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    黑龙江省哈尔滨市69中学2022年中考数学适应性模拟试题含解析
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    黑龙江省哈尔滨市69中学2022年中考数学适应性模拟试题含解析

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    这是一份黑龙江省哈尔滨市69中学2022年中考数学适应性模拟试题含解析,共21页。试卷主要包含了cs60°的值等于等内容,欢迎下载使用。

    2021-2022中考数学模拟试卷
    请考生注意:
    1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
    2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。

    一、选择题(每小题只有一个正确答案,每小题3分,满分30分)
    1.下列图形中,是中心对称但不是轴对称图形的为(  )
    A. B.
    C. D.
    2.一艘在南北航线上的测量船,于A点处测得海岛B在点A的南偏东30°方向,继续向南航行30海里到达C点时,测得海岛B在C点的北偏东15°方向,那么海岛B离此航线的最近距离是(  )(结果保留小数点后两位)(参考数据:≈1.732,≈1.414)
    A.4.64海里 B.5.49海里 C.6.12海里 D.6.21海里
    3.若关于x的一元二次方程x2﹣2x+m=0有两个不相等的实数根,则m的取值范围是(  )
    A.m<﹣1 B.m<1 C.m>﹣1 D.m>1
    4.cos60°的值等于( )
    A.1 B. C. D.
    5.已知关于x的一元二次方程3x2+4x﹣5=0,下列说法正确的是( )
    A.方程有两个相等的实数根
    B.方程有两个不相等的实数根
    C.没有实数根
    D.无法确定
    6.一枚质地均匀的骰子,其六个面上分别标有数字1,2,3,4,5,6,投掷一次,朝上一面的数字是偶数的概率为( ).
    A. B. C. D.
    7.我们从不同的方向观察同一物体时,可能看到不同的图形,则从正面、左面、上面观察都不可能看到矩形的是(  )
    A. B. C. D.
    8.如图,一个铁环上挂着6个分别编有号码1,2,3,4,5,6的铁片.如果把其中编号为2,4的铁片取下来,再先后把它们穿回到铁环上的仼意位置,则铁环上的铁片(无论沿铁环如何滑动)不可能排成的情形是(  )

    A. B.
    C. D.
    9.如图,等边△ABC的边长为4,点D,E分别是BC,AC的中点,动点M从点A向点B匀速运动,同时动点N沿B﹣D﹣E匀速运动,点M,N同时出发且运动速度相同,点M到点B时两点同时停止运动,设点M走过的路程为x,△AMN的面积为y,能大致刻画y与x的函数关系的图象是(  )

    A. B.
    C. D.
    10.对于非零的两个实数、,规定,若,则的值为( )
    A. B. C. D.
    二、填空题(共7小题,每小题3分,满分21分)
    11.不等式5x﹣3<3x+5的非负整数解是_____.
    12.一个两位数,个位数字比十位数字大4,且个位数字与十位数字的和为10,则这个两位数为_______.
    13.如图,在矩形ABCD中,AB=8,AD=6,点E为AB上一点,AE=2,点F在AD上,将△AEF沿EF折叠,当折叠后点A的对应点A′恰好落在BC的垂直平分线上时,折痕EF的长为_____.

    14.函数中自变量x的取值范围是_____;函数中自变量x的取值范围是______.
    15.某数学兴趣小组在研究下列运算流程图时发现,取某个实数范围内的x作为输入值,则永远不会有输出值,这个数学兴趣小组所发现的实数x的取值范围是_____.

    16.若关于x的函数与x轴仅有一个公共点,则实数k的值为 .
    17.有一枚材质均匀的正方体骰子,它的六个面上分别有1点、2点、…、6点的标记,掷一次骰子,向上的一面出现的点数是素数的概率是_____.
    三、解答题(共7小题,满分69分)
    18.(10分)为弘扬中华传统文化,黔南州近期举办了中小学生“国学经典大赛”.比赛项目为:A.唐诗;B.宋词;C.论语;D.三字经.比赛形式分“单人组”和“双人组”.小丽参加“单人组”,她从中随机抽取一个比赛项目,恰好抽中“三字经”的概率是多少?小红和小明组成一个小组参加“双人组”比赛,比赛规则是:同一小组的两名队员的比赛项目不能相同,且每人只能随机抽取一次,则恰好小红抽中“唐诗”且小明抽中“宋词”的概率是多少?请用画树状图或列表的方法进行说明.
    19.(5分)如图,已知矩形ABCD中,AB=3,AD=m,动点P从点D出发,在边DA上以每秒1个单位的速度向点A运动,连接CP,作点D关于直线PC的对称点E,设点P的运动时间为t(s).
    (1)若m=5,求当P,E,B三点在同一直线上时对应的t的值.
    (2)已知m满足:在动点P从点D到点A的整个运动过程中,有且只有一个时刻t,使点E到直线BC的距离等于2,求所有这样的m的取值范围.
    20.(8分)某中学七、八年级各选派10名选手参加知识竞赛,计分采用10分制,选手得分均为整数,成绩达到6分或6分以上为合格,达到9分或10分为优秀,这次竞赛后,七、八年级两支代表队选手成绩分布的条形统计图和成绩统计分析表如下,其中七年级代表队得6分、10分的选手人数分别为a、b.

