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深中南山創(chuàng)新學(xué)校2023-2024學(xué)年第一學(xué)期九年級(jí)12月月考數(shù)學(xué)試卷一、選擇題(每題3分,共30分)1.如圖,在⊙O中,∠A=30°,劣弧的度數(shù)是()A.30°B.60°C.90°D.120°2.如圖,⊙O是△ABC的外接圓,∠BAC=45°,若⊙O的半徑為6,則弦BC的長(zhǎng)為()A.6B.C.D.3.如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=6,⊙O是△ABC的內(nèi)切圓,則陰影部分面積是()A.2B.πC.4-πD.π-24.如圖,已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a、b、c為常數(shù),且a≠0)的圖象頂點(diǎn)為P(1,m),經(jīng)過點(diǎn)A(2,1).有以下結(jié)論:①a<0;②abc>0;③4a+2b+c<1;④x>1時(shí),y隨x的增大而減??;⑤對(duì)于任意實(shí)數(shù)t,總有at2+bt≤a+b.其中正確的有()A.①②③B.②③④C.③④⑤D.①④⑤5.如圖,在同一平面直角坐標(biāo)系中,二次函數(shù)y=ax2+c(a≠0)與一次函數(shù)y=ax+c(a≠0)的圖象大致是()A.B.C.D.6.如圖1是蓮花山景區(qū)一座拋物線形拱橋,按圖2所示建立平面直角坐標(biāo)系,得到拋物線解析式為,正常水位時(shí)水面寬AB為36m,當(dāng)水位上升5m時(shí)水面寬CD為()A.10mB.12mC.24mD.48m7.下列四個(gè)命題中不正確的是()A.直徑是弦B.三角形的外心到三角形三個(gè)頂點(diǎn)的距離都相等C.頂點(diǎn)在圓周上的角是圓周角D.半徑相等的兩個(gè)半圓是等弧8.對(duì)于二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0),規(guī)定函數(shù)是它的相關(guān)函數(shù).已知點(diǎn)M,N的坐標(biāo)分別為,,連接MN,若線段MN與二次函數(shù)y=-x2+4x+n的相關(guān)函數(shù)的圖象有兩個(gè)公共點(diǎn),則n的取值范圍為()A.-3<n≤-1或B.-3<n<-1或C.n≤-1或D.-3<n<-1或n≥19.如圖,⊙O是等邊三角形ABC的內(nèi)切圓,半徑為r,EF是⊙O的切線,△AEF的內(nèi)切圓⊙P切EF于點(diǎn)N,半徑為,則()A.B.C.D.10.一個(gè)水杯豎直放置時(shí)的縱向截面如圖1所示,其左右輪廓線AC,BD都是同一條拋物線的一部分,AB,CD都與水面桌面平行,已知水杯底部AB寬為,水杯高度為12cm,當(dāng)水面高度為6cm時(shí),水面寬度為.如圖2先把水杯盛滿水,再將水杯繞A點(diǎn)傾斜倒出部分水,如圖3,當(dāng)傾斜角∠BAF=30°時(shí),杯中水面CE平行水平桌面AF.則此時(shí)水面CE的值是()A.B.12cmC.D.14cm二、填空題(每題3分,共15分)11.如圖,△ABC的頂點(diǎn)都在邊長(zhǎng)相等的小正方形的頂點(diǎn)上,則sin∠BAC等于_______.12.如圖,正六邊形ABCDEF的邊長(zhǎng)為2,以A為圓心,AC的長(zhǎng)為半徑畫弧,得,連接AC,AE,則圖中陰影部分的面積為_______.13.如圖,是一個(gè)半圓和拋物線的一部分圍成的“芒果”.