浙教版2022-2023学年九上数学第4章 相似三角形 尖子生测试卷(含解析)

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名称 浙教版2022-2023学年九上数学第4章 相似三角形 尖子生测试卷(含解析)
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文件大小 2.4MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 数学
更新时间 2022-10-14 12:58:53

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
浙教版2022-2023学年九上数学第4章 相似三角形 尖子生测试卷
考试时间:120分钟 满分:120分
一、选择题(本大题有10小题,每小题3分,共30分)
下面每小题给出的四个选项中,只有一个是正确的.
1.若,则=(  )
A.3 B.-3 C. D.
2.宽与长的比是(约为0.618)的矩形叫黄金矩形,黄金矩形给我们以协调、匀称的美感.世界各国许多著名的建筑,为取得最佳的视觉效果,都采用了黄金矩形的设计,如希腊的巴特神庙等.若黄金矩形的长为,则该黄金矩形的宽是(  )
A. B. C. D.
3.如图,在中,AD是BC边上的高,在的内部,作一个正方形PQRS,若,,则正方形PQRS的边长为(  )
A. B. C.1 D.
(第3题) (第4题) (第5题) (第6题)
4.如图,在平面直角坐标系中,为的边上一点,,过作交于点,、两点纵坐标分别为1、3,则点的纵坐标为(  )
A.4 B.5 C.6 D.7
5.如图,若方格纸中每个小正方形的边长均为1,则阴影部分的面积为(  )
A.5 B.6 C. D.
6.如图,在中,::,是的中点,延长线交于,那么:(  )
A.3:1 B.4:1 C.6:1 D.7:1
7.如图,,,,D为上一点,且,在上取一点E,使以A、D、E为顶点的三角形与相似,则等于(  )
A.或 B.10或 C.或10 D.以上答案都不对
(第7题) (第8题) (第9题) (第10题)
8.如图,在平行四边形ABCD中,E、F分别是边AB、CD的中点,BD分别交CE、AF于G、H,试判断下列结论:①;②;③;④.其中正确的结论有(  )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
9.如图,将边长为6的正六边形沿折叠,点B恰好落在边的中点上,延长交于点M,则的长为(  )
A.1 B. C. D.
10.如图,在矩形中,,M是边的中点,E,F分别是边上的点,且,垂足为点G.若,则的值为(  )
A. B. C. D.
二、填空题(本大题有6小题,每小题4分,共24分)
要注意认真看清题目的条件和要填写的内容,尽量完整地填写答案.
11.如图,正方形城邑的四面正中各有城门,出北门20步的A处(步)有一树木,由南门14步到C处(步),再向西行1775步到B处(步),正好看到A处的树木(点D在直线上),则城邑的边长为   步.
(第11题) (第12题) (第13题)
12.如图,在矩形ABCD中,E是BC的中点,连接AE,过点E作EF⊥AE交DC于点F.若AB=4,BC=6,则DF的长为    .
13.如图1,一张矩形纸片,点、分别在,上,点,分别在、上,现将该纸片沿,,剪开,拼成如图2所示的矩形,已知::,,则的长是   .
14.如图,△ABC、△ADE都是等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,AB=4,F是DE的中点,若点E是直线BC上的动点,连接BF,则BF的最小值是   .
(第14题) (第15题) (第16题)
15.如图,正方形的边长为10,内部有6个全等的正方形,小正方形的顶点、、、分别落在边、、、上,则的长为   .
16.由四个全等的直角三角形和一个小正方形组成的大正方形ABCD如图所示.将小正方形对角线EF双向延长,分别交边AB,和边BC的延长线于点G,H.若大正方形与小正方形的面积之比为5,GH=2,则大正方形的边长为    .
三、解答题(本题有8小题,第17~19题每题6分,第20、21题每题8分,第22、23题每题10分,第24题12分,共66分)
解答应写出文字说明,证明过程或推演步骤.
17.如图,△ABC是等边三角形,CE是外角平分线,点D在AC上,连接BD并延长与CE交于点E
(1)求证:△ABD∽△CED
(2)若AB=6,AD=2CD,求BE的长.
18.小明和几位同学做手的影子游戏时,发现对于同一物体,影子的大小与光源到物体的距离有关.因此,他们认为:可以借助物体的影子长度计算光源到物体的位置.于是,他们做了以下尝试.
(1)如图1,垂直于地面放置的正方形框架ABCD,边长AB为30cm,在其正上方有一灯泡,在灯泡的照射下,正方形框架的横向影子,的长度和为6cm.那么灯泡离地面的高度为多少.
(2)不改变图1中灯泡的高度,将两个边长为30cm的正方形框架按图2摆放,请计算此时横向影子,的长度和为多少?
(3)有n个边长为a的正方形按图3摆放,测得横向影子,的长度和为b,求灯泡离地面的距离.(写出解题过程,结果用含a,b,n的代数式表示)
19.如图,正方形内接于,点E为的中点,连接交于点F,延长交于点G,连接.
(1)求证:;
(2)若.求和的长.
20.已知菱形 中, 是边 的中点, 是边 上一点.
(1)如图1,连接 , . , .
①求证: ;
②若 ,求 的长;
(2)如图2,连接 , .若 , ,求 的长.
21.(1)[问题提出]如图①,点C 是线段上的一点,.若,则的长为   .
(2)[问题探究]
如图②,在中,对角线与交于点M,且,,四边形的周长是32,求线段的长;
(3)[问题解决]
①如图③是一个商场平面示意图,由一个 ABCD和一个△CDE组成,已知AB=300m,AD=500m,AC⊥DC,点A、D、E在同一条直线上.因AB边所临的街道人流量较大,现要在AB边上找一点F作为商场大门,为了美观,需使得∠CED=∠CDF.设AE的长为x(m),BF的长为y(m),求y关于x的函数关系式:
②当时,求的面积.
22.如图
(1)问题
如图1,在四边形ABCD中,点P为AB上一点,当时,求证:.
(2)探究
若将90°角改为锐角或钝角(如图2),其他条件不变,上述结论还成立吗?说明理由.
(3)应用
如图3,在中,,,以点A为直角顶点作等腰.点D在BC上,点E在AC上,点F在BC上,且,若,求CD的长.
23.如图1,△ABC和△ADE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠AED=90°,直线BD和直线CE交于点F.
(1)线段BD与CE具有怎样的数量关系?写出证明过程;
(2)若AC=BC=3,AE=DE=,将△ADE绕着点A在平面内旋转,当点D落在线段AC上时,在图2中补全图形,并求CF的长度.
24.如图,在中,,D,E,F分别为的中点,连接.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,将绕点D顺时针旋转一定角度,得到,当射线交于点G,射线交于点N时,连接并延长交射线于点M,判断与的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,在(2)的条件下,当时,求的长.
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浙教版2022-2023学年九上数学第4章 相似三角形 尖子生测试卷
(解析版)
一、选择题(本大题有10小题,每小题3分,共30分)
下面每小题给出的四个选项中,只有一个是正确的.
1.若,则=(  )
A.3 B.-3 C. D.
【答案】A
【解析】∵,
∴,
∴,
故答案为:A.
2.宽与长的比是(约为0.618)的矩形叫黄金矩形,黄金矩形给我们以协调、匀称的美感.世界各国许多著名的建筑,为取得最佳的视觉效果,都采用了黄金矩形的设计,如希腊的巴特神庙等.若黄金矩形的长为,则该黄金矩形的宽是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图,
由题意得: ,
又∵,
∴,

