荆州市2021年初中学业水平考试数 学 试 题一、选择题(本大题共有10个小题,每小题3分,共30分) 1.(2021湖北荆门中考,1,3分,★☆☆)在实数-1,0,21,2中,无理数是( )A .-1B .0C .21 D .22.(2021湖北荆门中考,2,3分,★☆☆)如图是由一个圆柱和一个长方体组成的几何体,则该几何体的俯视图是 ( )第2题图A .B .C .D .3.(2021湖北荆门中考,3,3分,★☆☆)若等式a a ⋅22+( )=33a 成立,则( )中填写单项式可以是 ( ) A .aB .2aC .3aD .4a4.(2021湖北荆门中考,4,3分,)阅读下列材料,其①~④步中数学依据错误..的是A .①B .②C .③D .④5.(2021湖北荆门中考,5,3分,★☆☆)若点P (a +1,2-2a )关于x 轴的对称点在第四象限,则a 的取值范围在数轴上表示为 ( )如图:已知直线b ∥c ,a ⊥b ,求证:a ⊥c . 证明:①∵a ⊥b (已知)∴∠1=90°(垂直的定义) ②又∵b ∥c (已知)∴∠1=∠2 (同位角相等,两直线平行)③∴∠2=∠1=90°(等量代换) ④∴a ⊥c (垂直的定义).6.(2021湖北荆门中考,6,3分,★★☆)已知:如图,直线11y kx =+与双曲线22y x=在第一象限交于点P (1,t ),与x 轴、y 轴分别交于A ,B 两点,则下列结论错误..的是( )A .t =2B .△AOB 是等腰直角三角形C .k =1D .当x >1时,12y y >7.(2021湖北荆门中考,7,3分,★★☆)如图,矩形OABC 的边OA ,OC 分别在x 轴、y 轴的正半轴上,点D 在OA 的延长线上.若A (2,0),D (4,0),以O 为圆心、OD 长为半径的弧经过点B ,交y 轴正半轴于点E ,连接DE ,BE ,则∠BED 的度数是( )A .15°B .22.5°C .30°D .45°8.(2021湖北荆门中考,8,3分,★★☆)如图,在△ABC 中,AB =AC ,∠A =40°,点D ,P 分别是图中所作直线和射线与AB ,CD 的交点.根据图中尺规作图痕迹推断,以下结论错误..的是 ( )A .AD =CDB .∠ABP =∠CBPC .∠BPC =115°D .∠PBC =∠A9.(2021湖北荆门中考,9,3分,★★☆)如图,在菱形ABCD 中,∠D =60°,AB =2,以B 为圆心、BC 长为半径画AC ,点P 为菱形内一点,连接P A ,PB ,PC .当△BPC 为等腰直角三角形时,图中阴影部分的面积为 ( )A .23πB .23πC .π2D .2π10.(2021湖北荆门中考,10,3分,★★★)定义新运算“※”:对于实数m ,n ,p ,q ,有[m ,p ]※[q ,n ]=mn +pq ,其中等式右边是通常的加法和乘法运算,例如:[2,3]※[4,5]=2⨯5+3⨯4=22.若关于x的方程[12+x ,x ]※[5-2k ,k ]= 0有两个实数根,则k的取值范围是( )A .504k k <≠且B .54k ≤C .504k k ≤≠且D .54k ≥二、填空题(本大题共6个小题,每小题3分,共18分)11.(2021湖北荆门中考,11,3分,★☆☆)已知:101()(2a -=+,)23)(23(-+=b = ▲ .12.(2021湖北荆门中考,12,3分,★☆☆)有两把不同的锁和四把钥匙,其中两把钥匙分别能打开这两把锁,另外两把钥匙不能打开这两把锁.随机取出一把钥匙开任意一把锁,一次打开锁的概率是 ▲ . 13.(2021湖北荆门中考,13,3分,★★☆)如图,AB 是⊙O 的直径,AC 是⊙O 的弦,OD ⊥AC 于D ,连接OC ,过点D 作DF ∥OC 交AB 于F ,过点B 的切线交AC 的延长线于E .若AD =4,DF =25,则BE = ▲ .14.