专题24.4 垂直于弦的直径（专项练习）-2021-2022学年九年级数学上册基础知识专项讲练（人教版）

这是一份专题24.4 垂直于弦的直径（专项练习）-2021-2022学年九年级数学上册基础知识专项讲练（人教版），共45页。试卷主要包含了利用垂径定理求值，利用垂径定理求平行弦，利用垂径定理求小圆问题，利用垂径定理求其他问题，垂径定理的推论，利用垂径定理的实际应用等内容，欢迎下载使用。
专题24.4 垂直于弦的直径（专项练习）
一、 单选题
知识点一、利用垂径定理求值
1．如图：AB是⊙O的直径，弦CD⊥AB于E，若AB＝20，CD＝16，则线段BE的长为（ ）

A．4 B．6 C．8 D．10
2．AB为⊙O的直径，弦CD⊥AB于点E，已知CD=16，OE=6，则⊙O的直径为（　　）

A．8 B．10 C．16 D．20
3．如图，在半径为的⊙O中，弦AB，CD互相垂直，垂足为点P．若AB=CD=8，则OP的长为（ ）

A． B．
C．4 D．2
4．如图，在中，直径，垂足为M．若，则的半径为（ ）

A．0.2 B．2.6 C．2.4 D．4
知识点二、利用垂径定理求平行弦
5．⊙O的半径是13，弦AB∥CD，AB＝24，CD＝10，则AB与CD的距离是（　　）
A．7 B．17 C．7或17 D．34
6．如图，A，B，C，D是⊙O上的四个点，AD∥BC,那么弧AB与弧CD的数量关系是（ )

A．弧AB =弧CD B．弧AB＞弧CD C．弧AB＜弧CD D．无法确定
7．AB和CD是⊙O的两条平行弦，AB＝6，CD＝8，⊙O的半径为5，则AB与CD间的距离为（　　）
A．1或7 B．7 C．1 D．3或4
8．的半径为，弦，，，则、间的距离是：（ ）
A． B． C．或 D．以上都不对
知识点三、利用垂径定理求小圆问题
9．已知△ABC的边BC= ，且△ABC内接于半径为2的⊙O，则∠A的度数是（    ）
A．60°  B．120° C．60°或120°  D．90°
10．如图，在以O为圆心的两个同心圆中，大圆的弦AB与小圆相切于C点，AB=12cm，AO=8cm，则OC长为（ ）cm

A．5 B．4 C． D．
11．将一盛有不足半杯水的圆柱形玻璃水杯拧紧杯盖后放倒，水平放置在桌面上，水杯的底面如图所示，已知水杯内径（图中小圆的直径）是8cm，水的最大深度是2cm，则杯底有水面AB的宽度是（　　）cm.

A．6 B． C． D．
知识点四、利用垂径定理求其他问题
12．如图，已知的半径为5，弦，则上到弦所在直线的距离为2的点有（ ）

A．4个 B．3个 C．2个 D．1个
13．如图，已知的直径弦于点则下列结论不一定成立的是（ ）

A． B． C． D．
14．如图，⊙O的半径为5，弦AB=8，P是弦AB上的一个动点（不与A，B重合），下列符合条件的OP的值是（　　）

A．6.5 B．5.5 C．3.5 D．2.5
15．如图，已知⊙O的半径为4，M是⊙O内一点，且OM＝2，则过点M的所有弦中，弦长是整数的共有（　　）

A．1条 B．2条 C．3条 D．4条
知识点五、垂径定理的推论
16．已知点在上．则下列命题为真命题的是（ ）
A．若半径平分弦．则四边形是平行四边形
B．若四边形是平行四边形．则
C．若．则弦平分半径
D．若弦平分半径．则半径平分弦
17．下列语句，错误的是（　　）
A．直径是弦 B．相等的圆心角所对的弧相等
C．弦的垂直平分线一定经过圆心 D．平分弧的半径垂直于弧所对的弦
18．如图，在中，是直径，是弦，，垂足为，则下列说法中正确的是（ ）

A． B．点是劣弧的中点 C． D．是弧中点
19．下列语句中不正确的有（ ）
①相等的圆心角所对的弧相等； ②平分弦的直径垂直于弦； ③圆是轴对称图形，任何一条直径都是它的对称轴 ； ④长度相等的两条弧是等弧
A．3个 B．2个 C．1个 D．4个
知识点六、利用垂径定理的实际应用
20．往直径为的圆柱形容器内装入一些水以后，截面如图所示，若水面宽，则水的最大深度为（ ）

