初中数学的自然原理
附录

2022 年河南中考数学

河南省 2022 年普通高中招生考试数学试卷,共 23 题,满分 120 分,考试时间 100 分钟。

第 1 题#

考点:第二部分“有理数”

的相反数是

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.
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答案: A

思路: 相反数是在数轴上到原点距离相等、位于原点两侧的数,只改符号,不改绝对值。 改变符号得 。注意别和倒数()混淆。

第 2 题#

考点:第五部分“几何图形初步”

2022 年北京冬奥会的奖牌“同心”表达了“天地合·人心同”的中华文化内涵。将这六个汉字分别写在某正方体的表面上,如图是它的一种展开图,则在原正方体中,与“地”字所在面相对的面上的汉字是

第 2 题图

  • A. 合
  • B. 同
  • C. 心
  • D. 人
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答案: D

思路: 展开图里排成一行的三个正方形,中间一个两边折起 ,两端的正方形正好面对面,所以一行中隔着一个的两个面相对。“地、合、人”排成一行,“地”和“人”隔着“合”,是相对的面。见第五部分“几何图形初步”。

第 3 题#

考点:第五部分“相交线与平行线”

如图,直线 , 相交于点 ,,垂足为 。若 ,则 的度数为

第 3 题图

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.
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答案: B

思路: 和 不相邻,要找一个“中转”的角。,所以 ,; 和 是对顶角,所以 。

第 4 题#

考点:第三部分“整式的乘法”、第三部分“二次根式”

下列运算正确的是

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.
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答案: D

思路: 逐个回到定义检查。A:,合并同类二次根式只合并系数;B:,漏了中间项;C:幂的乘方指数相乘,;D:单项式相乘,系数相乘、同底数幂指数相加,正确。

第 5 题#

考点:第五部分“四边形”

如图,在菱形 中,对角线 , 相交于点 ,点 为 的中点。若 ,则菱形 的周长为

第 5 题图

  • A. 6
  • B. 12
  • C. 24
  • D. 48
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答案: C

思路: 看到两个中点就想中位线:菱形的对角线互相平分, 是 的中点, 是 的中点,所以 是 的中位线,。菱形四边相等,周长为 。

第 6 题#

考点:第四部分“一元二次方程”

一元二次方程 的根的情况是

  • A. 有两个不相等的实数根
  • B. 没有实数根
  • C. 有两个相等的实数根
  • D. 只有一个实数根
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答案: A

思路: 根的情况由判别式决定。,,,,所以有两个不相等的实数根。

第 7 题#

考点:第十部分“数据的分析”、第十部分“数据的收集、整理与描述”

如图所示的扇形统计图描述了某校学生对课后延时服务的打分情况(满分 5 分),则所打分数的众数为

第 7 题图

  • A. 5 分
  • B. 4 分
  • C. 3 分
  • D. 45%
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答案: B

思路: 众数是出现次数最多的那个数据。扇形统计图里占比最大的是“4 分”(45%),所以打 4 分的人最多,众数是 4 分。众数是数据本身,不是它所占的百分比,所以不选 D。

第 8 题#

考点:第三部分“整式的乘法”、第二部分“有理数的运算”

《孙子算经》中记载:“凡大数之法,万万曰亿,万万亿曰兆。”说明了大数之间的关系:1 亿 = 1 万 × 1 万,1 兆 = 1 万 × 1 万 × 1 亿。则 1 兆等于

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.
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答案: C

思路: 先把每个单位写成 10 的幂:1 万 ,1 亿 。再用同底数幂相乘、指数相加:1 兆 。

第 9 题#

考点:第六部分“平移、轴对称与旋转”、第六部分“平面直角坐标系”、第九部分“与圆有关的计算”、第十一部分“以数解形”

如图,在平面直角坐标系中,边长为 2 的正六边形 的中心与原点 重合, 轴,交 轴于点 。将 绕点 顺时针旋转,每次旋转 ,则第 2022 次旋转结束时,点 的坐标为

