备战中考数学一模试题分类汇编——圆的综合综合及答案解析

一、圆的综合真题与模拟题分类汇编（难题易错题）
1．已知▱ABCD的周长为26，∠ABC=120°，BD为一条对角线，⊙O内切于△ABD，E，F，G 为切点，已知⊙O的半径为3．求▱ABCD的面积．
【答案】203
【解析】
【分析】
首先利用三边及⊙O的半径表示出平行四边形的面积，再根据题意求出AB+AD=13，然后利用切线的性质求出BD的长即可解答.
【详解】
设⊙O分别切△ABD的边AD、AB、BD于点G、E、F；
平行四边形ABCD的面积为S；
则S=2S△ABD=2×1
2
(AB·OE+BD·OF+AD·OG)=3（AB+AD+BD）；
∵平行四边形ABCD的周长为26，
∴AB+AD=13，
∴S=3(13+BD)；连接OA；
由题意得：∠OAE=30°，
∴AG=AE=3；同理可证DF=DG，BF=BE；
∴DF+BF=DG+BE=13﹣3﹣3=7，
即BD=7，
∴S=3（13+7）=203．
即平行四边形ABCD的面积为203．
2．已知：如图，△ABC中，AC=3，∠ABC=30°．
（1）尺规作图：求作△ABC的外接圆，保留作图痕迹，不写作法；
（2）求（1）中所求作的圆的面积．
【答案】（1）作图见解析；（2）圆的面积是9π．
【解析】
试题分析：（1）按如下步骤作图：①作线段AB的垂直平分线；②作线段BC的垂直平分线；③以两条垂直平分线的交点O为圆心，OA长为半圆画圆，则圆O即为所求作的圆．如图所示（2）要求外接圆的面积，需求出圆的半径，已知AC＝3，如图弦AC所对的圆周角是∠ABC=30°，所以圆心角∠AOC=60°，所以∆AOC是等边三角形，所以外接圆的半径是3
故可求得外接圆的面积．
（2）连接OA，OB．
∵AC=3，∠ABC=30°，
∴∠AOC=60°，
∴△AOC是等边三角形，
∴圆的半径是3，
∴圆的面积是S=πr2=9π．
3．如图所示，以Rt△ABC的直角边AB为直径作圆O，与斜边交于点D，E为BC边上的中点，连接DE．
（1）求证：DE是⊙O的切线；
（2）连接OE，AE，当∠CAB为何值时，四边形AOED是平行四边形？并在此条件下求sin∠CAE的值．
【答案】(1)见解析;(2)10
.
【解析】
分析：（1）要证DE是⊙O的切线，必须证ED⊥OD，即∠EDB+∠ODB=90°
（2）要证AOED是平行四边形，则DE∥AB，D为AC中点，又BD⊥AC，所以△ABC为等腰直角三角形，所以∠CAB=45°，再由正弦的概念求解即可．
详解：（1）证明：连接O、D与B、D两点，
∵△BDC是Rt△，且E为BC中点，
∴∠EDB=∠EBD．（2分）
又∵OD=OB且∠EBD+∠DBO=90°，
∴∠EDB+∠ODB=90°．
∴DE是⊙O的切线．
（2）解：∵∠EDO=∠B=90°，
若要四边形AOED 是平行四边形，则DE ∥AB ，D 为AC 中点， 又∵BD ⊥AC ，
∴△ABC 为等腰直角三角形． ∴∠C AB=45°． 过E 作EH ⊥AC 于H ， 设BC=2k ，则EH=2
k ，AE=5k ， ∴sin ∠CAE=
10
EH AE
．
点睛：本题考查的是切线的判定，要证某线是圆的切线，已知此线过圆上某点，连接圆心和这点（即为半径），再证垂直即可．
4．如图，△ABC 内接于⊙O ，且AB 为⊙O 的直径．∠ACB 的平分线交⊙O 于点D ，过点D 作⊙O 的切线PD 交CA 的延长线于点P ，过点A 作AE ⊥CD 于点E ，过点B 作BF ⊥CD 于点F ．
（1）求证：DP ∥AB ；
（2）若AC=6，BC=8，求线段PD 的长． 【答案】详见解析 【解析】 【分析】
（1）连接OD ，由AB 为⊙O 的直径，根据圆周角定理得∠ACB=90°，再由