A． B． C． D．
21．如图，是的内接三角形，，是直径，，则的长为（ ）


A．4 B． C． D．
22．如图，是的弦，交于点，点是上一点，，则的度数为（ ）．

A．30° B．40° C．50° D．60°
23．如图，将半径为的圆折叠后，圆弧恰好经过圆心，则折痕的长为（ ）

A．4cm B．2cm C．cm D．cm


二、 填空题
知识点一、利用垂径定理求值
24．如图，一条公路的转弯处是一段圆弧（），点O是这段弧所在圆的圆心，，点C是的中点，点D是的中点，且，则这段弯路所在圆的半径为________m．

25．如图，半径为5的与y轴交于点，点P的坐标为______．

26．如图，是的直径，弦于点E，若，，则的长为______．

27．如图，交轴与两点，交轴于点，弦于点的纵坐标为2，，．则圆心的坐标为____．
知识点二、利用垂径定理求平行弦


28．已知圆心到圆的两条平行弦的距离分别是2和3，则两条平行弦之间的距离为_____．
29．已知的半径为，弦，且，则弦和之间的距离为_______．
30．已知⊙O的直径为20， AB， CD分别是⊙O的两条弦，且AB//CD，AB=16，CD=10，则AB，CD之间的距离是_____．
31．已知圆的两条平行弦分别长6dm和8dm，若这圆的半径是5dm，则两条平行弦之间的距离为_____．
知识点三、利用垂径定理求其他问题
32．如图，是圆的弦，，垂足为点，将劣弧沿弦折叠交于的中点，若，则圆的半径为_____．

33．如图，在每个小正方形的边长为1的网格中，的顶点A在格点上，B是小正方形边的中点，，，经过点A，B的圆的圆心在边AC上．

（Ⅰ）线段AB的长等于_______________；
（Ⅱ）请用无刻度的直尺，在如图所示的网格中，画出一个点P，使其满足，并简要说明点P的位置是如何找到的（不要求证明）_____．
34．如图，、是半径为5的的两条弦，，，是直 径，于点，于点，为上的任意一点，则的最小值为____.

35．如图，直角坐标系中一条圆弧经过网格点A，B，C，其中B点坐标为(4，4)，则该圆弧所在圆的圆心坐标为________．

知识点四、垂径定理的推论
36．如图，点A、B在半径为3的⊙O上，以OA、AB为邻边作平行四边形OCBA，作点B关于OA的对称点D，连接CD，则CD的最大值为________.

37．如图，是的弦，是的中点，连接并延长交于点．若，则的半径是_________．

38．如图AB是⊙O的直径，∠BAC=42°，点D是弦AC的中点，则∠DOC的度数是______度．

39． 若⊙的一条弦长为24，弦心距为5，则⊙的直径长为__________．
知识点六、利用垂径定理的实际应用
40．如图，一下水管道横截面为圆形，直径为100cm，下雨前水面宽为60cm，一场大雨过后，水面宽为80cm，则水位上升______cm．

41．如图，量角器的0度刻度线为，将一矩形直尺与量角器部分重叠，使直尺一边与量角器相切于点，直尺另一边交量角器于点，，量得，点在量角器上的读数为，则该直尺的宽度为____________．

42．《九章算术》作为古代中国乃至东方的第一部自成体系的数学专著，与古希腊的《几何原本》并称现代数学的两大源泉．在《九章算术》中记载有一问题“今有圆材埋在壁中，不知大小．以锯锯之，深一寸，锯道长一尺，问径几何？”小辉同学根据原文题意，画出圆材截面图如图所示，已知：锯口深为1寸，锯道尺（1尺＝10寸），则该圆材的直径为______寸．

43．《九章算术》是我国古代数学成就的杰出代表作，其中《方田》章计算弧田面积所用的经验公式是：弧田面积（弦×矢+矢2）．孤田是由圆弧和其所对的弦围成（如图中的阴影部分），公式中“弦”指圆弧所对弦长，“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差，运用垂径定理（当半径⊥弦时，平分）可以求解．现已知弦米，半径等于5米的弧田，按照上述公式计算出弧田的面积为_____平方米．


