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第二十二章 二次函数(高效培优单元测试·提升卷)
(考试时间:120分钟 试卷满分:120分)
一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目
要求的。)
1.下列图形中的角是圆心角的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解答】解:A、顶点没在圆心,不是圆心角,故选项不符合题意;
B、是圆心角,故选项符合题意;
C、顶点没在圆心,不是圆心角,故选项不符合题意;
D、顶点没在圆心,不是圆心角,故选项不符合题意;
故选:B.
2.已知 O的半径是6cm,则 O中最长的弦长是( )
A.6⊙cm B.12⊙cm C.16cm D.20cm
【答案】B
【解答】解:∵圆的直径为圆中最长的弦,
∴ O中最长的弦长为12cm.
故⊙选:B.
3.如图,AB是 O的弦,半径OC⊥AB于点D.若AB=8,OC=5,则OD的长是( )
⊙
5
A.3 B.2 C.6 D.
2
【答案】A【解答】解:∵半径OC⊥AB于点D,
1 1
∴AD= AB= ×8=4,
2 2
∵OA=OC=5,
∴OD=❑√OA2−AD2=3.
故选:A.
4.如图,AB是 O的直径,四边形ABCD内接于 O,若BC=CD=DA=4cm,则 O的周长为( )
⊙ ⊙ ⊙
A.5 cm B.6 cm C.9 cm D.8 cm
【答案π】D π π π
【解答】解:如图,连接OD、OC.
∵AB是 O的直径,四边形ABCD内接于 O,若BC=CD=DA=4cm,
∴^AD=⊙C^D=^BC,
⊙
∴∠AOD=∠DOC=∠BOC=60°.
又OA=OD,
∴△AOD是等边三角形,
∴OA=AD=4cm,
∴ O的周长=2×4 =8 (cm).
故⊙选:D. π π
5.如图,点B、C、D在 O上,∠ADB=30°,A是^BC的中点,若OB=3,则^BC的长是( )
⊙2 4
A. π B. π C. D.2
3 3
π π
【答案】D
【解答】解:连接OA,
根据圆周角定理可知:∠AOB=2∠D=60°,
又∵A是^BC的中点,
∴∠BOC=2∠AOB=120°,
120π×3 120π
∴^BC的长是: = =2π,
180 60
故选:D.
6.已知:如图,E是相交两圆 M和 N的一个交点,且ME⊥NE,AB为外公切线,切点分别为A,B连
接AE,BE,则∠AEB的度数⊙为( ⊙ )
A.145° B.140° C.135° D.130°
【答案】C
【解答】解:连接AM,BN,
1 1
∵∠BAE= ∠AME,∠ABM= ∠BNE,
2 2
1
∴∠BAE+∠ABE= (∠AME+∠BNE),
2∵MA⊥AB,NB⊥AB,
∴MA∥NB,
∴∠AMN+∠BNM=180°.
∵∠MEN=90°,
∴∠EMN+∠ENM=90°,
∴∠AME+∠BNE=180°﹣90°=90°,
1
∴∠BAE+∠ABE= ×90°=45°,
2
∴∠AEB=180°﹣45°=135°.
故选:C.
7.如图,四边形ABCD是 O的内接四边形,连接AO、OC,∠ABC=70°,AO∥CD,则∠OCD的度数为
( ) ⊙
A.40° B.50° C.60° D.70°
【答案】A
【解答】解:∵∠ABC=70°,
∴∠AOC=2∠ABC=140°,
∵AO∥CD,
∴∠AOC+∠OCD=180°,
∴∠OCD=40°.
故选:A.
8.如图,正六边形ABCDEF中,CF是其对角线,点P是BC边上不与端点重合的动点,下面是两位同学
的操作和结论:嘉嘉 琪琪
操作:过点P作PM∥FC,交DC延长线于点M. 操作:过点 P 作 PN∥CD,分别交 CF、DE 于点
Q、N.
