内容正文:
专题26 圆的有关计算及综合压轴题
本专题是圆相关知识的综合应用模块题型以解答题为主,兼顾选择题和填空题,分值占比约10~15分,是中考数学的重点和难点模块。
考点
①圆的弧长
②扇形面积
③圆锥侧面积
④正多边形
⑤几何图形折叠
⑥运动路径
⑦新定义问题
考情
一是基础计算侧重公式应用的准确性,如弧长、扇形面积与圆的性质结合;二是综合题多涉及数形结合、分类讨论、转化与化归思想,常与三角形、四边形、函数等知识融合,考查学生的逻辑推理和综合运用能力;三是创新题型(如运动路径、新定义曲线)侧重数学建模,需将实际问题或创新情境转化为圆的相关计算问题。
一、核心计算公式
1. 弧长公式
①基本公式:(为圆心角度数,为圆的半径);
②推导依据:整个圆的弧长为,圆心角为的弧长是圆周长的。
2. 扇形面积公式
①公式一:(与弧长公式直接关联);
②公式二:(为扇形弧长,为半径,适用于已知弧长和半径的场景);
③推论:扇形面积与对应圆面积的比等于圆心角与的比,即。
3. 圆锥相关计算
(1)圆锥侧面展开图:扇形,扇形半径=圆锥母线长(),扇形弧长=圆锥底面圆周长(,为圆锥底面半径);
(2)侧面积公式:;
(3)全面积公式:
(4)推论:若圆锥侧面展开图的圆心角为,则(由推导得出)。
4. 正多边形与圆相关计算
(1)正边形的中心角:;
(2)正边形的边长:(为外接圆半径);
(3)正边形的面积:(为边心距,即内切圆半径);
(4)推论:正方形的内切圆半径,外接圆半径;正六边形的边长=外接圆半径,边心距。
二、阴影部分面积计算方法
1. 公式法:直接利用扇形、圆、三角形等面积公式计算;
2. 割补法:将阴影部分分割或补全为规则图形(如扇形、三角形、矩形)的面积和或差;
3. 等积转化法:利用图形的对称性、全等性,将阴影部分面积转化为已知规则图形的面积;
4. 推论:若阴影部分为“弓形”,则;若为两个扇形重叠部分,可通过角度转化求面积。
三、运动路径计算核心
1. 确定运动轨迹:点的运动轨迹多为圆弧,需明确圆弧的圆心、半径和圆心角;
2. 圆心确定:通常为定点(如固定图形的顶点、旋转中心);
3. 半径确定:动点到定点的距离(如线段长度、圆的半径);
4. 圆心角确定:由动点的起始位置和终止位置确定,结合几何图形的性质(如全等、相似、角度关系)求解。
四、核心解题策略:
1. 基础计算:牢记弧长、扇形面积、圆锥侧面积公式,注意公式中圆心角的单位为“度”,半径与弧长的单位统一;
2. 阴影部分面积:优先观察图形的构成,选择“割补法”或“等积转化法”,避免复杂计算;
3. 综合压轴题:先分解图形,分离出圆的相关元素(如切线、半径、圆心角),再结合三角形、四边形、函数等知识,利用数形结合和分类讨论思想求解。
考点1 弧长的计算
例1.(25-26九年级下·江苏盐城·期中)如图,在扇形纸扇中,若,,则的长为( )
A. B. C. D.
考点2 扇形及阴影部分面积计算
例2.(福建省厦门市厦门大学附属科技中学2020-2021学年创新班数学试卷)如图,在正方形中,边长,分别以顶点A、D为圆心,线段的长为半径画弧交于点E,则图中阴影部分的面积是________.
考点3 圆锥的有关计算
例3.(2026·江西上饶·二模)如图,从一个半径为1的圆形铁皮中剪出一个圆心角为的扇形,并将剪下来的扇形围成一个圆锥,则此圆锥的底面圆的半径是_______.
考点4 综合压轴题
例4.(2026·江苏南京·模拟预测)【项目式学习】
项目主题:车轮的形状
项目背景:在学习完圆的相关知识后,九年级某班同学通过小组合作方式开展项目式学习,深入探究车轮制作成圆形的相关原理.
【合作探究】
(1)探究A组:车轮做成圆形的优点是:车轮滚动过程中轴心到地面的距离始终保持不变.另外圆形车轮在滚动过程中,最高点到地面的距离也是不变的.如图1,圆形车轮半径为,其车轮最高点到地面的距离始终为______;
(2)探究B组:正方形车轮在滚动过程中轴心到地面的距离不断变化.如图2,正方形车轮的轴心为,若正方形的边长为6cm,车轮轴心距离地面的最高点与最低点的高度差为______;
(3)探究C组:如图3,有一个正三角形车轮,边长为6cm,车轮轴心为(三边垂直平分线的交点),车轮在地面上无滑动地滚动一周,求点经过的路径长.
探究发现:车辆的平稳关键看车轮轴心是否稳定,即车轮的轴心是否在一条水平线上运动.
【拓展延伸】
如图4,分别以正三角形的三个顶点,,为圆心,以正三角形的边长为半径作圆弧,这样形成的曲线图形叫做“莱洛三角形”.“莱洛三角形”在滚动时始终位于一组平行线之间,因此放在其上的物体也能够保持平衡,但其车轴中心并不稳定.
(4)探究D组:使“莱洛三角形”以图4为初始位置沿水平方向向右滚动.在滚动过程中,其“最高点”和“车轮轴心”均在不断移动位置,那么在“莱洛三角形”滚动一周的过程中,其“最高点”和“车轮轴心”所形成的图形按上、下放置,应大致为______.
A. B.
C. D.
(5)已知、分别是、上的两个动点:点沿从点运动到点,点沿从点运动到点,它们同时出发且速度相同,连接.请简要说明此时线段的中点的运动轨迹.
一、单选题
1.(2025·江苏南通·中考真题)如图是一个几何体的三视图(图中尺寸单位:),则这个几何体的底面圆的周长为( )
A. B. C. D.
2.(2025·四川广安·中考真题)如图,圆锥的侧面展开图是一个圆心角为的扇形,若圆锥的母线长为5,则该圆锥的底面圆的半径为( )
A. B. C. D.5
3.(2025·云南·中考真题)若一个圆锥的侧面展开图的圆心角度数为,母线长为,则该圆锥的底面圆的半径为( )
A. B. C. D.
4.(2025·黑龙江大庆·中考真题)一个圆锥的底面半径为3,高为2,则它的体积为( )
A. B. C. D.
5.(2025·山东东营·中考真题)小华用铁皮制作一个烟囱帽,烟囱帽的三视图如图所示,已知主视图和左视图均为边长是的等边三角形,则所需铁皮面积(接缝面积忽略不计)为( )
A. B. C. D.
6.(2025·黑龙江绥化·中考真题)在中,如果的圆心角所对的弧长是,那么的半径是( )
A. B. C. D.
7.(2025·湖南·中考真题)如图,北京市某处位于北纬(即),东经,三沙市海域某处位于北纬(即),东经;设地球的半径约为千米,则在东经所在经线圈上的点和点之间的劣弧长约为( )
A.(千米) B.(千米) C.(千米) D.(千米)
8.(2025·江苏常州·中考真题)如图,的半径为2,直径、互相垂直,则弧的长是( )
A. B. C. D.
9.(2025·江苏无锡·中考真题)已知圆弧所在圆的半径为6,该弧所对的圆心角为,则这条弧的长为( )
A. B. C. D.
10.(2025·西藏·中考真题)如图,在中,直径,是的弦,若,则的长为( )
A. B. C. D.
11.(2025·江苏盐城·中考真题)如图(1)是博物馆屋顶的图片,屋顶由图(2)中的瓦片构成,瓦片横截面如图(3)所示,是以点为圆心, 为半径的弧,弦的长为,则的长是( )
A. B. C. D.
12.(2025·山东·中考真题)在中国古代文化中,玉璧寓意宇宙的广阔与秩序,也经常被视为君子修身齐家的象征.下图是某玉璧的平面示意图,由一个正方形的内切圆和外接圆组成.已知内切圆的半径是2,则图中阴影部分的面积是( )
A. B. C. D.
13.(2025·山东德州·中考真题)如图,从一张半圆形的铁片上剪下一个小的半圆形铁片,为了计算剩余部分的面积,在图中作出一条小圆的切线,并使它平行于大圆的直径.设这条切线交大圆于点A,B,量得的长是,则剩余部分的面积是( )
A. B. C. D.
14.(2025·山西·中考真题)如图,在中,,分别以点为圆心、的长为半径画弧,与的延长线分别交于点.若,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
15.(2025·广东·中考真题)如图,在直径为的圆内有一个圆周角为的扇形.随机地往圆内投一粒米,该粒米落在扇形内的概率为( )
A. B. C. D.
16.(2025·浙江·中考真题)如图,在中,是斜边上的中线,以点C为圆心,长为半径作弧,与的另一个交点为点E.若,则的长为( )
A. B. C. D.
17.(2025·海南·中考真题)如图,在△ABC中,,,以为直径的半圆交于点,若与半圆相切于点,则的长为( )
A. B. C. D.
18.(2025·江苏镇江·中考真题)如图,直线,直线分别交于点,以为圆心,长为半径画弧,分别交于直线同侧的点,,,则的长等于( )
A. B. C. D.
二、填空题
19.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)若圆锥的底面半径为,母线长为,则其侧面展开图的圆心角为__________度.
