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【尖子生】浙教版2025-2026学年九年级上数学第3章 圆的基本性质
(解析版)
考试时间:150分钟 满分:150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.如图,线段是的直径,点是上一点,设,.若,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】直径,
,
,
四边形是圆内接四边形,
,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,
.
故答案为:A.
2.如图,已知,,,是上依逆时针顺序排列的四个点,且满足,设弦,,若的半径为,则在,值的变化过程中,下列代数式的值不变的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】过点A作⊙O直径AE,过点B作⊙O的直径BF,连接DE,CF,如图所示:
∵,
∴,
∴∠E+∠F=90°,
∵AE,BF是⊙O的直径,⊙O的半径是10,
∴AE=BF=20,∠ADE=∠FCB=90°,
∴∠E+∠A=90°,
∴∠A=∠F,
在△ADE和△FCB中,
∴△ADE≌△FCB(AAS),
∴DE=BC=x,
在Rt△ADE中,AD=y,DE=x,AE=20,
由勾股定理得:DE2+AD2=AE2,
即x2+y2=400,
∴在x,y值的变化过程中,代数式x2+y2的值不变,
故答案为:C.
3.如图,点C,D是劣弧 上两点,CD∥AB,∠CAB=45°,若AB=6,CD=2,则 所在圆的半径长为( )
A. B. C.2 D.
【答案】D
【解析】过点C作CE⊥AB于点E,过点D作DF⊥AB于点F,连接BC,如图:
则
∵CD∥AB,
∴∠ECD=∠CEA=90°,
∴∠CEF=∠DCE=∠DFE=90°,
∴四边形CDFE是矩形,
∴EF=CD=2,
∴CD∥AB,
∴∠ABC=∠BCD,
∴ ,
∴AC=BD,
又∵CD∥AB,
∴四边形ABDC是等腰梯形,
∵AB=6,CD=2,
根据等腰梯形的对称性可知:
∴BE=BF+EF=2+2=4,
在
∴
在 ,
∴ ,
根据圆周角的性质可知 ,
在 ,
∴ ,
∵BO>0,
∴BO= .
故答案为:D.
4.如图,四边形内接于,交的延长线于点E,若平分,,,则( )
A.3 B. C. D.
【答案】C
【解析】连接,如图,
∵四边形内接于,
∴,
又
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
故答案为:C.
5. 如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠ABC=∠ADC,BD平分∠ABC.若AB=3,BC=4,BD的长为( )
A.4 B. C. D.
【答案】B
【解析】四边形ABCD内接于⊙O,
∠ABC+∠ADC=180°,
又∠ABC=∠ADC,
∠ABC=∠ADC=90°,
AB=3,BC=4,
BD平分∠ABC ,
,
,
,
是等腰直角三角形,
,
过点C作交BD于点H,
,
,
,
.
.
故答案为:B.
6.如图,半径为1的经过平面直角坐标系的原点O,与x轴交于点A,点A的坐标为,点B是直角坐标系平面内一动点,且,则BM的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
解:①当B点在x轴上方时,作△OAB的外接圆,连接OP、AP,过点P作于点C,延长CP交于点B',如图:
则点B在点B'处时,BM的值最大,理由如下:
点B是直角坐标系平面内一动点,且∠ABO = 30°,
∠APO= 2∠ABO = 60°
PO= PA, A,
△OPA是等边三角形,OA= ,
PO= PA= OA=,
PC⊥OA,
OC= AC=OA=,
M点在B'C上,点B在点B'处时,BM的值最大,
在Rt△POC中,由勾股定理,得
PC=,
连接OM,如图:
的半径为1 ,
.OM=1,
在中,由勾股定理,得
,
PM=PC-CM=,
B'M=PB'+PM=,
此时,BM的最大值为;
②当B点在x轴下方时,作△OAB的外接圆,连接、,过点作于点C,延长交于点,如图:
由①可知,,,
∴,
∵,
∴BM的最大值为.
