2021-2022学年山东省聊城市临清市九年级(上)期中数学试卷
一、选择题(共12小题,每小题3分,共36分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.(3分)的值是( )
A. B. C. D.
2.(3分)如图,直线l1∥l2∥l3,直线AC和DF被l1,l2,l3所截,如果AB=3,BC=5,EF=4,那么DE的长是( )
A. B. C. D.
3.(3分)如图,在4×5的正方形网格中,每个小正方形的边长都是1,△ABC的顶点都在这些小正方形的顶点上,那么sin∠ACB的值为( )
A. B. C. D.
4.(3分)如图,在平行四边形ABCD中,E为CD上一点,连接AE、BE、BD,且AE、BD交于点F,S△DEF:S△ABF=4:25,则DE:EC=( )
A.2:3 B.2:5 C.3:5 D.3:2
5.(3分)如图,河坝横断面迎水坡AB的坡比为1:,坝高BC=3m,则AB的长度为( )
A.6m B.3m C.9m D.6m
6.(3分)如图,⊙O的直径CD垂直弦AB于点E,且CE=2,OB=4,则AB的长为( )
A.2 B.4 C.6 D.4
7.(3分)如图,AB为⊙O的直径,∠BED=20°,则∠ACD的度数为( )
A.80° B.75° C.70° D.65°
8.(3分)如图所示,在平面直角坐标系中,已知点A(2,4),过点A作AB⊥x轴于点B.将△AOB以坐标原点O为位似中心缩小为原图形的,得到△COD,则CD的长度是( )
A.1 B.2 C.2 D.
9.(3分)正三角形内切圆与外接圆半径之比为( )
A. B. C. D.
10.(3分)如图,每个小正方形的边长均为1,则下列图形中的三角形(阴影部分)与△A1B1C1相似的是( )
A. B.
C. D.
11.(3分)如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,△AOB为直角三角形,A(1,0),∠BAO=60°,把Rt△AOB绕点A按顺时针方向旋转90°后,得到Rt△AO'B',则Rt△AO'B'的外接圆圆心坐标是( )
A. B. C. D.
12.(3分)2020年平阴街道进行拓宽改造,县城面貌焕然一新,拓宽后振兴街主路双向四车道16米宽,两边安装路灯,如图路灯的灯臂CD长2米,且与灯柱BC成120°角,路灯采用圆锥形灯罩,灯罩的轴线DO与灯臂CD垂直,当灯罩的轴线DO通过公路路面的中心线时照明效果最佳,此时,路灯的灯柱BC高度应该设计为( )
A.6米 B.(8﹣2)米 C.(8﹣2)米 D.(8﹣4)米
二、填空题(本题共5个小题,每小题3分,共15分,只要求写出最后结果)
13.(3分)在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,cosA=,那么AB的长为 .
14.(3分)如图,∠ACB=30°,点O是CB上的一点,且OC=6,则以4为半径的⊙O与直线CA的公共点的个数为 .
15.(3分)如图,P是⊙O外一点,过P引⊙O的切线PA、PB,若∠APB=50°,则的度数为 .
16.(3分)如图,小华同学用自制的直角三角形纸板DEF测量树的高度AB,他调整自己的位置,使斜边DF与地面保持水平,并且边DE与点B在同一直线上.已知纸板的两条直角边DE=30cm,EF=15cm,测得边DF离地面的高度AC=120cm,CD=600cm,则树AB的高度为 cm.
17.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=2,BC=4.点M1,N1,P1分别在AC,BC,AB上,且四边形M1CN1P1是正方形,点M2,N2,P2分别在P1N1,BN1,BP1上,且四边形M2N1N2P2是正方形,…,点Mn,Nn,Pn分别在Pn﹣1Nn﹣1,BNn﹣1,BPn﹣1上,且四边形MnNn﹣1NnPn是正方形,则线段MnPn的长度是 .
三、解答题(本大题共8小题,共69分.解答要写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.)
18.(8分)计算:
(1)2sin30°+4cos30° tan60°﹣cos245°;
(2)sin230°+cos230°+cos60°tan45°.