20.(2025·黑龙江·中考真题)若圆锥的底面半径为3,高为4,则圆锥侧面展开图的面积为_______.
21.(2025·江苏宿迁·中考真题)已知圆锥的底面半径为3,高为4,则其侧面积为___________.
22.(2025·江苏盐城·中考真题)已知圆锥的侧面积为,母线长为5,则圆锥的底面半径是_____.
23.(2025·吉林长春·中考真题)若扇形的面积是它所在圆的面积的,则这个扇形的圆心角的大小是_______度.
24.(2025·黑龙江大庆·中考真题)如图,四边形是正方形,.执行下面操作:第一次操作以点A为圆心,以为半径顺时针作弧交的延长线于点E,得到扇形;第二次操作以点B为圆心,以为半径顺时针作弧交的延长线于点F,得到扇形;第三次操作以点C为圆心,以为半径顺时针作弧交的延长线于点G,得到扇形,依此类推进行操作,其中,、、,…的圆心依次按A,B,C,D循环,所得曲线叫做“正方形的渐开线”,则经过四次操作后所得到的四个扇形的面积和为_______.(结果保留π)
25.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)一个扇形的弧长是,半径是,则此扇形的圆心角是_____.
26.(2025·四川达州·中考真题)如图,圆锥的侧面展开图是一个扇形,已知圆锥的底面半径为2,则扇形的弧长是_______.
27.(2025·江苏连云港·中考真题)如图,△ABC是的内接三角形,.若的半径为2,则劣弧的长为_______.
28.(2025·江苏苏州·中考真题)“苏州之眼”摩天轮是亚洲最大的水上摩天轮,共设有28个回转式太空舱全景轿厢,其示意图如图所示.该摩天轮高(即最高点离水面平台的距离),圆心O到的距离为,摩天轮匀速旋转一圈用时.某轿厢从点A出发,后到达点B,此过程中,该轿厢所经过的路径(即)长度为________.(结果保留)
29.(2025·四川德阳·中考真题)等宽曲线是指在任何方向上的直径都相等的一种几何图形,它在我们的日常生活中应用比较广泛,例如可以利用等宽曲线设计自行车的车轮等.如图,分别以等边三角形的三个顶点为圆心,以边长为半径画弧,得到的封闭图形就是等宽曲线(图中阴影部分),如果,那么这个等宽曲线的周长是________________.
30.(2025·山东潍坊·中考真题)如图,圆锥的底面圆心为,顶点为,母线长为,母线与高的夹角为,那么圆锥侧面展开图的面积为______.
31.(2025·四川成都·中考真题)如图,的半径为1,A,B,C是上的三个点.若四边形为平行四边形,连接AC,则图中阴影部分的面积为________.
32.(2025·河南·中考真题)我国魏晋时期数学家刘徽在为《九章算术》作注时,创立了“割圆术”.如图是研究“割圆术”时的一个图形,所在圆的圆心为点O,四边形为矩形,边与相切于点,连接,,连接交于点.若,则图中阴影部分的面积为____________.
33.(2025·山东青岛·中考真题)如图,在扇形中,,,点在上,且.延长到,使.以,为邻边作平行四边形,则图中阴影部分的面积为________(结果保留).
34.(2025·山东烟台·中考真题)如图,正六边形的边长为4,中心为点,以点为圆心,以长为半径作圆心角为的扇形,则图中阴影部分的面积为______.
35.(2025·青海西宁·中考真题)如图,在正五边形内,以为边作等边,再以点A为圆心,长为半径画弧.若,则图中阴影部分的面积是________.
36.(2025·四川凉山·中考真题)如图,△ABC内接于,若,则的长为_______.
37.(2025·四川遂宁·中考真题)综合与实践——硬币滚动中的数学.将两枚半径为r的硬币放在桌面上,固定白色硬币,深色硬币沿其边缘滚动一周,深色硬币的圆心移动的路径如图1;将三枚半径均为r的硬币连贯的放在桌面上,固定两枚白色硬币,深色硬币沿其边缘滚动一周,深色硬币的圆心移动的路径如图2;现将四枚半径均为r的硬币按图3、图4摆放在桌面上,固定三枚白色硬币,深色硬币沿其边缘滚动一周,则在图3与图4这两种情形中深色硬币的圆心移动路径长的比值为______.
38.(2025·甘肃兰州·中考真题)如图,黄金矩形中,以宽为边在其内部作正方形,得到四边形是黄金矩形,依此作法,四边形,四边形也是黄金矩形.依次以点E,G,L为圆心作,,,曲线叫做“黄金螺线”.若,则“黄金螺线”的长为__________.(结果用表示)
39.(2025·上海·中考真题)已知一个圆与一个角的两边各有两个公共点,且在两边上截得的两条弦正好是该圆内接正五边形的两条边,那么这个角的大小是______.
40.(2025·四川资阳·中考真题)如图,在正六边形中,,连接,,以点D为圆心、的长为半径作圆弧,则图中阴影部分的面积是______.
41.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图,正五边形内接于,连接,则的度数为____________.
42.(2025·四川攀枝花·中考真题)类比圆面积公式的推导,我们对扇形的面积公式进行如下探究:将扇形均匀分割成个“小扇形”(如图1),扇形的面积就是这些“小扇形”的面积和,当无限大时,这些“小扇形”可以近似的看成底边长分别为,高为的“小三角形”,它们的面积和为.即扇形面积.
请根据这样的方法继续思考:如图2,扇形ODG与扇形OEF有共同的圆心角,且弧长分别为3和7,,则图中阴影部分面积是__________.
43.(2025·山东烟台·中考真题)如图,在菱形中,,对角线.点M从点A出发,沿方向以的速度向点C运动,同时,点N从点C出发,沿方向以的速度向点D运动,当一点到达终点时,另一点随之停止运动,连接,交于点P.在此过程中,点P的运动路径长为_________.
44.(2025·江苏扬州·中考真题)如图,在矩形中,,,点是边上的动点,将沿直线翻折得到△APE,过点作,垂足为,点是线段上一点,且.当点从点运动到点时,点运动的路径长是______.
45.(2025·江苏淮安·中考真题)观察点和观察的图形在同一平面内,我们把以观察点为顶点,包含被观察图形的最小角称为从观察点观察该图形的张角.如图(1),为观察点P观察正方形的张角.如图(2),在正方形所在平面内观察这个正方形,若张角为,则观察点的位置都在图中的圆弧上.如图(3),等边三角形的边长为6,在三角形所在平面内观察这个三角形,若张角为,则所有符合条件的观察点组成的图形周长为______.
三、解答题
46.(2025·广西·中考真题)绣球是广西民族文化的特色载体.如图,设计某种绣球叶瓣时,可以先在图纸上建立平面直角坐标系,再分别以原点,为圆心、以为半径作圆,两圆相交于两点,其公共部分构成叶瓣①(阴影部分),同理得到叶瓣②.
(1)写出两点的坐标;
(2)求叶瓣①的周长;(结果保留)
(3)请描述叶瓣②还可以由叶瓣①经过怎样的图形变化得到.
47.(2025·湖北·中考真题)如图,是△ABC的外接圆,.过点作,垂足为,交于点,交于点.过点作的切线,交的延长线于点.
(1)求证:;
(2)若,求的半径.
48.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图,点在上,点在外,线段与交于点,过点作的切线交直线于点,且.
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若,,求图中阴影部分的面积.
49.(2025·江苏淮安·中考真题)如图,是半圆O的直径,点C是弦延长线上一点,连接,.
(1)求证:是的切线;
(2)连接,若,,求扇形的面积.
50.(2025·江西·中考真题)如图,点A,B,C在上,,以,为边作.
(1)当经过圆心O时(如图1),求的度数;
(2)当与相切时(如图2),若的半径为6,求的长.
51.(2025·河北·中考真题)如图1,图2,正方形的边长为5.扇形所在圆的圆心在对角线上,且不与点重合,半径,点,分别在边,上,,扇形的弧交线段于点,记为.
(1)如图1,当时,求的度数;
(2)如图2,当四边形为菱形时,求的长;
(3)当时,求的长.
52.(2025·辽宁·中考真题)如图,在△ABC中,,以为直径作,与相交于点.连接,与相交于点.
(1)如图1,连接,求的度数;
(2)如图2,若点为的中点,且,求的长.
53.(2025·四川绵阳·中考真题)如图,在中心为的正六边形中,点G,H分别在边,上,且不同于正六边形的顶点,.
(1)证明:四边形为平行四边形;
(2)若正六边形的边长为4,以点为圆心,为半径的扇形与正六边形形成阴影部分,求图中阴影部分的面积.
54.(2025·四川绵阳·中考真题)如图,点A,C在上,连接,并延长,分别与的切线相交于点,点,切点为E,与交于点,连接,垂足为点.
(1)求证:平分;
(2)设,求的值;
(3)求的值.