    队别
    平均分
    中位数
    方差
    合格率
    优秀率
    七年级
    6.7
    m
    3.41
    90%
    n
    八年级
    7.1
    7.5
    1.69
    80%
    10%
    (1)请依据图表中的数据,求a、b的值;
    (2)直接写出表中的m、n的值;
    (3)有人说七年级的合格率、优秀率均高于八年级;所以七年级队成绩比八年级队好,但也有人说八年级队成绩比七年级队好.请你给出两条支持八年级队成绩好的理由.
    21.(10分)数学活动小组的小颖、小明和小华利用皮尺和自制的两个直角三角板测量学校旗杆MN的高度,如示意图,△ABC和△A′B′C′是他们自制的直角三角板,且△ABC≌△A′B′C′,小颖和小明分别站在旗杆的左右两侧,小颖将△ABC的直角边AC平行于地面,眼睛通过斜边AB观察,一边观察一边走动,使得A、B、M共线,此时,小华测量小颖距离旗杆的距离DN=19米,小明将△A′B′C′的直角边B′C′平行于地面,眼睛通过斜边B′A′观察,一边观察一边走动,使得B′、A′、M共线,此时,小华测量小明距离旗杆的距离EN=5米,经测量,小颖和小明的眼睛与地面的距离AD=1米,B′E=1.5米,(他们的眼睛与直角三角板顶点A,B′的距离均忽略不计),且AD、MN、B′E均与地面垂直,请你根据测量的数据,计算旗杆MN的高度.

    22.(10分)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,垂足为H,连结AC,过上一点E作EG∥AC交CD的延长线于点G,连结AE交CD于点F,且EG=FG,连结CE.
    (1)求证:∠G=∠CEF;
    (2)求证:EG是⊙O的切线;
    (3)延长AB交GE的延长线于点M,若tanG =,AH=3,求EM的值.

    23.(12分)某校为了解学生的安全意识情况,在全校范围内随机抽取部分学生进行问卷调查,根据调查结果,把学生的安全意识分成“淡薄”、“一般”、“较强”、“很强”四个层次,并绘制成如下两幅尚不完整的统计图.

    根据以上信息,解答下列问题:
    (1)这次调查一共抽取了 名学生,其中安全意识为“很强”的学生占被调查学生总数的百分比是 ;
    (2)请将条形统计图补充完整;
    (3)该校有1800名学生,现要对安全意识为“淡薄”、“一般”的学生强化安全教育,根据调查结果,估计全校需要强化安全教育的学生约有 名.
    24.(14分)如图1,的余切值为2,,点D是线段上的一动点(点D不与点A、B重合),以点D为顶点的正方形的另两个顶点E、F都在射线上,且点F在点E的右侧,联结,并延长,交射线于点P.
    (1)点D在运动时,下列的线段和角中,________是始终保持不变的量(填序号);
    ①;②;③;④;⑤;⑥;
    (2)设正方形的边长为x,线段的长为y,求y与x之间的函数关系式,并写出定义域;
    (3)如果与相似,但面积不相等,求此时正方形的边长.




