2020年江苏省南通市中考数学试卷

这是一份2020年江苏省南通市中考数学试卷，共19页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


2020年江苏省南通市中考数学试卷
题号
一
二
三
总分
得分





一、选择题（本大题共10小题，共30.0分）
1. 计算|-1|-3，结果正确的是（　　）
A. -4 B. -3 C. -2 D. -1
2. 今年6月13日是我国第四个文化和自然遗产日．目前我国世界遗产总数居世界首位，其中自然遗产总面积约68000km2．将68000用科学记数法表示为（　　）
A. 6.8×104 B. 6.8×105 C. 0.68×105 D. 0.68×106
3. 下列运算，结果正确的是（　　）
A. -= B. 3+=3
C. ÷=3 D. ×=2
4. 以原点为中心，将点P（4，5）按逆时针方向旋转90°，得到的点Q所在的象限为（　　）
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
5. 如图，已知AB∥CD，∠A=54°，∠E=18°，则∠C的度数是（　　）
A. 36°
B. 34°
C. 32°
D. 30°



6. 一组数据2，4，6，x，3，9的众数是3，则这组数据的中位数是（　　）
A. 3 B. 3.5 C. 4 D. 4.5
7. 下列条件中，能判定▱ABCD是菱形的是（　　）
A. AC=BD B. AB⊥BC C. AD=BD D. AC⊥BD
8. 如图是一个几体何的三视图（图中尺寸单位：cm），则这个几何体的侧面积为（　　）
A. 48πcm2
B. 24πcm2
C. 12πcm2
D. 9πcm2




9. 如图①，E为矩形ABCD的边AD上一点，点P从点B出发沿折线B-E-D运动到点D停止，点Q从点B出发沿BC运动到点C停止，它们的运动速度都是1cm/s．现P，Q两点同时出发，设运动时间为x（s），△BPQ的面积为y（cm2），若y与x的对应关系如图②所示，则矩形ABCD的面积是（　　）


A. 96cm2 B. 84cm2 C. 72cm2 D. 56cm2
10. 如图，在△ABC中，AB=2，∠ABC=60°，∠ACB=45°，D是BC的中点，直线l经过点D，AE⊥l，BF⊥l，垂足分别为E，F，则AE+BF的最大值为（　　）
A.
B. 2
C. 2
D. 3



二、填空题（本大题共8小题，共30.0分）
11. 分解因式：xy-2y2=______．
12. 已知⊙O的半径为13cm，弦AB的长为10cm，则圆心O到AB的距离为______cm．
13. 若m＜2＜m+1，且m为整数，则m=______．
14. 如图，在正方形网格中，每个小正方形的边长均为1，△ABC和△DEF的顶点都在网格线的交点上．设△ABC的周长为C1，△DEF的周长为C2，则的值等于______．





15. 1275年，我国南宋数学家杨辉在《田亩比类乘除算法》中提出这样一个问题：直田积八百六十四步，只云阔不及长一十二步．问阔及长各几步．意思是：矩形面积864平方步，宽比长少12步，问宽和长各几步．若设长为x步，则可列方程为______．
16. 如图，测角仪CD竖直放在距建筑物AB底部5m的位置，在D处测得建筑物顶端A的仰角为50°．若测角仪的高度是1.5m，则建筑物AB的高度约为______m．（结果保留小数点后一位，参考数据：sin50°≈0.77，cos50°≈0.64，tan50°≈1.19）





17. 若x1，x2是方程x2-4x-2020=0的两个实数根，则代数式x12-2x1+2x2的值等于______．
18. 将双曲线y=向右平移1个单位长度，再向下平移2个单位长度，得到的新双曲线与直线y=kx-2-k（k＞0）相交于两点，其中一个点的横坐标为a，另一个点的纵坐标为b，则（a-1）（b+2）=______．
三、解答题（本大题共8小题，共90.0分）
19. 计算：
（1）（2m+3n）2-（2m+n）（2m-n）；
（2）÷（x+）．







