2023年中考数学探究性试题复习16 圆【含答案】

2023年中考数学探究性试题复习16圆一、综合题1．（1）【教材呈现】以下是浙教版八年级下册数学教材第85页的部分内容．先观察图4－17，直线l1∥l2，点A，B在直线l2上，点C1，C2，C3，C4在直线l1上．△ABC1，△ABC2，△ABC3，△ABC4这些三角形的面积有怎样的关系？请说明理由。

（2）【基础巩固】如图1，正方形ABCD内接于⊙O，直径MN∥AD，求阴影面积与圆面积的比值；（3）【尝试应用】如图2，在半径为5的⊙O中，BD＝CD，∠ACO＝2∠BDO，cos∠BOC＝x，用含x的代数式表示S△ABC；（4）【拓展提高】如图3，AB是⊙O的直径，点P是OB上一点，过点P作弦CD⊥AB于点P，点F是⊙O上的点，且满足CF＝CB，连接BF交CD于点E，若BF＝8EP，S△CEF=102，求⊙O的半径．2．“同弧或等弧所对的圆周角相等”，利用这个推论可以解决很多数学问题.（1）【知识理解】如图10，圆О的内接四边形ACBD中，∠ABC=60°，BC=AC，①∠BDC=；∠DAB∠DCB（填“>”，“=”，“<”）②将D点绕点B顺时针旋转60°得到点E，则线段DB，DC，DA的关系为.（2）【知识应用】如图11，AB是圆О的直径，tan∠ABC=（3）【知识拓展】如图12，已知AB=2，A，B分别是射线DA，DB上的两个动点，以AB为边往外构造等边△ABC，点C在∠MDN内部，若∠D=120°，直接写出四边形ADBC面积S的取值范围.3．如图1，∠A=45°，∠ABC=60°，AB∥MN，点C在MN上，点D在AC上，DE⊥MN于点E，DE是半圆O的直径，且DE=4，G为DE上靠近点D的三等分点，F是（1）CF的最小值为，CF的最大值为；（2）沿直线MN向右平移半圆O，若半圆O的右移速度为每秒1个单位长，求点G在△ABC的区域内部（包括边界）的时长；（3）过点B作BH⊥MN于点H，且BH=92，沿直线MN向右平移半圆①如图2，当点E与点H重合时，求半圆O在BC上截得的线段RT的长；②将半圆O移动到如图2所示的位置时作为初始位置，将线段BE连带半圆O按顺时针方向开始旋转，如图3所示，设旋转角为α(0<α<360°)．当半圆O与△ABC的边相切时，直接写出点E运动的路径长．（注：结果保留π，sin4．新定义：在平面直角坐标系xOy中，若几何图形G与⊙A有公共点，则称几何图形G为⊙A的关联图形，特别地，若⊙A的关联图形G为直线，则称该直线为⊙A的关联直线．如图，∠M为⊙A的关联图形，直线l为⊙A的关联直线．（1）已知⊙O是以原点为圆心，2为半径的圆，下列图形：①直线y=2x+2；②直线y=−x+3；③双曲线y=2x，是⊙O的关联图形的是（2）如图1，⊙T的圆心为T(1，0)，半径为1，直线l：y=−x+b与x轴交于点N，若直线l是⊙T的关联直线，求点（3）如图2，已知点B(0，2)，C(2，0)，D(0，−2)，⊙I经过点C，⊙I的关联直线HB经过点B，与⊙I的一个交点为P；⊙I的关联直线HD经过点D，与⊙I的一个交点为Q；直线HB，HD交于点H，若线段PQ在直线x=6上且恰为5．阿基米德（公元前287年-公元前212年），伟大的古希腊哲学家、百科式科学家、数学家、物理学家、力学家，静态力学和流体静力学的奠基人，阿基米德流传于世的著作有10余种，多为希腊文手稿．下面是《阿基米德全集》中记载的一个命题：如图1，AB是⊙O的弦，点C在⊙O上，且CD⊥AB于点D，在弦AB上取点E，使AD=DE，点F是BC上的一点，且CF=AC，连接BF，求证：学习小组中的一位同学进行了如下证明：如图2，连接AC，CE，BC∵CD⊥AB，AD=DE．∴∠CAE=∠CEA∵∠CAE+∠F=180°，∠CEA+∠CEB=180°∴∠F=∠CEB……请完成下列的任务：（1）完成上面的证明：（2）如图3，将上述问题中弦AB改为直径AB，若CF∥AB，求证点E是AB的中点．6．婆罗摩芨多是公元7世纪古印度伟大的数学家，他在三角形、四边形、零和负数的运算规则，二次方程等方面均有建树，他也研究过对角线互相垂直的圆内接四边形，我们把这类对角线互相垂直的圆内接四边形称为“婆氏四边形”.（1）若平行四边形ABCD是“婆氏四边形”，则四边形ABCD是.（填序号）①矩形；②菱形；③正方形（2）如图1，Rt△ABC中，∠BAC=90°，以AB为弦的⊙O交AC于D，交BC于E，连接DE、AE、BD，AB=6，sinC=（3）如图2，四边形ABCD为⊙O的内接四边形，连接AC，BD，OA，OB，OC，OD，已知∠BOC+∠AOD=180°.①求证：四边形ABCD是“婆氏四边形”；②当AD+BC=4时，求⊙O半径的最小值.7．【证明体验】（1）如图1，⊙O是等腰△ABC的外接圆，AB＝AC，在AC上取一点P，连结AP，BP，CP，求证：∠APB＝∠PAC+∠PCA；（2）【思考探究】

