2023年江苏省苏州市工业园区星海实验中学中考数学零模试卷
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一、选择题(每题2分,本题共16分,下面各题均有四个选项,其中只有一个是符合题意的。请将正确选项前的字母。填涂在答题卡中相.应的位置上)
1.(2分)2022年4月16日神舟十三号载人飞船圆满完成全部既定任务,顺利返回地球家园.六个月的飞天之旅展现了中国航天科技的新高度下列航天图标,其文字上方的图案是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
2.(2分)粮食是人类赖以生存的物质基础,2022年我国粮食总产量再创新高,达68653万吨,该数据可用科学记数法表示为( )
A.6.8653×104吨 B.68653×104吨
C.6.8653×107吨 D.6.8653×108吨
3.(2分)神奇的自然界处处蕴含着数学知识.动物学家在鹦鹉螺外壳上发现,其每圈螺纹的直径与相邻螺纹直径的比约为0.618.这体现了数学中的( )
A.平移 B.旋转 C.轴对称 D.黄金分割
4.(2分)从下列不等式中选择一个与x+1≥2组成不等式组,使该不等式组的解集为x≥1,那么这个不等式可以是( )
A.x>﹣1 B.x>2 C.x<﹣1 D.x<2
5.(2分)如图,五边形ABCDE中,AB∥CD,∠1、∠2、∠3分别是∠BAE、∠AED、∠EDC的外角,则∠1+∠2+∠3等于( )
A.180° B.90° C.210° D.270°
6.(2分)如图,矩形OCDE内接于扇形AOB,若点C是OA的中点,则∠BAD等于( )
A.15° B.18° C.22.5° D.30°
7.(2分)如图,在由边长为1的小正方形组成的网格中,点A、B、C、D都在这些小正方形的格点上,AB、CD相交于点E,则tan∠AED的值为( )
A. B. C.2 D.2
8.(2分)如图,在正方形ABCD中,E、F分别是边BC、CD上的点,∠EAF=45°,△ECF的周长为4,则正方形ABCD的边长为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
二、填空题(每题3分,本题共8小题,共24分)
9.(3分)若代数式有意义,则x的取值范围是 .
10.(3分)分解因式:x3﹣4x= .
11.(3分)一组数据3,2,x,2,6,3的唯一众数是2,则这组数据的中位数为 .
12.(3分)在直角坐标系中,将点(﹣2,3)关于原点的对称点向左平移2个单位长度得到的点的坐标是 .
13.(3分)如图是一座截面为抛物线的拱形桥,当拱顶离水面3米高时,水面宽l为6米,则当水面下降3米时,水面宽度为 米.(结果保留根号)
14.(3分)如图,抛物线y=﹣2x2+4x与x轴的另一个交点为A,现将抛物线同右平移3个位长度,所得抛物线与x轴交于点C,D,与原抛物线交于点P,则S△PCD= .
15.(3分)如图,正方形ABCD由16个边长为1的小正方形组成,形变后成为菱形A′B′C′D′,△AEF(E、F是小正方形的顶点)同时形变为△A′E′F′.当△AEF与△A′E′F′的面积之比等于2:时,则A′C′= .
16.(3分)如图,一次函数y=2x与反比例函数y=(k>0)的图象交于A,B两点,点M在以C(2,0)为圆心,半径为1的⊙C上,N是AM的中点,已知ON长的最大值为,则k的值是 .
三、解答题(本题共12小题,合计90分)
17.(6分)(1)计算:tan60°﹣()﹣1+(1﹣)0+|﹣2|;
(2)解方程组:.
18.(6分)先化简,再求值:÷(x﹣),其中x=+1.
19.(6分)为了让更多的失学儿童重返校园,某社区组织“献爱心手拉手”捐款活动.对社区部分捐款户数进行调查和分组统计后,将数据整理成如图所示的统计图(图中信息不完整).已知A、B两组捐款户数的比为1:5.
捐款户数分组统计表
组别
捐款额(x)元
户数
A
1≤x<100
a
B
100≤x<200
10
C
200≤x<300
D
300≤x<400
E
x≥400
请结合以上信息解答下列问题
(1)a= ,本次调查样本的容量是 ;
(2)补全“捐款户数分组统计图1”;
(3)若该社区有500户住户,请根据以上信息估计,全社区捐款不少于300元的户数是多少?
20.(6分)“二十四节气”是中华上古农耕文明的智结晶,被国际气象界普为“中国第五大发明”,小星购买了“二十四节气”主题邮票,他要将“立春”“立夏”“秋分”“小寒”四张邮票中的两张送给好朋友小海小星将它们背面朝上放在桌面上(邮票背面完全相同),让小海从中随机抽取两张.
