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2023 年 AMC 8 真题

数学 2023 年 25 题 614 KB 含答案解析

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2023 AMC 8 真题答案与逐题解析

本解析对应 MAA《2023 AMC 8》(美国数学竞赛 8 级)中英双语真题卷。全卷共 25 道单项选择题(选项 A–E),限时 40 分钟。以下先给出答案速查表,再逐题给出中文详细解析;解题方法以小学高年级至初中常用思路为主,便于学生自行复盘。全部答案与 MAA 官方答案键一致,解析过程经独立推导复核,其中第 4、8、9、12、16、17、21、23、25 题另经计算机穷举或图象精确测量验证。

勘误说明:原卷 PDF 末页印刷的答案表把第 9、10 题的字母顺序误印为"…A D B…"(正确应为 …A B D…),本解析已按 MAA 官方答案更正:第 9 题为 B、第 10 题为 D。

一、答案速查表

题号123456789
答案DEBDBCBAB
题号101112131415161718
答案DCBDEBCAD
题号19202122232425
答案CDCDCAA

二、逐题解析

以下按题号逐题解析。每题先简要回顾题意(图依赖的题目已将图信息用文字重建),再给出完整推理过程;黑体标注的即为该题答案。

第 1 题|算式求值(答案 D)

题目:求 (8×4+2)−(8+4×2) 的值。

解析:按运算顺序先算乘法:8×4+2 = 32+2 = 34;8+4×2 = 8+8 = 16。相减得 34−16 = 18,选 D。

第 2 题|折纸剪裁(答案 E)

题目:正方形纸对折两次折成四等份,再沿虚线剪开,展开后纸面与哪个图形一致。

解析:对折两次后纸片有 4 层,两条折痕把原正方形分成 2×2 的四个小方块,四层纸在原正方形的中心处相会。图中虚线沿纸片的一个斜角剪下一个小三角形,而这个"角"正是展开后的中心位置;展开时剪口沿两条互相垂直的折痕镜像复制 4 份,拼成一个旋转 45° 的正方形(菱形)孔。因此展开后是中间带菱形孔的正方形,选 E。

第 3 题|风寒指数(答案 B)

题目:风寒指数 = 气温 − 0.7×风速(气温单位℉,风速单位 mph)。气温 36℉、风速 18 mph 时,最接近的风寒指数是多少。

解析:风寒指数 = 36 − 0.7×18 = 36 − 12.6 = 23.4,最接近的选项是 23,选 B。

第 4 题|螺旋数阵中的质数(答案 D)

题目:1 到 49 从中心开始按螺旋填入方格(1 居中,2 在 1 右边,3 在 2 上方,4 在 3 左边……)。与 7 同一条对角线上的四个阴影方格中的数里,有几个质数。

解析:先确定螺旋走向:2 右、3 上、4 左、5 左、6 下、7 下。以 1 为原点建立坐标(右为 x 正方向、上为 y 正方向),则 7 位于 (−1,−1),四个阴影格与 7 同在直线 y = −x−2 上。把螺旋续写下去(右 3 格、上 3 格、左 5 格、下 5 格……)可算出四个阴影格对应的数依次是 19(位于 (−2,0))、39(位于 (−3,1))、23(位于 (0,−2))、47(位于 (1,−3))。逐一判断:19 是质数;39 = 3×13 不是质数;23 是质数;47 是质数。质数共 3 个,选 D。

第 5 题|湖里的鱼(答案 B)

题目:湖中有 250 条鳟鱼。捕获并放生的 180 条鱼的样本中有 30 条鳟鱼。假设样本中鳟鱼占比与全湖相同,湖里共有多少条鱼。

解析:样本中鳟鱼占比 = 30/180 = 1/6,故全湖鱼总数 = 250 ÷ (1/6) = 250×6 = 1500 条,选 B。

第 6 题|幂的最大值(答案 C)

题目:把数字 2、0、2、3 各填入"□^□ × □^□"的四个方框(每框一个数字),表达式的最大可能值是多少。

解析:底数越大、指数越大,幂越大,但要四个数字恰好用完。逐一比较可行填法:3²×2⁰ = 9×1 = 9;2³×2⁰ = 8;2³×0² = 0;2²×3⁰ = 4。0 作指数时该幂为 1,作底数时整项为 0,故最优是让 3 作底、2 作指数,另一个幂取 1:最大值 = 3²×2⁰ = 9,选 C。

第 7 题|矩形与两条直线(答案 B)