结论:△PMC一定是正三角形
结论:QN的长度不变
则对于这两个结论( )
A.嘉嘉和琪琪均错误 B.嘉嘉和琪琪均正确
C.嘉嘉正确,琪琪错误 D.嘉嘉错误,琪琪正确
【答案】B
【解答】解:∵正六边形ABCDEF,CF是其对角线,
(6−2)×180°
∴∠BCD=∠CDN= =120°,∠BCF=∠DCF,
6
∴∠BCF=∠DCF=60°,∠BCM=60°,
∵PM∥FC,
∴∠PMC=∠DCF=60°,∠MPC=∠PCF=60°,
∴△PMC是正三角形,
故嘉嘉正确,
∵∠CDN=120°,∠DCF=60°,
∴∠CDN+∠DCF=180°,
∴CF∥DN,
又PN∥CD,
∴四边形QCDN是平行四边形,
∴QN=CD,
即QN的长度不变,
故琪琪正确,故选:B.
9.如图, O 与 O 都经过A、B两点,且点O 在 O 上,点C是弧AO B上的一动点(点C不与点
1 2 2 1 2
A、B重⊙合),连⊙接AC并延长AC交 O 于点P,连⊙接AB,BC,BP,当点C在弧AO B上运动时,图
2 2
中大小都不变的角的个数是( )⊙
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【答案】B
【解答】解:连接AO ,AO ,BO ,BO ,
1 2 1 2
根据题意可知,整个图形中,点C是运动的,
1 1
∴∠ACB= ∠1,∠APB= ∠AO B,
2 2 2
∵∠1,∠AO B不变,
2
∴∠ACB,∠APB保持不变,
由条件可知∠BCP=180°﹣∠ACB,
∴∠BCP也不变,
∵∠CBP+∠CPB+∠BCP=180°,
∴∠CBP=180°﹣∠CPB﹣∠BCP,
∴∠CBP也不变,
故不变的有四个角:∠ACB,∠APB,∠BCP,∠CBP,
故选:B.
10.如图,在△ABC中,AB=AC=13,BC=10,点O是△ABC的外心,点I是△ABC的内心,则OI的长
度为( )3 13 10 119
A. B. C. D.
2 8 3 24
【答案】B
【解答】解:作△ABC的外接圆,则圆心为点O,连接并延长AO交BC于点E,连接OB、OC,则OB
=OA=OC,
∵AB=AC=13,BC=10,
∴^AB=^AC,
∴AE垂直平分BC,
1
∴∠AEB=90°,BE=CE= BC=5,
2
∴AE=❑√AB2−BE2=❑√132−52=12,
∵BE2+OE2=OB2,且OB=OA=12﹣OE,
∴52+OE2=(12﹣OE)2,
119
解得OE= ,
24
连接IB、IC,作IG⊥AB于点G,IF⊥AC于点F,
∵点I是△ABC的内心,
1 1
∴∠IBC=∠IBA= ∠ABC,∠ICB=∠ICA= ∠ACB,
2 2
∴∠IBC=∠ICB,
∴IB=IC,
∴点I在BC的垂直平分线上,即点I在AE上,
∴IG=IF=IE,
1 1 1 1
∵S =S +S +S = ×13IG+ ×13IF+ ×10IE= ×10×12,
△ABC △AOB △AOC △BOC 2 2 2 2
1 1 1 1
∴ ×13IE+ ×13IE+ ×10IE= ×10×12,
2 2 2 210
解得IE= ,
3
119 10 13
∴OI=OE﹣IE= − = ,
24 3 8
故选:B.
11.如图,半径为5的 M圆心M的坐标为(9,12),点P是 M上任意一点,PA,PB与x轴分别交于
A,B两点,且PA⊥P⊙B,若点A,点B关于原点O对称,则AB⊙的最大值为( )
A.60 B.40 C.34 D.20
【答案】B
【解答】解:连接OP,
∵AO=BO,∠APB=90°,
∴AB=2PO,
∴当PO取最大值时,AB的值最大,当P在OM的延长线时,PO最大,
∵M的坐标是(9,12),
∴OM=❑√92+122=15,
∵圆的半径是5,
∴PM=5,
∴PO=OM+PM=15+5=20,
∴AB=2PO=40,
∴AB的最大值是40.