请你用画树状图或列表的方法,求小海抽到的两张邮票恰好是“立春”和“立夏”的概率.
21.(6分)如图,反比例函数y=(x>0)的图象经过点A(2,4)和点B,点B在点A的下方,AC平分∠OAB,交x轴于点C.
(1)求反比例函数的表达式.
(2)请用无刻度的直尺和圆规作出线段AC的垂直平分线.(要求:不写作法,保留作图痕迹)
(3)线段OA与(2)中所作的垂直平分线相交于点D,连接CD.求证:CD∥AB.
22.(6分)如图1中的某种冰激凌的外包装可以视为圆锥(如图2),制作这种外包装需要用如图3所示的等腰三角形材料,其中AB=AC,AD⊥BC将扇形EAF围成圆锥时,AE、AF恰好重合,已知这种加工材料的顶角∠BAC=90°.
(1)求图2中圆锥底面圆直径ED与母线AD长的比值;
(2)若圆锥底面圆的直径ED为5cm,求加工材料剩余部分(图3中阴影部分)的面积.(结果保留π)
23.(6分)2022年我国已成为全球最大的电动汽车市场,电动汽车在保障能源安全,改善空气质量等方面较传统汽车都有明显优势.经过对某款电动汽车和某款燃油车的对比调查发现,电动汽车平均每公里的充电费比燃油车平均每公里的加油费少0.6元.若充电费和加油费均为200元时,电动汽车可行驶的总路程是燃油车的4倍,求这款电动汽车平均每公里的充电费.
24.(6分)随着科技的发展,无人机已广泛应用于生产和生活,如代替人们在高空测量距离和角度.某校“综合与实践”活动小组的同学要测量AB,CD两座楼之间的距离,他们借助无人机设计了如下测量方案:无人机在AB,CD两楼之间上方的点O处,点O距地面AC的高度为60m,此时观测到楼AB底部点A处的俯角为70°,楼CD上点E处的俯角为30°,沿水平方向由点O飞行24m到达点F,测得点E处俯角为60°,其中点A,B,C,D,E,F,O均在同一竖直平面内.请根据以上数据求楼AB与CD之间的距离AC的长(结果精确到1m.参考数据:sin70°≈0.94,cos70°≈0.34,tan70°≈2.75,≈1.73).
25.(10分)如图是由小正方形组成的9×6网格,每个小正方形的顶点叫作格点.△ABC的三个顶点都是格点.仅用无刻度的直尺在给定网格中完成画图.
(1)在图1中,画一个与∠BAC相等的∠BDC,且点D在格点上;
(2)在图2中,画一个与△ABC面积相等,且以BC为边的平行四边形BCDE,D、E均在格点上;
(3)在图3中,在AC边上找一点D,连接BD,使△ABD的面积是△BCD面积的4倍;
(4)在图4中,D、E分别是边AB、AC与网格线的交点.先将点B绕点E旋转180°得到点F,画出点F,再在AC上画点G,使DG∥BC.
26.(10分)定义:我们将能完全覆盖某平面图形的圆称为该平面图形的覆盖圆;平面图形的覆盖圆中半径最小的圆称为平面图形的最小覆盖圆.
(1)已知线段AB、CD的长度为8cm.
①如图1,线段AB的最小覆盖圆的半径为 ;
②如图2,若线段CD与AB垂直,垂足为D,D与B重合,则该图形的最小覆盖圆的半径为 ;
③如图3,若线段CD与AB垂直,垂足为D,D在线段AB的中点处,则该图形的最小覆盖圆的半径为 ;
(2)如图4,有4个三角形,分别是:①锐角三角形、②直角三角形、③钝角三角形④△ABC满足下列条件:线段AB的长度为8cm,点D在线段AB上,且长度为4cm的线段CD与AB垂直;它们的最小覆盖圆正好是该三角形的外接圆的是 (只填序号);
(3)在平面直角坐标系中,已知点A(2,0)、B(﹣3,0),点C是y轴上的一个动点,当∠BCA=45°时,求△ABC的最小覆盖圆的半径以及点C的坐标.
27.(10分)在正方形ABCD中,点E是BC边上一动点,连接AE,沿AE将△ABE翻折得△AGE,连接DG,作△AGD的外接⊙O,⊙O交AE于点F,连接FG、FD.
(1)求证∠AGD=∠EFG;
(2)求证△ADF∽△EGF;
(3)若AB=3,BE=1,求⊙O的半径.
28.(12分)综合与探究
如图,二次函数y=﹣x2+x+4的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.点P是第一象限内二次函数图象上的一个动点,设点P的横坐标为m.过点P作直线PD⊥x轴于点D,作直线BC交PD于点E.
