2023年海南省中考数学模拟预测卷(含解析)

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2023年海南省中考数学模拟预测卷
一.选择题(共12小题,满分36分,每小题3分)
1.-6的相反数是(  )
A.6 B.﹣6 C. D.﹣
2.如图,由5个相同正方体组合而成的几何体的俯视图是(  )
A. B.
C. D.
3.小颍今天发烧了.早晨她烧得很厉害,吃药后她感觉好多了,中午时小颖的体温基本正常,但是下午她的体温又开始上升,直到夜里小颖才感觉没那么发烫.下面四幅图能较好地刻画出小颖今天体温的变化情况的是(  )
A. B.
C. D.
4.下列式子运算正确的是(  )
A.x5÷x5=0 B.x2 x3=x6 C.(2x)2=4x2 D.(x3)4=x7
5.将不等式组 的解集表示在数轴上,正确的是(  )
A. B.
C. D.
6.如图,直角三角板的直角顶点放在直线b上,且a∥b,∠1=55°,则∠2的度数为(  )
A.35° B.45° C.55° D.25°
7.如图,将△ABC绕点A顺时针旋转60°得到△AED,若线段AB=4,则BE的长为(  )
A.3 B.4 C.5 D.6
8.若x=﹣1是关于x的一元二次方程ax2+bx﹣1=0的一个根,则a﹣b的值为(  )
A.1 B.﹣2 C.﹣1 D.2
9.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,分别以点A和B为圆心,以相同的长(大于AB)为半径作弧,两弧相交于点M和N,作直线MN交AB于点D,交BC于点E,连接CD,下列结论错误的是(  )
A.AD=BD B.BD=CD C.∠A=∠BED D.∠ECD=∠EDC
10.如图,在⊙O中,CD是⊙O上的一条弦,直径AB⊥CD,连接AC、OD,∠A=26°,则∠D的度数是(  )
A.26° B.38° C.52° D.64°
11.我国南宋数学家杨辉在《田亩比类乘除捷法》中记录了这样的一个问题:“直田积八百六十四步,只云长阔共六十步,问长多阔几何?”其大意是:矩形面积是864平方步,其中长与宽和为60步,问长比宽多多少步?若设长比宽多x步,则下列符合题意的方程是(  )
A.(60﹣x)x=864 B.
C.(60+x)x=864 D.(30+x)(30﹣x)=864
12.如图,正方形ABCD的边长为5,点A的坐标为(4,0),点B在y轴上,若反比例函数y=(k≠0)的图象过点C,则k的值为(  )
A.4 B.﹣4 C.﹣3 D.3
二.填空题(共4小题,满分12分,每小题3分)
13.把多项式3x2﹣3y2因式分解的结果是    .
14.一个n边形的内角和是720°,则n=   .
15.在一个不透明的袋子中装有4张形状大小质地完全相同的卡片,它们上面分别标有数字:﹣3、﹣1、0、2,随机抽取一张卡片,记下数字为m,放回后再随机抽取一张卡片,记下数字为n,则落在第三象限的概率是    .
16.如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,对角线AC,BD交于点O.以BC为直径在BC上方作半圆,半圆与AB交于点E,再以B为圆心,BA为半径作弧AC.若,则图中阴影部分的面积为    .(结果保留π)
三.解答题(共6小题,满分72分,每小题12分)
17.(12分)计算:
(1)()×+(﹣2)﹣1;
(2)(a﹣3)2﹣a(a+2).
18.(10分)为丰富学生的课余生活,某中学计划购买若干篮球和足球.据了解,买6个篮球和10个足球需要1700元;买10个篮球和20个足球需要3100元.求每个篮球和每个足球的价格分别是多少元?
19.(10分)为了积极响应中共中央文明办关于“文明用餐”的倡议,某校开展了“你的家庭使用公筷了吗?”的调查活动,并随机抽取了部分学生对他们家庭用餐使用公筷情况进行统计,统计分类为以下四种:A(完全使用)、B(多数时间使用)、C(偶尔使用)、D(完全不使用).将数据进行整理后,给制了两幅不完整的统计图.