(2021湖北荆门中考,14,3分,★★☆)如图1是一台手机支架,图2是其侧面示意图,AB ,BC 可分别绕点A ,B 转动,测量知BC =8cm ,AB =16cm .当AB ,BC 转动到∠BAE =60°,∠ABC =50°时,点C 到AE 的距离为 ▲ cm .(结果保留小数点后一位,参考数据:sin70°≈0.94,3≈1.73)15.(2021湖北荆门中考,15,3分,★★☆)若关于x 的方程32122=--+-+xx x m x 的解是正数,则m 的取值范围为 ▲ .16.(2021湖北荆门中考,16,3分,★★★)如图,过反比例函数)0,0(>>=x k xky 图象上的四点P 1,P 2,P 3,P 4分别作x 轴的垂线,垂足分别为 A 1,A 2,A 3,A 4,再过P 1,P 2,P 3,P 4分别作y 轴,P 1A 1,P 2A 2,P 3A 3的垂线,构造了四个相邻的矩形.若这四个矩形的面积从左到右依次为S 1,S 2,S 3,S 4,OA 1=A 1A 2=A 2A 3=A 3A 4,则S 1与S 4的数量关系为 ▲ .三、解答题(本大题共有8个小题,共72分)17.(2021湖北荆门中考,17,8分,★☆☆)先化简,再求值:)121(1222-+÷-++a aa a a ,其中32=a .18.(2021湖北荆门中考,18,8分,★☆☆)已知:a 是不等式5(a -2)+8<6(a -1)+7的最小整数解,请用配.方法..解关于x 的方程0122=+++a ax x .19.(2021湖北荆门中考,19,8分,★☆☆)如图,在5×5的正方形网格图形中,小正方形的边长都为1,线段ED 与AD 的端点都在网格小正方形的顶点(称为格点)上. 请在网格图形中画图........: (1)以线段AD 为一边画正方形ABCD ,再以线段DE 为斜边画等腰直角三角形DEF ,其中顶点F 在正方形ABCD 外;(2)在(1)中所画图形基础上,以点B 为其中一个顶点画一个新正方形,使新正方形的面积为正方形ABCD 和△DEF 面积之和,其它顶点也在格点上.20.(2021湖北荆门中考,20,8分,★★☆)高尔基说:“书,是人类进步的阶梯.”阅读可以启智增慧,拓展视野,……为了解学生寒假阅读情况,开学初学校进行了问卷调查,并对部分学生假期(24天)的阅读总时间作了随机抽样分析.设被抽样的每位同学寒假阅读的总时间为t (小时),阅读总时间分为四个类别:A )12(0<≤t ,B )(2412<≤t ,C)3624<≤t (,D )36≥t (,将分类结果制成如下两幅统计图(尚不完整).根据以上信息,回答下列问题: (1)本次抽样的样本容量为 ▲ ; (2)补全条形统计图;(3)扇形统计图中a 的值为 ▲ ,圆心角β的度数为 ▲ ;(4)若该校有2000名学生,估计寒假阅读的总时间少于24小时的学生有多少名?对这些学生用一句话提一条阅读方面的建议.21.(2021湖北荆门中考,21,8分,★★☆)小爱同学学习二次函数后,对函数2)1(--=x y 进行了探究.在经历列表、描点、连线步骤后,得到如下的函数图象.请根据函数图象,回答下列问题: (1)观察探究:①写出该函数的一条性质: ▲ ; ②方程2(1)1x --=-的解为: ▲ ;③若方程2(1)x a --=有四个实数根,则a 的取值范围是 ▲ . (2)延伸思考:将函数2(1)y x =--的图象经过怎样的平移可得到函数3)12(21+---=x y 的图象?写出平移过程,并直接写出....当321≤<y 时,自变量x 的取值范围.22.(2021湖北荆门中考,22,10分,★★☆)小美打算买一束百合和康乃馨组合的鲜花,在“母亲节”祝福妈妈.已知买2支百合和1支康乃馨共需花费14元,3支康乃馨的价格比2支百合的价格多2元. (1)求买一支康乃馨和一支百合各需多少元?(2)小美准备买康乃馨和百合共11支,且百合不少于2支.设买这束鲜花所需费用为w 元,康乃馨有x 支,求w 与x 之间的函数关系式,并设计一种使费用最少的买花方案,写出最少费用.23.