已知點(diǎn)A、B、C、D分別是“芒果”與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),AB是半圓的直徑,拋物線的解析式為y=x2+b,若AB長(zhǎng)為4,則圖中CD的長(zhǎng)為_______.14.如圖,⊙O的直徑CD=10,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足為M,若MC=2,則AB的長(zhǎng)為_______.15.如圖,點(diǎn)A、B、O是單位為1的正方形網(wǎng)格上的三個(gè)格點(diǎn),⊙O的半徑為OA,點(diǎn)P是優(yōu)弧的中點(diǎn),則△APB的面積為_______.三、解答題(共55分)16.(6分)計(jì)算:(1)sin230°+2sin60°+tan45°+cos230°;(2).17.(6分)如圖,與斜坡CE垂直的太陽(yáng)光線照射立柱AB(與水平地面BF垂直)形成的影子,一部分落在地面上,另一部分落在斜坡上.若BC=2米,CD=8米,斜坡的坡角∠ECF=30°.請(qǐng)解決下列問題,如果結(jié)果有根號(hào)請(qǐng)保留根號(hào).(1)求點(diǎn)D到地面的距離;(2)求立柱AB的高為多少米.18.(8分)【深度閱讀】蘇格蘭哲學(xué)家托馬斯?卡萊爾(1795-1881)曾給出了一元二次方程x2+bx+c=0的幾何解法:如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)A(0,1),B(-b,c),以AB為直徑作⊙P.若⊙P交x軸于點(diǎn)M(m,0),N(n,0),則m,n為方程x2+bx+c=0的兩個(gè)實(shí)數(shù)根.【自主探究】(1)由勾股定理得,AM2=12+m2,BM2=c2+(-b-m)2,AB2=(1-c)2+b2,在Rt△ABM中,AM2+BM2=AB2,所以12+m2+c2+(-b-m)2=(1-c)2+b2.化簡(jiǎn)得:m2+bm+c=0.同理可得:_______.所以m,n為方程x2+bx+c=0的兩個(gè)實(shí)數(shù)根.【遷移運(yùn)用】(2)在圖2中的x軸上畫出以方程x2-3x-2=0兩根為橫坐標(biāo)的點(diǎn)M,N.(3)已知點(diǎn)A(0,1),B(4,-3),以AB為直徑作⊙C.判斷⊙C與x軸的位置關(guān)系,并說明理由.【拓展延伸】(4)在平面直角坐標(biāo)系中,已知兩點(diǎn)A(0,a),B(-b,c),若以AB為直徑的圓與x軸有兩個(gè)交點(diǎn)M,N,則以點(diǎn)M,N的橫坐標(biāo)為根的一元二次方程是_______.19.(9分)如圖,AB是⊙O的直徑,E,C是⊙O上兩點(diǎn),且,連接AE,AC.過點(diǎn)C作CD⊥AE交AE的延長(zhǎng)線于點(diǎn)D.(1)判定直線CD與⊙O的位置關(guān)系,并說明理由;(2)連接BE和OC交于點(diǎn)F,若AB=4,∠BAC=30°,①求證:四邊形DEFC是矩形;②求圖中陰影部分的面積.20.(9分)一名身高為1.8m的籃球運(yùn)動(dòng)員甲在距籃筐(點(diǎn)B)水平距離4m處跳起投籃籃球準(zhǔn)確落入籃筐,已知籃球的運(yùn)動(dòng)路線是拋物線,籃球在運(yùn)動(dòng)員甲頭頂上方0.25m處(點(diǎn)A)出手,籃球在距離籃筐水平距離為1.5m處達(dá)到最大高度3.5m,以水平地面為x軸,籃球達(dá)到最大高度時(shí)的鉛直方向?yàn)閥軸,建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系.(1)求籃球運(yùn)動(dòng)路線(拋物線)的函數(shù)解析式;(2)求籃球出手時(shí),運(yùn)動(dòng)員甲跳離地面的高度是多少米?