(1)求A,B,C三点的坐标,并直接写出直线BC的函数表达式;
(2)当△CEP是以PE为底边的等腰三角形时,求点P的坐标;
(3)连接AC,过点P作直线l∥AC,交y轴于点F,连接DF.试探究:在点P运动的过程中,是否存在点P,使得CE=FD,若存在,请直接写出m的值;若不存在,请说明理由.
2023年江苏省苏州市工业园区星海实验中学中考数学零模试卷
(参考答案)
一、选择题(每题2分,本题共16分,下面各题均有四个选项,其中只有一个是符合题意的。请将正确选项前的字母。填涂在答题卡中相.应的位置上)
1.(2分)2022年4月16日神舟十三号载人飞船圆满完成全部既定任务,顺利返回地球家园.六个月的飞天之旅展现了中国航天科技的新高度下列航天图标,其文字上方的图案是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:选项A、C、D中的图形都不能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转180°后与原来的图形重合,所以不是中心对称图形.
选项B中的图形能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转180°后与原来的图形重合,所以是中心对称图形.
故选:B.
2.(2分)粮食是人类赖以生存的物质基础,2022年我国粮食总产量再创新高,达68653万吨,该数据可用科学记数法表示为( )
A.6.8653×104吨 B.68653×104吨
C.6.8653×107吨 D.6.8653×108吨
【解答】解:68653万吨
=6.8653×104×104
=6.8653×108(吨),
故选:D.
3.(2分)神奇的自然界处处蕴含着数学知识.动物学家在鹦鹉螺外壳上发现,其每圈螺纹的直径与相邻螺纹直径的比约为0.618.这体现了数学中的( )
A.平移 B.旋转 C.轴对称 D.黄金分割
【解答】解:∵每圈螺纹的直径与相邻螺纹直径的比约为0.618,
又黄金分割比为≈0.618,
∴其每圈螺纹的直径与相邻螺纹直径的比约为0.618.这体现了数学中的黄金分割,
故选:D.
4.(2分)从下列不等式中选择一个与x+1≥2组成不等式组,使该不等式组的解集为x≥1,那么这个不等式可以是( )
A.x>﹣1 B.x>2 C.x<﹣1 D.x<2
【解答】解:不等式x+1≥2,
解得:x≥1,
使该不等式组的解集为x≥1,那么这个不等式可以是x>﹣1,
故选:A.
5.(2分)如图,五边形ABCDE中,AB∥CD,∠1、∠2、∠3分别是∠BAE、∠AED、∠EDC的外角,则∠1+∠2+∠3等于( )
A.180° B.90° C.210° D.270°
【解答】解:延长AB,DC,
∵AB∥CD,
∴∠4+∠5=180°,
根据多边形的外角和定理可得∠1+∠2+∠3+∠4+∠5=360°,
∴∠1+∠2+∠3=360°﹣180°=180°.
故选:A.
6.(2分)如图,矩形OCDE内接于扇形AOB,若点C是OA的中点,则∠BAD等于( )
A.15° B.18° C.22.5° D.30°
【解答】解:连接OD,
∵点C是OA的中点,
∴OD=OA=2OC,
∵四边形OCDE是矩形,
∴∠AOB=∠OCD=90°,CD∥OB,
∴∠CDO=30°,
∴∠DOB=∠CDO=30°,
∴由圆周角定理得:∠BAD=DOB=15°,
故选:A.
7.(2分)如图,在由边长为1的小正方形组成的网格中,点A、B、C、D都在这些小正方形的格点上,AB、CD相交于点E,则tan∠AED的值为( )
A. B. C.2 D.2
【解答】解:对图形进行相应的点标注,连接BF交CD于P.
∵四边形BCFD是正方形,
∴DP=CP=CD=BP=BF,BF⊥CD.
∵AC∥BD,
∴△AEC∽△BED,
∴==,
∴DE=PE=DP=BP.
∵∠AED=∠BEP,
∴tan∠AED=tan∠BEP,
在△PBE中,tan∠BEP==2,
∴tan∠AED=2.
故选:C.
8.(2分)如图,在正方形ABCD中,E、F分别是边BC、CD上的点,∠EAF=45°,△ECF的周长为4,则正方形ABCD的边长为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【解答】解:将△DAF绕点A顺时针旋转90度到△BAF′位置,
由题意可得出:△DAF≌△BAF′,
∴DF=BF′,∠DAF=∠BAF′,
∴∠EAF′=45°,
在△FAE和△EAF′中,
,
∴△FAE≌△EAF′(SAS),
∴EF=EF′,
∵△ECF的周长为4,
∴EF+EC+FC=FC+CE+EF′=FC+BC+BF′=DF+FC+BC=4,
∴2BC=4,
∴BC=2.