∠ACD=∠BCD=45°，则∠DAB=∠ABD=45°，所以△DAB 为等腰直角三角形，所以DO ⊥AB ，根据切线的性质得OD ⊥PD ，于是可得到DP ∥AB ．
（2）先根据勾股定理计算出AB=10，由于△DAB 为等腰直角三角形，可得到
AB10
AD52
22
===；由△ACE为等腰直角三角形，得到
AC6
AE CE32
22
====，在Rt△AED中利用勾股定理计算出DE=42，则
CD=72，易证得∴△PDA∽△PCD，得到PD PA AD52
PC PD CD72
===，所以PA=
5
7
PD，
PC=7
5
PD，然后利用PC=PA+AC可计算出PD．
【详解】
解：（1）证明：如图，连接OD，
∵AB为⊙O的直径，∴∠ACB=90°．
∵∠ACB的平分线交⊙O于点D，∴∠ACD=∠BCD=45°．
∴∠DAB=∠ABD=45°．∴△DAB为等腰直角三角形．
∴DO⊥AB．
∵PD为⊙O的切线，∴OD⊥PD．
∴DP∥AB．
（2）在Rt△ACB中，，
∵△DAB为等腰直角三角形，∴．
∵AE⊥CD，∴△ACE为等腰直角三角形．∴．在Rt△AED中，，
∴．
∵AB∥PD，∴∠PDA=∠DAB=45°．∴∠PAD=∠PCD．
又∵∠DPA=∠CPD，∴△PDA∽△PCD．∴．
∴PA=7
5PD，PC=
5
7
PD．
又∵PC=PA+AC，∴7
5
PD+6=
5
7
PD，解得PD=．
5．(8分)已知AB为⊙O的直径，OC⊥AB，弦DC与OB交于点F，在直线AB上有一点E，连接ED，且有ED＝EF.
(1)如图①，求证：ED为⊙O的切线；
(2)如图②，直线ED与切线AG相交于G，且OF＝2，⊙O的半径为6，求AG的长．
【答案】（1）见解析；（2）12
【解析】
试题分析：（1）连接OD，由ED=EF可得出∠EDF=∠EFD，由对顶角相等可得出
∠EDF=∠CFO；由OD=OC可得出∠ODF=∠OCF，结合OC⊥AB即可得知∠EDF+∠ODF=90°，即∠EDO=90°，由此证出ED为⊙O的切线；
（2）连接OD，过点D作DM⊥BA于点M，结合（1）的结论根据勾股定理可求出ED、EO 的长度，结合∠DOE的正弦、余弦值可得出DM、MO的长度，根据切线的性质可知
GA⊥EA，从而得出DM∥GA，根据相似三角形的判定定理即可得出△EDM∽△EGA，根据相似三角形的性质即可得出GA的长度
试题解析：解：（1）连接OD，∵ED=EF，∴∠EDF=∠EFD，∵∠EFD=∠CFO，
∴∠EDF=∠CFO．∵OD=OC，∴∠ODF=∠OCF．∵OC⊥AB，
∴∠CFO+∠OCF=∠EDF+∠ODF=∠EDO=90°，∴ED为⊙O的切线；
（2）连接OD，过点D作DM⊥BA于点M，由（1）可知△EDO为直角三角形，设
ED=EF=a，EO=EF+FO=a+2，由勾股定理得，EO2=ED2+DO2，即（a+2）2=a2+62，解得，a=8，
即ED=8，EO=10．∵sin∠EOD=
4
5
ED
EO
=，cos∠EOD=
3
5
OD
OE
=，
∴DM=OD•sin∠EOD=6×4
5=
24
5
，MO=OD•cos∠EOD=6×
3
5
=
18
5
，∴EM=EO﹣MO=10﹣
18 5=
32
5
，EA=EO+OA=10+6=16．
∵GA切⊙O于点A，∴GA⊥EA，∴DM∥GA，∴△EDM∽△EGA，∴DM EM
GA EA
=，即2432
55
16
GA
=，解得GA=12．
点睛：本题考查的是切线的判定、垂径定理和勾股定理的应用、等腰三角形的性质、角的三角函数值、相似三角形的判定及性质，解题的关键是：（1）通过等腰三角形的性质找出∠EDO=90°；（2）通过相似三角形的性质找出相似比．
6．如图，AB是⊙O的直径，弦CD⊥AB于点G，点F是CD上一点，且满足若
1
3 CF
DF
=,连
接AF并延长交⊙O于点E，连接AD、DE，若CF=2，AF=3.
