摘要:
**基本信息**
聚焦圆的13类核心题型,以题载知,覆盖从基础概念到综合应用的知识逻辑链,强化几何直观与推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|垂径定理及应用|5题(含拱桥/筒车实际问题)|结合勾股定理的弦长计算|从圆的轴对称性到垂径定理的应用拓展|
|点与圆最值|5题(正方形/矩形背景)|利用对称转化求最短路径|点与圆位置关系的性质延伸|
|切线判定与性质|5题(含证明与计算)|“连半径证垂直”等判定方法|切线性质与圆周角定理的综合应用|
|阴影面积计算|3题(含旋转/正方形背景)|图形割补与扇形面积公式结合|圆的面积公式与图形变换的融合|
内容正文:
专题03 圆常考十三大题型突破
【题型01 :垂径定理及应用】
【题型02 :点与圆上一点最值问题】
【题型03 :直线与圆的位置关系的判定】
【题型04:切线判定与性质综合】
【题型05 :圆周角定理】
【题型06:圆内接四边形】
【题型07:三角形的内切圆】
【题型08:三角形的外接圆】
【题型09 :正多边形与圆的综合】
【题型10 :弧长和扇形的面积】
【题型11 :圆锥的侧面积】
【题型12 :不规则图形的阴影面积】
【题型13 :圆锥侧面最短路径问题】
【题型01 :垂径定理及应用】
1.如图,在中,半径与弦垂直于点,且,,则的长是( )
A.3 B. C.2 D.1
2.如图1,筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,彰显了我国古代劳动人民的智慧,点表示筒车的一个盛水桶,如图2,当筒车工作时,盛水桶的运行路径是以轴心为圆心的圆,且圆心在水面上方,若圆被水面截得的弦长为,筒车工作时盛水桶在水面以下的最大深度为,则筒车的直径是( )
A. B. C. D.
3.在数学综合与实践课上,同学们要测一个如图所示的残缺圆形工件的半径,小明的解决方案是:在工件圆弧上任取两点 ,连接,作的垂直平分线交于点,交于点,测出,,则圆形工件的半径为( )
A. B. C. D.
4.有一种叫云南的生活:冬日暖阳,倚桥观鸡,滨朴倒影,如诗如画.如图1,大观河上的这座圆弧形拱桥建于上世纪70年代.图2是拱桥的示意图,它的跨度米,拱高米.
(1)求圆弧所在的圆的半径r的长;
(2)当洪水泛滥到跨度只有30米时,要采取紧急措施,若拱顶离水面只有4米,即米时,是否要采取紧急措施?
5.综合与实践
某地的景观湖湖面成鱼型,如图1,鱼身外围有一条圆弧形水道,在圆弧形水道外侧有一条圆弧形道路,它们的圆心相同.某学习小组想要借助所学的数学知识探索该景观湖的大小,如图2,学习小组来到了圆弧形道路内侧A处,将所携带的200米绳子拉直至圆弧道路内侧另一点B处,并测得绳子中点C与圆弧形道路内侧中点D的距离为10米,圆弧形水道外侧到道路内侧的距离为22米(点D,C,E在同一直线上),请计算圆弧形水道外侧的半径.
【题型02 :点与圆上一点最值问题】
6.如图,在边长为的正方形中,以点为圆心,为半径的圆弧与边,分别交于点,.点在边上,点在上,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7.如图,在矩形中,,,点在矩形的内部,连接,,,若,则的最小值是( )
A. B. C. D.
8.如图,在中,,,E是边上一点,且,以A为圆心,长为半径作,P是上一动点,连接、,若 的面积为36,则 面积的最小值为( )
A.8 B.10 C.12 D.14
9.如图,矩形中,,,以为圆心,半径分别为和画圆,分别是、上的一动点,是上的一动点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
10.如图,的半径为2,圆心M的坐标为,点P是上的任意一点,,且与x轴分别交于A、B两点,若点A、点B关于原点O对称,则的最小值( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【题型03 :直线与圆的位置关系的判定】
11.圆的半径为,圆心与直线上某一点距离为,则直线与圆的位置关系不可能是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
12.中,,,,以点C为圆心,以2为半径画圆,则直线与的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
13.如图是记录的日出美景,图中太阳可看成圆,海天交界处可看成直线,则图中此刻太阳与海天交界处的位置关系是( )
A.相切 B.相交 C.相离 D.无法确定
14.如图,在中,,,以点为圆心,以的长为半径作圆,则与的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.相切或相交
【题型04:切线判定与性质综合】
15.如图,是的直径,点是上一点,过点的直线交的延长线于点.作,垂足为点,已知平分.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的半径.
16.如图,,分别与相切于点,,且,平分.
(1)求证:与相切;
(2)若,求的长.
17.如图,四边形内接于,是的直径,过点A作的切线,交的延长线于点E,且.
(1)求证:平分;
(2)已知,的半径为,求的长.
18.如图,以点O为圆心,长为直径作圆,在上取一点C,延长至点D,连接,,过点A作交的延长线于点E.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的半径.
19.如图,是的直径,与相切于点,交的延长线于点,交的延长线于点,
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若,,求的半径.
