2022-2023学年上海市松江区八年级（下）期末数学试卷（含解析）

这是一份2022-2023学年上海市松江区八年级（下）期末数学试卷（含解析），共23页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题，解答题等内容，欢迎下载使用。

2022-2023学年上海市松江区八年级（下）期末数学试卷
一、选择题（本大题共6小题，共18.0分。在每小题列出的选项中，选出符合题目的一项）
1. 一次函数y=2x−5的图象不经过的象限是(    )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
2. 在下列方程中，有实数根的是(    )
A. x−2+3=0 B. x2+2x+3=0 C. 2x+3=x D. xx−1=1x−1
3. 下列等式中不正确的是(    )
A. |a+(−a)|=0 B. −(−a)=a
C. (a+b)+c=a+(b+c) D. a+(−b)=a−b
4. 解方程x−1x−2xx−1=3时，设x−1x=y，则原方程可化为关于y的整式方程是(    )
A. y−2y=3 B. y2−2y=3 C. y2−3y−2=0 D. y2+3y−2=0
5. 下列各事件中，属于必然事件的是(    )
A. 抛一枚硬币，反面朝上
B. 早上出门，在第一个路口遇到绿灯
C. 6本书分放在5个抽屉，至少一个抽屉内有2本书
D. 在平面内，度量一个三角形的内角度数，内角和为360°
6. 乐乐家与学校相距1000米，某天乐乐上学时忘了带了一本书，走了一段时间才想起，于是返回家拿书，然后加快速度赶到学校，图中是乐乐与家的距离y(米)关于时间x(分钟)的函数图象，下列说法错误的是(    )

A. 乐乐走了200米后返回家拿书 B. 乐乐在家停留了3分钟
C. 乐乐以每分钟200米的速度加速赶到学校 D. 乐乐在第10分钟的时候赶到学校
二、填空题（本大题共12小题，共24.0分）
7. 直线y=2x−1的截距是______ ．
8. 方程x3+8=0的解是______ ．
9. 方程 x+1=2的根是______．
10. 关于x的方程：(ax)2=1(a≠0)的根为______ ．
11. 一个多边形的内角和为900°，则这个多边形的边数为______．
12. 布袋里装有3个红球、5个黄球、6个黑球，这些球除颜色外其余都相同，那么从这个布袋里摸出一个黑球的概率为______ ．
13. 平行于直线y=−2x+3，且与y轴交于点(0,2)的直线表达式是______ ．
14. 如图：点(−2,3)在直线y=kx+b(k≠0)上，则不等式kx+b≥3关于x的解集是______ ．


15. 在四边形ABCD中，已知∠A+∠B=180°，要使四边形ABCD是平行四边形，还需添加一个条件，这个条件可以是______.(只需填写一种情况)
16. 已知一个菱形的边长为5，其中一条对角线长为8，则这个菱形的面积为          ．
17. 如图，在梯形ABCD中，AB//CD，∠D=2∠B，AB=16cm，BC=4cm，AD=7cm，那么梯形ABCD的周长为______ cm．


18. 已知：如图，在矩形ABCD中，AB=4，BC=10.点P是边AD上一点，且AP=4.联结CP，将四边形ABCP沿CP所在直线翻折，点A、B的对应点分别为点E、F，边CF与边AD的交点为点G.则PG= ______ ．
三、计算题（本大题共1小题，共6.0分）
19. 解方程组：x2+4xy+4y2=9x+y=1．
四、解答题（本大题共7小题，共52.0分。解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤）
20. (本小题6.0分)
解方程： 2x−3+x=3．
21. (本小题6.0分)
如图，已知在平行四边形ABCD中，点E、F分别在边AB、CD上，且AE=2EB=2FD.联结EF．
(1)写出与FC相等的向量______ ；
(2)填空AD+DF−AE= ______ ；
(3)求作：AD−FE.(保留作图痕迹，不要求写作法，请说明哪个向量是所求作的向量)

22. (本小题6.0分)
如图，甲、乙两人到距离A地35千米的B地办事，甲步行先走，乙骑车后走，两人行进的路程和时间的关系如图所示，根据图示提供的信息解答：
(1)乙比甲晚______小时出发；乙出发______小时后追上甲；
(2)求乙比甲早几小时到达B地？

