内容正文:
第23章 解直角三角形 单元自测卷
【新教材,沪科版】
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
考前须知:
1.本卷试题共23题,单选10题,填空4题,解答9题,满分150分,限时120分钟。
2.本卷选题均为重难点题型,考点全覆盖,旨在检测学习成果。
第Ⅰ卷
一、单项选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.(4分)在中,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
2.(4分)如图,是的高.若,,则边的长为( )
A. B.10 C. D.12
3.(4分)在Rt中,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
4.(4分)如图,从航拍无人机看一栋楼顶部的仰角为,看这栋楼底部的俯角为,无人机与楼的水平距离为,则这栋楼的高度为( )
A. B. C. D.
5.(4分)如图,,以为圆心,为半径画弧,分别交,于,两点,再分别以,为圆心,为半径画弧,两弧在内部相交于点,作射线,连接,,则等于( )
A. B. C. D.
6.(4分)如图,将正方形放置在平面直角坐标系中,其中点A在y轴正半轴上,点B在x轴负半轴上,边交x轴正半轴于点P,若,,则点P的坐标为( )
A. B. C. D.
7.(4分)如图,在平面直角坐标系中,放置直角三角板,,点,,,在轴上,点,在轴正半轴上,其中,,,.把沿轴向右平移,当恰好经过点时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
8.(4分)深圳前海“湾区之光”摩天轮是深圳的地标性建筑,如图①其轮面与地面垂直,某数学兴趣小组为测量摩天轮的高度,如图②在摩天轮前方的水平地面上选取点,测得摩天轮最高点的仰角为,将点向摩天轮方向移动21.3米到点,此时测得摩天轮最高点的仰角为,摩天轮的高度约为多少米( )(结果保留整数,参考数据:,)
A.154米 B.150米 C.128米 D.107米
9.(4分)如图1,在中,,点从点出发沿运动到点时停止,过点作,交直角边(或)于点,设点运动的路程为,的面积为,与之间的函数关系图象如图2所示,当时,线段的长为( )
A. B. C. D.
10.(4分)如图,在中,,,点是上一点(不与点,重合),点,关于直线对称,点,关于直线对称,连接,,,,,.下列结论错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
11.(5分)某坡面的坡度为,则坡角是_______度.
12.(5分)图为一款常见的桌面手机支架,其侧面支撑结构可简化为图.使用时,支撑脚放置于水平桌面,用于支撑手机.若,,,,则点到的距离约为________).(结果精确到,参考数据:,)
13.(5分)中,,,,在解这个三角形时,若未知元素有且只有一个解,则的取值范围是________.
14.(5分)如图,在直角三角形中,,,,点,分别在边,上运动,连接,.则的最小值是_________.
三、解答题(共90分)
15.(8分).计算:
(1); (2)
16.(8分)如图,中,,,,.
(1)求的度数;
(2)求的度数.
17.(8分)“观四龛福城,赏巴河逐浪”,“光雾山杯”2026年国际划联皮划艇马拉松世界杯于5月23日在巴河之畔举行.一架无人机在巴河河堤上N点处竖直升空,当升至距地面的空中P点时,测得C点正前方的河面上两艘皮划艇A和B的俯角分别为和(点M、C、B、A在一条直线上).已知河堤斜坡的长为,坡比为(计算结果保留整数).(参考数据:,,,,,)
(1)求无人机距河面的高度;
(2)求两艘皮划艇之间的距离.
18.(8分)如图,在四边形 中,是 的中点,,交于点 ,,.
(1)求证:四边形为平行四边形;
(2)若,,,求 的长.
19.(10分)下图是某同学安装的化学实验装置,安装要求:试管略向下倾斜,试管夹应固定在距试管口的三分之一处,即.已知试管长度,试管倾斜角为.
(1)求酒精灯与铁架台的水平距离(精确到).
(2)实验时,点,,在同一条直线上,经测量,,.求试管夹到桌面的垂直距离(精确到).
(参考数据:,,,)
20.(10分)【主题】雨天撑伞的学问
【情境】图(1)、图(2)是小丽在雨天水平撑伞的示意图,她的身体侧面可以近似看作矩形,米,米,雨伞撑开的宽度米,伞柄的部分长为米,点为中点,,点到地面的距离是米,手臂可以水平向前最长伸出米,雨线与地面的夹角为,雨线与平行,与地面平行.
【问题感知】
(1)①在图(1)、图(2)中,点到地面的距离是_____米;
②如图(1)所示,,若小丽将伞拿在胸前(与在同一条直线上),则小丽身体被雨水淋湿的部分____米.(参考数据:,,)
【问题探究】
(2)如图(2)所示,,设小丽将手臂水平前伸了米(即线段的长度),身体被雨水淋湿部分的长度为米,求与的函数表达式,并写出头部不被淋湿情况下的取值范围.