    参考答案

    一、选择题(每小题只有一个正确答案,每小题3分,满分30分)
    1、C
    【解析】
    试题分析:根据轴对称图形及中心对称图形的定义,结合所给图形进行判断即可.A、既不是轴对称图形,也不是中心对称图形,故本选项错误;B、是轴对称图形,也是中心对称图形,故本选项错误;C、不是轴对称图形,是中心对称图形,故本选项正确;D、是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项错误.
    故选C.
    考点:中心对称图形;轴对称图形.
    2、B
    【解析】
    根据题意画出图如图所示:作BD⊥AC,取BE=CE,根据三角形内角和和等腰三角形的性质得出BA=BE,AD=DE,设BD=x,Rt△ABD中,根据勾股定理得AD=DE= x,AB=BE=CE=2x,由AC=AD+DE+EC=2 x+2x=30,解之即可得出答案.
    【详解】
    根据题意画出图如图所示:作BD⊥AC,取BE=CE,

    ∵AC=30,∠CAB=30°∠ACB=15°,
    ∴∠ABC=135°,
    又∵BE=CE,
    ∴∠ACB=∠EBC=15°,
    ∴∠ABE=120°,
    又∵∠CAB=30°
    ∴BA=BE,AD=DE,
    设BD=x,
    在Rt△ABD中,
    ∴AD=DE= x,AB=BE=CE=2x,
    ∴AC=AD+DE+EC=2 x+2x=30,
    ∴x= = ≈5.49,
    故答案选:B.
    【点睛】
    本题考查了三角形内角和定理与等腰直角三角形的性质,解题的关键是熟练的掌握三角形内角和定理与等腰直角三角形的性质.
    3、B
    【解析】
    根据方程有两个不相等的实数根结合根的判别式即可得出△=4-4m>0,解之即可得出结论.
    【详解】
    ∵关于x的一元二次方程x2-2x+m=0有两个不相等的实数根,
    ∴△=(-2)2-4m=4-4m>0,
    解得:m<1.
    故选B.
    【点睛】
    本题考查了根的判别式,熟练掌握“当△>0时,方程有两个不相等的两个实数根”是解题的关键.
    4、A
    【解析】
    根据特殊角的三角函数值直接得出结果.
    【详解】
    解:cos60°=
    故选A.
    【点睛】
    识记特殊角的三角函数值是解题的关键.
    5、B
    【解析】
    试题分析:先求出△=42﹣4×3×(﹣5)=76>0,即可判定方程有两个不相等的实数根.故答案选B.
    考点:一元二次方程根的判别式.
    6、B
    【解析】
    朝上的数字为偶数的有3种可能,再根据概率公式即可计算.
    【详解】
    依题意得P(朝上一面的数字是偶数)=
    故选B.
    【点睛】
    此题主要考查概率的计算,解题的关键是熟知概率公式进行求解.
    7、C
    【解析】
    主视图、左视图、俯视图是分别从物体正面、左面和上面看,所得到的图形.依此找到从正面、左面、上面观察都不可能看到矩形的图形.
    【详解】
    A、主视图为长方形,左视图为长方形,俯视图为圆,故本选项错误;
    B、主视图为长方形,左视图为长方形,俯视图为长方形,故本选项错误;
    C、主视图为等腰梯形,左视图为等腰梯形,俯视图为圆环,从正面、左面、上面观察都不可能看到长方形,故本选项正确;
    D、主视图为三角形,左视图为三角形,俯视图为有对角线的矩形,故本选项错误.
    故选C.
    【点睛】
    本题重点考查了三视图的定义考查学生的空间想象能力,关键是根据主视图、左视图、俯视图是分别从物体正面、左面和上面看,所得到的图形解答.
    8、D
    【解析】
    摘掉铁片2,4后,铁片1,1,5,6在铁环上按逆时针排列,无论将铁片2,4穿回哪里,铁片1,1,5,6在铁环上的顺序不变,观察四个选择即可得出结论.
    【详解】
    解:摘掉铁片2,4后,铁片1,1,5,6在铁环上按逆时针排列,
    ∵选项A,B,C中铁片顺序为1,1,5,6,选项D中铁片顺序为1,5,6,1.
    故选D.
    【点睛】
    本题考查了规律型:图形的变化类,找准铁片1,1,5,6在铁环上的顺序不变是解题的关键.
    9、A
    【解析】
    根据题意,将运动过程分成两段.分段讨论求出解析式即可.
    【详解】
    ∵BD=2,∠B=60°,
    ∴点D到AB距离为,
    当0≤x≤2时,
    y=;
    当2≤x≤4时,y=.
    根据函数解析式,A符合条件.
    故选A.
    【点睛】
    本题为动点问题的函数图象,解答关键是找到动点到达临界点前后的一般图形,分类讨论,求出函数关系式.
    10、D
    【解析】
    试题分析:因为规定,所以,所以x=,经检验x=是分式方程的解,故选D.
    考点:1.新运算;2.分式方程.