(2021湖北荆门中考,23,10分,★★☆)在矩形ABCD 中,AB =2,AD =4,F 是对角线AC 上不与点A ,C 重合的一点,过F 作FE ⊥AD 于E ,将△AEF 沿EF 翻折得到△GEF ,点G 在射线AD 上,连接CG .(1)如图1,若点A 的对称点G 落在AD 上,∠FGC =90°,延长GF 交AB 于H ,连接CH .①求证:△CDG∽△GAH ;②求tan ∠GHC .(2)如图2,若点A 的对称点G 落在AD 延长线上,∠GCF =90°,判断△GCF 与△AEF 是否全等,并说明理由.24.(2021湖北荆门中考,24,12分,★★★)已知:直线1y x =-+与x 轴、y 轴分别交于A ,B 两点,点C为直线AB 上一动点,连接OC ,∠AOC 为锐角,在OC 上方以OC 为边作正方形OCDE ,连接BE ,设BE =t .(1)如图1,当点C 在线段AB 上时,判断BE 与AB 的位置关系,并说明理由; (2)直接写出....点E 的坐标(用含t 的式子表示); (3)若tan ∠AOC =k ,经过点A 的抛物线)0(2<++=a c bx ax y 顶点为P ,且有6a +3b +2c =0,△POA 的面积为k21.当22=t 时,求抛物线的解析式.荆州市2021年初中学业水平考试数学试题答案全解全析1.答案:D解析:-1和0是整数,12是分数,都属于有理数;√2是开方开不尽的数. 考查内容:无理数命题意图:本题主要考查了无理数的定义,其中初中范围内学习的无理数有:π,2π等;开方开不尽的数;以及像0.1010010001……,等有这样规律的数.难度较小.归纳总结:无理数常见的形式:(1)(2)最简结果中含π的数,如π-1,23π等;(3)以无限不循环的形式出现,如0.1010010001…(每相邻两个1之间依次多一个0). 2.答案:A解析:从上边看,是一个矩形,矩形的内部有一个与矩形两边相切的圆,故选A. 考查内容:简单组合体的三视图命题意图:本题考查了简单组合体的三视图,解题时要注意俯视图是从上边看得到的图形.难度较小. 3.答案:C解析:∵等式2a 2•a +□=3a 3成立,∴2a 3+□=3a 3,∴□填写单项式可以是:3a 3﹣2a 3=a 3. 考查内容:整式运算命题意图:本题主要考查了单项式乘单项式以及合并同类项,正确掌握单项式乘单项式运算法则是解题关键.难度较小. 4.答案:B解析:证明:①∵a ⊥b (已知),∴∠1=90°(垂直的定义).②又∵b ∥c (已知),∴∠1=∠2(两直线平行,同位角相等).③∴∠2=∠1=90°(等量代换),④∴a ⊥c (垂直的定义).综上所述,①~④步中数学依据错误的是②,故选B .考查内容:平行线的判定与性质命题意图:本题考查了平行线的判定与性质,熟记平行线的判定定理与性质定理是解题的关键.难度较小. 5.答案:C解析:∵点P (a +1,2﹣2a )关于x 轴的对称点在第四象限,∴点P 在第一象限, ∴{a +1>02−2a >0,解得:﹣1<a <1,在数轴上表示如下,故选C .考查内容:在数轴上表示不等式的解集;解一元一次不等式组;关于x 轴、y 轴对称的点的坐标命题意图:本题考查了关于x 轴、y 轴对称的点的坐标,解一元一次不等式组,在数轴上表示不等式组的解集的应用,能根据题意得出不等式组是解此题的关键.难度较小. 易错警示:解一元一次不等式的一般步骤6.答案:D解析:∵点P(1,t)在双曲线y2=2x上,∴t=21=2,故A选项不符合题意,则∴P(1,2).∵P(1,2)在直线y1=kx+1上,∴2=k+1.∴k=1,故C选项不符合题意;∴直线AB的解析式为y=x+1.令x=0,则y=1,∴B(0,1),则OB=1.令y=0,则x=﹣1,∴A(﹣1,0),则OA=1,∴OA=OB,∴△OAB为等腰直角三角形,故B选项正确;由图像可知,当x>1时,y1>y2,∴D选项不正确,故选D.考查内容:反比例函数与一次函数的交点问题命题意图:本题主要考查了一次函数的图象与反比例函数图象的交点问题,待定系数法,数形结合.