试卷答案
寻你做寻,想你所想

2023年山东省枣庄市滕州市中考数学一模试卷(含解析)

2023年山东省枣庄市滕州市中考数学一模试卷
一、选择题:本大题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是正确的,请把正确的选项选出来.每小题选对得3分,选错、不选或选出的答案超过一个均计零分.
1.下列各数是负数的是(  )
A.(﹣1)2 B.|﹣3| C.﹣(﹣5) D.
2.下列计算正确的是(  )
A.2a+3b=5ab B.(a+b)2=a2+b2
C.a2×a=a3 D.(a2)3=a5
3.据报道:芯片被誉为现代工业的掌上明珠,芯片制造的核心是光刻技术,我国的光刻技术水平已突破到28nm.已知1nm=10﹣9m,则28nm用科学记数法表示是(  )
A.28×10﹣9m B.2.8×10﹣9m C.2.8×10﹣8m D.2.8×10﹣10m
4.如图,将木条a,b与c钉在一起,∠1=85°,∠2=45°,要使木条a与b平行,木条a按箭头方向旋转的度数至少是(  )
A.15° B.25° C.35° D.40°
5.如图,以点O为位似中心,作四边形ABCD的位似图形A′B′C′D′,已知=,若四边形ABCD的面积是2,则四边形A′B′C′D′的面积是(  )
A.4 B.6 C.16 D.18
6.华为某型号手机经过2次降价后的价格是2次降价前价格的,则每次降价的百分比是(  )
A.10% B.15% C.20% D.25%
7.有三张反面无差别的卡片,其正面分别印有国际数学家大会的会标,现将三张卡片正面朝下放置,混合均匀后从中随机抽取两张,则抽到的卡片正面图案都是中心对称图形的概率为(  )
A. B. C. D.
8.工人师傅为检测该厂生产的一种铁球的大小是否符合要求,设计了一个如图(1)所示的工件槽,其两个底角均为90°,将形状规则的铁球放入槽内时,若同时具有图(1)所示的A、B、E三个接触点,该球的大小就符合要求.图(2)是过球心及A、B、E三点的截面示意图,已知⊙O的直径就是铁球的直径,AB是⊙O的弦,CD切⊙O于点E,AC⊥CD、BD⊥CD,若CD=16cm,AC=BD=4cm,则这种铁球的直径为(  )
A.10cm B.15cm C.20cm D.24cm
9.如图,点A是反比例函数y=(x>0)图象上一点,△ABC的顶点B在x轴上,点C在y轴上,∠BAC=90°,AB=AC,AB与y轴相交于点D,且AD=BD,若△ABC的面积为5,则k=(  )
A.﹣2 B.5 C.2 D.4
10.如图是二次函数y=ax2+bx+c图象的一部分,图象过点A(﹣3,0),对称轴为直线x=﹣1,①b2﹣4ac>0②4a+c<0③当﹣3≤x≤1时,y≥0④若,为函数图象上的两点,则y1>y2,以上结论中正确的有(  )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二、填空题:本大题共6小题,满分18分,请将答案填在答题卡的相应位置上.
11.若x,y满足方程组,则x+y=   .
12.若(a﹣3)2+=0,则以a、b为边长的等腰三角形的周长为    .
13.如图,两个全等的矩形纸片重叠在一起,矩形的长和宽分别是8和6,则重叠部分的四边形周长是    .
14.在20世纪70年代,我国著名数学家华罗庚教授将黄金分割法作为一种“优选法”,在全国大规模推广,取得了很大成果.如图,利用黄金分割法,所作EF将矩形窗框ABCD分为上下两部分,其中E为边AB的黄金分割点,即BE2=AE AB.已知AB为2米,则线段BE的长为    米.
15.如图,在△ABC中,∠A=80°,半径为3cm的⊙O是△ABC的内切圆,连接OB、OC,则图中阴影部分的面积是    cm2.(结果用含π的式子表示)
16.“勾股树”是以正方形一边为斜边向外作直角三角形,再以该直角三角形的两直角边分别向外作正方形,重复这一过程所画出来的图形,因为重复数次后的形状好似一棵树而得名.假设如图分别是第一代勾股树、第二代勾股树、第三代勾股树,按照勾股树的作图原理作图,则第六代勾股树中正方形的个数为    .
三、解答题:本大题共8小题,满分72分.解答时,要写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
17.计算:
(1)化简:;
(2)解不等式组:,并写出它的最大整数解.