【题型05 :圆周角定理】
20.如图,A,B,C,D是上的四个点,,,则的度数是( )
A. B. C. D.
21.如图,点,,在上,,则的度数是( )
A. B. C. D.
22.如图,是的直径,,则的度数是( )
A. B. C. D.
23.如图,等腰三角形内接于,,连接、,与相交于点D,已知,,则的长为( )
A.1 B. C. D.
24.如图,等腰内接于,点为左侧圆周上一点,且,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
25.如图,,,都是的半径,,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【题型06:圆内接四边形】
26.如图,已知四边形内接于,连接,,若,则的度数是( )
A. B. C. D.
27.如图,点,,在上,以点为圆心,任意长为半径画弧,分别交,于,两点,再分别以点,为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点,作射线交于点,连接,.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
28.如图,点A、B、C、D在上,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
29.如图,四边形内接于,,连接,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【题型07:三角形的内切圆】
30.如图,的内切圆分别与相切于点,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
31.如图,在中,,,为的内切圆,且半径为,若的面积为,则的长为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
32.如图,已知是的内切圆,切点分别为,,,若,,,则内切圆的半径为____.
【题型08:三角形的外接圆】
33.如图,方格纸上每个小正方形的边长均为1个单位长度,点O,A,B,C均在格点(两条网格线的交点叫格点)上,以点O为原点建立直角坐标系,则过A,B,C三点的圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
34.如图,顶点都在网格格点上,外接圆的圆心是( )
A. B. C. D.
35.如图,A,B,C是上的三点,是等边三角形.若,则的半径是( )
A. B. C. D.
36.如图,中,
(1)用直尺和圆规作的外接圆(保留作图痕迹,不写作法);
(2)若,,求的外接圆的半径.
【题型09 :正多边形与圆的综合】
37.若正五边形绕着它的中心旋转一定的角度后与原来位置重合,则这个角度可以是( )
A. B. C. D.
38.如图,是的内接正边形的一边,点在上.若,则的值是( )
A.10 B.12 C.14 D.15
39.如图,边长为4的正六边形的中心与原点O重合,顶点C,F在x轴上,将正六边形绕点O顺时针旋转,每次旋转,则第2026次旋转结束时,点A的坐标为( )
A. B. C. D.
40.如图,六边形是的内接正六边形,若的直径为12,则的面积是( )
A. B. C. D.
41.如图,经过正六边形的顶点A、E,则所对的圆周角等于( )
A. B. C. D.
【题型10 :弧长和扇形的面积】
42.如图,的直径,是弦,.的长为( )
A. B. C. D.
43.已知一条弧的半径为,弧长为,那么这条弧所对的圆心角为( )
A. B. C. D.
44.如图,在的正方形网格中,每个小正方形的边长为1,若将绕点O顺时针旋转得到,则扫过的面积为( )
A. B. C. D.
45.如图,正六边形的边长为1.扇形(阴影部分)的面积为( )
A. B. C. D.
46.如图1是一块弘扬“社会主义核心价值观”的扇面宣传展板,该展板的部分示意图如图2所示,它是以O为圆心,长度分别为半径,圆心角形成的扇面,若米,米,则阴影部分的面积是( ).
A. B. C. D.
【题型11 :圆锥的侧面积】
47.某圆锥底面直径为,母线长为,则该圆锥侧面积为( )
A. B. C. D.
48.经典歌曲《听妈妈讲那过去的事情》里有一句歌词是“我们坐在高高的谷堆旁边,听妈妈讲那过去的事情.”如图,是一个底面半径为,高为的圆锥形谷堆,则这个谷堆的侧面积是( ).
A. B. C. D.
49.如图,已知圆锥侧面展开图是一个圆心角为,弧长为的扇形,则圆锥的高为( )
A. B. C. D.
50.如图,中,,半径,若将扇形围成一个圆锥,则圆锥的底面圆的半径为( )
A. B. C. D.
【题型12 :不规则图形的阴影面积】
51.如图,是的直径,弦垂足为点,连接,.如果,,那么图中阴影部分的面积是( )
A. B. C. D.
52.如图,将含角的直角三角板绕顶点A顺时针旋转后得到,点B经过的路径为弧,若,,则图中阴影部分的面积是
A. B. C. D.π
53.如图,四边形是正方形,,分别以点A,B为圆心,半径为1作和,两弧交于点O,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【题型13 :圆锥侧面最短路径问题】
54.如图,圆锥的底面半径为3,母线长为12,一只蜘蛛从底面圆周上一点 出发沿圆锥的侧面爬行一周后回到点 的最短路程是( )
A.12 B.18 C. D.24
55.如图,圆锥的母线长,为母线的中点,为圆锥底面圆的直径,两条母线、形成的平面夹角.在圆锥的曲面上,从点到点的最短路径长是( ).
A. B. C. D.
56.为了让同学们探究“转化”思想在数学中的应用,在数学活动课上,老师带领学生研究几何体的最短路线问题.
问题情境:
如图①,一只蚂蚁从点A出发沿圆柱侧面爬行到点C,其最短路线正是侧面展开图中的线段,若圆柱的高为,底面直径为.
