2022年湖北省武汉市中考数学试卷(解析版)
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一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)下列各题中有且只有一个正确答案,请在答题卡上将正确答案的标号涂黑.
1.(3分)实数2022的相反数是( )
A.﹣2022 B.﹣ C. D.2022
2.(3分)彩民李大叔购买1张彩票,中奖.这个事件是( )
A.必然事件 B.确定性事件 C.不可能事件 D.随机事件
3.(3分)现实世界中,对称现象无处不在,中国的方块字中有些也具有对称性.下列汉字是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
4.(3分)计算(2a4)3的结果是( )
A.2a12 B.8a12 C.6a7 D.8a7
5.(3分)如图是由4个相同的小正方体组成的几何体,它的主视图是( )
A. B.
C. D.
6.(3分)已知点A(x1,y1),B(x2,y2)在反比例函数y=的图象上,且x1<0<x2,则下列结论一定正确的是( )
A.y1+y2<0 B.y1+y2>0 C.y1<y2 D.y1>y2
7.(3分)匀速地向一个容器内注水,最后把容器注满.在注水过程中,水面高度h随时间t的变化规律如图所示(图中OABC为一折线).这个容器的形状可能是( )
A. B. C. D.
8.(3分)班长邀请A,B,C,D四位同学参加圆桌会议.如图,班长坐在⑤号座位,四位同学随机坐在①②③④四个座位,则A,B两位同学座位相邻的概率是( )
A. B. C. D.
9.(3分)如图,在四边形材料ABCD中,AD∥BC,∠A=90°,AD=9cm,AB=20cm,BC=24cm.现用此材料截出一个面积最大的圆形模板,则此圆的半径是( )
A.cm B.8cm C.6cm D.10cm
10.(3分)幻方是古老的数学问题,我国古代的《洛书》中记载了最早的幻方——九宫格.将9个数填入幻方的空格中,要求每一横行、每一竖列以及两条对角线上的3个数之和相等,例如图(1)就是一个幻方.图(2)是一个未完成的幻方,则x与y的和是( )
A.9 B.10 C.11 D.12
二、填空题(共6小题,每小题3分,共18分)下列各题不需要写出解答过程,请将结果直接填写在答题卡指定的位置.
11.(3分)计算的结果是 .
12.(3分)某体育用品专卖店在一段时间内销售了20双学生运动鞋,各种尺码运动鞋的销售量如下表.则这20双运动鞋的尺码组成的一组数据的众数是 .
尺码/cm
24
24.5
25
25.5
26
销售量/双
1
3
10
4
2
13.(3分)计算﹣的结果是 .
14.(3分)如图,沿AB方向架桥修路,为加快施工进度,在直线AB上湖的另一边的D处同时施工.取∠ABC=150°,BC=1600m,∠BCD=105°,则C,D两点的距离是 m.
15.(3分)已知抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数)开口向下,过A(﹣1,0),B(m,0)两点,且1<m<2.下列四个结论:
①b>0;
②若m=,则3a+2c<0;
③若点M(x1,y1),N(x2,y2)在抛物线上,x1<x2,且x1+x2>1,则y1>y2;
④当a≤﹣1时,关于x的一元二次方程ax2+bx+c=1必有两个不相等的实数根.
其中正确的是 (填写序号).
16.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC>BC,分别以△ABC的三边为边向外作三个正方形ABHL,ACDE,BCFG,连接DF.过点C作AB的垂线CJ,垂足为J,分别交DF,LH于点I,K.若CI=5,CJ=4,则四边形AJKL的面积是 .
三、解答题(共8小题,共72分)下列各题需要在答题卡指定的位置写出文字说明、证明过程、演算步骤或画出图形.
17.(8分)解不等式组请按下列步骤完成解答.
(1)解不等式①,得 ;
(2)解不等式②,得 ;
(3)把不等式①和②的解集在数轴上表示出来;
(4)原不等式组的解集是 .
18.(8分)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=80°.
(1)求∠BAD的度数;
(2)AE平分∠BAD交BC于点E,∠BCD=50°.求证:AE∥DC.
19.(8分)为庆祝中国共青团成立100周年,某校开展四项活动:A项参观学习,B项团史宣讲,C项经典诵读,D项文学创作,要求每名学生在规定时间内必须且只能参加其中一项活动.该校从全体学生中随机抽取部分学生,调查他们参加活动的意向,将收集的数据整理后,绘制成如下两幅不完整的统计图.