（1）求证：△ADF∽△AED；
（2）求FG的长；
（3）求tan∠E的值．
【答案】(1)证明见解析
5
【解析】
分析：（1）由AB是 O的直径，弦CD⊥AB，根据垂径定理可得：弧AD=弧AC，DG=CG，
继而证得△ADF∽△AED；（2）由
1
3
CF
FD
= ,CF=2，可求得DF的长，继而求得CG=DG=4，
则可求得FG=2；（3）由勾股定理可求得AG的长，即可求得tan∠ADF的值，继而求得
tan∠E=
5 4
.
本题解析：①∵AB是⊙O的直径，弦CD⊥AB，∴DG=CG，∴AD AC
=，∠ADF=∠AED，
∵∠FAD=∠DAE（公共角），∴△ADF∽△AED；
②∵
1
3
CF
FD
=，CF=2，∴FD=6，∴CD=DF+CF=8，
∴CG=DG=4，∴FG=CG-CF=2；
③∵AF=3，FG=2，∴AG=225
AF FG
-=，
点睛：本题考查了相似三角形的判定与性质、圆周角定理、垂径定理、勾股定理以及三角函数等知识点，考查内容较多，综合性较强，难度适中，注意掌握数形结合的思想.
7．已知AC＝DC，AC⊥DC，直线MN经过点A，作DB⊥MN，垂足为B，连结CB．
[感知]如图①，点A、B在CD同侧，且点B在AC右侧，在射线AM上截取AE＝BD，连结CE，可证△BCD≌△ECA，从而得出EC＝BC，∠ECB＝90°，进而得出∠ABC＝度；[探究]如图②，当点A、B在CD异侧时，[感知]得出的∠ABC的大小是否改变？若不改变，给出证明；若改变，请求出∠ABC的大小．
[应用]在直线MN绕点A旋转的过程中，当∠BCD＝30°，BD＝时，直接写出BC的长．【答案】【感知】：45；【探究】：不改变，理由详见解析；【拓展】：BC的长为+1或﹣1．
【解析】
【分析】
[感知]证明△BCD≌△ECA（SAS）即可解决问题；
[探究]结论不变，证明△BCD≌△ECA（SAS）即可解决问题；
[应用]分两种情形分别求解即可解决问题．
【详解】
解：【感知】，如图①中，在射线AM上截取AE＝BD，连结CE．
∵AC⊥DC，DB⊥MN，
∴∠ACD＝∠DBA＝90°．
∴∠CDB+∠CAB＝180°，
∵∠CAB+∠CAE＝180°
∴∠D＝∠CAE，∵CD＝AC，AE＝BD，
∴△BCD≌△ECA（SAS），
∴BC＝EC，∠BCD＝∠ECA，
∵∠ACE+∠ECD＝90°，
∴∠ECD+∠DCB＝90°，
即∠ECB＝90°，
∴∠ABC＝45°．
故答案为45
【探究】
不改变．理由如下：
如图，如图②中，在射线AN上截取AE＝BD，连接CE，设MN与CD交于点O．
∵AC⊥DC，DB⊥MN，
∴∠ACD＝∠DBA＝90°，
∵∠AOC＝∠DOB，
∴∠D＝∠EAC，CD＝AC，
∴△BCD≌△ECA（SAS），
∴BC＝EC，∠BCD＝∠ECA，
∵∠ACE+∠ECD＝90°，
∴∠ECD+∠DCB＝90°，
即∠ECB＝90°，
∴∠ABC＝45°．
【拓展】
如图①﹣1中，连接AD．
∴∠ACD+∠ABD＝180°，
∴A，C，D，B四点共圆，
∴∠DAB＝∠DCB＝30°，
∴AB＝BD＝，
∴EB ＝AE+AB＝+，
∵△ECB是等腰直角三角形，