利用待定系数法求得函数的解析式是解题的关键.难度适中.7.答案:C解析:如图,连接OB.∵A(2,0),D(4,0),矩形OABC,∴OA=2,OD=4=OB,∴∠OBA=30°,∴∠BOD=90°﹣30°=60°,∴∠BED=12∠BOD=12×60°=30°.考查内容:坐标与图形性质;矩形的性质;圆周角定理命题意图:本题考查圆周角定理及其推论,直角三角形的边角关系,掌握圆周角定理及其推论是解决问题的前提.难度适中.8.答案:D解析:由作图可知,点D在AC的垂直平分线上,∴DA=DC,故选项A正确;∴∠A=∠ACD=40°,由作图可知,BP平分∠ABC,∴∠ABP=∠CBP,故选项B正确;∵AB =AC ,∠A =40°,∴∠ABC =∠ACB =12(180°﹣40°)=70°.∵∠PBC =12∠ABC =35°,∠PCB =∠ACB ﹣∠ACD =30°,∴∠BPC =180°﹣35°﹣30°=115°,故选项C 正确,若∠PBC =∠A ,则∠A =36°,显然不符合题意,故选D .考查内容:等腰三角形的性质;作图—复杂作图命题意图:本题考查等腰三角形的性质,线段的垂直平分线的性质,角平分线的定义,三角形内角和定理等知识,解题的关键是读懂图象信息,属于中考常考题型.难度适中. 9.答案:A解析:连接AC ,延长AP ,交BC 于E ,如图.在菱形ABCD 中,∠D =60°,AB =2,∴∠ABC =∠D =60°,AB =BC =2,∴△ABC 是等边三角形,∴AB =AC .又AP =AP ,PB =PC ,∴△APB ≌△APC (SSS ),∴∠P AB =∠P AC ,∴AE ⊥BC ,BE =CE =1.∵△BPC 为等腰直角三角形,∴PE =12BC =1.在Rt △ABE 中,AE =√32AB =√3,∴AP =√3−1,∴S 阴影=S 扇形ABC ﹣S △P AB ﹣S △PBC =60π×22360−12(√3−1)×1−12×2×1=23π−√3+12.考查内容:等边三角形的判定与性质;勾股定理;等腰直角三角形;菱形的性质;圆周角定理;扇形面积的计算命题意图:本题考查了扇形的面积,菱形的性质,等边三角形的判定和性质,求得P A 、PE 是解题的关键.难度适中. 10.答案:C解析:根据题意得k (x 2+1)+(5﹣2k )x =0,整理得kx 2+(5﹣2k )x +k =0,因为方程有两个实数解, 所以k ≠0且Δ=(5﹣2k )2﹣4k 2≥0,解得k ≤54且k ≠0. 考查内容:一元二次方程的根的判定式命题意图:本题考查了根的判别式:一元二次方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)的根与Δ=b 2﹣4ac 有如下关系:当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根;当Δ=0时,方程有两个相等的实数根;当Δ<0时,方程无实数根.难度适中. 11.答案:2解析:∵a =(12)﹣1+(−√3)0=2+1=3,b =(√3+√2)(√3−√2)=3﹣2=1,∴√a +b=√3+1 =√4 =2.考查内容:平方差公式;零指数幂;负整数指数幂;二次根式的化简求值命题意图:本题考查二次根式的化简求值、平方差公式、零指数幂、负整数指数幂,解答本题的关键是明确它们各自的计算方法. 12.答案:14解析:由题意得,共有2×4=8种等可能情况,其中能打开锁的情况有2种,故一次打开锁的概率为28=14.考查内容:概率公式命题意图:本题考查了概率,熟练运用概率公式计算是解题的关键.难度较小. 13.答案:152解析:∵OD ⊥AC ,AD =4,∴AD =DC =4.∵DF ∥OC ,DF =52,∴OC =2DF =5. 在Rt △COD 中,OD =√OC 2−CD 2=3,∵BE 是⊙O 的切线,∴AB ⊥BE .∵OD ⊥AD , ∴∠ADO =∠ABE .