19.(7分)如图,已知点O是坐标原点,B、C两点的坐标分别为(3,﹣1),(2,1).
(1)以O点为位似中心在y轴的左侧将△OBC放大到原图的2倍(即新图与原图的相似比为2),画出对应的△OB C ;
(2)若△OBC内部一点M的坐标为(a,b),则点M对应点M′的坐标是 ;
(3)求出变化后△OB C 的面积 .
20.(8分)如图,在⊙O中,AC∥OB,∠BAO=25°,求∠BOC的度数.
21.(8分)如图,在矩形ABCD中,点E是BC的中点,EF⊥AE交CD于点F
(1)求证:△ABE∽△ECF;
(2)若AB=3,BC=8,求EF的长.
22.(8分)在△ABC中,∠B=45°,∠C=30°,若AB=2,求AC的长.
23.(8分)某区域平面示意图如图,点O在河的一侧,AC和BC表示两条互相垂直的公路.甲勘测员在A处测得点O位于北偏东45°,乙勘测员在B处测得点O位于南偏西73.7°,测得AC=840m,BC=500m.请求出点O到公路AC的距离.
(参考数据:sin73.7°≈,cos73.7°≈,tan73.7°≈)
24.(10分)如图,AB是⊙O的直径,弦AD平分∠BAC,过点D作DE⊥AC于E.
(1)求证:ED是⊙O的切线;
(2)若ED,AB的延长线相交于F,且AE=5,EF=12,求⊙O的半径.
25.(12分)顶点在圆上,一边和圆相交,另一边和圆相切的角叫做弦切角.如图①所示:PA切⊙O于点A,AB是⊙O的一条弦,∠PAB就是⊙O的一个弦切角.经研究发现:弦切角等于它夹弧所对的圆周角.根据下面的“已知”和“求证”,写出“证明”过程,并回答后面的问题.
(1)如图1,PA是⊙O的切线,A为切点,AC为直径,∠PAB夹弧所对的圆周角为∠C.求证:∠PAB=∠C.
(2)如图2,PA是⊙O的切线,A为切点,∠PAB夹弧所对的圆周角为∠D.求证:∠PAB=∠D.
(3)如图3,AB为半⊙O的直径,O为圆心,C,D为半⊙O上两点,过点C作半⊙O的切线CE交AD的延长线于点E,若CE⊥AD,且BC=1,AB=3,求DE的长.
2021-2022学年山东省聊城市临清市九年级(上)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题3分,共36分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.(3分)的值是( )
A. B. C. D.
【分析】根据30°的余弦值为计算.
【解答】解:cos30°
=×
=,
故选:A.
2.(3分)如图,直线l1∥l2∥l3,直线AC和DF被l1,l2,l3所截,如果AB=3,BC=5,EF=4,那么DE的长是( )
A. B. C. D.
【分析】根据平行线分线段成比例定理得出比例式,代入求出即可.
【解答】解:∵直线l1∥l2∥l3,
∴,
∵AB=3,BC=5,EF=4,
∴,
∴DE=.
故选:A.
3.(3分)如图,在4×5的正方形网格中,每个小正方形的边长都是1,△ABC的顶点都在这些小正方形的顶点上,那么sin∠ACB的值为( )
A. B. C. D.
【分析】如图,过点A作AH⊥BC于H.利用勾股定理求出AC即可解决问题.
【解答】解:如图,过点A作AH⊥BC于H.
在Rt△ACH中,∵AH=4,CH=3,
∴AC===5,
∴sin∠ACH==,
故选:D.
4.(3分)如图,在平行四边形ABCD中,E为CD上一点,连接AE、BE、BD,且AE、BD交于点F,S△DEF:S△ABF=4:25,则DE:EC=( )
A.2:3 B.2:5 C.3:5 D.3:2
【分析】先根据平行四边形的性质及相似三角形的判定定理得出△DEF∽△BAF,再根据S△DEF:S△ABF=4:10:25即可得出其相似比,由相似三角形的性质即可求出的值,由AB=CD即可得出结论.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠EAB=∠DEF,∠AFB=∠DFE,
∴△DEF∽△BAF,
∵S△DEF:S△ABF=4:25,
∴=,
∵AB=CD,
∴DE:EC=2:3.