第 9 题图

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.
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答案: B

思路: 先求点 的坐标:正六边形的边长等于半径,; 是 的中点,,,所以 。再看旋转的周期:每 4 次转满 回到原处,,相当于只转 2 次,即绕 旋转 。绕原点旋转 ,横、纵坐标都变成相反数,得 。

第 10 题#

考点:第七部分“函数”

呼气式酒精测试仪中装有酒精气体传感器,可用于检测驾驶员是否酒后驾车。酒精气体传感器是一种气敏电阻(图 1 中的 ), 的阻值随呼气酒精浓度 的变化而变化(如图 2),血液酒精浓度 与呼气酒精浓度 的关系见图 3。下列说法不正确的是

第 10 题图 1

第 10 题图 2

第 10 题图 3

  • A. 呼气酒精浓度 越大, 的阻值越小
  • B. 当 时, 的阻值为 100
  • C. 当 时,该驾驶员为非酒驾状态
  • D. 当 时,该驾驶员为醉驾状态
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答案: C

思路: 这是读图题:从图 2 的图象上读出 与 的对应值,再代入图 3 的关系式算出 。A、B 直接从图象看出:图象从左往右下降, 时 。C: 时,,在 20 和 80 之间,是酒驾,所以 C 不正确。D: 时,从图象读出 ,,是醉驾,正确。

第 11 题#

考点:第七部分“一次函数”

请写出一个 随 的增大而增大的一次函数的表达式:____。

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答案: (答案不唯一)

思路: 一次函数 中, 每增加 1, 变化 。要 随 增大而增大,只要 , 取什么都可以,比如 、。

第 12 题#

考点:第四部分“不等式与不等式组”、第十一部分“以形助数”

不等式组

的解集为____。

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答案:

思路: 分别解两个不等式,再取公共部分。由 得 ;由 得 。在数轴上两部分重叠的是 。

第 13 题#

考点:第十部分“概率”

为开展“喜迎二十大、永远跟党走、奋进新征程”主题教育宣讲活动,某单位从甲、乙、丙、丁四名宣讲员中随机选取两名进行宣讲,则恰好选中甲和丙的概率为____。

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答案:

思路: 先把所有等可能的结果不重不漏地列出来。从四人中选两人,共有甲乙、甲丙、甲丁、乙丙、乙丁、丙丁 6 种结果,每种可能性相同,恰好选中甲和丙的只有 1 种,所以概率为 。用列表法列出 12 种有序结果、其中 2 种符合,结果相同。

第 14 题#

考点:第九部分“与圆有关的计算”、第六部分“平移、轴对称与旋转”、第十一部分“辅助线从哪里来”

如图,将扇形 沿 方向平移,使点 移到 的中点 处,得到扇形 。若 ,,则阴影部分的面积为____。

第 14 题图

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答案:

思路: 阴影是不规则图形,用“整体减空白”:阴影 = 扇形 − 两扇形重叠的部分( 右侧、弧 下方的部分)。设 与弧 交于点 ,连接 。在 中,,,所以 ,。重叠部分 = 扇形 − :

扇形 的面积是 ,所以阴影面积为

第 15 题#

考点:第十一部分“分类讨论”、第五部分“勾股定理”、第六部分“平移、轴对称与旋转”、第一部分“基本事实”

如图,在 中,,,点 为 的中点,点 在 上,且 ,将 绕点 在平面内旋转,点 的对应点为点 ,连接 ,。当 时, 的长为____。

第 15 题图

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答案: 或

思路: 先弄清点 在哪里:, 在以 为圆心、1 为半径的圆上。 是等腰直角三角形, 是斜边中点,所以 ,。 说明 ,过点 垂直于 的直线只有一条,就是直线 ,所以 在直线 上。直线 和圆有两个交点,要分两种情况:

  • 在线段 上:,;
  • 在 的延长线上:,。

第 16 题#

考点:第二部分“实数”、第三部分“分式”、第三部分“因式分解”

(1)(5 分)计算:;

(2)(5 分)化简:

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答案:

(1)原式 。

(2)

原式

思路: (1)三项各用一个规定:,所以 ;任何不为 0 的数的 0 次幂是 1;。(2)先把括号里通分成 ,除法变成乘倒数;分子 因式分解成 ,才能和分母约分。

第 17 题#

考点:第十部分“数据的分析”

(9 分)2022 年 3 月 23 日下午,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合进行授课,这是中国空间站的第二次太空授课,被许多中小学生称为“最牛网课”。某中学为了解学生对“航空航天知识”的掌握情况,随机抽取 50 名学生进行测试,并对成绩(百分制)进行整理,信息如下:

a. 成绩频数分布表:

成绩 (分)
频数 7 9 12 16 6

b. 成绩在 这一组的是(单位:分):

70 71 72 72 74 77 78 78 78 79 79 79

根据以上信息,回答下列问题:

(1)在这次测试中,成绩的中位数是____分,成绩不低于 80 分的人数占测试人数的百分比为____。

(2)这次测试成绩的平均数是 76.4 分,甲的测试成绩是 77 分。乙说:“甲的成绩高于平均数,所以甲的成绩高于一半学生的成绩。”你认为乙的说法正确吗?请说明理由。

(3)请对该校学生“航空航天知识”的掌握情况作出合理的评价。

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答案:

(1)78.5,44%。

(2)不正确。因为甲的成绩 77 分低于中位数 78.5 分,所以甲的成绩不可能高于一半学生的成绩。

(3)测试成绩不低于 80 分的人数占测试人数的 44%,说明该校学生对“航空航天知识”的掌握情况较好。(答案不唯一,合理即可)

思路: (1)50 个数据的中位数是从小到大第 25、26 个数的平均数。前两组共 人,所以第 25、26 个数是第三组的第 9、10 个,即 78 和 79,中位数是 78.5。不低于 80 分的有 人,。(2)“高于一半学生”要和中位数比,不是和平均数比:平均数会被少数很低的分数拉低,中位数才把数据分成人数相等的两半。

第 18 题#

考点:第七部分“反比例函数”、第五部分“尺规作图”、第五部分“轴对称与等腰三角形”、第一部分“怎样证明”

(9 分)如图,反比例函数 ()的图象经过点 和点 ,点 在点 的下方, 平分 ,交 轴于点 。

第 18 题图

(1)求反比例函数的表达式。

(2)请用无刻度的直尺和圆规作出线段 的垂直平分线。(要求:不写作法,保留作图痕迹,使用 2B 铅笔作图)

(3)线段 与(2)中所作的垂直平分线相交于点 ,连接 。求证:。

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答案:

(1)因为反比例函数 的图象经过点 ,所以 ,反比例函数的表达式为 。

(2)分别以 、 为圆心,以大于 的长为半径画弧,两弧在 两侧各交于一点,过这两点画直线,就是 的垂直平分线。

(3)因为 平分 ,所以 。因为 的垂直平分线交 于点 ,所以 ,。所以 ,所以 (内错角相等,两直线平行)。

思路: (2)到 、 距离相等的点都在 的垂直平分线上,所以作两个这样的点,两点确定一条直线(见第五部分“尺规作图”)。(3)要证平行,就找一对内错角相等:角平分线给出 ,垂直平分线给出 ,从而 ,两个等量关系一接,。角平分线、平行线、等腰三角形常常一起出现,知道其中两个就能推出第三个。

第 19 题#

考点:第八部分“锐角三角函数”、第十一部分“辅助线从哪里来”