23. (本小题8.0分)
松江区于4月22日，举办“G60”上海余山半程马拉松比赛.主办方打算为参赛选手定制一批护膝，并交由A厂家完成.已知A厂家要在规定的天数内生产3600对护膝，但由于参赛选手临时增加，不但要求A厂家在原计划基础上增加10%的总量，而且还要比原计划提前3天完成.经预测，要完成新计划，平均每天的生产总量要比原计划多20对，求原计划每天生产多少对护膝．
24. (本小题8.0分)
已知：如图，△ABC是等边三角形，点D在边BC上，且△ADE是等边三角形，边DE与AC交于点O.过点E作EF//BC，EF分别与线段AB、AC、AD相交于点F、G、H，联结CE．
(1)求证：四边形BCEF是平行四边形；
(2)连结DG，如果AD⊥BC，求证：四边形DGEC是菱形．

25. (本小题8.0分)
如图，在平面直角坐标系中，直线y=−x+b经过点C(1,1)，与x轴、y轴分别相交于点A、B，直线DE与x轴交于点D(8,0)，与直线AB相交于点E，点E在第二象限.已知△DAE的面积为18．
(1)求直线DE的表达式；
(2)点P是直线DE上一点，点Q是y轴上一点，如果以B、C、P、Q为顶点的四边形是等腰梯形，请直接写出点P、Q的坐标．

26. (本小题10.0分)
正方形ABCD中，边长为2，点M在对角线BD上，连接AM，过点M作MN⊥AM，交直线BC于点N．
(1)如图1，当点N在边BC上时，求证：AM=MN；
(2)当点N在CB的延长线上时，设BM=x，△BNM面积为y，求y关于x的解析式，并写出定义域；
(3)若S△BNM=12S△ABM，求BM的长．


答案和解析

1.【答案】B 
【解析】解：∵y=2x−5，
∴k>0，b<0，
故直线经过第一、三、四象限．
不经过第二象限．
故选：B．
由直线的解析式得到k>0，b<0，利用一次函数的性质即可确定直线经过的象限．
此题主要考查一次函数的图象和性质，它的图象经过的象限由k，b的符号来确定．

2.【答案】C 
【解析】解：A． x−2+3=0，
x−2=−3，
∵算术平方根具有非负性，
∴此方程无实数根，故本选项不符合题意；
B.x2+2x+3=0，
Δ=22−4×1×3=−8<0，
所以此方程无实数根，故本选项不符合题意；
C. 2x+3=x，
方程两边平方得：2x+3=x2，
即x2−2x−3=0，
解得：x=3或−1，
经检验：x=3是原方程的解，x=−1不是原方程的解，
所以此方程有实数根，故本选项符合题意；
D.xx−1=1x−1，
方程两边都乘x−1，得x=1，
经检验x=1是增根，
即此方程无实数根，故本选项不符合题意；
故选：C．
选项A：移项后根据算术平方根具有非负性判断即可；根据根的判别式即可判断选项B；方程两边平方后得出2x+3=x2，求出方程的解，再进行检验即可判断选项C；方程两边都乘x−1求出x=1，再进行检验即可判断选项D．
本题考查了解无理方程，根的判别式和解分式方程等知识点，能把无理方程转化成有理方程和能把分式方程转化成整式方程是解此题的关键．

3.【答案】A 
【解析】解：A、|a+(−a)|=0，符合题意；
B、−(−a)=a，不符合题意；
C、(a+b)+c=a+(b+c)，不符合题意；
D、a+(−b)=a−b，不符合题意．
故选：A．
根据平面向量的运算法则作答．
本题主要考查了平面向量，实数的运算法则同样能应用于平面向量的计算过程中．

4.【答案】C 
【解析】解：解方程x−1x−2xx−1=3时，设x−1x=y，则
原方程可化为y−2y=3
去分母，得y2−2=3y
即y2−3y−2=0
故选：C．
先将x−1x=y代入原方程，通过去分母，将原方程化为关于y的整式方程．
本题主要考查了换元法解分式方程，把某个式子看成一个整体，用一个变量去代替它，从而使问题得到简化，叫换元法．换元的实质是转化，关键是构造元和设元，有时需要通过变形才能换元．