故答案为: C.
7.已知点A,B,C在⊙O上,∠ABC=30°,把劣弧沿着直线CB折叠交弦AB于点D.若BD=9,AD=6,则的长为( )
A.π B.3π C.π D.π
【答案】C
【解析】如图,作,连接、、、,
,
,,
,,
,,
,
,
,
,
,,
,
.
故答案为:C.
8.如图,点A,B,C,D在上,连接,,.若,,,则的半径为( )
A. B. C. D.5
【答案】B
【解析】如图,过点作交于点,连接,过点作于点,连接,过点作于点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴在中,,,
∵,
∴,
∴在中,由勾股定理得,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴在中,,
故答案为:B.
9.已知中,直径于点,点在上,且,过点作于点,已知的周长为,且,则的半径长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】∵直径,
∴,,
∴BC=6,AF垂直平分BC,
∵的周长为, 即,
∴.
设与交于点G,延长至T,使,连接,如图所示:
∴,.
∵AF垂直平分BC,
∴AB=AC,GB=GC.
∴,
∴,即.
∵,
∴,
∵DT=DB,
∴∠DTB=∠DBT,
∵,
∴.
∴∠TBA=∠TGA.
∴点T、B、G、A共圆,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴.
在中,,,
∴,
∴,
设,则,
∵,
∴,
∴.
故答案为:B.
10.如图,AB=4,以O为圆心,AB为直径作半圆,点C是半圆一动点,若BC=2BD,∠CBD=60°,则线段AD的最大值为( )
A.2+2 B.+1 C.3 D.2+1
【答案】B
【解析】取BC的中点为E,连接DE,连接CD交圆O于点F,连接AF、BF,取BF的中点G,连接AG、DG,则,如下图:
∵
∴
∵ ,
∴是等边三角形,
∴
∴,
∴,
又∵
∴ ,
∴
∵G为BF的中点,
∴
∵AB为圆O的直径,
∴,
∵,
∴,
∴
∴
∴
∴
∵AG+DG≥AD (当且仅当点G在线段AD上时等号成立),
∴,
∴AD的最大值为:.
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,已知Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=30°,斜边AC=4,点P是三角形内的一动点,则PA+PB+PC的最小值是 .
【答案】
【解析】将△BCP绕点B顺时针旋转60°得到△BHG,连接PH,AG,过点G作AB的垂线,交AB的延长线于N,如图,
∵∠,
由勾股定理得:
∵将△BCP绕点B顺时针旋转60°得到△BHG,
∴△
∴,,∠
∴△是等边三角形,
∴
∴
∴当点A,点P,点G,点H共线时,有最小值,最小值为,
∵∠
∴∠
∴∠
∵
∴,
由勾股定理得,
∴
∴
∴最小值为
故答案为:
12.如图以为直径作半圆O,C是半圆的中点,P是上一点,若 ,则 .
【答案】
【解析】连接,过点作交延长线于点,如下图
∵C是半圆的中点,
∴,
又∵为直径,
∴,,
∴,
又∵,
∴,
∵四边形为圆的内接四边形,
∴,
∴为等腰直角三角形,
设,则,
在中,根据勾股定理得:,即
解得,
.
故答案为:.
13.如图,等腰内接于,点为劣弧上一点,,若,则四边形的面积为 .
【答案】
【解析】如图所示,过点作的延长线于点,
,
又,
∴为等边三角形,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
的面积,
在中,,,
根据勾股定理得:,
等边三角形的面积,
四边形的面积的面积等边三角形的面积.
四边形的面积为.
故答案为:.
14.如图,已知△ABC是⊙O的内接三角形,⊙O的半径为2,将劣弧沿AC折叠后刚好经过弦BC的中点D.若∠ACB=60°,则弦AC的长为 .
【答案】
【解析】设折叠后的所在圆的圆心为,连接,,,,过点O作OE⊥AB,垂足为E,如图所示:
∵,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
过A作于,
设,则,,
∵,
∴在中,,
,
∵,
∴,
解得:,
∴.
故答案为:.
15.如图,A、B、C为⊙O上的点,OC∥AB,连接OA,BC交于点D,若AC=CD,OC=2,则AB的长为 .
【答案】
【解析】过点作交于点,如图:
设,
,
∵,
∴,
由三角形外角的性质得:,
已知,
∴,
∵,
∴,
在中,由三角形内角和定理得:,
即,
解得:,
即,
在中,OA=2,
∴,
∵,
由垂径定理得:,
故答案为:.
16.如图,AC,BC是的两条弦,是的中点,作,垂足为,若,,则 .
【答案】
【解析】如图,作直径MH,延长MF交⊙O于K,作HJ⊥AC于J,连接CK,AK,AH,设AC交HM于T,HM交AB于R,
∵,HM是直径,
∴HM⊥AB,
∵MF⊥AC,
∴∠ART=∠MFT=90°,
∵∠MTF=∠ATR,
∴∠CAB=∠FMT,
∴,
∴,
∵MH是直径,
∴∠MKH=90°,
∴∠MKH=∠MFT,
∴AC//KH,
∴∠CAK=∠AKH,
∴,
∴AH=CK,
∵∠HJA=∠KFC=90°,HJ=FK,
∴Rt△HJA≌Rt△KFC(HL),
∴AJ=CF,
∵四边形KHJF是矩形,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
三、解答题(本题有8小题,每题12分,共96分)
解答应写出文字说明,证明过程或推演步骤.
17.如图1,是的直径,点A、D在上,连接、,,,.
(1)求证:;
(2)求的长;
(3)如图2,连接,作的角平分线交于,求的长度.
【答案】(1)证明:∵是的直径,
∴,
又∵,
∴,
∴;
(2)解:设,则,
在中,,
在中,,
∴,即,
解得:,
∵,
∴点是的中点,
又∵是的中点,
∴是的中位线,
∴;
(3)解:连接,,过点C作于点F,
∵是的直径,
∴,
又∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
,
∴.
18.
(1)问题:如图①,在Rt△ABC中,AB=AC,D为BC边上一点(不与点B,C重合),将线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AE,连接EC,则线段BC,DC,EC之间满足的等量关系式为 ;
(2)探索:如图②,在Rt△ABC与Rt△ADE中,AB=AC,AD=AE,将△ADE绕点A旋转,使点D落在BC边上,试探索线段AD,BD,CD之间满足的等量关系,并证明你的结论;
(3)应用:如图③,在四边形ABCD中,∠ABC=∠ACB=∠ADC=45°.若BD=9,CD=3,求AD的长.
【答案】(1)BC=DC+EC
(2)解:BD2+CD2=2AD2.
证明如下:
连接CE,如解图1所示.
∵∠BAC=∠BAD+∠DAC=90°,AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=45°.
∵∠DAE=∠CAE+∠DAC=90°,
∴∠BAD=∠CAE.
在△BAD和△CAE中,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴BD=CE,∠ACE=∠ABC=45°,
∴∠BCE=∠ACB+∠ACE=90°.
∵∠EAD=90°,AE=AD,
∴ED= AD.
在Rt△ECD中,由勾股定理,
得ED2=CE2+CD2,
∴BD2+CD2=2AD2.
(3)解:将线段AD绕点A顺时针旋转90°得到AE,连接CE,BE,
如解图2所示,则AE=AD,∠EAD=90°,
∴△EAD是等腰直角三角形,
∴DE= AD,∠AED=45°.
∵∠ABC=∠ACB=ADC=45°,
∴∠BAC=90°,AB=AC.
同(2)的方法,可证得△ABE≌△ACD,
∴BE=CD,∠AEB=∠ADC=45°,
∴∠BEC=∠AEB+∠AED=90°.
