1.3正方形的性质与判定(第1课时)课堂练习-2024-2025学年北师大版数学九年级上册

2024-08-13
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1.3正方形的性质与判定(第1课时)课堂练习 一.选择题 1.矩形、菱形和正方形的对角线都具有的性质是(  ) A.互相平分 B.互相垂直 C.相等 D.任何一条对角线平分一组对角 2.如图,正方形ABCD中,点E在对角线AC上,连接EB、ED,延长BE交AD于点F,若∠DEB=α,则∠AFE的度数为(  ) A. B. C. D. 3.如图,点E在正方形ABCD的边AB上,若EB=1,EC=3,那么正方形ABCD的面积为(  ) A. B.6 C.8 D.10 4.如图,已知正方形ABCD的边长为1,连接AC、BD,CE平分∠ACD交BD于点E,则DE长(  ) A. B. C. D. 5.如图,已知点E在正方形ABCD内,满足∠AEB=90°,AE=6,BE=8,则阴影部分的面积是(  ) A.48 B.60 C.76 D.80 6.科技改变生活,科技的发展提升了我们的生活品质.如图,这是某公司生产的正方形玻璃清理机器人,当机器人到达玻璃窗的边沿清理时,机器人的顶点A,D分别在玻璃框EF,EG上,玻璃窗的顶角∠E=90°,EA=5cm,∠EDA=30°.机器人的型号和相关数据如下,可知此次参与清理的机器人的型号为(  ) 型号 对角线长 5001 10cm 5030 cm 5075 15cm 6010 cm A.5001 B.5030 C.5075 D.6010 7.如图,在正方形ABCD中,F为BC的中点,EF⊥BC,垂足为F,连接BE,CE,BE=2BF,连接DE,则∠CDE的度数为(  ) A.22° B.20° C.16° D.15° 8.如图,在平面直角坐标系中,正方形ABCD的位置如图所示,∠ABO=60°,若AB=2,则点D的坐标为(  ) A. B. C. D. 9.如图,正方形ABCD中,E为BC上一点,过B作BG⊥AE于点G,延长BG至点F,使得AG=GF,连接CF,AF.若∠BAE=α,则∠DCF一定等于(  ) A.2α B.60°﹣2α C.α D.45°﹣α 10.如图,点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上,∠EAF=45°,已知AD=6(正方形的四条边都相等,四个内角都是直角),DF=2,则S△AEF=(  ) A.6 B.12 C.15 D.30 11.四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,E在CD上,连结AF交对角线BD于点H,交DE于点I.若AH=a,则这两正方形的面积之和为(  ) A.4a2 B.3a2 C.2a2 D.a2 12.如图,在正方形ABCD中,E,F分别在AB,CD边上,四边形A′D′FE与ADFE关于直线EF对称,且点D′在BC边上,A′D′交AB于点G,连接DD′,DG,下列结论:①DD′=EF;②∠A′EG=∠CFD′;③∠AGD+∠CD′D=135°;④AG+CD′=GD′. 其中正确的个数是(  ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 二.填空题 13.如图,点B、C分别在两条直线y=2x和y=kx上,点A、D是x轴上两点,已知四边形ABCD是正方形,则k值为   . 14.如图,在正方形ABCD中,E是CD上一点,分别以DE,CE为边作正方形DEFG和正方形EPQC,若这两个小正方形的面积和为13,△DEP的面积为3,则正方形ABCD的面积为    . 15.