故选:A.
5.(3分)如图,河坝横断面迎水坡AB的坡比为1:,坝高BC=3m,则AB的长度为( )
A.6m B.3m C.9m D.6m
【分析】根据坡度的概念求出AC,根据勾股定理求出AB.
【解答】解:∵迎水坡AB的坡比为1:,
∴=,即=,
解得,AC=3,
由勾股定理得,AB==6(m),
故选:A.
6.(3分)如图,⊙O的直径CD垂直弦AB于点E,且CE=2,OB=4,则AB的长为( )
A.2 B.4 C.6 D.4
【分析】先根据垂径定理得出AB=2BE,再由CE=2,OB=4得出OE的长,根据勾股定理求出BE的长即可得出结论.
【解答】解:∵⊙O的直径CD垂直弦AB于点E,
∴AB=2BE.
∵CE=2,OB=4,
∴OE=4﹣2=2,
∴BE===2,
∴AB=4.
故选:D.
7.(3分)如图,AB为⊙O的直径,∠BED=20°,则∠ACD的度数为( )
A.80° B.75° C.70° D.65°
【分析】连接BC,证明∠ACB=90°,∠DCB=20°,可得结论.
【解答】解:连接BC.
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∵∠DCB=∠DEB=20°,
∴∠ACD=90°﹣∠DCB=70°,
故选:C.
8.(3分)如图所示,在平面直角坐标系中,已知点A(2,4),过点A作AB⊥x轴于点B.将△AOB以坐标原点O为位似中心缩小为原图形的,得到△COD,则CD的长度是( )
A.1 B.2 C.2 D.
【分析】直接利用位似图形的性质以及结合A点坐标直接得出点C的坐标,即可得出答案.
【解答】解:∵点A(2,4),过点A作AB⊥x轴于点B.将△AOB以坐标原点O为位似中心缩小为原图形的,得到△COD,
∴C(1,2),则CD的长度是:2.
故选:B.
9.(3分)正三角形内切圆与外接圆半径之比为( )
A. B. C. D.
【分析】先作出图形,根据等边三角形的性质确定它的内切圆和外接圆的圆心;通过特殊角进行计算,用内切圆半径来表示外接圆半径,最后求出比值即可.
【解答】解:如图,△ABC是等边三角形,AD是高.点O是其外接圆的圆心,由等边三角形的三线合一得点O在AD上,并且点O还是它的内切圆的圆心.
∵AD⊥BC,∠1=∠4=30°,
∴BO=2OD,而OA=OB,
∴OD:OA=1:2.
故选:A.
10.(3分)如图,每个小正方形的边长均为1,则下列图形中的三角形(阴影部分)与△A1B1C1相似的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据相似三角形的判定方法一一判断即可.
【解答】解:因为△A1B1C1中有一个角是135°,选项中,有135°角的三角形只有B,且满足两边成比例夹角相等,
故选:B.
11.(3分)如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,△AOB为直角三角形,A(1,0),∠BAO=60°,把Rt△AOB绕点A按顺时针方向旋转90°后,得到Rt△AO'B',则Rt△AO'B'的外接圆圆心坐标是( )
A. B. C. D.
【分析】先根据点A的坐标求出OA,根据直角三角形的性质得到OB,再根据旋转变换只改变图形的位置不改变图形的形状与大小可得O′B′=OB,AO′=AO,再根据旋转角是90°可得O′B′∥x轴,然后求出结论.
【解答】解:∵A(1,0),
∴OA=1,
∵∠AOB=90°,∠BAO=60°,
∴OB=,
∵Rt△AO′B′是由Rt△AOB绕点A按顺时针方向旋转90度后得到,
∴O′B′=OB=,AO′=AO=1,
∵旋转角是90°,
∴O′A⊥x轴,
∴O′B′∥x轴,
∵Rt△AO'B'的外接圆的圆心坐标是AB′的中点,
∴Rt△AO'B'的外接圆的圆心坐标是(1+,).
