第17章 勾股定理 综合能力测试题(含解析)2024-2025学年人教版八年级数学下册

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名称 第17章 勾股定理 综合能力测试题(含解析)2024-2025学年人教版八年级数学下册
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 数学
更新时间 2025-03-02 18:24:39

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第17章 勾股定理 综合能力测试题
考试范围:第17章 勾股定理;考试时间:100分钟;总分:120分
一.选择题(共10小题,满分30分,每小题3分)
1.下列各组数据为勾股数的是(  )
A.1,2,3 B. C.9,40,41 D.,,
2.已知△ABC中,a、b、c分别是∠A、∠B、∠C的对边,下列条件不能判断△ABC是直角三角形的是(  )
A.∠A=∠C﹣∠B B.a:b:c=2:3:4
C.a2=b2﹣c2 D.a=3k,b=4k,c=5k(k是正整数)
3.已知点P(4,3),则点P到原点的距离为(  )
A.4 B.5 C.7 D.3
4.等腰三角形的腰长为5cm,底边上的中线长为4cm,它的面积是(  )
A.24cm2 B.20cm2 C.15cm2 D.12cm2
5.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,分别以A点,B点为圆心,以大于为半径画弧,两弧交于E,F,连接EF交AB于点D,交AC于点H.连接CD,以C为圆心,CD长为半径作弧,交AC于G点,若AB=10cm,BC=6cm,则GH的长度为(  )
A. B. C.3cm D.
(5题图) (6题图) (7题图) (8题图)
6.如图,一个梯子AB斜靠在一竖直的墙AO上,测得AO=2m.若梯子的顶端沿墙下滑0.5米,这时梯子的底端也恰好外移0.5米,则梯子的长度AB为(  )
A.2.5m B.3m C.1.5m D.3.5m
7.如图,四个全等的直角三角形拼成“赵爽弦图”得到正方形ABCD与正方形EFGH,连接BD交CH,EG,AF于点M,O,N,若M,O,N是BD的四等分点,则的值为(  )
A. B. C. D.
8.某工程的测量人员在规划一块如图所示的三角形土地时,在BC上有一处古建筑D,使得BC的长不能直接测出,工作人员测得AB=130米,AD=120米,BD=50米,在测出AC=150米后,测量工具坏了,使得DC的长无法测出,请你想办法求出BC的长度为(  )
A.90米 B.120米 C.140米 D.150米
9.如图,将一张矩形纸片沿着AE折叠后,点D恰好与BC边上的点F重合,已知:AB=6,BC=10,则FC的长度为(  )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.在一次课题学习中,某学习小组受赵爽弦图的启发,将正方形改编成矩形,如图所示,由两对全等的直角三角形(△AHD≌△CFB,△ABE≌△CDG)和矩形EFGH拼成大矩形ABCD.连结CH,设∠CHG=α,∠CDG=β.若BC=2AB,tanβ=tan2α,则矩形EFGH与矩形ABCD的面积比为(  )
A. B. C. D.
(9题图) (10题图) (11题图)
二.填空题(共5小题,满分15分,每小题3分)
11.勾股定理是人类最伟大的科学发明之一.如图1,以直角三角形ABC的各边为边分别向外作正方形,再把较小的两张正方形纸片按图2的方式放置在最大的正方形内,三个阴影部分面积分别记为S1,S2,S3,若已知S1=2,S2=4,S3=6,则两个较小正方形纸片的重叠部分(四边形DEFG)的面积为    .
12.如图,一架梯子AB长10米,底端离墙的距离BC为6米,当梯子下滑到DE时,AD=3米,则BE=   米.
(12题图) (13题图) (14题图) (15题图)
13.如图,一艘小船以15海里/时的速度从港口A出发,向东北方向航行,另一小船以8海里/时的速度同时从港口A出发,向东南方向航行,离开港口2小时后,两船相距    海里.
14.如图所示的图形中,所有的四边形都是正方形,所有的三角形都是直角三角形,正方形A、B,C,D的面积之和是100cm2,则最大的正方形的边长为    cm.
15.等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,CA=CB=4CB,若点E,F为边AC,AB上动点,且AF=CE,则DE+CF的最小值为    .
三.解答题(共8小题,满分75分)
16.(9分)如图,在四边形ABCD中,∠ADC=120°,AB⊥AD,BC⊥CD,AB=5,CD=3.求四边形ABCD的面积.