根据以上信息,解答下列问题:
(1)本次抽取学生共有    人,扇形统计图中A所对的圆心角度数是    °;
(2)请直接补全条形统计图;
(3)该校共有2000名学生,根据调查结果求出偶尔使用公筷的人数约有多少人.
20.(10分)超速行驶是引发交通事故的主要原因,如图所示MN是一条直线路段,限速60公里/时,交警在该路段附近设立了观测点P,这时,一辆小轿车由西向东匀速行驶,测得此车从A处行驶到B处所用的时间为5秒,已知∠PAB=30°,∠PBN=53°,AP=180米.
(1)求A、B之间的路程;(参考数据:,sin53°≈0.8,cos53°≈0.6,)
(2)请判断此车是否超速?请说明理由.
21.(15分)在△ABC中,∠ACB=45°,AD⊥BC于点D.
(1)如图1,过点B作BH⊥AC,分别交AC,AD于H,M,求证:DB=DM;
(2)如图2,过点D作DF∥AB交AC于点F,点G为AD左侧一点,AG⊥AC且AG=CF,连接BG,∠AGB=∠AFD,猜想线段BG,DF,AB之间存在的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图3,∠ABC=60°,,点P为△ABC内部一点,直接写出(PA+PB+PC)2的最小值.

22.(15分)如图,抛物线与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的对称轴与直线BC的交点为E.
(1)如图1,求直线BC的表达式;
(2)如图1,点P是直线BC上方抛物线上的一动点,过点P作y轴的平行线交直线BC于点Q,过点P作x轴的平行线交直线BC于点H,求△PQH周长的最大值和此时P点的坐标;
(3)如图2,将抛物线沿射线BC方向平移4个单位得到新抛物线y′,新抛物线y'与坐标轴y轴交于点M.点D与点C关于x轴对称,连接BD,将△BCD沿直线AC平移得到△B′C′D′.平移过程中,在直线ME上是否存在点N,使得N,B′,C′,D′为顶点的四边形是菱形,若存在,请直接写出N点的坐标,并写出求解其中一个N点坐标的过程.
2023年海南省中考数学模拟预测卷
试题解析
一.选择题(共12小题,满分36分,每小题3分)
1.-6的相反数是(  )
A.6 B.﹣6 C. D.﹣
【分析】求一个数的相反数的方法就是在这个数的前边添加“﹣”,据此解答即可.
【解答】解:根据相反数的含义,可得
-6的相反数是:-(-6)=6.
故选:A.
2.如图,由5个相同正方体组合而成的几何体的俯视图是(  )
A. B.
C. D.
【分析】根据俯视图的意义进行判断即可.
【解答】解:选项A中的图形符合该组合体的俯视图,
故选:A.
3.小颍今天发烧了.早晨她烧得很厉害,吃药后她感觉好多了,中午时小颖的体温基本正常,但是下午她的体温又开始上升,直到夜里小颖才感觉没那么发烫.下面四幅图能较好地刻画出小颖今天体温的变化情况的是(  )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意可知,体温变化情况分四段:①从早晨开始发烧,体温上升;②吃药后体温下降至基本正常;③下午体温又上升;④体温下降直到半夜体温正常,由此就可以作出选择.
【解答】解:根据题意:体温变化图象分上升、下降、上升、下降四段,最后正常体温大约37℃.
观察四个选项,只有(C)选项符合题意.
故选:C.
4.下列式子运算正确的是(  )
A.x5÷x5=0 B.x2 x3=x6 C.(2x)2=4x2 D.(x3)4=x7
【分析】利用同底数幂的乘法的法则,同底数幂的除法的法则,幂的乘方与积的乘方的法则对各项进行运算即可.
【解答】解:A、x5÷x5=1,故A不符合题意;
B、x2 x3=x5,故B不符合题意;
C、(2x)2=4x2,故C符合题意;
D、(x3)4=x12,故D不符合题意;
故选:C.
5.将不等式组 的解集表示在数轴上,正确的是(  )
A. B.
C. D.
【分析】首先解两个不等式,本题可根据数轴的性质“实心圆点包括该点用“≥”,“≤”表示,空心圆圈不包括该点用“<”,“>”表示,大于向右小于向左.”画出数轴.
【解答】解:将不等式组 的解集表示在数轴上,正确的是:
故选:A.
6.如图,直角三角板的直角顶点放在直线b上,且a∥b,∠1=55°,则∠2的度数为(  )
A.35° B.45° C.55° D.25°
【分析】先根据平行线的性质求出∠3的度数,再由两角互余的性质求出∠2的度数即可.
【解答】解:∵a∥b,∠1=55°,
∴∠3=∠1=55°,
∴∠2=90°﹣∠3=90°﹣55°=35°.
故选:A.
7.如图,将△ABC绕点A顺时针旋转60°得到△AED,若线段AB=4,则BE的长为(  )
A.3 B.4 C.5 D.6
【分析】根据旋转的性质可得AB=AE,∠BAE=60°,然后判断出△AEB是等边三角形,再根据等边三角形的三条边都相等可得BE=AB.
【解答】解:∵△ABC绕点A顺时针旋转60°得到△AED,
∴AB=AE,∠BAE=60°,
∴△AEB是等边三角形,
∴BE=AB,
∵AB=4,
∴BE=4.
故选:B.
8.若x=﹣1是关于x的一元二次方程ax2+bx﹣1=0的一个根,则a﹣b的值为(  )
A.1 B.﹣2 C.﹣1 D.2
【分析】利用一元二次方程根的定义把x=﹣1代入方程可得到a﹣b的值.
【解答】解:把x=﹣1代入方程ax2+bx﹣1=0得a﹣b﹣1=0,
所以a﹣b=1.
故选:A.
9.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,分别以点A和B为圆心,以相同的长(大于AB)为半径作弧,两弧相交于点M和N,作直线MN交AB于点D,交BC于点E,连接CD,下列结论错误的是(  )
A.AD=BD B.BD=CD C.∠A=∠BED D.∠ECD=∠EDC
【分析】由题意可知:MN为AB的垂直平分线,可以得出AD=BD;CD为直角三角形ABC斜边上的中线,得出CD=BD;利用三角形的内角和得出∠A=∠BED;因为∠A≠60°,得不出AC=AD,无法得出EC=ED,则∠ECD=∠EDC不成立;由此选择答案即可.
【解答】解:∵MN为AB的垂直平分线,
∴AD=BD,∠BDE=90°;
∵∠ACB=90°,
∴CD=BD;
∵∠A+∠B=∠B+∠BED=90°,
∴∠A=∠BED;
∵∠A≠60°,AC≠AD,
∴EC≠ED,
∴∠ECD≠∠EDC.
故选:D.
10.如图,在⊙O中,CD是⊙O上的一条弦,直径AB⊥CD,连接AC、OD,∠A=26°,则∠D的度数是(  )
A.26° B.38° C.52° D.64°
【分析】根据垂径定理得出,根据弧与圆心角关系得出∠COB=∠BOD,利用圆周角定理得出∠COB=2∠A=52°,然后利用直角三角形两锐角互余性质求解即可.
【解答】解:连接OC,
∵CD是⊙O上的一条弦,直径AB⊥CD,
∴,
∴∠COB=∠BOD,
∵∠A=26°,
∴∠COB=2∠A=52°,
∴∠BOD=52°,
∴∠D=90°﹣∠BOD=90°﹣52°=38°.
故选:B.
11.我国南宋数学家杨辉在《田亩比类乘除捷法》中记录了这样的一个问题:“直田积八百六十四步,只云长阔共六十步,问长多阔几何?”其大意是:矩形面积是864平方步,其中长与宽和为60步,问长比宽多多少步?若设长比宽多x步,则下列符合题意的方程是(  )
A.(60﹣x)x=864 B.
C.(60+x)x=864 D.(30+x)(30﹣x)=864
【分析】根据长与宽之间的关系,可得出长为步,宽为步,利用矩形的面积计算公式,即可得出关于x的一元二次方程,此题得解.
【解答】解:∵长与宽和为60步,长比宽多x步,
∴长为步,宽为步.
依题意得: =864.
故选:B.
12.如图,正方形ABCD的边长为5,点A的坐标为(4,0),点B在y轴上,若反比例函数y=(k≠0)的图象过点C,则k的值为(  )
A.4 B.﹣4 C.﹣3 D.3
【分析】过点C作CE⊥y轴于E,根据正方形的性质可得AB=BC,∠ABC=90°,再根据同角的余角相等求出∠OAB=∠CBE,然后利用“角角边”证明△ABO和△BCE全等,根据全等三角形对应边相等可得OA=BE=4,CE=OB=3,再求出OE,然后写出点C的坐标,再把点C的坐标代入反比例函数解析式计算即可求出k的值.
【解答】解:如图,过点C作CE⊥y轴于E,在正方形ABCD中,AB=BC,∠ABC=90°,
∴∠ABO+∠CBE=90°,
∵∠OAB+∠ABO=90°,
∴∠OAB=∠CBE,
∵点A的坐标为(4,0),
∴OA=4,
∵AB=5,
∴OB==3,
在△ABO和△BCE中,

∴△ABO≌△BCE(AAS),
∴OA=BE=4,CE=OB=3,
∴OE=BE﹣OB=4﹣3=1,
∴点C的坐标为(﹣3,1),
∵反比例函数y=(k≠0)的图象过点C,
∴k=xy=﹣3×1=﹣3,
故选:C.
二.填空题(共4小题,满分12分,每小题3分)
13.把多项式3x2﹣3y2因式分解的结果是  3(x+y)(x﹣y) .
【分析】原式提取3,再利用平方差公式分解即可.
【解答】解:原式=3(x2﹣y2)
=3(x+y)(x﹣y).
故答案为:3(x+y)(x﹣y).
14.一个n边形的内角和是720°,则n= 6 .
【分析】多边形的内角和可以表示成(n﹣2) 180°,依此列方程可求解.
【解答】解:依题意有:
(n﹣2) 180°=720°,
解得n=6.
故答案为:6.
15.在一个不透明的袋子中装有4张形状大小质地完全相同的卡片,它们上面分别标有数字:﹣3、﹣1、0、2,随机抽取一张卡片,记下数字为m,放回后再随机抽取一张卡片,记下数字为n,则落在第三象限的概率是   .
【分析】列表得出所有等可能结果,从中找到符合条件的结果数,再根据概率公式求解即可.
【解答】解:列表如下:
﹣3 ﹣1 0 2
﹣3 (﹣3,﹣3) (﹣1,﹣3) (0,﹣3) (2,﹣3)
﹣1 (﹣3,﹣1) (﹣1,﹣1) (0,﹣1) (2,﹣1)
0 (﹣3,0) (﹣1,0) (0,0) (2,0)
2 (﹣3,2) (﹣1,2) (0,2) (2,2)
由表知,共有16种等可能结果,其中落在第三象限的有4种结果,
所以落在第三象限的概率为,
故答案为:.
16.如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,对角线AC,BD交于点O.以BC为直径在BC上方作半圆,半圆与AB交于点E,再以B为圆心,BA为半径作弧AC.若,则图中阴影部分的面积为  π﹣4 .(结果保留π)
【分析】连接CE,取BC的中点J,连接EJ.根据S阴影=S扇形BAC﹣S△BEJ﹣S扇形JEC求解即可.
【解答】解:连接CE,取BC的中点J,连接EJ.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AC,OB=OD=4,OA=OC,
∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∵BC是直径,
∴∠CEB=90°,
∴CE⊥AB,
∴AE=EB,
在RtAOB中,∠ABO=30°,OB=4,
∴OA=OB tan30°=4,
∴AB=BC=2OA=8,
∵∠BEC=90°,BJ=JC,
∴EJ=JB=JC=4,
∵BE=BJ=EJ=4,
∴∠EJB=60°,
∴∠EJC=120°,
∴S阴影=S扇形BAC﹣S△BEJ﹣S扇形JEC
=﹣×42﹣
=π﹣4.
故答案为:
三.解答题(共6小题,满分72分,每小题12分)
17.(12分)计算:
(1)()×+(﹣2)﹣1;
(2)(a﹣3)2﹣a(a+2).
【分析】(1)直接利用二次根式的混合运算法则分别计算得出答案;
(2)直接利用完全平方公式以及单项式乘多项式计算得出答案.
【解答】解:(1)原式=(2﹣)×﹣
=×﹣
=2﹣;
(2)原式=a2﹣6a+9﹣a2﹣2a
=﹣8a+9.
18.(10分)为丰富学生的课余生活,某中学计划购买若干篮球和足球.据了解,买6个篮球和10个足球需要1700元;买10个篮球和20个足球需要3100元.求每个篮球和每个足球的价格分别是多少元?
【分析】设每个篮球的价格是x元,每个足球的价格是y元,由题意:买6个篮球和10个足球需要1700元;买10个篮球和20个足球需要3100元.列出二元一次方程组,解方程组即可.
【解答】解:设每个篮球的价格是x元,每个足球的价格是y元,
由题意得:,
解得:,
答:每个篮球的价格是150元,每个足球的价格是80元.
19.(10分)为了积极响应中共中央文明办关于“文明用餐”的倡议,某校开展了“你的家庭使用公筷了吗?”的调查活动,并随机抽取了部分学生对他们家庭用餐使用公筷情况进行统计,统计分类为以下四种:A(完全使用)、B(多数时间使用)、C(偶尔使用)、D(完全不使用).将数据进行整理后,给制了两幅不完整的统计图.
根据以上信息,解答下列问题:
(1)本次抽取学生共有  50 人,扇形统计图中A所对的圆心角度数是  72 °;
(2)请直接补全条形统计图;
(3)该校共有2000名学生,根据调查结果求出偶尔使用公筷的人数约有多少人.
【分析】(1)B的人数除以所占百分比即可求出本次抽取的学生总人数,由A的人数占抽取学生总人数的百分比乘以360°即可得到扇形统计图中A所对的圆心角度数;
(2)求出D的人数,补全条形统计图即可;
(3)用该校共有的学生数乘以C占抽取学生总人数的百分比即可.
【解答】解:(1)本次抽取的学生总人数共有:20÷40%=50(人),
扇形统计图中A所对的圆心角度是:,
故答案为:50,72;
(2)D的人数为:50﹣10﹣20﹣16=4(人),
条形统计图补全如下:
(3)由题意得(人),
答:估计偶尔使用公筷的人数是640人.
20.(10分)超速行驶是引发交通事故的主要原因,如图所示MN是一条直线路段,限速60公里/时,交警在该路段附近设立了观测点P,这时,一辆小轿车由西向东匀速行驶,测得此车从A处行驶到B处所用的时间为5秒,已知∠PAB=30°,∠PBN=53°,AP=180米.
(1)求A、B之间的路程;(参考数据:,sin53°≈0.8,cos53°≈0.6,)
(2)请判断此车是否超速?请说明理由.
【分析】(1)通过作高构造直角三角形,利用直角三角形的边角关系求出AC、BC即可;
(2)计算出汽车通过AB时的速度即可.
【解答】解:(1)如图,过点P作PC⊥MN于C,
在Rt△APC中,AP=180米,∠PAC=30°,
∴PC=AP=90(米),AC=AP=90≈153(米),
在Rt△BPC中,PC=90米,∠PBC=53°,
∴BC=≈67.5(米),
∴AB=AC﹣BC
≈153﹣67.5
=85.5(米),
答:A、B之间的路程约为85.5米;
(2)∵A、B之间的路程为85.5米,汽车所用的时间为5s,
∴汽车经过AB的时间为85.5÷5=17.1(米/秒)≈61.6(千米/小时),
由于61.6>60,
因此超速了.
21.(15分)在△ABC中,∠ACB=45°,AD⊥BC于点D.
(1)如图1,过点B作BH⊥AC,分别交AC,AD于H,M,求证:DB=DM;
(2)如图2,过点D作DF∥AB交AC于点F,点G为AD左侧一点,AG⊥AC且AG=CF,连接BG,∠AGB=∠AFD,猜想线段BG,DF,AB之间存在的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图3,∠ABC=60°,,点P为△ABC内部一点,直接写出(PA+PB+PC)2的最小值.