问题解决:
(1)判断最短路线的依据是___________;
(2)求出蚂蚁沿圆柱侧面爬行的最短路线的长;(结果保留根号和)
拓展迁移:
(3)如图②,O为圆锥的顶点,M为底面圆周上一点,点P是的中点,母线,底面圆半径为2,粗线为蚂蚁从点P出发绕圆锥侧面爬行回到点P时所经过的路径的痕迹,请求出蚂蚁爬行的最短距离.
57.综合与实践
【主题】制作圆锥形生日帽
【素材】①一张圆形纸板;②一条装饰彩带.
【实践操作】
步骤1:如图1,将一个底面半径为r的圆锥侧面展开,可得到一个半径为l、圆心角为的扇形.制作圆锥形生日帽时,要先确定扇形的圆心角度数,再度量裁剪材料.
步骤2:如图2,把剪好的纸板粘合成圆锥形生日帽.
【实践探索】在制作好的生日帽中,,,C是的中点,现要从点A到点C再到点A之间拉一条装饰彩带,求彩带长度的最小值.
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专题03 圆常考十三大题型突破
【题型01 :垂径定理及应用】
【题型02 :点与圆上一点最值问题】
【题型03 :直线与圆的位置关系的判定】
【题型04:切线判定与性质综合】
【题型05 :圆周角定理】
【题型06:圆内接四边形】
【题型07:三角形的内切圆】
【题型08:三角形的外接圆】
【题型09 :正多边形与圆的综合】
【题型10 :弧长和扇形的面积】
【题型11 :圆锥的侧面积】
【题型12 :不规则图形的阴影面积】
【题型13 :圆锥侧面最短路径问题】
【题型01 :垂径定理及应用】
1.如图,在中,半径与弦垂直于点,且,,则的长是( )
A.3 B. C.2 D.1
【答案】C
【分析】根据垂径定理求出长度,再根据勾股定理求出长度,即可求出的长度.
【详解】解:,,
,,
,
在中,,
.
2.如图1,筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,彰显了我国古代劳动人民的智慧,点表示筒车的一个盛水桶,如图2,当筒车工作时,盛水桶的运行路径是以轴心为圆心的圆,且圆心在水面上方,若圆被水面截得的弦长为,筒车工作时盛水桶在水面以下的最大深度为,则筒车的直径是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】过点作,交于点,交于点,则有,然后根据勾股定理可进行求解.
【详解】解:如图,过点作,交于点,交于点,
设筒车的半径为,则,
∴.
∵,
∴.
在中,,
∴,解得,
∴筒车的直径是.
3.在数学综合与实践课上,同学们要测一个如图所示的残缺圆形工件的半径,小明的解决方案是:在工件圆弧上任取两点 ,连接,作的垂直平分线交于点,交于点,测出,,则圆形工件的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】由垂径定理,可得出的长;设圆心为O,连接,在中,可用半径表示出的长,进而可根据勾股定理求出圆形工件的半径.
【详解】解:∵是线段的垂直平分线,
∴直线经过圆心,设圆心为 ,连接.
中,,
根据勾股定理得:
,即:
,
解得:;
故圆形工件的半径为 ,
4.有一种叫云南的生活:冬日暖阳,倚桥观鸡,滨朴倒影,如诗如画.如图1,大观河上的这座圆弧形拱桥建于上世纪70年代.图2是拱桥的示意图,它的跨度米,拱高米.
(1)求圆弧所在的圆的半径r的长;
(2)当洪水泛滥到跨度只有30米时,要采取紧急措施,若拱顶离水面只有4米,即米时,是否要采取紧急措施?
【答案】(1)米
(2)不需要采取紧急措施
【分析】(1)连接,利用r表示出的长,在中根据勾股定理求出r的值即可;
(2)连接,在中,由勾股定理得出的长,进而可得出的长.
【详解】(1)解:连接,
由题意得:米,米,
在中,有,解得米;
(2)解:连接.
米,
∴在中,(米),
米.
,
∴不需要采取紧急措施.
5.综合与实践
某地的景观湖湖面成鱼型,如图1,鱼身外围有一条圆弧形水道,在圆弧形水道外侧有一条圆弧形道路,它们的圆心相同.某学习小组想要借助所学的数学知识探索该景观湖的大小,如图2,学习小组来到了圆弧形道路内侧A处,将所携带的200米绳子拉直至圆弧道路内侧另一点B处,并测得绳子中点C与圆弧形道路内侧中点D的距离为10米,圆弧形水道外侧到道路内侧的距离为22米(点D,C,E在同一直线上),请计算圆弧形水道外侧的半径.
【答案】圆弧形水道外侧的半径为483米
【分析】根据垂径定理可知,,的长度,进而根据勾股定理即可求解.
【详解】解:如图,设两同心圆的圆心为O,连接,,,
∵C为的中点,D为圆弧形道路内侧中点,
∴,,
∴O,E,C,D四点共线,(米),
设米,则(米).
在中,由,
得,
解得.
∴(米).
∴圆弧形水道外侧的半径为483米.
【题型02 :点与圆上一点最值问题】
6.如图,在边长为的正方形中,以点为圆心,为半径的圆弧与边,分别交于点,.点在边上,点在上,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】作点关于的对称点,连接,可得 ,利用正方形的性质得,,得到点 在同一条直线上,即得到 ,连接,与相交于点,与相交于点,此时的值最小,最小值 ,再利用勾股定理解答即可求解.