故选:A.
二、填空题(每题3分,本题共8小题,共24分)
9.(3分)若代数式有意义,则x的取值范围是 x≥2 .
【解答】解:∵代数式有意义,
∴x﹣2≥0,
∴x≥2.
故答案为x≥2.
10.(3分)分解因式:x3﹣4x= x(x+2)(x﹣2) .
【解答】解:x3﹣4x,
=x(x2﹣4),
=x(x+2)(x﹣2).
故答案为:x(x+2)(x﹣2).
11.(3分)一组数据3,2,x,2,6,3的唯一众数是2,则这组数据的中位数为 2.5 .
【解答】解:∵一组数据3,2,x,2,6,3的唯一众数是2,
∴x=2,
∴中位数是=2.5.
故答案为:2.5.
12.(3分)在直角坐标系中,将点(﹣2,3)关于原点的对称点向左平移2个单位长度得到的点的坐标是 (0,﹣3) .
【解答】解:∵点(﹣2,3)关于原点的对称点为:(2,﹣3),
∴(2,﹣3)再向左平移2个单位长度得到的点的坐标是:(0,﹣3).
故答案为:(0,﹣3).
13.(3分)如图是一座截面为抛物线的拱形桥,当拱顶离水面3米高时,水面宽l为6米,则当水面下降3米时,水面宽度为 6 米.(结果保留根号)
【解答】解:建立平面直角坐标系如图所示:
则抛物线顶点的坐标为(0,3),
设抛物线的解析式为y=ax2+3,
将A点坐标(﹣3,0)代入,
可得:0=9a+3,
解得:a=﹣,
故抛物线的解析式为y=﹣x2+3,
将y=﹣3代入抛物线解析式得出:﹣3=﹣x2+3,
解得:x=±3,
所以水面宽度为6米,
故答案为:6.
14.(3分)如图,抛物线y=﹣2x2+4x与x轴的另一个交点为A,现将抛物线同右平移3个位长度,所得抛物线与x轴交于点C,D,与原抛物线交于点P,则S△PCD= 2.5 .
【解答】解:抛物线的对称轴为:x=1,
令y=0代入y=﹣2x2+4x,
∴0=﹣2x2+4x,
∴x=0或x=2,
∴A(2,0)
∴OA=2,
设P关于x=1的对称点为Q,且设P的横坐标为x1,Q的横坐标为x2,
∴,
∵抛物线向右平移3个单位长度,
∴PQ=m,
∴x1﹣x2=3,
∴,
解得,
把x1=2.5代入y=﹣2x2+4x
∴y=2﹣4.5<0,
在△PCD中,CD边上的高为:4.5﹣2=2.5,
∵OA=CD=2,
∴S△PCD=×2×2.5=2.5,
故答案为:2.5.
15.(3分)如图,正方形ABCD由16个边长为1的小正方形组成,形变后成为菱形A′B′C′D′,△AEF(E、F是小正方形的顶点)同时形变为△A′E′F′.当△AEF与△A′E′F′的面积之比等于2:时,则A′C′= 4 .
【解答】解:△AEF的面积=△AGE的面积+△FGE的面积=GE•AB=×2×4=4,
∵△AEF与△A′E′F′的面积之比等于2:,
∴△A′E′F′的面积=2,
△AEF变成菱形A′B′C′D′时的△A′E′F′,G′E′的长度没有变化,
A′B′的长度也没有变化,
过点B′作B′H⊥A′D′,垂足为H,
∴△A′E′F′面积=G′E′•B′H=×2×B′H=2,
∴B′H=2,
∵sin∠B′A′H===,
∴∠B′A′H=60°,
∴∠A′B′C′=120°,
又∵A′B′=B′C′=4,
∴A′C′=A′B′=4.
故答案为:4.
16.(3分)如图,一次函数y=2x与反比例函数y=(k>0)的图象交于A,B两点,点M在以C(2,0)为圆心,半径为1的⊙C上,N是AM的中点,已知ON长的最大值为,则k的值是 .
【解答】解:方法一、联立,
∴,
∴,
∴A(),B(),
∴A与B关于原点O对称,
∴O是线段AB的中点,
∵N是线段AM的中点,
连接BM,则ON∥BM,且ON=,
∵ON的最大值为,
∴BM的最大值为3,
∵M在⊙C上运动,
∴当B,C,M三点共线时,BM最大,
此时BC=BM﹣CM=2,
∴(,
∴k=0或,
∵k>0,
∴,
方法二、设点B(a,2a),
∵一次函数y=2x与反比例函数y=(k>0)的图象交于A,B两点,
∴A与B关于原点O对称,
∴O是线段AB的中点,
∵N是线段AM的中点,
连接BM,则ON∥BM,且ON=,
∵ON的最大值为,
∴BM的最大值为3,
∵M在⊙C上运动,
∴当B,C,M三点共线时,BM最大,
此时BC=BM﹣CM=2,
∴=2,
∴a1=或a2=0(不合题意舍去),
∴点B(,),
∴k=,
故答案为:.