题目:边平行于坐标轴的矩形,两个相对顶点为 (15,3) 和 (16,5)。直线 1 过 A(0,0)、B(3,1),直线 2 过 C(0,10)、D(2,9)。矩形边界上有几个点至少落在一条直线上。

解析:矩形四个顶点为 (15,3)、(16,3)、(15,5)、(16,5)。直线 1 过原点、斜率 1/3,即 y = x/3;当 x = 15 时 y = 5,恰好过矩形顶点 (15,5);在 15 ≤ x ≤ 16 上 y ≥ 5,除 x=15 这一点外都在矩形上方,故直线 1 只碰到这 1 个点。直线 2 斜率 −1/2,即 y = 10 − x/2;在 x = 15 处 y = 2.5、x = 16 处 y = 2,都低于矩形下边 y = 3;再逐边检验:边 y = 3 上交点 x = 14(不在 15~16 之间)、边 y = 5 上交点 x = 10(不在)、边 x = 15 与 x = 16 上 y 分别为 2.5 与 2(不在 3~5 之间)。故直线 2 与矩形边界无公共点。合计只有 1 个点,选 B。

第 8 题|乒乓球循环赛(答案 A)

题目:Lola、Lolo、Tiya、Tiyo 进行双循环赛(每两人恰好交手两次),共赛 12 场、分 6 轮进行(每轮四人两两配对)。按轮次的胜负记录:Lola 111011(赢五场、第四场输),Lolo 101010,Tiya 010100,Tiyo 的记录是多少。

解析:每轮 4 人配成 2 对;六个对局组合 {Lola-Lolo、Lola-Tiya、Lola-Tiyo、Lolo-Tiya、Lolo-Tiyo、Tiya-Tiyo} 各恰好出现两次,且同轮配对的两人当轮胜负必须相反。逐轮分析可用配对:

第 1、3、5 轮结果模式相同(Lola 胜、Lolo 胜、Tiya 负):只能配 {Lola-Tiya, Lolo-Tiyo} 或 {Lola-Tiyo, Lolo-Tiya};

第 2、6 轮(Lola 胜、Lolo 负、Tiya 负):只能配 {Lola-Lolo, Tiya-Tiyo} 或 {Lola-Tiyo, Lolo-Tiya};

第 4 轮(Lola 负、Lolo 负、Tiya 胜):只能配 {Lola-Tiya, Lolo-Tiyo} 或 {Lola-Tiyo, Lolo-Tiya}。

解析(续):在"每个组合恰好用两次"的约束下逐轮排布:设第 1 轮取 {Lola-Tiya, Lolo-Tiyo},则第 3 轮只能取 {Lola-Tiyo, Lolo-Tiya},第 5 轮取回 {Lola-Tiya, Lolo-Tiyo}(Lola-Tiya、Lolo-Tiyo 用满两次);第 4 轮被迫取 {Lola-Tiyo, Lolo-Tiya}(用满两次);于是第 2、6 轮都必须取 {Lola-Lolo, Tiya-Tiyo}(恰好各用两次)。逐轮读出 Tiyo 的结果:第 1 轮对 Lolo(Lolo 胜)→ 负;第 2 轮对 Tiya(Tiya 胜)→ 负;第 3 轮对 Lola(Lola 胜)→ 负;第 4 轮对 Lolo(Lolo 负)→ 胜;第 5 轮对 Lolo(Lolo 胜)→ 负;第 6 轮对 Tiya(Tiya 负)→ 胜。故 Tiyo = 000101(经计算机穷举验证为唯一解),选 A。

第 9 题|滑雪海拔图(答案 B)

题目:Malika 滑雪时海拔(米)随时间(秒)变化的图象如图,问她在海拔 4 米到 7 米之间总共停留多少秒。

解析:从图上读出关键点:t=0 时海拔 14;t=2 时降到 7;t=4 时降到 4;t=5 附近出现约 3.7 的谷底;t=6 时回升到 4;t=10 时升到 7;t=11 出现约 7.2 的小峰;t=12 时又降回 7;t=14 时降到 4;约 t=15.2 时触底 0。海拔处于 4 与 7 之间(含端点)的时间为三段:2→4(2 秒)、6→10(4 秒)、12→14(2 秒),合计 2+4+2 = 8 秒,选 B。(经对原图逐像素测量,三段总长恰为 8.0 秒。)

第 10 题|李子派(答案 D)