如图②中，同法可得BC＝﹣1．
综上所述，BC的长为+1或﹣1．
【点睛】
本题属于几何变换综合题，考查了等腰直角三角形的判定和性质，全等三角形的判定和性质，勾股定理等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造全等三角形解决问题，属于中考压轴题．
8．如图1，D是⊙O的直径BC上的一点，过D作DE⊥BC交⊙O于E、N，F是⊙O上的一
点，过F的直线分别与CB、DE的延长线相交于A、P，连结CF交PD于M，∠C＝1
2
∠P．
（1）求证：PA是⊙O的切线；
（2）若∠A＝30°，⊙O的半径为4，DM＝1，求PM的长；
（3）如图2，在（2）的条件下，连结BF、BM；在线段DN上有一点H，并且以H、D、C 为顶点的三角形与△BFM相似，求DH的长度．
【答案】（1）证明见解析；（2）PM＝43﹣2；（3）满足条件的DH的值为63
-
或
1223
+
．
【解析】
【分析】
（1）如图1中，作PH⊥FM于H．想办法证明∠PFH=∠PMH，∠C=∠OFC，再根据等角的余角相等即可解决问题；
（2）解直角三角形求出AD，PD即可解决问题；
（3）分两种情形①当△CDH∽△BFM时，DH CD FM BF
=．
②当△CDH∽△MFB时，DH CD
FB MF
=，分别构建方程即可解决问题；
【详解】
（1）证明：如图1中，作PH⊥FM于H．
∵PD⊥AC，∴∠PHM＝∠CDM＝90°，∵∠PMH＝∠DMC，∴∠C＝∠MPH，∵∠C＝1
2
∠FPM，∴∠HPF＝∠HPM，
∵∠HFP+∠HPF＝90°，∠HMP+∠HPM＝90°，∴∠PFH＝∠PMH，
∵OF＝OC，∴∠C＝∠OFC，
∵∠C+∠CMD＝∠C+∠PMF＝∠C+∠PFH＝90°，
∴∠OFC+∠PFC ＝90°，∴∠OFP ＝90°，
∴直线PA 是⊙O 的切线．
（2）解：如图1中，∵∠A ＝30°，∠AFO ＝90°，∴∠AOF ＝60°，
∵∠AOF ＝∠OFC+∠OCF ，∠OFC ＝∠OCF ，∴∠C ＝30°，
∵⊙O 的半径为4，DM ＝1，
∴OA ＝2OF ＝8，CD ＝3DM ＝3 ，
∴OD ＝OC ﹣CD ＝4﹣3 ，
∴AD ＝OA+OD ＝8+4﹣3 ＝12﹣3 ，
在Rt △ADP 中，
DP ＝AD•tan30°＝（12﹣3 ）×
3 ＝43 ﹣1， ∴PM ＝PD ﹣DM ＝
4 3﹣2．
（3）如图2中，
由（2）可知：BF ＝12BC ＝4，FM 3BF ＝3，CM ＝2DM ＝2，CD 3 ， ∴FM ＝FC ﹣CM ＝3﹣2， ①当△CDH ∽△BFM 时，
DH CD FM BF = ， ∴34
432=- ，∴DH ＝632 ②当△CDH ∽△MFB 时，
DH CD FB MF =， ∴34432
DH =-，∴DH 1223+ ， ∵DN ()22443833--=-，
∴DH ＜DN ，符合题意，
综上所述，满足条件的DH 的值为632- 或122311
+． 【点睛】 本题考查圆综合题、切线的判定、解直角三角形、相似三角形的判定和性质等知识，解题的关键是熟练掌握基本知识，学会用分类讨论的思想思考问题.