18.2022年3月23日,“天宫课堂”第二课开讲.“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年又一次带来了精彩的太空科普课.为了激发学生的航天兴趣,某校举行了太空科普知识竞赛,竞赛结束后随机抽取了部分学生成绩进行统计,按成绩分为如下5组(满分100分),其中A组:75≤x<80,B组:80≤x<85,C组:85≤x<90,D组:90≤x<95,E组:95≤x<100,并绘制了如下不完整的统计图.
(1)本次调查一共随机抽取了    名学生的成绩,频数分布直方图中m=   ,扇形统计图中A组占    %;
(2)补全学生成绩频数分布直方图;
(3)若将竞赛成绩在90分及以上的记为优秀,求优秀学生所在扇形对应圆心角的度数.
19.如图,在等边三角形ABC中,点M为AB边上任意一点,延长BC至点N,使CN=AM,连接MN交AC于点P,MH⊥AC于点H.
(1)求证:MP=NP;
(2)若AB=a,求线段PH的长(结果用含a的代数式表示).
20.请根据对话和聪聪的做法,解决问题
聪聪的做法是:
第一步:在教学楼前5米的M点处测得大楼顶端的仰角为75°;
第二步:在图书馆D处测得教学楼顶端的仰角为30°,(B、M、D三点共线,A、B、M、D、C在同一竖直的平面内,测倾仪的高度忽略不计);
第三步:计算出教学楼与图书馆之间BD的距离.
请你根据聪聪的做法,计算出教学楼与图书馆之间BD的距离?(结果精确到1米).
(参考数据:sin75°≈0.97,cos75°≈0.26,tan75°≈3.73,≈1.41,≈1.73)
21.如图,已知菱形ABCD,点E是BC上的点,连接DE,将△CDE沿DE翻折,点C恰好落在AB边上的F点上,连接DF,延长FE,交DC延长线于点G.
(1)求证:△DFG∽△FAD;
(2)若菱形ABCD的边长为5,AF=3,求BE的长.
22.电灭蚊器的电阻y(kΩ)随温度x(℃)变化的大致图象如图所示,通电后温度由室温10℃上升到30℃时,电阻与温度成反比例函数关系,且在温度达到30℃时,电阻下降到最小值,随后电阻随温度升高而增加,温度每上升1℃,电阻增加.
(1)当10≤x≤30时,求y与x之间的关系式;
(2)电灭蚊器在使用过程中,温度x在什么范围内时,电阻不超过5kΩ?
23.如图,AB为⊙O的直径,D、E是⊙O上的两点,延长AB至点C,连接CD,∠BDC=∠BAD.
(1)求证:CD是⊙O的切线.
(2)若tan∠BED=,AC=9,求⊙O的半径.
24.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)与x轴交于A(﹣2,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,且OC=2OA.
(1)试求抛物线的解析式;
(2)直线y=kx+1(k>0)与y轴交于点D,与抛物线在第一象限交于点P,与直线BC交于点M,记,试求m的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,m取最大值时,是否存在x轴上的点Q及坐标平面内的点N,使得P,D,Q,N四点组成的四边形是矩形?若存在,请直接写出所有满足条件的Q点和N点的坐标;若不存在,请说明理由.
参考答案
一、选择题:本大题共10小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是正确的,请把正确的选项选出来.每小题选对得3分,选错、不选或选出的答案超过一个均计零分.
1.下列各数是负数的是(  )
A.(﹣1)2 B.|﹣3| C.﹣(﹣5) D.
【分析】先化简各式,然后根据负数小于0,逐一判断即可解答.
解:A、(﹣1)2=1,故A不符合题意;
B、|﹣3|=3,故B不符合题意;
C、﹣(﹣5)=5,故C不符合题意;
D、=﹣2,故D符合题意;
故选:D.
【点评】本题考查了实数,准确熟练地化简各式是解题的关键.
2.下列计算正确的是(  )
A.2a+3b=5ab B.(a+b)2=a2+b2
C.a2×a=a3 D.(a2)3=a5
【分析】根据合并同类项法则,完全平方公式,同底数幂的乘法法则以及幂的乘方运算法则即可求出答案.
解:A.2a与3b不是同类项,所以不能合并,故A不符合题意
B.(a+b)2=a2+2ab+b2,故B不符合题意
C.a2×a=a3,故C符合题意
D.(a2 )3=a6,故D不符合题意.
故选:C.
【点评】本题考查合并同类项,同底数幂的乘法,幂的乘方,完全平方公式,熟练掌握相关运算法则及公式,本题属于基础题型.
