内容正文:
专题11 图形的变化
考点一、图形平移性质的应用
1.(2024·河北·中考真题)平面直角坐标系中,我们把横、纵坐标都是整数,且横、纵坐标之和大于0的点称为“和点”.将某“和点”平移,每次平移的方向取决于该点横、纵坐标之和除以3所得的余数(当余数为0时,向右平移;当余数为1时,向上平移;当余数为2时,向左平移),每次平移1个单位长度.
例:“和点”按上述规则连续平移3次后,到达点,其平移过程如下:
若“和点”Q按上述规则连续平移16次后,到达点,则点Q的坐标为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
考点二、图形轴对称性质的应用
2.(2024·河北·中考真题)如图,与交于点O,和关于直线对称,点A,B的对称点分别是点C,D.下列不一定正确的是( )
A. B. C. D.
3.(2022·河北·中考真题)如图,将△ABC折叠,使AC边落在AB边上,展开后得到折痕l,则l是△ABC的( )
A.中线 B.中位线 C.高线 D.角平分线
4.(2021·河北·中考真题)如图,直线,相交于点.为这两直线外一点,且.若点关于直线,的对称点分别是点,,则,之间的距离可能是( )
A.0 B.5
C.6 D.7
5.(2023·河北·中考真题)在平面直角坐标系中,设计了点的两种移动方式:从点移动到点称为一次甲方式:从点移动到点称为一次乙方式.
例、点P从原点O出发连续移动2次;若都按甲方式,最终移动到点;若都按乙方式,最终移动到点;若按1次甲方式和1次乙方式,最终移动到点.
(1)设直线经过上例中的点,求的解析式;并直接写出将向上平移9个单位长度得到的直线的解析式;
(2)点P从原点O出发连续移动10次,每次移动按甲方式或乙方式,最终移动到点.其中,按甲方式移动了m次.
①用含m的式子分别表示;
②请说明:无论m怎样变化,点Q都在一条确定的直线上.设这条直线为,在图中直接画出的图象;
(3)在(1)和(2)中的直线上分别有一个动点,横坐标依次为,若A,B,C三点始终在一条直线上,直接写出此时a,b,c之间的关系式.
考点三、图形旋转性质的应用
6.(2023·河北·中考真题)如图1和图2,平面上,四边形中,,点在边上,且.将线段绕点顺时针旋转到的平分线所在直线交折线于点,设点在该折线上运动的路径长为,连接.
(1)若点在上,求证:;
(2)如图2.连接.
①求的度数,并直接写出当时,的值;
②若点到的距离为,求的值;
(3)当时,请直接写出点到直线的距离.(用含的式子表示).
考点四、相似图形的性质及辨析
7.(2025·河北·中考真题)“这么近,那么美,周末到河北”.嘉嘉周末到弘济桥游览,发现青石桥面上有三叶虫化石,他想了解其长度,在化石旁放了一支笔拍下照片(如图).回家后量出照片上笔和化石的长度分别为和,笔的实际长度为,则该化石的实际长度为( )
A. B. C. D.
考点五、相似图形的性质及辨析
8.(2025·河北·中考真题)如图,在五边形中,,延长,,分别交直线于点,.若添加下列一个条件后,仍无法判定,则这个条件是( )
A. B. C. D.
9.(2021·河北·中考真题)图1是装了液体的高脚杯示意图(数据如图),用去一部分液体后如图2所示,此时液面( )
A. B.
C. D.
10.(2022·河北·中考真题)如图是钉板示意图,每相邻4个钉点是边长为1个单位长的小正方形顶点,钉点A,B的连线与钉点C,D的连线交于点E,则
(1)AB与CD是否垂直? (填“是”或“否”);
(2)AE= .
11.(2024·河北·中考真题)如图,的面积为,为边上的中线,点,,,是线段的五等分点,点,,是线段的四等分点,点是线段的中点.
(1)的面积为 ;
(2)的面积为 .
考点六、相似三角形的性质与判定的综合
12.(2022·河北·中考真题)如图,四边形ABCD中, ,∠ABC=90°,∠C=30°,AD=3,,DH⊥BC于点H.将△PQM与该四边形按如图方式放在同一平面内,使点P与A重合,点B在PM上,其中∠Q=90°,∠QPM=30°,.
(1)求证:△PQM≌△CHD;
(2)△PQM从图1的位置出发,先沿着BC方向向右平移(图2),当点P到达点D后立刻绕点D逆时针旋转(图3),当边PM旋转50°时停止.
①边PQ从平移开始,到绕点D旋转结束,求边PQ扫过的面积;
②如图2,点K在BH上,且.若△PQM右移的速度为每秒1个单位长,绕点D旋转的速度为每秒5°,求点K在△PQM区域(含边界)内的时长;
③如图3.在△PQM旋转过程中,设PQ,PM分别交BC于点E,F,若BE=d,直接写出CF的长(用含d的式子表示).
13.(2021·河北·中考真题)在一平面内,线段,线段,将这四条线段顺次首尾相接.把固定,让绕点从开始逆时针旋转角到某一位置时,,将会跟随出现到相应的位置.
(1)论证 如图1,当时,设与交于点,求证:;
(2)发现 当旋转角时,的度数可能是多少?
(3)尝试 取线段的中点,当点与点距离最大时,求点到的距离;
(4)拓展 ①如图2,设点与的距离为,若的平分线所在直线交于点,直接写出的长(用含的式子表示);
②当点在下方,且与垂直时,直接写出的余弦值.
专练一、图形的平移
14.(2025·河北保定·一模)如图,在的正方形网格图中,将平移到的位置,对于甲、乙的说法,下列判断正确的是( )
甲:线段的长可以看作平移的最短距离;
乙:连接,四边形是平行四边形
A.只有甲的对 B.只有乙的对
C.甲、乙的都对 D.甲、乙的都不对
15.(2025·河北唐山·三模)如图,将沿边上的中线平移到的位置.已知的面积为18.阴影部分三角形的面积为8.若,则等于( )
A.3 B.2 C.4 D.23
16.(2025·河北邯郸·模拟预测)如图,中,,将沿射线的方向平移,得到.再将绕点逆时针旋转一定角度后,恰使点与C重合,点的对应点是点,则的度数为( )
A. B. C. D.
17.(2025·河北保定·一模)在平面直角坐标系中,点从原点出发,每次向上平移个单位长度或向右平移1个单位长度.例如:平移一次后点P的坐标为或;再如:平移两次后点P的坐标为或或.点从点出发经过次平移后,到达直线上的点Q,且平移的路径长不小于,不超过,则的值是( )
A.或 B.或 C.或 D.或
18.(2025·河北保定·一模)探究发现:多出来一块巧克力
现有一块的巧克力板,每小块巧克力是边长为1的正方形,海燕先从两边端点处斜向切开,再从点处向下切开(如图1),与交于点,把巧克力分成三块(如图2),再将这三块重新组合起来(如图3),海燕惊喜地发现巧克力居然多出一块.于是海燕猜想按照这样不停地操作下去,就有吃不完的巧克力了.
(1)海燕猜想是否正确;
(2)请借助图4,求出长度,并说明多出一块巧克力的理由.
专练二、图形对称性质
19.(2025·河北邯郸·三模)如图,在平面直角坐标系中,对进行循环往复的轴对称变换,若原来点A的坐标是,经过2025次变换后所得的点A的坐标是( )
A. B. C. D.
20.(2025·河北沧州·模拟预测)下图是由7个大小相同的正方体搭成的几何体,则其三视图中为轴对称图形的是( )
A.左视图 B.俯视图 C.主视图和俯视图 D.左视图和俯视图
21.(2025·河北·模拟预测)如图,把等边纸片沿折叠,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
22.(2025·河北邯郸·二模)如图,在三角形纸片中,,将折叠,使得边落在射线上,折痕为,将纸片展开.再将折叠,使得边落在射线上,折痕为,点的对应点为.若以点为圆心,长为半径画弧,交于点,则下列说法不正确的是( )
A. B. C. D.
23.(2025·河北保定·三模)如图,矩形中,,点E在边上从点C向点B运动(含端点),作四边形关于直线对称的四边形,点D,C的对应点分别为点,,连接交于点O.
甲:点E不可能落在上;
乙:点,运动路径的长度比始终为.
下列说法正确的是( )
A.甲对,乙错 B.甲错,乙对 C.甲、乙都错 D.甲、乙都对
24.(2025·河北邯郸·三模)如图,已知一次函数的图象与轴交于点,与轴交于点,且点关于轴的对称点为点.一次函数的图象经过两点,且点在轴上,当线段时,的取值范围为( )
A. B. C. D.
25.(2025·河北邯郸·二模)如图,牧民从生活区边上某点出发,先到草地边上某点收马,再到小河边上某点饮马,最后回到点处.已知,点到的距离为,,若的周长为,则的最小值是( )
A. B.4 C. D.
26.(2025·河北邯郸·二模)如图,在等腰三角形中,,,D是边上靠近点C的三等分点,且满足,点是点B关于直线的对称点,则线段的长为 .
专练三、图形旋转性质
27.(2025·河北邯郸·三模)如图,在平面直角坐标系中,的顶点均为格点(网格线的交点),将绕某点顺时针旋转,每次旋转.已知第1次旋转结束时,得到(点,,均为格点),则第82次旋转结束时,点的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
28.(2025·河北邯郸·二模)如图,在中,,边与轴平行且,现将以为旋转中心,逆时针旋转,每次旋转,则经过次旋转后,点的坐标为( )
A. B. C. D.
29.(2025·河北邯郸·三模)如图,在和中,,,将绕点A顺时针旋转一定角度,当时,的度数最大是( )度.