故选:B.12.如图,PA、PB是 O的切线,切点分别为A、B,BC是 O的直径,PO交 O于E、G两点,CE交
PB于F,连接AB,⊙下列结论:①AE=CG ②AC∥PG ③P⊙F=EF ④E为△AB⊙P的内心,其中正确的是
( )
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②④
【答案】C
【解答】
解:连接AE、CG、OA、OC,作OH⊥AC,CM⊥PG,
∵BC是直径,
∴∠BAC=90°,即AB⊥AC,
∵PA、PB是 O的切线,
∴PG⊥AB,⊙
故可得AC∥PG,即可得②正确;
∵OA=OC,
∴点H是线段AC的中点,
由题意得,AN=CM,EN=OE﹣ON,MG=OG﹣OM,∴EN=MG,
∴AE=❑√AN2+EN2,CG=❑√CM2+MG2,AE=CG,
即①正确;
由题意得,∠FPE=∠ABC,∠FEP=∠CEO=∠ECO,
而^EB≠^AC,故不能得出∠FPE=∠FEP,
也即得出PF≠EF,即③错误;
∵PA、PB是 O的切线,
∴∠PAE=∠A⊙BE,
又∵^AE=^EB,
∴∠EAB=∠ABE,
∴∠PAE=∠EAB,即可得点E是△PAB角平分线的交点,点E为△ABP的内心,
故可得④正确.
综上可得①②④正确.
故选:C.
二、填空题(本题共6小题,每小题2分,共12分.)
13.若扇形的半径为6,圆心角为120°,则此扇形的弧长是 4 .
【答案】见试题解答内容 π
120π×6
【解答】解:此扇形的弧长= = 4 ,
180
π
故答案为:4 .
14.为改善市区π人民生活环境,市建设污水管网工程,截面如图.若管内污水的面宽 AB=40cm,污水的
最大深度为10cm,则圆柱形水管的直径为 5 0 cm.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:连接OA,过点O作OE⊥AB,交 O于F,
∵管内污水的面宽AB=40cm,污水的最大深度⊙为10cm,
∴AE=20cm,EF=10cm,
设AO=x cm,则EO=(x﹣10)cm,在Rt△AOE中,
AO2=EO2+AE2,
则x2=(x﹣10)2+202,
解得:x=25,
故圆柱形水管的直径为50cm.
故答案为:50.
15.已知 O与△ABC的三边AB、BC、AC分别相切于点D、E、F,如果BC边的长为10cm,AD的长为
4cm,那⊙么△ABC的周长为 2 8 cm.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
∵ O与△ABC的三边AB、BC、AC分别相切于点D、E、F,BC=10cm,AD=4cm,
∴A⊙D=AF=4cm,BE=BD,CF=CE,
即BD+CF=BE+CE=BC=10cm,
∴△ABC的周长是AB+BC+AC=AD+BD+BC+CF+AF=4cm+10cm+10cm+4cm=28cm,
故答案为:28cm.
16.如图,在正方形纸片ABCD中,AB=8,在正方形中剪下一个扇形BCE和一个圆形,点E在BD上,
若以剪下的扇形为侧面,剪下的圆形为底面,恰好可以围成一个圆锥,则纸片剩下部分(阴影部分)的
面积为 64﹣ 9 .(结果保留 )
π π【答案】64﹣9 .
π
45π×82
【解答】解:剪下的扇形是面积为 =8 ,
360
π
设围成圆锥的底面圆的半径为r,
45π×8
则2 r= ,
180
π
解得r=1,
所以纸片剩下部分(阴影部分)的面积为82﹣8 ﹣ ×12=64﹣9 .
故答案为:64﹣9 . π π π
17.如图,四边形AπBCD是正方形,以B为圆心,作半径为3的半圆,交AB于点E.将半圆B绕点E逆时
9
针旋转,记旋转角为30°,半圆B正好与边CD相切,则正方形的边长为 .
2
9
【答案】 .