55.(2025·四川自贡·中考真题)如图,等圆和相交于两点,经过的圆心,连接,作直径,延长到点,使,连接.
(1)___________度;
(2)求证:为的切线;
(3)若,求上的长.
56.(2025·江苏南京·中考真题)某纸杯的尺寸(单位:)如图(1)所示,展开它的侧面得到扇环纸片(可以看作扇形纸片剪去扇形纸片后剩余的部分).
(1)的长为____________,____________;
(2)记表示两边长分别为,(,单位:)的矩形纸片的大小.
①图(2)是可以剪出扇环纸片的一张矩形纸片,它的一边与相切,点,在对边上,点,分别在另外两边上,直接写出,的值;
②用一张的矩形纸片可以剪出扇环纸片吗?说明理由;
③若一张的矩形纸片可以剪出扇环纸片,写出求的范围的思路(无需算出最终结果).
57.(2025·青海·中考真题)活动与探究
解码蜜蜂的“家”——为什么蜂房是正六边形的?
蜜蜂的“集体宿舍”是由多个正六边形密铺在一起的,这些密铺的正六边形使得蜂房之间没有空隙,一点儿也不浪费空间.这是数学中的密铺(或镶嵌)问题.平面图形的密铺(或镶嵌)是指用形状、大小完全相同的一种或多种平面图形进行拼接,使彼此之间不留空隙、不重叠地铺成一片.
探究一:若只用一种正多边形,哪些正多边形可以密铺?
平面图形
每个内角度数
能否整除
能否密铺
正三角形
能
正方形
①________
②________
能
正五边形
不能
正六边形
能
正七边形
不能
正八边形
③________
④________
...
...
...
...
(1)请补全上述表格①________;②________;③________;④________.
探究二:在能密铺的正多边形中,哪种形状最省材料?
数学视角:蜜蜂的身体可近似看成圆柱,若圆柱底面半径为1,当蜂房恰好容纳一只蜜蜂即正多边形的内切圆半径均为1时,比较正三角形,正方形和正六边形周长的大小.
观察图1,发现是正三角形的内切圆,与切于点,,,,在中,,则的周长为.
(2)如图2,正方形的周长为__________;
(3)如图3,求出正六边形的周长(写出求解过程).
探究三:在能密铺的正多边形中,哪种形状可以使蜜蜂的活动空间最大?
数学视角:假设蜜蜂建造蜂房的材料总量即周长一定,比较正三角形、正方形和正六边形面积的大小.
(4)若正多边形的周长都为12,则正三角形的面积为__________;正方形的面积为__________;正六边形的面积为__________.
【得出结论】
综上所述:在相同条件下,正六边形结构最省材料,能使蜜蜂的活动空间最大,是建造蜂房的最优方案.
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专题26 圆的有关计算及综合压轴题
本专题是圆相关知识的综合应用模块题型以解答题为主,兼顾选择题和填空题,分值占比约10~15分,是中考数学的重点和难点模块。
考点
①圆的弧长
②扇形面积
③圆锥侧面积
④正多边形
⑤几何图形折叠
⑥运动路径
⑦新定义问题
考情
一是基础计算侧重公式应用的准确性,如弧长、扇形面积与圆的性质结合;二是综合题多涉及数形结合、分类讨论、转化与化归思想,常与三角形、四边形、函数等知识融合,考查学生的逻辑推理和综合运用能力;三是创新题型(如运动路径、新定义曲线)侧重数学建模,需将实际问题或创新情境转化为圆的相关计算问题。
一、核心计算公式
1. 弧长公式
①基本公式:(为圆心角度数,为圆的半径);
②推导依据:整个圆的弧长为,圆心角为的弧长是圆周长的。
2. 扇形面积公式
①公式一:(与弧长公式直接关联);
②公式二:(为扇形弧长,为半径,适用于已知弧长和半径的场景);
③推论:扇形面积与对应圆面积的比等于圆心角与的比,即。
3. 圆锥相关计算
(1)圆锥侧面展开图:扇形,扇形半径=圆锥母线长(),扇形弧长=圆锥底面圆周长(,为圆锥底面半径);
(2)侧面积公式:;
(3)全面积公式:
(4)推论:若圆锥侧面展开图的圆心角为,则(由推导得出)。
4. 正多边形与圆相关计算
(1)正边形的中心角:;
(2)正边形的边长:(为外接圆半径);
(3)正边形的面积:(为边心距,即内切圆半径);
(4)推论:正方形的内切圆半径,外接圆半径;正六边形的边长=外接圆半径,边心距。
二、阴影部分面积计算方法
1. 公式法:直接利用扇形、圆、三角形等面积公式计算;
2. 割补法:将阴影部分分割或补全为规则图形(如扇形、三角形、矩形)的面积和或差;
3. 等积转化法:利用图形的对称性、全等性,将阴影部分面积转化为已知规则图形的面积;
4. 推论:若阴影部分为“弓形”,则;若为两个扇形重叠部分,可通过角度转化求面积。
三、运动路径计算核心
1. 确定运动轨迹:点的运动轨迹多为圆弧,需明确圆弧的圆心、半径和圆心角;
2. 圆心确定:通常为定点(如固定图形的顶点、旋转中心);
3. 半径确定:动点到定点的距离(如线段长度、圆的半径);
4. 圆心角确定:由动点的起始位置和终止位置确定,结合几何图形的性质(如全等、相似、角度关系)求解。
四、核心解题策略:
1. 基础计算:牢记弧长、扇形面积、圆锥侧面积公式,注意公式中圆心角的单位为“度”,半径与弧长的单位统一;
2. 阴影部分面积:优先观察图形的构成,选择“割补法”或“等积转化法”,避免复杂计算;
3. 综合压轴题:先分解图形,分离出圆的相关元素(如切线、半径、圆心角),再结合三角形、四边形、函数等知识,利用数形结合和分类讨论思想求解。
考点1 弧长的计算
例1.(25-26九年级下·江苏盐城·期中)如图,在扇形纸扇中,若,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】,根据弧长公式:,求解即可.
【详解】解:∵,,
∴.
考点2 扇形及阴影部分面积计算
例2.(福建省厦门市厦门大学附属科技中学2020-2021学年创新班数学试卷)如图,在正方形中,边长,分别以顶点A、D为圆心,线段的长为半径画弧交于点E,则图中阴影部分的面积是________.
【答案】
【分析】连接,过点E作于点F,由题意易得,,则有,,然后根据扇形面积公式及割补法可进行求解.
【详解】解:连接,过点E作于点F,如图所示:
∵四边形是正方形,边长,
∴,
∵分别以顶点A、D为圆心,线段的长为半径画弧交于点E,
∴,
∴△ADE是等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴弓形的面积为,
∴
.
考点3 圆锥的有关计算
例3.(2026·江西上饶·二模)如图,从一个半径为1的圆形铁皮中剪出一个圆心角为的扇形,并将剪下来的扇形围成一个圆锥,则此圆锥的底面圆的半径是_______.
【答案】
【分析】连接,由题意易得为的直径,即,然后根据弧长公式及圆锥的特征进行求解即可.
【详解】解:连接,如图,
∵,
∴为的直径,即,
设该圆锥的底面圆的半径为r,
根据题意得,解得,
即该圆锥的底面圆的半径为.
考点4 综合压轴题
例4.(2026·江苏南京·模拟预测)【项目式学习】
项目主题:车轮的形状
项目背景:在学习完圆的相关知识后,九年级某班同学通过小组合作方式开展项目式学习,深入探究车轮制作成圆形的相关原理.
【合作探究】
(1)探究A组:车轮做成圆形的优点是:车轮滚动过程中轴心到地面的距离始终保持不变.另外圆形车轮在滚动过程中,最高点到地面的距离也是不变的.如图1,圆形车轮半径为,其车轮最高点到地面的距离始终为______;
(2)探究B组:正方形车轮在滚动过程中轴心到地面的距离不断变化.如图2,正方形车轮的轴心为,若正方形的边长为6cm,车轮轴心距离地面的最高点与最低点的高度差为______;
(3)探究C组:如图3,有一个正三角形车轮,边长为6cm,车轮轴心为(三边垂直平分线的交点),车轮在地面上无滑动地滚动一周,求点经过的路径长.
探究发现:车辆的平稳关键看车轮轴心是否稳定,即车轮的轴心是否在一条水平线上运动.
【拓展延伸】
如图4,分别以正三角形的三个顶点,,为圆心,以正三角形的边长为半径作圆弧,这样形成的曲线图形叫做“莱洛三角形”.“莱洛三角形”在滚动时始终位于一组平行线之间,因此放在其上的物体也能够保持平衡,但其车轴中心并不稳定.
(4)探究D组:使“莱洛三角形”以图4为初始位置沿水平方向向右滚动.在滚动过程中,其“最高点”和“车轮轴心”均在不断移动位置,那么在“莱洛三角形”滚动一周的过程中,其“最高点”和“车轮轴心”所形成的图形按上、下放置,应大致为______.
A. B.
C. D.
(5)已知、分别是、上的两个动点:点沿从点运动到点,点沿从点运动到点,它们同时出发且速度相同,连接.请简要说明此时线段的中点的运动轨迹.