3.据报道:芯片被誉为现代工业的掌上明珠,芯片制造的核心是光刻技术,我国的光刻技术水平已突破到28nm.已知1nm=10﹣9m,则28nm用科学记数法表示是(  )
A.28×10﹣9m B.2.8×10﹣9m C.2.8×10﹣8m D.2.8×10﹣10m
【分析】科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值≥10时,n是正整数;当原数的绝对值<1时,n是负整数.
解:因为1nm=10﹣9m,
所以28nm=28×10﹣9m=2.8×10﹣8m.
故选:C.
【点评】此题考查科学记数法的表示方法.科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数,表示时关键要确定a的值以及n的值.
4.如图,将木条a,b与c钉在一起,∠1=85°,∠2=45°,要使木条a与b平行,木条a按箭头方向旋转的度数至少是(  )
A.15° B.25° C.35° D.40°
【分析】根据同位角相等两直线平行,求出旋转后∠2的同位角的度数,然后用∠1减去即可得到木条a旋转的度数.
解:如图:
∵∠AOC=∠2=45°时,OA∥b,即a∥b,
∴要使木条a与b平行,木条a旋转的度数至少是85°﹣45°=40°.
故选:D.
【点评】本题考查了旋转的性质,平行线的判定,根据同位角相等两直线平行求出旋转后∠2的同位角的度数是解题的关键.
5.如图,以点O为位似中心,作四边形ABCD的位似图形A′B′C′D′,已知=,若四边形ABCD的面积是2,则四边形A′B′C′D′的面积是(  )
A.4 B.6 C.16 D.18
【分析】直接利用位似图形的性质得出面积比进而得出答案.
解:∵以点O为位似中心,作四边形ABCD的位似图形A′B′C′D′,=,
∴==,
则四边形A′B′C′D′面积为:18.
故选:D.
【点评】此题主要考查了位似变换,正确得出面积比是解题关键.
6.华为某型号手机经过2次降价后的价格是2次降价前价格的,则每次降价的百分比是(  )
A.10% B.15% C.20% D.25%
【分析】设每次降价的百分比是x,利用经过两次降价后的价格=原价×(1﹣每次降价的百分比)2,即可得出关于x的一元二次方程,解之取其符合题意的值即可得出结论.
解:设每次降价的百分比是x,
依题意得:(1﹣x)2=,
解得:x1=0.2=20%,x2=1.8(不合题意,舍去).
故选:C.
【点评】本题考查了一元二次方程的应用,找准等量关系,正确列出一元二次方程是解题的关键.
7.有三张反面无差别的卡片,其正面分别印有国际数学家大会的会标,现将三张卡片正面朝下放置,混合均匀后从中随机抽取两张,则抽到的卡片正面图案都是中心对称图形的概率为(  )
A. B. C. D.
【分析】画树状图,共有6种等可能的结果,其中抽到的卡片正面图案都是中心对称图形的结果有2种,再由概率公式求解即可.
解:把三张卡片从左到右分别记为A、B、C、其中A是轴对称图形B、C是中心对称图形,
画树状图如下:
共有6种等可能的结果,其中抽到的卡片正面图案都是中心对称图形的结果有2种,
∴抽到的卡片正面图案都是中心对称图形的概率为=,
故选:B.
【点评】此题考查的是用树状图法求概率.树状图法可以不重复不遗漏的列出所有可能的结果,适合两步或两步以上完成的事件;解题时要注意此题是放回试验还是不放回试验.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
8.工人师傅为检测该厂生产的一种铁球的大小是否符合要求,设计了一个如图(1)所示的工件槽,其两个底角均为90°,将形状规则的铁球放入槽内时,若同时具有图(1)所示的A、B、E三个接触点,该球的大小就符合要求.图(2)是过球心及A、B、E三点的截面示意图,已知⊙O的直径就是铁球的直径,AB是⊙O的弦,CD切⊙O于点E,AC⊥CD、BD⊥CD,若CD=16cm,AC=BD=4cm,则这种铁球的直径为(  )
A.10cm B.15cm C.20cm D.24cm
【分析】连接OE,交AB于点F,连接OA,∵AC⊥CD、BD⊥CD,由矩形的判断方法得出四边形ACDB是矩形,得出AB∥CD,AB=CD=16cm,由切线的性质得出OE⊥CD,得出OE⊥AB,得出四边形EFBD是矩形,AF=AB=×16=8(cm),进而得出EF=BD=4cm,设⊙O的半径为rcm,则OA=rcm,OF=OE﹣EF=(r﹣4)cm,由勾股定理得出方程r2=82+(r﹣4)2,解方程即可求出半径,继而求出这种铁球的直径.