三、 解答题
知识点一、利用垂径定理求值
44．如图，是的直径，E为上一点，于点F，连接，，于点D．若，求线段长．




知识点二、利用垂径定理求平行弦
45．如图，已知⊙O的半径长为R=5，弦AB 与弦CD平行，它们之间距离为5，AB=6，求弦CD的长．




知识点三、利用垂径定理求小圆问题
46．已知在以点O为圆心的两个同心圆中，大圆的弦AB交小圆于点C，D（如图）．
（1）求证：AC=BD；
（2）若大圆的半径R=10，小圆的半径r=8，且圆O到直线AB的距离为6，求AC的长．






知识点五、垂径定理的推论
47．如图所示，BC是半圆O的直径，AD⊥BC，垂足为D，弧长等于弧长，BF与AD，AO分别交于点E，G.求证：
(1)∠DAO＝∠FBC；
（2）AE=BE.




知识点六、利用垂径定理的实际应用
48．好山好水好江山，石拱桥在江山处处可见，小明要帮忙船夫计算一艘货船是否能够安全通过一座圆弧形的拱桥，现测得桥下水面宽度16m时，拱顶高出水平 面4m，货船宽12m，船舱顶部为矩形并高出水面3m。
（1）请你帮助小明求此圆弧形拱桥的半径；
（2）小明在解决这个问题时遇到困难，请你判断一下，此货船能顺利通过这座拱桥吗？说说你的理由.


参考答案
1．A
【分析】连接OC，求出OC，CE，根据勾股定理求出OE，即可求出答案．
解：连接OC，
∵AB＝20，
∴OC＝OA＝OB＝10，
∵AB⊥CD，AB过O，
∴CE＝DE＝CD＝8，
在Rt△OCE中，由勾股定理得：OE＝＝6，
∴BE＝10﹣6＝4．
故选：A．

【点拨】本题主要考查了垂径定理，熟练利用垂径定理是解题的关键．垂径定理：垂直于弦的直径平分弦，并且平分弦所对的两条弧．
2．D
【分析】连接OC，由垂径定理可知，点E为CD的中点，且OE⊥CD，在Rt△OEC中，根据勾股定理，即可得出OC，从而得出直径．
【详解】

连接OC，∵AB为⊙O的直径，弦CD⊥AB于点E
∴CE=CD=8，
∵OE=6．
在Rt△OEC中，由勾股定理得：
OC2=OE2+EC2，即OC2=62+82
解得：OC=10
∴直径AB=2OC=20．
故选D．
【点拨】本题考查垂径定理，勾股定理．熟练掌握定理是解答关键.
3．B
【分析】作OM⊥AB于M，ON⊥CD于N，连接OA，OC，根据垂径定理得出BM=AM=4，DN=CN=4，根据勾股定理求出OM和ON，证明四边形OMPN是正方形，即可解决问题．
解：如图，作OM⊥AB于M，ON⊥CD于N，连接OA，OC．

∴AM=BM=4，CN=DN=4，
∵OA=OC=2，
∴OM=，
ON=，
∴OM=ON，
∵AB⊥CD，
∴∠OMP=∠ONP=∠MPN=90°，
∴四边形OMPN是矩形，
∵OM=ON，
∴四边形OMPN是正方形，
∴OP=OM=2，
故选：B．
【点拨】本题考查了垂径定理，勾股定理，正方形的判定和性质等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造特殊四边形解决问题，属于中考常考题型．
4．B
【分析】连接OC，设⊙O的半径为R，则OC=R，OM=5-R，根据垂径定理求出CM，根据勾股定理得出方程，求出即可．
解：连接OC，设⊙O的半径为R，则OC=R，OM=5-R，
∵直径EF⊥CD，垂足为M，CD=2，
∴CM=DM=1，
在Rt△OMC中，由勾股定理得：OC2=OM2+CM2，
R2=（5-R）2+1²，
解得R=2.6．
故选：B．

