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2021
江苏省
宿迁市
中考
数学
解析
宿迁市2021年初中学业水平考试
注意事项:
1.本试卷共6页,全卷满分120分,考试时间为120分钟,考生答题全部答在答题卡上,答在本试卷上无效.
2.请认真核对监考教师在答题卡上所粘贴条形码的姓名、考试证号是否与本人相符合,再将自己的姓名﹑考试证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡及本试卷上.
3.答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑,如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡上的指定位置,在其他位置答题一律无效.
4.作图必须用2B铅笔作答,并请加黑加粗,描写清楚.
一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题所给出的四个选项中,恰有一项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1. ﹣3的相反数为( )
A. ﹣3 B. ﹣ C. D. 3
【答案】D
【解析】
【分析】根据相反数的定义:只有符号不同的两个数称互为相反数计算即可.
【详解】解:﹣3的相反数是3.
故选:D.
【点睛】此题考查求一个数的相反数,解题关键在于掌握相反数的概念.
2. 对称美是美的一种重要形式,它能给与人们一种圆满、协调和平的美感,下列图形属于中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据中心对称图形的定义即可作出判断.
【详解】解:A、是中心对称图形,故选项正确;
B、不是中心对称图形,故选项错误;
C、不是中心对称图形,故选项错误;
D、不是中心对称图形,故选项错误.
故选:A.
【点睛】本题主要考查了中心对称图形的概念:中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后两部分重合.
3. 下列运算正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据合并同类项法则、幂的乘方法则、同底数幂的乘法法则和积的乘方法则逐个判断即可.
【详解】解:A、,故该选项错误;
B、,故该选项正确;
C、,故该选项错误;
D、,故该选项错误;
故选:B.
【点睛】本题考查了合并同类项法则、幂的乘方法则、同底数幂的乘法法则和积的乘方法则,熟练掌握相关运算法则是解决本题的关键.
4. 已知一组数据:4,3,4,5,6,则这组数据的中位数是( )
A. 3 B. 3.5 C. 4 D. 4.5
【答案】C
【解析】
【分析】将原数据排序,根据中位数意义即可求解.
【详解】解:将原数据排序得3,4, 4,5,6,
∴这组数据的中位数是4.
故选:C
【点睛】本题考查了求一组数据的中位数,熟练掌握中位数的意义是解题关键,注意求中位数时注意先排序.
5. 如图,在△ABC中,∠A=70°,∠C=30°,BD平分∠ABC交AC于点D,DE∥AB,交BC于点E,则∠BDE的度数是( )
A. 30° B. 40° C. 50° D. 60°
【答案】B
【解析】
【分析】由三角形的内角和可求∠ABC,根据角平分线可以求得∠ABD,由DE//AB,可得∠BDE=∠ABD即可.
【详解】解:∵∠A+∠C=100°
∴∠ABC=80°,
∵BD平分∠BAC,
∴∠ABD=40°,
∵DE∥AB,
∴∠BDE=∠ABD=40°,
故答案为B.
【点睛】本题考查三角形的内角和定理、角平分线的意义、平行线的性质,灵活应用所学知识是解答本题的关键.
6. 已知双曲线过点(3,)、(1,)、(-2,),则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用分比例函数的增减性解答即可.
【详解】解:∵
∴当x>0时,y随x的增大,且y<0;当x<0时,y随x的增大,且y>0;
∵0<1<3,-2<0
∴y2<y1<0,y3>0
∴.
故选A.
【点睛】本题主要考查了反比例函数的增减性,掌握数形结合思想成为解答本题的关键.
7. 折叠矩形纸片ABCD,使点B落在点D处,折痕为MN,已知AB=8,AD=4,则MN的长是( )
A. B. 2 C. D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】连接BM,利用折叠的性质证明四边形BMDN为菱形,设DN=NB=x,在RtABD中,由勾股定理求BD,在RtADN中,由勾股定理求x,利用菱形计算面积的两种方法,建立等式求MN.