17.(9分)如图,在四边形ABDC中,∠A=90°,AB=4,AC=3,CD=13,BD=12,求这个四边形的面积.
18.(9分)如图为某工厂批量生产的一零件的简化结构示意图,在三角形零件的内部,AB边上的垂直平分线DE与AB、AC分别交于点D、E,根据安全标准该零件需满足AC⊥BC,现已知 CB2=AE2﹣CE2.
(1)该零件是否符合安全标准,请说明理由;
(2)若测量出AC=4cm,BC=3cm,请求CE的长度.
19.(9分)已知△ABC,三边为a=3,b=5和m.
(1)若△ABC是直角三角形,求m的值;
(2)若a,b,m这三个数的平均数,仍小于m,求整数m的值.
20.(9分)如图,公路MN和公路PQ在点P处交汇,公路PQ上点A处有学校,点A到公路MN的距离为120m,现有一卡车在公路MN上以5m/s的速度沿PN方向行驶,卡车行驶时130m范围以内都会受到噪音的影响,请你算出该学校受影响的时间多长?
21.(9分)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC,垂足为D.已知BD=3,AB=5.设CD长为x.
(1)根据勾股定理,得AC2=    .(用含x的代数式表示,结果需化简)
(2)求x的值.
22.(10分)如图,在四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,E、F分别是BD、AC的中点.(1)求证:EF⊥AC;
(2)当BD=10,AC=8时,求EF的长.
23.(11分)勾股定理在数学和许多其他领域中都有广泛的应用,勾股定理是一个非常重要的数学定理,它在几何学、三角学、物理学、工程学等多个领域都有重要的应用.关于勾股定理的证明方法到现在为止有500多种,勾股定理常见的一些证明方法是:几何证明、代数证明、向量证明、复数证明、面积证明等.当两个全等的直角三角形按图1或图2摆放时,都可以用“面积法”来证明,以下是利用图1证明勾股定理的完整过程:
将两个全等的直角三角形按图1所示摆放,其中∠DAB=90°,求证:a2+b2=c2
证明:连结BD,过点D作BC边上的高DF⊥BC于点F,则DF=EC=b﹣a.
∵,
又∵,

∴a2+b2=c2.
请参照上述证明方法,利用图2完成下面的证明.
将两个全等的直角三角形按图2所示摆放,其中∠DAB=90°,求证:a2+b2=c2.
参考答案
一.选择题(共10小题,满分30分,每小题3分)
1.解:A、1+2=3,不能构成三角形,该选项不符合题意;
B、不是正整数,1,,2不是勾股数,该选项不符合题意;
C、92+402=412,9,40,41是勾股数,该选项符合题意;
D、()2+()2≠()2,,,不是勾股数,该选项不符合题意;
选:C.
2.解:A、∵∠A=∠C﹣∠B,且∠A+∠B+∠C=180°,∴∠C=90°,∴△ABC为直角三角形;
B、设a=2x,则b=3x,c=4x,∵(2x)2+(3x)2≠(4x)2,∴△ABC不是直角三角形;
C、∵a2=b2﹣c2,∴b2=c2+a2,∴△ABC为直角三角形;
D、∵(3k)2+(4k)2=(5k)2,∴△ABC为直角三角形;
选:B.
3.解:∵点P(4,3),
∴点P到原点的距离为5,
选:B.
4.解:如图,∵AB=AC=5cm,AD为底边上的中线,
∴AD⊥BC,BD=CDBC,
∴∠ADB=90°,
∴BD3(cm),
∴BC=2BD=2×3=6(cm),
∴S△ABCBC×AD6×4=12(cm2),
选:D.
5.解:连接BH,如图所示:
根据作图可知,EF垂直平分AB,
∴BH=AH,AD=BD,
∵△ABC为直角三角形,
∴,
∴CG=CD=5cm,
根据勾股定理得:,
∴AG=AC﹣CG=8﹣5=3(cm),
设AH=BH=x cm,则CH=(8﹣x)cm,
根据勾股定理得:BC2+CH2=BH2,
即62+(8﹣x)2=x2,
解得:,
∴,
选:B.
6.解:设BO=x m,
依题意得:AC=0.5m,BD=0.5m,AO=2m.