【详解】解:如图,作点关于的对称点,连接,则,
∴,
∵四边形是正方形,边长为,
∴,,
∴,
∴点 在同一条直线上,
∴,
∴,
连接,与相交于点,与相交于点,如图,
此时的值最小,最小值 ,
∵,
∴ ,
∴的最小值为.
7.如图,在矩形中,,,点在矩形的内部,连接,,,若,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由矩形性质推出,点在以点为圆心,为半径的半圆上,取的中点,连接,由勾股定理得,再根据圆外一点到圆上点的距离最值求出的最小值即为的值.
【详解】解:在矩形中,,
,
,
,
,
取的中点,则,
即点在以点为圆心,为半径的半圆上,
连接,
在中,,,
由勾股定理得,
根据圆的性质与三角形三边关系得,
当、、共线时,取得最小值,如下图:
此时最小值为,选项符合题意.
8.如图,在中,,,E是边上一点,且,以A为圆心,长为半径作,P是上一动点,连接、,若 的面积为36,则 面积的最小值为( )
A.8 B.10 C.12 D.14
【答案】B
【分析】先求出边上的高,确定点P到距离的最小值,再可利用平行四边形面积公式求出边上的高.因为点P在上,所以要先确定点A到的距离,再结合的半径,得到点P到的最小距离,最后利用三角形面积公式求解.
【详解】如图,作,,
在中,,,
∴面积最小等价于最小.
∵面积为,
∴ ,
∵是上的动点,的半径,
∴圆上点到的最小距离为: ,
代入面积公式得最小面积: .
9.如图,矩形中,,,以为圆心,半径分别为和画圆,分别是、上的一动点,是上的一动点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】以为轴作点的对称点以及的对称圆,连接交、于点、,则就是最小值,再利用矩形的性质和勾股定理解答即可求解.
【详解】解:如图,以为轴作点的对称点以及的对称圆,连接交、于点、,则就是最小值,
∵矩形中,,的半径为,
∴,,,
∴,
∵的半径为,
∴,
∴,
∴最小值为.
10.如图,的半径为2,圆心M的坐标为,点P是上的任意一点,,且与x轴分别交于A、B两点,若点A、点B关于原点O对称,则的最小值( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【答案】C
【分析】本题主要考查点与圆的位置关系.由中知要使取得最小值,则需取得最小值,连接,当点在线段上时,取得最小值,据此求解可得.
【详解】解:连接,
,
,
,
,
若要使取得最小值,则需取得最小值,
连接,当点在线段上时,取得最小值,
过点作轴于点,
圆心的坐标为,
则,,
,
又 的半径为2,
的最小值为,
,
故选:C
【题型03 :直线与圆的位置关系的判定】
11.圆的半径为,圆心与直线上某一点距离为,则直线与圆的位置关系不可能是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
【答案】A
【分析】根据直线与圆的位置关系,结合垂线段最短,即可作出判断.
【详解】解:设圆心到直线的距离为d,圆的半径为,圆心与直线上某一点的距离为,
又∵垂线段最短,
圆心到直线的距离,
∴
∴直线与圆相切或相交,不可能相离.
12.中,,,,以点C为圆心,以2为半径画圆,则直线与的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.无法确定
【答案】A
【分析】本题考查了直线与圆的位置关系,通过计算圆心C到直线的距离,与半径比较判断位置关系.
【详解】解:∵,,,
∴,,
∴边上的高为,
即圆心到直线的距离是,
∵,
∴直线与相离,
故选:A.
13.如图是记录的日出美景,图中太阳可看成圆,海天交界处可看成直线,则图中此刻太阳与海天交界处的位置关系是( )
A.相切 B.相交 C.相离 D.无法确定
【答案】B
【分析】本题考查了直线与圆的位置关系,根据直线与圆的位置关系即可得到结论.
【详解】解:图中太阳与海天交界处可看成圆与直线,它们的位置关系是相交,
故选:B.
14.如图,在中,,,以点为圆心,以的长为半径作圆,则与的位置关系是( )
A.相离 B.相切 C.相交 D.相切或相交
【答案】C
【分析】本题考查了直线与圆的关系,30度角的直角三角形的性质,先点C作,根据30度角的直角三角形的性质,得,再结合以点为圆心,以的长为半径作圆,进行分析,即可作答.
【详解】解:过点C作,如图所示:
∵,,
∴在中,,
∵以点为圆心,以的长为半径作圆,且,
∴与的位置关系是相交,
故选:C.
【题型04:切线判定与性质综合】
15.如图,是的直径,点是上一点,过点的直线交的延长线于点.作,垂足为点,已知平分.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的半径.
【答案】(1)
证明:如图,连接,
,
,
平分,
,
,
,
,
,
,
,
是的半径,
是的切线;
(2).
【分析】(1)连接,根据题意求得,,从而求出,,结合切线的判定即可求解;
(2)设的半径,则,由勾股定理求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:,是的直径,
,
设的半径,则,
,,
由勾股定理得,
解得:,(舍),
的半径为.
16.如图,,分别与相切于点,,且,平分.
(1)求证:与相切;
(2)若,求的长.