如图,正方形ABCD的边长为4,菱形BEDF的边长为3,则菱形BEDF的对角线EF的长为    . 16.如图,正方形ABCD和正方形EBGF的边长分别为7和3,点E,G分别在边AB,BC上,点H在GF,FE两边上运动,连接DH,CH,当△DHC为等腰三角形时,FH=   . 17.如图,正方形ABCD中,E、F分别为BC、CD的中点,AF、DE交于点P,连接BP、CP.则下列结论中:①AF⊥DE;②AD=BP;③∠BPE=∠CDE;④,所有正确的结论是(只需填写序号)    . 18.如图,正方形的边ABCD的周长为16,M是BC的中点.N是AM上的动点,过点N作EF⊥AM,分别交AB,CD于点E,F.则EM+AF的最小值是    . 三.解答题 19.如图,在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC为正方形,其边长为4.有一动点P,自点O出发,以每秒2个单位长度的速度自O→A→B→C→O运动,问何时S三角形PBC=4,求此时点P的坐标. 20.已知正方形ABCD中,AB=3,且E为CD上的一动点,以AE为边做正方形AGFE,如图1所示,连接BE、GD. (1)求证:BE=GD. (2)如图2,延长GD、BE交于点Q,求证:BE⊥GD. 第6页(共6页) 学科网(北京)股份有限公司 $$ 1.3正方形的性质与判定(第1课时)课堂练习(解析版) 一.选择题 1.矩形、菱形和正方形的对角线都具有的性质是(  ) A.互相平分 B.互相垂直 C.相等 D.任何一条对角线平分一组对角 【解答】解:根据平行四边形、矩形、菱形、正方形的对角线相互平分的性质,可知选A. 故选:A. 2.如图,正方形ABCD中,点E在对角线AC上,连接EB、ED,延长BE交AD于点F,若∠DEB=α,则∠AFE的度数为(  ) A. B. C. D. 【解答】解:∵四边形ABCD是正方形, ∴CD=CB,∠ACD=∠ACB=∠DAC=45°, 在△DCE和△BCE中, , ∴△DCE≌△BCE(SAS), ∴∠DEC=∠BEC, ∵∠DEB=α, ∴∠BEC=, ∴∠AEF=∠BEC=, ∴∠AFE=180°﹣∠AEF﹣∠DAC=180°﹣﹣45°=135°﹣, 故选:A. 3.如图,点E在正方形ABCD的边AB上,若EB=1,EC=3,那么正方形ABCD的面积为(  ) A. B.6 C.8 D.10 【解答】解:∵四边形ABCD是正方形, ∴∠B=90°, ∴BC2=EC2﹣EB2=32﹣12=8, ∴正方形ABCD的面积=BC2=8. 故选:C. 4.如图,已知正方形ABCD的边长为1,连接AC、BD,CE平分∠ACD交BD于点E,则DE长(  ) A. B. C. D. 【解答】解:过点E作EF⊥DC于点F, ∵四边形ABCD是正方形, ∴AC⊥BD,∠BDC=45°, ∵CE平分∠ACD交BD于点E, ∴EO=EF, ∵正方形ABCD的边长为1, ∴AB=BC=1, 由勾股定理得, ∴, 在△EOC和△EFC中, , ∴△EOC≌△EFC(AAS), ∴, ∵EF⊥DC,∠BDC=45°, ∴△DEF为等腰直角三角形, ∴, ∴, 故选:C. 5.如图,已知点E在正方形ABCD内,满足∠AEB=90°,AE=6,BE=8,则阴影部分的面积是(  ) A.48 B.60 C.76 D.80 【解答】解:∵∠AEB=90°,AE=6,BE=8, ∴AB===10, ∵四边形ABCD是正方形, ∴S正方形ABCD=AB2=102=100, ∵S△AEB=AE•BE=×6×8=24, ∴S阴影=S正方形ABCD﹣S△AEB=100﹣24=76, ∴阴影部分的面积是76, 故选:C. 6.科技改变生活,科技的发展提升了我们的生活品质.