北师大版九下数学第三章《圆》单元测试题(word版,含解析)

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名称 北师大版九下数学第三章《圆》单元测试题(word版,含解析)
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 数学
更新时间 2022-02-13 15:18:03

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第三章 圆单元测试卷
一、单选题(共10题;共20分)
1.已知⊙O的半径为3,点P到圆心O的距离为4,则点P(  )
A.在⊙O内 B.在⊙O上 C.在⊙O外 D.无法确定
2.如图,是的直径,点、是上的点,若,则的度数为(  )
A.65° B.55° C.60° D.75°
3.如图,点A,B,C在⊙O上,已知∠ABC=130°,则∠AOC的度数是(  )
A.100° B.110° C.115° D.130°
4.如图,在以点O为圆心的两个同心圆中,大圆的弦AB与小圆相切,切点为C,若大圆的半径是13,小圆的半径是5,则AB的长为(  )
A.10 B.12 C.20 D.24
5. 如图,PA、PB切⊙O于点A、B,点C是⊙O上一点,且∠P=36°,则∠ACB为(  )
A.54° B.72° C.108° D.144°
6.如图,已知的直径AB的延长线与过C点的切线PC交于点P,若为20°,则直径与弦AC的夹角等于(  )
A.20° B.25° C.30° D.35°
7.如图, MN是⊙O的直径,MN=2,点A在⊙O上,∠AMN=40°,B为弧AN的中点,P是直径MN上一动点,则PA+PB的最小值为(  )
A. B. C. D.
8.圆内接正方形的面积为a,则圆的面积为(  )
A. B.2πa C. D.πa2
9.如图所示,在平面直角坐标系中,⊙O的半径为1,点P在经过点A(﹣3,0),B(0,4)的直线上,PQ切⊙O于点Q,则切线长PQ的最小值为(  )
A. B.2.4 C. D.3
10.如图,AB为半圆O的直径, ,点C为半圆上动点,以BC为边向形外作正方形BCDE,连接OD,则OD的最大值为   
A.2 B. C. D.
二、填空题(共10题;共30分)
11.一个扇形的圆心角为 ,面积为 ,则此扇形的半径长为   cm.
12.如图,BC是 的弦,AD过圆心O,且 .若 ,则 的度数为   .
13.如图,点A,B,C在圆O上,OC⊥AB,垂足为D,若⊙O的半径是10cm,AB=12cm,则CD=   cm.
14.平面上一点P到⊙O上一点的距离最长为6cm,最短为2cm,则⊙O的半径为   .
15.如图,PB与⊙O相切于点B,OP与⊙O相交于点A,若⊙O的半径为2,∠P=30°,则OP的长为   .
16.已知:如图, 是 的直径,弦 交 于E点, , , ,则 的长为   .
17.如图,边长为1的小正方形构成的网格中,半径为1的⊙O在格点上,则∠AED的正切值为   .
18.如图,已知圆O为Rt△ABC的内切圆,切点分别为D、E、F,且∠C=90°,AB=13,BC=12,则圆O的半径为   。
19.如图,△ABC中,AB=4,∠ACB=75°,∠ABC=45°,D是线段BC上的一个动点,以AD为直径画⊙O分别交AB,AC于E,F,连接EF,则EF的最小值为   .
20.如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于点G,点F是CD上一点,且满足 ,连接AF并延长交⊙O于点E,连接AD、DE、CE,若CF=2,AF=3,给出下列结论:
①△ADF∽△AED; ②FG=2; ③tan∠AED= ;④CD平分∠ADE;⑤S△DEF=4 .
其中正确的是   .(填序号)
三、解答题(共6题;共50分)
21.(6分)如图所示,⊙O的直径AB为10cm,弦AC为6cm,∠ACB的平分线交⊙O于D,求BC,AD,BD的长.
22.(6分)赵州桥(如图)建于1400年前的隋朝,是我国石拱桥中的代表性桥梁,桥的下部呈圆弧形,桥的跨度(弧所对的弦长)为 ,拱高(弧的中点到弦的距离)为 ,求赵州桥桥拱所在圆的半径.(精确到 )
23(8分).在△ABC中, ,以边AB上一点O为圆心,OA为半径的圈与BC相切于点D,分别交AB,AC于点E,F
