , D 作 AE⊥ BC 于 E , 作 DF⊥ BC 于 F ,
∵堤坝的横断面ABCD是等腰梯形,
∴AB=DC,AD∥BC,
∴AE=DF,AE⊥AD,
∴四边形AEFD是矩形,
∴AD=EF=8米,
∵AB的坡度为1:1.5,AE=4米,
∴ = ,
∴BE=6米,
在Rt△ABE和Rt△DCF中,
,
∴Rt△ABE≌Rt△DCF(HL),
∴BE=CF=6米,
∴BC=AE+EF+CF=20米,
∴ 横 断 面 ABCD 的 面 积 = ( AD+BC ) • AE = ( 8+20 ) ×4 = 56 ( 平 方 米 ) ;(2)斜坡AB的坡度竖直加高1米,BC的长不变,
横断面的高=5,
∴AD=BC﹣2×1.5×5=5,
∴横断面ABCD的面积= (AD+BC)•AE= (5+20)×5= (平方米),
( ﹣56)×50=325(立方米).
答:加高堤坝需要325立方米的混泥土.
【点评】本题考查了坡度坡角的求解,正确作出辅助线,根据坡度求出BE的长度是解题的关键.
9.(2022秋•金山区校级期末)无人机在实际生活中应用广泛.如图所示,小明利用无人机测量大楼的高
度,无人机在空中P处,测得楼CD楼顶D处的俯角为45°,测得楼AB楼顶A处的俯角为60°.已知楼
AB和楼CD之间的距离BC为100米,楼AB的高度为10米,从楼AB的A处测得楼CD的D处的仰角
为30°(点A、B、C、D、P在同一平面内).
(1)填空:∠APD= 7 5 度,∠ADC= 6 0 度;
(2)求楼CD的高度(结果保留根号);
(3)求此时无人机距离地面BC的高度.
【分析】(1)由平角的性质可得∠APD;过点A作AE⊥CD于点E.则∠DAE=30°,根据三角形内角
和定理可得∠ADC.
(2)由题意可得AE=BC=100米,EC=AB=10米,在Rt△AED中,tan30°= ,解得DE= ,结合CD=DE+EC可得出答案.
(3)过点P作PG⊥BC于点G,交AE于点F,证明△APF≌△DAE,可得PF=AE=100米,再根据
PG=PF+FG可得出答案.
【解答】解:(1)∵∠MPA=60°,∠NPD=45°,
∴∠APD=180°﹣∠MPA﹣∠NPD=75°.
过点A作AE⊥CD于点E.
则∠DAE=30°,
∴∠ADC=180°﹣90°﹣30°=60°.
故答案为:75;60.
(2)由题意可得AE=BC=100米,EC=AB=10米,
在Rt△AED中,∠DAE=30°,
tan30°= ,
解得DE= ,
∴CD=DE+EC=( +10)米.
∴楼CD的高度为( +10)米.
(3)过点P作PG⊥BC于点G,交AE于点F,则∠PFA=∠AED=90°,FG=AB=10米,
∵MN∥AE,
∴∠PAF=∠MPA=60°,
∵∠ADE=60°,
∴∠PAF=∠ADE,
∵∠DAE=∠30°,
∴∠PAD=30°,
∵∠APD=75°,
∴∠ADP=75°,
∴∠ADP=∠APD,
则AP=AD,
∴△APF≌△DAE(AAS),
∴PF=AE=100米,
∴PG=PF+FG=100+10=110(米).
∴此时无人机距离地面BC的高度为110米.
【点评】本题考查解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题,熟练掌握锐角三角函数的定义是解答本题的关
键.
10.(2022秋•闵行区期末)2022年11月12日10时03分,搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载
火箭,在海南文昌航天发射场成功发射.天舟五号货运飞船重约 13.6吨,长度BD=10.6米,货物仓的
直径可达3.35米,是世界现役货物运输能力最大、在轨支持能力最全面的货运飞船,堪称“在职最强
快递小哥”.已知飞船发射塔垂直于地面,某人在地面A处测得飞船底部D处的仰角45°,顶部B处的
仰角为 53°,求此时观测点 A 到发射塔 CD 的水平距离(结果精确到 0.1 米).(参考数据:
sin53°≈0.80,cos53°≈0.60,tan53°≈1.33)【分析】根据题意可得:∠ACD=90°,然后在Rt△ACD和Rt△ABC中,分别利用锐角三角函数的定义
求出BC,CD的长,最后根据BD=10.6米,列出关于AC的方程,进行计算即可解答.