(1)本次调查的样本容量是 ,B项活动所在扇形的圆心角的大小是 ,条形统计图中C项活动的人数是 ;
(2)若该校约有2000名学生,请估计其中意向参加“参观学习”活动的人数.
20.(8分)如图,以AB为直径的⊙O经过△ABC的顶点C,AE,BE分别平分∠BAC和∠ABC,AE的延长线交⊙O于点D,连接BD.
(1)判断△BDE的形状,并证明你的结论;
(2)若AB=10,BE=2,求BC的长.
21.(8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做格点.△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,画图过程用虚线表示.
(1)在图(1)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;
(2)在图(2)中,P是边AB上一点,∠BAC=α.先将AB绕点A逆时针旋转2α,得到线段AH,画出线段AH,再画点Q,使P,Q两点关于直线AC对称.
22.(10分)在一条笔直的滑道上有黑、白两个小球同向运动,黑球在A处开始减速,此时白球在黑球前面70cm处.
小聪测量黑球减速后的运动速度v(单位:cm/s)、运动距离y(单位:cm)随运动时间t(单位:s)变化的数据,整理得下表.
运动时间t/s
0
1
2
3
4
运动速度v/cm/s
10
9.5
9
8.5
8
运动距离y/cm
0
9.75
19
27.75
36
小聪探究发现,黑球的运动速度v与运动时间t之间成一次函数关系,运动距离y与运动时间t之间成二次函数关系.
(1)直接写出v关于t的函数解析式和y关于t的函数解析式(不要求写出自变量的取值范围);
(2)当黑球减速后运动距离为64cm时,求它此时的运动速度;
(3)若白球一直以2cm/s的速度匀速运动,问黑球在运动过程中会不会碰到白球?请说明理由.
23.(10分)问题提出
如图(1),在△ABC中,AB=AC,D是AC的中点,延长BC至点E,使DE=DB,延长ED交AB于点F,探究的值.
问题探究
(1)先将问题特殊化.如图(2),当∠BAC=60°时,直接写出的值;
(2)再探究一般情形.如图(1),证明(1)中的结论仍然成立.
问题拓展
如图(3),在△ABC中,AB=AC,D是AC的中点,G是边BC上一点,=(n<2),延长BC至点E,点DE=DG,延长ED交AB于点F.直接写出的值(用含n的式子表示).
24.(12分)抛物线y=x2﹣2x﹣3交x轴于A,B两点(A在B的左边),C是第一象限抛物线上一点,直线AC交y轴于点P.
(1)直接写出A,B两点的坐标;
(2)如图(1),当OP=OA时,在抛物线上存在点D(异于点B),使B,D两点到AC的距离相等,求出所有满足条件的点D的横坐标;
(3)如图(2),直线BP交抛物线于另一点E,连接CE交y轴于点F,点C的横坐标为m.求的值(用含m的式子表示).
2022年湖北省武汉市中考数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)下列各题中有且只有一个正确答案,请在答题卡上将正确答案的标号涂黑.
1.(3分)实数2022的相反数是( )
A.﹣2022 B.﹣ C. D.2022
【分析】根据相反数的定义直接求解.
【解答】解:实数2022的相反数是﹣2022,
故选:A.
【点评】本题主要考查相反数的定义,熟练掌握相反数的定义是解答此题的关键.
2.(3分)彩民李大叔购买1张彩票,中奖.这个事件是( )
A.必然事件 B.确定性事件 C.不可能事件 D.随机事件
【分析】根据随机事件,必然事件,不可能事件的定义,即可判断.
【解答】解:彩民李大叔购买1张彩票,中奖.这个事件是随机事件,
故选:D.
【点评】本题考查了随机事件,熟练掌握随机事件,必然事件,不可能事件的定义是解题的关键.
3.(3分)现实世界中,对称现象无处不在,中国的方块字中有些也具有对称性.下列汉字是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据轴对称图形的概念求解,如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形.
【解答】解:选项A、B、C不能找到这样的一条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以不是轴对称图形,
选项D能找到这样的一条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以是轴对称图形,
故选:D.
【点评】本题考查了轴对称图形的概念:轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分沿对称轴折叠后可重合.
4.(3分)计算(2a4)3的结果是( )
A.2a12 B.8a12 C.6a7 D.8a7
【分析】根据幂的乘方与积的乘方运算法则,进行计算即可解答.
【解答】解:(2a4)3=8a12,
故选:B.