如图,这是某公司生产的正方形玻璃清理机器人,当机器人到达玻璃窗的边沿清理时,机器人的顶点A,D分别在玻璃框EF,EG上,玻璃窗的顶角∠E=90°,EA=5cm,∠EDA=30°.机器人的型号和相关数据如下,可知此次参与清理的机器人的型号为(  ) 型号 对角线长 5001 10cm 5030 cm 5075 15cm 6010 cm A.5001 B.5030 C.5075 D.6010 【解答】解:如图,连接BD, 在Rt△AED中,EA=5cm,∠EDA=30°, ∴AD=2EA=10cm; ∴四边形ABCD为正方形, ∴AB=AD=10cm,∠BAD=90°, 在Rt△ABD中,由勾股定理得, 机器人的型号和相关数据可知,机器人的型号为5030. 故选:B. 7.如图,在正方形ABCD中,F为BC的中点,EF⊥BC,垂足为F,连接BE,CE,BE=2BF,连接DE,则∠CDE的度数为(  ) A.22° B.20° C.16° D.15° 【解答】解:∵四边形ABCD是正方形, ∴DC=BC,∠DCB=90°, ∵F为BC的中点,EF⊥BC, ∴BE=CE,BC=2BF, ∵BE=2BF, ∴BC=BE, ∴BE=CE=BC, ∴△BCE是等边三角形, ∴∠BCE=60°, ∴∠DCE=90°+60°=150°, ∵DC=BC=CE, ∴∠CDE=∠CED=(180°﹣150°)=15°. 故选:D. 8.如图,在平面直角坐标系中,正方形ABCD的位置如图所示,∠ABO=60°,若AB=2,则点D的坐标为(  ) A. B. C. D. 【解答】解:如图,过点D作DE⊥y轴于E, ∵∠ABO=60°,∠AOB=90°,AB=2, ∴OB=AB=1,AO=OB=, ∵四边形ABCD是正方形, ∴AD=AB,∠DAB=90°=∠DEA=∠AOB, ∴∠DAE+∠BAO=90°=∠BAO+∠ABO, ∴∠DAE=∠ABO, ∴△DAE≌△ABO(AAS), ∴AE=OB=1,DE=OA=, ∴OE=+1, ∴点D(,+1), 故选:C. 9.如图,正方形ABCD中,E为BC上一点,过B作BG⊥AE于点G,延长BG至点F,使得AG=GF,连接CF,AF.若∠BAE=α,则∠DCF一定等于(  ) A.2α B.60°﹣2α C.α D.45°﹣α 【解答】解:如图,过点C作CH⊥BF于点H, ∴∠BHC=∠CHF=90°, ∵四边形ABCD是正方形, ∴∠ABC=∠BCD=90°,AB=BC, ∴∠ABG+∠HBC=90°, ∵BG⊥AE, ∴∠AGB=90°, ∴∠ABG+∠BAG=90°,∠AGB=∠BHC=90°, ∴∠BAG=∠HBC, 在△AGB和△BHC中, , ∴△AGB≌△BHC(AAS), ∴BG=CH,AG=BH, ∵AG=GF, ∴BH=GF, 即BG+GH=GH+HF, ∴BG=HF, ∴CH=HF, ∴△CHF是等腰直角三角形, ∴∠HCF=45°, ∵∠BCD=90°, ∴∠DCH+∠BCH=90°, ∵∠HBC+∠BCH=90°, ∴∠HBC=∠DCH, ∴∠DCH=∠BAE=α, ∴∠DCF=∠HCF﹣∠DCH=45°﹣α, 故选:D. 10.如图,点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上,∠EAF=45°,已知AD=6(正方形的四条边都相等,四个内角都是直角),DF=2,则S△AEF=(  ) A.6 B.12 C.15 D.30 【解答】解:如图,过点A作AH⊥AE,交CD的延长线于点H, ∵四边形ABCD是正方形, ∴AB=AD=CD=BC=6,∠BAD=∠ADC=90°, ∵AH⊥AE, ∴∠HAE=∠BAD=90°, ∴∠HAD=∠BAE, 在△ADH和△ABE中, , ∴△ADH≌△ABE(ASA), ∴BE=HD,AH=AE, ∵∠EAF=45°, ∴∠HAF=∠EAF=45°, 在△AFH和△AFE中, , ∴△AFH≌△AFE(SAS), ∴EF=HF, ∵DF=2, ∴CF=4, ∵EF2=CE2+CF2, ∴(2+BE)2=16+(6﹣BE)2, ∴BE=3, ∴HF=HD+DF=5, ∵△AFH≌△AFE, ∴S△AEF=S△AFH=×HF×AD=×5×6=15, 故选:C. 11.