初中数学的自然原理
附录

2024 年河南中考数学

河南省 2024 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”

如图,数轴上点 表示的数是

第 1 题图

  • A. −1
  • B. 0
  • C. 1
  • D. 2
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答案: A

思路: 数轴上的点和数一一对应。点 在原点左边,和原点隔一个单位长度,表示的数是 。

第 2 题#

考点:第二部分“有理数的运算”

据统计,2023 年我国人工智能核心产业规模达 5 784 亿元。数据“5 784 亿”用科学记数法表示为

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.
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答案: C

思路: 先把“亿”换成数:1 亿 ,所以 5 784 亿 。科学记数法要求 中 ,A、D 的 都不在这个范围内。

第 3 题#

考点:第五部分“相交线与平行线”

如图,乙地在甲地的北偏东 方向上,则 的度数为

第 3 题图

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.
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答案: B

思路: 两地的“正北”方向都是竖直向上的,所以两条指北的直线互相平行。连接甲、乙的线段是它们的截线, 的角和 是内错角,两直线平行,内错角相等,所以 。

第 4 题#

考点:第八部分“投影与视图”

信阳毛尖是中国十大名茶之一。如图是信阳毛尖茶叶的包装盒,它的主视图为

第 4 题图:包装盒

第 4 题选项

  • A. 矩形,中间有两条竖线(见选项图 A)
  • B. 矩形,中间有一条竖线(见选项图 B)
  • C. 矩形(见选项图 C)
  • D. 正六边形(见选项图 D)
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答案: A

思路: 包装盒是正六棱柱,主视图是从正面(箭头方向)看到的图形。正面对着我们的是一个侧面,左右两边各有一个斜着的侧面,看过去被压窄了,所以是一个矩形被两条竖线分成三块,中间宽、两边窄。六边形 D 是从上面看到的俯视图。

第 5 题#

考点:第四部分“不等式与不等式组”、第十一部分“以形助数”

下列不等式中,与 组成的不等式组无解的是

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.
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答案: A

思路: 先解 :两边同乘 ,不等号改变方向,得 。不等式组无解,就是两个解集在数轴上没有公共部分。 和 一个在 左边、一个在 2 右边,没有重叠;B、C、D 都和 有公共部分。

第 6 题#

考点:第八部分“相似”、第五部分“四边形”

如图,在 中,对角线 , 相交于点 ,点 为 的中点, 交 于点 。若 ,则 的长为

第 6 题图

  • A.
  • B. 1
  • C.
  • D. 2
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答案: B

思路: 平行四边形的对角线互相平分, 是 的中点, 又是 的中点,所以 。,得 ,对应边成比例:。

第 7 题#

考点:第三部分“整式的乘法”

计算

个

的结果是

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.
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答案: D

思路: 括号里是 个 相乘,按乘方的定义就是 。再用幂的乘方法则“底数不变,指数相乘”:。这里指数本身是字母,只要回到乘方的定义就不会被它迷惑。

第 8 题#

考点:第十部分“概率”

豫剧是国家级非物质文化遗产,因其雅俗共赏,深受大众喜爱。正面印有豫剧经典剧目人物的三张卡片如图所示,它们除正面外完全相同。把这三张卡片背面朝上洗匀,从中随机抽取一张,放回洗匀后,再从中随机抽取一张,两次抽取的卡片正面相同的概率为

第 8 题图

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.
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答案: D

思路: “放回”说明两次抽取互不影响,每次都有 3 种等可能的结果。列表或画树状图,共 种等可能的结果,其中两次相同的有 3 种,所以概率是 。

第 9 题#

考点:第九部分“与圆有关的计算”、第九部分“圆的有关性质”

如图, 是边长为 的等边三角形 的外接圆,点 是 的中点,连接 ,。以点 为圆心, 的长为半径在 内画弧,则阴影部分的面积为

第 9 题图

  • A.
  • B.
  • C.
  • D.
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答案: C

思路: 阴影是以 为圆心、 为半径的扇形,要求出半径和圆心角。,所以 所对的圆心角是 , 是它的中点,, 是等边三角形,。 是外接圆半径:等边三角形的外心也是重心,在高上且到顶点的距离是高的 ,高为 ,所以 。圆内接四边形 的对角互补,。所以阴影面积为

第 10 题#

考点:第七部分“函数”、第七部分“一次函数”、第七部分“二次函数”、第十一部分“以形助数”

把多个用电器连接在同一个插线板上,同时使用一段时间后,插线板的电源线会明显发热,存在安全隐患。数学兴趣小组对这种现象进行研究,得到时长一定时,插线板电源线中的电流 与使用电器的总功率 的函数图象(如图 1),插线板电源线产生的热量 与 的函数图象(如图 2)。下列结论中错误的是