如图2，在（1）条件下，若点P为AC的中点，AB＝6，PB＝5，求PA的值；（3）【拓展延伸】

如图3，⊙O的半径为5，弦BC＝6，弦CP＝5，延长AP交BC的延长线于点E，且∠ABP＝∠E，求AP⋅PE的值.8．如图，已知⊙O的半径为1，P是平面内一点.（1）如图①，若OP=2，过点P作⊙O的两条切线PE、PF，切点分别为E、F，连接EF.则∠EPO=°，EF=.（2）若点M、N是⊙O上两点，且存在∠MPN=90°，则规定点P为⊙O的“直角点”.①如图②，已知平面内有一点D，OD=2，试说明点D是⊙O②如图③，直线y=23x−29．如图如图①，已知矩形ABCD，AB=6，AD=8.点E从点B出发，沿边BC运动至点C停止.以DE为直径作⊙O，⊙O与对角线AC交于点F，连接FD，（1）如图②，当E运动至终点C时，求FDFE（2）试探究：在点E运动的过程中，FDFE（3）如图③，以FD，FE为边构造矩形DFEG，连接CG，求证：△ADF∽△CDG，并直接写出在这一运动过程中，点G所经过的路径长.10．【问题呈现】阿基米德折弦定理：阿基米德(arcℎimedes，公元前287−公元前212年，古希腊）是有史以来最伟大的数学家之一，他与牛顿、高斯并称为三大数学王子.如图1，AB和BC是⊙O的两条弦（即折线ABC是圆的一条折弦），BC>AB，点M是ABC的中点，则从M向BC所作垂线的垂足D是折弦ABC的中点，即CD=DB+BA.下面是运用“截长法”证明CD=DB+BA证明：如图2，在CD上截取CG=AB，连接MA、MB、MC和MG.∵M是ABC的中点，∴MA=MC，又∵∠A=∠C，BA=GC，∴△MAB≅△MCG，∴MB=MG，又∵MD⊥BC，∴BD=DG，∴AB+BD=CG+DG即CD=DB+BA.（1）【理解运用】如图1，AB、BC是⊙O的两条弦，AB=4，BC=6，点M是ABC的中点，MD⊥BC于点D，则BD=；（2）【变式探究】如图3，若点M是AC的中点，【问题呈现】中的其他条件不变，判断CD、DB、BA之间存在怎样的数量关系？并加以证明.（3）【实践应用】如图4，BC是⊙O的直径，点A圆上一定点，点D圆上一动点，且满足∠DAC=45°，若AB=6，⊙O的半径为5，则AD＝.11．综合与实践问题情境：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n°的扇形.工人在制作圆锥形物品时，通常要先确定扇形圆心角度数，再度量裁剪材料.（1）探索尝试：图1中，圆锥底面周长与其侧面展开图的弧长；（填“相等”或“不相等”）若r=3，l=9，则n=.（2）解决问题：为操作简便，工人希望能简洁求n的值，请用含r，l的式子表示n；（3）拓展延伸：图2是一种纸质圆锥形生日帽，AB=6cm，l=6cm，C是PB中点，现要从点A到点C再到点A之间拉一装饰彩带，求彩带长度的最小值.12．