2
【解答】解:设半圆B与边CD相切的切点为F,旋转后的圆心B的对应点为O,
连接FO并延长交AB于H,
∵CD与 O相切,
⊙∴FH⊥CD,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠DCB=∠ABC=90°,
∴四边形BCFH是矩形,
∴FH=BC,∠BHF=∠EHO=90°,
∵将半圆B绕点E逆时针旋转,记旋转角为30°,
∴OE=EB=OF=3,∠BEO=30°,
1 3
∴OH= OE= ,
2 2
∴BC=FH=OF+OH=OE+OH,
3 9
即正方形的边长为3+ = ,
2 2
9
故答案为: .
2
18.如图,四边形ABCD是正方形,AB=1.执行下面操作:第一次操作以点 A为圆心,以AD为半径顺
时针作弧DE交BA的延长线于点E,得到扇形DAE;第二次操作以点B为圆心,以BE为半径顺时针作
弧EF交CB的延长线于点F,得到扇形EBF;第三次操作以点C为圆心,以CF为半径顺时针作弧FG
交DC的延长线于点G,得到扇形FCG,依此类推进行操作,其中^DE,^EF,^FG,G^H,…的圆心
依次按A,B,C,D循环,所得曲线DEFGH…叫做“正方形的渐开线”,则经过四次操作后所得到的
15
四个扇形的面积和为 .(结果保留 )
2
π π
15
【答案】 .
2
π
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,AB=1,
∴第一次操作(扇形DAE),
以点A为圆心,以AD为半径,
∵AD=1,圆心角n=90°,90π×12 1
∴S = = ,
1
360 4
π
第二次操作(扇形EBF),
以点B为圆心,以BE为半径,
∵BE=2,圆心角n=90°,
90π×22
∴S = = ,
2
360
π
第三次操作(扇形FCG),
点C为圆心,以CF为半径,
∵CF=3,圆心角n=90°,
90π×32 9
∴S = = π,
3
360 4
第四次操作(扇形GDH),
点D为圆心,以DG为半径,
∵DG=4,圆心角n=90°,
90π×42
∴S = =4 ,
4
360
π
1 9 15
∴S +S +S +S = + + +4 = .
1 2 3 4 4 4 2
π π π π π
15
故答案为: .
2
π
三、解答题(本题共8小题,共72分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
19.(8分)如图,AB是 O的直径,弦CD⊥AB于点E,连接OC,若BE=2,CD=8.
(1)求CE的长度; ⊙
(2)求OC的长度.
【答案】(1)4;
(2)5.【解答】解:(1)∵直径AB⊥CD,
1 1
∴CE= CD= ×8=4,
2 2
即CE的长度为4;
(2)∵CD⊥AB,
∴∠OEC=90°,
设OC=R,
∵BE=2,
∴OE=R﹣2,
在Rt△OEC中,CE2+OE2=OC2,
∴42+(R﹣2)2=R2,
解得R=5,
∴OC=5,
即OC的长度为5.
20.(8分)如图,AB是 O的直径,C、D两点在 O上,∠BCD=45°.
(1)求证:AD=BD;⊙ ⊙
(2)若C为弧AB上的三等分点,BC=3,求CD的长.
【答案】(1)见解析;
3❑√2+3❑√6
(2) .
2
【解答】(1)证明:∵弧BC=弧BC,
∴∠BAD=∠BCD=45°,
∵AB是直径,
∴∠ADB=90°,
∴△ABD是等腰直角三角形,
∴AD=BD;
(2)解:如图,连接OC,作BE⊥CD于点E,∴∠CEB=∠DEB=90°.
∵C为弧AB上的三等分点,
∴∠COB=60°,
∴∠CDB=30°,
∵∠BCD=45°,
∴∠CBE=90°﹣∠BCD=45°,
√BC2 √32 3❑√2
∴CE=BE=❑ =❑ = ,
2 2 2
3❑√2
2 3❑√6
∴DE= = ,
❑√3 2
3
3❑√2 3❑√6 3❑√2+3❑√6
∴CD=CE+DE= + = .
2 2 2
21.(8分)如图,四边形ABCD是 O的内接四边形,直径DE平分∠BDC.
(1)求证:BD=CD; ⊙
(2)过点A向圆外作∠DAF=∠ACB,且AF=CD,求证:四边形ABDF为平行四边形.
【答案】(1)证明见解析过程;
(2)证明见解析过程.