【点评】本题考查了幂的乘方与积的乘方,熟练掌握幂的乘方与积的乘方运算法则是解题的关键.
5.(3分)如图是由4个相同的小正方体组成的几何体,它的主视图是( )
A. B.
C. D.
【分析】找到从正面看所得到的图形即可,注意所有的看到的棱都应表现在主视图中.
【解答】解:从正面看共有两层,底层三个正方形,上层左边是一个正方形.
故选:A.
【点评】本题考查了三视图的知识,主视图是从物体的正面看得到的视图.
6.(3分)已知点A(x1,y1),B(x2,y2)在反比例函数y=的图象上,且x1<0<x2,则下列结论一定正确的是( )
A.y1+y2<0 B.y1+y2>0 C.y1<y2 D.y1>y2
【分析】先根据反比例函数y=判断此函数图象所在的象限,再根据x1<0<x2判断出A(x1,y1)、B(x2,y2)所在的象限即可得到答案.
【解答】解:∵反比例函数y=中的6>0,
∴该双曲线经过第一、三象限,且在每一象限内y随x的增大而减小,
∵点A(x1,y1),B(x2,y2)在反比例函数y=的图象上,且x1<0<x2,
∴点A位于第三象限,点B位于第一象限,
∴y1<y2.
故选:C.
【点评】本题考查的是反比例函数图象上点的坐标特点,熟知反比例函数的性质是解答此题的关键.
7.(3分)匀速地向一个容器内注水,最后把容器注满.在注水过程中,水面高度h随时间t的变化规律如图所示(图中OABC为一折线).这个容器的形状可能是( )
A. B. C. D.
【分析】根据每一段函数图象的倾斜程度,反映了水面上升速度的快慢,再观察容器的粗细,作出判断.
【解答】解:注水量一定,函数图象的走势是稍陡,平缓,陡;那么速度就相应的变化,跟所给容器的粗细有关.则相应的排列顺序就为选项D.
故选:D.
【点评】此题考查函数图象的应用,需注意容器粗细和水面高度变化的关联.
8.(3分)班长邀请A,B,C,D四位同学参加圆桌会议.如图,班长坐在⑤号座位,四位同学随机坐在①②③④四个座位,则A,B两位同学座位相邻的概率是( )
A. B. C. D.
【分析】画树状图展示所有24种等可能的结果数,再找出A,B两位同学座位相邻的结果数,然后根据概率公式求解.
【解答】解:画树状图为:
共有24种等可能的结果数,其中A,B两位同学座位相邻的结果数为12,
故A,B两位同学座位相邻的概率是=.
故选:C.
【点评】本题考查了列表法与树状图法:利用列表法或树状图法展示所有等可能的结果n,再从中选出符合事件A或B的结果数目m,然后利用概率公式求事件A或B的概率.
9.(3分)如图,在四边形材料ABCD中,AD∥BC,∠A=90°,AD=9cm,AB=20cm,BC=24cm.现用此材料截出一个面积最大的圆形模板,则此圆的半径是( )
A.cm B.8cm C.6cm D.10cm
【分析】如图,当AB,BC,CD相切于⊙O于点E,F,G时,⊙O的面积最大.连接OA,OB,OC,OD,OE,OF,OG,过点D作DH⊥BC于点H.利用面积法构建方程求解.
【解答】解:如图,当AB,BC,CD相切于⊙O于点E,F,G时时,⊙O的面积最大.连接OA,OB,OC,OD,OE,OF,OG,过点D作DH⊥BC于点H.
∵AD∥CB,∠BAD=90°,
∴∠ABC=90°,
∵∠DHB=90°,
∴四边形ABHD是矩形,
∴AB=DH=20cm,AD=BH=9cm,
∵BC=14cm,
∴CH=BC﹣BH=24﹣9=15(cm),
∴CD===25(cm),
设OE=OF=OG=rcm,
则有×(9+24)×20=×20×r+×24×r+×25×r+×9×(20﹣r),
∴r=8,
故选:B.
【点评】本题考查切线的性质,直角梯形的性质,勾股定理等知识,解题的关键是理解题意,学会利用面积法构建方程解决问题.
10.(3分)幻方是古老的数学问题,我国古代的《洛书》中记载了最早的幻方——九宫格.将9个数填入幻方的空格中,要求每一横行、每一竖列以及两条对角线上的3个数之和相等,例如图(1)就是一个幻方.图(2)是一个未完成的幻方,则x与y的和是( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【分析】由题意:每一横行、每一竖列以及两条对角线上的3个数之和相等,表示出最中间的数和最右下角的数,列出二元一次方程组,解方程组即可.