【答案】(1)
证明:连接,过点作于点,
∵,分别与相切于点,,
∴,
∵平分,,
∴,
∵是半径,
∴是半径,
∴与相切;
(2)10
【分析】本题考查了切线的判定与性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,角平分线的性质定理等知识点,解题的关键是正确添加辅助线,灵活运用各知识点.
(1)连接,过点作于点,根据切线的性质以及角平分线的性质定理得到,即可证明;
(2)先证明,然后证明,再由勾股定理求解即可.
【详解】(1)略
(2)解:∵,,,,
∴
,
∵平分
∴,
,
,
,
,
∵,
∴.
17.如图,四边形内接于,是的直径,过点A作的切线,交的延长线于点E,且.
(1)求证:平分;
(2)已知,的半径为,求的长.
【答案】(1)
证明:连接,
∵,
∴,
∵是的切线,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴平分;
(2)
【分析】(1)连接,利用等腰三角形的性质,平行线的判定和性质证明即可;
(2)过点O作,垂足为点F,根据矩形的判定和性质,垂径定理,勾股定理解答即可.
【详解】(1)略
(2)解:过点O作,垂足为点F,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
又∵,的半径为.
在中,,
,
即.
18.如图,以点O为圆心,长为直径作圆,在上取一点C,延长至点D,连接,,过点A作交的延长线于点E.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的半径.
【答案】(1)
证明:如图,连接,
∵为直径,
∴,即,
又∵,,
∴,
∴,即,
又∵是的半径,
∴是的切线.
(2)3
【分析】本题考查了圆周角定理,等腰三角形的性质,切线的判定定理及勾股定理.
(1)连接,根据为直径得出,由已知条件推得,从而证得,进而得出结论;
(2)利用勾股定理得出,根据已知条件得出,解得的值,进而得到的半径.
【详解】(1)略
(2)解:∵,
在中,由勾股定理得,,
∵,,,
∴,
∴,
∴的半径为3.
19.如图,是的直径,与相切于点,交的延长线于点,交的延长线于点,
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若,,求的半径.
【答案】(1)与相切,
证明:过点O作,
是的直径,与相切于点A,
,
,
,
,
,
,
,
在与中,
,
,
与相切;
(2)
【分析】本题主要综合考查了切线的性质和判定和勾股定理,能运用性质进行推理和计算是解此题的关键.
(1)过点O作,先根据切线的性质、同角或等角的余角相等证明,进而可得,,由到圆心距离等于半径的直线是圆的切线即可得出结论;
(2)由勾股定理求出,进而可得,再在中,由勾股定理列方程求出的半径.
【详解】(1)略
(2)由(1)证得,
,
,,,
∴
由(1)证得,
,
,
设的半径为:,
,
,
的半径为.
【题型05 :圆周角定理】
20.如图,A,B,C,D是上的四个点,,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设与交于点E,根据圆周角定理得出,根据垂径定理得出,最后根据三角形内角和定理得出结果即可.
【详解】解:设与交于点E,如图所示:
∵,,
∴,
∵,为半径,
∴,
∴,
∴.
21.如图,点,,在上,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据圆周角定理求出,根据等腰三角形的性质求出即可.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴.
22.如图,是的直径,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据圆周角定理和直角三角形的两个锐角互余求解即可.
【详解】解:∵是的直径,
∴,
∵,,
∴.
23.如图,等腰三角形内接于,,连接、,与相交于点D,已知,,则的长为( )
A.1 B. C. D.
【答案】A
【分析】由等边对等角和圆周角定理得出,,则为等边三角形,从而得到,再根据直角三角形中角所对的直角边等于斜边的一半,即可求解.
【详解】解:,,
,.
,
为等边三角形.
,.
.
∴.
24.如图,等腰内接于,点为左侧圆周上一点,且,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据平行线的性质求出,再根据等边对等角和三角形内角和定理求出,最后根据同弧所对的圆周角相等即可得到的度数.
【详解】解:,
,
,
,
,
,
.
25.如图,,,都是的半径,,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据圆周角定理得到,然后结合得到,然后利用圆周角定理求解.
【详解】解:∵,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴.
【题型06:圆内接四边形】
26.如图,已知四边形内接于,连接,,若,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先根据圆内接四边形的对角互补求出的度数,再根据圆周角定理求出的度数.
【详解】解:四边形内接于,
,
,
,
与是同弧所对的圆心角与圆周角,
.
27.如图,点,,在上,以点为圆心,任意长为半径画弧,分别交,于,两点,再分别以点,为圆心,大于的长为半径画弧,两弧交于点,作射线交于点,连接,.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据作图得平分,由圆内接四边形的性质得,进而得出.
【详解】解:由作图可知,平分,
∵四边形是圆内接四边形,,
∴,
∴.
28.如图,点A、B、C、D在上,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据圆内接四边形的性质可得,再根据圆周角定理可得,再结合题目已知进行列方程组求解即可.
【详解】解:在四边形中,,
∵,
∴,
由图可得,,且,
∴,
解得.
29.如图,四边形内接于,,连接,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据圆内接四边形的性质得到,根据得到,即可得到的度数.
【详解】解:∵
∴由圆内接四边形的性质可知:,
,
,
∵,
.