故答案为:D.
3.如图,在中,AD是BC边上的高,在的内部,作一个正方形PQRS,若,,则正方形PQRS的边长为(  )
A. B. C.1 D.
【答案】A
【解析】如图:记AD与SR的交点为E,设正方形PQRS的边长为x,
∵AD是△ABC的高,四边形PQRS是正方形,
∴,AE是△ASR的高, 则AE=AD-ED=2-x,
∴△ASR∽△ABC,
解得:,
∴正方形PQRS的边长为.
故答案为:A.
4.如图,在平面直角坐标系中,为的边上一点,,过作交于点,、两点纵坐标分别为1、3,则点的纵坐标为(  )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【解析】∵,
∴△ADC∽△ABO
∴,
∵,
∴,
∵C、D两点纵坐标分别为1、3,
∴,
∴,
解得:,
∴B点的纵坐标为6,故C正确.
故答案为:6.
5.如图,若方格纸中每个小正方形的边长均为1,则阴影部分的面积为(  )
A.5 B.6 C. D.
【答案】C
【解析】如图:
∵CD∥AB,
∴△ABE∽△CDE,
∴=2,
∴.
故答案为:C.
6.如图,在中,::,是的中点,延长线交于,那么:(  )
A.3:1 B.4:1 C.6:1 D.7:1
【答案】D
【解析】如图,作GM∥AC交BC于M,
∵G是AD中点,
∴M为DC中点,