【解答】解:∵每一横行、每一竖列以及两条对角线上的3个数之和相等,
∴最左下角的数为:6+20﹣22=4,
∴最中间的数为:x+6﹣4=x+2,或x+6+20﹣22﹣y=x﹣y+4,
最右下角的数为:6+20﹣(x+2)=24﹣x,或x+6﹣y=x﹣y+6,
∴,
解得:,
∴x+y=12,
故选:D.
【点评】本题考查了二元一次方程组的应用,找准等量关系,正确列出二元一次方程组是解题的关键.
二、填空题(共6小题,每小题3分,共18分)下列各题不需要写出解答过程,请将结果直接填写在答题卡指定的位置.
11.(3分)计算的结果是 2 .
【分析】利用二次根式的性质计算即可.
【解答】解:法一、
=|﹣2|
=2;
法二、
=
=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查了二次根式的性质,掌握“=|a|”是解决本题的关键.
12.(3分)某体育用品专卖店在一段时间内销售了20双学生运动鞋,各种尺码运动鞋的销售量如下表.则这20双运动鞋的尺码组成的一组数据的众数是 25 .
尺码/cm
24
24.5
25
25.5
26
销售量/双
1
3
10
4
2
【分析】根据众数的定义求解即可.
【解答】解:由表知,这组数据中25出现次数最多,有10次,
所以这组数据的众数为25,
故答案为:25.
【点评】本题主要考查众数,求一组数据的众数的方法:找出频数最多的那个数据,若几个数据频数都是最多且相同,此时众数就是这多个数据.
13.(3分)计算﹣的结果是 .
【分析】先通分,再加减.
【解答】解:原式=﹣
=
=
=.
故答案为:.
【点评】本题考查了分式的加减,掌握异分母分式的加减法法则,是解决本题的关键.
14.(3分)如图,沿AB方向架桥修路,为加快施工进度,在直线AB上湖的另一边的D处同时施工.取∠ABC=150°,BC=1600m,∠BCD=105°,则C,D两点的距离是 800 m.
【分析】过点C作CE⊥BD,在Rt△BCE中先求出CE,再在Rt△DCE中利用边角间关系求出CD.
【解答】解:过点C作CE⊥BD,垂足为E.
∵∠ABC=150°,
∴∠DBC=30°.
在Rt△BCE中,
∵BC=1600m,
∴CE=BC=800m,∠BCE=60°.
∵∠BCD=105°,
∴∠ECD=45°.
在Rt△DCE中,
∵cos∠ECD=,
∴CD=
=
=800(m).
故答案为:800.
【点评】本题考查了解直角三角形的应用,掌握“直角三角形中30°角所对的边等于斜边的一半”及直角三角形的边角间关系是解决本题的关键.
15.(3分)已知抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数)开口向下,过A(﹣1,0),B(m,0)两点,且1<m<2.下列四个结论:
①b>0;
②若m=,则3a+2c<0;
③若点M(x1,y1),N(x2,y2)在抛物线上,x1<x2,且x1+x2>1,则y1>y2;
④当a≤﹣1时,关于x的一元二次方程ax2+bx+c=1必有两个不相等的实数根.
其中正确的是 ①③④ (填写序号).
【分析】①正确.根据对称轴在y轴的右侧,可得结论;
②错误.3a+2c=0;
③正确.由题意,抛物线的对称轴直线x=a,0<a<0.5,由点M(x1,y1),N(x2,y2)在抛物线上,x1<x2,且x1+x2>1,推出点M到对称轴的距离<点N到对称轴的距离,推出y1>y2;
④正确,证明判别式>0即可.
【解答】解:∵对称轴x=>0,
∴对称轴在y轴右侧,
∴﹣>0,
∵a<0,
∴b>0,
故①正确;
当m=时,对称轴x=﹣=,
∴b=﹣,
当x=﹣1时,a﹣b+c=0,
∴c=0,
∴3a+2c=0,故②错误;
由题意,抛物线的对称轴直线x=a,0<a<0.5,
∵点M(x1,y1),N(x2,y2)在抛物线上,x1<x2,且x1+x2>1,
∴点M到对称轴的距离<点N到对称轴的距离,
∴y1>y2,故③正确;
设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣m),
方程a(x+1)(x﹣m)=1,
整理得,ax2+a(1﹣m)x﹣am﹣1=0,
Δ=[a(1﹣m)]2﹣4a(﹣am﹣1)
=a2(m+1)2+4a,
∵0<m<2,a≤﹣1,
∴Δ>0,
∴关于x的一元二次方程ax2+bx+c=1必有两个不相等的实数根.故④正确,
故答案为:①③④.