故选:A.
12.(3分)2020年平阴街道进行拓宽改造,县城面貌焕然一新,拓宽后振兴街主路双向四车道16米宽,两边安装路灯,如图路灯的灯臂CD长2米,且与灯柱BC成120°角,路灯采用圆锥形灯罩,灯罩的轴线DO与灯臂CD垂直,当灯罩的轴线DO通过公路路面的中心线时照明效果最佳,此时,路灯的灯柱BC高度应该设计为( )
A.6米 B.(8﹣2)米 C.(8﹣2)米 D.(8﹣4)米
【分析】延长OD,BC交于点P.解直角三角形即可得到结论.
【解答】解:如图,延长OD,BC交于点P.
∵∠PDC=∠B=90°,∠P=30°,OB=8米,∠PCD=60°,
∴PB===8(米),PC===4(米),
∴BC=PB﹣PC=(8﹣4)米.
故选:D.
二、填空题(本题共5个小题,每小题3分,共15分,只要求写出最后结果)
13.(3分)在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,cosA=,那么AB的长为 8 .
【分析】根据锐角三角函数的意义求解后,再做出判断即可.
【解答】解:∵cosA==,AC=6,
∴AB==8,
故答案为:8.
14.(3分)如图,∠ACB=30°,点O是CB上的一点,且OC=6,则以4为半径的⊙O与直线CA的公共点的个数为 2个 .
【分析】过O作OD⊥OA于D,求出CD的长,根据直线和圆的位置关系判断即可.
【解答】解:过O作OD⊥OA于D,
∵∠AOB=30°,OC=6,
∴OD=OC=3<4,
∴以4为半径的⊙O与直线CA的公共点的个数为2个,
故答案为:2个.
15.(3分)如图,P是⊙O外一点,过P引⊙O的切线PA、PB,若∠APB=50°,则的度数为 130° .
【分析】根据切线的性质得到∠PAO=∠PBO=90°,根据四边形的内角和定理即可得到答案.
【解答】解:∵PA、PB是⊙O的切线,
∴∠PAO=∠PBO=90°,
∵∠APB=50°,
∴∠AOB=360°﹣∠APB﹣∠PAO﹣∠PBO=130°,
∴的度数为130°,
故答案为:130°.
16.(3分)如图,小华同学用自制的直角三角形纸板DEF测量树的高度AB,他调整自己的位置,使斜边DF与地面保持水平,并且边DE与点B在同一直线上.已知纸板的两条直角边DE=30cm,EF=15cm,测得边DF离地面的高度AC=120cm,CD=600cm,则树AB的高度为 420 cm.
【分析】利用直角三角形DEF和直角三角形BCD相似求得BC的长,再加上AC的长即可求得树高AB.
【解答】解:∵∠DEF=∠BCD=90°,∠D=∠D,
∴△DEF∽△DCB,
∴BC:EF=DC:DE,
∵DE=30cm,EF=15cm,AC=120cm,CD=600cm,
∴,
∴BC=300cm,
∴AB=AC+BC=120+300=420cm,
故答案为:420.
17.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=2,BC=4.点M1,N1,P1分别在AC,BC,AB上,且四边形M1CN1P1是正方形,点M2,N2,P2分别在P1N1,BN1,BP1上,且四边形M2N1N2P2是正方形,…,点Mn,Nn,Pn分别在Pn﹣1Nn﹣1,BNn﹣1,BPn﹣1上,且四边形MnNn﹣1NnPn是正方形,则线段MnPn的长度是 .
【分析】根据相似三角形的性质求出M1P1,M2P2,M3P3的值,找出规律即可求出MnPn的长度.
【解答】解:∵M1P1∥BC,
∴△AM1P1∽△ACB,
∴,
设M1P1=x,则,
解得:x=,
∴BN1=BC﹣x=4﹣==2M1P1,
同理,M2P2==,
M3P3==×2×=×22×()2,
,
∴MnPn的长度是=×2n﹣1×()n﹣1=.