A.30 B.60 C.120 D.150
30.(2025·河北张家口·模拟预测)如图,在中,,,将绕点逆时针旋转得到.当,,在同一条直线上时,( )
A.80 B.70 C.60 D.50
31.(2025·河北沧州·模拟预测)如图,教室的水平地面上有一个倒地的簸箕,与地面的夹角为,,小明同学将它扶起(绕点C逆时针旋转)后平放在地面上,的对应线段为,在这一过程当中,簸箕柄绕点C旋转了 ( )
A. B. C. D.
32.(2025·河北唐山·二模)如图,等边三角形,D为边上的动点,将线段绕点D逆时针旋转,得到线段,连接,,则周长的最小值是( )
A. B. C.14 D.12
33.(2025·河北沧州·模拟预测)如图,等腰直角三角形中,,将绕点B顺时针旋转(),得到,连接,点H在射线上,则的度数( )
A.随着的增大而增大 B.随着的增大而减小
C.不变 D.随着的增大,先增大后减小
34.(2025·河北唐山·二模)如图,点是反比例函数图象上的一点,点是x轴正半轴上任意一点,将点A绕点M顺时针旋转得到点B,连接,.无论m取何值时,点B始终在某个函数图象上,这个函数图象所对应的表达式为 .
35.(2025·河北邯郸·二模)如图,在中,,点在射线上,将线段绕点顺时针旋转,得到线段.连接交于点(或射线,交于点).
(1)直接写出点到的距离;
(2)若,求的长;
(3)若,求的长;
(4)直接写出的最小值.
36.(2025·河北沧州·模拟预测)如图,在中,,,是的中点,动点从点出发,沿边以每秒5个单位长度的速度向终点运动,连接,将线段绕点逆时针旋转得线段,连接.设点运动的时间为秒.
(1)求的长度;
(2)当的长度最小时,求t的值;
(3)嘉嘉:“在点P由点A运动到点B的过程中,点Q到直线的距离逐渐减小.”判断嘉嘉的说法是否正确.并说明理由;
(4)连接,当点Q在的内部(包括边界)时,直接写出点P的运动路径长.
专练四、相似图形性质的应用
37.(2025·河北邯郸·三模)如图,书写汉语拼音的四线格是由等距离的四条平行横线组成的,同一条直线上的三个点,,都在横线上,若线段,则线段的长是( )
A. B. C.3 D.6
38.(2025·河北石家庄·三模)北宋的《燕几图》是七巧板的前身.一共有七张桌子,其中两张长桌、两张中桌和三张小桌,每张桌面的宽都相等,七张桌面不同的摆放方式可组合成不同的矩形.如图给出了《燕几图》中“屏山”的桌面拼图方式,其中横边长与纵边长的比是.设长桌、中桌和小桌桌面的长分别为a,b,c.嘉嘉经过研究,得出结论:①;②.下列判断正确的是( )
A.①②都对 B.①②都错 C.①对,②错 D.①错,②对
39.(2025·河北唐山·一模)如图,老师利用复印机将一张长为,宽为的矩形的数学检测卷等比例缩小,其中缩小后的长为,则缩小后的矩形面积为( )
A. B. C. D.
40.(2025·河北·一模)如图,数轴的原点O对应刻度尺的0刻度线,图中的虚线互相平行,则点M对应的数是 .
专练五、相似三角形的判定
41.(2025·河北·模拟预测)将的各边按如图所示的方式向外等距离扩,得到,有以下结论:
:与是相似三角形;
:与是位似三角形.
下列判断正确的是( )
A.Ⅰ正确,不正确 B.Ⅰ不正确,Ⅱ正确
C.1,都正确 D.Ⅰ,Ⅱ都不正确
42.(2025·河北邯郸·三模)如图,在的正方形网格中,图中的点都在网格线的交点上.将点分别与点,连接,得到和,这四个三角形中与相似的是 .
43.(2025·河北廊坊·一模)如图,量角器放置在长方形纸面中,为其直径,点为其圆心,点,在量角器的半弧上,对应刻度分别为和,连接.
(1)尺规作图:求作线段的垂直平分线,直线与交于点,与交于点.(保留作图痕迹,标注清楚字母,不写作法)
(2)连接,求证:.
专练六、相似三角形的性质
44.(2025·四川成都·二模)如图,已知,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
45.(2025·河北唐山·二模)如图,已知与是位似图形,经过对应点B与E,C与F的两直线交于点O,若点C是的中点,则下列判断错误的是( )
A.直线一定经过点O B.
C. D.
46.(2025·河北邯郸·一模)嘉嘉的作业纸不小心被撕毁了(如图所示),已知.测得,,的面积为,则的面积为( )
A. B. C. D.
47.(2025·河北沧州·模拟预测)题目:“如图1是三个斜边分别为a,b,c()的相似三角形,用它们可以不重合无空隙的拼成一个矩形.已知将①和②按如图2所示组合,可得到,求用①②③拼成的矩形的长与宽之比.”对于其答案,甲答:2;乙答:;丙答:,则正确的是( )
A.只有甲答得对 B.甲、丙答案合在一起才完整
C.乙、丙答案合在一起才完整 D.三人答案合在一起才完整
48.(2025·河北唐山·一模)点,,在同一直线上,点,,在同一条直线上,,部分数据如图所示,将沿虚线剪成三块,其中两块为梯形,一块为三角形,阴影部分的面积记为.将沿虚线剪成三块,三块均为三角形,阴影部分的面积记为,则 .
专练七、相似三角形的性质与判定
49.(2025·河北唐山·二模)如图,梯形中,,,,则与的面积比为( )
A. B. C. D.
50.(2025·河北邯郸·三模)在矩形中,,,点M是边上一点(点M不与点A,D重合),连接,将沿翻折得到,连接,.当为等腰三角形时,的长为( )
A.或15 B.15或 C.或 D.不存在
51.(2025·河北邯郸·三模)如图,在中,,点分别在边上,连接,将沿折叠,使点落在边上的点处,且使折叠后的四边形面积为面积的2倍,则的长为 .
52.(2025·河北唐山·二模)如图1是由边长为和的两个正方形拼成的图形,将该图剪成如图所示序号分别为①②③④⑤的五部分,再将它拼成一个大正方形(如图2).
(1)求大正方形的边长,并直接写出图1中等于大正方形边长的线段;
(2)求证图1中;
(3)求图1中线段的长.
53.(2025·河北邢台·三模)如图1,图2,在菱形中,点是边的中点,连接,点N是边上一点.
(1)如图1,若,
①在图1中,尺规作图:过点作,交于点;(不写作法,保留作图痕迹)
②求证:.
(2)如图2,连接.若,求的长.
专练八、相似三角形性质的实际应用
54.(2025·河北廊坊·二模)“准、绳、规、矩”是古代使用的测量工具,一个简单结构的“矩”(如图),由于使用时安放的位置不同,能测定物体的高低远近及大小,把矩放置在如图所示的位置,令(单位:),(单位:),若,,,则关于的函数解析式为( )
A. B. C. D.
55.(2025·河北石家庄·模拟预测)如图所示,是嘉淇所作的凸透镜成像的光路图,是蜡烛通过凸透镜所成的倒立,放大的实像.已知蜡烛的高度,物距,焦距,光线通过凸透镜的光心,折射光线通过凸透镜的右焦点,则像的高度为( )
A. B. C. D.
56.(2025·河北石家庄·三模)如图,水平地面上放置盛有液体的容器,是液面线,经测量,,把长为的木棍的一端探到容器的底部,另一端与点A重合,则没入液体部分的长为 .
57.(2025·河北·模拟预测)如图,为测算河对面的高楼高度,小明站在岸边三层小楼顶,从点G看水面,正好通过O看见对面楼顶A在水里的倒影F;他下到一楼从点D看水面,正好通过E看见倒影F.已知一楼看点D高出水面米,三层小楼顶G高出水面米,E与小明距离米,与O距离米.求点B与点O距离和高楼高度.
58.(2025·河北·模拟预测)夏日的一天,琪琪想研究太阳下物体高度与影子的变化规律,她记录了一支长的铅笔在下面几个时间点的影长:
时间
8:00
10:00
12:00
14:00
16:00
太阳方向
东偏南
东南
南
西偏南
西南
影子方位
西偏北
基本西北
北
东偏北
基本东北
影子长度
琪琪想用这个测量结果估算学校一棵大树的高度.第二天周一又是一个晴天,在上午10点,琪琪用准备好的卷尺测量了该大树的影子,测得树影长17米.
(1)请帮琪琪估算这棵大树的高度;
(2)估计此时刻太阳光线与地面的夹角的大小.(注:计算结果保留整数.参考数据:,,,)
59.(2025·河北沧州·模拟预测)醒狮是国家级非物质文化遗产之一,其中高桩醒狮更是由现代艺术演出转变而来的体育竞技.如图,三根梅花桩、、垂直于地面放置,醒狮少年从点A跳跃到点B,随后纵身跃至点C,已知,,,.
(1)在图中, ___________度;
(2)醒狮少年在休息时发现,太阳光与平行,梅花桩的影子顶端恰好与点N重合,计算与的高度比;
(3)醒狮少年在某次演出时需要从点A直接腾跃至点C进行“采青”,请求出“采青”路径的长度.(参考数据:,,)
60.(2025·河北唐山·一模)丹凤朝阳是坐落于唐山市南湖景区的一座巨型雕塑.在某校科技小组实践活动中,淇淇借助无人机测量雕塑的高度,采用如下的测量方案:如图,淇淇在离雕塑水平距离为的台阶上升起无人机,无人机首次旋停在点C正上方的点D处,测得雕塑的顶部B处的俯角α的正切值是,此时无人机离地面的高度为,之后无人机沿水平方向匀速飞行至点G.已知淇淇的眼睛离地面的高度.
(1)求雕塑的高度;
(2)若无人机的速度为,飞行时间为t秒.
①当秒,求的值;
②直接写出无人机被雕塑遮挡离开淇淇视线时,t的取值范围.