【答案】(1)8;(2);(3);(4)A;(5)点在以的中点为圆心,以为半径的圆心角为的弧上
【分析】本题考查了圆的有关性质、垂径定理,圆周角定理,相似三角形的判定与性质、三角形的中位线的性质、全等三角形的判定与性质等知识,解题关键是熟练运用相关知识进行证明和推理.
(1)圆形车轮半径为,轴心到地面距离为半径,最高点到轴心距离也为半径;
(2)轴心最低点高度是正方形中心(轴心)到边的距离为边长一半,轴心最高点高度是到顶点的距离为对角线一半;
(3) 正三角形滚动一周,每经过一个顶点,绕该顶点旋转,共旋转3次,总旋转角度为.
(4)最高点到地面距离恒定→轨迹为水平直线.轴心 O 在滚动中围绕各顶点做圆弧运动 → 轨迹呈周期性波动曲线.
(5)连接,,,,,取、的中点,连接,,,再证明,得出即可确定轨迹.
【详解】(1)解:最高点到地面距离为;
(2)解:轴心最低点高度是正方形中心(轴心)到边的距离为边长一半,
轴心最高点高度为到顶点的距离为对角线一半,
因此高度差为.
(3)解:如图,连接,过点作,
∵正三角形边长为,,
∴,
∴,
∴其中心(轴心)到顶点的距离(外接圆半径).
∴正三角形滚动一周,每经过一个顶点,绕该顶点旋转,共旋转3次,总旋转角度为.
∴经过的路径长为一个整圆的周长:.
(4)解: 莱洛三角形滚动时始终夹在两条平行线之间,最高点到地面距离不变,因此最高点轨迹为水平直线,排除最高点是曲线的选项B、D; 滚动过程中,轴心在顶点接触地面时高度最高,共出现3次高度峰值,轨迹为三段起伏的波浪线,符合的是选项A.
(5)解:连接,,,,,取、的中点R、S,连接,,,
∵点沿从点运动到点,点沿从点运动到点,它们同时出发且速度相同,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵、的中点为,的中点为,
∴,,,,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
设,则,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
当点与点重合时,点为中点,当点与点重合时,点为中点,此时,,
故点在以的中点为圆心,以为半径的圆心角为的弧上
一、单选题
1.(2025·江苏南通·中考真题)如图是一个几何体的三视图(图中尺寸单位:),则这个几何体的底面圆的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查由三视图,解题的关键是通过三视图判定几何体.
由三视图可确定该几何体,根据图中数据计算底面周长即可.
【详解】解:由三视图可知,该几何体为圆锥,
由图中数据可知,圆锥的底面半径为,
∴根据圆的周长公式得,底面圆的周长
故选:.
2.(2025·四川广安·中考真题)如图,圆锥的侧面展开图是一个圆心角为的扇形,若圆锥的母线长为5,则该圆锥的底面圆的半径为( )
A. B. C. D.5
【答案】A
【分析】本题考查了与圆锥相关的计算,熟知圆锥侧面展开后是扇形及与圆锥的底面半径的关系是解题的关键;
先计算圆锥展开图的扇形的弧长,再进一步计算即可
【详解】解:圆锥侧面展开图的扇形的弧长,
∴该圆锥的底面圆的半径为;
故选:A
3.(2025·云南·中考真题)若一个圆锥的侧面展开图的圆心角度数为,母线长为,则该圆锥的底面圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了圆锥的计算,解题的关键是了解圆锥的底面周长等于侧面展开图扇形的弧长.
设圆锥底面圆半径为,根据圆锥侧面展开图的扇形弧长等于底面圆的周长得到,即可求解半径.
【详解】解:设圆锥底面圆半径为,
由题意得:,
解得,
因此,该圆锥的底面圆半径为,
故选:B.
4.(2025·黑龙江大庆·中考真题)一个圆锥的底面半径为3,高为2,则它的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查圆锥的体积.根据圆锥的体积=×底面积×高,即可求解.
【详解】解:∵圆锥的底面半径为3,高为2,
∴它的体积,
故选:B.
5.(2025·山东东营·中考真题)小华用铁皮制作一个烟囱帽,烟囱帽的三视图如图所示,已知主视图和左视图均为边长是的等边三角形,则所需铁皮面积(接缝面积忽略不计)为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】这道题考查的是圆锥侧面积的计算,首先明确圆锥侧面积公式为 (r为底面半径,l为母线长),由三视图可知,圆锥的母线长,底面圆的直径等于等边三角形的边长,即底面半径,代入圆锥侧面积公式计算即可.
【详解】解:则所需铁皮面积
故选B
6.(2025·黑龙江绥化·中考真题)在中,如果的圆心角所对的弧长是,那么的半径是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查弧长公式,根据圆心角对应的弧长公式,代入已知条件求解半径即可.
【详解】解:根据弧长公式:,其中,
代入得:
解得:
故选:A.
7.(2025·湖南·中考真题)如图,北京市某处位于北纬(即),东经,三沙市海域某处位于北纬(即),东经;设地球的半径约为千米,则在东经所在经线圈上的点和点之间的劣弧长约为( )
A.(千米) B.(千米) C.(千米) D.(千米)
【答案】C
【分析】本题主要考查了求弧长,根据题意求出的度数,再根据弧长公式求解即可.
【详解】解;由题意得,,
∴劣弧的长为千米,
故选:C.
8.(2025·江苏常州·中考真题)如图,的半径为2,直径、互相垂直,则弧的长是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查弧长的计算,熟练掌握弧长的计算公式是解题的关键.先利用直径、互相垂直,得出,再利用弧长公式计算即可.
【详解】解:∵直径、互相垂直,
∴,
∴的长是,
故选:C.
9.(2025·江苏无锡·中考真题)已知圆弧所在圆的半径为6,该弧所对的圆心角为,则这条弧的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查的是弧长的计算,利用弧长的计算公式计算即可.弧长公式:(弧长为l,圆心角度数为n,圆的半径为r),熟记公式是解题的关键.
【详解】解:,故选:B.
10.(2025·西藏·中考真题)如图,在中,直径,是的弦,若,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了圆周角定理,求弧长.熟练掌握圆周角定理,弧长公式是解题的关键.连接,由圆周角定理可得,再求出半径,根据弧长公式计算求解即可.
【详解】解:如图,连接,
∵,
∴,
∵直径,
∴,
∴的长为.故选:C.
11.(2025·江苏盐城·中考真题)如图(1)是博物馆屋顶的图片,屋顶由图(2)中的瓦片构成,瓦片横截面如图(3)所示,是以点为圆心, 为半径的弧,弦的长为,则的长是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了等边三角形的判定,求弧长,根据已知可得,则是等边三角形,进而根据弧长公式,即可求解.
【详解】解:依题意,,
∴是等边三角形.
∴.
∴的长为.
故选:D.
12.(2025·山东·中考真题)在中国古代文化中,玉璧寓意宇宙的广阔与秩序,也经常被视为君子修身齐家的象征.下图是某玉璧的平面示意图,由一个正方形的内切圆和外接圆组成.已知内切圆的半径是2,则图中阴影部分的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了正方形的内切圆、外切圆、勾股定理等知识点,掌握数形结合思想成为解题的关键.
如图:连接相交于O,由正方形的内切圆的半径是2,,,再运用勾股定理可得,则,最后根据圆的面积公式求解即可.
【详解】解:如图:连接相交于O,
∵正方形的内切圆的半径是2,
∴,,
∴,,
∴图中阴影部分的面积是.
故选D.
13.(2025·山东德州·中考真题)如图,从一张半圆形的铁片上剪下一个小的半圆形铁片,为了计算剩余部分的面积,在图中作出一条小圆的切线,并使它平行于大圆的直径.设这条切线交大圆于点A,B,量得的长是,则剩余部分的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查的是切线的性质、圆的面积计算,熟记圆的切线垂直于经过切点的半径是解题的关键.
根据切线的性质得到,根据垂径定理求出,再根据勾股定理、圆的面积公式计算即可.
【详解】解:如图,平移小圆,使小圆的圆心与点重合,小圆与相切于,连接,
∵小圆与相切于,
,
,
在中,,
则剩余部分的面积为:,
故选:D.
14.(2025·山西·中考真题)如图,在中,,分别以点为圆心、的长为半径画弧,与的延长线分别交于点.若,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了等腰直角三角形的性质,扇形的面积,由等腰直角三角形的性质得,,进而由解答即可求解,掌握以上知识点是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
故选:.
15.(2025·广东·中考真题)如图,在直径为的圆内有一个圆周角为的扇形.随机地往圆内投一粒米,该粒米落在扇形内的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】如图所示,过点A作于点D,证明出△ABC是等腰直角三角形,求出,然后得到,然后分别求出和,然后根据概率公式求解即可.
【详解】如图所示,过点A作于点D
∵是直径
∴
∵
∴△ABC是等腰直角三角形
∵
∴,
∴
∴,
∴该粒米落在扇形内的概率为.
故选:D.