故答案为:.
三、解答题(本大题共8小题,共69分.解答要写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.)
18.(8分)计算:
(1)2sin30°+4cos30° tan60°﹣cos245°;
(2)sin230°+cos230°+cos60°tan45°.
【分析】(1)先利用特殊角的三角函数值得到原式=2×+4××﹣()2,然后进行二次根式的混合运算;
(2)先利用平方关系和特殊角的三角函数值得原式=1+××1,然后进行二次根式的混合运算.
【解答】解:(1)原式=2×+4××﹣()2
=1+6﹣
=;
(2)原式=1+××1
=1+.
19.(7分)如图,已知点O是坐标原点,B、C两点的坐标分别为(3,﹣1),(2,1).
(1)以O点为位似中心在y轴的左侧将△OBC放大到原图的2倍(即新图与原图的相似比为2),画出对应的△OB C ;
(2)若△OBC内部一点M的坐标为(a,b),则点M对应点M′的坐标是 (﹣2a,﹣2b) ;
(3)求出变化后△OB C 的面积 10 .
【分析】(1)把B、C的横纵坐标都乘以﹣2得到B′、C′的坐标,然后描点即可;
(2)利用(1)中对应点的关系求解;
(3)先计算△OBC的面积,然后利用相似的性质把△OBC的面积乘以4得到△OB C 的面积.
【解答】解:(1)如图,△OB C 为所作;
(2)点M对应点M′的坐标为(﹣2a,﹣2b);
(3)△OB C 的面积=4S△OCB=4×(2×3﹣×2×1﹣×2×1﹣×3×1)=10.
故答案为(﹣2a,﹣2b);10.
20.(8分)如图,在⊙O中,AC∥OB,∠BAO=25°,求∠BOC的度数.
【分析】利用OA=OB得到∠B=∠BAO=25°,再根据平行线的性质得到∠CAB=∠B=25°,然后根据圆周角定理得到∠BOC的度数.
【解答】解:∵OA=OB,
∴∠B=∠BAO=25°,
∵OB∥AC,
∴∠CAB=∠B=25°,
∴∠BOC=2∠CAB=50°.
21.(8分)如图,在矩形ABCD中,点E是BC的中点,EF⊥AE交CD于点F
(1)求证:△ABE∽△ECF;
(2)若AB=3,BC=8,求EF的长.
【分析】(1)证明∠BAE=∠CEF,则结论得证;
(2)求出AE=5,由(1)可得,可得EF的长.
【解答】证明:(1)∵四边形ABCD是矩形
∴∠B=∠C=90°,
∴∠BAE+∠AEB=90°,
∵EF⊥AE,
∴∠AEF=90°,
∴∠AEB+∠CEF=90°,
∴∠BAE=∠CEF,
∴△ABE∽△ECF;
(2)解:∵E是BC的中点,BC=8,
∴BE=EC=BC=4,
∵∠B=90°,AB=3,
∴AE===5,
∵△ABE∽△ECF,
∴,
即
∴EF=.
22.(8分)在△ABC中,∠B=45°,∠C=30°,若AB=2,求AC的长.
【分析】过A点作AD⊥BC于D点,把一般三角形转化为两个直角三角形,然后分别在两个直角三角形中利用三角函数,即可求出AC的长度.
【解答】解:过A点作AD⊥BC于D点,
在直角三角形ABD中,∠B=45°,AB=2,
∴AD=AB sinB=2,
在直角三角形ADC中,∠C=30°,
∴AC=2AD=4.
23.(8分)某区域平面示意图如图,点O在河的一侧,AC和BC表示两条互相垂直的公路.甲勘测员在A处测得点O位于北偏东45°,乙勘测员在B处测得点O位于南偏西73.7°,测得AC=840m,BC=500m.请求出点O到公路AC的距离.