在Rt△AOB中,根据勾股定理得:AB2=AO2+OB2=22+x2,
在Rt△COD中,根据勾股定理得:CD2=CO2+OD2=(2﹣0.5)2+(x+0.5)2,
∴22+x2=(2﹣0.5)2+(x+0.5)2,
解得:x=1.5,
∴AB2.5(m),
即梯子的长度AB为2.5m,
选:A.
7.解:∵M,O,N是BD的四等分点
∴DM=MO=ON=NB,
设DH=k,依题意得:AE=DH=k,DE=CH,
∵∠DHC=∠DEA=90°,
∴HC∥AF,
∴△DHM∽△DEN,
∴DH:DE=DM:DN=1:3,
∴DE=3DH=3k,
∴CH=DE=3k,
在Rt△ADE中,AE=k,DH=3k,
由勾股定理得:AD,
在Rt△ABD中,AD=AB,
由勾股定理得:BD,
∴DMBD,
在Rt△DHM中,DH=k,DM,
由勾股定理得:HM,
∴CM=CH﹣HM=3kk,
∴.
选:B.
8.解:∵AD2+BD2=1202+502=16900,AB2=1302=16900,
∴AD2+BD2=AB2,
∴△ABD是直角三角形,且∠ADB=90°,
∴∠ADC=180°﹣∠ADB=90°,
∴CD90(米),
∴BC=BD+CD=50+90=140(米),
∴BC的长是140米,
选:C.
9.解:∵△AEF由△ADE翻折而成,
∴Rt△ADE≌Rt△AFE,
∴∠AFE=90°,AD=AF=10,
在Rt△ABF中由勾股定理得:AB2+BF2=AF2,
即62+BF2=102,
∴BF=8,
∴CF=BC﹣BF=10﹣8=2,
选:B.
10.解:∵四边形ABCD是矩形,BC=2AB,
∴AB=CD,AD=BC,
∴AD=2CD,
设CG=x,HG=y,
∵△AHD≌△CFB,△ABE≌△CDG,且这四个三角形均为直角三角形,
∴∠AHD=∠DGC=90°,
∴∠DAH+∠ADH=∠ADH+∠CDG=90°,
∴∠CDG=∠DAH,
∴△ADH∽△DCG,
∴2,
∴DH=2x,
∴DG=2x+y,AH=4x+2y,EH=3x+2y,
∵∠CHG=α,∠CDG=β,tanβ=tan2α,
∴,即2x2+xy=y2,
∴y2﹣xy﹣2x2=0,
∴(y﹣2x)(y+x)=0,
∵y+x≠0,
∴y=2x,
∴DG=4x,DCx,EH=3x+2y=7x,
∴AD=2x,
∴,
选:B.
二.填空题(共5小题,满分15分,每小题3分)
11.解:设直角三角形的斜边BC的长为a,较长直角边AB的长为c,较短直角边AC的长为b,
在Rt△ABC中,由勾股定理得:a2=c2+b2,
∴a2﹣c2﹣b2=0,
∴S阴影=a2﹣c2﹣(b2﹣S四边形DEFG)=a2﹣c2﹣b2+S四边形DEFG=S四边形DEFG,
∴S四边形DEFG=S1+S2+S3=2+4+6=12,
答案为:12.
12.解:在Rt△ABC中,根据勾股定理,可得:AC8(米),
∴DC=AC﹣AD=8﹣3=5(米),
在Rt△DCE中,CE5(米),
∴BE=CE﹣BC=(56)米,
答案为:(56).
13.解:设两艘船航行2小时后分别到达B、C的位置,连接BC,如图所示:
∵两船行驶的方向是东北方向和东南方向,
∴∠BAC=90°,
两小时后,两艘船分别行驶了15×2=30(海里),8×2=16(海里),
根据勾股定理得:(海里),
即离开港口2小时后,两船相距34海里.
答案为:34.
14.解:如图,设正方形A、B、C、D、E、F、G的边长分别为a、b、c、d、e、f,g,
∵所有的四边形都是正方形,所有的三角形都是直角三角形,
∴e2=a2+b2,f2=c2+d2,g2=e2+f2,
∴正方形E、F的面积和=正方形A、B、C、D面积的和,最大正方形G的面积=正方形E、F的面积和,
∴最大正方形G的面积=正方形A、B、C、D的面积之和=100cm2,
∴最大的正方形G的边长10(cm),
答案为:10.