【点睛】此题考查了几何概率,求扇形面积,等腰直角三角形的性质,勾股定理,直径所对的圆周角是直角等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
16.(2025·浙江·中考真题)如图,在中,是斜边上的中线,以点C为圆心,长为半径作弧,与的另一个交点为点E.若,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查求弧长,斜边上的中线,根据斜边上的中线求出得到,进而得到,三角形的外角得到的度数,作图可知,等边对等角求出的度数,再根据弧长公式进行计算即可.
【详解】解:∵,是斜边上的中线,,
∴,
∴,
∴,
由作图可知,
∴,
∴,
∴的长为;
故选B.
17.(2025·海南·中考真题)如图,在△ABC中,,,以为直径的半圆交于点,若与半圆相切于点,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据切线的性质得出,再利用直角三角形两个锐角互余求得,然后利用圆周角定理求得,再利用弧长公式求解即可.
【详解】解:连结,
∵,以为直径的半圆交于点,
∴,
∵与半圆相切于点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴的长为,
故选:C.
【点睛】本题考查了圆周角定理,切线的性质,弧长公式,直角三角形两个锐角互余,解题关键是掌握上述知识点并能熟练运用求解.
18.(2025·江苏镇江·中考真题)如图,直线,直线分别交于点,以为圆心,长为半径画弧,分别交于直线同侧的点,,,则的长等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了弧长计算,等腰三角形的性质,平行线的性质,熟练掌握相关的判定和性质是解题的关键.连接,先根据平行线的性质求出,,,根据平行线的性质得出,根据弧长公式求出结果即可.
【详解】解:连接,如图所示:
∵,
∴,
根据作图可知:,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴的长为.
故选:C.
二、填空题
19.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)若圆锥的底面半径为,母线长为,则其侧面展开图的圆心角为__________度.
【答案】160
【分析】本题综合考查有关扇形和圆锥的相关计算.圆锥的底面半径为,则底面圆的周长是,圆锥的底面周长等于侧面展开图的扇形弧长,即侧面展开图的扇形弧长是,母线长为即侧面展开图的扇形的半径长是.根据弧长公式即可计算.
【详解】解:根据弧长的公式得到:
,
解得.
即侧面展开图的圆心角为160度.
故答案为:160.
20.(2025·黑龙江·中考真题)若圆锥的底面半径为3,高为4,则圆锥侧面展开图的面积为_______.
【答案】
【分析】本题考查求圆锥的侧面积,根据勾股定理求出母线长,再根据侧面积公式进行计算即可.
【详解】解:∵圆锥的底面半径为3,高为4,
∴圆锥的母线长为,
∴圆锥侧面展开图的面积为;
故答案为:.
21.(2025·江苏宿迁·中考真题)已知圆锥的底面半径为3,高为4,则其侧面积为___________.
【答案】
【分析】考查圆锥侧面积的计算,勾股定理,熟记侧面积计算公式是解题的关键.
根据已知和勾股定理求出母线的长,再根据圆锥侧面积公式即可求解.
【详解】解:由题意得母线长为,
∴其侧面积为,
故答案为:.
22.(2025·江苏盐城·中考真题)已知圆锥的侧面积为,母线长为5,则圆锥的底面半径是_____.
【答案】
【分析】本题考查了圆锥侧面积公式,根据,代入数据即可得到答案.
【详解】解:∵
∴,
∴,
故答案为:.
23.(2025·吉林长春·中考真题)若扇形的面积是它所在圆的面积的,则这个扇形的圆心角的大小是_______度.
【答案】
【分析】本题考查了扇形面积公式,圆的面积公式,掌握扇形面积是解题的关键.
设扇形的圆心角度数为,半径为,由扇形面积公式和圆的面积公式得到,即可求解.
【详解】解:设扇形的圆心角度数为,半径为,
由题意得,
解得:,
故答案为:.
24.(2025·黑龙江大庆·中考真题)如图,四边形是正方形,.执行下面操作:第一次操作以点A为圆心,以为半径顺时针作弧交的延长线于点E,得到扇形;第二次操作以点B为圆心,以为半径顺时针作弧交的延长线于点F,得到扇形;第三次操作以点C为圆心,以为半径顺时针作弧交的延长线于点G,得到扇形,依此类推进行操作,其中,、、,…的圆心依次按A,B,C,D循环,所得曲线叫做“正方形的渐开线”,则经过四次操作后所得到的四个扇形的面积和为_______.(结果保留π)
【答案】
【分析】本题考查了扇形的面积.先求得前三个扇形的面积,找出规律,根据规律求解即可.
【详解】解:根据题意得:
第一个扇形,圆心角为,半径为,面积为;
第二个扇形,圆心角为,半径为,面积为;
第三个扇形,圆心角为,半径为,面积为;
则第四个扇形,圆心角为,半径为,面积为;
∴经过四次操作后所得到的四个扇形的面积和为
,
故答案为:.
25.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)一个扇形的弧长是,半径是,则此扇形的圆心角是_____.
【答案】/70度
【分析】本题考查弧长公式,掌握弧长公式是解题的关键.
利用弧长公式列方程求解即可.
【详解】解:设扇形的圆心角为.
由题意得:,
解得:.
故答案为:.
26.(2025·四川达州·中考真题)如图,圆锥的侧面展开图是一个扇形,已知圆锥的底面半径为2,则扇形的弧长是_______.
【答案】
【分析】本题考查了圆锥的相关计算,明确扇形的弧长=圆锥底面圆的周长是解题的关键;
根据扇形的弧长=圆锥底面圆的周长计算求解即可.
【详解】解:扇形的弧长=圆锥底面圆的周长;
故答案为:.
27.(2025·江苏连云港·中考真题)如图,△ABC是的内接三角形,.若的半径为2,则劣弧的长为_______.
【答案】
【分析】本题考查了圆周角定理,求弧长,先根据圆周角定理得,再结合弧长公式代入数值计算,即可作答.
【详解】解:连接,如图所示:
∵,,
∴,
∴劣弧,
故答案为:.
28.(2025·江苏苏州·中考真题)“苏州之眼”摩天轮是亚洲最大的水上摩天轮,共设有28个回转式太空舱全景轿厢,其示意图如图所示.该摩天轮高(即最高点离水面平台的距离),圆心O到的距离为,摩天轮匀速旋转一圈用时.某轿厢从点A出发,后到达点B,此过程中,该轿厢所经过的路径(即)长度为________.(结果保留)
【答案】
【分析】本题主要考查了弧长计算,熟练掌握弧长公式是解题的关键.先求出摩天轮半径,再求出,最后根据弧长公式求出结果即可.
【详解】解:∵最高点离水面平台的距离为,圆心O到的距离为,
∴摩天轮的半径为,
∵摩天轮匀速旋转一圈用时,轿厢从点A出发,后到达点B,
∴,
∴该轿厢所经过的路径长度为:
.
故答案为:.
29.(2025·四川德阳·中考真题)等宽曲线是指在任何方向上的直径都相等的一种几何图形,它在我们的日常生活中应用比较广泛,例如可以利用等宽曲线设计自行车的车轮等.如图,分别以等边三角形的三个顶点为圆心,以边长为半径画弧,得到的封闭图形就是等宽曲线(图中阴影部分),如果,那么这个等宽曲线的周长是________________.
【答案】
【分析】本题考查了弧长的计算,等边三角形的性质,利用弧长计算公式计算即可.
【详解】解:∵△ABC是等边三角形,
∴,
∴,
∴这个等宽曲线的周长为.
故答案为:
30.(2025·山东潍坊·中考真题)如图,圆锥的底面圆心为,顶点为,母线长为,母线与高的夹角为,那么圆锥侧面展开图的面积为______.
【答案】
【分析】本题考查了直角三角形的性质,圆锥侧面积,先利用直角三角形角所对的直角边等于斜边的一半计算出,然后利用圆锥的侧面展开图为一扇形,扇形的面积公式计算圆锥的侧面积即可,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:如图,
由题意得,,,
∴,
∴圆锥侧面展开图的面积为,
故答案为:.
31.(2025·四川成都·中考真题)如图,的半径为1,A,B,C是上的三个点.若四边形为平行四边形,连接AC,则图中阴影部分的面积为________.
【答案】
【分析】本题考查菱形的判定和性质,求不规则图形的面积,连接,证明四边形为菱形,易得△AOB为等边三角形,,得到,根据阴影部分的面积等于弓形的面积加上△ABC的面积,即为扇形的面积,进行求解即可.
【详解】解:连接,交于点,则:,
∵四边形为平行四边形,,
∴四边形为菱形,
∴,,
∴△AOB为等边三角形,
∴,
∴,
∴阴影部分的面积;
故答案为:.
32.(2025·河南·中考真题)我国魏晋时期数学家刘徽在为《九章算术》作注时,创立了“割圆术”.如图是研究“割圆术”时的一个图形,所在圆的圆心为点O,四边形为矩形,边与相切于点,连接,,连接交于点.若,则图中阴影部分的面积为____________.
【答案】
【分析】根据圆的切线的性质和矩形的性质,得到,由垂径定理可得,由圆周角定理可得,进而证明是等边三角形,得到,再根据阴影部分的面积求解即可.