    二、填空题(共7小题,每小题3分,满分21分)
    11、0,1,2,1
    【解析】
    5x﹣1<1x+5,
    移项得,5x﹣1x<5+1,
    合并同类项得,2x<8,
    系数化为1得,x<4
    所以不等式的非负整数解为0,1,2,1;
    故答案为0,1,2,1.
    【点睛】根据不等式的基本性质正确解不等式,求出解集是解答本题的关键.
    12、37
    【解析】
    根据题意列出一元一次方程即可求解.
    【详解】
    解:设十位上的数字为a,则个位上的数为(a+4),依题意得:
    a+a+4=10,
    解得:a=3,
    ∴这个两位数为:37
    【点睛】
    本题考查了一元一次方程的实际应用,属于简单题,找到等量关系是解题关键.
    13、4或4.
    【解析】
    ①当AF<AD时,由折叠的性质得到A′E=AE=2,AF=A′F,∠FA′E=∠A=90°,过E作EH⊥MN于H,由矩形的性质得到MH=AE=2,根据勾股定理得到A′H=,根据勾股定理列方程即可得到结论;②当AF>AD时,由折叠的性质得到A′E=AE=2,AF=A′F,∠FA′E=∠A=90°,过A′作HG∥BC交AB于G,交CD于H,根据矩形的性质得到DH=AG,HG=AD=6,根据勾股定理即可得到结论.
    【详解】
    ①当AF<AD时,如图1,将△AEF沿EF折叠,当折叠后点A的对应点A′恰好落在BC的垂直平分线上,

    则A′E=AE=2,AF=A′F,∠FA′E=∠A=90°,
    设MN是BC的垂直平分线,
    则AM=AD=3,
    过E作EH⊥MN于H,
    则四边形AEHM是矩形,
    ∴MH=AE=2,
    ∵A′H=,
    ∴A′M=,
    ∵MF2+A′M2=A′F2,
    ∴(3-AF)2+()2=AF2,
    ∴AF=2,
    ∴EF==4;
    ②当AF>AD时,如图2,将△AEF沿EF折叠,当折叠后点A的对应点A′恰好落在BC的垂直平分线上,

    则A′E=AE=2,AF=A′F,∠FA′E=∠A=90°,
    设MN是BC的垂直平分线,
    过A′作HG∥BC交AB于G,交CD于H,
    则四边形AGHD是矩形,
    ∴DH=AG,HG=AD=6,
    ∴A′H=A′G=HG=3,
    ∴EG==,
    ∴DH=AG=AE+EG=3,
    ∴A′F==6,
    ∴EF==4,
    综上所述,折痕EF的长为4或4,
    故答案为:4或4.
    【点睛】
    本题考查了翻折变换-折叠问题,矩形的性质和判定,勾股定理,正确的作出辅助线是解题的关键.
    14、x≠2 x≥3
    【解析】
    根据分式的意义和二次根式的意义,分别求解.
    【详解】
    解:根据分式的意义得2-x≠0,解得x≠2;
    根据二次根式的意义得2x-6≥0,解得x≥3.
    故答案为: x≠2, x≥3.
    【点睛】
    数自变量的范围一般从几个方面考虑:
    (1)当函数表达式是整式时,自变量可取全体实数;
    (2)当函数表达式是分式时,考虑分式的分母不能为0;
    (3)当函数表达式是二次根式时,被开方数为非负数.
    15、
    【解析】
    通过找到临界值解决问题.
    【详解】
    由题意知,令3x-1=x,
    x=,此时无输出值
    当x>时,数值越来越大,会有输出值;
    当x<时,数值越来越小,不可能大于10,永远不会有输出值
    故x≤,
    故答案为x≤.
    【点睛】
    本题考查不等式的性质,解题的关键是理解题意,学会找到临界值解决问题.
    16、0或-1。
    【解析】由于没有交待是二次函数,故应分两种情况:
    当k=0时,函数是一次函数,与x轴仅有一个公共点。
    当k≠0时,函数是二次函数,若函数与x轴仅有一个公共点,则有两个相等的实数根,即。
    综上所述,若关于x的函数与x轴仅有一个公共点,则实数k的值为0或-1。
    17、
    【解析】
    先判断掷一次骰子,向上的一面的点数为素数的情况,再利用概率公式求解即可.
    【详解】
    解:∵掷一次这枚骰子,向上的一面的点数为素数的有2,3,5共3种情况,
    ∴掷一次这枚骰子,向上的一面的点数为素数的概率是:.
    故答案为:.
    【点睛】
    本题考查了求简单事件的概率,根据题意判断出素数的个数是解题的关键.