【详解】解:如图,连接BM,
由折叠可知,MN垂直平分BD,
又AB∥CD,
∴BON≌DOM,
∴ON=OM,
∴四边形BMDN为菱形(对角线互相垂直平分的四边形是菱形),
设DN=NB=x,则AN=8﹣x,
在RtABD中,由勾股定理得:BD==,
在RtADN中,由勾股定理得:AD2+AN2=DN2,
即42+(8﹣x)2=x2,
解得x=5,
根据菱形计算面积的公式,得
BN×AD=×MN×BD,
即5×4=×MN×,
解得MN=.
故选:B.
【点睛】本题考查图形的翻折变换,勾股定理,菱形的面积公式的运用,解题过程中应注意折叠是一种对称变换,它属于轴对称,根据轴对称的性质,折叠前后图形的形状和大小不变,如本题中折叠前后对应线段相等.
8. 已知二次函数的图像如图所示,有下列结论:①;②>0;③;④不等式<0的解集为1≤<3,正确的结论个数是( )
A 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
【分析】根据抛物线的开口方向、于x轴的交点情况、对称轴的知识可判①②③的正误,再根据函数图象的特征确定出函数的解析式,进而确定不等式,最后求解不等式即可判定④.
【详解】解:∵抛物线的开口向上,
∴a>0,故①正确;
∵抛物线与x轴没有交点
∴<0,故②错误
∵抛物线的对称轴为x=1
∴ ,即b=-2a
∴4a+b=2a≠0,故③错误;
由抛物线可知顶点坐标为(1,1),且过点(3,3)
则 ,解得
∴<0可化为<0,解得:1<x<3
故④错误.
故选A.
【点睛】本题主要考查了二次函数图象的特征以及解不等式的相关知识,灵活运用二次函数图象的特征成为解答本题的关键.
二、填空题(本大题共10小题,每小题3分,共30分,不需写出解答过程,请把答案直接填写在答题卡相应位置上)
9. 若代数式有意义,则的取值范围是____________.
【答案】任意实数
【解析】
【分析】根据二次根式有意义的条件及平方的非负性即可得解.
【详解】解:∵,
∴>0,
∴无论x取何值,代数式均有意义,
∴x的取值范围为任意实数,
故答案为:任意实数.
【点睛】本题考查了二次根式有意义的条件及平方的非负性,熟练掌握二次根式的定义是解决本题的关键.
10. 2021年4月,白鹤滩水电站正式开始蓄水,首批机组投产发电开始了全国冲刺,该电站建成后,将仅次于三峡水电站成为我国第二大水电站,每年可减少二氧化碳排放51600000吨,减碳成效显著,对促进我市实现碳中和目标具有重要作用,51600000用科学计数法表示为___________.
【答案】
【解析】
【分析】科学记数法的形式是: ,其中<10,为整数.所以,取决于原数小数点的移动位数与移动方向,是小数点的移动位数,往左移动,为正整数,往右移动,为负整数.本题小数点往左移动到的后面,所以
【详解】解:51600000
故答案为:
【点睛】本题考查的知识点是用科学记数法表示绝对值较大的数,关键是在理解科学记数法的基础上确定好的值,同时掌握小数点移动对一个数的影响.
11. 分解因式: =____
【答案】a(x+1)(x-1)
【解析】
【分析】所求代数式中含有公因数a,可先提取公因数,然后再运用平方差公式分解因式.
【详解】原式=a(x2-1)=a(x+1)(x-1).
【点睛】本题考查了提公因式法,公式法分解因式,提取公因式后利用平方差公式进行两次分解,注意要分解彻底.
12. 方程的解是_____________.
【答案】,
【解析】
【分析】先把两边同时乘以,去分母后整理为,进而即可求得方程的解.