在Rt△BED中,由勾股定理,得DE2=BD2-BE2,
∴2AD2=BD2-CD2.
∵BD=9,CD=3,
∴2AD2=92-32=72,
∴AD=6(负值已舍去).
【解析】(1)BC=DC+EC.
∵∠BAC=∠DAE=90°,
∴∠BAC-∠DAC=∠DAE-∠DAC,即∠BAD=∠CAE.
在△BAD和△CAE中,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴BD=CE,
∴BC=BD+CD=EC+CD.
19.定义:同一个圆中,互相垂直且相等的两条弦叫做等垂弦,等垂弦所在直线的交点叫做等垂点.
(1)如图1,、是的等垂弦,,垂足分别为D,E.
求证:四边形是正方形;
(2)如图2,是的弦,作,分别交于D,C两点,连接.分别交、与点、点.
求证:,是的等垂弦;
(3)已知的直径为10,、是的等垂弦,P为等垂点.若.求的长.
【答案】(1)证明:根据题意,得,,,
∴∠OEA=∠EAD=∠ADO=90°,
∴四边形是矩形,
∵,,,
∴,
∴四边形是正方形.
(2)证明:记AB与OC相交于点N,如图所示:
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵OB=OC,OA=OD,
∴△AOB≌△DOC(SAS)
∴,∠B=∠C;
∵∠C+∠CNM+∠CMN=180°,∠B+∠BON+∠BNO=180°,∠CNM=∠BNO,
∴∠CMN=∠BON=90°.
∴.
∴,是的等垂弦.
(3)解:当等垂点P位于圆内,如图所示,
过点O作,垂足分别为E,F,
根据题意,得,
∴四边形是矩形,
∵,
∴,
∴四边形是正方形,
∴.
∵,
设,
∴,
∵,
∴,
∴,
连接,
∵的直径为10,
∴,
根据勾股定理,得,
∴,
解得(舍去),
∴;
当等垂点P位于圆外时,如答图所示,
过点O作,垂足分别为H,G,
根据题意,得,
∴四边形是矩形,
∵,
∴,
∴四边形是正方形,
∴.
∵,
设,,
∵,
∴,
∴,
连接,
∵的直径为10,
∴,
根据勾股定理,得,
∴,
解得(舍去),
∴.
综上所述,或.
20.如图,△ABC内接于⊙O,BC是⊙O的直径,E是上一点,弦BE交AC于点F,弦AD⊥BE于点G,连接CD、CG,且∠CBE=∠ACG.
(1)求证:∠CAG=∠ABE;
(2)求证:CG=CD;
(3)若AB=4,BC=2,求GF的长.
【答案】(1)证明:∵BC为直径,
∴∠CAB=90°,
∴∠CAG+∠BAG=90°,
又∵AD⊥BE,
∴∠ABE+∠BAG=90°,
∴∠CAG=∠ABE;
(2)证明:∵=,∴∠D=∠ABC=∠ABE+∠CBE,
又∵∠CGD=∠CAG+∠ACG,∠CAG=∠ABE,∠CBE=∠ACG,
∴∠D=∠CGD,
∴CG=CD;
(3)解:连接AE,CE,
∵BC为直径,
∴∠CEB=90°.
∴∠CEB=∠BGD.
∴AGCE.
又∵=,
∴∠EAC=∠CBE.
又∵∠CBE=∠ACG,
∴∠EAC=∠ACG.
∴AECG.
∴四边形AECG是平行四边形,
∴AF=CF.
∵在Rt△BAC中,,
∴AC=6.
∴AF=3.
∴在Rt△BAF中,
∴BF=5.
∴根据等面积可知AG=.
∴在Rt△AGF中,.
∴GF=
21.如图1,是的直径,点D为下方上一点,点C为弧的中点,连结,,.
(1)求证:平分.
(2)如图2,延长,相交于点E.