5.【答案】C 
【解析】解：A、抛一枚硬币，反面朝上，是随机事件，不符合题意；
B、早上出门，在第一个路口遇到绿灯，是随机事件，不符合题意；
C、6本书分放在5个抽屉，至少一个抽屉内有2本书，是必然事件，符合题意；
D、在平面内，度量一个三角形的内角度数，内角和为360°，是不可能事件，不符合题意．
故选：C．
根据事件发生的可能性大小判断．
本题考查的是必然事件、不可能事件、随机事件的概念．必然事件指在一定条件下，一定发生的事件．不可能事件是指在一定条件下，一定不发生的事件，不确定事件即随机事件是指在一定条件下，可能发生也可能不发生的事件．

6.【答案】B 
【解析】解：A、乐乐走了200米后返回家拿书，正确，不合题意；
B、乐乐在家停留了3分钟，错误，从回家到拿到书，一共用3分钟，故符合题意；
C、乐乐以每分钟：10005=200米的速度加速赶到学校，正确，不合题意；
D、乐乐在第10分钟的时候赶到学校，正确，不合题意．
故选：B．
从图象可以知道，2分钟时乐乐返回家，在家一段时间后，5分钟又开始回学校，10分钟到达学校．
此题主要考查了函数图象，正确认识图象和熟练运用待定系数法是解好本题的关键．

7.【答案】−1 
【解析】解：令x=0，得y=−1，
∴直线y=2x−1的截距是−1，
故答案为：−1．
根据截距的定义：直线y=kx+b中，b就是截距，即可得到答案．
本题考查了一次函数图象上点的坐标特征及一次函数性质，熟记截距的定义是解题的关键．

8.【答案】x=−2 
【解析】解：x3+8=0，
x3=−8，
x=3−8=−2．
故答案为：x=−2．
利用立方根的定义求解即可．
本题考查了解立方根，掌握立方根的定义是解答本题的关键．

9.【答案】x=3 
【解析】解：方程两边同时平方得：x+1=4，
解得：x=3．
检验：x=3时，左边= 3+1=2，则左边=右边．
故x=3是方程的解．
故答案是：x=3．
方程两边同时平方，即可转化成一元一次方程，解得x的值，然后代入原方程进行检验即可．
本题考查了无理方程的解法，解无理方程的基本思路是转化成整式方程，并且解方程时必须要检验．

10.【答案】x=±1a 
【解析】解：(ax)2=1(a≠0)，
∴ax=±1．
∴x=±1a．
故答案为：x=±1a．
利用直接开平方法解得即可．
本题考查了一元二次方程的解法，熟练掌握直接开平方法是解此题的关键．

11.【答案】7 
【解析】解：设这个多边形的边数为n，则有
(n−2)×180°=900°，
解得：n=7，
∴这个多边形的边数为7．
故答案为：7．
根据多边形的内角和定理和多边形的内角和等于900°，列出方程，解出即可．
本题主要考查多边形的内角和定理，解题的关键是根据已知等量关系列出方程从而解决问题．

12.【答案】37 
【解析】解：∵布袋里装有3个红球、5个黄球、6个黑球，
∴P摸到黄球=63+5+6=37．
故答案为：37．
由于每个球被摸到的机会是均等的，故可用概率公式解答．
此题考查了概率公式，要明确：如果在全部可能出现的基本事件范围内构成事件A的基本事件有a个，不构成事件A的事件有b个，则出现事件A的概率为：P(A)=aa+b．

13.【答案】y=−2x+2 
【解析】解：设平行于直线y=−2x+3的直线的解析式为：y=−2x+b，
∵与y轴交于点(0,2)，
∴2=−2×0+b，
∴b=2，
∴y=−2x+2，
∴直线的表达式为：y=−2x+2．
故答案为：y=−2x+2．
平行于直线y=−2x+3的直线的解析式的一次项系数等于−2，则设该直线的解析式为：y=−2x+b，再由与y轴交于点(0,2)，可得该直线的解析式．
本题考查了两直线相交或平行的问题，用待定系数法确定直线的解析式，注意若两条直线是平行的关系，那么他们的自变量系数相同是解答此题的关键．