三、解答题(本题共12小题,合计90分)
17.(6分)(1)计算:tan60°﹣()﹣1+(1﹣)0+|﹣2|;
(2)解方程组:.
【解答】解:(1)tan60°﹣()﹣1+(1﹣)0+|﹣2|
=﹣2+1+2﹣
=1.
(2)
①+②,得3x=9.
∴x=3.
把x=3代入②,得3+y=6.
∴y=3.
∴这个方程组的解为.
18.(6分)先化简,再求值:÷(x﹣),其中x=+1.
【解答】解:原式=÷
=•
=,
当x=+1时,原式==.
19.(6分)为了让更多的失学儿童重返校园,某社区组织“献爱心手拉手”捐款活动.对社区部分捐款户数进行调查和分组统计后,将数据整理成如图所示的统计图(图中信息不完整).已知A、B两组捐款户数的比为1:5.
捐款户数分组统计表
组别
捐款额(x)元
户数
A
1≤x<100
a
B
100≤x<200
10
C
200≤x<300
D
300≤x<400
E
x≥400
请结合以上信息解答下列问题
(1)a= 2 ,本次调查样本的容量是 50 ;
(2)补全“捐款户数分组统计图1”;
(3)若该社区有500户住户,请根据以上信息估计,全社区捐款不少于300元的户数是多少?
【解答】解:(1)A组的频数是:
(10÷5)×1=2;
调查样本的容量是:
(10+2)÷(1﹣40%﹣28%﹣8%)=50,
故答案为:2,50;
(2)C组的频数是:50×40%=20,如图.
(3)∵500×(28%+8%)=180,
∴全社区捐款不少于300元的户数是180户;
答:估计全社区捐款不少于300元的户数是180户.
20.(6分)“二十四节气”是中华上古农耕文明的智结晶,被国际气象界普为“中国第五大发明”,小星购买了“二十四节气”主题邮票,他要将“立春”“立夏”“秋分”“小寒”四张邮票中的两张送给好朋友小海小星将它们背面朝上放在桌面上(邮票背面完全相同),让小海从中随机抽取两张.
请你用画树状图或列表的方法,求小海抽到的两张邮票恰好是“立春”和“立夏”的概率.
【解答】解:设立春用A表示,立夏用B表示,秋分用C表示,大寒用D表示,列树状图如下,
由树状图知,一共有12种等可能性的结果,其中小海抽到的两张邮票恰好是“立春”和“立夏”的可能性是2种,
∴小海抽到的两张邮票恰好是“立春”和“立夏”的概率是=.
21.(6分)如图,反比例函数y=(x>0)的图象经过点A(2,4)和点B,点B在点A的下方,AC平分∠OAB,交x轴于点C.
(1)求反比例函数的表达式.
(2)请用无刻度的直尺和圆规作出线段AC的垂直平分线.(要求:不写作法,保留作图痕迹)
(3)线段OA与(2)中所作的垂直平分线相交于点D,连接CD.求证:CD∥AB.
【解答】(1)解:∵反比例函数y=(x>0)的图象经过点A(2,4),
∴k=2×4=8,
∴反比例函数的解析式为y=;
(2)解:如图,直线m即为所求.
(3)证明:∵AC平分∠OAB,
∴∠OAC=∠BAC,
∵直线m垂直平分线段AC,
∴DA=DC,
∴∠OAC=∠DCA,
∴∠DCA=∠BAC,
∴CD∥AB.
22.(6分)如图1中的某种冰激凌的外包装可以视为圆锥(如图2),制作这种外包装需要用如图3所示的等腰三角形材料,其中AB=AC,AD⊥BC将扇形EAF围成圆锥时,AE、AF恰好重合,已知这种加工材料的顶角∠BAC=90°.
(1)求图2中圆锥底面圆直径ED与母线AD长的比值;
(2)若圆锥底面圆的直径ED为5cm,求加工材料剩余部分(图3中阴影部分)的面积.(结果保留π)
【解答】解:(1)根据题意得π•DE=,
∴DE=AD,
∴ED与母线AD长的比值为;
(2)∵∠BAC=90°,AB=AC,AD⊥BC,
而AD=2DE=10cm,
∴BC=2AD=20cm,
∴S阴影部分=S△ABC﹣S扇形EAF
=×10×20﹣
=(100﹣25π)cm2.