(9 分)开封清明上河园是依照北宋著名画家张择端的《清明上河图》建造的,拂云阁是园内最高的建筑。某数学小组测量拂云阁 的高度,如图,在 处用测角仪测得拂云阁顶端 的仰角为 ,沿 方向前进 15 m 到达 处,又测得拂云阁顶端 的仰角为 。已知测角仪的高度为 1.5 m,测量点 , 与拂云阁 的底部 在同一水平线上,求拂云阁 的高度(结果精确到 1 m。参考数据:,,)。

第 19 题图

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答案: 延长 交 于点 ,则 , m。设 m。

在 中,,所以 。

在 中,,所以 。

因为 ,所以 ,即

解得 。所以 。

答:拂云阁 的高度约为 32 m。

思路: 两个仰角各在一个直角三角形里,要把它们放到同一条水平线上:延长 交 于 ,得到两个共用直角边 的直角三角形。设公共边 ,用 分别表示 和 ,它们的差就是已知的 15 m,列方程求 。最后别忘了加上测角仪的高度 1.5 m。

第 20 题#

考点:第四部分“分式方程”、第七部分“一次函数”、第四部分“不等式与不等式组”

(9 分)近日,教育部印发《义务教育课程方案》和课程标准(2022 年版),将劳动从原来的综合实践活动课程中独立出来。某中学为了让学生体验农耕劳动,开辟了一处耕种园,需要采购一批菜苗开展种植活动。据了解,市场上每捆 A 种菜苗的价格是菜苗基地的 倍,用 300 元在市场上购买的 A 种菜苗比在菜苗基地购买的少 3 捆。

(1)求菜苗基地每捆 A 种菜苗的价格。

(2)菜苗基地每捆 B 种菜苗的价格是 30 元。学校决定在菜苗基地购买 A,B 两种菜苗共 100 捆,且 A 种菜苗的捆数不超过 B 种菜苗的捆数。菜苗基地为支持该校活动,对 A,B 两种菜苗均提供九折优惠。求本次购买最少花费多少钱。

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答案:

(1)设菜苗基地每捆 A 种菜苗的价格为 元,根据题意,得

解得 。经检验, 是原方程的解。

答:菜苗基地每捆 A 种菜苗的价格为 20 元。

(2)设购买 A 种菜苗 捆,则购买 B 种菜苗 捆。根据题意,得 ,解得 。

设本次购买花费 元,则

因为 , 随 的增大而减小,所以当 时, 有最小值 。

答:本次购买最少花费 2250 元。

思路: (1)等量关系是“捆数差 3”,捆数 = 总价 ÷ 单价,单价是未知数,所以列出的是分式方程,解完要检验。(2)花费随 A 种菜苗的捆数一次变化,写成一次函数 ;A 种便宜,买得越多越省,但受“不超过 B 种”限制, 最大取 50。求最值的问题,先写出函数,再由不等式定出自变量的范围,在范围的端点取最值。

第 21 题#

考点:第七部分“二次函数”、第一部分“三种数学语言”

(9 分)小红看到一处喷水景观,喷出的水柱呈抛物线形状,她对此展开研究:测得喷水头 距地面 0.7 m,水柱在距喷水头 水平距离 5 m 处达到最高,最高点距地面 3.2 m;建立如图所示的平面直角坐标系,并设抛物线的表达式为 ,其中 (m)是水柱距喷水头的水平距离,(m)是水柱距地面的高度。

第 21 题图

(1)求抛物线的表达式。

(2)爸爸站在水柱正下方,且距喷水头 水平距离 3 m。身高 1.6 m 的小红在水柱下方走动,当她的头顶恰好接触到水柱时,求她与爸爸的水平距离。

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答案:

(1)由题意知,点 是抛物线 的顶点,所以 。又因为抛物线经过点 ,所以 ,解得 。所以抛物线的表达式为 (或 )。

(2)当 时,,解得 ,。,。

答:小红与爸爸的水平距离为 2 m 或 6 m。

思路: (1)已知最高点,就用顶点式,只剩 一个未知数,再代入喷水头 求 。(2)“头顶恰好接触水柱”就是水柱高度等于 1.6 m,已知函数值求自变量,得到对称轴两侧的两个 ,所以小红有两个位置,分别和爸爸的位置 相减。