(1)如图①,连接AD,若 ,求∠B的大小;
(2)如图②,若点F为 的中点, 的半径为2,求AB的长.
24.(10分)如图,AB为⊙O的直径,点C、D都在⊙O上,且CD平分∠ACB,交AB于点E.
(1)求证:∠ABD=∠BCD;
(2)若DE=13,AE=17,求⊙O的半径;
(3)DF⊥AC于点F,试探究线段AF、DF、BC之间的数量关系,并说明理由.
25.(10分)如图,已知AB是⊙O的直径,点C 在⊙O 上,过点C 的直线与AB 的延长线交于点P,AC=PC,∠COB=2∠PCB.
(1)求证:PC 是⊙O 的切线;
(2)求证: ;
(3)点M 是弧AB 的中点,CM 交AB 于点N,若AB=8,求MN MC 的值.
26.(10分)如图1,在直角△ABC中,∠ACB=90°,AO是△ABC的角平分线,以O为圆心,OC为半径作圆O
(1)求证:AB是⊙O的切线;
(2)已知AO交圆O于点E,延长AO交圆O于点D,tan∠D= ,求 的值;
(3)如图2,在(2)条件下,若AB与⊙O的切点为点F,连接CF交AD于点G,设⊙O的半径为3,求CF的长.
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】解:∵⊙O的半径分别是3,点P到圆心O的距离为4,
∴d>r,
∴点P与⊙O的位置关系是:点在圆外.
故答案为:C.
【分析】若点A到圆心的距离为d,圆的半径而r,当d>r时,点在圆外;当d=r时,点在圆上;当d2.【答案】A
【解析】【解答】解:∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵∠CAB=25°,
∴∠ABC=90°-∠CAB=65°,
∴∠ADC=∠ABC=65°.
故答案为:A.
【分析】由直径所对的圆周角是直角可得∠ACB=90°,则∠ABC=90°-∠CAB=65°,然后根据同弧所对的圆周角相等进行求解.
3.【答案】A
【解析】【解答】解:在优弧AC上取点D,连接AD,CD,
∵四边形ABCD是圆内接四边形,∠ABC=130°,
∴∠D=180° 130°=50°.
∵∠D与∠AOC是同弧所对的圆周角与圆心角,
∴∠AOC=2∠D=100°.
故答案为:A.
【分析】在优弧AC上取点D,连接AD,CD,由圆内接四边形的对角互补可得∠ABC+∠D=180°,结合∠ABC的度数可得∠D的度数,根据同弧所对的圆心角等于圆周角的2倍可得∠AOC=2∠D,据此求解.
4.【答案】D
【解析】【解答】解:连接OA、OC,如图,
∵AB为小圆的切线,
∴OC⊥AB,
∴AC=BC,
在Rt△OAC中,∵OA=13,OC=5,
∴AC==12,
∴AB=2AC=24.
故答案为:D.
【分析】连接OA、OC,先利用勾股定理求出AC的长,再利用垂径定理可得AB=2AC=24.
5.【答案】B
【解析】【解答】解:如图,连接OA,OB,
∵PA、PB切⊙O于点A、B,
∴∠PAO=∠PBO=90°,
∵∠P=36°,
∴∠AOB=144°,
∴∠ACB=∠AOB=72°,
故答案为:B.
【分析】连接OA,OB,根据切线的性质得出∠PAO=∠PBO=90°,从而得出∠AOB=144°,根据圆周角定理得出∠ACB=∠AOB=72°,即可得出答案.
6.【答案】D
【解析】【解答】解:如图所示,连接OC,
∵PC与相切,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵为的外角,
∴,
故答案为:D.
【分析】连接OC,根据切线的性质可得,再利用三角形的内角和可得,再利用三角形的外角和及AO=OC,即可得到。
7.【答案】B
【解析】【解答】解:作点B关于MN的对称点C,则点C在圆O上,连接AC交MN于点P,则P点就是所求作的点.
此时PA+PB最小,且等于AC的长.
连接OA,OC,
∵∠AMN=40°,
∴∠AON=80°,
∵B为弧AN的中点,
∴∠AOB=∠BON=40°,
根据垂径定理得,
∴∠CON=∠BON=40°,
∴∠AOC=120°,
∵MN=2,
∴OA=OC=1,
∴∠OAC=∠OCA=30°,
过点O作OG⊥AC于点G,
∴AG=CG,OG=OA=,
∴AG=CG=,
∴AC=.
故答案为:B.
【分析】先求出AG=CG,OG=OA=,再利用勾股定理计算求解即可。
8.【答案】C
【解析】【解答】解:如图,四边形为的正方形,
为的直径,