第 10 题图 1

第 10 题图 2

  • A. 当 W 时, A
  • B. 随 的增大而增大
  • C. 每增加 1 A, 的增加量相同
  • D. 越大,插线板电源线产生的热量 越多
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答案: C

思路: 逐项读图。A 直接从图 1 读出。图 2 从左往右一直上升,B 对。把两张图接起来: 越大 越大, 越大 越多,D 对。图 2 是一条越来越陡的曲线,不是直线,说明 每增加 1 A, 的增加量越来越大;增加量相同的只有一次函数(直线),C 错。

第 11 题#

考点:第三部分“整式的加减”

请写出 的一个同类项:____。

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答案: (答案不唯一)

思路: 同类项要求所含字母相同,并且相同字母的指数也相同,系数可以不同。 只含字母 ,指数是 1,所以 、、 都可以。

第 12 题#

考点:第十部分“数据的分析”

2024 年 3 月是第 8 个全国近视防控宣传教育月,其主题是“有效减少近视发生,共同守护光明未来”。某校组织各班围绕这个主题开展板报宣传活动,并对各班的宣传板报进行评分,得分情况如图,则得分的众数为 ____ 分。

第 12 题图

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答案: 9

思路: 众数是一组数据中出现次数最多的数据。条形图的横轴是得分,纵轴是班数,最高的条形对应 9 分(13 个班),所以众数是 9 分。注意众数是得分 9,而不是班数 13。

第 13 题#

考点:第四部分“一元二次方程”

若关于 的方程 有两个相等的实数根,则 的值为 ____。

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答案:

思路: 一元二次方程有两个相等的实数根,就是判别式等于 0:,得 。

第 14 题#

考点:第六部分“平移、轴对称与旋转”、第五部分“勾股定理”、第六部分“平面直角坐标系”、第十一部分“以数解形”

如图,在平面直角坐标系中,正方形 的边 在 轴上,点 的坐标为 ,点 在边 上。将 沿 折叠,点 落在点 处。若点 的坐标为 ,则点 的坐标为 ____。

第 14 题图

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答案:

思路: 折叠是轴对称,折叠前后对应线段相等:,。设正方形边长为 ,则 。在 中,,又 ,得 ,所以 。设 ,则 ,,由 得 ,。两次都是“折叠给等长,勾股定理列方程”。

第 15 题#

考点:第九部分“与圆有关的位置关系”、第九部分“圆的有关性质”、第五部分“勾股定理”

如图,在 中,,,线段 绕点 在平面内旋转,过点 作 的垂线,交射线 于点 。若 ,则 的最大值为 ____,最小值为 ____。

第 15 题图

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答案: ;

思路: 点 在以 为圆心、1 为半径的圆上运动。,所以 、 都在以 为直径的圆上,, 越小 越大。,而 在 与 相切时最大(见第九部分“与圆有关的位置关系”),所以最大值、最小值都出现在相切的时候。相切时 ,; 和 都是 所对的圆周角,相等或互补,由此可得 ,所以 是等腰直角三角形,。 在 外侧时 , 在 、 之间时 。

第 16 题#

考点:第三部分“二次根式”、第三部分“分式”、第二部分“实数”、第三部分“因式分解”

(1)计算:;

(2)化简:

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答案:

(1)原式 。

(2)

原式

思路: (1);,它的 0 次幂等于 1。(2)先把括号里通分:;除以一个分式等于乘它的倒数,再把 分解成 ,约去公因式。

第 17 题#

考点:第十部分“数据的分析”

为提升学生体质健康水平,促进学生全面发展,学校开展了丰富多彩的课外体育活动。在八年级组织的篮球联赛中,甲、乙两名队员表现优异,他们在近六场比赛中关于得分、篮板和失误三个方面的统计结果如下。

第 17 题图:比赛得分统计图

技术统计表:

队员 平均每场得分 平均每场篮板 平均每场失误
甲 26.5 8 2
乙 26 10 3

根据以上信息,回答下列问题。

(1)这六场比赛中,得分更稳定的队员是 ____(填“甲”或“乙”);甲队员得分的中位数为 27.5 分,乙队员得分的中位数为 ____ 分。

(2)请从得分方面分析:这六场比赛中,甲、乙两名队员谁的表现更好。

(3)规定“综合得分”为:平均每场得分 × 1 + 平均每场篮板 × 1.5 + 平均每场失误 ×(−1),且综合得分越高表现越好。请利用这种评价方法,比较这六场比赛中甲、乙两名队员谁的表现更好。

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答案:

(1)甲;29。

(2)因为甲的平均每场得分大于乙的平均每场得分,且甲的得分更稳定,所以甲队员表现更好。(答案不唯一,合理即可)