【点拨】本题考查了勾股定理，垂径定理的应用，用了方程思想，题目比较典型，难度适中．
5．C
【分析】先作出图象根据勾股定理分别求出弦AB,CD的弦心距OE,OF,再根据两弦在圆心同侧和在圆心异侧两种情况讨论.
【详解】
解：如图,
设E、F为AB、CD的中点，
AE=AB=24=12,
CF=CD=10=5,
OE===5,
OF===12,
①当两弦在圆心同侧时,距离=OF-OE=12-5=7;
②当两弦在圆心异侧时,距离=OE+OF=12+5=17.
所以距离为7或17.
故选C.
【点拨】本题主要考查勾股定理及垂径定理的应用.
6．A
【解析】
因为在同圆中,平行弦所夹弧是等弧.故选A.
点拨:本题主要考查圆中平行弦所夹弧,解决本题的关键是要熟练掌握平行弦定理.
7．A
【分析】分两种情况：①当AB、CD在圆心两侧时；②当AB、CD在圆心同侧时；利用垂径定理及勾股定理求出答案.
【详解】
解：①当AB、CD在圆心两侧时；
过O作OE⊥CD交CD于E点，过O作OF⊥AB交AB于F点，连接OA、OC，如图所示：
∵半径r＝5，弦AB∥CD，且AB＝6，CD＝8，
∴OA＝OC＝5，CE＝DE＝4，AF＝FB＝3，E、F、O在一条直线上，
∴EF为AB、CD之间的距离
在Rt△OEC中，由勾股定理可得：
OE2＝OC2﹣CE2
∴OE3，
在Rt△OFA中，由勾股定理可得：
OF2＝OA2﹣AF2
∴OF4，
∴EF＝OE+OF＝3+4＝7，
AB与CD的距离为7；
②当AB、CD在圆心同侧时；
同①可得：OE＝3，OF＝4；
则AB与CD的距离为：OF﹣OE＝1；
综上所述：AB与CD间的距离为1或7．
故选：A.

【点拨】此题考查圆的垂径定理、直角三角形的勾股定理，解题中注意运用分类讨论的思想避免漏解.
8．C
【分析】先根据勾股定理求出OE=6，OF=8，再分AB、CD在点O的同侧时，AB、CD在点O的两侧时两种情况分别计算求出EF即可.
【详解】
如图，过点O作OF⊥CD于F，交AB于点E，
∵，
∴OE⊥AB，
在Rt△AOE中，OA=10，AE=AB=8，∴OE=6，
在Rt△COF中，OC=10，CF=CD=6，∴OF=8，
当AB、CD在点O的同侧时，、间的距离EF=OF-OE=8-6=2；
当AB、CD在点O的两侧时，AB、CD间的距离EF=OE+OF=6+8=14，
故选：C.

【点拨】此题考查了圆的垂径定理，勾股定理，在圆中通常利用垂径定理和勾股定理求半径、弦的一半、弦心距三者中的一个量.
9．C
【分析】连接OB，OC，作OD⊥BC，利用垂径定理和特殊角的三角函数可求得∠BOD=60°，从而求得答案.注意弦所对的圆周角有锐角和钝角两种情况.
【详解】
①当△ABC时锐角三角形时，

连接OB，OC，过点O作OD⊥BC于点D，
∴ ，
∵OB=2
∴
∴∠BOD=60°
∴∠BOC=2∠BOD=2×60°=120°，
∵=，
∴；
②当△ABC时钝角三角形时，如图，

由①可知∠E=60°，
∵四边形ABEC是圆内接四边形，
∴∠E+∠A=180°，
∴∠A=180°-60°=120°.
故∠A的度数为60°或120°.
故答案为：C
【点拨】本题考查了垂径定理、圆周角定理和解直角三角形．正确作出辅助线是解题的关键.
10．D
【详解】
试题分析：O为圆心的两个同心圆的圆心，大圆的弦AB与小圆相切于C点，那么C点是AB的中点，即AC=BC==6；并且OC⊥AB，在中，由勾股定理得，所以；AO=8cm，所以，所以OC=
考点：弦心距，勾股定理
【点拨】本题考查弦心距，勾股定理，解答本题要求考生掌握弦心距的概念和性质，熟悉勾股定理的内容
11．C
【分析】作OD⊥AB于C，交小圆于D，可得CD=2，AC=BC，由AO、BO为半径，则OA=OD=4；然后运用勾股定理即可求得AC的长，即可求得AB的长.
【详解】
解：作OD⊥AB于C，交小圆于D，则CD=2，AC=BC，