【详解】解:所在圆的圆心为点O,边与相切于点,
,,
四边形为矩形,
,
,
,
,
,
,
,,
,
是等边三角形,
,
,
阴影部分的面积,
故答案为:.
【点睛】本题考查了求不规则图形面积,矩形的性质,圆周角定理,垂径定理,圆的切线的性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理,扇形面积,掌握圆的相关性质是解题关键.
33.(2025·山东青岛·中考真题)如图,在扇形中,,,点在上,且.延长到,使.以,为邻边作平行四边形,则图中阴影部分的面积为________(结果保留).
【答案】
【分析】本题考查扇形面积公式,平行四边形性质,含三角形的性质,正确将阴影面积进行组合是解决问题的关键.由题意,利用计算即可.
【详解】解:过A作,
∵,,
,
∵,
∴,
,
,
,
设长度为,则,在中,由勾股定理得:
解得:,
,
,
则,,
,
.
故答案为:.
34.(2025·山东烟台·中考真题)如图,正六边形的边长为4,中心为点,以点为圆心,以长为半径作圆心角为的扇形,则图中阴影部分的面积为______.
【答案】
【分析】连接、、,过点O作于点M,根据正六边形的性质得出,,,证明和为等边三角形,求出,证明,得出,得出,根据求出结果即可.
【详解】解:连接、、,过点O作于点M,如图所示:
∵六边形为正六边形,
∴,,,
∴和为等边三角形,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.故答案为:.
【点睛】本题主要考查了正六边形的性质,勾股定理,等边三角形的判定和性质,扇形面积计算,三角形全等的判定和性质,解题的关键是熟练掌握正六边形的性质.
35.(2025·青海西宁·中考真题)如图,在正五边形内,以为边作等边,再以点A为圆心,长为半径画弧.若,则图中阴影部分的面积是________.
【答案】
【分析】本题考查正多边形的内角问题,等边三角形的性质,求扇形的面积,熟练掌握相关公式是解题的关键.先求出正五边形的一个内角的度数,根据等边三角形的性质,结合角的和差关系,求出的度数,再根据扇形的面积公式进行计算即可.
【详解】解:∵正五边形,
∴,
∵为等边三角形,,
∴,
∴,,
∴阴影部分的面积即为扇形的面积:;故答案为:.
36.(2025·四川凉山·中考真题)如图,△ABC内接于,若,则的长为_______.
【答案】
【分析】本题考查圆周角定理,勾股定理,求弧长,连接,根据三角形的内角和定理,求出的度数,圆周角定理求出的度数,易得为等腰直角三角形,进而求出的长,再根据弧长公式进行计算即可.
【详解】解:连接,则:,
在△ABC中,,
∴,
∵△ABC内接于,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴的长为;
故答案为:.
37.(2025·四川遂宁·中考真题)综合与实践——硬币滚动中的数学.将两枚半径为r的硬币放在桌面上,固定白色硬币,深色硬币沿其边缘滚动一周,深色硬币的圆心移动的路径如图1;将三枚半径均为r的硬币连贯的放在桌面上,固定两枚白色硬币,深色硬币沿其边缘滚动一周,深色硬币的圆心移动的路径如图2;现将四枚半径均为r的硬币按图3、图4摆放在桌面上,固定三枚白色硬币,深色硬币沿其边缘滚动一周,则在图3与图4这两种情形中深色硬币的圆心移动路径长的比值为______.
【答案】
【分析】本题考查了弧长公式,等边三角形的判定与性质,正确掌握相关性质内容是解题的关键.先理解题意,把深色硬币的圆心移动路径都画出来,根据三边都等于,证明是等边三角形,同理得出其他三角形都是等边三角形,再求出每条弧长,再加起来得出图3与图4这两种情形中深色硬币的圆心移动路径长,再进行求解,即可作答.
【详解】解:依题意,,
则是等边三角形;
则,
同理得、、是等边三角形,
则
∴
∴,
∴,
∴;
依题意,,
∴是等边三角形;
则,
同理得、、是等边三角形,
则
则,
则
故答案为:.
38.(2025·甘肃兰州·中考真题)如图,黄金矩形中,以宽为边在其内部作正方形,得到四边形是黄金矩形,依此作法,四边形,四边形也是黄金矩形.依次以点E,G,L为圆心作,,,曲线叫做“黄金螺线”.若,则“黄金螺线”的长为__________.(结果用表示)
【答案】
【分析】本题主要考查了黄金矩形的定义,及弧长公式.先根据黄金矩形中,且,求出,进而求出,,再根据弧长公式即可求出“黄金螺线”的长.根据黄金矩形的定义求出的长,以及熟练掌握弧长的公式是解题的关键.
【详解】解: ∵黄金矩形中,且,
∴,
∵四边形是正方形,
,
,
∵四边形是正方形,
,
,
,
∵四边形是正方形,
,
∴“黄金螺线”的长为,
.
故答案为:.
39.(2025·上海·中考真题)已知一个圆与一个角的两边各有两个公共点,且在两边上截得的两条弦正好是该圆内接正五边形的两条边,那么这个角的大小是______.
【答案】或
【分析】本题考查正多边形与圆,如图,分两种情况,当角的顶点在圆上时,如,弦为时,此时恰好是正五边形的一个内角,进行求解即可,当角的顶点在圆外部时,即交的两边,截取的两条弦为时,进行求解即可.
【详解】解:如图,当角的顶点在圆上时,如交的两边,截取的两条弦为,此时恰好是正五边形的一个内角,
∴;
当角的顶点在圆外部,即交的两边,截取的两条弦为时,
则:,
∴,
∴;
综上:这个角的大小是或;
故答案为:或.
40.(2025·四川资阳·中考真题)如图,在正六边形中,,连接,,以点D为圆心、的长为半径作圆弧,则图中阴影部分的面积是______.
【答案】
【分析】本题考查了正多边形的性质,扇形面积的计算,连接,根据多边形的内角求出扇形的圆心角,然后根据30°角的直角三角形的性质和勾股定理求出长,再根据解答即可.
【详解】解:连接,
∵是正六边形,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
41.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图,正五边形内接于,连接,则的度数为____________.
【答案】
【分析】本题考查了圆与正多边形,正多边形的内角问题,等腰三角形的性质,三角形内角和定理等知识点,熟练掌握相关计算公式是解题的关键.
先根据正五边形的内角公式求出,再由等边对等角结合三角形内角和定理求出,最后由即可求解.
【详解】解:∵正五边形内接于,
∴,,
∴,
∴,
故答案为:.
42.(2025·四川攀枝花·中考真题)类比圆面积公式的推导,我们对扇形的面积公式进行如下探究:将扇形均匀分割成个“小扇形”(如图1),扇形的面积就是这些“小扇形”的面积和,当无限大时,这些“小扇形”可以近似的看成底边长分别为,高为的“小三角形”,它们的面积和为.即扇形面积.
请根据这样的方法继续思考:如图2,扇形ODG与扇形OEF有共同的圆心角,且弧长分别为3和7,,则图中阴影部分面积是__________.
【答案】20
【分析】本题主要考查扇形的定义及面积;设扇形的半径为,则扇形的半径为,先根据,求出,再结合扇形面积,根据,代入计算即可.
【详解】解:设扇形的半径为,则扇形的半径为,
∵,
∴,即,解得,
∴扇形的半径为7,
∵扇形面积,
∴,
,
,
∴图中阴影部分面积是20;
故答案为:20.
43.(2025·山东烟台·中考真题)如图,在菱形中,,对角线.点M从点A出发,沿方向以的速度向点C运动,同时,点N从点C出发,沿方向以的速度向点D运动,当一点到达终点时,另一点随之停止运动,连接,交于点P.在此过程中,点P的运动路径长为_________.
【答案】
【分析】如图,连接交于.求解,,,,设运动时间为,则,,证明,可得,作等边三角形,以为圆心,为半径作圆,取点,连接,,证明在上,且在弧上,再利用弧长公式计算即可.
【详解】解:如图,∵在菱形中,,对角线,连接交于.
∴,,,,
∵设运动时间为,则,,
∴,即,
∴,
∴,
∴,
∴,
作等边三角形,以为圆心,为半径作圆,取点,连接,,
∴,,,
∴,
∴在上,且在弧上,
∴在此过程中,点P的运动路径长为;
故答案为:
【点睛】本题考查的是菱形的性质,圆周角定理的应用,圆的确定,三角函数的应用,弧长的计算,证明在上,且在弧上是解本题的关键.
44.(2025·江苏扬州·中考真题)如图,在矩形中,,,点是边上的动点,将沿直线翻折得到△APE,过点作,垂足为,点是线段上一点,且.当点从点运动到点时,点运动的路径长是______.
【答案】
【分析】分点在矩形内部和点在矩形外部,两种情况进行讨论求解,当点在矩形内部时,作,交于点,证明,进而得到,进而得到点在以为直径的圆上运动,得到当点从点开始运动直至点落在上时,点的运动轨迹为半圆,当点在矩形外部时,同法可得,点在以为直径的圆上,得到当点运动到点时,点的运动轨迹是圆心角为的,求出两段路径的和即可得出结果.