(3)甲的综合得分为 ,乙的综合得分为 。因为 ,所以乙队员表现更好。

思路: (1)稳定性看数据的波动:甲的折线在 24 到 28 之间小幅起伏,乙从 14 升到 32,波动大,所以甲更稳定。乙的六场得分从小到大是 14,20,28,30,32,32,偶数个数据取中间两个的平均数,。(2)比较两组数据,平均数看整体水平,方差看稳定性。(3)综合得分就是加权平均的想法,按规定的权重代入计算;失误的权重是 ,失误越多得分越低。评价标准变了,结论也可能变。

第 18 题#

考点:第七部分“反比例函数”、第六部分“平移、轴对称与旋转”、第十一部分“以数解形”

如图,矩形 的四个顶点都在格点(网格线的交点)上,对角线 , 相交于点 ,反比例函数 ()的图象经过点 。

第 18 题图

(1)求这个反比例函数的表达式。

(2)请先描出这个反比例函数图象上不同于点 的三个格点,再画出反比例函数的图象。

(3)将矩形 向左平移,当点 落在这个反比例函数的图象上时,平移的距离为 ____。

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答案:

(1)由图知 。因为反比例函数 的图象经过点 ,所以 ,,这个反比例函数的表达式为 。

(2)描出格点 ,,,用光滑的曲线连接,图象如图。

第 18 题答案图

(3)

思路: (1)待定系数法,一个点就能定出 。(2)图象上的格点,横、纵坐标都是整数且乘积为 6, 时只有 ,,,。(3)向左平移,纵坐标不变。,平移后纵坐标仍是 4,在图象上时 ,所以平移的距离是 。

第 19 题#

考点:第五部分“尺规作图”、第五部分“四边形”、第一部分“怎样证明”

如图,在 中, 是斜边 上的中线, 交 的延长线于点 。

第 19 题图

(1)请用无刻度的直尺和圆规作 ,使 ,且射线 交 于点 (保留作图痕迹,不写作法)。

(2)证明(1)中得到的四边形 是菱形。

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答案:

(1)如图。

第 19 题答案图

(2)由(1)得 ,所以 。又因为 ,所以四边形 是平行四边形。因为 是 斜边 上的中线,所以 。所以 是菱形。

思路: (1)按“作一个角等于已知角”,以 为一边在点 处复制 (见第五部分“尺规作图”)。(2) 和 是同位角,同位角相等,所以 ,两组对边分别平行,先得到平行四边形;再找一组邻边相等:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,。

第 20 题#

考点:第九部分“圆的有关性质”、第八部分“锐角三角函数”、第五部分“三角形”、第十一部分“辅助线从哪里来”

如图 1,塑像 在底座 上,点 是人眼所在的位置。当点 高于人的水平视线 时,由远及近看塑像,会在某处感觉看到的塑像最大,此时视角最大。数学家研究发现:当经过 , 两点的圆与水平视线 相切时(如图 2),在切点 处感觉看到的塑像最大,此时 为最大视角。

第 20 题图 1

第 20 题图 2

(1)请仅就图 2 的情形证明 。

(2)经测量,最大视角 为 ,在点 处看塑像顶部点 的仰角 为 ,点 到塑像的水平距离 为 6 m。求塑像 的高(结果精确到 0.1 m。参考数据:)。

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答案:

(1)如图,设 与圆交于点 ,连接 。则 。因为 是 的外角,所以 ,所以 。

第 20 题答案图

(2)在 中,,,所以 。因为 ,所以 。在 中,。所以

()

答:塑像 的高约为 6.9 m。

思路: (1) 的顶点在圆上, 的顶点在圆外,要比较它们,就在圆上找一个和 相等、又能和 放进同一个三角形的角: 与圆的交点 处的 和 是同弧所对的圆周角,而它又是 的外角,大于不相邻的内角 。(2)、、 在同一条竖直线上,,两段分别在两个有公共直角边 的直角三角形里,用正切求出。

第 21 题#

考点:第四部分“二元一次方程组”、第四部分“不等式与不等式组”、第七部分“一次函数”

为响应“全民植树增绿,共建美丽中国”的号召,学校组织学生到郊外参加义务植树活动,并准备了 A,B 两种食品作为午餐。这两种食品每包质量均为 50 g,营养成分表如下。

A 营养成分表:

项目 每 50 g
热量 700 kJ
蛋白质 10 g
脂肪 5.3 g
碳水化合物 28.7 g
钠 205 mg

B 营养成分表:

项目 每 50 g
热量 900 kJ
蛋白质 15 g
脂肪 18.2 g
碳水化合物 6.3 g
钠 236 mg

(1)若要从这两种食品中摄入 4 600 kJ 热量和 70 g 蛋白质,应选用 A,B 两种食品各多少包?

(2)运动量大的人或青少年对蛋白质的摄入量应更多。若每份午餐选用这两种食品共 7 包,要使每份午餐中的蛋白质含量不低于 90 g,且热量最低,应如何选用这两种食品?