答:加工材料剩余部分的面积为(100﹣25π)cm2.
23.(6分)2022年我国已成为全球最大的电动汽车市场,电动汽车在保障能源安全,改善空气质量等方面较传统汽车都有明显优势.经过对某款电动汽车和某款燃油车的对比调查发现,电动汽车平均每公里的充电费比燃油车平均每公里的加油费少0.6元.若充电费和加油费均为200元时,电动汽车可行驶的总路程是燃油车的4倍,求这款电动汽车平均每公里的充电费.
【解答】解:设这款电动汽车平均每公里的充电费用为x元,
根据题意,得,
解得x=0.2,
经检验,x=0.2是原方程的根,
答:这款电动汽车平均每公里的充电费用为0.2元.
24.(6分)随着科技的发展,无人机已广泛应用于生产和生活,如代替人们在高空测量距离和角度.某校“综合与实践”活动小组的同学要测量AB,CD两座楼之间的距离,他们借助无人机设计了如下测量方案:无人机在AB,CD两楼之间上方的点O处,点O距地面AC的高度为60m,此时观测到楼AB底部点A处的俯角为70°,楼CD上点E处的俯角为30°,沿水平方向由点O飞行24m到达点F,测得点E处俯角为60°,其中点A,B,C,D,E,F,O均在同一竖直平面内.请根据以上数据求楼AB与CD之间的距离AC的长(结果精确到1m.参考数据:sin70°≈0.94,cos70°≈0.34,tan70°≈2.75,≈1.73).
【解答】解:延长AB,CD分别与直线OF交于点G和点H,
则AG=60m,GH=AC,∠AGO=∠EHO=90°,
在Rt△AGO中,∠AOG=70°,
∴OG=≈≈21.8(m),
∵∠HFE是△OFE的一个外角,
∴∠OEF=∠HFE﹣∠FOE=30°,
∴∠FOE=∠OEF=30°,
∴OF=EF=24m,
在Rt△EFH中,∠HFE=60°,
∴FH=EF•cos60°=24×=12(m),
∴AC=GH=OG+OF+FH=21.8+24+12≈58(m),
∴楼AB与CD之间的距离AC的长约为58m.
25.(10分)如图是由小正方形组成的9×6网格,每个小正方形的顶点叫作格点.△ABC的三个顶点都是格点.仅用无刻度的直尺在给定网格中完成画图.
(1)在图1中,画一个与∠BAC相等的∠BDC,且点D在格点上;
(2)在图2中,画一个与△ABC面积相等,且以BC为边的平行四边形BCDE,D、E均在格点上;
(3)在图3中,在AC边上找一点D,连接BD,使△ABD的面积是△BCD面积的4倍;
(4)在图4中,D、E分别是边AB、AC与网格线的交点.先将点B绕点E旋转180°得到点F,画出点F,再在AC上画点G,使DG∥BC.
【解答】解:(1)如图1,
作法:取格点D,连接BD、CD,
∠BDC就是所求的角.
证明:∵BD=CA,CD=BA,BC=CB,
∴△DCB≌△ABC(SSS),
∴∠BDC=∠BAC,
∴∠BDC就是所求的角.
(2)如图2,
作法:取格点D、E,连接CD、DE、BE,
四边形BCDE就是所求的平行四边形.
证明:∵DE∥BC,DE=BC=4,
∴四边形BCDE是平行四边形,
∵S▱BCDE=4×2=8,S△ABC=×4×4=8,
∴S▱BCDE=S△ABC,
∴四边形BCDE就是所求的平行四边形.
(3)如图3,
作法:取格点Q,连接PQ交AC于点D,连接BD,
点D及线段BD就是所求的图形.
证明:连接AQ,
∵AQ∥CP,
∴△AQD∽△CPD,
∴===4,
∴AD=4CD,
∴S△ABD=4S△BCD,
∴点D及线段BD就是所求的图形.
(4)如图4,
作法:取格点H,连接CH交网格线于点F、点I,连接DI交AC于点G,
点F、点G就是所求的点.
证明:∵AH∥BC,AH=BC=4,
∴四边形ABCH是平行四边形,
∵点E是AC的中点,
∴点E是▱ABCH的对称中点,
∴点F与点D关于点E成中心对称,
∴点F为点B绕点E旋转180°得到的点;
取格点M、N,连接MN,则点D在线段MN上,
∵BN∥AM,
∴△BDN∽△ADM,
∴==,
∴BD=AB,
同理,CI=HC,
∵AB=HC,AB∥HC,
∴BD=IC,BD∥IC,
∴四边形BCID是平行四边形,
∴DI∥BC,
∴DG∥BC,
∴点F、点G就是所求的点.