∵∠OAD =∠EAB ,∴△AOD ∽△AEB ,∴OD BE=AD AB,即3BE=410,解得:BE =152. 考查内容:勾股定理;垂径定理;切线的性质;相似三角形的判定与性质命题意图:本题考查的是切线的性质、相似三角形的判定和性质、勾股定理的应用、垂径定理的应用,掌握圆的切线垂直于经过切点的半径是解题的关键.难度适中. 14.答案:6.3解析:如图,过点B 、C 分别作AE 的垂线,垂足分别为M 、N ,过点C 作CD ⊥BM ,垂足为D .在Rt △ABM 中,∵∠BAE =60°,AB =16,∴BM =sin60°•AB =√32×16=8√3(cm ),∠ABM =90°﹣60°=30°.在Rt △BCD 中,∵∠DBC =∠ABC ﹣∠ABM =50°﹣30°=20°,∴∠BCD =90°﹣20°=70°.又∵BC =8,∴BD =sin70°×8≈0.94×8=7.52(cm ), ∴CN =DM =BM ﹣BD =8√3−7.52≈6.3(cm ),即点C 到AE 的距离约为6.3cm .考查内容:解直角三角形的应用命题意图:本题考查解直角三角形,构造直角三角形,利用直角三角形的边角关系是解决问题的关键.难度中等.15.答案:m >﹣7且m ≠﹣3解析:原方程左右两边同时乘以(x ﹣2),得:2x +m ﹣(x ﹣1)=3(x ﹣2),解得:x =m+72. ∵原方程的解为正数且x ≠2,∴{m+72>0m+72≠2,解得:m >﹣7且m ≠﹣3.考查内容:分式方程的解;解一元一次不等式命题意图:本题主要考查解分式方程和一元一次不等式组,熟知解分式方程的方法是解题的关键.难度中等.16.答案:S 1=4S 4解析:∵过双曲线上任意一点、向坐标轴作垂线所围成的矩形面积S 是个定值,OA 1=A 1A 2=A 2A 3=A 3A 4,∴S 1=k ,S 2=12k ,S 3=13k ,S 4=14k ,∴S 1=4S 4.考查内容:反比例函数系数k 的几何意义;反比例函数图象上点的坐标特征命题意图:此题考查反比例函数y =kx (k ≠0)中k 的几何意义,即过双曲线上任意一点引x 轴、y 轴垂线,所得矩形面积为|k |;这里体现了数形结合的思想,做此类题一定要正确理解k 的几何意义.难度中等. 17.答案:a 2+2a+1a 2−a÷(1+2a−1) =(a+1)2a(a−1)÷a−1+2a−1=(a+1)2a(a−1)⋅a−1a+1………………3分 =a+1a . ………………5分 当a =2√3时,原式=√3+12√3=6+√36. ………………8分解析:根据分式的加法和除法可以化简题目中的式子,然后将a 的值代入化简后的式子即可解答本题. 考查内容:分式的化简求值;分母有理化命题意图:本题考查分式的化简求值,解答本题的关键是明确分式化简求值的方法.难度中等. 18.答案:解不等式5(a ﹣2)+8<6(a ﹣1)+7,得a >﹣3,………………3分 ∴最小整数解为﹣2. ………………4分 将a =﹣2代入方程x 2+2ax +a +1=0,得x 2﹣4x ﹣1=0, ………………5分 配方,得(x ﹣2)2=5.直接开平方,得x ﹣2=±√5. ………………7分 解得x 1=2+√5,x 2=2−√5. ………………8分解析:解不等式5(a ﹣2)+8<6(a ﹣1)+7,得a >﹣3,所以最小整数解为﹣2,于是将a =﹣2代入方程x 2﹣4x ﹣1=0.利用配方法解方程即可.考查内容:解一元二次方程﹣配方法;一元一次不等式的整数解命题意图:本题主要考查了配方法解一元二次方程和一元一次不等式的整数解.难度中等. 归纳总结:配方法的一般步骤: (1)把常数项移到等号的右边; (2)把二次项的系数化为1;(3)等式两边同时加上一次项系数一半的平方.选择用配方法解一元二次方程时,最好使方程的二次项的系数为1,一次项的系数是2的倍数. 19.