21.(12分)九年级某学习小组围绕“锐角三角形的面积”开展主题学习活动.
【特例探究】
(1)如图①,在锐角三角形 中 , ,作 ,垂足为D,求的面积;
【一般证明】
(2)如图②,在锐角三角形 中,记的面积为S,求证: ;
【迁移应用】
(3)如图③,在锐角三角形 中, , ,,是的平分线,则的长为多少?
22.(12分)在四边形中,,对角线平分,且,过点作,垂足为,的度数为.
(1)[问题解决]如图1,若,则的度数为________,的值为_________;
(2)[问题探究]如图2,若,判断的值是否发生变化,并说明理由;
(3)[拓展延伸]若,中有一锐角的正切值为,请直接写出线段的长.
23.(14分)将一个直角三角形纸片,放置在平面直角坐标系中,点,点,点.动点从点出发沿轴负方向运动,为边上的点,且,以所在直线为折痕折叠该纸片,点的对应点为,点的对应点为.设.
(1)如图①,当时,点的坐标为__________,点的坐标为__________;
(2)如图②,若折叠后重合部分为四边形,折痕与边交于点,分别与边,相交于点,,试用含有的式子表示的长,并直接写出的取值范围;
(3)设折叠后重合部分的面积为,当时,求的取值范围(直接写出结果即可).
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第23章 解直角三角形 单元自测卷
【新教材,沪科版】
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
考前须知:
1.本卷试题共23题,单选10题,填空4题,解答9题,满分150分,限时120分钟。
2.本卷选题均为重难点题型,考点全覆盖,旨在检测学习成果。
第Ⅰ卷
一、单项选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.(4分)在中,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据勾股定理求出的值,进而根据正弦的定义计算即可.
【详解】解:∵,,,
∴,
∴.
2.(4分)如图,是的高.若,,则边的长为( )
A. B.10 C. D.12
【答案】B
【分析】先利用已知条件求出的长度,再根据的值求出高的长度,最后在中用勾股定理计算的长.
【详解】解:是的高,
.
,
.
,
.
在中,
,,
.
3.(4分)在Rt中,,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先利用勾股定理求出斜边的长度,再根据余弦的定义计算的值即可.
【详解】解:如图,
∵在中,,,,
∴,
∴.
4.(4分)如图,从航拍无人机看一栋楼顶部的仰角为,看这栋楼底部的俯角为,无人机与楼的水平距离为,则这栋楼的高度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】过点A作于点D,则,分别在和中,利用锐角三角函数求出的长,即可求解.
【详解】解:如图,过点A作于点D,则,
在中,,
∴,
在中,,
∴,
∴.
5.(4分)如图,,以为圆心,为半径画弧,分别交,于,两点,再分别以,为圆心,为半径画弧,两弧在内部相交于点,作射线,连接,,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查尺规作图的理解和三角函数的计算,根据题意可得是的平分线,连接,,通过计算出长度,再计算即可.
【详解】连接交于,
由题意可得是的平分线,
,
,
,
,
,
,
.
6.(4分)如图,将正方形放置在平面直角坐标系中,其中点A在y轴正半轴上,点B在x轴负半轴上,边交x轴正半轴于点P,若,,则点P的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】勾股定理求出,证明,利用余弦的定义求出,即可求解.
【详解】解:∵,,,
∴,
正方形中,,
∴,,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∴点P的坐标为.
7.(4分)如图,在平面直角坐标系中,放置直角三角板,,点,,,在轴上,点,在轴正半轴上,其中,,,.把沿轴向右平移,当恰好经过点时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先利用直角三角形的三角函数求出点、点的坐标.再使用待定系数法求解直线的解析式.然后根据平移前后一次函数不变设平移后的直线解析式,代入点坐标求出参数.最后依据平移时点纵坐标不变,求出平移后点的横坐标.
【详解】解:,,
,
,
,
.
.
设直线的解析式为.
,
解得,
.
设直线平移后的解析式为.
平移后的直线经过点,
.
∴直线平移后的解析式为.
平移过程中点纵坐标保持不变,始终为.
,
.
平移后点坐标为
8.(4分)深圳前海“湾区之光”摩天轮是深圳的地标性建筑,如图①其轮面与地面垂直,某数学兴趣小组为测量摩天轮的高度,如图②在摩天轮前方的水平地面上选取点,测得摩天轮最高点的仰角为,将点向摩天轮方向移动21.3米到点,此时测得摩天轮最高点的仰角为,摩天轮的高度约为多少米( )(结果保留整数,参考数据:,)
A.154米 B.150米 C.128米 D.107米
【答案】C
【分析】设摩天轮的高度米,证明是等腰直角三角形,则,,在中,解直角三角形即可求解.