::,又且::,

∴BG:GE=(BD+DM):DM,
:,
:.
故答案为:D.
7.如图,,,,D为上一点,且,在上取一点E,使以A、D、E为顶点的三角形与相似,则等于(  )
A.或 B.10或
C.或10 D.以上答案都不对
【答案】C
【解析】∵∠A=∠A,
①当时△ADE∽△ABC,
则,
得AE=10;
②当时△ADE∽△ACB,
则,
得;
综上分析可知,AE 等于或10,故C符合题意.
故答案为:C.
8.如图,在平行四边形ABCD中,E、F分别是边AB、CD的中点,BD分别交CE、AF于G、H,试判断下列结论:①;②;③;④.其中正确的结论有(  )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【解析】∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠ABC=∠ADF,AB=CD,BC=AD,
∵E、F分别是边AB、CD的中点,
∴AE=BE=AB,DF=CF=CD,
∴AE=BE=DF=CF,
∴△CBE≌△ADF(SAS),故①符合题意;
∵△CBE≌△ADF,BC∥AD,
∴∠BCE=∠DAF,∠CBD=∠ADB,
∵BC=AD,
∴△CBG≌△ADH(ASA),
∴CG=AH,故②符合题意;
∵AE=CF,AE∥CF,
∴四边形AECF是平行四边形,
∴EC∥AF,
∵AE=BE,
∴BG=GH,
∵CF=DF,AF∥CE,
∴GH=DH,
∴BG=GH=DH,
∴BG=GD,故③符合题意;
∵AB∥DF,
∴∠ABD=∠BDF,∠BAH=∠AFD,
∴△ABH∽△FDH,
∴=2,
∴△ADH的面积=2△DFH的面积,
∵△CBG≌△ADH,
∴S△CBG=2S△FHD,故④符合题意;
综上所述:上列结论中,正确的结论有4个,
故答案为:D.
9.如图,将边长为6的正六边形沿折叠,点B恰好落在边的中点上,延长交于点M,则的长为(  )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【解析】如图,过点H作延长的垂线,

,,

设,,,



在△中,根据勾股定理,得


解得,


,,

△,


解得,
.
故答案为:A.
10.如图,在矩形中,,M是边的中点,E,F分别是边上的点,且,垂足为点G.若,则的值为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】过M作MH⊥AB于H,如图所示
则∠MHE=∠ABF=90°
∵ME⊥AF
∴∠FAE+∠GEA=90°
又∠HME+∠GEA=90°
∴∠FAE=∠HME
∴△ABF∽△MHE

∵AB=2BC,M为CD中点
∴设BC=x,则AB=2x,CM=BH=AH=x,MH=BC=x

解得:EH=
∴BH=BE+EH=,AE=3
在Rt△ABF中,由勾股定理得:AF=
在Rt△MEH中,由勾股定理得:ME=
由∠GAE=∠BAF,∠AGE=∠ABF=90°得:
△AEG∽△AFB


