内容正文:
第二十九章 圆
(时间:120分钟 分值:120分)
一、单项选择题(本大题共6小题,每小题3分,共18分.每小题只有一个正确选项,请将正确答案的代号填入题后括号内)
1.下图中∠ACB是圆心角的是 ( )
A. B. C. D.
2.在平面直角坐标系中,以坐标原点O为圆心,半径为5画☉O,则点P(0,4)与☉O的位置关系是 ( )
A.点P在☉O内 B.点P在☉O上 C.点P在☉O外 D.无法确定
3.如图,点A,B,C均在☉O上,若∠BOC=100°,则∠BAC的度数为 ( )
A.80° B.60° C.50° D.40°
4.如图,在平面直角坐标系中,A(0,-3),B(2,-1),C(2,3).则△ABC的外心的坐标为 ( )
A.(0,0) B.(-1,1) C.(-2,-1) D.(-2,1)
5.赵州桥是当今世界上建造最早,保存最完整的中国古代单孔敞肩石拱桥.如图,主桥拱呈圆弧形,跨度约为37 m,拱高约为7 m,则赵州桥主桥拱半径R约为 ( )
A.20 m B.28 m C.35 m D.40 m
6.如图,点A,B,C,D均在直线l上,点P在直线l外,则经过其中任意三个点,最多可画出圆的个数为 ( )
A.3 B.4 C.5 D.6
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
7.如图,A,B,C,D,E五点在☉O上,连接EA,EB,EC,ED.若==,∠AEB=21°,则∠AED的度数是 .
8.如图,四边形ABCD内接于☉O,∠A=125°,则∠C的度数为 .
9.(跨学科·数体融合)如图,《掷铁饼者》是古希腊雕刻家米隆于约公元前450年雕刻的青铜雕塑,刻画的是一名强健的男子在掷铁饼过程中具有表现力的瞬间.掷铁饼者张开的双臂与肩宽可以近似看作一张拉满弦的弓,弧长约为π米,“弓”所在的圆的半径约1.25米,则“弓”所对的圆心角度数为 .
10.如图,在2×2的正方形网格中,每个小正方形的边长为1.以点O为圆心,2为半径画弧,交网格线于点A,B,连接OA,OB,则扇形AOB的面积是 .(结果保留π)
11.小青同学准备做一个班会要用的圆锥形帽子.如图,在矩形纸片ABCD中,AB=20 cm,取AD的中点O.以点O为圆心,20 cm为半径作弧,分别交AB,CD于点M,N,得到扇形纸片OMN,发现M,N恰好分别是边AB,CD的中点,则用此扇形纸片围成的圆锥形帽子的底面圆的周长为 cm.(结果保留π)
12.已知等腰△ABC内接于半径为5的☉O,圆心O到BC的距离为2,则这个等腰△ABC底边上的高为 .
三、解答题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)
13.(1)(新情境·日常生活)某居民区一处地下圆形管道破裂,修理人员准备更换一段新管道,如图,污水水面宽度为60 cm,污水水面至管道顶部的距离为10 cm,求圆形管道的半径.
(2)如图,AB是☉O的直径,弦CD与AB相交于点E,∠ADC=26°,求∠CAB的度数.
14.如图,正方形ABCD内接于☉O,=,求证:BM=CM.
15.如图,☉O是△ABC的外接圆,∠A=45°,请仅用无刻度的直尺,按下列要求完成作图.(保留作图痕迹)
(1)在图1的☉O上作点D,使△BCD为等腰直角三角形.
(2)在图2的☉O上作点M,N,使四边形BCMN为正方形.
16.如图,AB是半圆的直径,D是的中点,∠ABC=50°,求∠DAB的度数.
17.如图,四边形ABCD内接于☉O,连接BD,∠BAD=105°,∠DBC=75°.
(1)求证:BD=CD.
(2)若☉O的半径为3,求的长.
四、解答题(本大题共3小题,每小题8分,共24分)
18.(新素养·空间观念)斗笠是以竹篾、箬叶等天然材料手工编织而成的传统遮阳避雨帽.如图,某兴趣小组决定用一张扇形彩色卡纸装饰母线长为25 cm、高为20 cm的圆锥形斗笠.粘贴时,彩色卡纸恰好覆盖斗笠外表,而且卡纸连接处无缝隙、不重叠.