故答案为:C
【分析】先求出AC为的直径,再求出最后求解即可。
9.【答案】C
【解析】【解答】解:如图所示:连接OP、OQ,
PQ切⊙O于点Q,
, 为直角三角形,
由勾股定理可知: ,
故当OP有最小值时,PQ也有最小值,
根据点到直线距离,垂线段最短可知:当 ,OP有最小值,
如下图所示:过点O向AB作垂线,垂足为P,并在圆上找到对应切点Q,连接PQ与OQ.
点A(﹣3,0),B(0,4),
, ,
在 中,由勾股定理可得: ,
利用等面积法可得:  解得:
故 .
故答案为:C.
【分析】连接OP、OQ,易得△OPQ为直角三角形,由勾股定理可得:当OP有最小值时,PQ也有最小值,根据垂线段最短可知:当PO⊥AB时,OP有最小值,过点O向AB作垂线,垂足为P,并在圆上找到对应切点Q,连接PQ与OQ,根据点A、B的坐标可得OA=3,OB=4,由勾股定理求出AB,然后根据等面积法求出OP,接下来根据勾股定理求解即可.
10.【答案】C
【解析】【解答】解:通过旋转观察如图,可知当 时,DO最长,设DO与 交于点M,连接CM,BD,OC.
理由: , 都是等腰直角三角形,



∽ ,
: : ,

点D的运动轨迹是以M为圆心 为半径的圆,
当D,M,O共线,即 时,DO最长.