14.【答案】x≤−2 
【解析】解：由函数图象知：不等式kx+b≥3关于x的解集是x≤−2．
故答案为：x≤−2．
不等式kx+b≥3的解集就是图象在x≤−2的部分，据此即可求解．
本题考查了一次函数与一元一次不等式的知识，解题的关键是根据函数的图象解答，难度不大．

15.【答案】AB//CD 
【解析】解：添加条件AB//CD，
∵∠A+∠B=180°，
∴AD//CB，
∵AB//CD，
∴四边形ABCD是平行四边形(两组对边分别平行的四边形是平行四边形)，
故答案为：AB//CD．
由条件∠A+∠B=180°可推出AD//BC，再加上条件AB//CD，可以根据两组对边分别平行的四边形是平行四边形得到四边形ABCD是平行四边形．
此题主要考查了平行四边形的判定，关键是熟练掌握平行四边形的判定定理：①两组对边分别平行的四边形是平行四边形；②两组对边分别相等的四边形是平行四边形；③一组对边平行且相等的四边形是平行四边形；④两组对角分别相等的四边形是平行四边形；⑤对角线互相平分的四边形是平行四边形．

16.【答案】24 
【解析】
【分析】
此题考查了菱形的性质以及勾股定理．注意菱形的面积等于其对角线积的一半．
首先根据题意画出图形，由一个菱形的边长为5，其中一条对角线长为8，可利用勾股定理，求得另一菱形的对角线长，继而求得答案．
【解答】
解：如图，∵菱形ABCD中，BD=8，AB=5，
∴AC⊥BD，OB=12BD=4，
∴OA= AB2−OB2=3，
∴AC=2OA=6，
∴这个菱形的面积为：12AC⋅BD=12×6×8=24．
故答案为：24．  
17.【答案】36 
【解析】解：过D作DE//BC交AB于E，
∵DC//AB，
∴四边形BCDE是平行四边形，
∴∠CDE=∠B，DC=EB，
∵∠ADC=2∠B，
∴∠ADC=2∠CDE，
∴∠ADE=∠CDE，
∵∠AED=∠CDE，
∴∠ADE=∠AED，
∴AE=AD=7cm，
∴BE=AB−AE=16−7=9(cm)，
∴DC=9cm，
∴梯形ABCD的周长=AB+BC+CD+DA=16+4+7+9=36(cm)．
故答案为：36．
过D作DE//BC交AB于E，推出四边形BCDE是平行四边形，得到∠CDE=∠B，DC=EB，由∠ADC=2∠B，得到∠ADC=2∠CDE，因此∠ADE=∠CDE，推出∠ADE=∠AED，因此AE=AD=7cm，求出BE=9cm得到CD的长，即可求出梯形的面积．
本题考查梯形，等腰三角形的判定和性质，关键是过D作DE//BC交AB于E，推出AE=AD，从而求出DC长．

18.【答案】133 
【解析】解：根据题意画图如下：
由翻折可知：四边形ABCP与四边形EFCP全等．

∴∠BCP=∠FCP
∵四边形ABCD是矩形，
∴AD//BC，
∴∠BCP=∠DPC，
∴∠DCP=∠FCP，
∴PG=CG，
在矩形ABCD中，CD=AB=4，AD=BC=10，∠D=90°，
∵AP=4，
∴PD=AD−AP=10−4=6，
设PG=a，
则在Rt△DGC中，CG=a，DG=6−a，CD=4，
∵CD2+DG2=CG2，
∴42+(6−a)2=a2，
解得：a=133，
∴PG=133．
故答案为：133．
设PG=a，则在Rt△DGC中，CG=a，DG=6−a，CD=4，利用勾股定理即可解决问题．
本题考查翻折变换、矩形的性质、勾股定理等知识，解题的关键是利用勾股定理构建方程．