(3)已知運(yùn)動(dòng)員乙跳離地面時(shí),最高能摸到3.3m,運(yùn)動(dòng)員乙在運(yùn)動(dòng)員甲與籃筐之間的什么范圍內(nèi)能在空中截住球?21.(8分)如圖1,某款線上教學(xué)設(shè)備由底座,支撐臂AB,連桿BC,懸臂CD和安裝在D處的攝像頭組成.如圖2是該款設(shè)備放置在水平桌面上的示意圖.已知支撐臂AB⊥l,AB=18cm,BC=40cm,CD=44cm,固定∠ABC=148°,可通過調(diào)試懸臂CD與連桿BC的夾角提高拍攝效果.(1)當(dāng)懸臂CD與桌面l平行時(shí),∠BCD=_______;(2)問懸臂端點(diǎn)C到桌面l的距離約為多少?(3)已知攝像頭點(diǎn)D到桌面l的距離為30cm時(shí)拍攝效果較好,那么此時(shí)懸臂CD與連桿BC的夾角∠BCD的度數(shù)約為多少?(參考數(shù)據(jù):sin58°≈0.85,cos58°≈0.53,tan58°≈1.60)22.(9分)如圖1,已知拋物線y=ax2-4ax+c(a≠0)的圖象經(jīng)過點(diǎn)A(1,0),B(m,0),C(0,-3),過點(diǎn)C作CD∥x軸交拋物線于點(diǎn)D,點(diǎn)P是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接PD,設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為n.(1)填空:m=_______,a=_______,c=_______;(2)如圖1,若點(diǎn)P在x軸上方的拋物線上運(yùn)動(dòng),連接OP,當(dāng)四邊形OCDP面積最大時(shí),求n的值;(3)如圖2,若點(diǎn)Q在拋物線的對(duì)稱軸l上,連接PQ、DQ,是否存在點(diǎn)P使△PDQ為等腰直角三角形?若存在,直接寫出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
深中南山創(chuàng)新學(xué)校九年級(jí)12月月考數(shù)學(xué)試卷參考答案與試題解析一、選擇題(共10小題)1.【解答】解:連接OB.∵OA=OB,∴∠A=∠B=30°,∴∠AOB=180°-30°-30°=120°,∴的度數(shù)為120°.故選:D.2.【解答】解:∵⊙O是△ABC的外接圓,∠BAC=45°,∴∠BOC=2∠BAC=90°,∵OB=OC=6,∴△OBC是等腰直角三角形,∴.故選:B.3.【解答】解:Rt△ABC中,AC=8,BC=6,∴,∴,C△ABC=AC+BC+AB=24,∴內(nèi)切圓半徑,∴S圓=πr2=π,設(shè)⊙O與AC切于點(diǎn)D,與BC切于點(diǎn)E,連接OD、OE,則四邊形ODCE為正方形,∴.故選:C.4.【解答】解:①由拋物線的開口方向向下,則a<0,故①正確;②∵拋物線的頂點(diǎn)為P(1,m),∴,b=-2a,∵a<0,∴b>0,∵拋物線與y軸的交點(diǎn)在正半軸,∴c>0,∴abc<0,故②錯(cuò)誤;③∵拋物線經(jīng)過點(diǎn)A(2,1),∴1=a?22+2b+c,即4a+2b+c=1,故③錯(cuò)誤;④∵拋物線的頂點(diǎn)為P(1,m),且開口方向向下,∴x>1時(shí),y隨x的增大而減小,即④正確;⑤∵a<0,∴at2+bt-(a+b)=at2-2at-a+2a=at2-2at+a=a(t2-2t+1)=a(t-1)2≤0,∴at2+bt≤a+b,則⑤正確故選:D.5.【解答】解:A、由拋物線可知,a<0,由直線可知,a>0,不一致;B、由拋物線可知,a>0,由直線可知,a<0,不一致;都過點(diǎn)(0,c),正確;C、由拋物線可知,a<0,由直線可知,a<0,不交于y軸同一點(diǎn),不一致;D、由拋物線可知,a>0,由直線可知,a>0,都過點(diǎn)(0,c),一致;故選:D.6.