【详解】解:设摩天轮的高度米,
根据题意可得,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵米,
∴,
在中,,,
代入,得:,即,
解得:,
∴摩天轮高度约为128米.
9.(4分)如图1,在中,,点从点出发沿运动到点时停止,过点作,交直角边(或)于点,设点运动的路程为,的面积为,与之间的函数关系图象如图2所示,当时,线段的长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由题意得,当点N在上时,通过解直角三角形得到,当N与点C重合时,的面积最大,由图象可得此时,
可求出解得,过点C作于点D,则,当时,,点M在上,通过解直角三角形与线段的和差即可求出.
【详解】解:由题意得,当点N在上时,
∵,,
∴在中,,
∴,
当N与点C重合时,的面积最大,由图象可得此时,
解得(负值舍去),
过点C作于点D,如图,当点N与点C重合时,点D与点M重合,
∴,
∴在中,,
∴在中,,
,
∵当时,,
∴点M在上,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴
10.(4分)如图,在中,,,点是上一点(不与点,重合),点,关于直线对称,点,关于直线对称,连接,,,,,.下列结论错误的是( )
A. B.
C.若,则 D.若,则
【答案】C
【分析】由,得到,即可求出,由轴对称可得,,因此,由轴对称可得,从而,即可判断选项A.过点作于点,则,根据得到,因此,即可判断选项B.若,则,过点作于点,则,设,则,,由,得到,因此,从而,即可判断选项C.由得到,即可求出,从而判断选项D.
【详解】解:,,
∴.
.
由轴对称可得,,
.
.
由轴对称可得,
,选项A正确.
过点作于点,
∵
.
∵在中,,
∴.
,选项B正确.
若,则,
过点作于点,
∴,
∴,
∴,
.
设,则,
∴
,
.
.
.
,选项C错误.
,
.
,
,即,选项D正确.
二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)
11.(5分)某坡面的坡度为,则坡角是_______度.
【答案】30
【分析】根据坡度的定义可得坡角的正切值,再由特殊角的三角函数值即可求解.
【详解】解:设坡角为,
∵坡面的坡度为,
∴,
∴,
即坡角是30度.
12.(5分)图为一款常见的桌面手机支架,其侧面支撑结构可简化为图.使用时,支撑脚放置于水平桌面,用于支撑手机.若,,,,则点到的距离约为________).(结果精确到,参考数据:,)
【答案】
【分析】过点作 ,垂足为,过点作,垂足为,过点作 ,垂足为,构造矩形和两个直角三角形,利用锐角三角函数分别求出和的长,进而求得的长
【详解】解:过点作 ,垂足为,过点作,垂足为,过点作 ,垂足为,
,
四边形是矩形,
,
在中,,,
,
,
,
,
在中,,
,
,
,
点到的距离约为 .
13.(5分)中,,,,在解这个三角形时,若未知元素有且只有一个解,则的取值范围是________.
【答案】
或
【分析】先根据已知三角函数值确定的度数,再利用几何法,以点为圆心,为半径作圆,根据圆与射线的交点个数判断三角形解的个数,进而得到的取值范围.
【详解】解:,为三角形内角,
,,
过点作于点,
,
,
如图,以为圆心,为半径作圆,该圆与射线的交点个数对应三角形解的个数:
当时,圆与射线相切,只有个交点,此时三角形只有一个解,符合要求;
当时,圆与射线有个交点,此时三角形有两个解,不符合要求;
当时,圆与射线只有个交点,另一个交点在射线的反向延长线上,不构成三角形,此时三角形只有一个解,符合要求;
综上,的取值范围是或.
14.(5分)如图,在直角三角形中,,,,点,分别在边,上运动,连接,.则的最小值是_________.
【答案】
【分析】延长至点,使,连接,过点作,交于点,过点作于点,根据角平分线的性质及垂线段最短可得此时有最小值,即的长度,然后通过解直角三角形求得的长度,从而利用面积法求解即可.
【详解】解:延长至点,使,连接,
过点作,交于点,过点作于点,
,所以,
这时有最小值,即的长度,
,,,
,
,
,,
,
即,
,
的最小值是3.
三、解答题(共90分)
15.(8分).计算:
(1);
(2)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:原式,
;
(2)解:得:,
解得:,
将代入②得:,
解得:,
故原方程组的解为.
16.(8分)如图,中,,,,.