解:如图,连接OE,交AB于点F,连接OA,
∵AC⊥CD、BD⊥CD,
∴AC∥BD,
∵AC=BD=4cm,
∴四边形ACDB是平行四边形,
∴四边形ACDB是矩形,
∴AB∥CD,AB=CD=16cm,
∵CD切⊙O于点E,
∴OE⊥CD,
∴OE⊥AB,
∴四边形EFBD是矩形,AF=AB=×16=8(cm),
∴EF=BD=4cm,
设⊙O的半径为rcm,则OA=rcm,OF=OE﹣EF=(r﹣4)cm,
在Rt△AOF中,OA2=AF2+OF2,
∴r2=82+(r﹣4)2,
解得:r=10,
∴这种铁球的直径为20cm,
故选:C.
【点评】本题考查了垂径定理的应用,勾股定理的应用,掌握矩形的判定与性质,平行四边形的判定与性质,切线的性质,垂径定理,勾股定理是解决问题的关键.
9.如图,点A是反比例函数y=(x>0)图象上一点,△ABC的顶点B在x轴上,点C在y轴上,∠BAC=90°,AB=AC,AB与y轴相交于点D,且AD=BD,若△ABC的面积为5,则k=(  )
A.﹣2 B.5 C.2 D.4
【分析】作AE⊥y轴于E,AF⊥x轴于F,则AE∥x轴,通过证得△ABF≌△ACE(AAS),得到AE=AF,BF=CE,设A(m,m),
根据题意即可得到B(﹣m,0),利用勾股定理求得AB2=AF2+BF2=5m2,由△ABC的面积为5,即可得到k=m2=2.
解:作AE⊥y轴于E,AF⊥x轴于F,则AE∥x轴,
∴∠EAB=∠ABF,
∵∠BAC=90°,
∴∠CAE+∠EAB=90°,
∴∠CAE+∠ABF=90°,
∵∠ABF+∠BAF=90°,
∴∠BAF=∠CAE,
∵AB=AC,∠AFB=∠AEC=90°,
∴△ABF≌△ACE(AAS),
∴AE=AF,BF=CE,
设A(m,m),
∵AD=BD,AF∥y轴,
∴BO=FO,
∴B(﹣m,0),
∴CE=BF=2m,
∴AB2=AF2+BF2=m2+(2m)2=5m2,
∵△ABC的面积为5,
∴AB AC=AB2=5,
∴×5m2=5,
∴m2=2,
∵点A是反比例函数y=(x>0)图象上一点,
∴k=m m=m2=2,
故选:C.
【点评】本题考查了反比例函数系数k的几何意义,反比例函数图象上点的坐标特征,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,表示出A、B的坐标是解题的关键.
10.如图是二次函数y=ax2+bx+c图象的一部分,图象过点A(﹣3,0),对称轴为直线x=﹣1,①b2﹣4ac>0②4a+c<0③当﹣3≤x≤1时,y≥0④若,为函数图象上的两点,则y1>y2,以上结论中正确的有(  )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】根据二次函数的图象与性质解答.
解:由题意可知二次函数图象与x轴有两个交点,即方程ax2+bx+c=0有两个不相等的实数根,
∴b2﹣4ac>0,故①正确;
由函数图象对称性可得函数图象经过(﹣3,0)和(1,0)两点,
∴9a﹣3b+c=0①,a+b+c=0②,
①+②×3并化简得:3a+c=0,
∴4a+c=a+3a+c=a<0,故②正确;
∵由函数图象对称性可得函数图象经过(﹣3,0)和(1,0)两点,
∴由函数整个图象可得当﹣3≤x≤1时,y≥0,故③正确;
设时,函数值为y3,则由函数图象的对称性可得:y2=y3,
∵,
∴由函数的增减性可得:y1<y3,
∴y1<y2,故④错误;
故正确的有①②③,共3个,
故选:C.
【点评】本题考查二次函数图象与系数的关系,解题的关键是灵活应用图中信息解决问题.
二、填空题:本大题共6小题,满分18分,请将答案填在答题卡的相应位置上.
11.若x,y满足方程组,则x+y= 5 .
【分析】把方程组的两个方程的左右两边分别相减,求出x+y的值即可.
解:,
①﹣②,可得:(2x﹣3y)﹣(x﹣4y)=7﹣2,
∴x+y=5.
故答案为:5.
【点评】此题主要考查了二元一次方程组的解,以及解二元一次方程组的方法,注意加减法的应用.
12.若(a﹣3)2+=0,则以a、b为边长的等腰三角形的周长为  11或13 .