(1)求这顶圆锥形斗笠的侧面积.(结果保留π)
(2)计算所需扇形卡纸的圆心角的度数.
19.如图,以▱ABCD的顶点A为圆心,AB的长为半径作圆,分别交AD,BC于点E,F,延长BA交☉A于点G.
(1)求证:=.
(2)若的度数为70°,求∠C的度数.
20.如图,AB是☉O的直径,弦CD⊥AB于点M,连接AD,BC,过点C作AD的垂线,交DA的延长线于点E,延长CE交BA的延长线于点F.
(1)求证:BC=CF.
(2)若CD=12,AF=,求BM的长.
五、解答题(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
21.如图,AB为☉O的直径,弦CD⊥AB于点E,连接AC,BC,BD,F为AC的中点,且OF=2.
(1)求BD的长.
(2)当∠D=30°时,求CD的长.
(3)在(2)的条件下,求阴影部分的面积.
22.如图,点A,B,C,D,E在☉O上顺次排列,已知BD=CE,∠ABD=∠BCE.
(1)求证:=.
(2)求证:AB=BC.
(3)若直线AE过圆心O,的度数为60°,求∠BCE的度数.
六、解答题(本大题共12分)
23.(新素养·几何直观)如图1,☉M交x轴于B(-3,0),C(,0)两点,交y轴于点A,点M的纵坐标为2.
(1)求☉M的半径.
(2)如图2,连接AB,若CE⊥AB于点H,交y轴于点F,求证:EH=FH.
(3)在(2)的条件下求AF的长.
【参考答案】
1.B 2.A 3.C 4.D 5.B 6.D
7.63° 8.55° 9.90° 10. 11.
12.3或7或
提示:①如图1,当BC为底,△ABC是锐角三角形时,
连接AO并延长,交BC于点D.
∵AB=AC,
∴AD⊥BC.
∵OA=5,OD=2,
∴AD=5+2=7.
②如图2,当BC为底,△ABC是钝角三角形时,
同理可得AD=OA-OD=5-2=3.
③如图3,当BC为腰,AC为底时,连接BO并延长,交AC于点E,作OF⊥BC于点F,连接OC.
在Rt△BOF中,OB=5,OF=2,
∴BF===,
∴BC=2BF=2.
设OE为x,
在Rt△COE中,CE2=OC2-OE2=52-x2,
在Rt△BCE中,CE2=BC2-BE2=(2)2-(5+x)2,
∴52-x2=(2)2-(5+x)2,
解得x=,
∴BE=5+=.
故答案为3或7或.
13.(1)解:如图,连接OA,过点O作OC⊥AB于点C.
设圆形管道的半径为 r,由已知得(r-10)2+302=r2,解得r=50,
∴圆形管道的半径为50 cm. 3分
(2)解:如图,连接BC.
∵AB是☉O的直径,
∴∠ACB=90°.
∵∠B=∠D=26°,
∴∠CAB=90°-26°=64°. 3分
14.证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠DCB. 1分
∵=,
∴∠ABM=∠DCM, 3分
∴∠CBM=∠BCM,
∴BM=CM. 6分
15.解:(1)如图1,点D即所求. 3分
图1
图2
(2)如图2,正方形BCMN即所求. 6分
16.解:如图,连接BD.
∵D是的中点,即=,
∴∠ABD=∠CBD, 2分
而∠ABC=50°,
∴∠ABD=×50°=25°.
∵AB是半圆的直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠DAB=90°-25°=65°. 6分
17.解:(1)证明:∵四边形ABCD内接于☉O,
∴∠DCB+∠BAD=180°.
∵∠BAD=105°,
∴∠DCB=180°-105°=75°.
∵∠DBC=75°,
∴∠DCB=∠DBC=75°,
∴BD=CD. 3分
(2)∵∠DCB=∠DBC=75°,
∴∠BDC=30°,
由圆周角定理可得所对的圆心角度数为60°,
故的长==π. 6分
18.解:(1)∵母线长为25 cm、高为20 cm,
∴底面半径r==15(cm), 2分
∴侧面积为πrl=15×25π=375π(cm2). 4分
(2)设扇形卡纸的圆心角的度数为n°,
由题意得=2π×15, 6分
解得n=216,
∴所需扇形卡纸的圆心角的度数为216°. 8分
19.解:(1)证明:如图,连接AF.