(参考数据:sin73.7°≈,cos73.7°≈,tan73.7°≈)
【分析】作OM⊥BC于M,ON⊥AC于N,设OM=x,根据矩形的性质用x表示出OM、MC,根据正切的定义用x表示出BM,根据题意列式计算即可.
【解答】解:作OM⊥BC于M,ON⊥AC于N,
则四边形ONCM为矩形,
∴ON=MC,OM=NC,
设OM=x,则NC=x,AN=840﹣x,
在Rt△ANO中,∠OAN=45°,
∴ON=AN=840﹣x,则MC=ON=840﹣x,
在Rt△BOM中,BM=,
由题意得,840﹣x+x=500,
解得,x=480,
∴ON=840﹣480=360(m),
即点O到公路AC的距离360米.
24.(10分)如图,AB是⊙O的直径,弦AD平分∠BAC,过点D作DE⊥AC于E.
(1)求证:ED是⊙O的切线;
(2)若ED,AB的延长线相交于F,且AE=5,EF=12,求⊙O的半径.
【分析】(1)判断出OD∥AE,即可得出结论;
(2)先利用勾股定理求出AF,进而利用相似三角形的性质建立方程即可求出圆O的半径,即可得出结论.
【解答】证明:(1)如图,∵DE⊥AC,
∴∠AEF=90°,
连接OD,
∴OA=OD,
∴∠OAD=∠ODA,
∵AD是∠BAC的平分线,
∴∠DAC=∠DAB,
∴∠DAE=∠ODA,
∴OD∥AC,
∴∠ODF=∠AEF=90°,
∴OD⊥EF,
∵OD为半径,
∴ED是⊙O的切线;
(2)解:在Rt△AEF中,根据勾股定理得,,
设⊙O的半径为r,
∴OD=r,OF=13﹣r,
由(1)知,OD∥AE,
∴△OFD∽△AFE,
∴,
∴,
∴.
25.(12分)顶点在圆上,一边和圆相交,另一边和圆相切的角叫做弦切角.如图①所示:PA切⊙O于点A,AB是⊙O的一条弦,∠PAB就是⊙O的一个弦切角.经研究发现:弦切角等于它夹弧所对的圆周角.根据下面的“已知”和“求证”,写出“证明”过程,并回答后面的问题.
(1)如图1,PA是⊙O的切线,A为切点,AC为直径,∠PAB夹弧所对的圆周角为∠C.求证:∠PAB=∠C.
(2)如图2,PA是⊙O的切线,A为切点,∠PAB夹弧所对的圆周角为∠D.求证:∠PAB=∠D.
(3)如图3,AB为半⊙O的直径,O为圆心,C,D为半⊙O上两点,过点C作半⊙O的切线CE交AD的延长线于点E,若CE⊥AD,且BC=1,AB=3,求DE的长.
【分析】(1)由切线的性质可知,∠CAP=90°,所以∠CAB+∠PAB=90°.再根据直角三角形两锐角互余可得,∠CAB+∠C=90°,所以∠PAB=∠C.
(2)如图2,作直径AC,连接BC,利用(1)中的结论及同弧所对的圆周角相等可得结论.
(3)连接AC,由题意可知,△ACE∽△ABC,结合(1)中的结论易得△DCE∽△BAC,得出比例,进而可得结论.
【解答】解:(1)证明:∵PA切⊙O于点A,
∴∠CAP=90°,
∴∠CAB+∠PAB=90°.
又∵AC是直径,
∴∠B=90°,
∴∠CAB+∠C=90°,
∴∠PAB=∠C.
(2)证明:如图2,作直径AC,连接BC,
由(1)得,∠PAB=∠C,
又∵∠C=∠D,
∴∠PAB=∠D.
(3)连接AC,
由①得∠ECA=∠B,
又∵∠AEC=∠ACB=90°
∴△ACE∽△ABC,
∴,
∴,
∴,
又∵CE为⊙O的切线,
∴∠DCE=∠EAC,
又∵∠E=∠ACB=90°,
∴△DCE∽△BAC,
∴,
∴,
∴.