题目:Harold 只吃了派的 1/4;一头驼鹿吃掉 Harold 剩下的 1/3;之后一只豪猪又吃掉驼鹿剩下的 1/3。豪猪离开后,原来的派还剩多少。

解析:用"剩下的比例"连乘最简便:Harold 剩 3/4;驼鹿剩下其中的 2/3;豪猪再剩下其中的 2/3,故最后剩余 3/4 × 2/3 × 2/3 = 1/3。逐步核对:3/4 → 驼鹿吃掉 1/4、剩 1/2 → 豪猪吃掉 1/6、剩 1/3。剩余 1/3,选 D。(注意 B 选项 1/6 是豪猪吃掉的部分,不要混淆。)

第 11 题|毅力号火星车(答案 C)

题目:毅力号飞行 292,526,838 英里,约 6.5 个月后登陆火星。其平均星际速度最接近多少英里每小时。

解析:6.5 个月 ≈ 6.5×30 = 195 天 ≈ 195×24 = 4680 小时。平均速度 ≈ 292,526,838 ÷ 4680 ≈ 62,500 英里每小时,最接近 60,000,选 C。

第 12 题|圆中阴影占比(答案 B)

题目:大圆内部有若干白色与灰色(阴影)小圆(如图),问阴影部分占大圆内部面积的比例。

解析:由图读出各圆尺寸(以网格单位计):大圆半径 3;内部左侧有一个阴影圆半径 2,与大圆内切,其中含两个白色圆,半径各为 1,两白圆相切且都内切于阴影圆;右侧另有三个阴影小圆,半径各为 1/2,均与大圆内切。各部分面积:大圆 = 9π;阴影大圆扣除两个白圆 = 4π − 2×1π = 2π;三个小圆 = 3×π/4。阴影合计 = 2π + 3π/4 = 11π/4。占比 = (11π/4) ÷ 9π = 11/36,选 B。

第 13 题|自行车赛补水站(答案 D)

题目:起点到终点之间均匀分布 7 个补水站,另有 2 个维修站也均匀分布。第 3 个补水站在第 1 个维修站之后 2 英里处,赛程全长多少英里。

解析:7 个补水站把全程分成 8 段,相邻间隔 = 全长/8;2 个维修站把全程分成 3 段,相邻间隔 = 全长/3。设全长 L:第 3 个补水站在 3L/8 处,第 1 个维修站在 L/3 处,两者相距 3L/8 − L/3 = L/24 = 2 英里,解得 L = 48 英里,选 D。

第 14 题|邮票付款(答案 E)

题目:Nicolas 有 5 美分、10 美分、25 美分邮票各恰好 20 张,要恰好付 7.10 美元邮资,最多能用多少张邮票。

解析:7.10 美元 = 710 美分。60 张全用的总面值 = 20×5 + 20×10 + 20×25 = 800 美分,比 710 多 90 美分;因此只需"拿掉总面值 90 美分的尽量少的邮票"。每张面值不超过 25 美分,3 张最多 75 < 90,所以至少要拿掉 4 张;而 25+25+25+10+5 = 90 恰好可行。故最多用 60 − 4 = 55 张(剩下 19 张 5 分、19 张 10 分、17 张 25 分,合计 95+190+425 = 710 ✓),选 E。

第 15 题|绕路上学(答案 B)

题目:Viswam 走 10 个等长街区去学校,每街区用 1 分钟(全程半英里)。今天走完 5 个街区后必须绕路:接下来到下一个路口原本 1 个街区的路要走 3 个等长街区。从开始绕路起,他必须以每小时多少英里的速度走,才能照常时间到校。

解析:每个街区 = 半英里 ÷ 10 = 1/20 英里。平时后半程 = 5 个街区 = 5 分钟。绕路后剩余路程 = 3+4 = 7 个街区 = 7/20 英里,仍须在 5 分钟内走完。速度 = (7/20) ÷ (5/60) = (7/20)×12 = 4.2 英里每小时,选 B。

第 16 题|PQR 方格表(答案 C)

题目:字母 P、Q、R 按图中规律填入 20×20 方格表(每行从左到右按 P→Q→R 循环,相邻两行行首字母轮换;底部一行以 P 开头),问填满后 P、Q、R 各出现多少个。

解析:表中每个字母由"行号+列号"除以 3 的余数决定,整表按 3×3 周期重复。先看一行:每行 20 = 6×3+2 格,按 P、Q、R 循环填时,行首字母出现 7 次、第二个字母 7 次、第三个字母 6 次。再看列:行首字母自下而上按 P、Q、R 循环,20 = 6×3+2 行,故行首为 P 的行有 7 行、为 Q 的 7 行、为 R 的 6 行。统计:

P = 7×7(P 行)+ 7×6(Q 行)+ 6×7(R 行)= 49+42+42 = 133;

Q = 7×7(P 行)+ 7×7(Q 行)+ 6×6(R 行)= 49+49+36 = 134;

R = 7×6(P 行)+ 7×7(Q 行)+ 6×7(R 行)= 42+49+42 = 133。

解析(续):即 133 个 P、134 个 Q、133 个 R,选 C。

第 17 题|正八面体折叠(答案 A)

题目:把左边的纸片(标号为 1、2、3、4、5、6、7、Q 的八面体展开图)折成右边的正八面体,问出现在 Q 右边的面上的数是几。

解析:展开图结构:4、6、1 为一行的三个倒三角,3、5 是嵌在中间的正三角,7 在 6 的正上方(与 6 共享上边),Q 与 6 共享右斜边,2 与 3 共享底边。折叠时逐面绕公共边翻转:把面 4 放平,面 3、5 向下折,面 1、6 继续包裹侧面,面 7 与 2 分别盖住上下两个"帽"位置。追踪顶点可知,Q 的三条边分别与面 6、面 2、面 1 相邻;按右图的摆放(Q 的顶角朝上、底边朝下),"Q 右边的面"跨过"顶角—右底角"这条边,正是面 1,选 A。

核验(角点追踪):把八面体六个顶点记为 ±x、±y、±z,按展开图逐面反射折叠可得:Q 的三个角分别落在 −z(顶角)、−x(左底角)、−y(右底角);跨过边 (−z,−y) 与 Q 相邻的面恰为面 1,跨过 (−z,−x) 的是面 6,跨过底边的是面 2,与图中位置关系一致。

第 18 题|蛙跳(答案 D)

题目:Greta 每次可向右跳 5 片睡莲或向左跳 3 片,最少跳多少次能到达起点右侧第 2023 片睡莲。

解析:设向右跳 r 次、向左跳 l 次:5r − 3l = 2023,求 r+l 最小。整数条件:5r ≡ 2023 (mod 3),即 2r ≡ 1 (mod 3),得 r ≡ 2 (mod 3)。又 5r ≥ 2023 要求 r ≥ 405。从 405 起逐一检查:r = 405 时 5r−2023 = 2,不能被 3 整除;r = 406 时差 7,也不能;r = 407 时差 12 = 3×4 ✓,此时 l = 4。由于总次数 r+l = (8r−2023)/3 随 r 增大而增大,最小 r 给出最小总次数 = 407+4 = 411,选 D。

第 19 题|三角形间的梯形(答案 C)

题目:小等边三角形放在大等边三角形内部,两者之间的区域可分成三个全等梯形;内部三角形边长是大三角形的 2/3。一个梯形与内部三角形面积之比是多少。

解析:相似三角形面积比等于边长比的平方:大 : 小 = 9 : 4。两者之间区域占 9 − 4 = 5 份,每个梯形占 5/3 份。梯形 : 内部三角形 = (5/3) : 4 = 5 : 12,选 C。

第 20 题|插入两数(答案 D)

题目:向数列 3, 3, 8, 11, 28 中插入两个整数,使极差加倍,而众数和中位数保持不变。所添加的两个数之和的最大可能值是多少。

解析:原极差 = 28−3 = 25,加倍后 = 50。新数列有 7 个数,中位数是第 4 个,必须仍是 8;众数必须仍是 3(且唯一)。设插入 x ≤ y:

x = 8 会使 8 出现两次、与 3 并列众数,众数改变,排除;

x > 8 时小于 8 的数只有两个,排序后第 4 个数不是 8,排除;

故 x ≤ 7,此时小于 8 的数恰为 3, 3, x(3 个),中位数为 8 ✓,大于 8 的数为 y, 11, 28 ✓。

解析(续):极差 50 的实现:若 x ≥ 3,最小值仍为 3,最大值须为 53,即 y = 53(大于 8 的数恰 3 个,中位数仍为 8 ✓);若 x < 3,最小值 = x,y = x+50,两数之和 = 2x+50 < 56。因此最大化 x+y = x+53,取 x = 7:插入 7 和 53,数列 3,3,7,8,11,28,53 满足极差 50、中位数 8、众数 3,和 = 60,选 D。

第 21 题|九张卡片分组(答案 C)