【点评】本题考查二次函数的性质,一元二次方程的根的判别式等知识,解题的关键是读懂图象信息,灵活运用所学知识解决问题.
16.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC>BC,分别以△ABC的三边为边向外作三个正方形ABHL,ACDE,BCFG,连接DF.过点C作AB的垂线CJ,垂足为J,分别交DF,LH于点I,K.若CI=5,CJ=4,则四边形AJKL的面积是 80 .
【分析】过点D作DM⊥CI于点M,过点F作FN⊥CI于点N,由正方形的性质可证得△ACJ≌△CDM,△BCJ≌△CFN,可得DM=CJ,FN=CJ,可证得△DMI≌△FNI,由直角三角形斜边上的中线的性质可得DI=FI=CI,由勾股定理可得MI,NI,从而可得CN,可得BJ与AJ,即可求解.
【解答】解:过点D作DM⊥CI,交CI的延长线于点M,过点F作FN⊥CI于点N,
∵△ABC为直角三角形,四边形ACDE,BCFG为正方形,过点C作AB的垂线CJ,CJ=4,
∴AC=CD,∠ACD=90°,∠AJC=∠CMD=90°,∠CAJ+∠ACJ=90°,BC=CF,∠BCF=90°,∠CNF=∠BJC=90°,∠FCN+∠CFN=90°,
∴∠ACJ+∠DCM=90°,∠FCN+∠BCJ=90°,
∴∠CAJ=∠DCM,∠BCJ=∠CFN,
∴△ACJ≌△CDM(AAS),△BCJ≌△CFN(AAS),
∴AJ=CM,DM=CJ=4,BJ=CN,NF=CJ=4,
∴DM=NF,
∴△DMI≌△FNI(AAS),
∴DI=FI,MI=NI,
∵∠DCF=90°,
∴DI=FI=CI=5,
在Rt△DMI中,由勾股定理可得:
MI===3,
∴NI=MI=3,
∴AJ=CM=CI+MI=5+3=8,BJ=CN=CI﹣NI=5﹣3=2,
∴AB=AJ+BJ=8+2=10,
∵四边形ABHL为正方形,
∴AL=AB=10,
∵四边形AJKL为矩形,
∴四边形AJKL的面积为:AL•AJ=10×8=80,
故答案为:80.
【点评】本题考查正方形的性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质等知识点,解题的关键是正确作出辅助线,利用全等三角形的性质进行求解.
三、解答题(共8小题,共72分)下列各题需要在答题卡指定的位置写出文字说明、证明过程、演算步骤或画出图形.
17.(8分)解不等式组请按下列步骤完成解答.
(1)解不等式①,得 x≥﹣3 ;
(2)解不等式②,得 x<1 ;
(3)把不等式①和②的解集在数轴上表示出来;
(4)原不等式组的解集是 ﹣3≤x<1 .
【分析】分别解这两个不等式,把不等式①和②的解集在数轴上表示出来,找到解集的公共部分即可得到原不等式组的解集.
【解答】解:(1)解不等式①,得:x≥﹣3;
(2)解不等式②,得:x<1;
(3)把不等式①和②的解集在数轴上表示出来为:
(4)原不等式组的解集为:﹣3≤x<1.
故答案为:(1)x≥﹣3;
(2)x<1;
(4)﹣3≤x<1.
【点评】本题考查了解一元一次不等式组,在数轴上表示不等式的解集,体现了数形结合的思想,在数轴上找到解集的公共部分是解题的关键.
18.(8分)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=80°.
(1)求∠BAD的度数;
(2)AE平分∠BAD交BC于点E,∠BCD=50°.求证:AE∥DC.
【分析】(1)根据两直线平行,同旁内角互补求出∠BAD;
(2)根据角平分线的定义求出∠DAE,根据平行线的性质求出∠AEB,得到∠AEB=∠BCD,根据平行线的判定定理证明结论.