20. （1）如图①，点D在AB上，点E在AC上，AD=AE，∠B=∠C．求证：AB=AC．
（2）如图②，A为⊙O上一点，按以下步骤作图：
①连接OA；
②以点A为圆心，AO长为半径作弧，交⊙O于点B；
③在射线OB上截取BC=OA；
④连接AC．
若AC=3，求⊙O的半径．










21. 如图，直线l1：y=x+3与过点A（3，0）的直线l2交于点C（1，m），与x轴交于点B．
（1）求直线l2的解析式；
（2）点M在直线l1上，MN∥y轴，交直线l2于点N，若MN=AB，求点M的坐标．















22. 为了解全校学生对“垃圾分类”知识的掌握情况，某初级中学的两个兴趣小组分别抽样调查了100名学生．为方便制作统计图表，对“垃圾分类”知识的掌握情况分成四个等级：A表示“优秀”，B表示“良好”，C表示“合格”，D表示“不合格”．第一小组认为，八年级学生对“垃圾分类”知识的掌握不如九年级学生，但好于七年级学生，所以他们随机调查了100名八年级学生．
第二小组随机调查了全校三个年级中的100名学生，但只收集到90名学生的有效问卷调查表．
两个小组的调查结果如图的图表所示：
第二小组统计表
等级
人数
百分比
A
17
18.9%
B
38
42.2%
C
28
31.1%
D
7
7.8%
合计
90
100%
若该校共有1000名学生，试根据以上信息解答下列问题：
（1）第______小组的调查结果比较合理，用这个结果估计该校学生对“垃圾分类”知识掌握情况达到合格以上（含合格）的共约______人；
（2）对这两个小组的调查统计方法各提一条改进建议．









23. 某公司有甲、乙、丙三辆车去南京，它们出发的先后顺序随机．张先生和李先生乘坐该公司的车去南京出差，但有不同的需求．

请用所学概率知识解决下列问题：
（1）写出这三辆车按先后顺序出发的所有可能结果；
（2）两人中，谁乘坐到甲车的可能性大？请说明理由．







24. 矩形ABCD中，AB=8，AD=12．将矩形折叠，使点A落在点P处，折痕为DE．
（1）如图①，若点P恰好在边BC上，连接AP，求的值；
（2）如图②，若E是AB的中点，EP的延长线交BC于点F，求BF的长．









25. 已知抛物线y=ax2+bx+c经过A（2，0），B（3n-4，y1），C（5n+6，y2）三点，对称轴是直线x=1．关于x的方程ax2+bx+c=x有两个相等的实数根．
（1）求抛物线的解析式；
（2）若n＜-5，试比较y1与y2的大小；
（3）若B，C两点在直线x=1的两侧，且y1＞y2，求n的取值范围．







26. 【了解概念】
有一组对角互余的凸四边形称为对余四边形，连接这两个角的顶点的线段称为对余线．

【理解运用】
（1）如图①，对余四边形ABCD中，AB=5，BC=6，CD=4，连接AC．若AC=AB，求sin∠CAD的值；
（2）如图②，凸四边形ABCD中，AD=BD，AD⊥BD，当2CD2+CB2=CA2时，判断四边形ABCD是否为对余四边形．证明你的结论；
【拓展提升】
（3）在平面直角坐标系中，点A（-1，0），B（3，0），C（1，2），四边形ABCD是对余四边形，点E在对余线BD上，且位于△ABC内部，∠AEC=90°+∠ABC．设=u，点D的纵坐标为t，请直接写出u关于t的函数解析式．







答案和解析
1.【答案】C

【解析】解：原式=1-3=-2．
故选：C．
首先应根据负数的绝对值是它的相反数，求得|-1|=1，再根据有理数的减法法则进行计算．
本题考查了绝对值的意义和有理数的减法，熟悉有理数的减法法则是关键．
2.【答案】A

【解析】解：68000=6.8×104．
故选：A．
科学记数法的表示形式为a×10n的形式，其中1≤|a|＜10，n为整数．确定n的值是易错点，由于68000有5位，所以可以确定n=5-1=4．
此题考查科学记数法表示较大的数的方法，准确确定n值是关键．
3.【答案】D