【详解】解:,
两边同时乘以,得
,
整理得:
解得:,,
经检验,,是原方程的解,
故答案为:,.
【点睛】本题考查了分式方程和一元二次方程的解法,熟练掌握分式方程和一元二次方程的解法是解决本题的关键.
13. 已知圆锥的底面圆半径为4,侧面展开图扇形的圆心角为120°,则它的侧面展开图面积为_____________.
【答案】48π
【解析】
【分析】首先根据底面圆的半径求得扇形的弧长,然后根据弧长公式求得扇形的半径,然后利用公式求得面积即可.
【详解】解:∵底面圆的半径为4,
∴底面周长为8π,
∴侧面展开扇形的弧长为8π,
设扇形的半径为r,
∵圆锥的侧面展开图的圆心角是120°,
∴=8π,
解得:r=12,
∴侧面积为π×4×12=48π,
故答案为:48π.
【点睛】考查了圆锥的计算,解题的关键是了解圆锥的侧面展开扇形的弧长等于底面圆的周长,难度不大.
14. 《九章算术》中有一道“引葭赴岸”问题:“仅有池一丈,葭生其中央,出水一尺,引葭赴岸,适与岸齐.问水深,葭长各几何?”题意是:有一个池塘,其地面是边长为10尺的正方形,一棵芦苇AB生长在它的中央,高出水面部分BC为1尺.如果把芦苇沿与水池边垂直的方向拉向岸边,那么芦苇的顶部B恰好碰到岸边的B'(示意图如图,则水深为__尺.
【答案】12
【解析】
【分析】依题意画出图形,设芦苇长AB=AB'=x尺,则水深AC=(x﹣1)尺,因为B'E=10尺,所以B'C=5尺,利用勾股定理求出x的值即可得到答案.
【详解】解:依题意画出图形,设芦苇长AB=AB'=x尺,则水深AC=(x﹣1)尺,
因为B'E=10尺,所以B'C=5尺,
在Rt△AB'C中,52+(x﹣1)2=x2,
解之得x=13,
即水深12尺,芦苇长13尺.
故答案为:12.
.
【点睛】此题考查勾股定理的实际应用,正确理解题意,构建直角三角形利用勾股定理解决问题是解题的关键.
15. 如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠A=32°,点B、C在上,边AB、AC分别交于D、E两点﹐点B是的中点,则∠ABE=__________.
【答案】
【解析】
【分析】如图,连接 先证明再证明利用三角形的外角可得:再利用直角三角形中两锐角互余可得:再解方程可得答案.
【详解】解:如图,连接
是的中点,
故答案为:
【点睛】本题考查的是圆周角定理,三角形的外角的性质,直角三角形的两锐角互余,掌握圆周角定理的含义是解题的关键.
16. 如图,点A、B在反比例函数的图像上,延长AB交轴于C点,若△AOC的面积是12,且点B是AC的中点,则 =__________.
【答案】8
【解析】
【分析】由的面积为12,故作,设,即可表示的面积,再利用中点坐标公式表示B点坐标,利用B点在反比例图像上即可求解.
【详解】解:作,设,
的面积为12
B点是AC中点
B点坐标
B点在反比例图像上
又
故答案是:8.
【点睛】本题考查反比例函数的综合运用、中点坐标公式和设而不解的方程思想,属于中档难度的题型.解题的关键是设而不解的方程思想.此外设有两点,则的中点坐标是:.
17. 如图,在△ABC中,AB=4,BC=5,点D、E分别在BC、AC上,CD=2BD,CF=2AF,BE交AD于点F,则△AFE面积的最大值是_________.
【答案】
【解析】
【分析】连接DF,先根据相似三角形判定与性质证明,得到,进而根据CD=2BD,CF=2AF,得到,根据△ABC中,AB=4,BC=5,得到当AB⊥BC时,△ABC面积最大,即可求出△AFE面积最大值.