【解答】(1)解:∵AD∥BC,
∴∠B+∠BAD=180°,
∵∠B=80°,
∴∠BAD=100°;
(2)证明:∵AE平分∠BAD,
∴∠DAE=50°,
∵AD∥BC,
∴∠AEB=∠DAE=50°,
∵∠BCD=50°,
∴∠AEB=∠BCD,
∴AE∥DC.
【点评】本题考查的是平行线的判定和性质、角平分线的定义,掌握平行线的性质是解题的关键.
19.(8分)为庆祝中国共青团成立100周年,某校开展四项活动:A项参观学习,B项团史宣讲,C项经典诵读,D项文学创作,要求每名学生在规定时间内必须且只能参加其中一项活动.该校从全体学生中随机抽取部分学生,调查他们参加活动的意向,将收集的数据整理后,绘制成如下两幅不完整的统计图.
(1)本次调查的样本容量是 80 ,B项活动所在扇形的圆心角的大小是 54° ,条形统计图中C项活动的人数是 20 ;
(2)若该校约有2000名学生,请估计其中意向参加“参观学习”活动的人数.
【分析】(1)根据两幅统计图提供的信息列式计算即可;
(2)根据样本估计总体列式计算即可.
【解答】解:(1)本次调查的样本容量是16÷20%=80,B项活动所在扇形的圆心角的大小是360°×=54°,条形统计图中C项活动的人数是80﹣32﹣12﹣16=20(人),
故答案为:80,54°,20;
(2)2000×=800(人),
答:该校意向参加“参观学习”活动的人数约为800人.
【点评】本题考查了条形统计图,扇形统计图,用样本估计总体,正确地理解题意是解题的关键.
20.(8分)如图,以AB为直径的⊙O经过△ABC的顶点C,AE,BE分别平分∠BAC和∠ABC,AE的延长线交⊙O于点D,连接BD.
(1)判断△BDE的形状,并证明你的结论;
(2)若AB=10,BE=2,求BC的长.
【分析】(1)由角平分线的定义可知,∠BAE=∠CAD=∠CBD,∠ABE=∠EBC,所以∠BED=∠DBE,所以BD=ED,因为AB为直径,所以∠ADB=90°,所以△BDE是等腰直角三角形.
(2)连接OC、CD、OD,OD交BC于点F.因为∠DBC=∠CAD=∠BAD=∠BCD.所以BD=DC.因为OB=OC.所以OD垂直平分BC.由△BDE是等腰直角三角形,BE=2,可得BD=2.因为OB=OD=5.设OF=t,则DF=5﹣t.在Rt△BOF和Rt△BDF中,52﹣t2=(2)2﹣(5﹣t)2,解出t的值即可.
【解答】解:(1)△BDE为等腰直角三角形.理由如下:
∵AE 平分∠BAC,BE 平分∠ABC,
∴∠BAE=∠CAD=∠CBD,∠ABE=∠EBC.
∵∠BED=∠BAE+∠ABE,∠DBE=∠DBC+∠CBE,
∴∠BED=∠DBE.
∴BD=ED.
∵AB为直径,
∴∠ADB=90°
∴△BDE是等腰直角三角形.
另解:计算∠AEB=135°也可以得证.
(2)解:连接OC、CD、OD,OD交BC于点F.
∵∠DBC=∠CAD=∠BAD=∠BCD.
∴BD=DC.
∵OB=OC.
∴OD垂直平分BC.
∵△BDE是等腰直角三角形,BE=2,
∴BD=2.
∵AB=10,
∴OB=OD=5.
设OF=t,则DF=5﹣t.
在Rt△BOF和Rt△BDF中,52﹣t2=(2)2﹣(5﹣t)2,
解得t=3,
∴BF=4.
∴BC=8.
另解:分别延长AC,BD相交于点G.则△MBG为等腰三角形,先计算AG=10,BG=4,AD=4,再根据面积相等求得BC.
【点评】此题是圆的综合题,主要考查了等腰直角三角形的性质,勾股定理等知识,证明△BDE是等腰直角三角形是解题关键.
21.(8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做格点.△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,画图过程用虚线表示.
(1)在图(1)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;
(2)在图(2)中,P是边AB上一点,∠BAC=α.先将AB绕点A逆时针旋转2α,得到线段AH,画出线段AH,再画点Q,使P,Q两点关于直线AC对称.
【分析】(1)构造平行四边形ABCF即可解决问题,CF交格线于点T,连接DT交AC于点G,点G,点F即为所求;
(2)取格点M,N,J,连接MN,BJ交于点H,连接AH,PH,PH交AC于点K,连接BK,延长BK交AH 于点Q,线段AH,点Q即为所求.