【解答】解:∵AB=36米,∴當(dāng)x=18時(shí),,當(dāng)水位上升5米時(shí),y=-4,把y=-4代入拋物線表達(dá)式得:,解得x=±12,此時(shí)水面寬CD=24(m),故選:C.7.【解答】解:A.直徑是弦,直徑是圓中最長(zhǎng)的弦,因此選項(xiàng)A不符合題意;B.三角形的外心是三角形三條邊中垂線的交點(diǎn),因此三角形的外心到三角形三個(gè)頂點(diǎn)的距離都相等,因此選項(xiàng)B不符合題意;C.頂點(diǎn)在圓上,兩邊與圓還有另一個(gè)交點(diǎn)的角是圓周角,因此選項(xiàng)C符合題意;D.半徑相等的兩個(gè)半圓,放在一起能完全重合,因此是等弧,所以選項(xiàng)D不符合題意.故選:C.8.【解答】解:如圖1所示:線段MN與二次函數(shù)y=-x2+4x+n的相關(guān)函數(shù)的圖象恰有1個(gè)公共點(diǎn).所以當(dāng)x=2時(shí),y=1,即-4+8+n=1,解得n=-3.如圖2所示:線段MN與二次函數(shù)y=-x2+4x+n的相關(guān)函數(shù)的圖象恰有3個(gè)公共點(diǎn).∵拋物線y=x2-4x-n與y軸交點(diǎn)縱坐標(biāo)為1,∴-n=1,解得:n=-1.∴當(dāng)-3<n≤-1時(shí),線段MN與二次函數(shù)y=-x2+4x+n的相關(guān)函數(shù)的圖象恰有2個(gè)公共點(diǎn).如圖3所示:線段MN與二次函數(shù)y=-x2+4x+n的相關(guān)函數(shù)的圖象恰有3個(gè)公共點(diǎn).∵拋物線y=-x2+4x+n經(jīng)過點(diǎn)(0,1),∴n=1.如圖4所示:線段MN與二次函數(shù)y=-x2+4x+n的相關(guān)函數(shù)的圖象恰有2個(gè)公共點(diǎn).∵拋物線y=x2-4x-n經(jīng)過點(diǎn),∴,解得:.∴時(shí),線段MN與二次函數(shù)y=-x2+4x+n的相關(guān)函數(shù)的圖象恰有2個(gè)公共點(diǎn).綜上所述,n的取值范圍是-3<n≤-1或,故選:A.9.【解答】解:設(shè)AB與⊙O、⊙P的切點(diǎn)分別是Q、G,AC與⊙O、⊙P的切點(diǎn)分別是T、S,連接OQ、PG、OM、OA、PS、OT,過O作OH垂直于PN,垂足為H,則AG=AS,EG=EN,F(xiàn)S=FN,EQ=EM,F(xiàn)M=FT,F(xiàn)M=FT,AQ=AT,∵OQ=OT,OQ⊥AB,OT⊥AC,∴AO是∠BAC的角平分線,∵PG=PS,PG⊥AB,PS⊥AC,∴P在OA上,在Rt△APG中,,∴①,Rt△AOQ中,,∴AE+AF+EF=AE+AF+EM+FM=AE+AF+EQ+FT=AQ+AT=2AQ=②,②-①得,∴,∵∠OMN=∠MNH=∠NHO=90°,∴四邊形OMNH是矩形,∴MN=OH,NH=MO,Rt△POH中,,,∴,∴,∴,故選:D.10.【解答】解:如圖,以AB的中點(diǎn)為原點(diǎn),直線AB為x軸,線段AB的中垂線為y軸,建立平面直角坐標(biāo)系,由題意得:,設(shè)拋物線的解析式為:y=ax2+b,將代入,得,解得,∴,當(dāng)y=12時(shí),,解得,∴,根據(jù)題意可知,∠DCE=∠BAF=30°,設(shè)BE與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)P,CD與y軸交于點(diǎn)Q,在Rt△OPQ中,,∠PCQ=30°,∴PQ=4cm,∴PO=8cm,∴P(0,8),∴直線CE的解析式為:y=kx+m,將,P(0,8),代入,得,解得,∴直線CE的解析式為:,令,解得或,∴點(diǎn)E的橫坐標(biāo)為,當(dāng)時(shí),,∴.