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答案:

(1)设选用 A 种食品 包,B 种食品 包。根据题意,得

解方程组,得

答:选用 A 种食品 4 包,B 种食品 2 包。

(2)设选用 A 种食品 包,则选用 B 种食品 包。根据题意,得 ,解得 。

设总热量为 kJ,则 。因为 ,所以 随 的增大而减小。所以当 时, 最小,此时 。

答:选用 A 种食品 3 包,B 种食品 4 包。

思路: (1)两个未知数,题目给了热量、蛋白质两个相等关系,列二元一次方程组。(2)“不低于”是不等关系,列不等式得出 的范围;“热量最低”是求最值,把热量写成 的一次函数,用增减性在范围的端点取最小值(见第七部分“一次函数”)。

第 22 题#

考点:第七部分“二次函数”、第四部分“一元二次方程”

从地面竖直向上发射的物体离地面的高度 (m)满足关系式 ,其中 (s)是物体运动的时间,(m/s)是物体被发射时的速度。社团活动时,科学小组在实验楼前从地面竖直向上发射小球。

(1)小球被发射后 ____ s 时离地面的高度最大(用含 的式子表示)。

(2)若小球离地面的最大高度为 20 m,求小球被发射时的速度。

(3)按(2)中的速度发射小球,小球离地面的高度有两次与实验楼的高度相同。小明说:“这两次间隔的时间为 3 s。”已知实验楼高 15 m,请判断他的说法是否正确,并说明理由。

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答案:

(1)

(2)根据题意,当 时,,所以

解得 (负值舍去)。即小球被发射时的速度是 20 m/s。

(3)小明的说法不正确。理由如下:由(2)得 。当 时,,解得 ,。(s),所以两次间隔的时间为 2 s,小明的说法不正确。

思路: (1) 是 的二次函数,二次项系数 ,开口向下,顶点处最高,顶点横坐标是 。(2)把顶点代入,得 。(3)“高度等于 15 m”就是函数值等于 15,把函数问题转化成一元二次方程,两个根就是两次到达的时刻,间隔是两根之差。

第 23 题#

考点:第五部分“四边形”、第五部分“全等三角形”、第十一部分“分类讨论”、第一部分“定义、命题与定理”

综合与实践

在学习特殊四边形的过程中,我们积累了一定的研究经验。请运用已有经验,对“邻等对补四边形”进行研究。

定义:至少有一组邻边相等且对角互补的四边形叫做邻等对补四边形。

(1)操作判断

用分别含有 和 角的直角三角形纸板拼出如图 1 所示的 4 个四边形,其中是邻等对补四边形的有 ____(填序号)。

第 23 题图 1

(2)性质探究

根据定义可得出邻等对补四边形的边、角的性质。下面研究与对角线相关的性质。

如图 2,四边形 是邻等对补四边形,, 是它的一条对角线。

① 写出图中相等的角,并说明理由;

② 若 ,,,求 的长(用含 ,, 的式子表示)。

第 23 题图 2

(3)拓展应用

如图 3,在 中,,,,分别在边 , 上取点 ,,使四边形 是邻等对补四边形。当该邻等对补四边形仅有一组邻边相等时,请直接写出 的长。

第 23 题图 3

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答案:

(1)②④

(2)① 。理由如下:

如图,延长 至点 ,使 ,连接 。因为四边形 是邻等对补四边形,所以 。又因为 ,所以 。又 ,所以 ≌(SAS),所以 ,,所以 ,所以 。

第 23 题答案图

② 过点 作 ,垂足为点 。因为 ,所以

因为 ,所以 。在 中,,所以

(3) 或

思路: (1)逐个检查定义的两个条件。① 是平行四边形,对角相等而不互补;③ 的两组对角都不互补。② 和 ④ 中,两个直角顶点相对,对角互补;② 是两个全等的含 角的三角形拼成,④ 上面是等腰直角三角形,都有一组邻边相等。

(2)要证的两个角 、 分在对角线两侧,条件 也分在两侧。“对角互补”提示把 搬到 的邻补角上:延长 构造和 全等的三角形,把分散的条件集中到等腰三角形 里(见第十一部分“辅助线从哪里来”)。于是 平分 ,求 就在等腰三角形里作底边上的高,用余弦(见第八部分“锐角三角函数”)。

(3),对角互补要求 ,即 。四组邻边中,若 或 ,由 HL 可得 ≌,两组邻边同时相等,不合题意,所以只能是 或 ,分两种情况计算。两种情况都是先求出 ,再以 为原点、 为 轴、 为 轴建立坐标系,由 沿 方向走 得到点 的坐标,再算 。 时,, 是 在 上的垂足,,得 ,;这时 ,,确实只有一组邻边相等。 时,设 ,则 ,由 得 ,,,得 ,;这时 , 在边 上,,也只有一组邻边相等。