题目:把 1~9 九张卡片分成 3 组、每组 3 张,使每组之和相同,有多少种分法。

解析:总和 = 45,每组之和 = 15。列出所有和为 15 的三元组:{1,5,9}、{1,6,8}、{2,4,9}、{2,5,8}、{2,6,7}、{3,4,8}、{3,5,7}、{4,5,6}。按是否含 9 分类拼装:含 9 的只有 {1,5,9} 与 {2,4,9}。取 {1,5,9} 后,剩下 2,3,4,6,7,8 拆成两组和为 15:只能 {2,6,7} 与 {3,4,8};取 {2,4,9} 后剩下 1,3,5,6,7,8:只能 {1,6,8} 与 {3,5,7}。共 2 种分法(组内与组间顺序不计),选 C。

第 22 题|乘积数列(答案 D)

题目:正整数数列中,第二项之后每一项都等于前两项之积。第六项是 4000,求第一项。

解析:设前两项为 a、b,则 a₃ = ab,a₄ = a·b²,a₅ = a²·b³,a₆ = a³·b⁵。由 a³·b⁵ = 4000 = 2⁵×5³,得 a = 5、b = 2。验证:5, 2, 10, 20, 200, 4000 ✓。第一项为 5,选 D。

第 23 题|灰白瓷砖概率(答案 C)

题目:3×3 方格的每个小方格独立随机放入 4 种灰白对角瓷砖之一(灰色半块分别朝四个角),问某个 2×2 子方格表恰好拼出"大灰菱形"的概率。

解析:大灰菱形 = 2×2 中四个小方格的灰色半块都指向该 2×2 的中心:每个小方格必须取 4 种方向中唯一正确的一种,概率 1/4;故一个指定的 2×2 拼成菱形的概率 = (1/4)⁴ = 1/256。3×3 中共有 4 个 2×2 子表;任意两个子表不能同时拼成菱形——相邻的两个子表对共享格的方向要求冲突(同一格的灰色半块要指向两个不同的中心),对角的两个子表对中央格的要求同样冲突。于是 4 个事件两两互斥,所求概率 = 4 × 1/256 = 1/64,选 C。

第 24 题|等腰三角形的高(答案 A)

题目:等腰三角形 ABC 中 AB = BC。两图中分别作平行于底 AC 的线段,使两个阴影部分面积相等;两个空白部分的高分别为 11 和 5。求三角形 ABC 的高 h。

解析:左图空白是顶部小三角形,高 11,其面积占全三角的 (11/h)²,故左图阴影(底部梯形)占比 = 1 − (11/h)²。右图阴影是顶部三角形,高为 h − 5,占比 = ((h−5)/h)²。两者相等:1 − (11/h)² = ((h−5)/h)²,即 h² − 121 = (h−5)² = h² − 10h + 25,解得 10h = 146,h = 14.6,选 A。

第 25 题|等差数列(答案 A)

题目:十五个整数 a₁~a₁₅ 等距排在数轴上,满足 1 ≤ a₁ ≤ 10、13 ≤ a₂ ≤ 20、241 ≤ a₁₅ ≤ 250。求 a₁₄ 的各位数字之和。

解析:公差 d = a₂ − a₁,且 a₁₅ = a₂ + 13d。由条件:13d = a₁₅ − a₂ ∈ [241−20, 250−13] = [221, 237],故 d ∈ [17, 18.2],d 为整数,d = 17 或 18。若 d = 18:a₁ = a₂ − 18 ≥ 1 要求 a₂ ≥ 19,此时 a₁₅ = a₂ + 234 ≥ 253 > 250,矛盾。故 d = 17:a₁₅ = a₂ + 221 ∈ [241,250] 要求 a₂ = 20,从而 a₁ = 3(满足 1≤3≤10 ✓)、a₁₅ = 241 ✓。于是 a₁₄ = 241 − 17 = 224,数字和 = 2+2+4 = 8,选 A。

三、备考提示

计数与逻辑题(第 8、21 题)宜先建立"配对/分组"框架再穷举,注意不计顺序;第 8 题抓住"每个对局组合恰好出现两次"这一约束。

图形题(第 4、9、12、17 题)先从图中读准关键坐标与尺寸,再转化为算术或代数;第 9 题按"穿区间"的时段分段清点。

分数连乘(第 10 题)抓住"剩下的比例",比逐次相减更不易错;注意区分"吃掉的部分"与"剩下的部分"。

最值题(第 14、20 题)先确定约束条件(整除性、众数唯一性),再在可行范围内逼近极值。

整除与余数分析(第 18、22、25 题)把方程与余数条件结合,能快速锁定唯一解。

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