【题型07:三角形的内切圆】
30.如图,的内切圆分别与相切于点,且,则的周长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查切线长定理,熟练掌握切线长定理是解题的关键.根据切线长定理得到,,,数形结合可得到的周长.
【详解】解:∵的内切圆分别与相切于点,且,
∴,
∴,
∴的周长,
故选:A.
31.如图,在中,,,为的内切圆,且半径为,若的面积为,则的长为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】D
【分析】本题考查了切线的性质,过分别作、、,分别交、、于、、,连接、、,由切线的性质得,由三角形的面积求解即可.
【详解】解:过分别作、、,分别交、、于、、,连接、、,
是的内切圆,且半径为,
,
,
,
解得,
故选:D.
32.如图,已知是的内切圆,切点分别为,,,若,,,则内切圆的半径为____.
【答案】2
【分析】本题主要考查切线长定理和直角三角形内切圆半径的求法,求解直角三角形内切圆半径是解题的关键.
首先利用切线长定理求出三角形各边的长度,然后验证出三角形为直角三角形,进而根据等面积法计算半径即可.
【详解】解:∵是的内切圆,切点分别为,,,
∴,,,
∵,,,
∴,,,
∴,,,
∴
∴是直角三角形,
设内切圆的半径为
∴
即
解得,
故答案为:.
【题型08:三角形的外接圆】
33.如图,方格纸上每个小正方形的边长均为1个单位长度,点O,A,B,C均在格点(两条网格线的交点叫格点)上,以点O为原点建立直角坐标系,则过A,B,C三点的圆的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题考查了三角形外接圆的外心、垂径定理、坐标与图形的性质.勾股定理等知识;关键是根据垂径定理得出外接圆的圆心位置.
连接,作的垂直平分线,根据勾股定理和半径相等得出点的坐标即可.
【详解】解:连接,作的垂直平分线,如图所示:
在的垂直平分线上找到一点,
,
点是过、、三点的圆的圆心,
即的坐标为,
故选:D.
34.如图,顶点都在网格格点上,外接圆的圆心是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据三角形的外接圆的圆心为三角形三边中垂线的交点,然后根据两点之间的距离公式可知每段线段的大小,根据线段的等量关系求解.
本题考查了三角形的外接圆,平面直角坐标系以及两点之间的距离公式,知道三角形的外接圆的圆心为三角形三边中垂线的交点是解题关键.
【详解】
解:
设外接圆的圆心为点,
外接圆的圆心为三角形三条边中垂线的交点,
由题可知,,,
则作的中垂线交于,
作的中垂线交于,
,
设点的坐标为,
,
,
,
,
则点的坐标为.
故选: .
35.如图,A,B,C是上的三点,是等边三角形.若,则的半径是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查三角形的外接圆与外心,直角三角形的性质,掌握等边三角形的性质,应用垂径定理和勾股定理解题是关键.
连接、,过点作,结合同弧所对的圆心角是圆周角的两倍、等腰三角形的性质和三角形内角和为得到,再利用垂径定理,直角三角形的性质,勾股定理即可求出的半径.
【详解】解:连接、,过点作,
∵是等边三角形的外接圆,
∴,
∴,
,
又∵,
∴,
在中,利用勾股定理得,.
故选:.
36.如图,中,
(1)用直尺和圆规作的外接圆(保留作图痕迹,不写作法);
(2)若,,求的外接圆的半径.
【答案】(1)
即为所求.
(2)
【分析】本题考查作图,复杂作图、等腰三角形的性质、三角形的外接圆与外心,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
(1)分别作线段,的垂直平分线,相交于点O,再以点O为圆心,的长为半径画圆,即可得的外接圆.
(2)连接并延长,交于点D,连接,可得,即可得,,在中,根据勾股定理得,,设的外接圆的半径为x,则,,在中,根据勾股定理得,,代入求出x的值即可.
【详解】(1)解:如图,分别作线段,的垂直平分线,相交于点O,再以点O为圆心,的长为半径画圆;
(2)解:连接并延长,交于点D,连接,
得,
,
在中,根据勾股定理得,,
设的外接圆的半径为x,
则,,
在中,根据勾股定理得,,
即,
解得
的外接圆的半径为.
【题型09 :正多边形与圆的综合】
37.若正五边形绕着它的中心旋转一定的角度后与原来位置重合,则这个角度可以是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查正多边形的旋转对称性,正n边形绕中心旋转后与自身重合,最小旋转角度为.
【详解】解:∴正五边形的最小旋转角为,
∴当旋转角度是的整数倍,即可与原位置重合,
选项中只有符合要求.
38.如图,是的内接正边形的一边,点在上.若,则的值是( )
A.10 B.12 C.14 D.15
【答案】B
【分析】先根据圆周角定理求出圆心角的度数,再根据正边形的中心角公式求出的值即可.
【详解】解:∵是的圆周角,是的圆心角,且,
∴.
∵是的内接正边形的一边,
∴,
解得.
39.如图,边长为4的正六边形的中心与原点O重合,顶点C,F在x轴上,将正六边形绕点O顺时针旋转,每次旋转,则第2026次旋转结束时,点A的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据旋转的性质求出旋转的周期,确定第2026次旋转结束时点的位置相当于初始位置顺时针旋转,再利用正六边形的性质和三角函数(或勾股定理)求出坐标即可.
