【分析】
本题是线段的综合计算题,解题核心是利用线段的和差关系、中点性质、比例分配求解,各小问思路如下:
(1) 观察可知AD+BC的长度等于AB与CD长度之和,用AD与BC的和减去AB即可得到CD的长;
(2) 先根据中点定义求出AD的长度,再利用C是AD中点,求出CD为AD的一半即可;
(3) 先根据比例把AC、AD分别表示为AB的几分之几,再用AD减去AC得到CD的长度;
(4) 结合AC=BD的条件和N是CM中点的性质,分别列出MD和AB的表达式,两式相减消去公共部分即可推导出AN的长度;
(5) D是AB的三等分点,需分两种情况讨论:AD占AB的$\frac{1}{3}$、AD占AB的$\frac{2}{3}$,再结合C是AD中点分别计算CD即可;
(6) 把MN拆为MC、CD、DN三部分的和,利用中点性质将MC和DN用AC、BD表示,再将AC+BD替换为AB-CD,代入数值后发现结果为定值,即可判断MN长度不变。
【解析】
(1) 由线段和差关系得:$AD+BC=AC+CD+CD+BD=AB+CD$,已知$AD=1.5\mathrm{cm}$,$BC=3.5\mathrm{cm}$,$AB=4\mathrm{cm}$,因此$CD=AD+BC-AB=1.5+3.5-4=1\mathrm{cm}$;
(2) 因为D是AB中点,所以$AD=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×4=2\mathrm{cm}$,又因为C是AD中点,所以$CD=\frac{1}{2}AD=\frac{1}{2}×2=1\mathrm{cm}$;
(3) 已知$AC:BC=1:4$,总份数为$1+4=5$,故$AC=\frac{1}{5}AB$;$AD:BD=2:3$,总份数为$2+3=5$,故$AD=\frac{2}{5}AB$,因此$CD=AD-AC=\frac{2}{5}AB-\frac{1}{5}AB=\frac{1}{5}AB=\frac{1}{5}×4=\frac{4}{5}\mathrm{cm}$;
(4) 由$AC=BD$,N是CM中点得$NC=\frac{1}{2}CM$。$MD=MC+CD=2NC+CD=5\mathrm{cm}$①,$AB=AC+CD+BD=2AC+CD=4\mathrm{cm}$②;用①减②得:$2NC+CD-(2AC+CD)=5-4$,化简得$2(NC-AC)=1$,而$NC-AC=AN$,因此$2AN=1$,即$AN=\frac{1}{2}\mathrm{cm}$,作图如下:

(5) D是AB的三等分点,分两种情况讨论:
① 当$AD=\frac{1}{3}AB$时,$AD=\frac{1}{3}×4=\frac{4}{3}\mathrm{cm}$,C是AD中点,故$CD=\frac{1}{2}AD=\frac{1}{2}×\frac{4}{3}=\frac{2}{3}\mathrm{cm}$;
② 当$AD=\frac{2}{3}AB$时,$AD=\frac{2}{3}×4=\frac{8}{3}\mathrm{cm}$,C是AD中点,故$CD=\frac{1}{2}AD=\frac{1}{2}×\frac{8}{3}=\frac{4}{3}\mathrm{cm}$;
综上,CD的长为$\frac{2}{3}\mathrm{cm}$或$\frac{4}{3}\mathrm{cm}$;
(6) MN的长度不会发生改变,理由如下:
因为M是AC中点,所以$MC=\frac{1}{2}AC$;N是BD中点,所以$DN=\frac{1}{2}BD$;
则$MN=MC+CD+DN=\frac{1}{2}AC+CD+\frac{1}{2}BD=\frac{1}{2}(AC+BD)+CD$;
又$AC+BD=AB-CD$,代入得$MN=\frac{1}{2}(AB-CD)+CD=\frac{1}{2}AB+\frac{1}{2}CD$;
将$AB=4\mathrm{cm}$,$CD=1\mathrm{cm}$代入得$MN=\frac{1}{2}×4+\frac{1}{2}×1=\frac{5}{2}\mathrm{cm}$,为定值,因此MN的长度不会改变。
【答案】
(1) $1$
(2) $1$
(3) $\frac{4}{5}\mathrm{cm}$
(4) $\frac{1}{2}\mathrm{cm}$,作图见

(5) $\frac{2}{3}\mathrm{cm}$或$\frac{4}{3}\mathrm{cm}$
(6) 不会发生改变,理由见解析
【知识点】
1.线段和差计算
2.线段中点性质
3.分类讨论思想
【点评】
本题围绕线段的相关计算展开,从基础的和差、中点应用,到比例计算、分类讨论、定值推导,难度逐步提升,能够有效考查对线段相关性质的掌握程度和逻辑推导能力,解题时需注意三等分点等存在多解的情况,避免漏解。
【难度系数】
0.65