概念生成：定义：我们把经过三角形的一个顶点并与其对边所在直线相切的圆叫做三角形的“切接圆”，如图1，△ABC，⊙O经过点A，并与点A的对边BC相切于点D，则该⊙O就叫做△ABC的切接圆.根据上述定义解决下列问题：（1）已知，Rt△ABC中，∠BAC=90°，AB=6，BC=10.①如图2，若点D在边BC上，CD=254，以D为圆心，BD长为半径作圆，则⊙D是②在图3中，若点D在△ABC的边上，以D为圆心，CD长为半径作圆，当⊙D是Rt△ABC的“切接圆”时，求⊙D的半径（直接写出答案）.思维拓展（2）如图4，△ABC中，AB=12.AC=BC=10，把△ABC放在平面直角坐标系中，使点C落在y轴上，边AB落在x轴上.试说明：以抛物线y=116x13．数学兴趣小组在探究圆中图形的性质时，用到了半径是6的若干圆形纸片.（1）如图1，一张圆形纸片，圆心为O，圆上有一点A，折叠圆形纸片使得A点落在圆心O上，折痕交⊙O于B、C两点，求∠BAC的度数.（2）把一张圆形纸片对折再对折后得到如图扇形，点M是弧PQ上一动点.①如图2，当点M是弧PQ中点时，在线段OP、OQ上各找一点E、F，使得△EFM是等边三角形.试用尺规作出△EFM，不证明，但简要说明作法，保留作图痕迹.②在①的条件下，取△EFM的内心N，则ON=.③如图3，当M在弧PQ上三等分点S、T之间（包括S、T两点）运动时，经过兴趣小组探究都可以作出一个△EFM是等边三角形，取△EFM的内心N，请问ON的长度是否变化.如变化，请说明理由；如不变，请求出ON的长度.14．如图，小明所在学习兴趣小组在探究“如何测量环形花坛面积（阴影部分）”的方法，准备了下列工具：①卷尺；②直木条（足够长）；③T型尺（EF所在的直线垂直平分线段CD）.（1）在图1中，请你用T形尺的原理画出大圆圆心的示意图（保留画图痕迹，不写画法）.（2）如图2，小明说：“我只用一根直木条和一个卷尺就可以求出环形花坛的面积，具体做法如下：将直木条放留到与小圆相切，用卷尺量出此时直木条与大圆两交点G，H之间的距离，就可求出环形花坛的面积.”如果测得GH=6m，请你求出这个环形花坛的面积.15．操作探究题（1）已知AC是半圆O的直径，∠AOB=(180n)°（n是正整数，且n操作：如图1，分别将半圆O的圆心角∠AOB=(180n)°交流：当n=11时，可以仅用圆规将半圆O的圆心角∠AOB=(180n)°探究：你认为当n满足什么条件时，就可以仅用圆规将半圆O的圆心角∠AOB=(180（2）如图2，⊙o的圆周角∠PMQ=(2707)°．为了将这个圆的圆周

答案解析部分1．【答案】（1）解：∵△ABC1，△ABC2，∴S（2）解：连结OC、OD∵AD∥MN∴S△AON=∴S阴影=S（3）解：∵BD＝CD，BO＝CO，DO＝DO