【解答】解:由题意得:∠ACD=90°,
在Rt△ACD中,∠DAC=45°,
∴DC=AC•tan45°=AC,
在Rt△ABC中,∠BAC=53°,
∴BC=AC•tan53°≈1.33AC,
∵BD=10.6米,
∴BC﹣CD=10.6,
∴1.33AC﹣AC=10.6,
∴AC≈32.1米,
∴此时观测点A到发射塔CD的水平距离约为32.1米.
【点评】本题考查了解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题,熟练掌握锐角三角函数的定义是解题的关键.
11.(2022秋•徐汇区期末)如图,C地在A地的正东方向,因有大山阻隔,由A地到C地需要绕行B地.
已知B地位于A地的北偏东67°方向,距离A地520km,C地位于B地南偏东30°方向,若要打通穿山隧
道,建成两地直达高铁,求A地到C地之间高铁线路的长(用进一法.结果保留整数)(参考数据:
sin67°≈ ,cos67°≈ ,tan67°≈ , ≈1.73)【分析】过点B作BD⊥AC于点D,利用锐角三角函数的定义求出AD及CD的长,进而可得出结论.
【解答】解:过点B作BD⊥AC于点D,
∵B地位于A地北偏东67°方向,距离A地520km,
∴∠ABD=67°,
∴AD=AB•sin67°=520× = =480km,
BD=AB•cos67°=520× =200km.
∵C地位于B地南偏东30°方向,
∴∠CBD=30°,
∴CD=BD•tan30°=200× ,
∴AC=AD+CD=480+ ≈480+116=596(km).
答:A地到C地之间高铁线路的长为596km.
【点评】本题考查的是解直角三角形的应用﹣方向角问题,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直
角三角形解决问题,需要熟记锐角三角函数的定义.
12.(2022秋•黄浦区期末)圭表(如图1)是我国古代度量日影长度的天文仪器,它包括一根直立的杆
(称为“表”)和一把南北方向水平放置且与杆垂直的标尺(称为“圭”).当正午的阳光照射在“表”上时,“表”的影子便会投射在“圭”上.我国古代很多地区通过观察“表”在“圭”上的影子
长度来测算二十四节气,并以此作为指导农事活动的重要依据.例如,我国古代历法将一年中白昼最短
的那一天(当日正午“表”在“圭”上的影子长度为全年最长)定为冬至;白昼最长的那一天(当日正
午“表”在“圭”上的影子长度为全年最短)定为夏至.
某地发现一个圭表遗迹(如图2),但由于“表”已损坏,仅能测得“圭”上记录的夏至线与冬至线间
的距离(即AB的长)为11.3米.现已知该地冬至正午太阳高度角(即∠CBD)为35°34′,夏至正午
太阳高度角(即∠CAD)为82°26′,请通过计算推测损坏的“表”原来的高度(即CD的长)约为多
少米?(参考数据见表,结果精确到个位)
sin cos tan
35°3α4′ 0.5α8 0.81α 0.7α2
82°26′ 0.99 0.13 7.5
(注:表中三角比的值是近似值)
【分析】设CD=x米,由∠CAD,∠CBD的正切定义表示出DA,BD的长,列出关于x的方程,即可
解决问题.
【解答】解:设CD=x米,
∵tan∠DAC= ,
∴AD= = ≈ (米),
∵tan∠CBD= ,
∴BD= = ≈ (米),
∵DA+AB=DB,
∴ +11.3= ,∴x=9,
答:损坏的“表”原来的高度(即CD的长)约为9米.
【点评】本题考查解直角三角形的应用,关键是由锐角的正切定义列出关于CD的方程.
13.(2022秋•杨浦区期末)如图,高压电线杆AB垂直地面,测得电线杆AB的底部A到斜坡C的水平距
离AC长为15.2米,落在斜坡上的电线杆的影长CD为5.2米,在D点处测得电线杆顶B的仰角为37°.