15.解:如图,过点A作AH⊥AB,且AH=CD,连接HF,CH,过点C作CN⊥直线AH于N,
∵CA=CB=4,CDCB,∠ACB=90°,
∴CD=2,∠CAB=45°,
∴AH=CD=2,
在△AFH和△CED中,

∴△AFH≌△CED(SAS),
∴DE=FH,
∴DE+CF=FH+CF,
∴当点C,点F,点H三点共线时,DE+CF的最小值为CH的长,
∵∠CAN=90°﹣∠CAB=45°,
∴△ACN是等腰直角三角形,
又∵AC=4,
∴AN=CN=4,
∵CH2=CN2+NH2,
∴CH2,
∴DE+CF的最小值为2.
1. 解答题(共8小题,满分75分)
16.解:如图,延长AD、BC交于点F,
∵∠ADC=120°,
∴∠CDF=60°,
∵BC⊥CD,
∴∠DCF=90°,
∴∠F=30°,
∴DF=2CD=2×3=6,
∴CF3,
∵AB⊥AD,
∴∠BAD=90°,
∴BF=2AB=2×5=10,
∴AF5,
∴S四边形ABCD=S△ABF﹣S△CDFAB AFCD CF5×53×38.
17.解:∵∠A=90°,AB=4,AC=3,
∴,
∵CD=13,BD=12,
∴BC2+BD2=CD2,
∴∠CBD=90°,
∴S四边形ABDC=S△BCD+S△ABC5×123×4=36.
18.解:(1)该零件符合安全标准,理由如下:
连接BE,
∵DE是线段AB的垂直平分线,
∴AE=BE,
∵CB2=AE2﹣CE2,
∴CB2=BE2﹣CE2,
即CB2+CE2=BE2,
∴CE⊥BC,
∴该零件符合安全标准;
(2)在Rt△BCE中,BE=AE=AC﹣CE=4﹣CE,BC=3,BE2=CE2+BC2,
∴(4﹣CE)2=CE2+32,
解得CE.
19.解:(1)若b=5为斜边,
∴m4,
若m为斜边,
∴m,
∴m=4或;
(2)∵a,b,m这三个数的平均数,仍小于m,
∴m,
∴m>4,
又∵5﹣3<m<5+3,
∴2<m<8,
∴4<m<8,
∵m为整数,
∴m=5,6,7.
20.解:设卡车开到C处刚好开始受到影响,行驶到D处时结束了噪声的影响.
则有CA=DA=130m,
在Rt△ABC中,CB50(m),
∴CD=2CB=100(m),
则该校受影响的时间为:100÷5=20(s).
答:该学校受影响的时间为20s,
21.解:(1)∵AD⊥BC,
∴∠ADB=∠ADC=90°,
∵BD=3,AB=5,
∴AD4,
∵CD长为x,
∴AC2=AD2+CD2=42+x2=16+x2,
答案为:16+x2;
(2)∵∠BAC=90°,AB=5,BC=BD+CD,BD=3,CD=x,
∴BC=BD+CD=3+x,
∵AC2=BC2﹣AB2,AC2=16+x2,
∴(3+x)2﹣52=16+x2,
解得x.
22.(1)证明:连接AE、CE,
∵∠BAD=90°,E为BD中点,
∴AEDB,
∵∠DCB=90°,
∴CEDB,
∴AE=CE,
∵F是AC中点,
∴EF⊥AC;
(2)解:∵AC=8,BD=10,E、F分别是边AC、BD的中点,
∴AE=CE=5,CF=4,
∵EF⊥AC.
∴EF3.
23.证明:连接BD,过点E作EF⊥CB,交CB的延长线于点F,如图所示:
∴∠F=90°
∵∠DAB=90°,∠C=∠AED=90°,
∴∠EAD+∠BAE=90°,
∵△ABC≌ADE,
∴∠CAB=∠EAD,
∴∠CAB+∠BAE=90°,
即∠CAE=90°,
∴∠C=∠CAE=∠F=90°,
∴四边形ACFB是矩形,
∴AC=EF=b,AE=CF=b,
∴BF=b﹣a,
∴S△ADEab,S△ABEb2,S△ABDc2,S△BDEa(b﹣a),
∵S四边形ABED=S△ABE+S△ADE=S△ABD+S△BDE,
∴b2abc2a(b﹣a),
整理得:a2+b2=c2.
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