【分析】先求a,b.再求第三边c即可.
解:∵(a﹣3)2+=0,(a﹣3)2≥0,≥0,
∴a﹣3=0,b﹣5=0,
∴a=3,b=5,
设三角形的第三边为c,
当a=c=3时,三角形的周长=a+b+c=3+5+3=11,
当b=c=5时,三角形的周长=3+5+5=13,
故答案为:11或13.
【点评】本题考查等腰三角形周长计算,求出a,b后确定腰和底是求解本题的关键.
13.如图,两个全等的矩形纸片重叠在一起,矩形的长和宽分别是8和6,则重叠部分的四边形周长是  25 .
【分析】先证四边形ABCD平行四边形,再证四边形ABCD是菱形,得CD=BC=AB=AD,设CD=BC=x,则CG=8﹣x,然后在Rt△CDG中,由勾股定理得出方程,解方程即可.
解:如图,由题意得:矩形BFDE≌矩形BHDG,
∴∠G=90°,DG=DE=6,BG∥DH,BE∥DF,BG=8,
∴四边形ABCD平行四边形,
∴平行四边形ABCD的面积=AD DG=CD DE,
∴AD=CD,
∴平行四边形ABCD是菱形,
∴CD=BC=AB=AD,
设CD=BC=x,则CG=8﹣x,
在Rt△CDG中,由勾股定理得:62+(8﹣x)2=x2,
解得:x=,
∴CD=,
∴菱形ABCD的周长=4CD=25,
即重叠部分的四边形周长是25,
故答案为:25.
【点评】本题考查了菱形的判定与性质、矩形的性质、平行四边形的判定与性质以及勾股定理等知识,熟练掌握菱形的判定与性质是解题的关键.
14.在20世纪70年代,我国著名数学家华罗庚教授将黄金分割法作为一种“优选法”,在全国大规模推广,取得了很大成果.如图,利用黄金分割法,所作EF将矩形窗框ABCD分为上下两部分,其中E为边AB的黄金分割点,即BE2=AE AB.已知AB为2米,则线段BE的长为  (﹣1+) 米.
【分析】根据BE2=AE AB,建立方程求解即可.
解:∵BE2=AE AB,
设BE=x,则AE=(2﹣x),
∵AB=2,
∴x2=2(2﹣x),
即x2+2x﹣4=0,
解得:x1=﹣1,x2=﹣1﹣(舍去),
∴线段BE的长为(﹣1+)米.
故答案为:(﹣1+).
【点评】本题主要考查了黄金分割,熟练掌握线段之间的关系列出方程是解决本题的关键.
15.如图,在△ABC中,∠A=80°,半径为3cm的⊙O是△ABC的内切圆,连接OB、OC,则图中阴影部分的面积是   cm2.(结果用含π的式子表示)
【分析】根据角A的度数和内切圆的性质,得出圆心角DOE的度数即可得出阴影部分的面积.
解:∵∠A=80°,⊙O是△ABC的内切圆,
∴∠DOE=180°﹣()=180°﹣(180°﹣∠A)=130°,
∴S扇形DOE==(cm2),
故答案为:.
【点评】本题主要考查三角形内切圆的知识,熟练掌握三角形内切圆的性质及扇形面积的计算是解题的关键.
16.“勾股树”是以正方形一边为斜边向外作直角三角形,再以该直角三角形的两直角边分别向外作正方形,重复这一过程所画出来的图形,因为重复数次后的形状好似一棵树而得名.假设如图分别是第一代勾股树、第二代勾股树、第三代勾股树,按照勾股树的作图原理作图,则第六代勾股树中正方形的个数为  127 .
【分析】由已知图形观察规律,即可得到第六代勾股树中正方形的个数.
解:∵第一代勾股树中正方形有1+2=3(个),
第二代勾股树中正方形有1+2+22=7(个),
第三代勾股树中正方形有1+2+22+23=15(个),
......
∴第六代勾股树中正方形有1+2+22+23+24+25+26=127(个),
故答案为:127.
【点评】本题考查图形中的规律问题,解题的关键是仔细观察图形,得到图形变化的规律.
三、解答题:本大题共8小题,满分72分.解答时,要写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
17.计算:
(1)化简:;
(2)解不等式组:,并写出它的最大整数解.
【分析】(1)先通分,再把能分解的因式进行分解,除法转为乘法,再约分即可;
(2)利用解一元一次不等式组的方法进行求解,再确定其最大整数解即可.
解:(1)


=;
(2),
解不等式①得:x≥1,
解不等式②得:x<4,
故原不等式组的解集为:1≤x<4,
则其最大的整数解是:3.