【详解】解:每次旋转,,
旋转8次为一个循环周期.
,
第2026次旋转结束时,点的位置与第2次旋转结束时点的位置相同,即相当于将初始位置的点绕点顺时针旋转.
如图,设第二次旋转后的正六边形为.
六边形是边长为4的正六边形,
∴中心角为,
∴,
∴是正三角形,
,
顺时针旋转,
∴,
点C在轴正半轴上,,
∴.点在第一象限,
∵,,
∴垂直于x轴,设垂足为点.
在中,,,
,
.
点的坐标为.
∴第2026次旋转结束时,点A的坐标为.
40.如图,六边形是的内接正六边形,若的直径为12,则的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先求解的长度,再根据直径所对的圆周角为直角,可求解的长度,再由三角形面积公式求解即可.
【详解】解:连接,如图,
则有,且,
∴为等边三角形,
∴,
∵的直径为12,即,
在中,,
∴的面积是 .
41.如图,经过正六边形的顶点A、E,则所对的圆周角等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了正多边形和圆,圆周角定理,连接,根据正六边形的性质可得全等三角形,则可得到是等边三角形,则可推导出圆周角的度数.
【详解】解:如图,连接,,.
六边形是正六边形,
∴,
,
,
是等边三角形,
,
.
故选:C.
【题型10 :弧长和扇形的面积】
42.如图,的直径,是弦,.的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据等腰三角形的性质求出的度数,再根据三角形外角性质求出的度数,最后利用弧长公式求解即可.
【详解】解:,
,
是的外角,
,
是的直径,
的半径为,
的长为:.
43.已知一条弧的半径为,弧长为,那么这条弧所对的圆心角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】利用弧长公式,将已知半径与弧长代入,计算求出圆心角度数.
【详解】解:设圆心角为,根据题意,得
,
∴.
即这条弧所对的圆心角为.
44.如图,在的正方形网格中,每个小正方形的边长为1,若将绕点O顺时针旋转得到,则扫过的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由扫过的部分为:扇形与,再进一步求解即可.
【详解】解:将绕点O顺时针旋转得到,则扫过的部分为:扇形与,
∴扫过的面积为:.
45.如图,正六边形的边长为1.扇形(阴影部分)的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先根据正六边形的内角公式,求得,进而求出、,于是可求出扇形的圆心角,再在中过点作于,利用已知条件先求出,再求出,最后利用扇形的面积公式即可求得结果.
【详解】解:正六边形的边长为1,
,,
,
同理可得:,
,
过点作于,
,
,
,
,
,
,
扇形(阴影部分)的面积.
46.如图1是一块弘扬“社会主义核心价值观”的扇面宣传展板,该展板的部分示意图如图2所示,它是以O为圆心,长度分别为半径,圆心角形成的扇面,若米,米,则阴影部分的面积是( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】用大扇形的面积减去小扇形的面积即可.
【详解】解:
.
【题型11 :圆锥的侧面积】
47.某圆锥底面直径为,母线长为,则该圆锥侧面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先根据底面直径求出底面半径,再代入圆锥侧面积公式计算即可.
【详解】解:底面半径,
圆锥侧面积.
48.经典歌曲《听妈妈讲那过去的事情》里有一句歌词是“我们坐在高高的谷堆旁边,听妈妈讲那过去的事情.”如图,是一个底面半径为,高为的圆锥形谷堆,则这个谷堆的侧面积是( ).
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先使用勾股定理计算出母线的长,再使用圆锥的侧面积公式进行计算即可.
【详解】解:由题意可知,,,
在中,,
由圆锥侧面积公式可得,.
49.如图,已知圆锥侧面展开图是一个圆心角为,弧长为的扇形,则圆锥的高为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据圆的周长公式求出圆锥的底面半径,由弧长公式求出圆锥的母线,再由勾股定理计算圆锥的高即可.
【详解】解:圆锥的底面半径为,圆锥的母线为,
∴ .
50.如图,中,,半径,若将扇形围成一个圆锥,则圆锥的底面圆的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】连接,先得到,然后求出的度数,再由圆周角定理求出的度数,最后根据扇形的弧长即为圆锥的底面圆的周长求解即可.
【详解】解:连接,
∵
∴,
∴,
∴
∴
设圆锥的底面圆的半径为,则,
解得.
【题型12 :不规则图形的阴影面积】
51.如图,是的直径,弦垂足为点,连接,.如果,,那么图中阴影部分的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据平行线的性质和垂径定理,证明,从而推出这两个三角形的面积相等,即可知道三角形的面积即是扇形的面积,利用平行线的性质和圆周角定理推出,即可知道度数,最后利用扇形面积公式即可求出阴影部分的面积.
【详解】解:,
,
,
,,
,
.
阴影部分的面积为.
,,
,
,
,
,
阴影部分的面积为.
52.如图,将含角的直角三角板绕顶点A顺时针旋转后得到,点B经过的路径为弧,若,,则图中阴影部分的面积是
A. B. C. D.π
【答案】A
【分析】根据题意得,再由含30度角的直角三角形的性质得出.结合图形及题意得出, 据此求解即可.