解得:EG=
∴MG=ME-EG=
∴==
故答案为:B.
二、填空题(本大题有6小题,每小题4分,共24分)
要注意认真看清题目的条件和要填写的内容,尽量完整地填写答案.
11.如图,正方形城邑的四面正中各有城门,出北门20步的A处(步)有一树木,由南门14步到C处(步),再向西行1775步到B处(步),正好看到A处的树木(点D在直线上),则城邑的边长为   步.
【答案】250
【解析】设城邑的边长为x步,根据题意,
∵Rt△AHD∽Rt△ACB,
∴ ,
即,
解得x1=250,x2= 284(不合题意,舍去),
∴城邑的边长为250步.
故答案为:250.
12.如图,在矩形ABCD中,E是BC的中点,连接AE,过点E作EF⊥AE交DC于点F.若AB=4,BC=6,则DF的长为    .
【答案】
【解析】如图,∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=4,∠B=∠C=90°,
∵BC=6,E是BC的中点,
∴BE=EC=3,
∵EF⊥AE,
∴∠AEF=90°,
∴∠BAE=90°﹣∠AEB=∠CEF,
∵△ABE∽△ECF,
∴=,
∴CF===,
∴DF=4﹣= ,
故答案为:.
13.如图1,一张矩形纸片,点、分别在,上,点,分别在、上,现将该纸片沿,,剪开,拼成如图2所示的矩形,已知::,,则的长是   .
【答案】10
【解析】如图,设,依题意得,,
在图2中,



,,
拼成如图2所示的矩形面积,
在图1中

原矩形面积
解得
故答案为:10.
14.如图,△ABC、△ADE都是等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=90°,AB=4,F是DE的中点,若点E是直线BC上的动点,连接BF,则BF的最小值是   .
【答案】2
【解析】∵△ABC、△ADE都是等腰直角三角形,
∴△ABC∽△ADE,
∴∠ADE=∠ABE,
∴点A,D,B,E四点共圆,
∵∠DAE=90°,
∴∠DBE=90°,
∵F是DE的中点,
∴BF=DE,
∴当DE最小时,BF的值最小,
∵若点E是直线BC上的动点,
∴当AE⊥BC时,AE最小,此时,DE最小,
∵∠BAC=90°,AB=4=AC,
∴BC=4,
∴AE===2,
∴DE=4,
∴BF=2.
故答案为:2.
15.如图,正方形的边长为10,内部有6个全等的正方形,小正方形的顶点、、、分别落在边、、、上,则的长为   .
【答案】
【解析】如图所示:
正方形ABCD边长为10,
,,
过点G作GP⊥AD,垂足为P,则,
四边形APGB是矩形,
,,
六个大小完全一样的小正方形如图放置在大正方形中,


∽,




同理.