第 22 题#

考点:第九部分“与圆有关的位置关系”、第八部分“锐角三角函数”、第一部分“怎样证明”、第十一部分“辅助线从哪里来”

(10 分)为弘扬民族传统体育文化,某校将传统游戏“滚铁环”列入了校运动会的比赛项目。滚铁环器材由铁环和推杆组成。小明对滚铁环的启动阶段进行了研究,如图,滚铁环时,铁环 与水平地面相切于点 ,推杆 与铅垂线 的夹角为 ,点 ,,,, 在同一平面内。当推杆 与铁环 相切于点 时,手上的力量通过切点 传递到铁环上,会有较好的启动效果。

第 22 题图

(1)求证:。

(2)实践中发现,切点 只有在铁环上一定区域内时,才能保证铁环平稳启动。图中点 是该区域内最低位置,此时点 距地面的距离 最小,测得 。已知铁环 的半径为 25 cm,推杆 的长为 75 cm,求此时 的长。

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答案:

(1)过点 作 ,分别交 于点 ,交 于点 。

因为 与 相切于点 ,所以 。因为 ,所以 。因为 ,所以 。所以 ,。

因为 为 的切线,所以 ,。所以 ,所以 。

(2)在 中,,,所以 。

由(1)知 ,所以 。在 中,,所以 ,。因为 ,所以 。

因为 ,所以四边形 为矩形,。所以 cm。

思路: (1)题目里有两个“切”:地面切圆于 得 ,推杆切圆于 得 。再加上 铅垂,全是直角,过 画一条水平线,就能把 和 分别放进两个直角三角形里,用“同角的余角相等”连起来。(2) 被水平线 分成两段:上段 在 里直接用余弦算;下段 ,而 要在 里算,这里正好用上(1)的结论 。

第 23 题#

考点:第六部分“平移、轴对称与旋转”、第五部分“全等三角形”、第五部分“勾股定理”、第一部分“怎样证明”

(10 分)综合与实践

综合与实践课上,老师让同学们以“矩形的折叠”为主题开展数学活动。

(1)操作判断

操作一:对折矩形纸片 ,使 与 重合,得到折痕 ,把纸片展平;

操作二:在 上选一点 ,沿 折叠,使点 落在矩形内部点 处,把纸片展平,连接 ,。

根据以上操作,当点 在 上时,写出图 1 中一个 的角:____。

(2)迁移探究

小华将矩形纸片换成正方形纸片,继续探究,过程如下:

将正方形纸片 按照(1)中的方式操作,并延长 交 于点 ,连接 。

① 如图 2,当点 在 上时,°,°;

② 改变点 在 上的位置(点 不与点 , 重合),如图 3,判断 与 的数量关系,并说明理由。

(3)拓展应用

在(2)的探究中,已知正方形纸片 的边长为 8 cm,当 cm 时,直接写出 的长。

第 23 题图 1

第 23 题图 2

第 23 题图 3

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答案:

(1) 或 或 或 (任意写出一个即可)。

(2)① 15,15。

② 。理由如下:

因为四边形 是正方形,所以 ,。由轴对称的性质,得 ,。所以 ,。又因为 是公共边,所以 ≌(HL),所以 。

(3) cm 或 cm。

思路: 折叠就是轴对称,折痕两侧的对应边、对应角相等。(1) 是对折线,;折叠后 ,所以 中 ,,再由 和折叠推出 、、。(2)换成正方形后 ,,两个直角三角形斜边公共、一条直角边相等,用 HL 得全等;图 2 中 ,被 平分,所以两个角都是 。(3)由全等得 ,设 ,则 ,,,在 中用勾股定理列方程。 是 的中点, 时 可能在 下方()或上方(),要分两种情况: