将正方形ABCD绕中心O顺时针旋转角α得到正方形A1B1C1D1。

考点：旋转的性质；全等三角形的判定与性质；正方形的性质．
专题：综合题；探究型．
分析：（1）①根据旋转的性质可得：∠AOA1=45°，即可证明∠PFO=90°，则OE=OF，即可根据HL公理证明两三角形全等；
②先证明△EOP≌△FOP，再证明∴△APO≌△A1PO，即可证得；
（2）作OE⊥A1D1，OF⊥AB，垂足分别为E，F，首先△EOP≌△FOP证得∠APO=∠A1PO，即可证明△APO≌△A1PO，从而结论得证；
（3）根据（1）（2）的解题过程中∠POQ的大小不变，即可确定．
解答： （1）若证明①△EOP≌△FOP
当α=45°时，即∠AOA1=45°，又∠PAO=45°
∴∠PFO=90°，同理∠PEO=90°
∴$EO=FO=\frac{AB}{2}$
在Rt△EOP和Rt△FOP中，有$\left\{{\begin{array}{l}{OE=OF}\\{OP=OP}\end{array}}\right.$
∴△EOP≌△FOP
若证明②PA=PA1
法一证明：连接AA1，则∵O是两个正方形的中心，∴OA=OA1∠PA1O=∠PAO=45°
∴∠AA1O=∠A1AO
∴∠AA1O-∠PA1O=∠A1AO-∠PAO
即∠AA1P=∠A1AP∴PA=PA1
法二：证明，同①先证明△EOP≌△FOP
得∠EPO=∠FPO
∵∠APE=∠A1PF∴∠APE+∠EPO=∠A1PF+∠FPO即∠APO=∠A1PO（2分）
在△APO和△A1PO中有$\left\{{\begin{array}{l}{OP=OP}\\{∠APO=∠{A_1}PO}\\{∠PAO=∠P{A_1}O={{45}°}}\end{array}}\right.$

∴△APO≌△A1PO
∴PA=PA1
（2）成立
证明如下：法一证明：连接AA1，则∵O是两个正方形的中心，∴OA=OA1∠PA1O=∠PAO=45°
∴∠AA1O=∠A1AO
∴∠AA1O-∠PA1O=∠A1AO-∠PAO
即∠AA1P=∠A1AP∴PA=PA1
法二
如图，作OE⊥A1D1，OF⊥AB，垂足分别为E，F
则OE=OF，∠PFO=90°，∠PEO=90°
在Rt△EOP和Rt△FOP中，有$\left\{{\begin{array}{l}{OE=OF}\\{OP=OP}\end{array}}\right.$
∴△EOP≌△FOP∠EPO=∠FPO
∵∠APE=∠A1PF∴∠APE+∠EPO=∠A1PF+∠FPO即∠APO=∠A1PO
在△APO和△A1PO中有
$\left\{\begin{array}{l}{op=op}\\{∠APO=∠{A}_{1}}\end{array}\right.PO，∠PAO=∠P{A}_{1}O=45°$
∴△APO≌△A1PO
∴PA=PA1
（3）在旋转过程中，∠POQ的度数不发生变化，∠POQ=45°