【点评】本题主要考查分式的混合运算,解一元一次不等式组,解答的关键是对相应的知识的掌握与运用.
18.2022年3月23日,“天宫课堂”第二课开讲.“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为广大青少年又一次带来了精彩的太空科普课.为了激发学生的航天兴趣,某校举行了太空科普知识竞赛,竞赛结束后随机抽取了部分学生成绩进行统计,按成绩分为如下5组(满分100分),其中A组:75≤x<80,B组:80≤x<85,C组:85≤x<90,D组:90≤x<95,E组:95≤x<100,并绘制了如下不完整的统计图.
(1)本次调查一共随机抽取了  400 名学生的成绩,频数分布直方图中m= 60 ,扇形统计图中A组占  5 %;
(2)补全学生成绩频数分布直方图;
(3)若将竞赛成绩在90分及以上的记为优秀,求优秀学生所在扇形对应圆心角的度数.
【分析】(1)由C组的人数除以所占百分比得出抽取的学生数,再进一步求出m和A组所占的百分数即可;
(2)求出E组的人数,补全学生成绩频数分布直方图即可;
(3)由学校共有学生人数乘以成绩优秀的学生所占的比例即可解答.
解:(1)本次调查一共随机抽取的学生总人数为:96÷24%=400(名),
∴B组的人数为:400×15%=60(名),
∴m=60,
∵A组的人数为20人,
∴扇形统计图中A组占的百分比为:×100%=5%.
故答案为:400,60,5;
(2)E组的人数为:400﹣20﹣60﹣96﹣144=80(人),
补全学生成绩频数分布直方图如下:
(3)360°×=201.6°.
答:优秀学生所在扇形对应圆心角的度数为201.6°.
【点评】本题考查扇形统计图、频数分布直方图的意义和制作方法,从统计图中获取数量和数量关系是正确计算的前提.
19.如图,在等边三角形ABC中,点M为AB边上任意一点,延长BC至点N,使CN=AM,连接MN交AC于点P,MH⊥AC于点H.
(1)求证:MP=NP;
(2)若AB=a,求线段PH的长(结果用含a的代数式表示).
【分析】(1)过点M作MQ∥BC,交AC于点Q,根据等边三角形的性质以及平行线的性质可得∠AMQ=∠AQM=∠A=60°,可得△AMQ是等边三角形,易证△QMP≌△CNP(AAS),即可得证;
(2)根据等边三角形的性质可知AH=HQ,根据全等三角形的性质可知QP=PC,即可表示出HP的长.
【解答】(1)证明:过点M作MQ∥BC,交AC于点Q,如图所示:
在等边△ABC中,∠A=∠B=∠ACB=60°,
∵MQ∥BC,
∴∠AMQ=∠B=60°,∠AQM=∠ACB=60°,∠QMP=∠N,
∴△AMQ是等边三角形,
∴AM=QM,
∵AM=CN,
∴QM=CN,
在△QMP和△CNP中,

∴△QMP≌△CNP(AAS),
∴MP=NP;
(2)解:∵△AMQ是等边三角形,且MH⊥AC,
∴AH=HQ,
∵△QMP≌△CNP,
∴QP=CP,
∴PH=HQ+QP=AC,
∵AB=a,AB=AC,
∴PH=a.
【点评】本题考查了等边三角形的性质和判定,全等三角形的判定和性质,平行线的性质等,熟练掌握全等三角形的判定方法是解题的关键.
20.请根据对话和聪聪的做法,解决问题
聪聪的做法是:
第一步:在教学楼前5米的M点处测得大楼顶端的仰角为75°;
第二步:在图书馆D处测得教学楼顶端的仰角为30°,(B、M、D三点共线,A、B、M、D、C在同一竖直的平面内,测倾仪的高度忽略不计);
第三步:计算出教学楼与图书馆之间BD的距离.
请你根据聪聪的做法,计算出教学楼与图书馆之间BD的距离?(结果精确到1米).
(参考数据:sin75°≈0.97,cos75°≈0.26,tan75°≈3.73,≈1.41,≈1.73)
【分析】解直角三角形ABM求得AB,解Rt△ABD可得出BD的长,即可得出结论.
解:根据题意可得∠ABM=90°,
在Rt△ABM中,BM=5,∠AMB=75°,
∴tan∠AMB=≈3.73,
∴AB≈3.73×5=18.65(米),
在Rt△ABD中,∠ADB=30°,
∴tan∠ADB==,
∴BD=AB≈1.73×18.65≈32(米),
∴教学楼与图书馆之间BD的距离约为32米.