19.【答案】解：x2+4xy+4y2=9①x+y=1②，
法一、由②，得x=1−y③，
把③代入①，得(1−y)2+4(1−y)×y+4y2=9，
整理，得y2+2y−8=0．
∴(y+4)(y−2)=0．
∴y1=−4，y2=2．
把y1=−4，y2=2分别代入③，得x1=5，x2=−1．
∴原方程的解为x1=5y1=−4，x2=−1y2=2．
法二、由①，得(x+2y)2=9，
∴x+2y=3或x+2y=−3．
于是原方程组可化为x+2y=3x+y=1或x+2y=−3x+y=1．
解这两个方程组，得x1=5y1=−4，x2=−1y2=2．
所以原方程组的解为：x1=5y1=−4，x2=−1y2=2． 
【解析】变形方程组中的②式后，代入①式得一元二次方程，求解一元二次方程，然后求出另一个未知数．
本题考查了高次方程，掌握一元二次方程的解法是解决本题的关键．

20.【答案】解：移项得： 2x−3=3−x，
2x−3=(3−x)2，
x2−8x+12=0，
x1=2，x2=6，
经检验：x=2是原方程的根，x=6是增根，
所以原方程的根是：x=2． 
【解析】移项后两边平方，解得出的一元二次方程，求出方程的解，再进行检验即可．
本题考查了解无理方程，能把无理方程转化成有理方程是解此题的关键．

21.【答案】AE EF 
【解析】解：(1)在▱ABCD中，AB//CD，AB=CD，
∵AE=2EB，CF=2FD，
∴AE=21+2AB=23AB，
CF=21+2CD=23CD，
∴与FC相等的向量是AE；
故答案为：AE；
(2)如图，连接AF，
∵AD+DF=AF，AF−AE=EF，
∴AD+DF−AE=EF；
故答案为： EF；
(3)如图，GD即为所求作的AD−FE．

(1)根据平行四边形的对边平行且相等可得AB//CD，AB=CD，然后求出FC=AE，再根据向量的定义解答；
(2)根据向量的三角形法则可得AD+DF=AF，AF−AE=EF，所以AD+DF−AE=EF；
(3)过点A作AG//EF，取AG=EF，根据向量的三角形法则求解即可．
本题考查了平面向量，平行四边形的性质，向量问题熟练掌握平行四边形法则与三角形法则是解题的关键，要注意向量要从方向与大小两个方面考虑求解．

22.【答案】(1)2；2;
(2)乙比甲早1.5小时到达B地． 
【解析】解：(1)∵当S=0时，t乙=2，
∴乙比甲晚2小时出发；
∵当t=4时，S甲=S乙，4−2=2，
∴乙出发2小时后追上甲．
故答案为：2；2．
(2)设甲的路程与时间的函数解析式为S=kt(k≠0)，
∴20=4k，解得：k=5，
∴甲的路程与时间的函数解析式为 S=5t，
当S=35时，有5t=35，
解得：t=7．
设乙的路程与时间的函数解析式为 S=mt+n，
根据题意，得：20=4m+n0=2m+n，
解得：m=10n=−20，
∴乙的路程与时间的函数解析式为S=10t−20．
当S=35时，有10t−20=35，
解得：t=5.5，
∴7−5.5=1.5(小时)．
答：乙比甲早1.5小时到达B地．
(1)由S=0时t乙=2可知乙比甲晚2小时出发，由两函数图象的交点的横坐标结合乙出发时间，可求出乙追上甲的时间；
(2)观察函数图象，找出点的坐标，利用待定系数法可求出两函数解析式，再利用一次函数图象上点的坐标特征求出两人到达B地的时间，二者做差后即可得出结论．
本题考查了函数图象、待定系数法求一次函数解析式以及一次函数图象上点的坐标特征，解题的关键是：(1)观察函数图象，找出结论；(2)利用待定系数法及一次函数图象上点的坐标特征，求出两人到达B地的时间．

23.【答案】解：设原计划每天生产x对护膝，则实际每天生产(x+20)对护膝，
根据题意，可列方程3600x−3600(1+10%)x+20=3，
整理得：x2+140x−24000=0，
解得：x1=100，x2=−240(不合题意，舍去)，
经检验，当x=100时，x(x+20)≠0，是原方程的解，
答：原计划每天生产100对护膝． 
【解析】设原计划每天生产x对护膝，实际每天生产(x+20)对护膝，利用工作时间=工作总量÷工作效率，结合实际比计划提前3天完成，可列出关于x的分式方程，解答检验即可．
本题考查了分式方程的应用，找准等量关系，正确列出分式方程是解题的关键．