专练九、图形变化的压轴问题
61.(2025·河北石家庄·一模)综合与实践,问题情境:数学活动课上,老师出示了一个问题:如图①,在中,,垂足为E,F为的中点,连接,.
独立思考:(1)试猜想与的数量关系:________;
实践探究:(2)嘉嘉将沿着(F为的中点)所在直线折叠,如图②,点C的对应点为,连接并延长交于点G,请判断与的数量关系,并加以证明;
问题解决:(3)在的边上有一个动点M,点M沿方向从A点开始运动,到D点停止.随着点M的运动,琪琪沿折叠,折叠后点A的对应点为,当与平行四边形的边垂直时,问题:若此的面积为5,边长,,请直接写出与重叠部分的面积.
62.(2024·河北保定·一模)如图,四边形中,,,,,.点从点出发沿折线向点运动,连接,将绕点顺时针旋转得到,旋转角等于,作于点,设点运动的路程为.
(1)______°.
(2)若点在上(除外).
①求证:;
②当点落在上时,求的值.
(3)作的中线,若与线段有交点,直接写出x的取值范围.
63.(2025·河北邯郸·三模)已知是等边三角形,点在内,且,以为边在右侧作等边三角形.
(1)如图1,若点在射线上,
①请利用无刻度的直尺和圆规作出,连接.
②求的度数.
(2)如图2,延长交于点.
①求证:是的中点.
②设,交于点,若,求的值.
(3)连接,若的边长是12,点是的中点,请直接写出点,之间距离的最大值.
64.(2025·河北保定·一模)如图,中,,点为边上一点(不含端点),将沿折叠,点落在点,连接,直线与边交于点,设.
(1)时, ;
(2)如图1,点为中点时,求;
(3)如图2,平分时,直接写出的度数并求出此时的值;
(4)如图3,点在上方时,直接写出点到的距离(用含的代数式表示).
65.(2025·河北唐山·二模)数学活动课上,同学们将两个全等的三角形纸片完全重合放置,固定一个顶点,然后将其中一个纸片绕这个顶点旋转,来探究图形旋转的性质.已知三角形纸片和中,.
【初步感知】
(1)如图1,连接,,在纸片绕点旋转过程中,试探究的值;
【深入探究】
(2)如图2,在纸片绕点旋转过程中,当点恰好落在的中线的延长线上时,求的长.
【拓展延伸】
(3)在纸片绕点旋转过程中,试探究三点能否构成直角三角形.若能,直接写出任意一个符合要求的直角三角形的面积;若不能,请说明理由.
66.(2025·河北邯郸·二模)已知AB为的直径,,C为上的动点,D为上的动点(点C,D均不与点A,B重合),连接,,.
(1)如图1,当C为的三等分点,且时, .
(2)如图2,若点C在半径上(点C不与点O重合),将绕点C逆时针旋转后得到,且点落在所在直线上,设,,求y与x之间的关系式,并写出y的取值范围.
(3)如图3,若,延长交于点E,在上取一点F,使得.
①求的值;
②连接,记,直接写出d的最小值.
67.(2025·河北邯郸·三模)如图1,在正方形中,为上一点,点为正方形的中心,连接,将绕点顺时针旋转得到,连接,且与交于点.
(1)试判断点是否在线段上,并说明理由;
(2)求证:;
(3)如图2,连接并延长交的延长线于点,连接,当时,求的值.
68.(2025·河北石家庄·模拟预测)平面内,在平行四边形中,,,,点为边上任意一点,连接,将绕点逆时针旋转得到线段,设.
(1)当与垂直时,
①尺规作图:在图1中找到点和点(保留作图痕迹,不写作法);
②___________;旋转到所扫过的面积___________(结果保留π);
(2)当点落在对角线的延长线上时,分别过点,作直线的垂线,垂足分别为,,如图2.
①求证:;
②求的值;
(3)连接,在旋转的同时,将绕点逆时针旋转得到线段,连接,,如图3.当是直角三角形时,直接写出的值.
69.(2025·河北邯郸·模拟预测)如图1,在平行四边形中,,,于点,且.点从点出发,沿向终点运动,设点在该折线上运动的路径长为,连接.
(1)的长为______,当点在上运动时,的最小值为______;
(2)如图2,是的中点.过点作的垂线,垂足为.求证:;
(3)延长到点,使得,以,为邻边作平行四边形.
①当点在上,平行四边形对角线所在的直线恰好经过点时,如图3,求的值;
②当点落在平行四边形的边上或内部时,直接写出的取值范围.
70.(2025·河北张家口·模拟预测)已知,如图1,在中,,,,点为边上一个动点,连接,将绕点逆时针旋转得到,连接、,设.
(1)的最小值为______,此时______;
(2)如图2,当点落在边上时,求的值;
(3)如图3(点在下方)
①尺规作图:过点作的垂线,垂足为点(保留作图痕迹,不写作图过程);
②______(用含有的代数式表示),并求当时的值;
(4)直接写出的最小值.
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专题11 图形的变化
考点一、图形平移性质的应用
1.(2024·河北·中考真题)平面直角坐标系中,我们把横、纵坐标都是整数,且横、纵坐标之和大于0的点称为“和点”.将某“和点”平移,每次平移的方向取决于该点横、纵坐标之和除以3所得的余数(当余数为0时,向右平移;当余数为1时,向上平移;当余数为2时,向左平移),每次平移1个单位长度.
例:“和点”按上述规则连续平移3次后,到达点,其平移过程如下:
若“和点”Q按上述规则连续平移16次后,到达点,则点Q的坐标为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】D
【详解】解:由点可知横、纵坐标之和除以3所得的余数为1,继而向上平移1个单位得到,此时横、纵坐标之和除以3所得的余数为2,继而向左平移1个单位得到,此时横、纵坐标之和除以3所得的余数为1,又要向上平移1个单位,因此发现规律为若“和点”横、纵坐标之和除以3所得的余数为0时,先向右平移1个单位,之后按照向上、向左,向上、向左不断重复的规律平移,
若“和点”Q按上述规则连续平移16次后,到达点,则按照“和点”反向运动16次求点Q坐标理解,可以分为两种情况:
①先向右1个单位得到,此时横、纵坐标之和除以3所得的余数为0,应该是向右平移1个单位得到,故矛盾,不成立;
②先向下1个单位得到,此时横、纵坐标之和除以3所得的余数为1,则应该向上平移1个单位得到,故符合题意,那么点先向下平移,再向右平移,当平移到第15次时,共计向下平移了8次,向右平移了7次,此时坐标为,即,那么最后一次若向右平移则为,若向左平移则为,
故选:D.
考点二、图形轴对称性质的应用
2.(2024·河北·中考真题)如图,与交于点O,和关于直线对称,点A,B的对称点分别是点C,D.下列不一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:由轴对称图形的性质得到,,
∴,
∴B、C、D选项不符合题意,
故选:A.
3.(2022·河北·中考真题)如图,将△ABC折叠,使AC边落在AB边上,展开后得到折痕l,则l是△ABC的( )
A.中线 B.中位线 C.高线 D.角平分线
【答案】D
【详解】解:如图,
∵由折叠的性质可知,
∴AD是的角平分线,
故选:D.
4.(2021·河北·中考真题)如图,直线,相交于点.为这两直线外一点,且.若点关于直线,的对称点分别是点,,则,之间的距离可能是( )
A.0 B.5
C.6 D.7
【答案】B
【详解】解:连接,如图,
∵是P关于直线l的对称点,
∴直线l是的垂直平分线,
∴
∵是P关于直线m的对称点,
∴直线m是的垂直平分线,
∴
当不在同一条直线上时,
即
当在同一条直线上时,
故选:B
5.(2023·河北·中考真题)在平面直角坐标系中,设计了点的两种移动方式:从点移动到点称为一次甲方式:从点移动到点称为一次乙方式.
例、点P从原点O出发连续移动2次;若都按甲方式,最终移动到点;若都按乙方式,最终移动到点;若按1次甲方式和1次乙方式,最终移动到点.
(1)设直线经过上例中的点,求的解析式;并直接写出将向上平移9个单位长度得到的直线的解析式;
(2)点P从原点O出发连续移动10次,每次移动按甲方式或乙方式,最终移动到点.其中,按甲方式移动了m次.
①用含m的式子分别表示;
②请说明:无论m怎样变化,点Q都在一条确定的直线上.设这条直线为,在图中直接画出的图象;
(3)在(1)和(2)中的直线上分别有一个动点,横坐标依次为,若A,B,C三点始终在一条直线上,直接写出此时a,b,c之间的关系式.
【答案】(1)的解析式为;的解析式为;
(2)①;②的解析式为,图象见解析;
(3)
【详解】(1)设的解析式为,把、代入,得
,解得:,
∴的解析式为;
将向上平移9个单位长度得到的直线的解析式为;
(2)①∵点P按照甲方式移动了m次,点P从原点O出发连续移动10次,
∴点P按照乙方式移动了次,
∴点P按照甲方式移动m次后得到的点的坐标为;
∴点按照乙方式移动次后得到的点的横坐标为,纵坐标为,
∴;
②由于,
∴直线的解析式为;
函数图象如图所示:
(3)∵点的横坐标依次为,且分别在直线上,
∴,
设直线的解析式为,
把A、B两点坐标代入,得
,解得:,
∴直线的解析式为,
∵A,B,C三点始终在一条直线上,
∴,
整理得:;
即a,b,c之间的关系式为:.
考点三、图形旋转性质的应用
6.(2023·河北·中考真题)如图1和图2,平面上,四边形中,,点在边上,且.将线段绕点顺时针旋转到的平分线所在直线交折线于点,设点在该折线上运动的路径长为,连接.
(1)若点在上,求证:;
(2)如图2.连接.
①求的度数,并直接写出当时,的值;
②若点到的距离为,求的值;
(3)当时,请直接写出点到直线的距离.(用含的式子表示).
