【分析】
解题时我们可以从圆的面积公式入手,圆的面积=π×半径²,所以不需要求出内外圆半径的具体长度,只需要找到内外圆半径的平方和已知正方形面积的关系即可。第一步先分析内圆和正方形的联系:内圆是正方形的内切圆,直径等于正方形的边长,由此可推导内圆半径的平方和正方形面积的关系;第二步分析外圆和正方形的联系:外圆是正方形的外接圆,直径等于正方形的对角线,可通过将正方形拆分为三角形的方法推导外圆半径的平方和正方形面积的关系;第三步分别代入圆的面积公式计算两个圆的面积,再化简得到面积比。
【解析】
1. 推导内圆面积相关量:
设内圆半径为$ r $,内圆直径等于正方形的边长,因此正方形边长为$ 2r $。
正方形面积$ = 边长×边长 = 2r×2r = 4r² = 10 $平方厘米,可得$ r²=10÷4=2.5 $平方厘米。
代入圆的面积公式,内圆面积$ =3.14×2.5=7.85 $平方厘米。
2. 推导外圆面积相关量:
设外圆半径为$ R $,外圆直径等于正方形的对角线长度,因此正方形对角线长为$ 2R $。
将正方形沿对角线拆分为2个完全相同的等腰直角三角形,每个三角形的底为$ 2R $,高为$ R $,单个三角形面积$ =2R×R÷2=R² $,正方形面积$ =2×R²=10 $平方厘米,可得$ R²=10÷2=5 $平方厘米。
代入圆的面积公式,外圆面积$ =3.14×5=15.7 $平方厘米。
3. 计算面积比:
外圆面积:内圆面积$ =15.7:7.85=2:1 $。
【答案】
3.14×(10÷4)=7.85(平方厘米)
3.14×(10÷4×2)=15.7(平方厘米)
15.7 : 7.85=2 : 1
答:外圆的面积是 15.7 平方厘米;外圆的面积与内圆的面积的比是 2 : 1。
解析:

,正方形的面积可以看成四个小正方形的面积和,则r²=10÷4;也可以看成四个大等腰直角三角形的面积和,则R²÷2=10÷4,即R²=10÷4×2,由此求出内圆和外圆的面积,进而求出外圆的面积与内圆的面积的比。
【知识点】
圆的面积计算,正方形与圆的关系,比的化简
【点评】
本题是典型的方圆结合题型,解题核心是通过图形之间的联系,直接找到半径的平方和已知正方形面积的关系,无需计算半径的具体数值,能有效简化计算过程,考察学生对图形特征和面积公式的灵活运用能力。
【难度系数】
0.6