24.【答案】证明：(1)∵△ABC是等边三角形，
∴AB=AC，∠BAC=∠B=60°．
同理可知，AD=AE，∠DAE=60°．
即得∠BAC=∠DAE．
∴∠BAC−∠DAC=∠DAE−∠DAC．
即得∠BAD=∠CAE．
∴在△BAD和△CAE中，AB=AC∠BAD=∠CAEAD=AE
∴△BAD≌△CAE(SAS)．
∴∠B=∠ACE=60°．
∴∠ACE=∠BAC．
∴BF//CE．
又∵EF//BC，
∴四边形BCEF是平行四边形；
(2)∵AD⊥BC，
∴∠ADC=90°，
∵△ADE是等边三角形，
∴∠ADE=60°，
∴∠EDC=90°−60°=30°，
∵EF//BC，
∴∠FED=∠EDC=30°，
∵四边形BCEF是平行四边形，
∴∠FEC=∠B=60°，
∴∠DEC=30°，
∴∠EDC=∠DEC，
∴DC=EC，
∵△ABC是等边三角形，
∴∠ACB=60°，
∴∠DOC=180°−60°−30°=90°，即ED⊥AC，
∴DO=EO，
∴DG=GE，
∵EF//BC，
∴∠EGC=∠ACB=60°，
∵∠ACE=60°，
∴∠EGC=∠ACE，
∴GE=EC，
∴GE=EC=DC=DG，
∴四边形DGEC是菱形． 
【解析】(1)通过全等三角形△BAD≌△CAE(SAS)的对应角相等判定∠B=∠ACE=60°.则∠ACE=∠BAC.所以根据平行线的判定知BF//CE.又EF//BC，故两组对边互相平行的四边形是平行四边形，即四边形BCEF是平行四边形；
(2)利用四边相等的四边形是菱形的判定定理证明即可．
本题综合考查了平行四边形的判定与性质，全等三角形的判定与性质等知识点，综合性比较强，需要同学们对知识有一个系统的掌握．

25.【答案】解：(1)把C(1,1)代入y=−x+b得：−1+b=1，
解得：b=2；
∴直线AB解析式为y=−x+2，
令x=0得y=2，令y=0得x=2，
∴B(0,2)，A(2,0)，
∵D(8,0)，
∴AD=8−2=6，
∵△DAE的面积为18，
∴12AD⋅|yE|=18，即12×6×|yE|=18，
解得yE=6或yE=−6，
∵点E在第二象限，
∴yE=6，
在y=−x+2中，令y=6，得x=−4，
∴E(−4,6)，
设直线DE解析式为y=kx+b，
则8k+b=0−4k+b=6，
解得k=−12b=4，
∴直线DE解析式为y=−12x+4；
(2)设P(m,−12m+4)，又C(1,1)，B(0,2)，
设Q(0,n)，
当BC//PQ时，则直线PQ为y=−x+n，

∴−12m+4=−m+n，
∴n=12m+4，
∴BQ=12m+4−2=12m+2，
∵CP=BQ，
∴(m−1)2+(−12m+4−1)2=(12m+2)2，
整理得：m2−7m+6=0，
解得m=6或m=1(舍去)，
∴n=12m+4=7，
∴Q(0,7)，P(6,1)；
当BQ//PC时，则P(1,72)，

∵PQ=BC，
∴12+(72−n)2=12+(2−1)2，
解得n=52或n=92(舍去)，
∴Q(0,52)，
综上，Q(0,7)，P(6,1)或Q(0,52)，P(1,72). 
【解析】(1)把C(1,1)代入y=−x+b即得：b=2；由△DAE的面积为18，可得12AD⋅|yE|=18，即12×6×|yE|=18，即可得E(−4,6)，再用待定系数法求得直线DE解析式即可；
(2)设P(m,−12m+4)，Q(0,n)，当BC//PQ时，则直线PQ为y=−x+n，代入P点的坐标，即可求得n=12m+4，然后利用等腰梯形的性质得出CP=BQ，即(m−1)2+(−12m+4−1)2=(12m+2)2，解得m=6，即可求得P、Q的坐标；当BQ//PC时，则P(1,72)，然后利用等腰梯形的性质得出PQ=BC，即12+(72−n)2=12+(2−1)2，解得n=52，即可求得Q点的坐标．
本题考查待定系数法求一次函数的解析式、三角形面积、梯形的性质等知识，解题的关键是分类讨论思想的应用．

