【分析】
本题是圆柱侧面最短路径问题,解题思路如下:1. 曲面最短路径问题需先转化为平面问题,本题已给出侧面展开图,可直接在平面内分析;2. 第一问要找CD上的点P使A-P-B路径最短,由于路径需经过CD,可利用轴对称将点A转化到CD的另一侧,根据“两点之间线段最短”,连接对称点与B,和CD的交点即为所求P点,此时AP+PB的长度最短;3. 第二问求最短路径长度时,通过作垂线构造直角三角形,先求出两条直角边的长度,再利用勾股定理计算线段长度即可。
【解析】
(1) 作点A关于CD的对称点$A_1$,连接$A_1B$,$A_1B$与CD的交点即为所求的点P,原理是轴对称性质可得$AP=A_1P$,此时$AP+PB=A_1P+PB=A_1B$,为最短路径。
(2) 过点B作$BE⊥ AC$于点E,根据题意计算直角边长度:
$A_1E$为A到杯沿距离加杯高减B到杯底距离,即$A_1E=18-4+2=16(\mathrm{cm})$;
A和B在圆柱上相对,所以BE为底面周长的一半,即$BE=\frac{1}{2}×24=12(\mathrm{cm})$;
在$\mathrm{Rt}△ A_1BE$中,由勾股定理得:
$A_1B=\sqrt{A_1E^2+BE^2}=\sqrt{16^2+12^2}=\sqrt{400}=20(\mathrm{cm})$;
因为$AP=A_1P$,所以$AP+PB=A_1B=20\mathrm{cm}$。
【答案】
(1) 作点A关于CD的对称点$A_1$,连接$A_1B$交CD于点P,点P即为所求,如下图:

(2) 蚂蚁爬行的最短路线长是$\boxed{20\ \mathrm{cm}}$。
【知识点】
最短路径问题;轴对称的性质;勾股定理
【点评】
本题是曲面最短路径的典型考题,核心考查转化思想,将曲面问题转化为平面几何问题,通过轴对称把折线路径转化为线段长,再结合勾股定理计算,能有效考查学生的空间转化能力和几何运算能力。
【难度系数】
0.7