    三、解答题(共7小题,满分69分)
    18、 (1) ;(2).
    【解析】
    (1)直接利用概率公式求解;
    (2)先画树状图展示所有12种等可能的结果数,再找出恰好小红抽中“唐诗”且小明抽中“宋词”的结果数,然后根据概率公式求解.
    【详解】
    (1)她从中随机抽取一个比赛项目,恰好抽中“三字经”的概率=;
    (2)画树状图为:

    共有12种等可能的结果数,其中恰好小红抽中“唐诗”且小明抽中“宋词”的结果数为1,所以恰好小红抽中“唐诗”且小明抽中“宋词”的概率=.
    19、 (1) 1;(1) ≤m<.
    【解析】
    (1)在Rt△ABP中利用勾股定理即可解决问题;
    (1)分两种情形求出AD的值即可解决问题:①如图1中,当点P与A重合时,点E在BC的下方,点E到BC的距离为1.②如图3中,当点P与A重合时,点E在BC的上方,点E到BC的距离为1.
    【详解】
    解:(1):(1)如图1中,设PD=t.则PA=5-t.

    ∵P、B、E共线,
    ∴∠BPC=∠DPC,
    ∵AD∥BC,
    ∴∠DPC=∠PCB,
    ∴∠BPC=∠PCB,
    ∴BP=BC=5,
    在Rt△ABP中,∵AB1+AP1=PB1,
    ∴31+(5-t)1=51,
    ∴t=1或9(舍弃),
    ∴t=1时,B、E、P共线.
    (1)如图1中,当点P与A重合时,点E在BC的下方,点E到BC的距离为1.
    作EQ⊥BC于Q,EM⊥DC于M.则EQ=1,CE=DC=3

    易证四边形EMCQ是矩形,
    ∴CM=EQ=1,∠M=90°,
    ∴EM=,
    ∵∠DAC=∠EDM,∠ADC=∠M,
    ∴△ADC∽△DME,


    ∴AD=,
    如图3中,当点P与A重合时,点E在BC的上方,点E到BC的距离为1.
    作EQ⊥BC于Q,延长QE交AD于M.则EQ=1,CE=DC=3

    在Rt△ECQ中,QC=DM=,
    由△DME∽△CDA,

    ∴,
    ∴AD=,
    综上所述,在动点P从点D到点A的整个运动过程中,有且只有一个时刻t,使点E到直线BC的距离等于1,这样的m的取值范围≤m<.
    【点睛】
    本题考查四边形综合问题,根据题意作出图形,熟练运用勾股定理和相似三角形的性质是本题的关键.
    20、(1)a=5,b=1;(2)6;20%;(3)八年级平均分高于七年级,方差小于七年级.
    【解析】
    试题分析:(1)根据题中数据求出a与b的值即可;
    (2)根据(1)a与b的值,确定出m与n的值即可;
    (3)从方差,平均分角度考虑,给出两条支持八年级队成绩好的理由即可.
    试题解析:(1)根据题意得:
    解得a=5,b=1;
    (2)七年级成绩为3,6,6,6,6,6,7,8,9,10,中位数为6,即m=6;
    优秀率为=20%,即n=20%;
    (3)八年级平均分高于七年级,方差小于七年级,成绩比较稳定,
    故八年级队比七年级队成绩好.
    考点:1.条形统计图;2.统计表;3.加权平均数;4.中位数;5.方差.
    21、11米
    【解析】
    过点C作CE⊥MN于E,过点C′作C′F⊥MN于F,则EF=B′E−AD=1.5−1=0.5(m),AE=DN=19,B′F=EN=5,根据相似三角形的性质即可得到结论.
    【详解】
    解:过点C作CE⊥MN于E,过点C′作C′F⊥MN于F,

    则EF=B′E−AD=1.5−1=0.5(m),AE=DN=19,B′F=EN=5,
    ∵△ABC≌△A′B′C′,
    ∴∠MAE=∠B′MF,
    ∵∠AEM=∠B′FM=90°,
    ∴△AMF∽△MB′F,
    ∴ ,