四边形ABCD和四边形CEFG都是正方形,E在CD上,连结AF交对角线BD于点H,交DE于点I.若AH=a,则这两正方形的面积之和为(  ) A.4a2 B.3a2 C.2a2 D.a2 【解答】解:延长FE交BD于点N,交AB于点M, 设正方形ABCD的边长为a,正方形CEFG的边长为b, ∵四边形ABCD是正方形, ∴AD=DC=a,∠BAD=∠ADC=∠ABC=∠BCD=90°,∠BDC=45°, ∵四边形CEFG是正方形, ∴CE=EF=b,∠CEF=90°, ∴∠CEF=∠DEM=90°,∠MEC=180°﹣∠CEF=90°, ∴四边形ADEM和四边形BCEM都是矩形, ∴AD=EM=a,AM=DE=a﹣b,∠AME=90°,AD∥ME, ∴∠DAF=∠AFN,∠ADN=∠DNF, 在Rt△NDE中,∠BDE=45°, ∴DE=NE=a﹣b, ∴FN=EF+NE=b+a﹣b=a, ∴NF=AD=a, ∴△ADH≌△FNH(ASA), ∴AH=FH=AF, ∴AF=2AH, 在Rt△AMF中,FM=ME+EF=a+b, ∴AF2=AM2+FM2=(a﹣b)2+(a+b)2=2a2+2b2, ∴正方形ABCD的面积+正方形CEFG的面积=a2+b2=AF2=•(2AH)2=2AH2=2a2, 故选:C. 12.如图,在正方形ABCD中,E,F分别在AB,CD边上,四边形A′D′FE与ADFE关于直线EF对称,且点D′在BC边上,A′D′交AB于点G,连接DD′,DG,下列结论:①DD′=EF;②∠A′EG=∠CFD′;③∠AGD+∠CD′D=135°;④AG+CD′=GD′. 其中正确的个数是(  ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 【解答】解:在正方形ABCD中,AB=BC=CD=AD,∠A=∠B=∠C=∠ADC=90°, 过点E作EH⊥CD交CD于H,EF交DD′于O,则AEHD为矩形, ∴∠EHF=∠DCD′=90°,EH=AD=CD, 由轴对称可知,EF⊥DD′,则∠2+∠3=∠1+∠3=90°, ∴∠1=∠2, ∴△EHF≌△DCD′(ASA), ∴∠EFD=∠CD′D,EF=DD′,故①正确; 由轴对称可知,∠A=∠A'=90°,∠A′D′F=∠ADF=90°, 则∠A′EG+∠4=90°=∠6+∠7=∠7+∠CFD′=∠5+∠6, ∴∠6=∠CFD′, 又∵∠4=∠5, ∴∠A′EG=∠6=∠CFD′,故②正确; 延长A′E交AD于M,EF与GD交于点N,连接MN,ND′, 由轴对称可知,AE=AE′,∠A=∠A'=90°,∠AEN=∠A′EN, 又∵∠AEM=∠A′EG, ∴△AEM≌△A′EG(SAS), ∴EG=EM,∠AEM=∠A′EG,则∠NEM=∠NEG, 又∵EN=EN, ∴△NEM≌△NEG(SAS), ∴NM=NG,∠ENM=∠ENG,则∠ENM=∠ENG=∠DNF 由轴对称可知,点D与点D′关于EF对称,则∠DNF=∠D′NF,ND=ND′, ∴∠ENM=∠ENG=∠DNF=∠D′NF 又∵∠GND′+∠DNF+∠D′NF=180°, ∴∠GND′+∠ENM+∠ENG=180°,即M,N,D′在同一直线上, 则GD=MD′, 