【详解】解:∵在中,,
∴.
∵,
∴.
∵绕顶点A顺时针旋转度后得到,
∴.
∴ .
53.如图,四边形是正方形,,分别以点A,B为圆心,半径为1作和,两弧交于点O,则图中阴影部分的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】连接,,由题意可得为等边三角形,先求出扇形的面积,再求出等边三角形的面积,即可求解.
【详解】解:连接,,如图,
由题意可得,为等边三角形,则,,
则底边上的高为,
则扇形的面积为,
,
则阴影部分的面积为两个扇形的面积减去等边三角形的面积,
即.
【题型13 :圆锥侧面最短路径问题】
54.如图,圆锥的底面半径为3,母线长为12,一只蜘蛛从底面圆周上一点 出发沿圆锥的侧面爬行一周后回到点 的最短路程是( )
A.12 B.18 C. D.24
【答案】C
【分析】易得圆锥的底面周长也就是圆锥的侧面展开图的弧长,利用弧长公式即可求得侧面展开图的圆心角,进而构造直角三角形求得相应线段即可.
【详解】解:将圆锥的侧面展开成扇形,连接,则蜘蛛爬行的最短路程就是线段的长度.
由题意知,, ,
设,根据弧长公式可求,
则最短路程为:在中,.
55.如图,圆锥的母线长,为母线的中点,为圆锥底面圆的直径,两条母线、形成的平面夹角.在圆锥的曲面上,从点到点的最短路径长是( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了圆锥的侧面展开图、弧长公式、勾股定理,将圆锥侧面展开为平面图形,利用“两点之间线段最短”转化为直角三角形求边长是解题的关键.
根据题意可得圆锥的底面周长是,即可得圆锥侧面展开图的圆心角是,展开圆锥的侧面,构造直角三角形即可求解最短路径.
【详解】解:∵,,,
∴,
∴,
∴圆锥的底面周长是,
设圆锥侧面展开后的扇形圆心角为,则,
∴,即圆锥侧面展开图的圆心角是,如图所示,
∴,
∵为母线的中点,
∴,
∴,
∴在圆锥的曲面上,从点到点的最短路径长是:.
故选:B.
56.为了让同学们探究“转化”思想在数学中的应用,在数学活动课上,老师带领学生研究几何体的最短路线问题.
问题情境:
如图①,一只蚂蚁从点A出发沿圆柱侧面爬行到点C,其最短路线正是侧面展开图中的线段,若圆柱的高为,底面直径为.
问题解决:
(1)判断最短路线的依据是___________;
(2)求出蚂蚁沿圆柱侧面爬行的最短路线的长;(结果保留根号和)
拓展迁移:
(3)如图②,O为圆锥的顶点,M为底面圆周上一点,点P是的中点,母线,底面圆半径为2,粗线为蚂蚁从点P出发绕圆锥侧面爬行回到点P时所经过的路径的痕迹,请求出蚂蚁爬行的最短距离.
【答案】(1)两点之间线段最短;(2)蚂蚁沿圆柱侧面爬行的最短路线的长为;(3)蚂蚁爬行的最短距离为
【分析】本题主要考查勾股定理的应用,圆锥的侧面展开图及弧长公式,熟练掌握勾股定理,圆锥的侧面展开图及弧长公式是解题的关键;
(1)根据题意可直接进行求解;
(2)由题意易得,,然后根据勾股定理可进行求解;
(3)设圆锥侧面展开图的圆心角度数为,由题意易得,则有该圆锥的侧面展开图是圆心角为的扇形,如解图,线段的长为蚂蚁爬行的最短距离,然后根据勾股定理可进行求解.
【详解】解:(1)由题意可知:判断最短路线的依据是两点之间线段最短;
故答案为两点之间线段最短;
(2)剪开后,,,
,
蚂蚁沿圆柱侧面爬行的最短路线的长为,
(3)设圆锥侧面展开图的圆心角度数为,
圆锥的底面周长为,
,
解得:,
该圆锥的侧面展开图是圆心角为的扇形,
如解图,线段的长为蚂蚁爬行的最短距离,
在中,
,
点为的中点,
是的中位线,
,
蚂蚁爬行的最短距离为.
57.综合与实践
【主题】制作圆锥形生日帽
【素材】①一张圆形纸板;②一条装饰彩带.
【实践操作】
步骤1:如图1,将一个底面半径为r的圆锥侧面展开,可得到一个半径为l、圆心角为的扇形.制作圆锥形生日帽时,要先确定扇形的圆心角度数,再度量裁剪材料.
步骤2:如图2,把剪好的纸板粘合成圆锥形生日帽.
【实践探索】在制作好的生日帽中,,,C是的中点,现要从点A到点C再到点A之间拉一条装饰彩带,求彩带长度的最小值.
【答案】
【分析】本题考查了圆锥侧面展开图的圆心角的度数,勾股定理求最值问题,掌握以上知识是解题的关键.根据条件得出圆锥的侧面展开后可得到的扇形圆心角为,进而根据勾股定理即可求解.
【详解】解:,
.
,
.
将圆锥侧面展开后得到圆心角为的扇形,如下图所示:
由图可知,.
,
.
在中,由勾股定理,得
彩带长度的最小值为.
1
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