【答案】(1)见解析
(2)①,;②或(3)
【详解】(1)∵将线段绕点顺时针旋转到,
∴
∵的平分线所在直线交折线于点,
∴
又∵
∴
∴;
(2)①∵,,
∴
∵,
∴,
∴
∴;
如图所示,当时,
∵平分
∴
∴
∴
∴
∵,
∴
∴,
∴
∵,
∴
∴,即
∴解得
∴.
②如图所示,当点在上时,,
∵,
∴,,
∴,
∴
∴;
如图所示,当在上时,则,过点作交的延长线于点,延长交的延长线于点,
∵,
∴,
∴
∴
即
∴,,
∴
∵
∴,
∴,
∴
∴
解得:
∴,
综上所述,的值为或;
(3)解:∵当时,
∴在上,
如图所示,过点作交于点,过点作于点,则四边形是矩形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
又,
∴,
又∵,
∴,
∴
∵,,设,
即
∴,
∴
整理得
即点到直线的距离为.
考点四、相似图形的性质及辨析
7.(2025·河北·中考真题)“这么近,那么美,周末到河北”.嘉嘉周末到弘济桥游览,发现青石桥面上有三叶虫化石,他想了解其长度,在化石旁放了一支笔拍下照片(如图).回家后量出照片上笔和化石的长度分别为和,笔的实际长度为,则该化石的实际长度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】设该化石的实际长度为,依题意,
,
解得:
故选:C.
考点五、相似图形的性质及辨析
8.(2025·河北·中考真题)如图,在五边形中,,延长,,分别交直线于点,.若添加下列一个条件后,仍无法判定,则这个条件是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:A、∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,故A不符合题意;
B、∵,
∴,
∵,
∴,
∴,故B不符合题意;
C、∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,故C不符合题意;
D、根据结合已知条件不能证明,故D符合题意;
故选:D.
9.(2021·河北·中考真题)图1是装了液体的高脚杯示意图(数据如图),用去一部分液体后如图2所示,此时液面( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】解:由题可知,第一个高脚杯盛液体的高度为:15-7=8(cm),
第二个高脚杯盛液体的高度为:11-7=4(cm),
因为液面都是水平的,图1和图2中的高脚杯是同一个高脚杯,
所以图1和图2中的两个三角形相似,
∴,
∴(cm),
故选:C.
10.(2022·河北·中考真题)如图是钉板示意图,每相邻4个钉点是边长为1个单位长的小正方形顶点,钉点A,B的连线与钉点C,D的连线交于点E,则
(1)AB与CD是否垂直? (填“是”或“否”);
(2)AE= .
【答案】 是 /
【详解】解:(1)如图:AC=CF=2,CG=DF=1,∠ACG=∠CFD=90°,
∴△ACG≌△CFD,
∴∠CAG=∠FCD,
∵∠ACE+∠FCD=90°,
∴∠ACE+∠CAG=90°,
∴∠CEA=90°,
∴AB与CD是垂直的,
故答案为:是;
(2)AB=2,
∵AC∥BD,
∴△AEC∽△BED,
∴,即,
∴,
∴AE=AB=.
故答案为:.
11.(2024·河北·中考真题)如图,的面积为,为边上的中线,点,,,是线段的五等分点,点,,是线段的四等分点,点是线段的中点.
(1)的面积为 ;
(2)的面积为 .
【答案】
【详解】解:(1)连接、、、、,
∵的面积为,为边上的中线,
∴,
∵点,,,是线段的五等分点,
∴,
∵点,,是线段的四等分点,
∴,
∵点是线段的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴的面积为,
故答案为:;
(2)在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴、、三点共线,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
在和中,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴的面积为,
故答案为:.
考点六、相似三角形的性质与判定的综合
12.(2022·河北·中考真题)如图,四边形ABCD中, ,∠ABC=90°,∠C=30°,AD=3,,DH⊥BC于点H.将△PQM与该四边形按如图方式放在同一平面内,使点P与A重合,点B在PM上,其中∠Q=90°,∠QPM=30°,.
(1)求证:△PQM≌△CHD;
(2)△PQM从图1的位置出发,先沿着BC方向向右平移(图2),当点P到达点D后立刻绕点D逆时针旋转(图3),当边PM旋转50°时停止.
①边PQ从平移开始,到绕点D旋转结束,求边PQ扫过的面积;
②如图2,点K在BH上,且.若△PQM右移的速度为每秒1个单位长,绕点D旋转的速度为每秒5°,求点K在△PQM区域(含边界)内的时长;
③如图3.在△PQM旋转过程中,设PQ,PM分别交BC于点E,F,若BE=d,直接写出CF的长(用含d的式子表示).
【答案】(1)见详解(2)①;②;③
【详解】(1)∵,
∴
则在四边形中
故四边形为矩形
,
在中,
∴,
∵
∴;
(2)①过点Q作于S
由(1)得:
在中,
∴
平移扫过面积:
旋转扫过面积:
故边PQ扫过的面积:
②运动分两个阶段:平移和旋转
平移阶段:
旋转阶段:
由线段长度得:
取刚开始旋转状态,以PM为直径作圆,则H为圆心,延长DK与圆相交于点G,连接GH,GM,过点G作于T
设,则
在中:
设,则,,
,,
∵DM为直径
∴
在中 :
在中:
在中:
∴,
PQ转过的角度:
s
总时间:
③设CF=m,则EF=BC-BE-CF=9-d-m,CE=9-d,
当旋转角<30°时,DE在DH的左侧,如图:
∵∠EDF=30°,∠C=30°,
∴∠EDF=∠C,
又∵∠DEF=∠CED,
∴,
∴,即,
∴,
∵在中,,
∴,
∴
当旋转角≥30°时,DE在DH上或右侧,如图:CF=m,则EF=BC-BE-CF=9-d-m,CE=9-d,
同理:可得
综上所述:.
13.(2021·河北·中考真题)在一平面内,线段,线段,将这四条线段顺次首尾相接.把固定,让绕点从开始逆时针旋转角到某一位置时,,将会跟随出现到相应的位置.
(1)论证 如图1,当时,设与交于点,求证:;
(2)发现 当旋转角时,的度数可能是多少?
(3)尝试 取线段的中点,当点与点距离最大时,求点到的距离;
(4)拓展 ①如图2,设点与的距离为,若的平分线所在直线交于点,直接写出的长(用含的式子表示);
②当点在下方,且与垂直时,直接写出的余弦值.
【答案】(1)证明见解析;(2)或;(3);(4)①;②.
【详解】证明:(1),
,
在和中,,
,
,
,
;
(2)由题意,由以下两种情况:
①如图,取的中点,连接,则,
,
是等边三角形,
,
,
四边形是菱形,
,
,
;
②如图,当点与的中点重合,
则,
是等边三角形,
,
综上,的度数为或;
(3)如图,连接,
,
,当且仅当点共线时,等号成立,
如图,过点作于点,过点作于点,则即为所求,
,
,
设,则,
,
,
解得,
,,
在中,,
在中,,
即当点与点距离最大时,点到的距离为;
(4)①如图,连接交于点,过点作于点,
平分,,
,(等腰三角形的三线合一),
设,则,
,
,
解得,即,
在和中,,
,
,即,
解得;
②初中阶段没有学习钝角的余弦值,且,
只需考虑的情形,
如图,设与交于点,过点作于点,连接,
,
,
设,则,
,
,
解得,
,
,
设,则,
在和中,,
,
,即,
解得,
,
,
解得,
则.
专练一、图形的平移
14.(2025·河北保定·一模)如图,在的正方形网格图中,将平移到的位置,对于甲、乙的说法,下列判断正确的是( )
甲:线段的长可以看作平移的最短距离;
乙:连接,四边形是平行四边形
A.只有甲的对 B.只有乙的对
C.甲、乙的都对 D.甲、乙的都不对
【答案】C
【详解】解:平移到的位置,
∴线段的长可以看作平移的最短距离,甲的说法正确;
由平移的性质得,,
∴四边形是平行四边形,乙的说法正确.
故选:C.
15.(2025·河北唐山·三模)如图,将沿边上的中线平移到的位置.已知的面积为18.阴影部分三角形的面积为8.若,则等于( )
A.3 B.2 C.4 D.23
【答案】C
【详解】解:如图,交于,交于,
由平移得:,,
,
,
,
,
解得:,
故选:C.
16.(2025·河北邯郸·模拟预测)如图,中,,将沿射线的方向平移,得到.再将绕点逆时针旋转一定角度后,恰使点与C重合,点的对应点是点,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵中,,将沿射线的方向平移,得到,
∴,
∵将绕点逆时针旋转一定角度后,恰使点与C重合,点的对应点是点,
∴,,
∴,
∴,
故选:B.
17.(2025·河北保定·一模)在平面直角坐标系中,点从原点出发,每次向上平移个单位长度或向右平移1个单位长度.例如:平移一次后点P的坐标为或;再如:平移两次后点P的坐标为或或.点从点出发经过次平移后,到达直线上的点Q,且平移的路径长不小于,不超过,则的值是( )
A.或 B.或 C.或 D.或
【答案】D
【详解】解:∵平移1次后点P的坐标为或,
∴设,所在的直线解析式为,
将点坐标代入得:,
直线解析式为:;
∵平移两次后点P的坐标为或或,且3点共线
∴设,和所在的直线解析式为,
将点坐标代入得:,
直线解析式为:;
∵平移3次后点P的坐标为或或或,且4点共线
∴设,,和所在的直线解析式为,
将点坐标代入得:,
直线解析式为:;
∴平移后解析式的值不变,常数项为,
∴平移次时,直线解析式为:,如图所示,
设点从点出发经过次平移后,到达直线上的点,
根据题意,可得,
解得:,
点的坐标为,
∴平移的路程长,
∵平移的路径长不小于,不超过,
,
,
点的坐标为正整数,
是的倍数,可以取、,
故选:D.