【解析】解：A．与不是同类二次根式，不能合并，此选项错误；
B．3与不是同类二次根式，不能合并，此选项错误；
C．÷==，此选项错误；
D．×=××=2，此选项计算正确；
故选：D．
分别根据同类二次根式的概念、二次根式的乘除运算法则计算可得．
本题主要考查二次根式的混合运算，解题的关键是掌握二次根式的混合运算顺序和运算法则．
4.【答案】B

【解析】解：如图，∵点P（4，5）按逆时针方向旋转90°，

得点Q所在的象限为第二象限．
故选：B．
根据旋转的性质以原点为中心，将点P（4，5）按逆时针方向旋转90°，即可得到点Q所在的象限．
本题考查了坐标与图形变化-旋转，解决本题的关键是掌握旋转的性质．
5.【答案】A

【解析】解：过点E作EF∥AB，则EF∥CD，如图所示．
∵EF∥AB，
∴∠AEF=∠A=54°，
∵∠CEF=∠AEF-∠AEC=54°-18°=36°．
又∵EF∥CD，
∴∠C=∠CEF=36°．
故选：A．
过点E作EF∥AB，则EF∥CD，由EF∥AB，利用“两直线平行，内错角相等”可得出∠AEF的度数，结合∠CEF=∠AEF-∠AEC可得出∠CEF的度数，由EF∥CD，利用“两直线平行，内错角相等”可求出∠C的度数．
本题考查了平行线的性质，牢记“两直线平行，内错角相等”是解题的关键．
6.【答案】B

【解析】解：∵这组数据2，4，6，x，3，9的众数是3，
∴x=3，
从小到大排列此数据为：2，3，3，4，6，9，
处于中间位置的两个数是3，4，
∴这组数据的中位数是（3+4）÷2=3.5．
故选：B．
先根据众数是一组数据中出现次数最多的数据，求得x，再由中位数要把数据按从小到大的顺序排列，位于最中间的一个数（或两个数的平均数）为中位数．
本题属于基础题，考查了确定一组数据的中位数和众数的能力．一些学生往往对这个概念掌握不清楚，计算方法不明确而误选其它选项，注意找中位数的时候一定要先排好顺序，然后再根据奇数和偶数个来确定中位数，如果数据有奇数个，则正中间的数字即为所求，如果是偶数个则找中间两位数的平均数．
7.【答案】D

【解析】解：∵四边形ABCD是平行四边形，
∴当AC⊥BD时，四边形ABCD是菱形；
故选：D．
根据对角线垂直的平行四边形是菱形，即可得出答案．
本题考查平行四边形的性质、菱形的判定等知识，解题的关键是熟练掌握菱形的判定方法，属于中考常考题型．
8.【答案】B

【解析】解：由三视图得这个几何体为圆锥，圆锥的母线长为8，底面圆的直径为6，
所以这个几何体的侧面积=×π×6×8=24π（cm2）．
故选：B．
先判断这个几何体为圆锥，同时得到圆锥的母线长为8，底面圆的直径为6，然后利用扇形的面积公式计算这个圆锥的侧面积．
本题考查了圆锥的计算：圆锥的侧面展开图为一扇形，这个扇形的弧长等于圆锥底面的周长，扇形的半径等于圆锥的母线长．也考查了三视图．
9.【答案】B

【解析】解：从函数的图象和运动的过程可以得出：当点P运动到点E时，x=10，y=30，
过点E作EH⊥BC，

由三角形面积公式得：y==30，
解得EH=AB=6，
由图2可知当x=14时，点Q与点C重合，

∴BC=14，
∴矩形的面积为14×6=84．
故选：B．
过点E作EH⊥BC，由三角形面积公式求出EH=AB=6，由图2可知当x=14时，点Q与点C重合，则BC=14，可得出答案．
本题考查了动点问题的函数图象，三角形的面积等知识，熟练掌握数形结合思想方法是解题的关键．
10.【答案】A