【点评】本题考查解直角三角形的应用,解题的关键是理解题意,找准直角三角形解决问题,属于中考常考题型.
21.如图,已知菱形ABCD,点E是BC上的点,连接DE,将△CDE沿DE翻折,点C恰好落在AB边上的F点上,连接DF,延长FE,交DC延长线于点G.
(1)求证:△DFG∽△FAD;
(2)若菱形ABCD的边长为5,AF=3,求BE的长.
【分析】(1)由菱形的性质判断出CD∥AB,∠A=∠BCD,再由对称得出∠BCD=∠DFG,得出∠A=∠DFG,即可得出结论;
(2)由翻折知:DC=DF=5,利用相似三角形的判定与性质可得CG=DG﹣DC=,CE=BE,最后由线段的和差关系可得答案.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴∠A=∠BCD,
由对称知,∠DFG=∠BCD,
∴∠A=∠DFG,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB∥CD,
∴∠AFD=∠FDG,
∴△DFG∽△FAD;
(2)解:由翻折知:DC=DF=5,
∵△DFG∽△FAD,
∴,即,
∴DG==FG,
∴CG=DG﹣DC=,
∵AB=5,AF=3,
∴BF=2,
∵CG∥BF,
∴△CGE∽△BFE,
∴,
∴CE=BE,
∵CE+BE=BC=5,
∴,
∴BE=.
【点评】此题是相似形综合题,主要考查了菱形的性质,翻折的性质,相似三角形的判定和性质,判断出△DFG∽△FAD是解本题的关键.
22.电灭蚊器的电阻y(kΩ)随温度x(℃)变化的大致图象如图所示,通电后温度由室温10℃上升到30℃时,电阻与温度成反比例函数关系,且在温度达到30℃时,电阻下降到最小值,随后电阻随温度升高而增加,温度每上升1℃,电阻增加.
(1)当10≤x≤30时,求y与x之间的关系式;
(2)电灭蚊器在使用过程中,温度x在什么范围内时,电阻不超过5kΩ?
【分析】(1)设关系为y=,将(10,6)代入求k;
(2)将y=5代入函数关系式求出x的值.
解:(1)设y=.
∵过点(10,6),
∴m=xy=10×6=60.
∴当10≤x≤30时,y与x的关系式为:y=;
(2)将x=30℃代入上式中得:y=,x=2.
∴温度在30℃时,电阻y=2(kΩ).
∵在温度达到30℃时,电阻下降到最小值;随后电阻随温度升高而增加,温度每上升1℃,电阻增加kΩ,
∴当x≥30时,
y=2+(x﹣30)=x﹣6,
把y=5代入y=,
得x=12;
把y=5时代入,
得;
答:当时,电阻不超过5kΩ.
【点评】此题主要考查了反比例函数的应用.解题的关键是根据实际意义列出函数关系式,从实际意义中找到对应的变量的值,利用待定系数法求出函数解析式,再根据自变量的值求算对应的函数值.
23.如图,AB为⊙O的直径,D、E是⊙O上的两点,延长AB至点C,连接CD,∠BDC=∠BAD.
(1)求证:CD是⊙O的切线.
(2)若tan∠BED=,AC=9,求⊙O的半径.
【分析】(1)连接OD,由圆周角定理得出∠ADB=90°,证出OD⊥CD,由切线的判定可得出结论;
(2)证明△BDC∽△DAC,由相似三角形的性质得出=,由比例线段求出CD和BC的长,可求出AB的长,则可得出答案.
【解答】(1)证明:连接OD,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠A+∠ABD=90°,
∵OB=OD,
∴∠ABD=∠ODB,
∵∠BDC=∠A,
∴∠BDC+∠ODB=90°,
∴∠ODC=90°,
∴OD⊥CD,
∵OD是⊙O的半径,
∴CD是⊙O的切线;
(2)解:∵∠ADB=90°,tan∠BED=,
∴,
∵∠DCB=∠ACD,∠BDC=∠BAD,
∴△BDC∽△DAC,
∴=,
∵AC=9,
∴,
∴CD=6,
∴,
∴BC=4,
∴AB=AC﹣BC=9﹣4=5.
∴⊙O的半径为.
【点评】本题考查了切线的判定,相似三角形的判定与性质,锐角三角函数的定义,圆周角定理,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
24.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)与x轴交于A(﹣2,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,且OC=2OA.