9．对于平面内的⊙C 和⊙C 外一点Q ，给出如下定义：若过点Q 的直线与⊙C 存在公共点，记为点A ，B ，设AQ BQ k CQ +=，则称点A （或点B ）是⊙C 的“K 相关依附点”，特别地，当点A 和点B 重合时，规定AQ=BQ ，2AQ k CQ =
（或2BQ CQ ）． 已知在平面直角坐标系xoy 中，Q(-1,0)，C(1,0)，⊙C 的半径为r ．
（1）如图1，当2r =时，
①若A 1(0,1)是⊙C 的“k 相关依附点”，求k 的值．
②A 2(1+2，0)是否为⊙C 的“2相关依附点”．
（2）若⊙C 上存在“k 相关依附点”点M ，
①当r=1，直线QM 与⊙C 相切时，求k 的值．
②当3k =时，求r 的取值范围．
（3）若存在r 的值使得直线3y x b =-+与⊙C 有公共点，且公共点时⊙C 的“3相关依附点”，直接写出b 的取值范围．
【答案】（1）2．②是；（2）①3k =
②r 的取值范围是12r <≤；（3）
333b -<． 【解析】
【分析】
（1）①如图1中，连接AC 、1QA ．首先证明1QA 是切线，根据2AQ k CQ
=
计算即可解决问题；
②根据定义求出k 的值即可判断；
（2）①如图，当1r =时，不妨设直线QM 与C 相切的切点M 在x 轴上方（切点M 在x 轴下方时同理），连接CM ，则QM CM ⊥，根据定义计算即可； ②如图3中，若直线QM 与C 不相切，设直线QM 与C 的另一个交点为N （不妨设
QN QM <，点N ，M 在x 轴下方时同理），作CD QM ⊥于点D ，则MD ND =，可得()222MQ NQ MN NQ NQ ND NQ DQ +=++=+=，2CQ ，推出2MQ NQ DQ k DQ CQ CQ +===，可得当3k =时，3DQ =，此时221CD CQ DQ =-=，假设C 经过点Q ，此时2r ，因为点Q 早C 外，推出r 的取值范围是12r <； （3）如图4中，由（2）可知：当3k =时，12r <．当2r 时，C 经过点(1,0)Q -或(3,0)E ，当直线3y x b =-+经过点Q 时，3b =-，当直线3y x b =-+经过点E 时，33b =，即可推出满足条件的b 的取值范围为333b -<<．
【详解】
（1）①如图1中，连接AC 、1QA ．
由题意：1OC OQ OA ==，∴△1QA C 是直角三角形，190CA Q ∴∠=︒，即
11CA QA ⊥，1QA ∴是C 的切线，122222QA k QC ∴=
== ②2(12,0)A +在C 上，2212122
k +∴==，2A ∴是C 的“2相关依附点”．
2
（2）①如图2，当1r =时，不妨设直线QM 与C 相切的切点M 在x 轴上方（切点M 在x 轴下方时同理），连接CM ，则QM CM ⊥．
(1,0)Q -，(1,0)C ，1r =，2CQ ∴=，1CM =，∴3MQ =，此时
23MQ k CQ
= ②如图3中，若直线QM 与C 不相切，设直线QM 与C 的另一个交点为N （不妨设QN QM <，点N ，M 在x 轴下方时同理），作CD QM ⊥于点D ，则MD ND =，()222MQ NQ MN NQ NQ ND NQ DQ ∴+=++=+=，2CQ =，