18.(2025·河北保定·一模)探究发现:多出来一块巧克力
现有一块的巧克力板,每小块巧克力是边长为1的正方形,海燕先从两边端点处斜向切开,再从点处向下切开(如图1),与交于点,把巧克力分成三块(如图2),再将这三块重新组合起来(如图3),海燕惊喜地发现巧克力居然多出一块.于是海燕猜想按照这样不停地操作下去,就有吃不完的巧克力了.
(1)海燕猜想是否正确;
(2)请借助图4,求出长度,并说明多出一块巧克力的理由.
【答案】(1)不正确(2),理由见解析
【详解】(1)解:海燕猜想不正确,宽度不变,长度减少了;
(2)解:如图所示,
,
,
,
,
,
多出一块巧克力.
专练二、图形对称性质
19.(2025·河北邯郸·三模)如图,在平面直角坐标系中,对进行循环往复的轴对称变换,若原来点A的坐标是,经过2025次变换后所得的点A的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:由题意可知,
第一次轴对称变换后,点A的坐标是;,
第二次轴对称变换后,点A的坐标是;,
第三次轴对称变换后,点A的坐标是;,
第四次轴对称变换后,点A的坐标是;,
……,
观察可知,点A的坐标每四次循环一次,
依次为、、、,
∵,
∴经过2025次变换后所得的点A的坐标是,
故选:A.
20.(2025·河北沧州·模拟预测)下图是由7个大小相同的正方体搭成的几何体,则其三视图中为轴对称图形的是( )
A.左视图 B.俯视图 C.主视图和俯视图 D.左视图和俯视图
【答案】A
【详解】解:由三视图定义可知,该几何体的主视图、俯视图、左视图如下图所示:
其中左视图为轴对称图形;
故选:A.
21.(2025·河北·模拟预测)如图,把等边纸片沿折叠,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由折叠可知,
又, 是等边三角形,
,
.
故选:B.
22.(2025·河北邯郸·二模)如图,在三角形纸片中,,将折叠,使得边落在射线上,折痕为,将纸片展开.再将折叠,使得边落在射线上,折痕为,点的对应点为.若以点为圆心,长为半径画弧,交于点,则下列说法不正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】如解图,连接,由题意,分别为,的平分线,
,
,
,
,
,
选项A正确,不符合题意;
,
,
,
,
∴,
,
,
,
选项B正确,不符合题意,
,
,
,
∴点与点重合,即,
D选项正确,不符合题意.
无法判断与长度关系,故C选项错误.
23.(2025·河北保定·三模)如图,矩形中,,点E在边上从点C向点B运动(含端点),作四边形关于直线对称的四边形,点D,C的对应点分别为点,,连接交于点O.
甲:点E不可能落在上;
乙:点,运动路径的长度比始终为.
下列说法正确的是( )
A.甲对,乙错 B.甲错,乙对 C.甲、乙都错 D.甲、乙都对
【答案】D
【详解】解:如图,连接,
由题意可得:,
∴,
∴点O在以为直径的半圆上,该半圆与没有交点,而点E在上,
∴点O与点E不会重合,即点E不可能落在上,故甲对;
由题意可得:,
∵,
∴,
∴,
∴,
从点E在点C位置开始,点运动路径的长度为以点A为圆心,分别以为半径的弧长,且与转过的角度相等,
∵,
∴点运动路径的长度比始终为,故乙对;
故选:D.
24.(2025·河北邯郸·三模)如图,已知一次函数的图象与轴交于点,与轴交于点,且点关于轴的对称点为点.一次函数的图象经过两点,且点在轴上,当线段时,的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:∵一次函数的图象与轴交于点,与轴交于点,
∴当,;当时,,
解得:,
∴,,
∵点关于轴的对称点为点.
∴,
当时,且点在轴上,
∴或,
当一次函数的图象经过两点,
设直线为,
∴,
解得:,
当一次函数的图象经过两点,
设直线为,
∴,
解得:,
当时,
∴,
故选:C
25.(2025·河北邯郸·二模)如图,牧民从生活区边上某点出发,先到草地边上某点收马,再到小河边上某点饮马,最后回到点处.已知,点到的距离为,,若的周长为,则的最小值是( )
A. B.4 C. D.
【答案】B
【详解】解:如图,在上取一点,作点关于的对称点,点关于的对称点,连接交于,交于,连接、、、、,
,
由对称轴的性质可得:,,,,,,
∴的周长为,
∴当最小时,的周长最小,
∵,
∴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
由垂线段最短可得,当时,最小,即最小,
∵点到的距离为,
∴的最小值为,
∴的最小值为,
故选:B.
26.(2025·河北邯郸·二模)如图,在等腰三角形中,,,D是边上靠近点C的三等分点,且满足,点是点B关于直线的对称点,则线段的长为 .
【答案】
【详解】解:如图,连接.
点是点关于直线的对称点,
.
,
点在上,即点三点共线,
.
又,
,
,.
,
,即.
,是边上靠近点的三等分点,
,
,
.
故答案为:.
专练三、图形旋转性质
27.(2025·河北邯郸·三模)如图,在平面直角坐标系中,的顶点均为格点(网格线的交点),将绕某点顺时针旋转,每次旋转.已知第1次旋转结束时,得到(点,,均为格点),则第82次旋转结束时,点的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:如图所示,
由旋转的性质可得的对应点为,的对应点为,的对应点为,
∴交点在和的垂直平分线上,如图,
∴旋转中心的坐标为,
如图所示,设旋转中心为M,将绕点M顺时针旋转得到,将绕点M顺时针旋转得到,将绕点M顺时针旋转得到,
∴每旋转4次一个周期
∵
∴第82次旋转结束时,点的对应点的坐标和点H的坐标相等
∴点的对应点的坐标为.
故选:A.
28.(2025·河北邯郸·二模)如图,在中,,边与轴平行且,现将以为旋转中心,逆时针旋转,每次旋转,则经过次旋转后,点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:在中,,,
∴,
∴,
由题意可知,以为旋转中心,逆时针旋转,每次旋转,则每6次旋转1周.,
如图,以为旋转中心,逆时针旋转,每次旋转,经过次旋转后,点转到点D的位置,则,,过点D作交的延长线于点H,
∴,
∴,
∴,
∵
∴点D的坐标是,
故选:A
29.(2025·河北邯郸·三模)如图,在和中,,,将绕点A顺时针旋转一定角度,当时,的度数最大是( )度.
A.30 B.60 C.120 D.150
【答案】D
【详解】解:当点D在点A的左侧时,如图1所示.
,,
.
∵,
∴,
∴.
当点D在点A的右侧时,如图2所示.
∵,,
∴.
∵,
∴,
∴.
∴当时,的度数为或.
∴的度数最大是.
故答案为D.
30.(2025·河北张家口·模拟预测)如图,在中,,,将绕点逆时针旋转得到.当,,在同一条直线上时,( )
A.80 B.70 C.60 D.50
【答案】A
【详解】解:∵,,
∴,
∵,,在同一条直线上时,
∴,
∵将绕点逆时针旋转得到,
∴,
∴,
∴旋转角,即,
故选:A.
31.(2025·河北沧州·模拟预测)如图,教室的水平地面上有一个倒地的簸箕,与地面的夹角为,,小明同学将它扶起(绕点C逆时针旋转)后平放在地面上,的对应线段为,在这一过程当中,簸箕柄绕点C旋转了 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:如图所示,
由题意可得,,
∴旋转角为.
故选:C.
32.(2025·河北唐山·二模)如图,等边三角形,D为边上的动点,将线段绕点D逆时针旋转,得到线段,连接,,则周长的最小值是( )
A. B. C.14 D.12
【答案】D
【详解】解:连接,延长到点G,
∵为等边三角形,,
∴,
∵线段绕点D逆时针旋转,得到线段,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴平分,
故点E在定直线上运动,
过点A作于点N,交于点M,
∵,
∴
∴,
故点A与点M关于直线对称,
∵周长为,
故当取得最小值时,的周长才有最小值,
故点E与点N重合时,取得最小值,且,
故周长最小值为,
故选:D.
33.(2025·河北沧州·模拟预测)如图,等腰直角三角形中,,将绕点B顺时针旋转(),得到,连接,点H在射线上,则的度数( )
A.随着的增大而增大 B.随着的增大而减小
C.不变 D.随着的增大,先增大后减小
【答案】C
由旋转的性质可得,由等腰三角形的性质和三角形内角和定理可求,由外角的性质可求,即可求解.
【详解】解:过点A作于点M,如图
∵将绕点B顺时针旋转θ(),得到,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴
即的度数是定值,
故选C.
34.(2025·河北唐山·二模)如图,点是反比例函数图象上的一点,点是x轴正半轴上任意一点,将点A绕点M顺时针旋转得到点B,连接,.无论m取何值时,点B始终在某个函数图象上,这个函数图象所对应的表达式为 .
【答案】
【详解】解:过点A作轴于点C,过点B作轴于点D,如图所示:
则,
∵点是反比例函数图象上的一点,
∴,
∴,,,,
根据旋转可知,,,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵点M在轴正半轴,则,点B在x轴的上方,,
∴此时点B的坐标为:,
∵,
∴此时点B在直线上;
综上分析可知,无论取何值时,点始终在直线上.
故答案为:.
35.(2025·河北邯郸·二模)如图,在中,,点在射线上,将线段绕点顺时针旋转,得到线段.连接交于点(或射线,交于点).
(1)直接写出点到的距离;
(2)若,求的长;
(3)若,求的长;
(4)直接写出的最小值.
【答案】(1)点到的距离为1(2)(3)的长为或(4)的最小值为
【详解】(1)解:点到的距离为1,
如图,过点作于点,
,
.