【解答】证明:(1)∵DE为 O直径,
∴^EBD=^ECD,
⊙
∵直径DE平分∠BDC,
∴∠BDE=∠CDE,∴^BE=C^E,
∴^EBD−^BE=^ECD−C^E,
∴^BD=C^D,
∴BD=CD;
(2)∵∠DAF=∠ACB,∠ACB=∠ADB,
∴∠ADB=∠DAF,
∴AF∥BD,
∵AF=CD,BD=CD,
∴AF=BD,
∴四边形ABDF为平行四边形.
22.(8分)如图,BE是 O的直径,点A和点D是 O上的两点,过点A作 O的切线交BE延长线于
点C. ⊙ ⊙ ⊙
(1)若∠C=40°,求∠ADE的度数;
(2)若AC=2❑√3,CE=2,求阴影部分的面积.
【答案】(1)∠ADE=25°;
2
(2)阴影部分的面积为2❑√3− π.
3
【解答】解:(1)如图,连接OA,
∵OA是 O的半径,AC是 O的切线,
∴OA⊥A⊙C, ⊙
∴∠OAC=90°,∵∠C=40°,
∴∠AOE=2∠ADE=50°,
∴∠ADE=25°;
(2)设OA=OE=r,
在Rt△OAC中,由勾股定理得:OA2+AC2=OC2,
即r2+(2❑√3) 2=(r+2) 2,
解得:r=2,
∴OC=OE+CE=2+2=4,OA=2,
1
∴OA= OC,
2
OA 1
∴sin∠C= = ,
OC 2
∴∠C=30°,
∴∠AOC=60°,
1
∵S = ×2×2❑√3=2❑√3,
△AOC 2
60⋅π⋅22 2
∴阴影面积为:S −S =2❑√3− =2❑√3− π.
△AOC 扇 形AOE 360 3
2
∴若AC=2❑√3,CE=2,阴影部分的面积是2❑√3− π.
3
23.(10分)如图,正方形ABCD内接于 O,M为弧AD中点,连接BM,CM.
(1)求证:△MBC是等腰三角形; ⊙
(2)若AB=2,求点M到BC的距离.
【答案】(1)见解答;
(2)❑√2+1.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴AB=CD(正方形的四条边相等),
∴^AB=C^D(等弦所对的弧相等),
∵M为弧AD的中点,
∴^AM=^DM,
∴^BM=C^M,
∴BM=CM,
∴△MBC是等腰三角形;
(2)解:连接OB,OC,连接MO并延长交BC于点F,
∵BM=CM,OB=OC,
∴MF是线段BC的垂直平分线,
∵四边形ABCD是正方形,
∴BC=AB=2,∠BOC=90°,
∵OB=OC,
1
∴BC=❑√OB2+OC2=❑√2OB,OF= BC,
2
∴2=❑√2OB,
则OB=❑√2,
1
∴OF= BC=1,
2
∴OM=OB=OC=❑√2,
∴MF=OM+OF=❑√2+1,
即点M到BC的距离为❑√2+1.
24.(10分)如图,AB是 O的直径,点E是△ABC的内心,CE的延长线交 O于点D,连接AD,
AE. ⊙ ⊙
(1)求证:AD=ED;
BC
(2)连接OE,若∠AOE=135°,求 的值.
ABBC 1
【答案】 的值为 .
AB 2
【解答】(1)证明:∵点E是△ABC的内心,
∴∠ACD=∠BCD,∠CAE=∠BAE,
∴^AD=^BD,
∴∠ACD=∠BAD,
∴∠ACD+∠CAE=∠BAD+∠BAE,
∵∠AED=∠ACD+∠CAE,∠EAD=∠BAD+∠BAE,
∴∠AED=∠EAD,
∴AD=ED.