26.【答案】(1)证明：过点M作MF⊥AB于F，作MG⊥BC于G，如图所示：

∴∠AFM=∠MFB=∠BGM=∠NGM=90°，
∵四边形ABCD是正方形，
∴∠ABC=∠DAB=90°，AD=AB，∠ABD=∠DBC=45°，
∵MF⊥AB，MG⊥BC，
∴MF=MG，
∵∠ABC=90°，
∴四边形FBGM是正方形，
∴∠FMG=90°，
∴∠FMN+∠NMG=90°，
∵MN⊥AM，
∴∠AMF+∠FMN=90°，
∴∠AMF=∠NMG，
在△AMF和△NMG中，
∠AFM=∠NGMMF=MG∠AMF=∠NMG，
∴△AMF≌△NMG(ASA)，
∴MA=MN；
(2)解：过点M作VT⊥AD于点V，交BC于点T，

∴∠AVM=90°，
在正方形ABCD中，∠BAD=∠ABC=∠AVM=90°，∠CBD=∠ADB=45°，
∴四边形ABTV是矩形，
∴∠BTM=∠AVM=90°，AV=BT，AB=VT=2，
∵∠CBD=45°，
∴∠BMT=180°−∠BTM−∠CBD=45°，
∴∠CBD=∠BMT，
∴BT=MT=AV，
在Rt△BMT中，BM=x，sin∠CBD=MTBM=MTx= 22，
∴MT=BT= 22x，
∴MF=2− 22x，
又∵∠AMN+∠AMV+∠TMN=180°，∠AMN=90°，
∴∠AMN+∠TMN=90°，
∵∠MNT+∠TMN=90°，
∴∠AMN=∠MNT，
∴△ANM≌△MTN(AAS)，
∴MV=NT=2− 22x，
∴BN=NT−BT=2− 22x− 22x=2− 2x，
∴y=12BN⋅MT=12(2− 2x)⋅ 22x
=−12x2+ 22x，
∵点M在对角线BD上，BD= 2，
∴0 (3)解：当点N在边BC上时，连接AC，交BD于点O，过点N作NE⊥BD于点E，

在正方形ABCD中，OA=OB=12AC，AC⊥BD，
∴∠MEN=∠AOM=∠AOB=90°，
在Rt△ABD中，AB=2，则OA=OB= 2，
∵S△BMN=12BM⋅NE，S△ABM=12BM⋅OA，S△BMN=12S△ABM，
∴NE=12OA= 22，
∵∠AOB=90°，
∴∠AMB+∠MAO=90°，
∵∠AMN=∠AMB+∠BMN=90°，
∴∠MAO=∠BMN，
∵AM+MN，
∴△AMD≌△MNE(AAS)，
∴MD=NE= 22，
∴BM=OB+OM=32 2；
当N在CB的延长线上时，如图，同理可得BM= 22．

综上所述，BM的长为32 2或 22． 
【解析】(1)过点M作MF⊥AB于F，作MG⊥BC于G，证明△AMF≌△NMG(ASA)，由全等三角形的性质得出MA=MN；
(2)过点M作VT⊥AD于点V，交BC于点T，证出四边形ABTV是矩形，由矩形的性质得出∠BTM=∠AVM=90°，AV=BT，AB=VT=2，证明△ANM≌△MTN(AAS)，由全等三角形的性质得出MV=NT=2− 22x，则可得出答案；
(3)当点N在边BC上时，连接AC，交BD于点O，过点N作NE⊥BD于点E，证明△AMD≌△MNE(AAS)，得出MD=NE= 22，求出BM=OB+OM=32 2，当N在CB的延长线上时，同理可得BM= 22．
本题是四边形综合题目，考查了矩形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、正方形的判定与性质、直角三角形的性质等知识；证明三角形全等是解题的关键．