【解析】解：如图，过点C作CK⊥l于点K，过点A作AH⊥BC于点H，
在Rt△AHB中，
∵∠ABC=60°，AB=2，
∴BH=1，AH=，
在Rt△AHC中，∠ACB=45°，
∴AC===，

∵点D为BC中点，
∴BD=CD，
在△BFD与△CKD中，
，
∴△BFD≌△CKD（AAS），
∴BF=CK，
延长AE，过点C作CN⊥AE于点N，
可得AE+BF=AE+CK=AE+EN=AN，
在Rt△ACN中，AN＜AC，
当直线l⊥AC时，最大值为，
综上所述，AE+BF的最大值为．
故选：A．
把要求的最大值的两条线段经过平移后形成一条线段，然后再根据垂线段最短来进行计算即可．
本题主要考查了全等三角形的判定定理和性质定理及平移的性质，构建全等三角形是解答此题的关键．
11.【答案】y（x-2y）

【解析】解：xy-2y2=y（x-2y），
故答案为：y（x-2y）．
用提公因式法进行因式分解即可．
本题考查提公因式法因式分解，找出公因式是正确分解的前提．
12.【答案】12

【解析】解：如图，作OC⊥AB于C，连接OA，
则AC=BC=AB=5，
在Rt△OAC中，OC==13，
所以圆心O到AB的距离为12cm．
故答案为12．
如图，作OC⊥AB于C，连接OA，根据垂径定理得到AC=BC=AB=5，然后利用勾股定理计算OC的长即可．
本题考查了垂径定理：垂直于弦的直径平分这条弦，并且平分弦所对的两条弧．
13.【答案】5

【解析】解：2=，
∵＜＜，
∴5＜2＜6，
又∵m＜2＜m+1，
∴m=5，
故答案为：5．
估计2的大小范围，进而确定m的值．
本题考查无理数的估算，理解2介在哪两个整数之间是正确求解的关键．
14.【答案】

【解析】解：∵，
，
，
∴，
∴△ABC∽△DEF，
∴，
故答案为：．
先证明两个三角形相似，再根据相似三角形的周长比等于相似比，得出周长比的值便可．
本题主要考查相似三角形的性质与判定，勾股定理，本题关键是证明三角形相似．
15.【答案】x（x-12）=864

【解析】解：∵长为x步，宽比长少12步，
∴宽为（x-12）步．
依题意，得：x（x-12）=864．
由长和宽之间的关系可得出宽为（x-12）步，根据矩形的面积为864平方步，即可得出关于x的一元二次方程，此题得解．
本题考查了由实际问题抽象出一元二次方程以及数学常识，找准等量关系，正确列出一元二次方程是解题的关键．
16.【答案】7.5

【解析】解：如图，过点D作DE⊥AB，垂足为点E，则DE=BC=5，DC=BE=1.5，
在Rt△ADE中，
∵tan∠ADE=，
∴AE=tan∠ADE•DE=tan50°×5≈1.19×5=5.96（米），
∴AB=AE+BE=5.95+1.5≈7.5（米），
故答案为：7.5．
作垂线构造直角三角形，利用直角三角形的边角关系进行计算即可．
本题考查解直角三角形，掌握直角三角形的边角关系是正确解答的前提，构造直角三角形是解决问题的关键．
17.【答案】2028

【解析】解：∵x1，x2是方程x2-4x-2020=0的两个实数根，
∴x1+x2=4，x12-4x1-2020=0，即x12-4x1=2020，
则原式=x12-4x1+2x1+2x2
=x12-4x1+2（x1+x2）
=2020+2×4
=2020+8
=2028，
故答案为：2028．
根据一元二次方程的解的概念和根与系数的关系得出x12-4x1=2020，x1+x2=4，代入原式=x12-4x1+2x1+2x2=x12-4x1+2（x1+x2）计算可得．
本题主要考查根与系数的关系，解题的关键是掌握x1，x2是一元二次方程ax2+bx+c=0（a≠0）的两根时，x1+x2=-，x1x2=．
18.【答案】-3