小正方形的边长为,

故答案为:.
16.由四个全等的直角三角形和一个小正方形组成的大正方形ABCD如图所示.将小正方形对角线EF双向延长,分别交边AB,和边BC的延长线于点G,H.若大正方形与小正方形的面积之比为5,GH=2,则大正方形的边长为    .
【答案】
【解析】如图:
∵大正方形与小正方形的面积之比为5,
∴=,
∴AD=EM,
设EM=a,AE=b,则AD=a,
由勾股定理得:AE2+DE2=AD2,
∴b2+(a+b)2=(a)2,
∴2b2+2ab﹣4a2=0,
(b﹣a)(b+2a)=0,
∵b+2a≠0,
∴b﹣a=0,
∴b=a,
∴AE=DM=a,
如图,延长BF交CD于N,
∵BN∥DE,CF=FM,
∴DN=CN,
∴EN=DM=a,
∵PN∥BG,
∴,
设PN=x,则BG=4x,
∵DE=BF,∠BFG=∠DEF,∠BGF=∠DPE,
∴△BFG≌△DEP(AAS),
∴PD=BG=4x,
同理得:EG=FP,
∴DN=3x=CN,
∴PC=2x,
∵CP∥BG,
∴, 即 ,
∴PH=PG=,
∵,
∴EF=a=GP=,
∴a=,
∴AD=a=.
故答案为:.
三、解答题(本题有8小题,第17~19题每题6分,第20、21题每题8分,第22、23题每题10分,第24题12分,共66分)
解答应写出文字说明,证明过程或推演步骤.
17.如图,△ABC是等边三角形,CE是外角平分线,点D在AC上,连接BD并延长与CE交于点E
(1)求证:△ABD∽△CED
(2)若AB=6,AD=2CD,求BE的长.
【答案】(1)证明:∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=∠ACB=60°.∠ACF=120°.
∵CE是外角平分线
∴∠ACE=60°.
∴∠BAC=∠ACE.
又∵∠ADB=∠CDE,
∴△ABD∽△CED.
(2)解:作BM⊥AC于点M,AC=AB=6.
∴AM=CM=3,BM=AB·sin60°=.
∵AD=2CD,
∴CD=2,AD=4,MD=1.
在Rt△BDM中,BD==.
由(1)△ABD∽△CED得,
,,
∴ED=
∴BE=BD+ED=.
18.小明和几位同学做手的影子游戏时,发现对于同一物体,影子的大小与光源到物体的距离有关.因此,他们认为:可以借助物体的影子长度计算光源到物体的位置.于是,他们做了以下尝试.
(1)如图1,垂直于地面放置的正方形框架ABCD,边长AB为30cm,在其正上方有一灯泡,在灯泡的照射下,正方形框架的横向影子,的长度和为6cm.那么灯泡离地面的高度为多少.
(2)不改变图1中灯泡的高度,将两个边长为30cm的正方形框架按图2摆放,请计算此时横向影子,的长度和为多少?
(3)有n个边长为a的正方形按图3摆放,测得横向影子,的长度和为b,求灯泡离地面的距离.(写出解题过程,结果用含a,b,n的代数式表示)
【答案】(1)解:如图,设灯泡为点P,
设灯泡离地面的高度为PM=xcm,则PN=(x-30)cm,根据题意得:AD∥A'D',PM⊥A'D',∴∠PAD=∠PA'D',∠PDA=∠PD'A',PM⊥AD,∴△PAD∽△PA'D',∴,∴,解得:x=180,即灯泡离地面的高度为60cm;
(2)解:如图,设灯泡为点P,
设横向影子A'B,D'C的长度和为ycm,由(1)得:PN=150cm,PM=180cm,同(1)得:△PAD∽△PA'D',∴,∴,解得:y=12,即横向影子,的长度和为12cm;
(3)解:如图,设灯泡为点P,
设灯泡离地面的距离PM=m,则PN=m-a,AD=na,A'D'=na+b,∵AD∥A'D',PM⊥A'D',∴∠PAD=∠PA'D',∠PDA=∠PD'A',PM⊥AD,∴△PAD∽△PA'D',∴,∴,解得: .即灯泡离地面的距离为.
19.如图,正方形内接于,点E为的中点,连接交于点F,延长交于点G,连接.
(1)求证:;
(2)若.求和的长.
【答案】(1)证明:正方形内接于,
∴AD=BC,
∴,
∴∠ABD=∠CGB,
又∵∠EFB=∠BFG,
∴△BFE∽△GFB,
∴,
即;
(2)解:∵点E为AB中点,
∴AE=BE=3,
∵四边形ABCD为正方形,
∴CD=AB=AD=6,BD=,CE=,
∵CD∥BE,
∴△CDF∽△EBF,
∴,
∴DF=2BF,CF=2EF,
∴3BF=BD=,3EF=,
∴BF=,EF=,
由(1)得FG=.
20.已知菱形 中, 是边 的中点, 是边 上一点.
(1)如图1,连接 , . , .
①求证: ;
②若 ,求 的长;
(2)如图2,连接 , .若 , ,求 的长.
【答案】(1)解:①∵ , ,
∴ ,
∵四边形 是菱形,
∴ , ,
∴ ,
∴ .
②如图,连接 .
∵ 是边 的中点, ,
∴ ,
又由菱形 ,得 ,
∴ 是等边三角形,
∴ ,
在 中, ,
∴ ,
∴ .
(2)解:如图,延长 交 的延长线于点 ,
由菱形 ,得 , ,
∴ , ,
∵ 是边 的中点,
∴ ,
∴ ,
∴ , ,
∵ , ,
∴ , , ,
∴ ,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,而 为公共角.
∴ ,
∴ ,
又∵ ,
∴ .
21.
(1)[问题提出]如图①,点C 是线段上的一点,.若,则的长为   .
(2)[问题探究]
如图②,在中,对角线与交于点M,且,,四边形的周长是32,求线段的长;
(3)[问题解决]
①如图③是一个商场平面示意图,由一个 ABCD和一个△CDE组成,已知AB=300m,AD=500m,AC⊥DC,点A、D、E在同一条直线上.因AB边所临的街道人流量较大,现要在AB边上找一点F作为商场大门,为了美观,需使得∠CED=∠CDF.设AE的长为x(m),BF的长为y(m),求y关于x的函数关系式:
②当时,求的面积.
【答案】(1)6
(2)解:∵ABCD是平行四边形,对角线AC与BD交于点M,
∴,,,
∵,
可设,,
∵AC⊥CD,
∴,
∵四边形ABCD的周长是32,
∴,解得:,
∴,
∵,
∴;
(3)解:①∵ABCD是平行四边形,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,即,解得:,