(1)求的度数;
(2)求的度数.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了解直角三角形的相关计算,熟练掌握三角函数的定义,特殊角的三角函数值,是解题的关键.
(1)根据三角函数定义求出,根据特殊角的三角函数值,求出结果即可;
(2)过点A作于点E,根据三角函数求值,得出,从而求出,即可得出答案.
【详解】(1)解:∵中,,,,
∴,
∴;
(2)解:过点A作于点E,如图所示:
则,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
17.(8分)“观四龛福城,赏巴河逐浪”,“光雾山杯”2026年国际划联皮划艇马拉松世界杯于5月23日在巴河之畔举行.一架无人机在巴河河堤上N点处竖直升空,当升至距地面的空中P点时,测得C点正前方的河面上两艘皮划艇A和B的俯角分别为和(点M、C、B、A在一条直线上).已知河堤斜坡的长为,坡比为(计算结果保留整数).(参考数据:,,,,,)
(1)求无人机距河面的高度;
(2)求两艘皮划艇之间的距离.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意得:,,则有,然后根据三角函数可进行求解;
(2)由题意得:,,然后根据三角函数进行求解即可.
【详解】(1)解:由题意得:,,
∴,
∵,
∴,
∴;
答:无人机距河面的高度的长为
(2)解:由题意得:,
由(1)可知:,
在中,,
在中,,
∴;
答:两艘皮划艇之间的距离的长为.
18.(8分)如图,在四边形 中,是 的中点,,交于点 ,,.
(1)求证:四边形为平行四边形;
(2)若,,,求 的长.
【答案】(1)证明:∵是的中点,
∴
∵,
∴是 的中位线,
∴,
即.
∵,
∴四边形为平行四边形.
(2)
【分析】(1)先得出是的中位线,即,再结合两组对边分别平行的四边形是平行四边形,即可作答.
(2)结合,,得出,运用勾股定理列式计算得,根据中位线的性质以及平行四边形的性质得,再把数值代入计算,即可作答.
【详解】(1)略
(2)解:∵
∴
在中,,
∵
∴.
根据勾股定理,.
由(1)得是的中位线,
∴.
∵四边形是平行四边形,
∴.
在中,.
19.(10分)下图是某同学安装的化学实验装置,安装要求:试管略向下倾斜,试管夹应固定在距试管口的三分之一处,即.已知试管长度,试管倾斜角为.
(1)求酒精灯与铁架台的水平距离(精确到).
(2)实验时,点,,在同一条直线上,经测量,,.求试管夹到桌面的垂直距离(精确到).
(参考数据:,,,)
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)过点作于点,根据线段的数量关系推出,再利用解直角三角形的计算求出,证明四边形为矩形,结合矩形性质即可求出酒精灯与铁架台的水平距离;
(2)过点作于点,于点,利用解直角三角形的计算求出,证明四边形为矩形,进而求出,再次利用解直角三角形的计算求出,最后根据求解,即可解题.
【详解】(1)解:过点作于点,
, ,
,
,
倾斜角为,
,
,
四边形为矩形,
;
(2)解:过点作于点,于点,
,,
,
,
四边形为矩形,
,
四边形为矩形,
,
,
,
,
.
20.(10分)【主题】雨天撑伞的学问
【情境】图(1)、图(2)是小丽在雨天水平撑伞的示意图,她的身体侧面可以近似看作矩形,米,米,雨伞撑开的宽度米,伞柄的部分长为米,点为中点,,点到地面的距离是米,手臂可以水平向前最长伸出米,雨线与地面的夹角为,雨线与平行,与地面平行.
【问题感知】
(1)①在图(1)、图(2)中,点到地面的距离是_____米;
②如图(1)所示,,若小丽将伞拿在胸前(与在同一条直线上),则小丽身体被雨水淋湿的部分____米.(参考数据:,,)
【问题探究】
(2)如图(2)所示,,设小丽将手臂水平前伸了米(即线段的长度),身体被雨水淋湿部分的长度为米,求与的函数表达式,并写出头部不被淋湿情况下的取值范围.
【答案】(1)①;②
(2)
【分析】(1)①根据题意,分别求出线段的长即可;
②利用平行线的性质求出,解直角三角形求出,进而可求出的长;
(2)延长,交于点,则,根据平行线的性质得出,解三角形求出,进而得出,延长交于,过点作于,求出,米,由头部不被淋湿得出,列不等式求解即可.
【详解】(1)解:①在图(1)中,
∵部分长为米,点到地面的距离是米,,与地面平行,
∴点到地面的距离是(米),
在图(2)中,延长,交于,
∵,,
∴,
∴点到地面的距离是(米).