【解答】解:(1)如图(1)中,点F,点G即为所求;
(2)如图(2)中,线段AH,点Q即为所求.
【点评】本题考查作图﹣旋转变换,轴对称变换,平行线的性质等知识,解题的关键是学会利用数形结合的思想解决问题,属于中考常考题型.
22.(10分)在一条笔直的滑道上有黑、白两个小球同向运动,黑球在A处开始减速,此时白球在黑球前面70cm处.
小聪测量黑球减速后的运动速度v(单位:cm/s)、运动距离y(单位:cm)随运动时间t(单位:s)变化的数据,整理得下表.
运动时间t/s
0
1
2
3
4
运动速度v/cm/s
10
9.5
9
8.5
8
运动距离y/cm
0
9.75
19
27.75
36
小聪探究发现,黑球的运动速度v与运动时间t之间成一次函数关系,运动距离y与运动时间t之间成二次函数关系.
(1)直接写出v关于t的函数解析式和y关于t的函数解析式(不要求写出自变量的取值范围);
(2)当黑球减速后运动距离为64cm时,求它此时的运动速度;
(3)若白球一直以2cm/s的速度匀速运动,问黑球在运动过程中会不会碰到白球?请说明理由.
【分析】(1)设v=mt+n,代入(0,10),(2,9),利用待定系数法可求出m和n;设y=at2+bt+c,代入(0,0),(2,19),(4,36),利用待定系数法求解即可;
(2)令y=64,代入(1)中关系式,可先求出t,再求出v的值即可;
(3)设黑白两球的距离为wcm,根据题意可知w=70+2t﹣y,化简,再利用二次函数的性质可得出结论.
【解答】解:(1)设v=mt+n,将(0,10),(2,9)代入,得,
解得,,
∴v=﹣t+10;
设y=at2+bt+c,将(0,0),(2,19),(4,36)代入,得,
解得,
∴y=﹣t2+10t.
(2)令y=64,即﹣t2+10t=64,
解得t=8或t=32,
当t=8时,v=6;
当t=32时,v=﹣6(舍);
(3)设黑白两球的距离为wcm,
根据题意可知,w=70+2t﹣y
=t2﹣8t+70
=(t﹣16)2+6,
∵>0,
∴当t=16时,w的最小值为6,
∴黑白两球的最小距离为6cm,大于0,黑球不会碰到白球.
另解1:当w=0时,t2﹣8t+70=0,判定方程无解.
另解2:当黑球的速度减小到2cm/s时,如果黑球没有碰到白球,此后,速度低于白球速度,不会碰到白球.先确定黑球速度为2cm/s时,其运动时间为16s,再判断黑白两球的运动距离之差小于70 cm.
【点评】本题属于函数综合应用,主要考查待定系数法求函数解析式,函数上的坐标特点等知识,(3)关键是弄明白如何判断黑白两球是否碰到.
23.(10分)问题提出
如图(1),在△ABC中,AB=AC,D是AC的中点,延长BC至点E,使DE=DB,延长ED交AB于点F,探究的值.
问题探究
(1)先将问题特殊化.如图(2),当∠BAC=60°时,直接写出的值;
(2)再探究一般情形.如图(1),证明(1)中的结论仍然成立.
问题拓展
如图(3),在△ABC中,AB=AC,D是AC的中点,G是边BC上一点,=(n<2),延长BC至点E,点DE=DG,延长ED交AB于点F.直接写出的值(用含n的式子表示).
【分析】问题探究
(1)取AB的中点G,连接DG,利用等边三角形的性质可得点F为AG的中点,从而得出答案;
(2)取BC的中点H,连接DH,利用ASA证明△DBH≌△DEC,得BH=EC,则,再根据DH∥AB,得△EDH∽△EFB,从而得出答案;
问题拓展
取BC的中点H,连接DH,由(2)同理可证明△DGH≌△DEC,得GH=CE,得,再根据DH∥AB,得△EDH∽△EFB,同理可得答案.