【分析】(1)证明∠DMB=∠DBM=45°,可得结论;
(2)结论:AB=DF+BG.在AD上取点J,使得DJ=DB,连接CJ,FJ,过点A作AH∥CD交DF的延长线于点H,延长CJ交AB于点K.想办法证明AB=DH,FH=BG,可得结论.
(3)如图3中,将△BCP绕点B逆时针旋转90°得到△BTG,连接PG,AT,过点A作AK⊥TB交TB的延长线于点K.证明PG=PB,推出PA+PB+PC=PA+PG+TG≥AT,利用勾股定理求出AT2,可得结论.
【解答】(1)证明:∵BH⊥AC,AD⊥BC,
∴∠BHC=∠ADB=90°,
∵∠C=45°,
∴∠DBH=∠DMB=45°,
∴DB=DM;
(2)解:结论:AB=DF+BG.
理由:在AD上取点J,使得DJ=DB,连接CJ,FJ,过点A作AH∥CD交DF的延长线于点H,延长CJ交AB于点K.
∵AD⊥CD,∠ACD=45°,
∴∠DAC=∠ACD=45°,
∴DA=DC,
∵∠ADB=∠CDJ=90°,DB=DJ,
∴△ADB≌△CDJ(SAS),
∴AB=CJ,∠BAD=∠DCJ,
∵∠AJK=∠CJD,
∴∠AKJ=∠CDJ=90°,
∴∠BAC+∠FCJ=90°,
∵AG⊥AC,
∴∠BAG+∠BAC=90°,
∴∠BAG=∠FCJ,
∵AG=CF,AB=CJ,
∴△ABG≌△CJF(SAS),
∴BG=FJ,∠AGB=∠CFJ,
∵∠AGB=∠AFD,
∴∠AFD=∠CFJ,
∴∠AFJ=∠CFD=∠AFH,
∵AH∥CD,
∴∠FAH=∠ACD=45°=∠JAF,
∵AF=AF,
∴△AFJ≌△AFH(ASA),
∴FJ=FH,
∵AB∥DH,AH∥BD,
∴四边形ABDH是平行四边形,
∴AB=DH=DF+FH=DF+BG;
(3)解:如图3中,将△BCP绕点B逆时针旋转90°得到△BTG,连接PG,AT,过点A作AK⊥TB交TB的延长线于点K.
∵BP=BG,∠PBG=90°,
∴PG=PB,
∴PA+PB+PC=PA+PG+TG≥AT,
∵∠K=∠ADB=∠DBK=90°,
∴四边形ADBK是矩形,
在Rt△ADB中,∠ADB=90°,∠ABD=60°,AD=2,
∴BD=2,
∵BT=BC=BD+DC=2+2,
∴AK=BD=2,TK=2+4,
∴AT2=AK2+TK2=22+(2+4)2=56+16,
∴(PA+PB+PC)2≥56+16,
∴(PA+PB+PC)2的最小值为56+16.
22.(15分)如图,抛物线与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的对称轴与直线BC的交点为E.
(1)如图1,求直线BC的表达式;
(2)如图1,点P是直线BC上方抛物线上的一动点,过点P作y轴的平行线交直线BC于点Q,过点P作x轴的平行线交直线BC于点H,求△PQH周长的最大值和此时P点的坐标;
(3)如图2,将抛物线沿射线BC方向平移4个单位得到新抛物线y′,新抛物线y'与坐标轴y轴交于点M.点D与点C关于x轴对称,连接BD,将△BCD沿直线AC平移得到△B′C′D′.平移过程中,在直线ME上是否存在点N,使得N,B′,C′,D′为顶点的四边形是菱形,若存在,请直接写出N点的坐标,并写出求解其中一个N点坐标的过程.