四边形BCDE是正方形,
、M、E共线, ,
在 和 中,

≌ ,

的最大值 .
故答案为:C.
【分析】易知当DO⊥AB时,DO最长,设DO与⊙O交于点M,连接CM,BD,OC,由等腰直角三角形的性质可得∠OBM=∠CBD=45°,进而推出∠OBC=∠MBD,证明△OBC∽△MBD,由相似三角形的性质可得MD,当D,M,O共线时,DO最长,由圆周角定理可得∠MCB=45°,由正方形的性质可得∠DEM=∠BEM,证明△MED≌△MEB,由勾股定理可得DM=BM,据此求解.
11.【答案】
【解析】【解答】解:设该扇形的半径为R,则 =15π,
解得R= .
故答案为: .
【分析】设该扇形的半径为R,根据扇形的面积公式S=可列方程,求解即可.
12.【答案】20
【解析】【解答】解:如图,连接
, ,
故答案为:20°.
【分析】连接OB,根据等腰三角形的性质可得∠OBC=∠OCB=50°,根据直角三角形的两锐角互余得∠BOD=40°,然后根据同弧所对的圆周角等于圆心角的一半进行求解.
13.【答案】2
【解析】【解答】解:∵OC是⊙O的半径且OC⊥AB,垂足为D,
∴OA=OC=10cm,AD= AB= ×12=6cm,
∵在Rt△AOD中,OA=10cm,AD=6cm,
∴OD= cm,
∴CD=OC﹣OD=10﹣8=2cm.
故答案为2.
【分析】在直角三角形AOD中利用勾股定理求出OD的值,然后利用CD=OC﹣OD即可求解。
14.【答案】4或2cm
【解析】【解答】解:(1)当点在圆外时,⊙O外一点P到⊙O上一点的距离最长为6cm,最短为2cm,则圆的直径为4cm,那么半径为2cm.
(2)当点在圆内时,⊙O外一点P到⊙O上一点的距离最长为6cm,最短为2cm,则圆的直径为8cm,那么半径为4cm.
故答案为:4或2cm.
【分析】当点在圆外时,易得圆的直径为6-2=cm,据此可得半径;当点在圆内时,易得圆的直径为6+2=8cm,据此可得半径.
15.【答案】4
【解析】【解答】解:如图所示,连接OB,
∵PB是圆O的切线,
∴∠OBP=90°,
∵∠P=30°,
∴OP=2OB=4,
故答案为:4.
【分析】连接OB,根据切线的性质可得∠OBP=90°,再利用含30°角的性质可得OP=2OB=4。
16.【答案】
【解析】【解答】解:如图所示,过点O作OF⊥CD于F,连接OD,
∴∠OFE=90°, ,
∵∠AEC=30°,
∴ ,
∵BE=1,AE=5,
∴AB=BE+AE=6,
∵AB是直径,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
故答案为: .
【分析】过点O作OF⊥CD于F,连接OD,根据,可得,在直角△DOF中求得DF的长即可求解。
17.【答案】
【解析】【解答】解:根据圆周角定理可得∠AED=∠ABC,所以tan∠AED=tan∠ABC=.
故答案为:.
【分析】根据圆周角的性质可得∠AED=∠ABC,再利用正切值的定义求解即可。
18.【答案】2
【解析】【解答】解:如图,连接OD,OE,OF,设半径为r,
∴OE⊥AC,OD⊥AB,OF⊥BC,
∵ ∠C=90°, OD=OE=OF,
∴四边形OFCE是正方形,
∴CE=CF=r,
∵∠C=90°,AB=13,BC=12,
∴AC=5,
∴BF=BD=12-r,AD=AE=5-r,
∴5-r+12-r=13,
∴r=2,
∴ 圆O的半径为2.
【分析】连接OD,OE,OF,设半径为r,证出四边形OFCE是正方形,得出CE=CF=r,再根据切线长定理得出BF=BD=12-r,AD=AE=5-r,根据勾股定理得出AB=13,从而得出5-r+12-r=13,得出r的值,即可得出答案.
19.【答案】
【解析】【解答】解:连接OE、OF,过O点作OM⊥EF,如图,则EM=FM,
∵∠ACB=75°,∠ABC=45°,
∴∠BAC=60°,
∴∠EOF=2∠EAF=120°,
∵OE=OF,
∴∠OEF=∠OFE=30°,
∴OM= OE,
∴EM= OM= OE,
∴EF= OE,
当OE的值最小时,EF的值最小,
∵D是线段BC上的一个动点,AD为直径,
∴当AD垂直BC时,AD的值最小,
过A点作AH⊥BC于H,
∵∠ABH=45°,
∴AH= AB= ×4=2 ,
即AD的最小值为2 ,
∴OE的最小值为 ,
∴EF的最小值为 × = .
故答案为: .
【分析】连接OE、OF,过O点作OM⊥EF,如图,则EM=FM,求出EF= OE,当OE的值最小时,EF的值最小,由于D是线段BC上的一个动点,AD为直径,可知当AD垂直BC时,AD的值最小,求出此时AD的长,即可求解.
20.【答案】①②⑤
【解析】【解答】解:①∵AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,
∴ ,DG=CG,
∴∠ADF=∠AED,
∵∠FAD=∠DAE(公共角),
∴△ADF∽△AED;故①正确;
②∵ ,CF=2,
∴FD=6,
∴CD=DF+CF=8,
∴CG=DG=4,
∴FG=CG-CF=2;故②正确;
③∵AF=3,FG=2,
∴AG= ,
∴在Rt△AGD中,tan∠ADG= ,
∴tan∠AED= ;故③错误;
④∵∠AFD=∠CFE,∠ADC=∠AEC
∴△AFD∽△CFE
∴ ,即 ,解得:
∴EF≠DF
则∠AED≠∠CDE,而∠ADC=∠AED
∴∠ADC≠∠CDE
∴CD并不平分∠ADE,故④错误
⑤∵DF=DG+FG=6,AD=
∴S△ADF= DF AG= ×6× =3 ,
∵△ADF∽△AED,