∵OA=OD=4，CD=2，
∴OC=2，
∴AC=，
∴AB=2AC=.
故答案为C.
【点拨】本题考查的是垂径定理的应用及勾股定理，作出辅助线、构造出直角三角形是解答本题的关键.
12．B
【分析】作圆的直径CE⊥AB于点D，连接OA，根据勾股定理求出OE的长，求得C、E到弦AB所在的直线距离，与2比较大小，即可判断．
【详解】
解：作圆的直径CE⊥AB于点D，连接OA，
∵AB=8，
∴AD=4．
∵OA=5，
∴OD==3，
∴CD=OC-3=5-3=2，即C到弦AB所在的直线距离为2，
∴在劣弧AB上，到弦AB所在的直线距离为2的点只有C点；
∵DE=5+3=8＞2，
∴在优弧AEB上到弦AB所在的直线距离为2的点有2个，即圆上到弦AB所在的直线距离为2的点有3个．
故选：B．

【点拨】本题考查了垂径定理，转化为C、E到弦AB所在的直线距离，与2比较大小是关键．
13．B
【分析】根据垂径定理得出，由此可判断A，再根据全等三角形的判定方法“AAS”即可证明，进而可判断C、D，而AE与OE不一定相等，由此可判断B．
【详解】
∵的直径于点，
∴，故A选项结论成立；
在和中，
，
∴，故D选项结论正确；
∴，故C选项结论正确；
而AE与OE不一定相等，故B选项结论不成立；
故选：B．
【点拨】本题考查了垂径定理的应用，注意：垂直于弦的直径平分这条弦，并且平分弦所对的两条弧．
14．C
【分析】连接OB，作OM⊥AB与M．根据垂径定理和勾股定理，求出OP的取值范围即可判断．
【详解】
解：连接OB，作OM⊥AB与M．

∵OM⊥AB，
∴AM=BM=AB=4，
在直角△OBM中，∵OB=5，BM=4，
∴．
∴，
故选：C．
【点拨】本题考查了垂径定理、勾股定理，常把半弦长，半圆心角，圆心到弦距离转换到同一直角三角形中，然后通过直角三角形予以求解．
15．C
【分析】过点M作AB⊥OM交⊙O于点A、B，根据勾股定理求出AM，根据垂径定理求出AB，进而得到答案．
【详解】
解：过点M作AB⊥OM交⊙O于点A、B，连接OA，

则AM＝BM＝AB，
在Rt△AOM中，AM＝＝＝，
∴AB＝2AM＝，
则≤过点M的所有弦≤8，
则弦长是整数的共有长度为7的两条，长度为8的一条，共三条，
故选：C．
【点拨】本题考查了垂径定理，勾股定理，掌握垂直于选的直径平分这条弦，并平分弦所对的两条弧是解题关键．
16．B
【分析】根据圆的有关性质、垂径定理及其推论、特殊平行四边形的判定与性质依次对各项判断即可．
【详解】
A．∵半径平分弦，
∴OB⊥AC，AB=BC，不能判断四边形OABC是平行四边形，
假命题；
B．∵四边形是平行四边形,且OA=OC,
∴四边形是菱形，
∴OA=AB=OB，OA∥BC，
∴△OAB是等边三角形，
∴∠OAB=60º,
∴∠ABC=120º,
真命题；
C．∵，
∴∠AOC=120º，不能判断出弦平分半径，
假命题；
D．只有当弦垂直平分半径时，半径平分弦，所以是
假命题，
故选：B．
【点拨】本题主要考查命题与证明，涉及垂径定理及其推论、菱形的判定与性质、等边三角形的判定与性质等知识，解答的关键是会利用所学的知识进行推理证明命题的真假．
17．B
【分析】将每一句话进行分析和处理即可得出本题答案.
【详解】
A.直径是弦，正确.
B.∵在同圆或等圆中，相等的圆心角所对的弧相等,
∴相等的圆心角所对的弧相等，错误.
C.弦的垂直平分线一定经过圆心，正确.
D.平分弧的半径垂直于弧所对的弦，正确.
故答案选：B.
【点拨】本题考查了圆中弦、圆心角、弧度之间的关系，熟练掌握该知识点是本题解题的关键.
18．B
【解析】
【分析】根据弦的定义及垂径定理解答即可.
【详解】
A. ∵AD