已知斜坡CD的坡比i=1:2.4,求该电线杆AB的高.(参考数据:sin37°=0.6)
【分析】过点D作DE垂直AC的延长线于点E,DF垂直AB于点F,根据斜坡CD的坡比i=1:2.4,
CD=5.2米,求出CE、DE的长度,然后求出AE和DF的长度,在△BDF中,求出BF的长度,即可求
出AB的长度.
【解答】解:过点D作DE垂直AC的延长线于点E,DF垂直AB于点F,
则四边形AEDF为矩形,AF=DE,AE=DF,
∵斜坡CD的坡比i=1:2.4,CD=5.2米,
∴设DE=x,CE=2.4x,
CD= =2.6x=5.2米,
解得:x=2,
则DE=AF=2米,CE=4.8米,
∴AE=DF=AC+CE=15.2+4.8=20(米),
在△BDF中,
∵∠BDF=37°,DF=20米,sin37°=0.6,
∴cos37°= =0.8,
∴BF=DFtan37°=DF =20× =15(米),
∴AB=AF+BF=2+15=17(米).答:该电线杆AB的高为17米.
【点评】本题考查了解直角三角形的应用,解答本题的关键是根据坡度和仰角构造直角三角形,利用三
角函数的知识求解,难度一般.
14.(2022秋•徐汇区期末)如图,在大楼AB的正前方有一斜坡CD,CD=26米,坡度i=1:2.4,小明
在斜坡下端C处测得楼顶点B的仰角为60°,在斜坡上的点D处测得楼顶B的仰角为30°,DE与地面垂
直,垂足为E,其中点A、C、E在同一直线上.
(1)求DE的值;
(2)求大楼AB的高度(结果保留根号).
【分析】(1)设DE=5x米,则CE=12x米,根据勾股定理得到结论;
(2)根据勾股定理得到CE= =4 ,过点D作DF⊥AB于点F.根据矩形的性质得到
DE=AF=2米,DF=AE,解直角三角形即可得到结论.
【解答】解:(1)∵斜坡CD的坡度为i=1:2.4,
∴ = ,
设DE=5x米,则CE=12x米,
在Rt△CDE中,CD=26米,
由勾股定理得(5x)2+(12x)2=(13x)2=262,
解得x=2.∴斜坡CD的高度DE为10米;
(2)在Rt△CDE中,
∵CD=26米,DE=10米,
∴CE= =24米,
过点D作DF⊥AB于点F.
则DE=AF=10米,DF=AE,
在Rt△BDF中,∠BDF=30°,
∴BF=DF,
设BF=a米,则DF= a米,
则AB=BF+AF=(10+a)米,
在Rt△ABC中,∠ACB=60°,
tan60°= = = ,
解得AC= (10+a),
∴AE=AC+CE= (10+a)+24= a,
解得a=5+12 .
∴AB=10+5+12 =(15+12 )米.
∴大楼AB的高度为(15+12 )米.
【点评】本题考查解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题、坡度坡角问题,熟练掌握锐角三角函数的定义
是解答本题的关键.15.(2022秋•浦东新区校级期末)如图,一栋居民楼AB的高为16米,远处有一栋商务楼CD,小明在居
民楼的楼底A处测得商务楼顶D处的仰角为60°,又在商务楼的楼顶D处测得居民楼的楼顶B处的俯角
为45°.其中A、C两点分别位于B、D两点的正下方,且A、C两点在同一水平线上,求商务楼CD的
高度.
(参考数据: ≈1.414, ≈1.732.结果精确到0.1米)
【分析】过点B作BE⊥CD与点E,解直角三角形得出方程,求出方程的解即可.
【解答】解:过点B作BE⊥CD与点E,由题意可知∠DBE=45°,
∠DAC=60°,CE=AB=16,
设AC=x,则CD= x,BE=AC=x,
∵DE=CD﹣CE= x﹣16,
∵∠BED=90°,∠DBE=45°,
∴BE=DE,
∴x= x﹣16,
∴x=8 +8,
CD= x=24+8 ≈37.9(米),
答:商务楼CD的高度为37.9米.【点评】本题考查了解直角三角形的应用,能正确解直角三角形是解此题的关键.