【详解】解:如图,连接DF,
∵CD=2BD,CF=2AF,
∴,
∵∠C=∠C,
∴△CDF∽△CBA,
∴,∠CFD=∠CAB,
∴DF∥BA,
∴△DFE∽△ABE,
∴,
∴,
∵CF=2AF,
∴,
∴,
∵CD=2BD,
∴,
∴,
∵△ABC中,AB=4,BC=5,
∴,当AB⊥BC时,△ABC面积最大,为,
此时△AFE面积最大.
故答案为:
【点睛】本题考查了相似三角形的性质与判定,根据相似三角形的性质与判定得到,理解等高三角形的面积比等于底的比是解题关键.
三、简答题(本大题共10小题,共96分,请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤)
18. 计算:4sin45°
【答案】1
【解析】
【分析】结合实数的运算法则即可求解.
【详解】解:原式.
【点睛】本题考察非0底数的0次幂等于1、二次根式的化简、特殊三角函数值等知识点,属于基础题型,难度不大.解题的关键是掌握实数的运算法则.
19. 解不等式组,并写出满足不等式组的所有整数解.
【答案】解集为,整数解为-1,0.
【解析】
【分析】先分别解得每个不等式的解集,再根据大小小大取中间求得不等式组的解集,进而可求得整数解.
【详解】解:,
由①得:,
由②得:,
∴原不等式组的解集为,
∴该不等式组的所有整数解为-1,0.
【点睛】本题考查了一元一次不等式组的解法,熟练掌握解不等式组的基本步骤是解决本题的关键.
20. 某机构为了解宿迁市人口年龄结构情况,对宿迁市的人口数据进行随机抽样分析,绘制了如下尚不完整的统计图表:
类别
A
B
C
D
年龄(t岁)
0≤t<15
15≤t<60
60≤t<65
t≥65
人数(万人)
4.7
11.6
m
2.7
根据以上信息解答下列问题:
(1)本次抽样调查,共调查了____万人;
(2)请计算统计表中的值以及扇形统计图中“C”对应的圆心角度数;
(3)宿迁市现有人口约500万人,请根据此次抽查结果,试估计宿迁市现有60岁及以上的人口数量.
【答案】(1)20;(2)1;18°;(3)92.5万人.
【解析】
【分析】(1)用B类的人数除以所占百分比即可求出被调查的总人数;
(2)用总人数减去A,B,D类的人数即可求出m的值,再用C类人数除以总人数得到的百分比乘以360° 即可得到结论;
(3)首先计算出样本中60岁及以上的人口数量所占百分比,再乘以500万即可得到结论.
【详解】解:(1)11.6÷58%=20(万人),
故答案为:20;
(2)
故m的值为1;扇形统计图中“C”对应的圆心角度数为18°;
(3)宿迁市现有60岁及以上的人口数=(万人)
所以,宿迁市现有60岁及以上的人口数量为92.5万人.
【点睛】本题考查的是统计表和扇形统计图的综合运用,读懂统计图,从不同的统计图中得到必要的信息是解决问题的关键.扇形统计图直接反映部分占总体的百分比大小.
21. 在①AE=CF;②OE=OF;③BE∥DF这三个条件中任选一个补充在下面横线上,并完成证明过程.
已知,如图,四边形ABCD是平行四边形,对角线AC、BD相交于点O,点E、F在AC上, (填写序号).
求证:BE=DF.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】见解析
【解析】
【分析】若选②,即OE=OF;根据平行四边形的性质可得BO=DO,然后即可根据SAS证明△BOE≌△DOF,进而可得结论;若选①,即AE=CF;根据平行四边形的性质得出OE=OF后,同上面的思路解答即可;若选③,即BE∥DF,则∠BEO=∠DFO,再根据平行四边形的性质可证△BOE≌△DOF,于是可得结论.