【详解】解:∵矩形,
∴,
∵翻折,
∴,
当点在矩形内部时,作,交于点,则:,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点在以为直径的圆上运动,
∴当点从点开始运动直至点落在上时,点的运动轨迹为半圆,
∴点的运动路径长为:;
当点在矩形的外部时,作,交的延长线于点,
同法可得:,,
∴,点在以为直径的上运动,连接,
当点运动到点时,如图:
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵折叠,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点的运动轨迹为圆心角为的,路径长为,
∴点的运动路径总长为:;
故答案为:
【点睛】本题考查矩形与折叠,相似三角形的判定和性质,圆周角定理,解直角三角形,求弧长,熟练掌握相关知识点,添加辅助线构造相似三角形,确定点的运动轨迹,是解题的关键.
45.(2025·江苏淮安·中考真题)观察点和观察的图形在同一平面内,我们把以观察点为顶点,包含被观察图形的最小角称为从观察点观察该图形的张角.如图(1),为观察点P观察正方形的张角.如图(2),在正方形所在平面内观察这个正方形,若张角为,则观察点的位置都在图中的圆弧上.如图(3),等边三角形的边长为6,在三角形所在平面内观察这个三角形,若张角为,则所有符合条件的观察点组成的图形周长为______.
【答案】
【分析】本题考查了圆周角定理,弧长公式,等边三角形的性质等知识点,难度较大,解题的关键是确定所有符合条件的观察点组成的图形.
先作出符合题意的图形,再根据弧长公式求解整个图形的周长即可.
【详解】解:先作出点关于的对称点,连接,以点为圆心,为半径画圆,
则,
∴,
同理作出圆,
∴点在以为弦的优弧上,如图:
延长交圆于点,当点在劣弧上时,此时不符合题意,如图;
∴点P组成的图形应去掉6段和劣弧一样的弧,如图:
作以点为圆心,为半径的圆与圆交于点,当在劣弧上也符合题意,此时,
∴点也可以在另外两段和劣弧一样的弧,如下图,整个实线图形即为所有符合条件的观察点组成的图形,
∴周长为,
故答案为:.
三、解答题
46.(2025·广西·中考真题)绣球是广西民族文化的特色载体.如图,设计某种绣球叶瓣时,可以先在图纸上建立平面直角坐标系,再分别以原点,为圆心、以为半径作圆,两圆相交于两点,其公共部分构成叶瓣①(阴影部分),同理得到叶瓣②.
(1)写出两点的坐标;
(2)求叶瓣①的周长;(结果保留)
(3)请描述叶瓣②还可以由叶瓣①经过怎样的图形变化得到.
【答案】(1);(2)
(3)叶瓣②还可以由叶瓣①逆时针旋转得到
【分析】本题考查了圆的性质、平面直角坐标系、旋转:
(1)先证明四边形是正方形即可得到坐标;
(2)根据,算出圆的周长即可得到叶瓣的周长;
(3)利用旋转即可.
【详解】(1)以原点,为圆心、以为半径作圆,两圆相交于两点
是正方形
(2)原点,为圆心、以为半径作圆
两个圆是等圆
叶瓣①的周长为:
(3)叶瓣②还可以由叶瓣①逆时针旋转得到.
47.(2025·湖北·中考真题)如图,是△ABC的外接圆,.过点作,垂足为,交于点,交于点.过点作的切线,交的延长线于点.
(1)求证:;
(2)若,求的半径.
【答案】(1)证明过程见详解;(2)的半径
【分析】(1)根据垂直,切线的性质得到,可得是等腰直角三角形,由此即可求解;
(2)根据垂径定理得到,是等腰直角三角形,由(1)得到,则,如图所示,连接,设,则,由此勾股定理即可求解.
【详解】(1)解:∵,是的切线,即,
∴,
∴,
∴,即是等腰直角三角形,
∴;
(2)解:∵,
∴,
∵,
∴,即是等腰直角三角形,
∴,
由(1)得,
∴,
如图所示,连接,设,则,
∴在中,,
∴,
解得,,
∴,
∴的半径.
【点睛】本题主要考查圆内接三角形的综合,掌握垂径定理,勾股定理,等腰三角形的判定和性质,切线的性质等周四,数形结合分析是关键.
48.(2025·江苏宿迁·中考真题)如图,点在上,点在外,线段与交于点,过点作的切线交直线于点,且.
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若,,求图中阴影部分的面积.
【答案】(1)直线与相切,理由见解析;(2).
【分析】()连接,,由直线与相切,可得,证明,则,然后通过切线的判定方法即可求证;
()由()得,,则,,所以,通过直角三角形性质得,由勾股定理得,最后通过即可求解.
【详解】(1)解:直线与相切,理由,
如图,连接,,
∵直线与相切,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∵是半径,
∴直线与相切;
(2)解:由()得,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
.
【点睛】本题考查了切线的判定与性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,扇形面积,直角三角形性质等知识,掌握知识点的应用是解题的关键.
49.(2025·江苏淮安·中考真题)如图,是半圆O的直径,点C是弦延长线上一点,连接,.
(1)求证:是的切线;
(2)连接,若,,求扇形的面积.
【答案】(1)见解析;(2)
【分析】(1)先根据圆周角定理得到,则,再由即可证明,即可证明是的切线;
(2)先根据圆周角定理得到,再由扇形面积公式求解即可.
【详解】(1)证明:∵是半圆O的直径,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∵为半径,
∴是的切线;
(2)解:如图,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴扇形的面积.
【点睛】本题考查了圆周角定理,切线的判定,直角三角形的性质,扇形面积的求解,熟练掌握各知识点并灵活运用是解题的关键.
50.(2025·江西·中考真题)如图,点A,B,C在上,,以,为边作.
(1)当经过圆心O时(如图1),求的度数;
(2)当与相切时(如图2),若的半径为6,求的长.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)先根据直径所对的圆周角为直角,得出,再求出,再根据平行四边形的性质得出;
(2)连接、,根据切线性质得出,证明,得出,
说明垂直平分,根据线段垂直平分线的性质得出,根据等腰三角形性质得出,根据圆周角定理得出,最后根据弧长公式求出结果即可.
【详解】(1)解:∵经过圆心O,
∴为的直径,
∴,
∵,
∴,
∵四边形为平行四边形,
∴;
(2)解:连接、,如图所示:
∵与相切,
∴,
∴,
∵在中,
∴,
∴,
∴,
∴垂直平分,
∴,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了切线的性质,弧长公式,等腰三角形的判定和性质,平行四边形的性质,垂径定理,圆周角定理,线段垂直平分线的性质,解题的关键是数形结合,熟练掌握相关的判定和性质.
51.(2025·河北·中考真题)如图1,图2,正方形的边长为5.扇形所在圆的圆心在对角线上,且不与点重合,半径,点,分别在边,上,,扇形的弧交线段于点,记为.
(1)如图1,当时,求的度数;
(2)如图2,当四边形为菱形时,求的长;
(3)当时,求的长.
【答案】(1);(2);(3)或
【分析】(1)根据题意证明出四边形是正方形,得到,然后利用圆周角定理求解即可;
(2)首先证明出是等边三角形,如图所示,连接交于点G,求出,,然后得到是等腰直角三角形,进而求解即可;
(3)分两种情况,根据弧长公式求解即可.
【详解】(1)∵正方形的边长为5.
∴
∵当时
∴
∵
∴
∴四边形是菱形
∵
∴四边形是正方形
∴
∴;
(2)∵四边形为菱形
∴
∵扇形所在圆的圆心在对角线上,
∴
∴是等边三角形
如图所示,连接交于点G
∴
∴
∴
∴
∵
∴是等腰直角三角形
∴
∴;
(3)如图所示,当是劣弧时,
∵,半径
∴;
如图所示,当是优弧时,
∵,半径
∴
∴.
综上所述,的长为或.
【点睛】此题考查了正方形的性质,圆周角定理,求弧长,勾股定理,菱形的性质,等腰直角三角形的性质和判定等知识,解题的关键是掌握以上知识点.
52.(2025·辽宁·中考真题)如图,在△ABC中,,以为直径作,与相交于点.连接,与相交于点.
(1)如图1,连接,求的度数;
(2)如图2,若点为的中点,且,求的长.
【答案】(1);(2)
【分析】本题考查了全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,直角三角形斜边中线的性质,弧长公式等知识点,熟练掌握各知识点并灵活运用是解题的关键.
(1)连接,先证明,得到,由等腰三角形性质得到,设,在四边形中,由四边形内角和等于计算即可;
(2) 根据直角三角形斜边中线的性质先证明为等边三角形,则可求度数,再由弧长公式即可求解.
【详解】(1)解:连接,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
设,
在四边形中,∵
∴,
∴;
(2)解:连接,
∵,为中点,
∴,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∴,
∴的长为:.
53.(2025·四川绵阳·中考真题)如图,在中心为的正六边形中,点G,H分别在边,上,且不同于正六边形的顶点,.
(1)证明:四边形为平行四边形;
(2)若正六边形的边长为4,以点为圆心,为半径的扇形与正六边形形成阴影部分,求图中阴影部分的面积.