∴ ,
∴S△AED=7 ,
∴S△DEF=S△AED-S△ADF=4 ;故⑤正确.
故答案为:①②⑤.
【分析】①、由题意可得 ,DG=CG,进而推出△ADF∽△AED;
②、由题意可得FD=6,进而求出CD、CG、FG的值;
③、由勾股定理可得AG的值,然后求出tan∠ADG的值,进而得到tan∠AED的值;
④、易证△AFD∽△CFE,由相似三角形对应边成比例可得EF的值,得到EF≠DF,据此进行判断即可;
⑤、由勾股定理可得AD的值,然后求出S△ADF,由相似三角形的面积比等于相似比的平方可得S△AED的值,进而求得S△DEF的值.
21.【答案】解:∵AB是直径,
∴∠ACB=∠ADB=90°,
在Rt△ABC中,AB2=AC2+BC2,AB=10cm,AC=6cm,
∴BC2=AB2﹣AC2=102﹣62=64,
∴BC= =8(cm),
又CD平分∠ACB,
∴∠ACD=∠BCD,
∴ ,
∴AD=BD ,
又在Rt△ABD中,AD2+BD2=AB2,
∴AD2+BD2=102,
∴AD=BD= =5 (cm).
【解析】【分析】先求出 BC= =8(cm), 再求出 AD=BD , 最后利用勾股定理计算求解即可。
22.【答案】解:设O为圆心,作 于D,交弧AB于C,则 ,如图所示:
拱桥的跨度 ,拱高 ,