【详解】解:若选②,即OE=OF;
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BO=DO,
∵OE=OF,∠BOE=∠DOF,
∴△BOE≌△DOF(SAS),
∴BE=DF;
若选①,即AE=CF;
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BO=DO,AO=CO,
∵AE=CF,
∴OE=OF,
又∠BOE=∠DOF,
∴△BOE≌△DOF(SAS),
∴BE=DF;
若选③,即BE∥DF;
证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BO=DO,
∵BE∥DF;
∴∠BEO=∠DFO,
又∠BOE=∠DOF,
∴△BOE≌△DOF(AAS),
∴BE=DF;
【点睛】本题考查了平行四边形的性质和全等三角形的判定和性质,属于基本题型,熟练掌握平行四边形的性质和全等三角形的判定是关键.
22. 即将举行的2022年杭州亚运会吉祥物“宸宸”、“琮琮”、“莲莲”:
将三张正面分别印有以上3个吉祥物图案的卡片(卡片的形状、大小、质地都相同)背面朝上、洗匀.
(1)若从中任意抽取1张,抽得得卡片上的图案恰好为“莲莲”的概率是 .
(2)若先从中任意抽取1张,记录后放回,洗匀,再从中任意抽取1张,求两次抽取的卡片图案相同的概率.(请用树状图或列表的方法求解)
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】(1)直接根据概率公式求解即可;
(2)根据题意画出树状图得出所有等情况数,找出两次抽取的卡片图案相同的情况数,然后根据概率公式即可得出答案.
【详解】解:(1)∵有3张形状、大小、质地均相同的卡片,正面分别印有“宸宸”、“琮琮”、“莲莲”,
∴从中随机抽取1张,抽得卡片上的图案恰好为“莲莲”的概率为;
故答案为:;
(2)把“宸宸”、“琮琮”、“莲莲”分别用字母A、B、C表示,画树状图如下:
或列表为:
A
B
C
A
AA
AB
AC
B
BA
BB
BC
C
CA
CB
CC
由图(或表)可知:共有9种等可能的结果,其中抽到相同图案的有3种,
则两次抽取的卡片图案相同的概率是.
【点睛】此题考查的是树状图法(或列表法)求概率.树状图法适合两步或两步以上完成的事件;解题时要注意此题是放回实验还是不放回实验.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
23. 一架无人机沿水平直线飞行进行测绘工作,在点P处测得正前方水平地面上某建筑物AB的顶端A的俯角为30°,面向AB方向继续飞行5米,测得该建筑物底端B的俯角为45°,已知建筑物AB的高为3米,求无人机飞行的高度(结果精确到1米,参考数据:1.414, =1.732).
【答案】无人机飞行的高度约为14米.
【解析】
【分析】延长PQ,BA,相交于点E,根据∠BQE=45°可设BE=QE=x,进而可分别表示出PE=x+5,AE=x-3,再根据sin∠APE=,∠APE=30°即可列出方程,由此求解即可.
【详解】解:如图,延长PQ,BA,相交于点E,
由题意可得:AB⊥PQ,∠E=90°,
又∵∠BQE=45°,
∴BE=QE,
设BE=QE=x,
∵PQ=5,AB=3,
∴PE=x+5,AE=x-3,
∵∠E=90°,
∴sin∠APE=,
∵∠APE=30°,
∴sin30°=,
解得:x=≈14,
答:无人机飞行的高度约为14米.
【点睛】本题考查解直角三角形的应用-俯角仰角问题,难度适中,要求学生能借助其关系构造直角三角形并解直角三角形.
24. 如图,在Rt△AOB中,∠AOB=90°,以点O为圆心,OA为半径的圆交AB于点C,点D在边OB上,且CD= BD.
(1)判断直线CD与圆O的位置关系,并说明理由;
(2)已知AB=40,求的半径.
【答案】(1)直线CD与圆O相切,理由见解析;(2)
【解析】
【分析】(1)连接 证明可得 从而可得答案;
(2)由 设 则 再求解 再表示 再利用 列方程解方程,可得答案.