【解析】解：一次函数y=kx-2-k（k＞0）的图象过定点P（1，-2），而点P（1，-2）恰好是原点（0，0）向右平移1个单位长度，再向下平移2个单位长度得到的，
因此将双曲线y=向右平移1个单位长度，再向下平移2个单位长度，得到的新双曲线与直线y=kx-2-k（k＞0）相交于两点，在没平移前是关于原点对称的，
平移前，这两个点的坐标为为（a-1，），（，b+2），
∴a-1=-，
∴（a-1）（b+2）=-3，
故答案为：-3．
由于一次函数y=kx-2-k（k＞0）的图象过定点P（1，-2），而点P（1，-2）恰好是原点（0，0）向右平移1个单位长度，再向下平移2个单位长度得到的，因此将双曲线y=向右平移1个单位长度，再向下平移2个单位长度，得到的新双曲线与直线y=kx-2-k（k＞0）相交于两点，在平移之前是关于原点对称的，表示出这两点坐标，根据中心对称两点坐标之间的关系求出答案．
本题考查一次函数、反比例函数图象上点的坐标特征，理解平移之前，相应的两点关于原点对称是解决问题的关键．
19.【答案】解：（1）原式=4m2+12mn+9n2-（4m2-n2）
=4m2+12mn+9n2-4m2+n2
=12mn+10n2；

（2）原式=÷（+）
=÷
=•
=．

【解析】（1）先利用完全平方公式和平方差公式计算，再去括号、合并同类项即可得；
（2）先计算括号内分式的加法，再将除法转化为乘法，最后约分即可得．
本题主要考查分式和整式的混合运算，解题的关键是掌握分式与整式的混合运算顺序和运算法则．
20.【答案】（1）证明：在△ABE和△ACD中
，
∴△ABE≌△ACD（AAS），
∴AB=AC；
（2）解：连接AB，如图②，
由作法得OA=OB=AB=BC，
∴△OAB为等边三角形，
∴∠OAB=∠OBA=60°，
∵AB=BC，
∴∠C=∠BAC，
∵∠OBA=∠C+∠BAC，
∴∠C=∠BAC=30°
∴∠OAC=90°，
在Rt△OAC中，OA=AC=×3=．
即⊙O的半径为．

【解析】（1）根据“AAS“证明△ABE≌△ACD，然后根据全等三角形的性质得到结论；
（2）连接AB，如图②，由作法得OA=OB=AB=BC，先判断△OAB为等边三角形得到∠OAB=∠OBA=60°，再利用等腰三角形的性质和三角形外角性质得到∠C=∠BAC=30°，然后根据含30度的直角三角形三边的关系求OA的长．
本题考查了作图-基本作图：熟练掌握基本作图（作一条线段等于已知线段；作一个角等于已知角；作已知线段的垂直平分线；作已知角的角平分线；过一点作已知直线的垂线）．也考查了全等三角形的判定与性质．
21.【答案】解：（1）在y=x+3中，令y=0，得x=-3，
∴B（-3，0），
把x=1代入y=x+3得y=4，
∴C（1，4），
设直线l2的解析式为y=kx+b，
∴，解得，
∴直线l2的解析式为y=-2x+6；
（2）AB=3-（-3）=6，
设M（a，a+3），由MN∥y轴，得N（a，-2a+6），
MN=|a+3-（-2a+6）|=AB=6，
解得a=3或a=-1，
∴M（3，6）或（-1，2）．

【解析】（1）把点C的坐标代入y=x+3，求出m的值，然后利用待定系数法求出直线的解析式；
（2）由已知条件得出M、N两点的横坐标，利用两点间距离公式求出M的坐标．
本题考查了两条直线相交或平行问题，待定系数法求一次函数的解析式，求得交点坐标是解题的关键．
22.【答案】二  922