(1)试求抛物线的解析式;
(2)直线y=kx+1(k>0)与y轴交于点D,与抛物线在第一象限交于点P,与直线BC交于点M,记,试求m的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,m取最大值时,是否存在x轴上的点Q及坐标平面内的点N,使得P,D,Q,N四点组成的四边形是矩形?若存在,请直接写出所有满足条件的Q点和N点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)运用待定系数法即可求得抛物线的解析式;
(2)利用待定系数法可得直线BC的解析式为y=﹣x+4,设P(t,﹣t2+t+4),则E(t,﹣t+4),可得PE=﹣t2+2t,再由△EMP∽△CMD,可得==﹣t2+t,根据等高三角形的面积比等于底的比可得:m===﹣(t﹣2)2+,运用二次函数的性质即可得出答案;
(3)分两种情形分别求解即可:①当DP是矩形的边时,有两种情形;②当DP是对角线时.
解:(1)∵A(﹣2,0),
∴OA=2,
∵OC=2OA,
∴OC=4,
∴C(0,4),
∵抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣2,0)、B(4,0)、C(0,4),
∴,
解得:,
∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+x+4;
(2)如图1,过点P作PE∥y轴交直线BC于E,连接CP,
设直线BC的解析式为y=kx+d,
∵B(4,0)、C(0,4),
∴,
解得:,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+4,
设P(t,﹣t2+t+4),则E(t,﹣t+4),
∴PE=﹣t2+t+4﹣(﹣t+4)=﹣t2+2t,
∵直线y=kx+1(k>0)与y轴交于点D,
∴D(0,1),
∴CD=4﹣1=3,
∵PE∥y轴,即PE∥CD,
∴△EMP∽△CMD,
∴===﹣t2+t,
∵m==,
∴m=﹣t2+t=﹣(t﹣2)2+,
∵﹣<0,
∴当t=2时,m取得最大值,此时点P的坐标为(2,4);
(3)存在这样的点Q、N,使得以P、D、Q、N四点组成的四边形是矩形.
由(2)知:D(0,1),P(2,4),
①当DP是矩形的边时,有两种情形,
当四边形PDQ1N1为矩形时,如图2,连接PC,过点N1作N1M⊥x轴于M,
则∠DCP=∠N1MQ1=90°,
∴∠Q1N1M+∠N1Q1M=90°,
∵四边形PDQ1N1为矩形,
∴PD=N1Q1,∠PDQ1=∠DQ1N1=90°,
∴∠PDC+∠Q1DO=∠N1Q1M+∠DQ1O=90°,
∵∠DOQ1=90°,
∴∠Q1DO+∠DQ1O=90°,
∴∠PDC=∠Q1N1M=∠DQ1O,
∴△PDC≌△Q1N1M(AAS),
∴Q1M=CP=2,MN1=CD=3,
∵∠DCP=∠DOQ1=90°,∠PDC=∠DQ1O,
∴△PDC∽△DQ1O,
∴=,即=,
∴OQ1=,
∴OM=OQ1+Q1M=+2=,
∴N1(,3);
当四边形PDN2Q2是矩形时,如图2,过点Q2作Q2K⊥x轴交CP的延长线于K,过点N2作N2T⊥x轴于T,
∵四边形PDN2Q2是矩形,
∴∠DPQ2=90°,PD=N2Q2,
∴∠DPC+∠Q2PK=90°,
∵∠K=∠DCP=90°,
∴∠PDC+∠DPC=90°,
∴∠PDC=∠Q2PK,
∴△PDC∽△Q2PK,
∴=,即=,
∴PK=6,
∴OQ2=8,
∵∠PQ2K+∠PQ2O=∠PQ2O+∠N2Q2T=90°,
∴∠PQ2K=∠N2Q2T,
∵∠PQ2K=∠DPC,
∴∠N2Q2T=∠DPC,
∵∠DCP=∠N2TQ2=90°,
∴△DCP≌△N2TQ2(AAS),
∴Q2T=CP=2,N2T=CD=3,
∴OT=OQ2﹣Q2T=8﹣2=6,
∴N2(6,﹣3);
②当DP是对角线时,设Q(x,0),则QD2=x2+1,QP2=(x﹣2)2+42,PD2=13,
∵Q是直角顶点,
∴QD2+QP2=PD2,
∴x2+1+(x﹣2)2+16=13,
整理得x2﹣2x+4=0,方程无解,此种情形不存在;
综上所述,N点的坐标为(,3)或(6,﹣3).
【点评】本题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求二次函数解析式,一次函数的应用,二次函数的性质,平行线的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,矩形的性质等知识,解题的关键是学会构建二次函数解决最值问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.

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