(2)解:,
,
,
如图.过点作于点,
由(1)可知到的距离为1,易得,
,
,
,
,
,
,
,
即,
;
(3)解:有两种情况,
①当点在线段上时,过点作于点,如图,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
即,
;
②当点在线段延长线上时,如图,
,
,
,
,
.
过点作于点,
,
.
,
,
综上所述,的长为或;
(4)解:的最小值为.
当点在线段上时,如图,过点作于点,
在中,,
,由(1)可知,的最小值为,
的最小值为;
当点不重合时,,
当点重合时,,此时最小,.
36.(2025·河北沧州·模拟预测)如图,在中,,,是的中点,动点从点出发,沿边以每秒5个单位长度的速度向终点运动,连接,将线段绕点逆时针旋转得线段,连接.设点运动的时间为秒.
(1)求的长度;
(2)当的长度最小时,求t的值;
(3)嘉嘉:“在点P由点A运动到点B的过程中,点Q到直线的距离逐渐减小.”判断嘉嘉的说法是否正确.并说明理由;
(4)连接,当点Q在的内部(包括边界)时,直接写出点P的运动路径长.
【答案】(1)10;(2);(3)嘉嘉的说法不正确;理由见解析;(4).
【详解】(1)解:在中,,
根据勾股定理可得;
(2)解:是的中点,
.
线段绕点逆时针旋转得线段,
是等腰直角三角形,
,
,
当的长度最小时,的长度最小.
当时,的长度最小,
此时,
,
解得;
(3)解:嘉嘉的说法不正确;
理由:如图,如图,分别过点,作的垂线,垂足分别为,,
,
,
,,
,
,
,
;
当时,点到的距离为0,此时.
当时,点从点向右运动过程中,逐渐减小,
逐渐减小,即点到直线的距离逐渐减小.
当时,点向点运动时,逐渐增大,
逐渐增大,即点到直线的距离逐渐增大,
即在点由点运动到点的过程中,点到直线的距离先逐渐减小,再逐渐增大,所以嘉嘉的说法不正确;
(4)解:点的运动路径长为.
如图,当点在上时,
是的中点,
,
,
又,
,
,
解得,
,
当点在上时,,由(3)可得,
,
当时,得到.
又点到的最短距离为4,
,
此时点都在的内部.
专练四、相似图形性质的应用
37.(2025·河北邯郸·三模)如图,书写汉语拼音的四线格是由等距离的四条平行横线组成的,同一条直线上的三个点,,都在横线上,若线段,则线段的长是( )
A. B. C.3 D.6
【答案】C
【详解】解:如图所示,过点A作最下面那条网格线的垂线,垂足为H,设与从下往上数的第二条网格线交于E,
四线格是由等距离的四条平行横线组成的,
.
,
,
故选:C.
38.(2025·河北石家庄·三模)北宋的《燕几图》是七巧板的前身.一共有七张桌子,其中两张长桌、两张中桌和三张小桌,每张桌面的宽都相等,七张桌面不同的摆放方式可组合成不同的矩形.如图给出了《燕几图》中“屏山”的桌面拼图方式,其中横边长与纵边长的比是.设长桌、中桌和小桌桌面的长分别为a,b,c.嘉嘉经过研究,得出结论:①;②.下列判断正确的是( )
A.①②都对 B.①②都错 C.①对,②错 D.①错,②对
【答案】A
【详解】解:设桌面的宽为x,则,即.
由题意,,得.又,
则.
故选:A.
39.(2025·河北唐山·一模)如图,老师利用复印机将一张长为,宽为的矩形的数学检测卷等比例缩小,其中缩小后的长为,则缩小后的矩形面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:设缩小后的宽是,
∵缩小前后的两个矩形相似,
∴,
∴,
∴放大后的宽是,
放大后的矩形的面积.
故选:D.
40.(2025·河北·一模)如图,数轴的原点O对应刻度尺的0刻度线,图中的虚线互相平行,则点M对应的数是 .
【答案】
【详解】解:如图,由题意,得:,,,,
∴,
∴,
∴点M对应的数是:;
故答案为:.
专练五、相似三角形的判定
41.(2025·河北·模拟预测)将的各边按如图所示的方式向外等距离扩,得到,有以下结论:
:与是相似三角形;
:与是位似三角形.
下列判断正确的是( )
A.Ⅰ正确,不正确 B.Ⅰ不正确,Ⅱ正确
C.1,都正确 D.Ⅰ,Ⅱ都不正确
【答案】C
【详解】解:分别延长相交于点O,
由题意得,,
,
故结论Ⅰ正确,符合题意;
,
,
,
,,
,
∴与是位似三角形,
故结论Ⅱ正确,符合题意.
故选:C.
42.(2025·河北邯郸·三模)如图,在的正方形网格中,图中的点都在网格线的交点上.将点分别与点,连接,得到和,这四个三角形中与相似的是 .
【答案】
【详解】解:的三边长分别为:,,;
的三边长分别为:,,,
∵,
∴与不相似;
的三边长分别为:,,;
∴,
∴;
的三边长分别为:,,,
∴,
∴与不相似;
的三边长分别为:,,,
∴,
∴与不相似;
故答案为:.
43.(2025·河北廊坊·一模)如图,量角器放置在长方形纸面中,为其直径,点为其圆心,点,在量角器的半弧上,对应刻度分别为和,连接.
(1)尺规作图:求作线段的垂直平分线,直线与交于点,与交于点.(保留作图痕迹,标注清楚字母,不写作法)
(2)连接,求证:.
【答案】(1)作图见解析;(2)证明见解析.
【详解】(1)解:如图,直线即为所求;
(2)证明:如图,连接,
由作图可知,
∴,
由图可知,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴.
专练六、相似三角形的性质
44.(2025·四川成都·二模)如图,已知,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵,
∴,,,
∴,
故选:B.
45.(2025·河北唐山·二模)如图,已知与是位似图形,经过对应点B与E,C与F的两直线交于点O,若点C是的中点,则下列判断错误的是( )
A.直线一定经过点O B.
C. D.
【答案】D
【详解】解:∵与是位似图形,经过对应点B与E,C与F的两直线交于点O,点C是的中点,
∴直线一定经过点O,,位似比为:,
∴与的相似比为,
∴,,
∴,;
故判断错误的是选项D;
故选D.
46.(2025·河北邯郸·一模)嘉嘉的作业纸不小心被撕毁了(如图所示),已知.测得,,的面积为,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵,
∴,
∵,,的面积为,
∴,
∴的面积为.
故选:B.
47.(2025·河北沧州·模拟预测)题目:“如图1是三个斜边分别为a,b,c()的相似三角形,用它们可以不重合无空隙的拼成一个矩形.已知将①和②按如图2所示组合,可得到,求用①②③拼成的矩形的长与宽之比.”对于其答案,甲答:2;乙答:;丙答:,则正确的是( )
A.只有甲答得对 B.甲、丙答案合在一起才完整
C.乙、丙答案合在一起才完整 D.三人答案合在一起才完整
【答案】B
【详解】∵,
∴
∴
∴
∴设,
当按如下图所示拼成矩形时,
∴,
∴
∴用①②③拼成的矩形的长与宽之比为;
当按如下图所示拼成矩形时,
∴,
∴
∵
∴
∴
∴,即
∴
∴用①②③拼成的矩形的长与宽之比为;
综上所述,甲、丙答案合在一起才完整.
故选:B.
48.(2025·河北唐山·一模)点,,在同一直线上,点,,在同一条直线上,,部分数据如图所示,将沿虚线剪成三块,其中两块为梯形,一块为三角形,阴影部分的面积记为.将沿虚线剪成三块,三块均为三角形,阴影部分的面积记为,则 .
【答案】
【详解】解:如图,如图标注,
由题意知,四边形,为梯形,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∵,,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∴,
即,
故答案为:.
专练七、相似三角形的性质与判定
49.(2025·河北唐山·二模)如图,梯形中,,,,则与的面积比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:在中,由勾股定理得,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
故选:C.
50.(2025·河北邯郸·三模)在矩形中,,,点M是边上一点(点M不与点A,D重合),连接,将沿翻折得到,连接,.当为等腰三角形时,的长为( )
A.或15 B.15或 C.或 D.不存在
【答案】C
【详解】解:四边形为矩形,,,
,,,
设与交于点,
由翻折的性质得:,,,,
为等腰三角形,
有以下两种情况:
①当时,过点作于,则,如图:
设,则,,
在中,由勾股定理得:,
,,
,,
,
又,
,
,
即,
整理得:,
解得:,(不合题意,舍去);
②当时,则,如图:
,
在中,,,
由勾股定理得:,
,,
,,
,
又,
,
,
即,
.
综上所述:的长为或,
故选:C.
51.(2025·河北邯郸·三模)如图,在中,,点分别在边上,连接,将沿折叠,使点落在边上的点处,且使折叠后的四边形面积为面积的2倍,则的长为 .
【答案】
【详解】解:∵将沿折叠使点落在边上的点处,
∴(折叠前后对应点的连线被折痕垂直平分),(折叠前后两部分图形全等).
∵,
.
在 和中,∵,,
∴,
,
即,
解得:(负值已舍去).
故答案为:.
52.(2025·河北唐山·二模)如图1是由边长为和的两个正方形拼成的图形,将该图剪成如图所示序号分别为①②③④⑤的五部分,再将它拼成一个大正方形(如图2).
(1)求大正方形的边长,并直接写出图1中等于大正方形边长的线段;
(2)求证图1中;
(3)求图1中线段的长.
【答案】(1);、(2)见解析(3)
【详解】(1)解:图1是由边长为和的两个正方形拼成的图形,
图1的面积为,
由题意得,大正方形的面积等于图1的面积,
大正方形的边长为,
由图2得,序号①部分的斜边、序号③④部分的斜边都等于大正方形的边长,
图1中等于大正方形边长的线段为、.