综上所述:点到地面的距离是米.
②∵米,点为的中点,
∴米,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴在中,(米),
∴(米).
(2)解:如图,延长,交于点,则,
∴米,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
延长交于,过点作于,
∴(米),,米,
∵头部不被淋湿,
∴,即,
解得:,
∵,
∴,
∴与的函数表达式为.
21.(12分)九年级某学习小组围绕“锐角三角形的面积”开展主题学习活动.
【特例探究】
(1)如图①,在锐角三角形 中 , ,作 ,垂足为D,求的面积;
【一般证明】
(2)如图②,在锐角三角形 中,记的面积为S,求证: ;
【迁移应用】
(3)如图③,在锐角三角形 中, , ,,是的平分线,则的长为多少?
【答案】(1)
(2)证明: , , ,
过点作 交于点,
,
,
,
即 ;
(3)
【分析】(1)利用 可以求出高的长度,再根据三角形的面积公式求出的面积;
(2)过点作 交于点,再根据 可以求出高的代数式,进而证明结论;
(3)以(2)中证明的一般结论为条件,分别求出、、 的面积代数式,再根据求出的长度;
【详解】(1)解:在 中,,
,
;
(2)略;
(3)解:∵是的平分线,
,
由(2)可知:,
,
,
,
.
22.(12分)在四边形中,,对角线平分,且,过点作,垂足为,的度数为.
(1)[问题解决]如图1,若,则的度数为________,的值为_________;
(2)[问题探究]如图2,若,判断的值是否发生变化,并说明理由;
(3)[拓展延伸]若,中有一锐角的正切值为,请直接写出线段的长.
【答案】(1);
(2)解:的值不变化 ,理由如下:
延长,交于点,
∵,
∴,
又,,
∴
∴,即是的中点,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,即点是的中点,
∴是的中位线,
∴,即;
(3)1或4
【分析】(1)由三角形内角和定理可得结论;过点作于点,求出,可求出;
(2)的值不变化 ,延长,交于点,证明是的中位线,可得结论;
(3)分和两种情况,分别求出以及的长,再由勾股定理求出的长,根据和求解即可.
【详解】(1)解:∵平分,,
∴,
∵,
∴,
∴,
过点作于点,
∵平分,,
∴,
在中,,
设,则,,,,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
∴
(2)略
(3)解:当时,
设,则,
∴,
∵平分,
∴,
又,
∴,
∴,即,
∵,
∴,
解得:,(舍去)
延长,交于点,
由(2)知,,
∴,
又,
∴,
∴由勾股定理得,
∴;
当时,延长,交于点,
同理可得,,
∴由勾股定理得,
∴;
综上,的长为1或4.
23.(14分)将一个直角三角形纸片,放置在平面直角坐标系中,点,点,点.动点从点出发沿轴负方向运动,为边上的点,且,以所在直线为折痕折叠该纸片,点的对应点为,点的对应点为.设.
(1)如图①,当时,点的坐标为__________,点的坐标为__________;
(2)如图②,若折叠后重合部分为四边形,折痕与边交于点,分别与边,相交于点,,试用含有的式子表示的长,并直接写出的取值范围;
(3)设折叠后重合部分的面积为,当时,求的取值范围(直接写出结果即可).
【答案】(1),
(2),
(3)
【分析】(1) 由可直接写出点坐标,再在中利用角度关系得,作垂线构造含角的直角三角形,利用求出,进而求解.
(2)先证明,过作于,则,在中, 求出,,再证明,通过分析临界点得到t的范围;
(3) 分与两段讨论重合部分的形状,前者为三角形,后者为四边形,分别用t表示出面积表达式,再结合二次函数性质求最值.
【详解】(1)解:,动点从点出发沿轴负方向运动,且,
,
,,
,,
,
,
在边上,且,
,
,
过作于,则是底边上的中线,
,
在中,,
,
,
∴,,
.
(2)解:对于任意,,
在中,,
,
过作于,则,
在中,,
,
,
∴,
由折叠性质,,,
,,
,
,
∴,
∴当点E刚好到O时,重叠部分恰好为三角形,此时,当重叠部分为四边形,随着点E向左移动,点G、H逐渐靠近,并向B移动,直到过点B时,重叠部分为三角形,故;
(3)解:当时,重合部分为,
由(1)可知,,,,
∴,
∴,,
当时,随的增大而增大,
时,,
当时,重合部分为四边形,
由折叠可知,,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵由(2),
∴,
∴,
∴,
二次项系数为,
抛物线开口向下,对称轴为直线,
时,,
又∵时,,时,,
当时,,,
.
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