2021-2022学年鲁教版九年级数学下册《5.3垂径定理》同步达标测评(附答案)
一.选择题(共8小题,满分40分)
1.如图⊙O的直径CD垂直于弦AB,垂足为P,且AB=6cm,PD=3cm,则⊙O的半径为( )
A.6cm B.5cm C.3cm D.4cm
2.P为⊙O内一点,OP=3,⊙O半径为5,则经过P点的最短弦长为( )
A.5 B.6 C.8 D.10
3.如图,圆弧形桥拱的跨度AB=12米,拱高CD=4米,则拱桥的半径为( )
A.6.5米 B.9米 C.13米 D.15米
4.如图,⊙O的直径CD为26,弦AB的长为24,且AB⊥CD,垂足为M,则CM的长为( )
A.25 B.8 C.5 D.13
5.如图,在⊙O中,半径r=5,弦AB=8,P是弦AB上的动点(不含端点A,B),若线段OP长为正整数,则点P的个数有( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
6.如图,一宽为2cm的刻度尺在圆上移动,当刻度尺的一边与圆相切时,另一边与圆两个交点处的读数恰好为“1”和“4”(单位:cm),则该圆的半径为( )
A.5cm B.cm C.cm D.cm
7.如图将半径为2厘米的圆形纸片折叠后,圆弧恰好经过圆心O,则折痕AB的长为( )
A. B. C.3 D.
8.筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,如图1,筒车盛水桶的运行轨道是以轴心O为圆心的圆,如图2.已知圆心O在水面上方,且⊙O被水面截得的弦AB长为6米,⊙O半径长为4米.若点C为运行轨道的最低点,则点C到弦AB所在直线的距离是( )
A.1米 B.米 C.2米 D.米
二.填空题(共8小题,满分40分)
9.如图,AB是⊙O的一条弦,OD⊥AB于点C,交⊙O于点D,连接OA.若AB=4,CD=1,则⊙O的半径为 .
10.如图,已知在半径为10的⊙O中,弦AB=16,OC⊥AB,则OC的长为 .
11.如图,在半径为1的扇形AOB中,∠AOB=90°,点P是弧AB上任意一点(不与点A,B重合),OC⊥AP,OD⊥BP,垂足分别为C,D,则CD的长为 .
12.半径为12cm的圆中,垂直平分半径的弦长为 .
13.在半径为5的⊙O中,有两平行弦AB.CD,且AB=6,CD=8,则弦AC的长为 .
14.当宽为3cm的刻度尺的一边与圆相切时,另一边与圆的两个交点处的读数如图所示(单位:cm),那么该圆的半径为 cm.
15.如图,点C是⊙O优弧ACB上的中点,弦AB=6cm,E为OC上任意一点,动点F从点A出发,以每秒1cm的速度沿AB方向向点B匀速运动,若y=AE2﹣EF2,则y与动点F的运动时间x(0≤x≤6)秒的函数关系式为 .
16.如图,点A,B是⊙O上两点,AB=10,点P是⊙O上的动点(P与A,B不重合),连接AP,PB,过点O分别作OE⊥AP于E,OF⊥PB于F,则EF= .
三.解答题(共4小题,满分40分)
17.如图,两个同心圆的圆心为O,大圆的弦AB交小圆于C、D,求证:AC=BD.
18.如图,已知圆O的直径AB垂直于弦CD于点E,连接CO并延长交AD于点F,且CF⊥AD.
(1)请证明:E是OB的中点;
(2)若AB=8,求CD的长.
19.如图,点A,D,B,C在⊙O上,AB⊥BC,DE⊥AB于点E.若BC=3,AE=DE=1,求⊙O半径的长.
20.如图,AB为⊙O直径,点D为AB下方⊙O上一点,点C为弧ABD中点,连接CD,CA.