    ∴MF= ,


    答:旗杆MN的高度约为11米.
    【点睛】
    本题考查了相似三角形的应用,正确的作出辅助线是解题的关键.
    22、(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3).
    【解析】
    试题分析:(1)由AC∥EG,推出∠G=∠ACG,由AB⊥CD推出,推出∠CEF=∠ACD,推出∠G=∠CEF,由此即可证明;
    (2)欲证明EG是⊙O的切线只要证明EG⊥OE即可;
    (3)连接OC.设⊙O的半径为r.在Rt△OCH中,利用勾股定理求出r,证明△AHC∽△MEO,可得,由此即可解决问题;
    试题解析:(1)证明:如图1.∵AC∥EG,∴∠G=∠ACG,∵AB⊥CD,∴,∴∠CEF=∠ACD,∴∠G=∠CEF,∵∠ECF=∠ECG,∴△ECF∽△GCE.

    (2)证明:如图2中,连接OE.∵GF=GE,∴∠GFE=∠GEF=∠AFH,∵OA=OE,∴∠OAE=∠OEA,∵∠AFH+∠FAH=90°,∴∠GEF+∠AEO=90°,∴∠GEO=90°,∴GE⊥OE,∴EG是⊙O的切线.

    (3)解:如图3中,连接OC.设⊙O的半径为r.

    在Rt△AHC中,tan∠ACH=tan∠G==,∵AH=,∴HC=,在Rt△HOC中,∵OC=r,OH=r﹣,HC=,∴,∴r=,∵GM∥AC,∴∠CAH=∠M,∵∠OEM=∠AHC,∴△AHC∽△MEO,∴,∴,∴EM=.
    点睛:本题考查圆综合题、垂径定理、相似三角形的判定和性质、锐角三角函数、勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,灵活运用所学知识解决问题,正确寻找相似三角形,构建方程解决问题吗,属于中考压轴题.
    23、(1)120,30%;(2)作图见解析;(3)1.
    【解析】
    试题分析:(1)用安全意识分“一般”的人数除以安全意识分“一般”的人数所占的百分比即可得这次调查一共抽取的学生人数;用安全意识分“很强”的人数除以这次调查一共抽取的学生人数即可得安全意识“很强”的学生占被调查学生总数的百分比;(2)用这次调查一共抽取的学生人数乘以安全意识分“较强”的人数所占的百分比即可得安全意识分“较强”的人数,在条形统计图上画出即可;(3)用总人数乘以安全意识为“淡薄”、 “一般”的学生一共所占的百分比即可得全校需要强化安全教育的学生的人数.
    试题解析:(1) 12÷15%=120人;36÷120=30%;
    (2)120×45%=54人,补全统计图如下:

    (3)1800×=1人.
    考点:条形统计图;扇形统计图;用样本估计总体.
    24、(1)④⑤;(2);(3)或.
    【解析】
    (1)作于M,交于N,如图,利用三角函数的定义得到,设,则,利用勾股定理得,解得,即,,设正方形的边长为x,则,,由于,则可判断为定值;再利用得到,则可判断为定值;在中,利用勾股定理和三角函数可判断在变化,在变化,在变化;
    (2)易得四边形为矩形,则,证明,利用相似比可得到y与x的关系式;
    (3)由于,与相似,且面积不相等,利用相似比得到,讨论:当点P在点F点右侧时,则,所以,当点P在点F点左侧时,则,所以,然后分别解方程即可得到正方形的边长.
    【详解】
    (1)如图,作于M,交于N,
    在中,∵,
    设,则,
    ∵,
    ∴,解得,
    ∴,,
    设正方形的边长为x,
    在中,∵,
    ∴,
    ∴,
    在中,,
    ∴为定值;
    ∵,
    ∴,
    ∴为定值;
    在中,,
    而在变化,
    ∴在变化,在变化,
    ∴在变化,
    所以和是始终保持不变的量;

    故答案为:④⑤
    (2)∵MN⊥AP,DEFG是正方形,
    ∴四边形为矩形,
    ∴,
    ∵,
    ∴,
    ∴,
    即,

    (3)∵,与相似,且面积不相等,
    ∴,即,
    ∴,
    当点P在点F点右侧时,AP=AF+PF==,
    ∴,
    解得,
    当点P在点F点左侧时,,
    ∴,
    解得,

    综上所述,正方形的边长为或.
    【点睛】
    本题考查了相似形综合题:熟练掌握锐角三角函数的定义、正方形的性质和相似三角形的判定与性质.

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