【详解】解:(1)直线CD与圆O相切,理由如下:
如图,连接
为的半径,
是的切线.
(2)
设 则
(负根舍去)
的半径为:
【点睛】本题考查的是切线的判定与性质,勾股定理的应用,等腰三角形的性质,锐角三角函数的应用,一元二次方程的解法,熟练应用基础知识,把知识串联起来是解题的关键.
25. 一辆快车从甲地驶往乙地,一辆慢车从乙地驶往甲地,两车同时出发,匀速行驶,两车在途中相遇时,快车恰巧出现故障,慢车继续驶往甲地,快车维修好后按原速继续行驶乙地,两车到达各地终点后停止,两车之间距离s(km)与慢车行驶的时间t(h)之间的关系如图:
(1)快车的速度为 km/h,C点的坐标为 .
(2)慢车出发多少小时候,两车相距200km.
【答案】(1)100,(8,480);(2)1.75h和4.875h.
【解析】
【分析】(1)由图像可知,甲乙两地的距离为480km, 0-3小时快车和慢车一起行驶了3小时,3-4小时快车出现故障停止前行、仅有慢车行驶,进而求出慢车速度,然后再求出快车的速度;A、B段为快车已维修好,两车共同行驶且快车在B点到站,BC段仅为慢车行驶;则可求出B点坐标,进而求出C点的横坐标即可解答;
(2)分快车出现故障前和故障后两种情况解答即可.
【详解】解:(1)由图像可知,甲乙两地的距离为480km
在0-3小时快车和慢车一起行驶了3小时,3-4小时快车出现故障停止前行、仅有慢车行驶
则慢车速度为=60km/h
设快车速度为v,则有:(v+60)×3=480,解得v=100km/h
∴B点的横坐标为+1=5.8,从坐标为60+(60+100)×(5.8-4)=348,即B(5.8,348)
∴慢车行驶时间为h,
∴C点的横坐标为8
∴C点的坐标为(8,480);
(2)在快车出现故障前,两车相距200km 所用时间为:(480-200)÷(100+60)=1.75h;
在快车出现故障后,慢车1小时行驶了60km,然后两车共同行驶了200-60=140km
共同行驶时间为140÷(100+60)=0.875h
∴两车相距200km 所用时间为4+0.875=4.875h.
答:两车相距200km 所用时间为1.75h和4.875h.
【点睛】本题考查了从函数图象中获取信息和行程问题,从函数图象中获取有用的信息成为解答本题的关键.
26. 已知正方形ABCD与正方形AEFG,正方形AEFG绕点A旋转一周.
(1)如图①,连接BG、CF,求的值;
(2)当正方形AEFG旋转至图②位置时,连接CF、BE,分别去CF、BE的中点M、N,连接MN、试探究:MN与BE的关系,并说明理由;
(3)连接BE、BF,分别取BE、BF的中点N、Q,连接QN,AE=6,请直接写出线段QN扫过的面积.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】(1)由旋转的性质联想到连接,证明即可求解;
(2)由M、N分别是CF、BE的中点,联想到中位线,故想到连接BM并延长使BM=MH,连接FH、EH,则可证即可得到,再由四边形内角和为可得,则可证明,即是等腰直角三角形,最后利用中位线的性质即可求解;
(3)Q、N两点因旋转位置发生改变,所以Q、N两点的轨迹是圆,又Q、N两点分别是BF、BE中点,所以想到取AB的中点O,结合三角形中位线和圆环面积的求解即可解答.
【详解】解:(1)连接
四边形ABCD和四边形AEFG是正方形
分别平分
即
且都是等腰直角三角形
(2)连接BM并延长使BM=MH,连接FH、EH
是CF的中点
又
在四边形BEFC中
又
即
即
又四边形ABCD和四边形AEFG是正方形
三角形BEH是等腰直角三角形
M、N分别是BH、BE的中点
(3)取AB的中点O,连接OQ、ON,连接AF
在中,O、Q分别是AB、BF的中点
同理可得
所以QN扫过的面积是以O为圆心,和为半径的圆环的面积
.