26.(10分)定义:我们将能完全覆盖某平面图形的圆称为该平面图形的覆盖圆;平面图形的覆盖圆中半径最小的圆称为平面图形的最小覆盖圆.
(1)已知线段AB、CD的长度为8cm.
①如图1,线段AB的最小覆盖圆的半径为 4cm ;
②如图2,若线段CD与AB垂直,垂足为D,D与B重合,则该图形的最小覆盖圆的半径为 4cm ;
③如图3,若线段CD与AB垂直,垂足为D,D在线段AB的中点处,则该图形的最小覆盖圆的半径为 5cm ;
(2)如图4,有4个三角形,分别是:①锐角三角形、②直角三角形、③钝角三角形④△ABC满足下列条件:线段AB的长度为8cm,点D在线段AB上,且长度为4cm的线段CD与AB垂直;它们的最小覆盖圆正好是该三角形的外接圆的是 ①②④ (只填序号);
(3)在平面直角坐标系中,已知点A(2,0)、B(﹣3,0),点C是y轴上的一个动点,当∠BCA=45°时,求△ABC的最小覆盖圆的半径以及点C的坐标.
【解答】解:(1)①线段AB的最小覆盖圆即为AB为直径的⊙O,如图:
∴线段AB的最小覆盖圆的半径为AB=4(cm),
故答案为:4cm;
②连接AC,由线段AB,CD组成的图形的最小覆盖圆即为以AC为直径的⊙O,如图:
∵AB=CD=8cm,AB⊥CD,
∴AC==8(cm),
∴该图形的最小覆盖圆的半径为AC=4cm,
故答案为:4cm;
③设图形的最小覆盖圆圆心为O,连接AC,AO,如图:
设图形的最小覆盖圆半径为xcm,则OC=OA=xcm,
∴OD=(8﹣x)cm,
在Rt△AOD中,OD2+AD2=OA2,
∴(8﹣x)2+42=x2,
解得x=5,
∴该图形的最小覆盖圆的半径为5cm,
故答案为:5cm;
(2)锐角三角形最小覆盖圆即为三角形的外接圆,如图:
直角三角形最小覆盖圆即为三角形的外接圆,如图:
钝角三角形最小覆盖圆不是三角形的外接圆,如图:
线段AB的长度为8cm,点D在线段AB上,且长度为4cm的线段CD与AB垂直,此时△ABC为锐角三角形或直角三角形,最小覆盖圆即为三角形的外接圆,如图:
综上所述,它们的最小覆盖圆正好是该三角形的外接圆的是①②④;
故答案为:①②④;
(3)当C在y轴正半轴时,过A作AG⊥BC于G,过G作KT∥y轴交x轴于T,过C作CK⊥KT于K,过G作GH⊥AC于H,取AB中点N,过N作x轴的垂线交GH于M,如图:
∵∠BCA=45°,
∴△ACG是等腰直角三角形,
∴CG=AG,∠AGC=90°,
∴∠CGK=90°﹣∠AGT=∠GAT,
∵∠K=∠ATG,
∴△CGK≌△GAT(AAS),
∴CK=GT,KG=AT,
设CK=GT=m,则OT=CK=m,AT=OT+OA=m+2=KG,
∴BT=OB﹣OT=3﹣m,
∵∠K=∠BTG=90°,∠KGC=∠BGT,
∴△KGC∽△TGB,
∴=,即=,
解得m=2或m=﹣(舍去),
∴GT=2=CK=OT,KG=m+2=4,
∴KT=GT+KG=6=OC,G(﹣2,2),
∴C(0,6);
由图可知,△ABC为锐角三角形,
∴△ABC的最小覆盖圆即为△ABC的外接圆,
∵△ACG是等腰直角三角形,GH⊥AC,
∴GH是AC的垂直平分线,
∵N为AB中点,MN⊥AB,
∴MN是AB的垂直平分线,N(﹣,0),
∴M为△ABC的外心,
由C(0,6),A(2,0)知H(1,3),
由G(﹣2,2),H(1,3)可得直线GH函数表达式为y=x+,
在y=x+中,令x=﹣得y=,
∴M(﹣,),
∴MA==,
∴△ABC的最小覆盖圆的半径为;
当C在y轴负半轴时,如图:
由对称性可知,C(0,﹣6),△ABC的最小覆盖圆的半径为;
综上所述,△ABC的最小覆盖圆的半径是,点C的坐标为(0,6)或(0,﹣6).