【答案】(1)证明过程见解析;(2)
【分析】本题考查正多边形的概念,全等三角形的判定与性质,平行四边形的判定,扇形面积的计算,根据正六边形的概念确定相等的角和线段,以及角的大小是解题关键.
(1)根据正六边形的概念,得到正六边形的每个内角相等,每条边相等,从而证明三角形全等,再利用两组对边分别相等的四边形是平行四边形证明即可;
(2)根据正六边形的概念,确定的度数,进而确定的度数和的长,再通过作差法计算阴影部分的面积即可.
【详解】(1)证明:∵六边形是正六边形,
∴,,
又,
∴,
∴,
∵,,
∴,即,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形;
(2)解:如图,连接,,,
∵是正六边形的中心,
∴,,
∴,
∴,
∴和都是等边三角形,
∴,,
∴,,
∴,
∴阴影部分的面积为.
54.(2025·四川绵阳·中考真题)如图,点A,C在上,连接,并延长,分别与的切线相交于点,点,切点为E,与交于点,连接,垂足为点.
(1)求证:平分;
(2)设,求的值;
(3)求的值.
【答案】(1)证明过程见解析;(2);(3)
【分析】本题综合考查圆周角定理,切线的性质和勾股定理,借助圆的背景,灵活运用圆周角定理找出角度关系,和运用勾股定理解三角形是解题关键.
(1)连接,通过切线的性质得到,从而推出,再利用平行线的性质和等边对等角推理论证即可;
(2)连接,借助,利用勾股定理求出(即半径)的长,再利用平行线分线段成比例(或证明相似三角形),用k表示出和,借助,利用勾股定理求解即可;
(3)借助圆周角定理,推得,作的平行线,借助,利用角平分线的性质和勾股定理求解即可.
【详解】(1)证明:如图,连接,
由题意,得与相切于点E,
∴,
又,
∴,
∴,
∵和都是的半径,
∴,
∴,
∴,
∴平分;
(2)解:由(1),得,
∵点F在上,
∴,
∴,
在中,,即,解得,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,即,
∴,
在中,,即,
设,则,解得(负值已舍去),
∴,
∴;
(3)解:由圆周角定理,得,
如图,过点O作平分,交于点M,连接
由(2),得,
∵平分,
∴,
又,
∴,
∴,,
∴,
在中,,即,解得,
∴在中,,
∴,
∴.
55.(2025·四川自贡·中考真题)如图,等圆和相交于两点,经过的圆心,连接,作直径,延长到点,使,连接.
(1)___________度;
(2)求证:为的切线;
(3)若,求上的长.
【答案】(1);(2)见解析;(3)
【分析】(1)如图,连接,,,证明,四边形是菱形,,是等边三角形,可得,进一步可得结论;
(2)如图,连接,由(1)得:,是等边三角形,可得,证明为等边三角形,可得,,证明,可得,再进一步证明即可;
(3)由,,,可得,结合,再利用弧长公式计算即可.
【详解】(1)解:如图,连接,,,
∵和相交于两点,且经过的圆心,
∴,,
∴四边形是菱形,,是等边三角形,
∴,
∴.
(2)证明:如图,连接,
由(1)得:,是等边三角形,
∴,
∴,
∵,
∴为等边三角形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵为半径,
∴为的切线;
(3)解:∵,,,
∴,
∵,
∴上的长.
【点睛】本题考查的是等边三角形的判定与性质,菱形的判定与性质,切线的判定,等腰三角形的判定与性质,锐角三角函数的应用,弧长的计算,作出合适的辅助线是解本题的关键.
56.(2025·江苏南京·中考真题)某纸杯的尺寸(单位:)如图(1)所示,展开它的侧面得到扇环纸片(可以看作扇形纸片剪去扇形纸片后剩余的部分).
(1)的长为____________,____________;
(2)记表示两边长分别为,(,单位:)的矩形纸片的大小.
①图(2)是可以剪出扇环纸片的一张矩形纸片,它的一边与相切,点,在对边上,点,分别在另外两边上,直接写出,的值;
②用一张的矩形纸片可以剪出扇环纸片吗?说明理由;
③若一张的矩形纸片可以剪出扇环纸片,写出求的范围的思路(无需算出最终结果).
【答案】(1),;(2)①,②可以,理由见解析③见解析
【分析】(1)设,,则,利用圆的周长公式和弧长公式解答即可;
(2)①延长,,延长线交于点,设矩形的边与相切于点,连接,交于点,利用圆的切线的性质定理,矩形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,直角三角形的边角关系定理解答即可;
②将扇环纸片按如图所示放置,在矩形的边上,延长,,延长线交于点,过点作于点,过点作于点,利用直角三角形的边角关系定理求得,的长度,再利用它们与的矩形纸片的长与宽作比较即可;
③设计出能够放置扇环纸片的最小的的矩形纸片即可.
【详解】(1)解:由题意得:的长为,的长为,
设,,则,
,
,
.
故答案为:,;
(2)解:①延长,,延长线交于点,设矩形的边与相切于点,连接,交于点,如图,
则,
四边形为矩形,
四边形,为矩形,
,
由题意得:,,,,
为等边三角形,
,,,
,,
,,
,
.
②用一张的矩形纸片可以剪出扇环纸片,理由:
将扇环纸片按如图所示放置,在矩形的边上,延长,,延长线交于点,过点作于点,过点作于点,
由题意得:,,,,
,,,
,
,,
,,
用一张的矩形纸片可以剪出扇环纸片.
③设的矩形纸片为矩形,,将扇环纸片如图放置,使点在边上,点在边上,点在边上,与边相切于点,
则此时的值最小,若求的范围,则此时的为的最小值.
延长,,延长线交于点,连接,交于点,过点作于点,过点作于点,设交于点,
由题意得:,,,,
与边相切于点,
,
,,四边形为矩形,
四边形,四边形,四边形为矩形,
,,,
,.
求得,的值即可求得的最小值;
由于,解和即可求得结论.
【点评】本题主要考查了圆的有关性质,圆的切线的性质定理,弧长公式,分类讨论的思想方法,矩形的判定与性质,直角三角形的性质,勾股定理,直角三角形的边角关系定理,等边三角形的判定与性质,添加适当的辅助线构造直角三角形是解题的关键.
57.(2025·青海·中考真题)活动与探究
解码蜜蜂的“家”——为什么蜂房是正六边形的?
蜜蜂的“集体宿舍”是由多个正六边形密铺在一起的,这些密铺的正六边形使得蜂房之间没有空隙,一点儿也不浪费空间.这是数学中的密铺(或镶嵌)问题.平面图形的密铺(或镶嵌)是指用形状、大小完全相同的一种或多种平面图形进行拼接,使彼此之间不留空隙、不重叠地铺成一片.
探究一:若只用一种正多边形,哪些正多边形可以密铺?
平面图形
每个内角度数
能否整除
能否密铺
正三角形
能
正方形
①________
②________
能
正五边形
不能
正六边形
能
正七边形
不能
正八边形
③________
④________
...
...
...
...
(1)请补全上述表格①________;②________;③________;④________.
探究二:在能密铺的正多边形中,哪种形状最省材料?
数学视角:蜜蜂的身体可近似看成圆柱,若圆柱底面半径为1,当蜂房恰好容纳一只蜜蜂即正多边形的内切圆半径均为1时,比较正三角形,正方形和正六边形周长的大小.
观察图1,发现是正三角形的内切圆,与切于点,,,,在中,,则的周长为.
(2)如图2,正方形的周长为__________;
(3)如图3,求出正六边形的周长(写出求解过程).
探究三:在能密铺的正多边形中,哪种形状可以使蜜蜂的活动空间最大?
数学视角:假设蜜蜂建造蜂房的材料总量即周长一定,比较正三角形、正方形和正六边形面积的大小.
(4)若正多边形的周长都为12,则正三角形的面积为__________;正方形的面积为__________;正六边形的面积为__________.
【得出结论】
综上所述:在相同条件下,正六边形结构最省材料,能使蜜蜂的活动空间最大,是建造蜂房的最优方案.
【答案】(1)①,②,③,④不能;(2)8;(3);(4),,
【分析】(1)根据正方形,正八边形内角性质解答;
(2)根据正方形内切圆半径为1,得正方形边长为2,即得正方形周长;
(3)根据正六边形内切圆半径为1,得正六边形边长为,即得正六边形周长;
(4)在周长都是12的情况下,得正三角形的边长为4,边心距为,积为;正方形的边长为3,面积为9;正六边形的边长为2,边心距为,面积为.
【详解】(1)∵正方形每个内角为 ,
∴,
∴能密铺;
∵正八边形的每个内角为,
∴,
∴不能密铺;
故答案为:①;② ;③;④不能;
(2)设切于点E,连接,
则交于点O,,
∵,
∴,
∴,
∴正方形的周长为8;
故答案为:8;
(3)设切于点G,连接,
则,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴正六边形周长为;
(4)三角形:
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
正方形:
∵,
∴,
正六边:
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
【点睛】此题主要考查了平面镶嵌.熟练掌握平面镶嵌的原理,正三角形,正方形,正六边形性质,含30度的直角三角形性质,勾股定理,等腰直角三角形性质,是解题的关键.
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