【点睛】本题考察旋转的性质、三角形相似、三角形全等、正方形的性质、中位线的性质与应用和动点问题,属于几何综合题,难度较大.解题的关键是通过相关图形的性质做出辅助线.
27. 如图,抛物线与轴交于A(-1,0),B(4,0),与轴交于点C.连接AC,BC,点P在抛物线上运动.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图①,若点P在第四象限,点Q在PA的延长线上,当∠CAQ=∠CBA45°时,求点P的坐标;
(3)如图②,若点P在第一象限,直线AP交BC于点F,过点P作轴的垂线交BC于点H,当△PFH为等腰三角形时,求线段PH的长.
【答案】(1);(2)(6,-7);(3)PH=或1.5或
【解析】
【分析】(1)根据待定系数法解答即可;
(2)求得点C的坐标后先利用勾股定理的逆定理判断∠ACB=90°,继而可得∠ACO=∠CBA,在x轴上取点E(2,0),连接CE,易得△OCE是等腰直角三角形,可得∠OCE=45°,进一步可推出∠ACE=∠CAQ,可得CE∥PQ,然后利用待定系数法分别求出直线CE与PQ的解析式,再与抛物线的解析式联立方程组求解即可;
(3)设直线AP交y轴于点G,如图,由题意可得若△PFH为等腰三角形,则△CFG也为等腰三角形,设G(0,m),求出直线AF和直线BC的解析式后,再解方程组求出点F的坐标,然后分三种情况求出m的值,再求出直线AP的解析式,进而可求出点P的坐标,于是问题可求解.
【详解】解:(1)把A(-1,0),B(4,0)代入,得
,解得:,
∴抛物线的解析式是;
(2)令x=0,则y=2,即C(0,2),
∵,,AB2=25,
∴,
∴∠ACB=90°,
∵∠ACO+∠CAO=∠CBA+∠CAO=90°,
∴∠ACO=∠CBA,
在x轴上取点E(2,0),连接CE,如图,
则CE=OE=2,
∴∠OCE=45°,
∴∠ACE=∠ACO+45°=∠CBA+45°=∠CAQ,
∴CE∥PQ,
∵C(0,2),E(2,0),
∴直线CE的解析式为y=-x+2,
设直线PQ的解析式为y=-x+n,把点A(-1,0)代入,可得n=-1,
∴直线PQ的解析式为y=-x-1,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(6,-7);
(3)设直线AP交y轴于点G,如图,
∵PH∥y轴,
∴∠PHC=∠OCB,∠FPH=∠CGF,
∴若△PFH为等腰三角形,则△CFG也为等腰三角形,
∵C(0,2),B(4,0),
∴直线BC的解析式为,
设G(0,m),∵A(-1,0),
∴直线AF的解析式为y=mx+m,
解方程组,得,
∴点F的坐标是,
∴,
当CG=CF时,,解得:(舍去负值),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),
∴PH=;
当FG=FC时,,解得m=或m=(舍)或m=2(舍),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(3,2),此时点H的坐标是(3,),
∴PH=2-=1.5;
当GF=GC时,,解得或m=2(舍去),
此时直线AF的解析式为y=x+,
解方程组,得或,
∴点P的坐标是(,),此时点H的坐标是(,),
∴PH=;
综上,PH=或1.5或.
【点睛】本题是二次函数的综合题,主要考查了待定系数法求二次函数的解析式、二次函数图象上点的坐标特征、直线与抛物线的交点以及等腰三角形的判定和性质等知识,具有相当的难度,熟练掌握二次函数的图象和性质、灵活应用数形结合的思想是解题的关键.
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