∴,故選:D.二.填空題(共5小題)11.【解答】解:過點(diǎn)C作CD⊥AB,交AB于點(diǎn)D,假設(shè)小正方形的邊長(zhǎng)為1,∵CD⊥AB,∴∠BDC=90°,∵∠BEA=90°,∠DBC=∠EBA,∴△BDC∽△BEA,∴,∵BC=2,,AE=2,∴,∵,∴,故答案為:.12.【解答】解:∵正六邊形ABCDEF的邊長(zhǎng)為2,∴AB=BC=2,,∵∠ABC+∠BAC+∠BCA=180°,∴,過B作BH⊥AC于H,∴AH=CH,,在Rt△ABH中,,∴,同理可證,∠EAF=30°,∴∠CAE=∠BAF-∠BAC-∠EAF=120°-30°-30°=60°,∴,∴圖中陰影部分的面積為2π,故答案為:2π.13.【解答】解:∵AB長(zhǎng)為4,AB是半圓的直徑,∴A點(diǎn)坐標(biāo)為(-2,0),B點(diǎn)坐標(biāo)為(2,0),將B點(diǎn)坐標(biāo)(2,0)代入拋物線的解析式為y=x2+b,得,22+b=0,解得b=-4,∴拋物線解析式為y=x2-4,當(dāng)x=0時(shí),y=-4,∴C點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-4),∴OC=4,∵,∴CD=OC+OD=4+2=6,故答案為:6.14.【解答】解:連接OA,∵直徑CD=10,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,∴AM=BM,∵M(jìn)C=2,∴(5-2)2+AM2=52,解得:AM=4,∴AB=2AM=8,故答案為:8.15.【解答】解:過點(diǎn)B作BC⊥PA于點(diǎn)C,∵點(diǎn)P是優(yōu)弧的中點(diǎn),∴PA=PB,∵∠AOB=90°,,∴△PBC是等腰直角三角形,∴PC=BC,設(shè)PC=x,則,∴,∵AB2=AC2+BC2,,∴,解得:,∴.故答案為:.三、解答題(共7小題)16.計(jì)算:【解答】解:(1)原式.(2)原式.17.【解答】解:(1)如圖,過點(diǎn)D作DH⊥BF于點(diǎn)H,則DH的長(zhǎng)是點(diǎn)D到地面的距離,∴∠DHC=90°,在Rt△CDH中,∠DHC=90°,∠DCH=30°,CD=8米,則(米),答:點(diǎn)D到地面的距離是4米;(2)如圖,延長(zhǎng)AD交BF于點(diǎn)G,在Rt△CDG中,∠CDG=90°,∠DCG=30°,CD=8米,則(米),∠CGD=60°,∴米,∴米,答:立柱AB的高為米.18.【解答】解:(1)AN2=12+n2,BN2=c2+(-b-n)2,AB2=(1-c)2+b2,在Rt△ABM中,AN2+BN2=AB2,∴12+n2+c2+(-b-n)2=(1-c)2+b2,化簡(jiǎn)得:n2+bm+c=0,故答案為:n2+bn+c=0;(2)先在坐標(biāo)系內(nèi)找到A(0,1),B(3,-2),連接AB,分別A,B為圓心,以大于為半徑畫弧,連接兩弧的交點(diǎn)與AB交于點(diǎn)P,以P為圓心,以AB為直徑畫圓,圓與x軸的交點(diǎn)即為M,N點(diǎn).如圖所示:(3)由題意得:x2-4x-3=0,∴Δ=b2-4ac=(-4)2-4×1×(-3)=28>0,∴方程x2-4x-3=0有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,∴⊙C與x軸有兩個(gè)交點(diǎn),即⊙C與x軸相交;(4)由題意得,以AB為直徑的圓與交x軸有兩個(gè)交點(diǎn)M、N,則以點(diǎn)M、N的橫坐標(biāo)為根的一元二次方程是x2+bx+ac=0.