排除成钱的嫌疑后，警方再次将调查重点放在蒋婉玲丢失的手机和传呼机上。警方分析，凶手抢走这两件物品，肯定会想办法处理，要么自己用，要么卖给别人，只要找到这两件物品的下落，就能顺藤摸瓜找到凶手。 于是，警方加大对案发现场周边区域的排查力度，走访大量居民和商户，希望找到与手机、传呼机相关的线索。功夫不负有心人，排查过程中，一名包子铺员工提供了重要信息。 该员工告诉警方，包子铺有个叫毛文利的工人，前几天不知从哪弄来一部手机，还在店里向其他同事炫耀了好几天，说这是自己买的新手机。可奇怪的是，这几天毛文利突然向老板提出辞职，态度十分坚决，没说明理由，收拾好东西就匆匆离开，之后再没出现过。 毛文丽的异常举动引起警方高度怀疑。
1999年，手机还属稀缺物品，一个在包子铺打工的普通工人，收入不高，怎么会突然买得起手机？而且刚炫耀完手机就匆匆辞职，难免让人产生联想。警方当即决定，将毛文利列为凶杀案重点嫌疑人，展开全面调查。
1999年8月19日，案发已过去五天。警方通过大量走访排查，结合之前掌握的线索，进一步缩小调查范围，还从蒋婉玲邻居口中再次确认，蒋婉玲生前确实有一部手机和一部传呼机，且这两部设备在案发后消失不见。
为尽快找到毛文利的下落，警方一方面继续在案发现场周边寻找线索，另一方面利用技术手段监控蒋婉玲丢失的手机和传呼机，一旦有信号出现，立即锁定位置。 终于，警方在燕庄附近的一个村子里检测到了蒋婉玲传呼机的信号。他们立刻驱车赶往信号所在地，经过仔细排查，最终在村民郝生平家中找到了那部传呼机。
看到警方找上门，郝生平显得有些慌乱。当警方问起传呼机的来历以及是否认识毛文利时，郝生平连忙解释，这部传呼机是他这两天从一个外地人手里买的，他不知道传呼机与凶杀案有关，更不认识毛文丽，自己绝没参与杀人。
为核实郝生平的说法，警方耐心询问，希望他提供更多关于卖传呼机者的信息。郝生平说，这两天确实有个身份不明的外地人来村子，该男子身高约一米六，自称从宝鸡县拔鱼乡来，说遇到困难，想在村子借宿几天。
当时郝生平没多怀疑，两人闲聊时，外地人提到有部传呼机想卖掉换钱。郝生平觉得传呼机实用，价格也合适，就买了下来。警方又追问郝生平是否记得外地人的外貌特征、穿着打扮等信息，郝生平努力回忆，向警方描述了大致模样。 根据郝生平提供的信息，警方分析判断，卖传呼机的外地人很可能就是重点嫌疑人毛文利。为确认毛文丽的下落，警方再次询问郝生平，外地人现在在哪里。郝生平说，外地人在他家借宿两天后，昨天离开了，说要去离燕庄几里地的六奇村找朋友。
得知这一重要信息后，警方立即组织警力，驱车赶往六奇村。抵达后，警方兵分几路，对村子展开地毯式搜查。就在搜查即将结束，警方以为毛文利可能已离开六奇村时，一名民警在村子边缘的小路上发现一个形迹可疑的男子。该男子的身高、外貌特征与郝生平描述的卖传呼机者十分相似，而且看到民警后，他显得十分慌张，转身就想逃跑。 民警见状，立即上前追赶，一边追一边大喊让他停下。最终，在其他民警的配合下，警方成功将该男子按倒在地，当场抓获。经核实，这名男子正是警方苦苦寻找的重点嫌疑人毛文利。
至此，1999年夏天发生的这起凶杀案，在案发五天后成功告破，犯罪嫌疑人毛文丽被抓获归案。
经调查，毛文利当时20岁，身高约一米六，来自外地，一直在西安打工。更让警方意外的是，查询当地派出所档案记录发现，毛文利有不良犯罪记录。12岁时因盗窃被警方拘留，18岁时又因盗窃被派出所严肃教育。没想到，时隔两年，他竟犯下如此严重的凶杀案。
据悉，毛文利被捕前一直在燕庄附近的一家包子铺打工，平时除了在包子铺干活，饭点时还会推着卖包子的小车到附近的争光厂门口叫卖，多赚些钱。包子铺老板接受警方询问时表示，毛文利虽然个子不高、看着不起眼，但平时干活麻利，手脚勤快，就是性格有些内向，不太喜欢和人交流。老板说，他也不知道毛文利为何突然辞职，当时还劝过他，可毛文利态度坚决，老板只好同意。
所有人都想不通，毛文利在包子铺打工期间，和蒋婉玲无冤无仇，为何会对蒋婉玲下此毒手？为查明毛文利的作案动机和案件详细经过，警方对他展开多次审讯。 起初，毛文利试图顽抗，拒不承认犯罪行为，对警方的提问要么沉默不语，要么含糊其辞。
但在警方强大的心理攻势和确凿证据面前，毛文利的心理防线逐渐崩溃，最终如实交代了杀害蒋婉玲的犯罪事实和作案动机。 毛文利告诉警方，他注意到蒋婉玲，是因为平时推着包子车到争光厂宿舍区卖包子时，经常能看到她。蒋婉玲长得漂亮，穿着时尚，每次出现都能吸引周围人的目光，毛文利也不例外，他被蒋婉玲的外貌深深吸引，心里渐渐产生爱慕之情。
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