(2)证明:由(1)得,,
根据正方形的性质得,,
,
由图2可得,,
,
在和中,
,
.
(3)解:由(2)得,,
,
,
,
,
,
,
.
53.(2025·河北邢台·三模)如图1,图2,在菱形中,点是边的中点,连接,点N是边上一点.
(1)如图1,若,
①在图1中,尺规作图:过点作,交于点;(不写作法,保留作图痕迹)
②求证:.
(2)如图2,连接.若,求的长.
【答案】(1)①见解析;②见解析
(2)
【详解】(1)解:①如图,即为所求;
②∵菱形,
∴,
,
∴,
∵,
;
(2)如图2,延长交的延长线于.
四边形是菱形,
,
.
是边的中点,
,
.
.
,
,,
.
.
,
.
,
.
.
,
.
专练八、相似三角形性质的实际应用
54.(2025·河北廊坊·二模)“准、绳、规、矩”是古代使用的测量工具,一个简单结构的“矩”(如图),由于使用时安放的位置不同,能测定物体的高低远近及大小,把矩放置在如图所示的位置,令(单位:),(单位:),若,,,则关于的函数解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:根据题意,,
∴,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
故选:.
55.(2025·河北石家庄·模拟预测)如图所示,是嘉淇所作的凸透镜成像的光路图,是蜡烛通过凸透镜所成的倒立,放大的实像.已知蜡烛的高度,物距,焦距,光线通过凸透镜的光心,折射光线通过凸透镜的右焦点,则像的高度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:由题意得,,,,
四边形是矩形,
,,
,
,
,
,
,即①,
∵,
,
,
,
∴②,
由①②得:
,
故选:A.
56.(2025·河北石家庄·三模)如图,水平地面上放置盛有液体的容器,是液面线,经测量,,把长为的木棍的一端探到容器的底部,另一端与点A重合,则没入液体部分的长为 .
【答案】
根据题意可得,代入数据计算即可.
【详解】解:依题意得:,
∴,
∴,
由题意,,
解得,
故答案为:.
57.(2025·河北·模拟预测)如图,为测算河对面的高楼高度,小明站在岸边三层小楼顶,从点G看水面,正好通过O看见对面楼顶A在水里的倒影F;他下到一楼从点D看水面,正好通过E看见倒影F.已知一楼看点D高出水面米,三层小楼顶G高出水面米,E与小明距离米,与O距离米.求点B与点O距离和高楼高度.
【答案】点到点的距离为120米,高楼高度为130米
【详解】解:设米.
米,
是等腰直角三角形.
,,
,
∴,,
∴
米.
米,
米.
,
.
米,米,
,
解得,
则(米).
答:点到点的距离为120米,高楼高度为130米.
58.(2025·河北·模拟预测)夏日的一天,琪琪想研究太阳下物体高度与影子的变化规律,她记录了一支长的铅笔在下面几个时间点的影长:
时间
8:00
10:00
12:00
14:00
16:00
太阳方向
东偏南
东南
南
西偏南
西南
影子方位
西偏北
基本西北
北
东偏北
基本东北
影子长度
琪琪想用这个测量结果估算学校一棵大树的高度.第二天周一又是一个晴天,在上午10点,琪琪用准备好的卷尺测量了该大树的影子,测得树影长17米.
(1)请帮琪琪估算这棵大树的高度;
(2)估计此时刻太阳光线与地面的夹角的大小.(注:计算结果保留整数.参考数据:,,,)
【答案】(1)28米(2)59°
【详解】(1)解:∵时间在上午10点左右,
∴树实高:树影长=铅笔长:铅笔影长,
即树实高,解得树实高,
答:这棵大树高约28米;
(2)又∵铅笔的影长:铅笔长,,
∴此时刻太阳光线与地面的夹角大约是.
59.(2025·河北沧州·模拟预测)醒狮是国家级非物质文化遗产之一,其中高桩醒狮更是由现代艺术演出转变而来的体育竞技.如图,三根梅花桩、、垂直于地面放置,醒狮少年从点A跳跃到点B,随后纵身跃至点C,已知,,,.
(1)在图中, ___________度;
(2)醒狮少年在休息时发现,太阳光与平行,梅花桩的影子顶端恰好与点N重合,计算与的高度比;
(3)醒狮少年在某次演出时需要从点A直接腾跃至点C进行“采青”,请求出“采青”路径的长度.(参考数据:,,)
【答案】(1)104(2)(3)
【详解】(1)解:三根梅花桩、、垂直于地面放置,
,
四边形和四边形的内角和为,,,
,,
,
故答案为:104;
(2)解:如图1,连接,
太阳光与平行,梅花桩的影子顶端恰好与点N重合,
点A、B、N三点共线.
,,
,
;
(3)解:如图2,过点B作直线,分别交、于点E、F,过点A作直线,交于点D,连接.
图2
由题意,得,
四边形,四边形,四边形,四边形均是矩形,
,,,.
,,
,,
,,
,
.
在中,,,
.
答:“采青”路径的长度为.
60.(2025·河北唐山·一模)丹凤朝阳是坐落于唐山市南湖景区的一座巨型雕塑.在某校科技小组实践活动中,淇淇借助无人机测量雕塑的高度,采用如下的测量方案:如图,淇淇在离雕塑水平距离为的台阶上升起无人机,无人机首次旋停在点C正上方的点D处,测得雕塑的顶部B处的俯角α的正切值是,此时无人机离地面的高度为,之后无人机沿水平方向匀速飞行至点G.已知淇淇的眼睛离地面的高度.
(1)求雕塑的高度;
(2)若无人机的速度为,飞行时间为t秒.
①当秒,求的值;
②直接写出无人机被雕塑遮挡离开淇淇视线时,t的取值范围.
【答案】(1)70米(2)①;②
【详解】(1)解:如图,延长交于点E,
由题意得:四边形为矩形,
∴米,米,,
设米,则米,
∵顶部B处的俯角α的正切值是,
∴,
∴,
∴,
解得,
雕塑的高度为70米;
(2)解:①无人机的速度为,
当秒时,米,
米,
在中,米,
∴;
②如图,当无人机运动到时,连接,刚好过点B,过点F作交于点M,
∴,
∴四边形是矩形,
∴米,米,
∴米,米,
∵四边形为矩形,
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴米,
∴米,
此时秒,
∴当秒时,无人机被雕塑遮挡离开淇淇视线.
专练九、图形变化的压轴问题
61.(2025·河北石家庄·一模)综合与实践,问题情境:数学活动课上,老师出示了一个问题:如图①,在中,,垂足为E,F为的中点,连接,.
独立思考:(1)试猜想与的数量关系:________;
实践探究:(2)嘉嘉将沿着(F为的中点)所在直线折叠,如图②,点C的对应点为,连接并延长交于点G,请判断与的数量关系,并加以证明;
问题解决:(3)在的边上有一个动点M,点M沿方向从A点开始运动,到D点停止.随着点M的运动,琪琪沿折叠,折叠后点A的对应点为,当与平行四边形的边垂直时,问题:若此的面积为5,边长,,请直接写出与重叠部分的面积.
【答案】(1);(2),理由见解析;(3)或
【详解】解:(1)作交于,如图,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∵F为的中点,
∴,
∴,即,
∵,,
∴,
∴垂直平分,
∴,
故答案为:;
(2),理由如下:
如图,连接,
由折叠可得,,
∵F为的中点,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴是平行四边形,
∴,
∴,
∴;
(3)∵,边长,,
∴,,,,
当时,如图,交于,交于,过作于,过作于,则,
∵,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∵的面积为5,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
由折叠可得,
∴,,,
∴,,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴与重叠部分的面积;
当时,如图,交于,则,
∵的面积为5,
∴,
∴,
由折叠可得,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴与重叠部分的面积;
综上所述,与重叠部分的面积为或.
62.(2024·河北保定·一模)如图,四边形中,,,,,.点从点出发沿折线向点运动,连接,将绕点顺时针旋转得到,旋转角等于,作于点,设点运动的路程为.
(1)______°.
(2)若点在上(除外).
①求证:;
②当点落在上时,求的值.
(3)作的中线,若与线段有交点,直接写出x的取值范围.
【答案】(1)(2)①见解析;②(3)
【详解】(1)解:,,,
,
,,
,
,即,
故答案为:;
(2)① 证明:由题意,得,,
,
即,
又,
在和中,
,
,
;
②,,
,
若点在上,则,
,
而,,,
,
,
,
即;
(3)如图1,过点作于点,则,.
而,
点在上时,,,
,
又,
,
有,
,
则,
此时,;
如图2,过点作于点,过点作于点.
点在上时,,
根据题意可得:,,
,即,
,,
,
,,
,
四边形是矩形,
,,即,
,,
,
,
,
,
,
解得:,
此时,,
.
63.(2025·河北邯郸·三模)已知是等边三角形,点在内,且,以为边在右侧作等边三角形.
(1)如图1,若点在射线上,
①请利用无刻度的直尺和圆规作出,连接.
②求的度数.
(2)如图2,延长交于点.
①求证:是的中点.
②设,交于点,若,求的值.
(3)连接,若的边长是12,点是的中点,请直接写出点,之间距离的最大值.
【答案】(1)①见解析②(2)①证明见解析②(3)
【详解】(1)解:①如图所示,即为所求;
②和均为等边三角形,
,,.
,
,
.
又,
;
(2)①证明:如图2,连接,过点作交的延长线于点.
同上可知,,
.
,,
.
又,
,
,
.
又,
,
,
即是的中点;
②解:如图2,连接.
是等边三角形,是的中点,
.
又,
,
.