答案:(1)如图,正方形ABCD ,△DEF 即为所求. ………………4分 (2)如图,正方形BKFG 即为所求. ………………8分解析:(1)根据正方形,等腰直角三角形的定义画出图形即可. (2)画出边长为√10的正方形即可.考查内容:勾股定理;勾股定理的逆定理;等腰直角三角形;正方形的判定;作图—应用与设计作图 命题意图:本题考查作图﹣应用与设计作图,等腰直角三角形的性质,正方形的性质,勾股定理以及逆定理等知识,解题的关键是学会利用数形结合的思想解决问题,属于中考常考题型.难度中等. 20.答案:(1)60 ………………2分 (2)C 组的人数为40%×60=24(人),统计图如下: ………………4分(3) 20 144° ………………6分 (4)总时间少于24小时的学生的百分比为12+1860×100%=50%,∴全校寒假阅读的总时间少于24小时的学生估计有2000×50%=1000(名). ………………7分建议:读书是人类文明进步的阶梯,建议每天读书至少1小时.………………8分 解析:(1) 本次抽样的人数为610%=60(人),∴样本容量为60;(2)根据C 组所占的百分比即可求出C 组的人数; (3) A 组所占的百分比为1260×100%=20%,∴a 的值为20,β=40%×360°=144°;(4)先算出低于24小时的学生的百分比,再估算出全校低于24小时的学生的人数. 考查内容:总体、个体、样本、样本容量;用样本估计总体;扇形统计图;条形统计图命题意图:本题主要考查统计图形的应用,能看懂统计图是关键,一般求总量所用的公式是一个已知分量除以它所占的百分比,第一问基本都是求总量,所以要记住,估算的公式是总人数乘以满足要求的人数所占的百分比,这两种问题中考比较爱考,记住公式,平时要多加练习.难度中等.【核心素养】从统计图中获取信息并能将从所获取的信息加以推理,体现了数据分析的核心素养.数据分析是大数据时代数学应用的主要方法,已经深入到现代社会生活各个方面.在数据分析核心素养的形成过程中,学生能够提升数据处理的能力,增强基于数据表示现实问题的意识,养成通过数据思考问题的习惯,积累依托数据探索事物本质、关联和规律的活动经验.21.答案:(1)①函数图象关于y 轴对称 …………………………………………2分 ②x =﹣2或x =0或x =2 ………………………………………………5分 ③若﹣1<a <0 ………………………………………………6分(2)将函数y =﹣(|x |﹣1)2的图象向右平移2个单位,向上平移3个单位可得到函数y 1=﹣(|x ﹣2|﹣1)2+3的图象, ………………………………………………………………………7分当2<y 1≤3时,自变量x 的取值范围是0<x <4且x ≠2.……………………………8分 解析:(1)根据图象即可求得;(2)根据“上加下减”的平移规律,画出函数y 1=﹣(|x ﹣2|﹣1)2+3的图象,根据图象即可得到结论. 考查内容:二次函数的性质;二次函数图象上点的坐标特征;二次函数图象与几何变换命题意图:本题主要考查了二次函数图象与几何变换,二次函数图象和性质,数形结合是解题的关键.难度中等以上.22.答案:(1)设买一支康乃馨需m 元,买一支百合需n 元,则根据题意得:{m +2n =143m −2n =2, ………………………………………………………2分解得:{m =4n =5,答:买一支康乃馨需4元,买一支百合需5元; ………………………………………4分 (2)根据题意得:w =4x +5(11﹣x )=﹣x +55. ……………………………………………7分 ∵百合不少于2支,∴11﹣x ≥2, 解得:x ≤9.∵﹣1<0,∴w 随x 的增大而减小,…………………………………………………………8分 ∴当x =9时,w 最小, 即买9支康乃馨,买11﹣9=2支百合费用最少,w min =﹣9+55=46(元), ……………………………………………………………………………………9分答:w 与x 之间的函数关系式:w =﹣x +55,买9支康乃馨,买2支百合费用最少,最少费用为46元. ………………………………………………………………………………10分 解析:(1)设买一支康乃馨需m 元,买一支百合需n 元,根据题意列方程组求解即可;(2)根据康乃馨和百合的费用之和列出函数关系式,然后根据函数的性质和百合不少于2支求函数的最小值即可.