【解析】解：（1）根据抽样调查的样本要具有代表性，因此第二小组的调查结果比较合理；
1000×（1-7.8%）=1000×0.922=922（人），
故答案为：二，922；
（2）第一小组，仅仅调查八年级学生情况，不能代表全校的学生对垃圾处理知识的掌握情况，应从全校范围内抽查学生进行调查．；
对于第二小组要把问卷收集齐全，并尽量从多个角度进行抽样，确保抽样的代表性、普遍性和可操作性．
（1）根据样本要具有代表性可知第二小组的调查结果比较合理；用这个结果估计总体，1000人的（1-7.8%）就是“合格及以上”的人数；
（2）从抽样的代表性、普遍性和可操作性方面提出意见和建议．
本题考查样本估计总体，样本的抽取要具有代表性和普遍性，才能够准确地反映总体．
23.【答案】解：（1）甲、乙、丙；甲、丙、乙；乙、甲、丙；乙、丙、甲；丙、甲、乙；丙、乙、甲；共6种；

（2）由（1）可知张先生坐到甲车有两种可能，乙、丙、甲，丙、乙、甲，
则张先生坐到甲车的概率是=；
由（1）可知李先生坐到甲车有两种可能，甲、乙、丙，甲、丙、乙，
则李先生坐到甲车的概率是=；
所以两人坐到甲车的可能性一样．

【解析】（1）假定甲车先出发，乙车后出发，丙车最后出发，用简单的列举法可列举出三辆车按先后顺序出发的所有等可能的结果数；
（2）分别求出两人坐标到甲车的概率，然后进行比较即可得出答案．
此题考查的是列表法求概率．用到的知识点为：概率=所求情况数与总情况数之比．
24.【答案】解：（1）如图①中，取DE的中点M，连接PM．

∵四边形ABCD是矩形，
∴∠BAD=∠C=90°，
由翻折可知，AO=OP，AP⊥DE，∠2=∠3，∠DAE=∠DPE=90°，
在Rt△EPD中，∵EM=MD，
∴PM=EM=DM，
∴∠3=∠MPD，
∴∠1=∠3+∠MPD=2∠3，
∵∠ADP=2∠3，
∴∠1=∠ADP，
∵AD∥BC，
∴∠ADP=∠DPC，
∴∠1=∠DPC，
∵∠MOP=∠C=90°，
∴△POM∽△DCP，
∴===，
∴==．

（2）如图②中，过点P作GH∥BC交AB于G，交CD于H．则四边形AGHD是矩形，设EG=x，则BG=4-x

∵∠A=∠EPD=90°，∠EGP=∠DHP=90°，
∴∠EPG+∠DPH=90°，∠DPH+∠PDH=90°，
∴∠EPG=∠PDH，
∴△EGP∽△PHD，
∴====，
∴PG=2EG=3x，DH=AG=4+x，
在Rt△PHD中，∵PH2+DH2=PD2，
∴（3x）2+（4+x）2=122，
解得x=（负值已经舍弃），
∴BG=4-=，
在Rt△EGP中，GP==，
∵GH∥BC，
∴△EGP∽△EBF，
∴=，
∴=，
∴BF=3．

【解析】（1）如图①中，取DE的中点M，连接PM．证明△POM∽△DCP，利用相似三角形的性质求解即可．
（2）如图②中，过点P作GH∥BC交AB于G，交CD于H．设EG=x，则BG=4-x．证明△EGP∽△PHD，推出====，推出PG=2EG=3x，DH=AG=4+x，在Rt△PHD中，由PH2+DH2=PD2，可得（3x）2+（4+x）2=122，求出x，再证明△EGP∽△EBF，利用相似三角形的性质求解即可．
本题考查翻折变换，相似三角形的判定和性质，矩形的性质等知识，解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题，学会利用参数构建方程解决问题．
25.【答案】解：（1）∵抛物线y=ax2+bx+c经过A（2，0），
∴0=4a+2b+c①，
∵对称轴是直线x=1，
∴-=1②，
∵关于x的方程ax2+bx+c=x有两个相等的实数根，
∴△=（b-1）2-4ac=0③，
由①②③可得：，
∴抛物线的解析式为y=-x2+x；
（2）∵n＜-5，
∴3n-4＜-19，5n+6＜-19
∴点B，点C在对称轴直线x=1的左侧，
∵抛物线y=-x2+x，
∴-＜0，即y随x的增大而增大，
∵（3n-4）-（5n+6）=-2n-10=-2（n+5）＞0，
∴3n-4＞5n+6，
∴y1＞y2；
（3）若点B在对称轴直线x=1的左侧，点C在对称轴直线x=1的右侧时，
由题意可得，
∴0＜n＜，
若点C在对称轴直线x=1的左侧，点B在对称轴直线x=1的右侧时，
由题意可得：，
∴不等式组无解，
综上所述：0＜n＜．