27.(10分)在正方形ABCD中,点E是BC边上一动点,连接AE,沿AE将△ABE翻折得△AGE,连接DG,作△AGD的外接⊙O,⊙O交AE于点F,连接FG、FD.
(1)求证∠AGD=∠EFG;
(2)求证△ADF∽△EGF;
(3)若AB=3,BE=1,求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:∵四边形AFGD是⊙O的内接四边形,
∴∠ADG+∠AFG=180°,
∵∠AFG+∠EFG=180°,
∴∠ADG=∠EFG,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,
由翻折的性质得:AB=AG,
∴AG=AD,
∴∠ADG=∠AGD,
∴∠AGD=∠EFG;
(2)证明:∵∠AGD=∠AFD,∠AGD=∠EFG,
∴∠AFD=∠EFG,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD∥BC,
∴∠DAF=∠AEB,
由翻折的性质得:∠AEB=∠GEF,
∴∠DAF=∠GEF,
∴△ADF∽△EGF;
(3)解:设⊙O与CD交于点H,连接AH、GH,如图所示:
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD=AD=3,∠ABE=∠ECH=∠ADH=90°,
∴AH是⊙O的直径,
∴∠AGH=90°,
由翻折的性质得:BE=GE=1,∠AGE=∠ABE=90°,
∴∠AGE+∠AGH=180°,
∴E、G、H三点在一条直线上,
在Rt△ADH和Rt△AGH中,,
∴Rt△ADH≌Rt△AGH(HL),
∴GH=DH,
设GH=DH=x,
则在Rt△ECH中,CH=3﹣x,EH=1+x,EC=3﹣1=2,
由勾股定理得:CH2+EC2=EH2,即(3﹣x)2+22=(1+x)2,
解得x=,
在Rt△ADH中,由勾股定理得:AD2+DH2=AH2,即32+()2=AH2,
解得AH=,
∴⊙O的半径为:AH=×=.
28.(12分)综合与探究
如图,二次函数y=﹣x2+x+4的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.点P是第一象限内二次函数图象上的一个动点,设点P的横坐标为m.过点P作直线PD⊥x轴于点D,作直线BC交PD于点E.
(1)求A,B,C三点的坐标,并直接写出直线BC的函数表达式;
(2)当△CEP是以PE为底边的等腰三角形时,求点P的坐标;
(3)连接AC,过点P作直线l∥AC,交y轴于点F,连接DF.试探究:在点P运动的过程中,是否存在点P,使得CE=FD,若存在,请直接写出m的值;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)在y=﹣x2+x+4中,
令x=0得y=4,令y=0得x=8或x=﹣2,
∴A(﹣2,0),B(8,0),C(0,4),
设直线BC解析式为y=kx+4,将B(8,0)代入得:
8k+4=0,
解得k=﹣,
∴直线BC解析式为y=﹣x+4;
(2)过C作CG⊥PD于G,如图:
设P(m,﹣m2+m+4),
∴PD=﹣m2+m+4,
∵∠COD=∠PDO=∠CGD=90°,
∴四边形CODG是矩形,
∴DG=OC=4,CG=OD=m,
∴PG=PD﹣DG=﹣m2+m+4﹣4=﹣m2+m,
∵CP=CE,CG⊥PD,
∴GE=PG=﹣m2+m,
∵∠GCE=∠OBC,∠CGE=90°=∠BOC,
∴△CGE∽△BOC,
∴=,即=,
解得m=0(舍去)或m=4,
∴P(4,6);
(3)存在点P,使得CE=FD,理由如下:
过C作CH⊥PD于H,如图:
设P(m,﹣m2+m+4),
由A(﹣2,0),C(0,4)可得直线AC解析式为y=2x+4,
根据PF∥AC,设直线PF解析式为y=2x+b,将P(m,﹣m2+m+4)代入得:
﹣m2+m+4=2m+b,
∴b=﹣m2﹣m+4,
∴直线PF解析式为y=2x﹣m2﹣m+4,
令x=0得y=﹣m2﹣m+4,
∴F(0,﹣m2﹣m+4),
∴OF=|﹣m2﹣m+4|,
同(2)可得四边形CODH是矩形,
∴CH=OD,
∵CE=FD,
∴Rt△CHE≌Rt△DOF(HL),
∴∠HCE=∠FDO,
∵∠HCE=∠CBO,
∴∠FDO=∠CBO,
∴tan∠FDO=tan∠CBO,
∴=,即=,
∴﹣m2﹣m+4=m或﹣m2﹣m+4=﹣m,
解得m=2﹣2或m=﹣2﹣2或m=4或m=﹣4,
∵P在第一象限,
∴m=2﹣2或m=4.
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