故答案為:x2+bx+ac=0.19.【解答】(1)解:直線CD與⊙O相切,理由:連接OC,∵,∴∠CAD=∠BAC,∵OA=OC,∴∠BAC=∠ACO,∴∠CAD=∠ACO,∴AD∥OC,∵AD⊥CD,∴OC⊥CD,∵OC是⊙O的半徑,∴CD是⊙O的切線;(2)①證明:∵,∴OC⊥CE,BF=EF,∵AB是⊙O的直徑,∴∠AEB=90°,∴∠FED=∠D=∠EFC=90°,∴四邊形DEFC是矩形;②解:∵,∴∠COE=∠BOC=2∠BAC=60°,在Rt△OEF中,,∴∠OEF=90°-∠COE=30°,∴,∴CF=OC-OE=1=DE,∴,∴,,∴圖中陰影部分的面積.20.【解答】解:(1)∵拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(0,3.5),∴設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+3.5.由題意可知,拋物線上的點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1.5,3.05).∴2.25a+3.5=3.05,解得a=-0.2,∴拋物線的解析式為y=-0.2x2+3.5;(2)設(shè)籃球出手時(shí),運(yùn)動(dòng)員甲跳離地面的高度為hm.4-1.5=2.5(m),0.25+1.8=2.05(m).由題意可得點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-2.5,2.05+h),∴2.05+h=-0.2×(-2.5)2+3.5,∴h=0.2(m).∴籃球出手時(shí),運(yùn)動(dòng)員跳離地面的高度是0.2m;(3)由題意可得出:y=3.3,則3.3=-0.2x2+3.5,解得:x1=1,x2=-1,∴2.5-1=1.5(m),1.5-1=0.5(m)∴乙在距離甲1.5米以內(nèi)或離籃板0.5米以內(nèi)能在空中截住球.21.【解答】解:(1)過點(diǎn)B作直線MN∥l,∵CD∥l,∴∠ABN=90°,∵M(jìn)B∥l,∴MN∥CD,∴∠BCD=∠CBN=148°-90°=58°.故答案為:58°.(2)過點(diǎn)C作CF⊥l,垂足為F,過點(diǎn)B作BN⊥CF,垂足為N,過點(diǎn)D作DM⊥CF,垂足為M,設(shè)DM與BC交于點(diǎn)G,則FN=AB=18cm,BN=AF,DM=EF,DE=MF,∠ABN=90°,DM∥l,∵∠ABC=148°,∴∠CBN=∠ABC-∠ABN=148°-90°=58°,在Rt△CBN中,BC=40cm,∴CN=30?sin58°≈40×0.85=34(cm),∴CF=CN+NF=34+18=52,∴懸臂端點(diǎn)C到桌面l的距離約為52cm.(3)過點(diǎn)D作DM⊥CF,垂足為M,設(shè)DM與BC交于點(diǎn)G,則FN=AB=18cm,BN=AF,DM=EF,DE=MF,∠ABN=90°,DM∥l,∵攝像頭點(diǎn)D到桌面l的距離為30cm,∴MF=30cm,∴CM=CF-MF=52-30=22cm,在Rt△CDM中,CD=44cm,CM=22cm,∴,∴∠CDM=30°,∠DCM=60°,在Rt△CBN中,∠CBN=58°,∴∠BCN=32°,∴∠BCD=∠DCM-∠BCN=60°-32°=28°.22.【解答】解:(1)將點(diǎn)A(1,0),C(0,-3)代入y=ax2-4ax+c得,,解得,∴拋物線的解析式:y=-x2+4x-3,y=0,則0=-x2+4x-3,解得x=3或1,∴B(3,0),∴m=3,故答案為:3,-1,-3;(2)連接PC,∵C(0,-3),CD∥x軸交拋物線于點(diǎn)D
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