∵A为圆心,∴AB=AF,
∴∠ABF=∠AFB. 1分
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠AFB=∠DAF,∠GAD=∠ABF, 3分
∴∠DAF=∠GAD,
∴=. 4分
(2)∵的度数为70°,
∴∠BAF=70°. 5分
∵AB=AF,
∴∠B=∠AFB=(180°-∠BAF)=55°. 6分
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠C=180°-∠B=125°. 8分
20.解:(1)证明:∵=,
∴∠BCD=∠BAD.
∵∠BAD=∠FAE,
∴∠BCD=∠FAE.
∵DE⊥CF,CD⊥AB,
∴∠FMC=∠BMC=90°,∠FEA=90°,
∴∠F+∠FAE=∠B+∠BCD=90°,
∴∠F=∠B,
∴BC=CF.
(2)如图,连接OC,
设☉O的半径为r,则AB=2r,OB=OC=r,
∴BF=2r+.
由(1)知BC=CF,
∴△BCF是等腰三角形.
∵CD⊥AB,
∴BM=BF=r+,
∴MO=BM-OB=.
∵AB是☉O的直径,CD⊥AB,CD=12,
∴CM=6.
在Rt△OCM中,OC2=CM2+OM2,
∴r2=62+2,
∴r=(负值舍去),
∴BM=r+=8. 8分
21.解:(1)∵AB为☉O的直径,∴∠ACB=90°.
∵F为AC中点,O为AB中点,
∴OF∥BC且OF=BC.
∵OF=2,∴BC=2OF=4.
∵弦CD⊥AB于点E,
∴=,
∴BD=BC=4. 3分
(2)∵弦CD⊥AB于点E,
∴BE⊥CD,CD=2DE.
∵∠D=30°,BD=4,
∴BE=2,DE==2,
∴CD=4. 5分
(3)如图,连接OC.
∵∠CAB=∠D=30°,OA=OC,
∴∠OCA=∠OAC=30°,
∴∠AOC=120°.
∵∠ACB=90°,BC=4,∠CAB=30°,
∴AB=2BC=8,AC=4,
∴S阴影部分=-×4×2=-4. 9分
22.解:(1)证明:∵BD=CE,
∴=,
∴-=-,
即=. 2分
(2)证明:∵∠ABD=∠BCE,
∴=,即+=+,
∴=. 3分
∵=,
∴=,
∴AB=BC. 5分
(3)如图,连接AE,OB.
∵的度数为60°,
由(1)(2)可知==,其度数都等于=40°,
∴∠AOB=40°. 6分
∵OA=OB,
∴∠A=∠OBA==70°. 7分
由题意可知四边形ABCE为☉O的内接四边形,
∴∠BCE+∠A=180°,
∴∠BCE=180°-70°=110°. 9分
23.解:(1)如图1,过点M作MT⊥BC于点T,连接BM.
由题意可知,BT=TC=BC=2. 1分
∵点M的纵坐标为2,
∴MT=2,
∴BM==4,
即☉M的半径为4. 3分
(2)证明:如图2,连接AE,则∠AEC=∠ABC.
∵CE⊥AB,
∴∠HBC+∠BCH=90°.
在△COF中,
∵∠OFC+∠OCF=90°,
∴∠HBC=∠OFC=∠AFH=∠AEC.
在△AEH和△AFH中,
∴△AEH≌△AFH(AAS),
∴EH=FH. 7分
(3)由(1)知,∠MBT=30°.
如图3,延长BM,交☉M于点G,连接AG,CG.
∵☉M的半径为4,
∴CG=BG=4. 9分
∵∠BCG=90°,
∴CG⊥x轴,
∴CG∥AF. 10分
∵∠BAG=90°,
∴AG⊥AB.
∵CE⊥AB,
∴AG∥CE, 11分
∴四边形AFCG为平行四边形,
∴AF=CG=4. 12分
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