(1)求证:∠ABD=2∠BDC;
(2)过点C作CE⊥AB于H,交AD于E,求证:EA=EC;
(3)在(2)的条件下,若OH=5,AD=24,求线段DE的长
参考答案
一.选择题(共8小题,满分40分)
1.解:连接OA,如图,设⊙O的半径为r cm,则OP=(r﹣3)cm,OA=rcm,
∵CD⊥AB,
∴AP=BP=AB=3cm,
在Rt△OAP中,(r﹣3)2+(3)2=r2,
解得r=6,
即⊙O的半径为6cm.
故选:A.
2.解:
如图,过P作AB⊥OP,交⊙O于A、B,则线段AB是过P点的最短的弦,连接OA,
则∠OPA=90°,
由勾股定理得:AP===4,
∵OP⊥AB,OP过圆心O,
∴BP=AP=4,
即AB=4+4=8,
故选:C.
3.解:根据垂径定理的推论,知此圆的圆心在CD所在的直线上,设圆心是O
连接OA.根据垂径定理,得AD=6(米),
设圆的半径是r,根据勾股定理,得r2=36+(r﹣4)2,解得r=6.5
故选:A.
4.解:连接OA,
∵⊙O的直径CD为26,
∴OC=OA=13,
∵CD⊥AB,CD过圆心O,
∴AM=BM,
∵AB=24,
∴AM=12,
由勾股定理得:OM===5,
∴CM=OC﹣OM=13﹣5=8,
故选:B.
5.解:当P为AB的中点时,
AP=BP=4,
由垂径定理得:OP⊥AB,此时OP最短,
在RtAOP中,OA=5,AP=4,
由勾股定理得:OP===3,
即OP的最小值为3,
当P与A或B重合时,OP最长,此时OP=5,
∴3≤OP<5,
若线段OP的长度为正整数,
∴OP=3或OP=4.
根据对称性可知,满足条件的点P的个数有3个,
故选:A.
6.解:如图示,连接OA,根据题意知,
PC=2cm,OP⊥AB,
∴AP=BP,
∵AB=3cm,
∴AP=cm,
在Rt△AOP中,设OA=x,则OP=x﹣2,
根据勾股定理得,+(x﹣2)2=x2,
解得,x=.
故选:C.
7.解:作OD⊥AB于D,连接OA.
根据题意得OD=OA=1cm,
再根据勾股定理得:AD=cm,
根据垂径定理得AB=2 cm.
故选:D.
8.解:连接OC交AB于点E.
由题意OC⊥AB,
∴AE=BE=AB=3(米),
在Rt△AEO中,OE===(米),
∴CE=OC﹣OE=(4﹣)(米),
故选:B.
二.填空题(共8小题,满分40分)
9.解:设⊙O的半径是R,则OA=OD=R,
∵OD⊥AB,OD过圆心O,AB=4,
∴AC=BC=2,∠OCA=90°,
由勾股定理得:OC2+AC2=OA2,
(R﹣1)2+22=R2,
解得:R=2.5,
∴⊙O的半径是2.5,
故答案为:2.5.
10.解:∵OC⊥AB,
∴AC=BC=AB=×16=8,
在Rt△AOC中,OC===6.
故答案为6.
11.解:连接AB,如图,
∵OA=OB=1,∠AOB=90°,
∴AB=OA=,
∵OC⊥AP,OD⊥BP,
∴AC=PC,BD=PD,
∴CD为△PAB的中位线,
∴CD=AB=.
故答案为.
12.解:如图所示:设圆为⊙O,弦为AB,半径OC被AB垂直平分于点D,连接OA,
由题意可得:OA=OC=12cm,CO⊥AB,OD=DC=6cm,
∵CO⊥AB,
∴AD=DB,
在Rt△ODA中,由勾股定理可得:AD===6(cm),
∴AB=2AD=12(cm),
故答案为:12cm.
13.解:利用垂径定理和勾股定理可知:OE=3,OF=4,
①如图1,∵4﹣3=1,(8﹣6)÷2=1,
∴AC==;
②如图2,∵4+3=7,(8﹣6)÷2=1,
∴AC==5;
③如图3,∵4﹣3=1,(8﹣6)÷2=1,8﹣1=7,
∴AC==5;
④如图4,∵4+3=7,(8﹣6)÷2=1,8﹣1=7,
∴AC==7,
故答案为:或5或7.