(2)解:作△ABC的内切圆 E与AB、BC分别相切于点F、I,连接EF、EI,
∵AB是 O的直径, ⊙
∴∠ACB⊙=90°,
1
∴∠ECI=∠ACD= ∠ACB=45°,
2
∵∠AOE=135°,
∴∠EOF=180°﹣∠AOE=45°,
∴∠ECI=∠EOF
∵BC⊥EI,AB⊥EF,
∴∠EIC=∠EFO=90°,
∵EI=EF,
∴△ECI≌△EOF(AAS),
∴CI=OF,
∵BI=BF,
∴CI+BI=OF+BF,
1
∴BC=OB= AB,
2BC 1
∴ = ,
AB 2
BC 1
∴ 的值为 .
AB 2
25.(10分)如图,AB是 O的直径,点C,D在 O上,且∠CAD=∠BAD过点D作AC的垂线,交
AC的延长线于点E,交⊙AB的延长线于点F,G为⊙AB下方的半圆弧的中点,DG交AB于点H,连接
DB,GB.
(1)求证:EF是 O的切线;
(2)求证:∠DG⊙B=∠BDF;
(3)已知AO=10,BH=6,求GH的长.
【答案】(1)(2)见解答
【解答】(1)证明:如图1,连接OD,
∵OA=OD,
∴∠OAD=∠ODA,∵∠CAD=∠BAD,
∴∠ODA=∠CAD,
∴OD∥AE,
又∵EF⊥AE,
∴OD⊥EF,
∴EF是 O的切线;
(2)证⊙明:∵AB是 O的直径,
∴∠ADB=90°, ⊙
∴∠DAB+∠OBD=90°,
由(1)可知EF是 O的切线,
∴∠ODF=90°, ⊙
∴∠BDF+∠ODB=90°,
∵OD=OB,
∴∠ODB=∠OBD,
∴∠DAB=∠BDF,
又∵∠DAB=∠DGB,
∴∠DGB=∠BDF;
(3)解:如图2,连接OG,
∵G是半圆弧的中点,
∴∠BOG=90°,
在Rt△OHG中,OG=10,OH=OB﹣BH=10﹣6=4,
∴GH=❑√OH2+OG2=2❑√29.
26.(10分)千姿百态的桥
问题:景区计划在半径为1km的人工湖 O上修建景观桥,为容纳更多游客赏景休闲,需要景观桥长度
⊙最大.现有以下三种设计方案,分别求出每种设计方案中桥长的最大值,景观桥的宽度忽略不计.
“X型”
(1)如图①,若点A,B,C,D在 O上,则AC+BD的最大值为 4 km;
“L型” ⊙
(2)如图②,若点A,B,C在 O上,且AB⊥BC.求AB+BC的最大值;
“T型” ⊙
(3)如图③,若点A,B,C在 O上,且AC⊥BD,垂足为D,则AC+BD的最大值为 (❑√5+ 1 )
km. ⊙
【答案】(1)4;(2)2❑√2km;(3)(❑√5+1).
【解答】解:(1)如图①,
∵圆内最大弦为圆的直径,
∴当AC和BD均为直径时AC+BD的最大,
∵圆的半径为1km,
∴最大值为4km,故答案为:4;
(2)如图②
设BC=a km,AB=b km,在Rt△ABC中,
∵AC=2km,
∴a2+b2=4,
∵a2+b2=(a+b)2﹣2ab,
∴(a+b)2=a2+b2+2ab=2ab+4,
∴当ab最大时,a+b最大,
1
∵S = ab,
△ABC 2
∴ab=2S,
∴当S最大时,ab最大,
当△ABC以AC为底时,点B位于^AC中点处时,S最大,
此时△ABC为等腰直角三角形,
∴AB=BC=2cos45°=❑√2(km),
∴AB+BC的最大值为2❑√2km;
(3)如图③,
连接OA,
∵BD⊥AC,
∴AD=CD,
设AD=CD=x,AC+OD=m
∴OD=m﹣2x,
在Rt△OAD中,
∵OA=1km,
∴OD2+AD2=OA2,即x2+(m﹣2x)2=12,
∴5x2﹣4mx+m2﹣1=0
∵Δ=(﹣4m)2﹣4×5(m2﹣1)≥0,
∴−❑√5≤m≤❑√5,∴0≤m≤❑√5,
∴m的最大值为❑√5,
∵OB=1km,
∴AC+BD的最大值为(❑√5+1)km.
故答案为:(❑√5+1).