∴,
∴y关于x的函数关系式为:,;
②∵,且,
∴,
∵,且,
∴,
由①可得,
∴,
∴,
∵,
∴.
【解析】(1)∵,且AC=4,
∴,解得:,
∴.
故答案为:6;
22.如图
(1)问题
如图1,在四边形ABCD中,点P为AB上一点,当时,求证:.
(2)探究
若将90°角改为锐角或钝角(如图2),其他条件不变,上述结论还成立吗?说明理由.
(3)应用
如图3,在中,,,以点A为直角顶点作等腰.点D在BC上,点E在AC上,点F在BC上,且,若,求CD的长.
【答案】(1)证明:如题图1,
∵∠DPC=∠A=∠B=90°,
∴∠ADP+∠APD=90°,∠BPC+∠APD = 90°,
∴∠ADP = ∠BPC,
∴△ADP△BPC,

∴ADBC = APBP,
(2)解:结论仍然成立,理由如下,

又,


设,



∴ADBC = APBP,
(3)解:,




是等腰直角三角形,







,,



23.如图1,△ABC和△ADE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠AED=90°,直线BD和直线CE交于点F.
(1)线段BD与CE具有怎样的数量关系?写出证明过程;
(2)若AC=BC=3,AE=DE=,将△ADE绕着点A在平面内旋转,当点D落在线段AC上时,在图2中补全图形,并求CF的长度.
【答案】(1)解:BD=CE.
证明:∵∠ACB=∠AED=90°,AC=BC,AE=DE,
∴∠BAC=∠DAE=45°,.
∴∠BAD=∠CAE.
∴△ABD∽△ACE,
∴,
∴BD=CE.
(2)解:当点D落在线段AC上时,如图3,
则AD=AE=2,
∴CD=AC-AD=3-2=1,
∴BD=,
∵∠BAD=∠CAE=45°,,
∴△BAD∽△CAE.
∴∠ABD=∠ACE,
∵∠BDA=∠CDF,
∴△ABD∽△FCD,
∴,
∵AB=,
∴,
∴CF=.
24.如图,在中,,D,E,F分别为的中点,连接.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,将绕点D顺时针旋转一定角度,得到,当射线交于点G,射线交于点N时,连接并延长交射线于点M,判断与的数量关系,并说明理由;
(3)如图3,在(2)的条件下,当时,求的长.
【答案】(1)证明:如图,连接,
,D,E,F分别为的中点,
,,

(2)解:,理由如下,
连接,如图,
,D,E,F分别为的中点,

四边形是平行四边形,






将绕点D顺时针旋转一定角度,得到,





(3)解:如图,连接,过点作于,
中,,







中,

中,










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