14.解:连接OA,过点O作OD⊥AB于点D,
∵OD⊥AB,
∴AD=AB=(9﹣1)=4(cm),
设OA=rm,则OD=(r﹣3)m,
在Rt△OAD中,
OA2﹣OD2=AD2,即r2﹣(r﹣3)2=42,解得r=cm.
故答案为:.
15.解:延长CO交AB于G,
∵点C是⊙O优弧ACB上的中点,
∴CO⊥AB,AG=AB=×6=3(cm),
∴AE2=AG2+EG2,EF2=FG2+EG2,
当0≤x≤3时,AF=xcm,FG=(3﹣x)cm,
∴y=AE2﹣EF2=AG2+EG2﹣FG2﹣EG2=AG2﹣FG2=9﹣(3﹣x)2=6x﹣x2;
当3<x≤6时,AF=xcm,FG=(x﹣3)cm,
∴y=AE2﹣EF2=AG2+EG2﹣FG2﹣EG2=AG2﹣FG2=9﹣(x﹣3)2=6x﹣x2.
故答案为:y=6x﹣x2.
16.解:点P是⊙O上的动点(P与A,B不重合),但不管点P如何动,因为OE⊥AP于E,OF⊥PB于F,根据垂径定理,E为AP中点,F为PB中点,EF为△APB中位线.根据三角形中位线定理,EF=AB=×10=5.
三.解答题(共4小题,满分40分)
17.证明:
过O作OE⊥AB于E,
则OE⊥CD,
∵OE过O,
∴由垂径定理得:AE=BE,CE=DE,
∴AE﹣CE=BE﹣DE,
即AC=BD.
18.(1)证明:连接AC,如图
∵直径AB垂直于弦CD于点E,
∴,
∴AC=AD,
∵过圆心O的线CF⊥AD,
∴AF=DF,即CF是AD的中垂线,
∴AC=CD,
∴AC=AD=CD.
即:△ACD是等边三角形,
∴∠FCD=30°,
在Rt△COE中,,
∴,
∴点E为OB的中点;
(2)解:在Rt△OCE中,AB=8,
∴,
又∵BE=OE,
∴OE=2,
∴,
∴.
19.解:如图,连接AD,AC,连接CD与AB交于点F,
∵AB⊥BC,
∴∠ABC=90°.
∴AC为直径.
∴∠ADC=90°.
∵AE=DE,DE⊥AB,
∴∠DAB=∠ADE=45°.
∴∠BCF=∠DAB=45°.
∴BC=BF=3.
在△ADF中,∠DAB=∠AFD=45°,
∴EF=ED=1.
∴AB=5.
∴AC==.
∴⊙O半径的长.
20.解:(1)如图1,设∠BDC=α,∠DAC=β,
则∠CAB=∠BDC=α,
∵点C为弧ABD中点,
∴=,
∴∠ADC=∠DAC=β,
∴∠DAB=β﹣α,
连接AD,
∵AB为⊙O直径,
∴∠ADB=90°,
∴α+β=90°,
∴β=90°﹣α,
∴∠ABD=90°﹣∠DAB=90°﹣(β﹣α),
∴∠ABD=2α,
∴∠ABD=2∠BDC;
(2)∵CE⊥AB,
∴∠ACE+∠CAB=∠ADC+∠BDC=90°,
∵∠CAB=∠CDB,
∴∠ACE=∠ADC,
∵∠CAE=∠ADC,
∴∠ACE=∠CAE,
∴AE=CE;
(3)如图2,连接OC,
∴∠COB=2∠CAB,
∵∠ABD=2∠BDC,∠BDC=∠CAB,
∴∠COB=∠ABD,
∵∠OHC=∠ADB=90°,
∴△OCH∽△ABD,
∴,
∵OH=5,
∴BD=10,
∴AB==26,
∴AO=13,
∴AH=18,
∵△AHE∽△ADB,
∴,即=,
∴AE=,
∴DE=.