知识点挑题 - 初中数学 - 优优班--学霸训练营

1．综合与实践：“四扇纸风车”的制作
阅读“四扇纸风车”的制作过程，解决下列问题：“四扇纸风车”是如何制作的呢？如图1，首先，裁剪一块边长为12cm的正方形纸张；将花纹面朝下，使用你的尺子，画两条对角线（或沿其对角线对折）；找到对角线的交点O，用按钉按下做个标记；在被交点O所分成的四条线段上靠近交点O的三等分点处分别做标记；如图2，然后由正方形的每个角开始延对角线剪开，到记号处停下；这样就有8个可折叠的角，将不相邻的四个角（不相邻指两角中间隔一角）折向中心；再用铁丝或钉子把它固定在一根木棍上就制作好了．

任务一：
（1）如图2是制作过程中在对角线上做好标记的示意图，请求出正方形每个角处沿对角线剪开的长度；
（2）求出标记点E到正方形ABCD的顶点B的距离．
任务二：
若将“距交点O的
2
3
处做标记”改为“距交点O的
1
2
处做标记”并将不相邻的四个角折叠、压平，使角的顶点与交点O重合，其余条件不变．
（1）请在图3中，把“四扇纸风车”的示意图补充完整，并将重叠部分图上阴影；
（2）求出（1）中补充完整后的“四扇纸风车”示意图中重叠部分的面积．

难度：中等

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2．（2016•长春模拟）如图，在矩形ABCD中，BC=1，将矩形ABCD绕点D逆时针旋转45°，得到矩形A′B′C′D′，点B′恰好落在BC的延长线上，边A′B′交边CD于点E．
（1）求证：B′C=BC．
（2）保持矩形A′B′C′D′不动，将矩形ABCD沿射线BB′方向以每秒1个单位的速度平移，设平移时间为t秒．
①当矩形ABCD与矩形A′B′C′D′重叠部分为四边形时，求重叠部分的面积为S与t之间的函数关系式．
②点A′关于AB的对称点记作点F，直接写出直线DF与矩形A′B′C′D′的边平行时t的值．

难度：中等

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3．（2016•萧山区模拟）如图，△ABC和△DEF均是边长为4的等边三角形，△DEF的顶点D为△ABC的一边BC的中点，△DEF绕点D旋转，且边DF、DE始终分别交△ABC的边AB、AC于点H、G，图中直线BC两侧的图形关于直线BC成轴对称．连结HH′、HG、GG′、H′G′，其中HH′、GG′分别交BC于点I、J．
（1）求证：△DHB∽△GDC；
（2）设CG=x，四边形HH′G′G的面积为y，
①求y关于x的函数解析式和自变量x的取值范围．
②求当x为何值时，y的值最大，最大值为多少？

难度：中等

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4．如图1，点O为正方形ABCD的中心．
（1）将线段OE绕点O逆时针方向旋转90°，点E的对应点为点F，连结EF，AE，BF，请依题意补全图1（用尺规作图，保留作图痕迹，不要求写作法）；
（2）根据图1中补全的图形，猜想并证明AE与BF的关系；
（3）如图2，点G是OA中点，△EGF是等腰直角三角形，H是EF的中点，∠EGF=90°，AB=8，GE=4，△EGF绕G点逆时针方向旋转α角度，请直接写出旋转过程中BH的最大值．

难度：中等

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5．如图，四边形ABCD是边长为2，一个锐角等于60°的菱形纸片，小芳同学将一个三角形纸片的一个顶点与该菱形顶点D重合，按顺时针方向旋转三角形纸片，使它的两边分别交CB、BA（或它们的延长线）于点E、F，∠EDF=60°，当CE=AF时，如图1小芳同学得出的结论是DE=DF．
（1）继续旋转三角形纸片，当CE≠AF时，如图2小芳的结论是否成立？若成立，加以证明；若不成立，请说明理由；
（2）再次旋转三角形纸片，当点E、F分别在CB、BA的延长线上时，如图3请直接写出DE与DF的数量关系；
（3）在（2）的条件下连EF，若△DEF的面积为y，BE=x，求y与x的关系式．