∴2MQ NQ DQ k DQ CQ CQ +===，∴当3k =时，3DQ =，此时221CD CQ DQ =-=，假设C 经过点Q ，此时2r ，点Q 早C 外，r ∴的取值范围是12r <．
（3）如图4中，由（2）可知：当3k =时，12r <．
当2r 时，C 经过点(1,0)Q -或(3,0)E ，当直线3y x b =+经过点Q 时，3b =3y x b =-+经过点E 时，33b =，∴满足条件的b 的取值范围为333b -<．
【点睛】
本题考查了一次函数综合题、圆的有关知识、勾股定理、切线的判定和性质、点A （或点
)B 是C 的“k 相关依附点”的定义等知识，解题的关键是理解题意，灵活运用所学知识解决问题，学会考虑特殊位置解决问题，属于中考压轴题．
10．在△ABC 中，0090,60ACB BAC ∠=∠=，AC=2，P 为△ABC 所在平面内一点，分别连PA,PB ,PC ．
（1）如图1,已知，APB BPC APC ∠=∠=∠，以A 为旋转中心，将APB ∆顺时针旋转60度，得到AMN ∆.
①请画出图形，并求证：C 、P 、M 、N 四点在同一条直线上；
②求PA+PB+PC 的值.
（2）如图2，如果点P 满足090BPC ∠=，设Q 为AB 边中点，求PQ 的取值范围.
【答案】（1）①详见解析；②27；（2）31312PQ PQ -≤≤+≠且；
【解析】
【分析】
（1）①欲证明C 、P 、M 、N 四点在同一条直线上，只要证明∠APC+∠APM=180°，∠AMN+∠AMP=180°即可；
②只要证明PA+PB+PC=PC+PM+MN=CN ，在Rt △CBN 中，利用勾股定理求出NC 即可； （2）如图2中，由∠BPC=90°，推出点P 在以BC 为直径的圆上（P 不与B 、C 重合），设BC 的中点为O ，作直线OQ 交⊙O 与P 和P′，可得PQ 的最小值为3-1，PQ 的最大值为3+1，PQ≠2，由此即可解决问题；
【详解】
（1）①证明：如图，
∵△APB ≌△AMN ，△APM 是等边三角形，
∴∠APM=∠APM=60°，
∵∠APB=∠BPC=∠APC=120°，
∴∠APB=∠BPC=∠APC=∠AMN=120°，
∴∠APC+∠APM=180°，∠AMN+∠AMP=180°，
∴C、P、M、N四点在同一条直线上；
②解：连接BN,易得ΔABN是等边三角形
∴∠ABN=60°，∵∠ABC=30°，
∴∠NBC=90°，
∵AC=2，
∴AB=BN=4，BC=23，
∵PA=PM，PB=MN，
∴PA+PB+PC=PC+PM+MN=CN，
在Rt△CBN中，CN=22
+=，
BC BN27
∴PA+PB+PC=27．
(2) 如图2中，
∵∠BPC=90°，
∴点P在以BC为直径的圆上（P不与B、C重合），
设BC的中点为O，作直线OQ交⊙O与P和P′，
可得PQ3-1，PQ3+1，PQ≠2，
∴33+1且PQ≠2．
∴≤≤≠
的取值范围是且
PQ31PQ31PQ2
【点睛】
本题考查几何变换综合题、等边三角形的性质和判定、全等三角形的性质、勾股定理、圆的有关知识等知识，解题的关键是学会利用旋转法添加辅助线，构造全等三角形解决问题，学会利用辅助圆解决问题，属于中考压轴题．。