【解析】（1）由题意可得0=4a+2b+c①，-=1②，△=（b-1）2-4ac=0③，联立方程组可求a，b，c，可求解析式；
（2）由n＜-5，可得点B，点C在对称轴直线x=1的左侧，由二次函数的性质可求解；
（3）分两种情况讨论，列出不等式组可求解．
本题考查了抛物线与x轴的交点，二次函数的性质，根的判别式，待定系数法求解析式，一元一次不等式组的应用，利用分类讨论思想解决问题是本题的关键．
26.【答案】解：（1）过点A作AE⊥BC于E，过点C作CF⊥AD于F．

∵AC=AB，
∴BE=CE=3，
在Rt△AEB中，AE===4，
∵CF⊥AD，
∴∠D+∠FCD=90°，
∵∠B+∠D=90°，
∴∠B=∠DCF，
∵∠AEB=∠CFD=90°，
∴△AEB∽△DFC，
∴=，
∴=，
∴CF=，
∴sin∠CAD===．

（2）如图②中，结论：四边形ABCD是对余四边形．

理由：过点D作DM⊥DC，使得DM=DC，连接CM．
∵四边形ABCD中，AD=BD，AD⊥BD，
∴∠DAB=∠DBA=45°，
∵∠DCM=∠DMC=45°，
∵∠CDM=∠ADB=90°，
∴∠ADC=∠BDM，
∵AD=DB，CD=DM，
∴△ADC≌△BDM（SAS），
∴AC=BM，
∵2CD2+CB2=CA2，CM2=DM2+CD2=2CD2，
∴CM2+CB2=BM2，
∴∠BCM=90°，
∴∠DCB=45°，
∴∠DAB+∠DCB=90°，
∴四边形ABCD是对余四边形．

（3）如图③中，过点D作DH⊥x轴于H．

∵A（-1，0），B（3，0），C（1，2），
∴OA=1，OB=3，AB=4，AC=BC=2，
∴AC2+BC2=AB2，
∴∠ACB=90°，
∴∠CBA=∠CAB=45°，
∵四边形ABCD是对余四边形，
∴∠ADC+∠ABC=90°，
∴∠ADC=45°，
∵∠AEC=90°+∠ABC=135°，
∴∠ADC+∠AEC=180°，
∴A，D，C，E四点共圆，
∴∠ACE=∠ADE，
∵∠CAE+∠ACE=∠CAE+∠EAB=45°，
∴∠EAB=∠ACE，
∴∠EAB=∠ADB，
∵∠ABE=∠DBA，
∴△ABE∽△DBA，
∴=，
∴=，
∴u=，
设D（x，t），
由（2）可知，BD2=2CD2+AD2，
∴（x-3）2+t2=2[（x-1）2+（t-2）2]+（x+1）2+t2，
整理得（x+1）2=4t-t2，
在Rt△ADH中，AD===2，
∴u==（0＜t＜4），
即u=（0＜t＜4）．

【解析】（1）先构造直角三角形，然后利用对余四边形的性质和相似三角形的性质，求出sin∠CAD的值．
（2）通过构造手拉手模型，即构造等腰直角三角形，通过证明三角形全等，利用勾股定理来证明四边形ABCD为对余四边形．
（3）过点D作DH⊥x轴于点H，先证明△ABE∽△DBA，得出u与AD的关系，设D（x，t），再利用（2）中结论，求出AD与t的关系即可解决问题．．
本题属于四边形综合题，考查了对余四边形的定义，全等三角形的判定和性质，相似三角形的判定和性质，解直角三角形等知识，解题的关键是理解题意，学会添加常用辅助线，构造全等三角形或相似三角形解决问题，属于中考压轴题．