①求证:.
②若,,求的半径.
【答案】(1)证明∵点C为弧的中点,∴,
∴,,
∴平分
(2)①证明:∵是的直径,∴,
∴,
∵,
∴
②如图2,连接,则,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
设的半径为r,
则,
∵,
∴,
∵,
∴,
整理得,
解得,(不符合题意,舍去),
∴的半径为5
22.如图,四边形内接于,对角线是的直径,平分,交于点E,过点D作,交于点H,交延长线于点F.
(1)求的度数.
(2)求证:.
(3)过点F作交延长线于点G,求证:.
【答案】(1)解:∵是的直径,∴,
∵平分,
∴,
∵四边形是的内接四边形,则,
∴,
∴
(2)证明:由(1)可知,,则,∵,
∴,
∵四边形是的内接四边形,则,
又∵
∴,
∴,
∴
(3)证明:在上截取,连接,,由(2)可知,
∴,
∵,,,
∴,
∴,,
∴,
∵,,
∴,,则,
∵,
∴,,,
∴,
∵四边形是的内接四边形,则,
∴,则,
∴,
∴,
∴,则,
在中,,
∴
23.如图1,点,,都在上,且平分,交于点.
(1)求证:是等腰三角形.
(2)如图2,是的直径,与相交于点.
①若,,求的半径.
②若于点,试探究线段,,之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)证明:∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴是等腰三角形;
(2)解:①如图,连接,
设,
∵,
∴,
由(1)知,
∵,
∴,
∴在中,,
∴,
解得:,(舍去),
∴的半径为;
②,理由如下:
如图,过点作于点,
∵是的直径,
∴,
∵平分,,,
∴,,
在和中,,
∴,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴.
24.有两个内角分别是它们对角的一半的四边形叫做半对角四边形
(1)如图1,在半对角四边形中,,,求与的度数之和;
(2)如图2,锐角内接于,若边上存在一点,使得,的平分线交于点,连结并延长交于点,.求证:四边形是半对角四边形;
(3)如图3,在(2)的条件下,过点作于点,交于点,当时,求的直径.
【答案】(1)解:在半对角四边形中,,,
,
,
,
即与的度数和为;
(2)解:在和中
,
,
,
,
连接,
设,则,
,
,
,
,
,
四边形是半对角四边形;
(3)解:过点作于,
四边形是半对角四边形,
,
,
,
,
,
,,
∴
,
,
的直径为.
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【尖子生】浙教版2025-2026学年九年级上数学第3章 圆的基本性质
考试时间:150分钟 满分:150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.如图,线段是的直径,点是上一点,设,.若,,则( )
A. B.
C. D.
(第1题) (第2题) (第3题) (第4题)
2.如图,已知,,,是上依逆时针顺序排列的四个点,且满足,设弦,,若的半径为,则在,值的变化过程中,下列代数式的值不变的是( )
A. B. C. D.
3.如图,点C,D是劣弧 上两点,CD∥AB,∠CAB=45°,若AB=6,CD=2,则 所在圆的半径长为( )
A. B. C.2 D.
4.如图,四边形内接于,交的延长线于点E,若平分,,,则( )
A.3 B. C. D.
5. 如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠ABC=∠ADC,BD平分∠ABC.若AB=3,BC=4,BD的长为( )
A.4 B. C. D.
(第5题) (第6题) (第7题)
6.如图,半径为1的经过平面直角坐标系的原点O,与x轴交于点A,点A的坐标为,点B是直角坐标系平面内一动点,且,则BM的最大值为( )
A. B. C. D.
7.已知点A,B,C在⊙O上,∠ABC=30°,把劣弧沿着直线CB折叠交弦AB于点D.若BD=9,AD=6,则的长为( )
A.π B.3π C.π D.π
8.如图,点A,B,C,D在上,连接,,.若,,,则的半径为( )
A. B. C. D.5
9.已知中,直径于点,点在上,且,过点作于点,已知的周长为,且,则的半径长为( )
A. B. C. D.
10.如图,AB=4,以O为圆心,AB为直径作半圆,点C是半圆一动点,若BC=2BD,∠CBD=60°,则线段AD的最大值为( )
A.2+2 B.+1 C.3 D.2+1
(第8题) (第9题) (第10题) (第11题)
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,已知Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=30°,斜边AC=4,点P是三角形内的一动点,则PA+PB+PC的最小值是 .