难度：中等

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6．问题情境：矩形ABCD中，∠ACB=30°，将一块直角三角板的直角顶点P放在两对角线的交点处，以点P为旋转中心转动三角板，并保证三角板的两直角边分别与边AB、BC所在的直线相交，交点为E、F．

探究1：如图1，当PE⊥AB，PF⊥BC时，则
PE
PF
= ；
探究2：如图2，在（1）的基础上，将三角板绕点P逆时针旋转，旋转角为α，（0°＜α＜60°），试求
PE
PF
的值．
探究3：在（2）的基础上继续旋转，当60°＜α＜90°时，将顶点P在AC上移动且使
AP
PC
=
1
2
时，如图3，试求
PE
PF
的值．

难度：较难

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7．如图，在△ABC中，BE⊥AC于点E，AD⊥BC于点D，连接DE．
（1）如图1，若AD=3，AB=BC=5，求ED的长；
（2）如图2，若∠ABC=45°，求证：CE+EF=
2
ED；
（3）如图3，若∠ABC=45°，现将△ADC沿AC边翻折得到△AGC，连接EG、DG．猜想线段AE、DG、BE之间的数量关系，写出关系式，并证明你的结论．

难度：较难

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8．某研究性学习小组在探究矩形的折纸问题时，将一块直角三角板的直角顶点绕着矩形ABCD（AB＜BC）的对角线交点O旋转（如图①→②→③），图中M、N分别为直角三角板的直角边与矩形ABCD的边CD、BC的交点．
（1）该学习小组中一名成员意外地发现：在图①（三角板的一直角边与OD重合）中，BN²=CD²+CN²；在图③（三角板的一直角边与OC重合）中，BN、CN、CD之间的关系．
（2）试探究图②中BN、CN、CM、DM这四条线段之间的关系，写出你的结论，并说明理由．
（3）若AB=8，BC=10，是否存在某一旋转位置，使得CM+CN等于
44
5
？若存在，请求出此时DM的长；若不存在，请说明理由．

难度：较易

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9．观察思考
有一张三角形纸片ABC，∠ACB=90°，AC=8cm，BC=6cm，沿斜边AB的中线CD把这张纸片剪成△AC₁D₁和△BC₂D₂两个三角形，如图1所示，将纸片△AC₂D₂沿D₂B的方向平移（点A，D₂，D₁，B始终在同一条直线上），当点D₂与点B重合时，停止平移．
解决问题
在平移过程中（如图2所示），设C₂D₂与BC₂交于点E，与C₂D₂交于点F，试判断四边形FD₂D₁E可能是菱形吗？请求出平移的距离；如果不可能，请说明理由；
拓展延伸
现又有一张平行四边形纸片ABCD，AB=10cm，AD=6cm，BD=8cm，沿对角线BD把这张纸片剪成△AB₁D₁和△AB₂D₂两个三角形，如图3所示，将△AB₂D₂沿AB₁方向平移，在平移过程中点B₂始终在AB₁上，AB₁与CD₂始终保持平行，当点A于点B₂重合时，停止平移，在平移过程中（如图4所示），AD₁与B₂D₂交于点E，B₂C与B₁D₁交于点F，四边形B₂FD₂E是什么四边形？判断并说明理由．
迁移应用
在图4中，四边形B₂FD₂E的面积有可能是13cm²吗？判断并说明理由．

难度：较难

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10．如图1，在△ACB和△AED中，AC=BC，AE=DE，∠ACB=∠AED=90°，点E在AB上，点D在AC上．
（1）若F是BD的中点，求证：CF=EF；
（2）将图1中的△AED绕点A顺时针旋转，使AE恰好在AC上（如图2）．若F为BD上一点，且CF=EF，求证：BF=DF；
（3）将图1中的△AED绕点A顺时针旋转任意的角度（如图3）．若F是BD的中点．探究CE与EF的数量关系，并证明你的结论．

难度：较易

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