过点D′作D′T⊥AD交AD与T,可知,TD′=AD,∠MTD′=∠A=90°, ∴Rt△AGD≌Rt△TMD′(HL), ∴∠8=∠9, 又∵∠9+∠10=90°, ∴∠8+∠10=90°, ∴GD⊥MD′,则△DND′为等腰直角三角形, ∴∠GDD′=45°,则∠DNF=45°, ∴∠END=135°=∠AGD+∠GEF, 又∵AB∥CD, ∴∠GEF=∠EFD, 由上可知,∠EFD=∠CD′D, ∴∠AGD+∠CD′D=135°,故③正确; 延长BA使得AQ=CD′, 又∵∠DAQ=∠DCD′=90°,AD=CD, ∴△DAQ≌△DCD′(SAS), ∴DQ=DD′,∠ADQ=∠CDD′, ∵∠ADD′+∠CDD′=90°, ∴∠ADD′+∠ADQ=∠QDD′=90°, 由上可知,∠GDD′=45°, ∴∠GDQ=∠GDD′=45°, 又∵DG=DG, ∴△GDQ≌△GDD′(SAS), ∴GQ=GD′, 而GQ=AG+AQ=AG+CD′, ∴AG+CD′=GD′,故④正确; 综上,正确的有①②③④,共4个, 故选:D. 二.填空题 13.如图,点B、C分别在两条直线y=2x和y=kx上,点A、D是x轴上两点,已知四边形ABCD是正方形,则k值为  . 【解答】解:设正方形的边长为a,则B的纵坐标是a,把点B代入直线y=2x的解析式,则设点B的坐标为(,a), 则点C的坐标为(+a,a), 把点C的坐标代入y=kx中得,a=k(+a),解得,k=. 故答案为:. 14.如图,在正方形ABCD中,E是CD上一点,分别以DE,CE为边作正方形DEFG和正方形EPQC,若这两个小正方形的面积和为13,△DEP的面积为3,则正方形ABCD的面积为  25 . 【解答】解:在正方形DEFG中,∠DEF=90°. 在正方形PECQ中,EP=CE. ∵两个小正方形的面积和为13,△DEP的面积为3, ∴DE2+CE2=13,DE•CE=3, ∴DE•CE=6, ∴CD2=(DE+CE)2 =DE2+CE2+2DE•CE =13+2×6 =13+12 =25, 即正方形ABCD的面积为25. 故答案为:25. 15.如图,正方形ABCD的边长为4,菱形BEDF的边长为3,则菱形BEDF的对角线EF的长为  2 . 【解答】解:如图所示,连接AC,BD, ∵四边形BEDF是菱形, ∴EF⊥BD,且平分BD, ∵四边形ABCD是正方形, ∴AC⊥BD,且平分BD, ∴AC和EF共线, ∴△ADG是等腰直角三角形, ∴AG=DG, ∵正方形ABCD的边长为4, ∴AD=4, ∵ ∴, ∵菱形BEDF的边长为3, ∴DE=3, ∴, ∴EF=2EG=2. 故答案为:2. 16.如图,正方形ABCD和正方形EBGF的边长分别为7和3,点E,G分别在边AB,BC上,点H在GF,FE两边上运动,连接DH,CH,当△DHC为等腰三角形时,FH= ﹣4或2﹣4 . 【解答】解:∵△DHC为等腰三角形, ∴DH=DC或DC=CH, ∴7=或7=, ∴FH=﹣4或2﹣4, 故答案为:﹣4或2﹣4. 17.如图,正方形ABCD中,E、F分别为BC、CD的中点,AF、DE交于点P,连接BP、CP.则下列结论中:①AF⊥DE;②AD=BP;③∠BPE=∠CDE;④,所有正确的结论是(只需填写序号)  ①②③④ . 