∴△BDO≌△CDO

∴∠BDO＝∠CDO∴∠BDC＝∠BAC＝2∠BDO

∵∠ACO＝2∠BDO

∴∠BAC＝∠ACO∴CO∥AB∴∠ABO＝∠BOC，S连接AO，过点O作OH⊥AB于点H

∴BH=OB×cos∠ABO=5×cos∠BOC=5x，∴S（4）解：连结DF，BD，OD∵AB为直径，CD⊥AB于点P

∴弧CB＝弧BD，CP＝PD

∵CF＝CB

∴弧CF＝弧CB＝弧BD∴∠BFD＝∠CBF，弧FCB＝弧CBD∴BC∥DF，BF＝CD设EP＝a，则CD＝8a，PC＝PD＝4a，CE＝3a∵弧CF＝弧BD

∴∠DCB＝∠CBF

∴BE＝CE＝3a，

PB=∵BC∥DF∴S△CBF=∴12ED⋅PB=125a⋅22在Rt△ODP中，OP2+P则(r−4)2+(42)2．【答案】（1）60°；=；DC=DB+DA（2）解：2DA+DB=过A作AH⊥CD于H∵∠ADC=∠ABC，∴tan∠ADC=∴cos∠ADC=∴DH=∵AB是直径，∴∠ADB=90°∴∠AHC=∠ADB又∵∠ACH=∠ABD，∴△ACH∽△ABD∴AHAD=∵DH+CH=DC∴255（3）解：33．【答案】（1）4；2（2）解：如图1，点G落在边AC上，连接OG，过点G作GF⊥DE于点F．∵G为DE上靠近点D的三等分点，DE为直径，∴∠GOD=60°，在Rt△OGF中，∠GOD=60°，∴GF=OG⋅sin60°=3在Rt△GPF中，∠GPF=∠CPE=∠PCE=∠A=45°，∴PF=GF=3∴OP=PF−OF=3∴PE=OE−OP=2−(3∴CE=PE=3−3如图2，点G落在边BC上，∠GOE=180°−∠GOD=120°，∴∠OGC=360°−∠GOE−∠OEC−∠GCE=90°，∴BC是半圆O的切线，∴∠OCE=1在Rt△OCE中，CE=OE点G在△ABC的区域内部（包括边界）的时长为(3−3（3）解：①如图3，过点O作OP⊥RT，垂足为P，连接OR．在Rt△BPO中，∠OBP=30°，OB=9∴OP=5在Rt△OPR中，PR=O∴RT=2PR=39②3740π4．【答案】（1）①③（2）解：如图所示：∵直线l是⊙T的关联直线，∴直线l的临界状态是和⊙T相切的两条直线l1和l当临界状态是l1时，连接TM，则TM=1∵y=−x+b中，当x=0，y=b，当y=0，x=b，∴∠MNO=45°，∴△TMN为等腰直角三角形，∴TN=1∴ON=1+2∴点N(1+2同理可得当临界状态是l2时，点N(1−∴1−2≤点N的横坐标（3）解：−6≤ℎ<0或0<ℎ≤25．【答案】（1）证明：CF=∴∠CBF=∠CBE，又∵BC=BC，∴△BCF≌△BCEC(AAS)，∴BF=BE；（2）证明：如答图，连接AC，CE，BC．∵CF∥AB，∴∠BCF=∠ABC，∵CF=∴∠CBF=∠ABC，∴∠BCF=∠CBF，∴BF=CF，∴AC=∵AB是⊙O的直径，∴∠CAE=∠ABF=60°，∵CD⊥AB，AD=DE，∴∠CAE=∠CEA=60°，∴△ACE为等边三角形，∴AE=CE，∵∠CEA=∠ABF=60°，∴CE∥BF，又∵CF∥AB，BF=CF，∴四边形BECF为菱形，∴CE=BE，∴AE=BE，∴点E是AB的中点．6．【答案】（1）③（2）解：∵∠BAC=90°，AB=6，sinC=∴BC=ABsinC∴∠BED=∠DEC=90°，∵四边形ABED是“婆氏四边形”，∴AE⊥BD，∴AD=DE，AB=BE=6，设AD=DE=m，则DC=8-m，EC=10-6=4，在Rt△EDC中，根据勾股定理，DE2+EC2（3）解：①设AC，BD相交于点E如图所示∵∠DCA=12∠AOD∴∠DCA+∠BDC=1∴∠CED=90°，即AC⊥BD，又∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形，