,
设,则,,
;
(3)解:如图所示,
以为直径作圆,因为,所以点的运动轨迹在此圆上,
以为直径作圆,点为中点,因为,所以点的运动轨迹在此上,此时,,
∵点为中点,点为中点,
∴点的运动轨迹在以为直径的上,此时,,
当点在同一条直线上时,且点在点右侧时,取得最大值,
在中,由勾股定理得,,
在中,由勾股定理得,,
,
所以,点,之间距离的最大值为.
64.(2025·河北保定·一模)如图,中,,点为边上一点(不含端点),将沿折叠,点落在点,连接,直线与边交于点,设.
(1)时, ;
(2)如图1,点为中点时,求;
(3)如图2,平分时,直接写出的度数并求出此时的值;
(4)如图3,点在上方时,直接写出点到的距离(用含的代数式表示).
【答案】(1)或(2)(3)(4)
【详解】(1)解:如图1,时,由折叠可知:,
,
有对顶角相等可得:
,
在中,
,
如图2:时,
由折叠可知:
则,
在中,
;
如图3:时,,
与图2同理,,
故答案为:或;
(2)如图1,过点P作交与点G,
为中点,
,
,
为等腰直角三角形,
,
,
在中,
;
(3)如图2:平分,
,
由折叠可知:,
,
在中,
,
如图,过点P作,
,,
即,
在中,,
则,,
,
,
在中,,
,
解得:或,
,
,
则;
(4)解:如图:过点D作,连接交与点H,
在中,,,
由折叠可知,垂直平分,
在中,,
,则,
,
,
作于点,连接,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,即点到的距离为.
65.(2025·河北唐山·二模)数学活动课上,同学们将两个全等的三角形纸片完全重合放置,固定一个顶点,然后将其中一个纸片绕这个顶点旋转,来探究图形旋转的性质.已知三角形纸片和中,.
【初步感知】
(1)如图1,连接,,在纸片绕点旋转过程中,试探究的值;
【深入探究】
(2)如图2,在纸片绕点旋转过程中,当点恰好落在的中线的延长线上时,求的长.
【拓展延伸】
(3)在纸片绕点旋转过程中,试探究三点能否构成直角三角形.若能,直接写出任意一个符合要求的直角三角形的面积;若不能,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)能,或或或
【详解】解:(1)在和中,
∴,
,,
,
即,
在中,,则,
即,
∵,
,
∴,
,
∴,
故答案为:;
(2)四边形是矩形;
理由如下:
同(1)得,
∴,
∵是的中线,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
,
,
∴,
∴,
又,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∵,
∴四边形矩形;
(3)三点能构成直角三角形,
理由如下:
①当在上时,,此时是直角三角形,如图所示:
∴;
②当在的延长线上时,,此时是直角三角形,如图所示:
∴;
③当时,是直角三角形,过点作于点,如图所示:
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,则,解得,
∴;
④当时,是直角三角形,过点作于点,交于点N,如图所示:
∵,
∴,
∵,
∴,
∴是的中位线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,则,
∴,
在中,由勾股定理可得,则,
解得,
∴,,
∴,
∴;
综上所述,的面积为或或或.
66.(2025·河北邯郸·二模)已知AB为的直径,,C为上的动点,D为上的动点(点C,D均不与点A,B重合),连接,,.
(1)如图1,当C为的三等分点,且时, .
(2)如图2,若点C在半径上(点C不与点O重合),将绕点C逆时针旋转后得到,且点落在所在直线上,设,,求y与x之间的关系式,并写出y的取值范围.
(3)如图3,若,延长交于点E,在上取一点F,使得.
①求的值;
②连接,记,直接写出d的最小值.
【答案】(1)2
(2),
(3)①;②
【分析】(1)利用同高的两个三角形之间的面积关系可得答案;
(2)如图1,过点作于点,作于点,则,证明,可得,设点到的距离为,可得,即,进一步可得答案;
(3)①根据题意可知,.如图2,连接,证明,结合,证明,进一步可得结论;
②如图2,取的中点,连接,过点作于点,由①可知,,求解,在中,,求解,,,结合,可得答案.
【详解】(1)解:∵当C为的三等分点,且时,
∴,
∴;
(2)解:如图1,过点作于点,作于点,则.
由旋转,得.
是的直径,
,
,
,
又,
,
在和中,,
,
,
设点到的距离为,
则,
,即.
,
的取值范围是.
(3)解:①根据题意可知,.
如图2,连接,
是的直径,
,
,
∵,
在和中,,
,
,;
②如图2,取的中点,连接,过点作于点,
由①可知,,
.
在中,,
,,
在中,,
,
,
的最小值为.
67.(2025·河北邯郸·三模)如图1,在正方形中,为上一点,点为正方形的中心,连接,将绕点顺时针旋转得到,连接,且与交于点.
(1)试判断点是否在线段上,并说明理由;
(2)求证:;
(3)如图2,连接并延长交的延长线于点,连接,当时,求的值.
【答案】(1)点在线段上,见解析(2)见解析(3)
【详解】(1)解:点在线段上,理由如下:
如解①,连接,
∵四边形是正方形,点是正方形的中心,
∴.
∵绕点顺时针旋转得到,
∴,
∴,
∴,
在和中,,
∴,
∴,
∴,即点在线段上;
(2)证明:由(1)得,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴
∴在中,,在中,,
∴;
(3)解:如图②,延长交的延长线于点,连接,
由(2)得,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴
又∵,
∴,
∴,
在正方形中,,
∴,
∴,
由(1)知,
设,则,
∴,
∴,
解得(舍去),
∴,
∴,即.
68.(2025·河北石家庄·模拟预测)平面内,在平行四边形中,,,,点为边上任意一点,连接,将绕点逆时针旋转得到线段,设.
(1)当与垂直时,
①尺规作图:在图1中找到点和点(保留作图痕迹,不写作法);
②___________;旋转到所扫过的面积___________(结果保留π);
(2)当点落在对角线的延长线上时,分别过点,作直线的垂线,垂足分别为,,如图2.
①求证:;
②求的值;
(3)连接,在旋转的同时,将绕点逆时针旋转得到线段,连接,,如图3.当是直角三角形时,直接写出的值.
【答案】(1)①见解析;②(2)①见解析;②(3)6或
【详解】(1)解:①所求图形,如图所示.
②∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∴旋转到所扫过扇形的面积为;
(2)①证明:由旋转可知,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
②解:由(1)得,,
则,
由①知,
∴,
∵,
∴,,
∵,
∴,
∴,
即,
解得:;
(3)由旋转得,,,
∴可看作绕点逆时针旋转,
∴,,
∵中,,
∴,
①当时,
∵,
可知点在直线上,如图:
由(2)得,
故的值为;
②当时,
∵,
∴点在直线上,
∵绕点P逆时针旋转,点不在直线上,
所以不存在;
③当时,
如图,延长交于点,过点作于点,过点作于点,
∴,四边形为矩形,
∴,,,
∵,
∴,
即,
∵,
∴,
同理,
∴,,,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,,
要使,只需,
∵,,
∴,
即,
化简得:,
解得:,
综上所述,的值为6或.
69.(2025·河北邯郸·模拟预测)如图1,在平行四边形中,,,于点,且.点从点出发,沿向终点运动,设点在该折线上运动的路径长为,连接.
(1)的长为______,当点在上运动时,的最小值为______;
(2)如图2,是的中点.过点作的垂线,垂足为.求证:;
(3)延长到点,使得,以,为邻边作平行四边形.
①当点在上,平行四边形对角线所在的直线恰好经过点时,如图3,求的值;
②当点落在平行四边形的边上或内部时,直接写出的取值范围.
【答案】(1)5;(2)见解析(3)①;②
【详解】(1)解:∵在平行四边形中,,,于点E,且.
∴,
∴,
解得:,
在中,由勾股定理得:,
当时,取得最小值,
∵,即,
解得:,
∴的最小值为;
故答案为:5;;
(2)解:①如图2,即为所求;
②由作图知,
∵,即,
∵,
∵,
∴,
∵点F是的中点,
∴,
∴,
∴;
(3)解:①点P从点E出发,沿向终点C运动,设点P在该折线上运动的路径长为,点P在上,平行四边形对角线所在的直线恰好经过点D时,如图3,
由题意得,
∴,
∴,,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得;
②x的取值范围为;理由如下:
当P在上时,如图4,
∵,
∴,
当时,点A落在的边上,
∴,
解得:,
∴;
当P在上时,如图5,过P作于Q,设与直线交于H,
∵,
∴,
∵,,,
∴,,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
当且时,点A落在的边上或内部,
∴,
解得:,
∴,
综上所述,当时,点A落在的边上或内部.
70.(2025·河北张家口·模拟预测)已知,如图1,在中,,,,点为边上一个动点,连接,将绕点逆时针旋转得到,连接、,设.
(1)的最小值为______,此时______;
(2)如图2,当点落在边上时,求的值;
(3)如图3(点在下方)
①尺规作图:过点作的垂线,垂足为点(保留作图痕迹,不写作图过程);
②______(用含有的代数式表示),并求当时的值;
(4)直接写出的最小值.
【答案】(1)、(2)(3)①见详解;②,(4)
【详解】(1)解:∵,,,
∴,
根据点到直线的距离定义可知垂线段最短,如图,
则,
∵,即,
∴,
在中,,
故答案为:、;
(2)解:过点P作交于点D,如图,
则,
∵点落在边上,
∴,
∴,
则,解得,
在中,,
∵将绕点逆时针旋转得到,
∴,
∴,
则,
∴,解得,
故答案为:;
(3)解:①如图,
②过点P作交于点G,延长交于点H,如图,
则,
∴四边形为矩形,
∴,
同理可得,,,,
∵将绕点逆时针旋转得到,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
即,解得和(舍去),
∴
故答案为:;
(4)解:如图,
∵当点P与点A重合时,点E位于点;当点P与点B重合时,点E位于点;
∴点E在线段上运动,
同理可得,,
∴,
过点P作交于点M,即的最小值为,
∵,
∴,解得.
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