【解答】解:如图1, ∵正方形ABCD,E,F均为中点, ∴AD=DC=BC;, ∵在△ADF和△DCE中, , ∴△ADF≌△DCE(SAS), ∴∠AFD=∠DEC, ∵∠DEC+∠CDE=90°, ∴∠AFD+∠CDE=90°=∠DPF, ∴AF⊥DE, ∴①正确; 如图2, 取AD的中点G,AP的中点M,连接MG,BM,BG, 则:MG∥DP,, ∴MG⊥AP, ∵AD∥BC, ∴DG∥BE, ∴四边形BGDE为平行四边形, ∴BG∥DP, ∴B,M,G三点共线, ∴BM⊥AP, ∵AM=MP, ∴BG是AP的垂直平分线, ∴△ABP是等腰三角形, ∴BP=AB=AD, ∴②正确; 由②知:BP=AB, ∴∠BAP=∠BPA, 又∵△ADF≌△DCE, ∴∠CDE=∠DAF, 又∵∠BAP+∠DAF=∠APB+∠BPE=90°, ∴∠DAF=∠BPE, 又∠DAF=∠CDE, ∴∠B P E=∠C D E;故③正确; 如图3,延长DE至N,使得EN=PF,连接CN, ∵∠AFD=∠DEC, ∴∠CEN=∠CFP, 又∵E,F分别是BC,DC的中点, ∴CE=CF, ∵在△CEN和△CFP中, , ∴△CEN≌△CFP(SAS), ∴CN=CP,∠ECN=∠PCF, ∵∠PCF+∠BCP=90°, ∴∠ECN+∠BCP=∠NCP=90°, ∴△NCP是等腰直角三角形, ∴,故④正确; 故答案为:①②③④. 18.如图,正方形的边ABCD的周长为16,M是BC的中点.N是AM上的动点,过点N作EF⊥AM,分别交AB,CD于点E,F.则EM+AF的最小值是  2 . 【解答】解:过F作FG⊥AB于G,则FG=BC=AB,∠ABM=∠FGE=90°, ∵正方形ABCD的周长为16, ∴正方形ABCD的边长为4, ∴AB=BC=4,∠ABC=90°, ∵M是BC的中点, ∴BM=2, ∴AM==2, ∵EF⊥AM, ∴∠BAM+∠AEN=∠AEN+∠GFE=90°, ∴∠BAM=∠GFE, ∴△ABM≌△FGE(ASA), ∴AM=EF, 将EF沿EM方向平移至MH,连接FH,则EF=MH,∠AMH=90°,EM=FH, 当A、F、H三点共线时,EM+AF=FH+AF=AH的值最小, 此时EM+AF=AH===2, ∴EM+AF的最小值为2, 故答案为:2. 三.解答题 19.如图,在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC为正方形,其边长为4.有一动点P,自点O出发,以每秒2个单位长度的速度自O→A→B→C→O运动,问何时S三角形PBC=4,求此时点P的坐标. 【解答】解:∵四边形OABC是正方形, ∴AO=BC=AB=OC=4,∠ABC=∠BCO=90°, 当点P在AB上时, ∵S△PBC=4, ∴×4×PB=4, ∴PB=2, ∴AP=2, ∴t==3s, ∴点P(﹣4,﹣2); 当点P在OC上时, ∵S△PBC=4, ∴×4×PC=4, ∴PC=2, ∴OP=2, ∴t==7s, ∴点P(0,﹣2); 综上所述:当t=3或7时,S△PBC=4,点P的坐标为(﹣4,﹣2)或(0,﹣2). 20.已知正方形ABCD中,AB=3,且E为CD上的一动点,以AE为边做正方形AGFE,如图1所示,连接BE、GD. (1)求证:BE=GD. (2)如图2,延长GD、BE交于点Q,求证:BE⊥GD. 【解答】(1)证明:∵四边形ABCD,AEFG均为正方形, ∴AB=AD,AE=AG,∠BAD=∠EAG=90°, ∵∠BAE+∠EAD=90°,∠EAD+∠DAG=90°, ∴∠BAE=∠DAG, 在△BAE和△DAG中, , ∴△BAE≌△DAG(SAS), ∴BE=DG; (2)证明:∵△BAE≌△DAG, ∴∠GDA=∠ABE, ∵AB∥CD, ∴∠ABE=∠CEB, ∴∠CEB=∠GDA, ∵∠CEB=∠DEQ, ∴∠DEQ=∠GDA, 又∵∠ADC=90°,∠GDA+∠QDE=90°, ∴∠QDE+∠DEQ=90°, ∴∠Q=90°, ∴BE⊥GD; 第21页(共21页) 学科网(北京)股份有限公司 $$

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