∴四边形ABCD是“婆氏四边形”；②如下图，作OM，ON分别垂直与AD，BC，∴AM=12AD∴∠AOM+∠OAM=90°，∵OA=OB=OC=OD，∴∠AOM=12∠AOD∵∠BOC+∠AOD=180°，∴∠AOM+∠BON=90°，∴∠OAM=∠BON，在△OAM和△BON中∵∠AMO=∠BNO=90°∴△OAM≌△BON（AAS），∴ON=AM=1∵AD+BC=4设ON=AM=n，则AD=2n，BC=4−2n，BN=2−n，在Rt△BON中，OB=O当n=1时，取得最小值2，即⊙O半径的最小值为2.7．【答案】（1）证明：∵AB＝AC，∴AB=∴∠ABC＝∠APB，∵∠PAC＝∠PBC，∠PCA＝∠PBA，∴∠PAC＋∠PCA＝∠ABC，∴∠APB＝∠PAC＋∠PCA.（2）解：延长BP至点D，使得PD＝PC，∵若点P为AC的中点，∴AP=∴AP＝CP，∠PAC＝∠PBA＝∠PCA，∴AP＝DP，∠APB＝2∠PBA，∴∠PAD＝∠D，∴∠APB=2∠PAD＝2∠D，∴∠PBA＝∠PAD＝∠D，∴AD＝AB＝6，∵∠D＝∠D，∴△ADP∽△BDA，∴AD∴6AP+5∴AP=−9（舍去）或AP=4.∴PA的值为4.（3）解：连结OC，OP，过点C作CH⊥BP于点H，∵OC＝OP＝5＝CP，∴△OCP为等边三角形，∴∠PBC=1∵BC＝6，∴CH=12BC=3∴PH=P∴BP=4+33∵∠E＝∠ABP，∠BAP＝∠PCE，∴△ABP∽△CEP，∴APCP∴AP⋅PE=PB⋅CP=20+1538．【答案】（1）30；3（2）解：①过点D作⊙O的两条切线DE、DF，切点分别为E、F，在Rt△DEO中，OD=2，∴sin∴∠EDO=45°，同理可得∠FDO=45°，∴∠FDE=90°，∴点D是⊙O的“直角点”；②∵直线y=2∴x=0时，y=−2；y=0时，x=3，∴A(3，0)、∴OA=3，OB=2，∴AB=O由①可知，⊙O的“直角点”是以O为圆心，2r如图，设半径为r的圆的圆心为M，∵线段AB上所有点都是⊙M的“直角点”，∴AB在以M为圆心，2r若⊙M半径r最小，则AB为直径，圆心M为AB中点，AM=2∴M(32，9．【答案】（1）解：如图②，∵DE为⊙O直径，∴∠DFE=90°.∵四边形ABCD是矩形，∴∠ADE=90°=∠DFE，又∵∠DEF=∠AED，∴△DEF∽△AED，∴FDEF（2）解：FDFE如图①，连接OC，∵四边形ABCD是矩形，∴∠DCE=90°，又∵OE=OD，∴OC=OD=OE，∴点C在⊙O上.∵在⊙O中，FD=∴∠FED=∠FCD.在Rt△ADC中，tan∠ACD=∵DE为直径，∴∠DFE＝90°，∴在Rt△DFE中，tan∠FED=（3）解：∵四边形DFEG是矩形，∴由（2）得，DFDG∴DFDG∵∠ADC＝∠FDG＝90°，∴∠ADC−∠FDC＝∠FDG−∠FDC，即∠ADF＝∠CDG，∴△ADF∽△CDG.点G所经过的路径长24510．【答案】（1）1（2）解：DB=CD+BA.证明：在DB上截取BG=BA，连接MA、MB、MC、MG，∵M是弧AC的中点，∴AM=MC，∠MBA=∠MBG，又MB=MB，∴△MAB≅△MGB(SAS)，∴MA=MG，∴MC=MG，又DM⊥BC，∴DC=DG，∴AB+DC=BG+DG，即DB=CD+BA.（3）72或11．【答案】（1）相等；120°（2）解：由圆锥的底面周长等于扇形BOB得：2πr=∴n=（3）解：∵l=6，r=3，∴n=360×3∴圆锥的侧面展开后可得到的扇形圆心角为180°∴∠∵P∴PC=∴在Rt△APC中，A′∴彩带长度的最小值为212．【答案】（1）解：①是，理由如下：过点D作DE⊥AC，交AC于点E，∵∠BAC=90°，AB=6，BC=10，∴DE∥AB，BC=A∴△CED∽△CAB，∴DEAB∴DE=5∵BD=BC−CD=