考查内容:一元一次不等式的应用;一次函数的应用命题意图:本题主要考查一次函数的性质和二元一次方程组的应用,关键是利用题意写出函数关系式.难度中等偏上23.答案:(1)①证明:如图1,由题意知∠HGC =90°, 则∠AGH +∠DGC =90°.由矩形ABCD 知:∠HAG =∠D =90°, ……………………………………………………1分 而∠DGC +∠DCG =90°, ∴∠DCG =∠AGH , …………………………………………2分 ∴△CDG ∽△GAH . ………………………………………………………………………3分 ②如图1,由①知△CDG ∽△GAH ,∴∠AGF =∠DCG , CG CDGH AG=. ………………………………………………………4分由折叠知:∠AGF =∠GAF , ∴∠GAF =∠DCG ,而∠D =∠D ,∴△ADC ∽△CDG , ……………………………………………………………………5分 ∴AD CD CD DG =,即422DG=, 解得DG =1, ∴AG =AD -DG =3, …………………………………………………………………………6分 ∴在Rt △CGH 中,tan ∠GHC =23CG CD HG AG ==. …………………………………………7分图1F GE H D CBA 图2GF EDCBA(2)如图2,此时Rt △GCF 与 Rt △AEF 不全等,理由如下: 设AE =EG =x ,则DG =2x -4.∵∠DCG +∠ACD =∠DAC +∠ACD =90°, ∴∠DCG =∠DAC ,而∠ADC =∠CDG , ∴△CDG ∽△ADC , ∴AD CD CD DG = 即 42242=-x ,解得:25=x . ……………………………………………8分又tan ∠GAC =12EF DC AE AD ==,∴45=EF ∴AF 5222=+=BC AB AC ,∴45345552=-=-=AF AC FC . …………………………………………………9分 一题多解:如图2,此时△GCF 与△AEF 不全等,理由如下: 若△AEF ≌△FCG 时,∠EAF =∠CFG , 而∠CFG >∠EAF ,产生矛盾, ∴假设不成立.若△AEF ≌△GCF 时,∠AFE =∠GFC =∠EFG =60°, …………………………………8分 则在Rt △AEF 中,∠EAF =30°, ∴tan ∠EAF =33. …………………………………………………………………………9分1tan 2CD EAF AD ∠==≠而,产生矛盾 ∴假设不成立. ∴Rt △GCF 与 Rt △AEF 不全等.(注:本题其它解法请参照给分.)…………………10分解析:(1)①由矩形的性质和同角的余角相等证明△CDG 与△GAH 的两组对应角相等,从而证明△CDG ∽△GAH ;②由翻折得∠AGB =∠DAC =∠DCG ,而tan ∠DAC =12,可求出DG 的长,进而求出GA 的长,由tan ∠GHC 即∠GHC 的对边与邻边的比恰好等于相似三角形△CDG 与△GAH 的一组对应边的比,由此可求出tan ∠GHC 的值;(2)△GCF 与△AEF 都是直角三角形,由tan ∠DAC =12可分别求出CG 、AG 、AE 、EF 、AF 、CF 的长,再由直角边的比不相等判断△GCF 与△AEF 不全等. 考查内容:相似形综合题命题意图:此题重点考查矩形的性质、相似三角形的判定与性质、全等三角形的判定、勾股定理、二次根式的化简等知识与方法,特别是第(2)题,使用计算说理的方法判定三角形不全等,内容和方法新颖独到,是很好的考题.难度较大【核心素养】逻辑推理是指从一些事实和命题出发,依据规则推出其他命题或结论的素养。