【分析】(1)令x=0,可得C(0,3),令y=0,可得A(﹣2,0),B(3,0),运用待定系数法可求得直线BC的表达式为y=﹣x+3;
(2)设P(t,﹣t2+t+3),则Q(t,﹣t+3),即PQ=﹣t2+t,再由△HPQ∽△BOC,可得=,进而得出C△HPQ=(+3)(﹣t2+t)=﹣(t﹣)2+,利用二次函数性质即可求得答案;
(3)运用配方法可得原抛物线y=﹣x2+x+3的顶点坐标为(,),对称轴为直线x=,抛物线沿射线BC方向平移4个单位即向左平移2个单位,再向上平移2个单位,可得平移后新抛物线的解析式为y′=﹣(x+)2+=﹣x2﹣x+4,进而可得M(0,4),再由轴对称性质可得D(0,﹣3),易证△BCD是等边三角形,由△BCD沿直线AC平移可得:B′(3+2m,3m),C′(2m,3+3m),D′(2m,﹣3+3m),利用待定系数法可得直线ME的解析式为y=﹣x+4,设N(n,﹣n+4),再分三种情况:当B′N、C′D′为菱形B′C′ND′的对角线时,B′N与C′D′的中点重合,当B′C′、ND′为菱形B′C′ND′的对角线时,B′C′与ND′的中点重合,当B′D′、NC′为菱形B′C′ND′的对角线时,B′D′与NC′的中点重合,分别建立方程求解即可得出答案.
【解答】解:(1)在y=﹣x2+x+3中,令x=0,得y=3,
∴C(0,3),
令y=0,得﹣x2+x+3=0,
解得:x1=﹣2,x2=3,
∴A(﹣2,0),B(3,0),
设直线BC的表达式为y=kx+b,则,
解得:,
∴直线BC的表达式为y=﹣x+3;
(2)设P(t,﹣t2+t+3),则Q(t,﹣t+3),
∴PQ=﹣t2+t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+t,
∵PQ∥y轴,PH∥x轴,
∴∠PQH=∠BCO,∠PHQ=∠CBO,
∴△HPQ∽△BOC,记△HPQ的周长为C△HPQ,△BOC的周长为C△BOC,
∴=,
∵B(3,0),C(0,3),
∴OB=3,OC=3,
在Rt△BOC中,BC===6,
∴C△BOC=OB+OC+BC=3+3+6=3+9,
即=,
∴C△HPQ=(+3)(﹣t2+t)=﹣(t﹣)2+,
∵﹣<0,0<t<3,
∴当t=时,C△HPQ取得最大值,
当t=时,﹣t2+t+3=﹣×()2+×+3=,
∴此时点P的坐标为(,);
(3)平移过程中,在直线ME上存在点N,使得N,B′,C′,D′为顶点的四边形是菱形.
∵y=﹣x2+x+3=﹣(x﹣)2+,
∴原抛物线y=﹣x2+x+3的顶点坐标为(,),对称轴为直线x=,
∵抛物线沿射线BC方向平移4个单位得到新抛物线y′,
∴原抛物线向左平移2个单位,再向上平移2个单位得到新抛物线y′,即新抛物线的顶点坐标为(﹣,),
∴新抛物线的解析式为y′=﹣(x+)2+=﹣x2﹣x+4,
令x=0,得y′=4,
∴M(0,4),
∵点D与点C(0,3)关于x轴对称,
∴D(0,﹣3),
∵原抛物线的对称轴与直线BC的交点为E,
∴E(,),
∵CD=3﹣(﹣3)=6,BD=BC=6,
∴BC=BD=CD,
∴△BCD是等边三角形,
∵将△BCD沿直线AC平移得到△B′C′D′,OA=2,OC=3,
即△BCD向右平移2m个单位,向上平移3m个单位,得到等边△B′C′D′,
∴B′(3+2m,3m),C′(2m,3+3m),D′(2m,﹣3+3m),
设直线ME的解析式为y=k′x+b′,则,
解得:,
∴直线ME的解析式为y=﹣x+4,
设N(n,﹣n+4),
当B′N、C′D′为菱形B′C′ND′的对角线时,B′N与C′D′的中点重合,
∴,
解得:,
∴N(﹣,);
当B′C′、ND′为菱形B′C′ND′的对角线时,B′C′与ND′的中点重合,
∴,
解得:,
∴N(,﹣);
当B′D′、NC′为菱形B′C′ND′的对角线时,B′D′与NC′的中点重合,
∴,
解得:,
∴N(,﹣);
综上所述,点N的坐标为(﹣,)或(,﹣)或(,﹣).

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