在 中,

即 , 解得:
即圆弧半径为 .
答:赵州桥的主桥拱半径为 .
【解析】【分析】 设O为圆心,作 于D,交弧AB于C,则 ,根据垂径定理可得,在 中,利用勾股定理求出AO的长.
23.【答案】(1)解:如解图①,连接OD,
∵BC切⊙O于点D,
∴∠ODB=90°,
∵∠C=90°,
∴AC∥OD,
∴∠CAD=∠ADO,
∵OA=OD,
∴∠DAO=∠ADO=∠CAD=25°,
∴∠DOB=∠CAO=∠CAD+∠DAO=50°,
∵∠ODB=90°,
∴∠B=90°-∠DOB=90°-50°=40°;
(2)如解图②,连接OF,OD,
∵AC∥OD,
∴∠OFA=∠FOD,
∵点F为弧AD的中点,
∴∠AOF=∠FOD,
∴∠OFA=∠AOF,
∴AF=OA,
∵OA=OF,
∴△AOF为等边三角形,
∴∠FAO=60°,则∠DOB=60°,
∴∠B=30°,
∵在Rt△ODB中,OD=2,
∴OB=4,
∴AB=AO+OB=2+4=6.
【解析】【分析】(1)连接OD, 由切线的性质可得∠ODB=90°, 由∠C=90°,可得AC∥OD, 从而可得∠DAO=
∠ADO=∠CAD=25°,继而得出∠DOB的度数,利用∠B=90°-∠DOB即得结论;
(2)连接OF,OD,求出△AOF为等边三角形,可得∠FAO=60°,则∠DOB=60°,从而得出∠B=30°, 利用直角三角形的性质求出 OB=2OD=4, 利用AB=AO+OB计算即可.
24.【答案】(1)证明:∵CD平分∠ACB,
∴∠ACD=∠BCD,
∵∠ACD=∠ABD,
∴∠ABD=∠BCD;
(2)解:如图1,过点E作EM⊥AD于点M,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,∠ADB=90°,
∴∠DAB=∠BCD=45°,
∵AE=17,
∴ME=AM=17× = ,
∵DE=13,
∴DM= = = ,
∴AD=AM+DM=12 ,
∴AB= AD=12 =24,
∴AO= =12;
(3)解:AF+BC=DF.理由如下:
如图2,过点D作DN⊥CB,交CB的延长线于点N,
∵四边形DACB内接于圆,
∴∠DBN=∠DAF,
∵DF⊥AC,DN⊥CB,CD平分∠ACB,
∴∠AFD=∠DNB=90°,DF=DN,
∴△DAF≌△DBN(AAS),
∴AF=BN,CF=CN,
∵∠FCD=45°,
∴DF=CF,
∴CN=BN+BC=AF+BC=DF.
即AF+BC=DF.
【解析】【分析】(1)由角平分线的概念可得∠ACD=∠BCD,由圆周角定理可得∠ACD=∠ABD,据此证明;
(2)过点E作EM⊥AD于点M,由圆周角定理可得∠ACB=90°,∠ADB=90°,则∠DAB=∠BCD=45°,求出ME、AM的值,利用勾股定理求出DM,进而可得AD、AB、AO;
(3)过点D作DN⊥CB,交CB的延长线于点N,易得∠DBN=∠DAF,由角平分线的性质可得DF=DN,证明△DAF≌△DBN,得到AF=BN,CF=CN,推出DF=CF,据此解答.
25.【答案】(1)证明:∵OA=OC,
∴∠A=∠ACO.
又∵∠COB=2∠A,∠COB=2∠PCB,
∴∠A=∠ACO=∠PCB.
又∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACO+∠OCB=90°.
∴∠PCB+∠OCB=90°.
即OC⊥CP,
∵OC是⊙O的半径.
∴PC是⊙O的切线.
(2)证明:∵AC=PC,
∴∠A=∠P,
∴∠A=∠ACO=∠PCB=∠P.
又∵∠COB=∠A+∠ACO,∠CBO=∠P+∠PCB,
∴∠COB=∠CBO,
∴BC=OC=OB.
∴BC= AB.
(3)解:连接MA,MB,∵点M是 弧AB的中点,∴弧AM=弧BM, ∴∠ACM=∠BCM.∵∠ACM=∠ABM,∴∠BCM=∠ABM.∵∠BMN=∠BMC,∴△MBN∽△MCB.∴.∴BM2=MN MC.又∵AB是⊙O的直径,弧AM=弧BM,
∴∠AMB=90°,AM=BM.
∵AB=8,∴BM=4 . ∴MN MC=BM2=32.
【解析】【分析】(1)根据圆的半径相等得到∠COB=2∠A又∠COB=2∠PCB,从而得到∠A=∠ACO=∠PCB.由直径所对的圆周角为直角,等量代换得到∠OCP为直角;(2)等角对等边;(3)连接MA,MB,由MN MC=BM2转化为,可得要证明△MBN∽△MCB.
26.【答案】(1)证明:如图,过点O作OF⊥AB于点F
∵AO平分∠CAB,
OC⊥AC,OF⊥AB,
∴OC=OF,
∴AB是⊙O的切线;
(2)解:如图,连接CE,
∵ED是⊙O的直径,
∴∠ECD=90°,
∴∠ECO+∠OCD=90°,
∵∠ACB=90°,
∴∠ACE+∠ECO=90°,
∴∠ACE=∠OCD,
∵OC=OD,
∴∠OCD=∠ODC,
∴∠ACE=∠ODC,
∵∠CAE=∠CAE,
∴△ACE∽△ADC,
∴ ,
∵tan ,
∴ ;
(3)解:由(2)可知: ,
∴设AE=x,AC=2x,
∵△ACE∽△ADC,
∴ ,
∴AC2=AE AD,
∴(2x)2=x(x+6),
解得:x=2或x=0(不合题意,舍去),
∴AE=2,AC=4,
∴AO=AE+OE=2+3=5,
如图,连接CF交AD于点M
∵AC,AF是⊙O的切线,
∴AC=AF,∠CAO=∠OAF,
∴CF⊥AO,
∴∠ACO=∠CMO=90°,
∵∠COM=∠AOC,
∴△CMO∽△ACO,
∴ ,
∴OC2=OM OA,
∴OM= ,
∴CM= = ,
∴ .
【解析】【分析】(1)由题可过点O作OF⊥AB于点F,然后结合已知证OC=OF即可求解;
(2)连接CE,先证∠ACE=∠ODC,然后可证△ACE∽△ADC,于是可得比例式,由锐角三角函数tan∠D=即可求解;
(3)由(2)可设AE=x,AC=2x,由相似三角形的性质得AC2=AE AD,于是可求出AE,AC的长,则AO=AE+OE可求得AO的值;连接CF交AD于点M,证△CMO∽△ACO,可得OC2=OM OA,求出OM、CM的值,则CF=2CM可求解