12.如图以为直径作半圆O,C是半圆的中点,P是上一点,若 ,则 .
(第12题) (第13题) (第14题) (第15题) (第16题)
13.如图,等腰内接于,点为劣弧上一点,,若,则四边形的面积为 .
14.如图,已知△ABC是⊙O的内接三角形,⊙O的半径为2,将劣弧沿AC折叠后刚好经过弦BC的中点D.若∠ACB=60°,则弦AC的长为 .
15.如图,A、B、C为⊙O上的点,OC∥AB,连接OA,BC交于点D,若AC=CD,OC=2,则AB的长为 .
16.如图,AC,BC是的两条弦,是的中点,作,垂足为,若,,则 .
三、解答题(本题有8小题,每题12分,共96分)
解答应写出文字说明,证明过程或推演步骤.
17.如图1,是的直径,点A、D在上,连接、,,,.
(1)求证:;
(2)求的长;
(3)如图2,连接,作的角平分线交于,求的长度.
18.
(1)问题:如图①,在Rt△ABC中,AB=AC,D为BC边上一点(不与点B,C重合),将线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AE,连接EC,则线段BC,DC,EC之间满足的等量关系式为 ;
(2)探索:如图②,在Rt△ABC与Rt△ADE中,AB=AC,AD=AE,将△ADE绕点A旋转,使点D落在BC边上,试探索线段AD,BD,CD之间满足的等量关系,并证明你的结论;
(3)应用:如图③,在四边形ABCD中,∠ABC=∠ACB=∠ADC=45°.若BD=9,CD=3,求AD的长.
19.定义:同一个圆中,互相垂直且相等的两条弦叫做等垂弦,等垂弦所在直线的交点叫做等垂点.
(1)如图1,、是的等垂弦,,垂足分别为D,E.
求证:四边形是正方形;
(2)如图2,是的弦,作,分别交于D,C两点,连接.分别交、与点、点.
求证:,是的等垂弦;
(3)已知的直径为10,、是的等垂弦,P为等垂点.若.求的长.
20.如图,△ABC内接于⊙O,BC是⊙O的直径,E是上一点,弦BE交AC于点F,弦AD⊥BE于点G,连接CD、CG,且∠CBE=∠ACG.
(1)求证:∠CAG=∠ABE;
(2)求证:CG=CD;
(3)若AB=4,BC=2,求GF的长.
21.如图1,是的直径,点D为下方上一点,点C为弧的中点,连结,,.
(1)求证:平分.
(2)如图2,延长,相交于点E.
①求证:.
②若,,求的半径.
22.如图,四边形内接于,对角线是的直径,平分,交于点E,过点D作,交于点H,交延长线于点F.
(1)求的度数.
(2)求证:.
(3)过点F作交延长线于点G,求证:.
23.如图1,点,,都在上,且平分,交于点.
(1)求证:是等腰三角形.
(2)如图2,是的直径,与相交于点.
①若,,求的半径.
②若于点,试探究线段,,之间的数量关系,并说明理由.
24.有两个内角分别是它们对角的一半的四边形叫做半对角四边形
(1)如图1,在半对角四边形中,,,求与的度数之和;
(2)如图2,锐角内接于,若边上存在一点,使得,的平分线交于点,连结并延长交于点,.求证:四边形是半对角四边形;
(3)如图3,在(2)的条件下,过点作于点,交于点,当时,求的直径.
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