【解答】解:(1)如图,取AB的中点G,连接DG,
∵点D是AC的中点,
∴DG是△ABC的中位线,
∴DG∥BC,
∵AB=AC,∠BAC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∵点D是AC的中点,
∴∠DBC=30°,
∵BD=CD,
∴∠E=∠DBC=30°,
∴DF⊥AB,
∵∠AGD=∠ADG=60°,
∴△ADG是等边三角形,
∴AF=AG,
∵AG=AB,
∴AF=AB,
∴;
(2)取BC的中点H,连接DH,
∵点D为AC的中点,
∴DH∥AB,DH=AB,
∵AB=AC,
∴DH=DC,
∴∠DHC=∠DCH,
∵BD=DE,
∴∠DBH=∠DEC,
∴∠BDH=∠EDC,
∴△DBH≌△DEC(ASA),
∴BH=EC,
∴,
∵DH∥AB,
∴△EDH∽△EFB,
∴,
∴,
∴;
问题拓展
取BC的中点H,连接DH,
由(2)同理可证明△DGH≌△DEC(ASA),
∴GH=CE,
∴HE=CG,
∵=,
∴,
∴,
∴,
∵DH∥BF,
∴△EDH∽△EFB,
∴,
∵DH=AB,
∴,
∴.
【点评】本题是三角形综合题,主要考查了等腰三角形的性质,全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,三角形中位线定理等知识,作辅助线构造三角形全等是解题的关键.
24.(12分)抛物线y=x2﹣2x﹣3交x轴于A,B两点(A在B的左边),C是第一象限抛物线上一点,直线AC交y轴于点P.
(1)直接写出A,B两点的坐标;
(2)如图(1),当OP=OA时,在抛物线上存在点D(异于点B),使B,D两点到AC的距离相等,求出所有满足条件的点D的横坐标;
(3)如图(2),直线BP交抛物线于另一点E,连接CE交y轴于点F,点C的横坐标为m.求的值(用含m的式子表示).
【分析】(1)令y=0,解方程可得结论;
(2)分两种情形:①若点D在AC的下方时,过点B作AC的平行线与抛物线交点即为D1.②若点D在AC的上方时,点D1关于点P的对称点G((0,5),过点G作AC的平行线l交抛物线于点D2,D3,D2,D3符合条件.构建方程组分别求解即可;
(3)设E点的横坐标为n,过点P的直线的解析式为y=kx+b,由,可得x2﹣(2+k)x﹣3﹣b=0,设x1,x2是方程x2﹣(2+k)x﹣3﹣b=0的两根,则x1x2=﹣3﹣b,推出xA•xC=xB•xE=﹣3﹣b可得n=﹣1﹣,设直线CE的解析式为y=px+q,同法可得mn=﹣3﹣q推出q=﹣mn﹣3,推出q=﹣(3+b)(﹣1﹣)﹣3=b2+2b,推出OF=b2+b,可得结论.
【解答】解:(1)令y=0,得x2﹣2x﹣3=0,
解得x=3或﹣1,
∴A(﹣1,0),B(3,0);
(2)∵OP=OA=1,
∴P(0,1),
∴直线AC的解析式为y=x+1.
①若点D在AC的下方时,
过点B作AC的平行线与抛物线交点即为D1.
∵B(3,0),BD1∥AC,
∴直线BD1的解析式为y=x﹣3,
由,解得或,
∴D1(0,﹣3),
∴D1的横坐标为0.
②若点D在AC的上方时,点D1关于点P的对称点G((0,5),
过点G作AC的平行线l交抛物线于点D2,D3,D2,D3符合条件.
直线l的解析式为y=x+5,
由,可得x2﹣3x﹣8=0,
解得x=或,
∴D2,D3的横坐标为,,
综上所述,满足条件的点D的横坐标为0,,.
(3)设E点的横坐标为n,过点P的直线的解析式为y=kx+b,
由,可得x2﹣(2+k)x﹣3﹣b=0,
设x1,x2是方程x2﹣(2+k)x﹣3﹣b=0的两根,则x1x2=﹣3﹣b,
∴xA•xC=xB•xE=﹣3﹣b
∵xA=﹣1,
∴xC=3+b,
∴m=3+b,
∵xB=3,
∴xE=﹣1﹣,
∴n=﹣1﹣,
设直线CE的解析式为y=px+q,
同法可得mn=﹣3﹣q
∴q=﹣mn﹣3,
∴q=﹣(3+b)(﹣1﹣)﹣3=b2+2b,
∴OF=b2+b,
∴=b+1=(m﹣3)+1=m.
【点评】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,一次函数的性质,一元二次方程的根与系数的格线等知识,解题的关键是学会构建一次函数,构建方程组确定交点坐标,学会利用参数解决问题,属于中考压轴题.
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