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2016-2017学年安徽省马鞍山二中高二(上)第一次月考数学试卷(理科)
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.下列推理错误的是( )
A.A∈l,A∈α,B∈l,B∈α⇒l⊊α B.A∈α,A∈β,B∈α,B∈β⇒α∩β=AB
C.l⊈α,A∈l⇒A∉α D.A∈l,l⊊α⇒A∈α
2.用一个平面去截四棱锥,不可能得到( )
A.棱锥 B.棱柱 C.棱台 D.四面体
3.直线x﹣2y﹣3=0与圆(x﹣2)2+(y+3)2=9交于E,F两点,则△EOF(O是原点)的面积为( )
A. B. C. D.
4.若某几何体的三视图如图所示,则这个几何体的直观图可以是( )
A. B. C. D.
5.如图是利用斜二测画法画出的△ABO的直观图,已知O′B′=4,且△ABO的面积为16,过A′作A′C′⊥x′轴,则A′C′的长为( )
A. B. C. D.1
6.如图所示,平面α∩平面β=l,点A、B∈α,点C∈β,AB∩l=R,设过A、B、C三点的平面为γ,则β∩γ是( )
A.直线AC B.直线BC C.直线CR D.以上均不正确
7.已知圆心(2,﹣3),一条直径的两个端点恰好在两坐标轴上,则这个圆的方程是( )
A.x2+y2﹣4x+6y=0 B.x2+y2﹣4x+6y﹣8=0
C.x2+y2﹣4x﹣6y=0 D.x2+y2﹣4x﹣6y﹣8=0
8.将一个长方体沿相邻三个面的对角线截去一个棱锥,得到的几何体的正视图与俯视图如图所示,则该几何体的侧(左)视图为( )
A. B. C. D.
9.已知P,Q,R是圆x2+y2﹣2x﹣8=0上不同三点,它们到直线l:x+y+7=0的距离分别为x1,x2,x3,若x1,x2,x3成等差数列,则公差的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.已知棱长为1的正方体的俯视图是一个面积为1的正方形,则该正方体的正视图的面积不可能是( )
A.1 B. C. D.
11.若圆C:x2+y2+2x﹣4y+3=0关于直线2ax+by+6=0对称,则由点(a,b)所作的切线长的最小值是( )
A.2 B.3 C.4 D.6
12.用若干块相同的小正方体搭成一个几何体,该几何体的三视图如图所示,则搭成该几何体最少需要的小正方体的块数是( )
A.8 B.7 C.6 D.5
二、填空题(4×5=20分)
13.圆(x﹣3)2+(y﹣3)2=9上到直线3x+4y﹣11=0的距离等于1的点的个数是 .
14.已知,如图所示的正方体的棱长为4,E、F分别为A1D1、AA1的中点,过C1、E、F的截面的周长为 .
15.已知直线l: =1,M是l上一动点,过M作x轴、y轴的垂线,垂足分别为A、B,P在AB连线上,且满足=2的点P的轨迹方程为 .
16.若圆锥的侧面展开图是半径为2,中心角为的扇形,则由它的两条母线所确定的截面面积的最大值为 .
三、解答题(共6个大题,共70分)
17.已知圆C与直线3x+4y﹣14=0相切于点(2,2),其圆心在直线x+y﹣11=0上,求圆C的方程.
18.如图所示的三个图中,上面的是一个长方体截去一个角所得多面体的直观图,它的正视图和侧视图在下面画出(单位:cm).
(1)按照画三视图的要求画出该多面体的俯视图;
(2)在所给直观图中连接BC′,求证:BC′∥面EFG.
19.已知直线x﹣y+1=0与圆C:x2+y2﹣4x﹣2y+m=0交于A,B两点;
(1)求线段AB的垂直平分线的方程;
(2)若|AB|=2,求m的值;
(3)在(2)的条件下,求过点P(4,4)的圆C的切线方程.
20.如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AB=2,AC=AA1=4,∠ABC=90°.
(1)求三棱柱ABC﹣A1B1C1的表面积S;
(2)求异面直线A1B与AC所成角的余弦值.
21.圆台的上、下底面半径分别为5cm、10cm,母线长AB=20cm,从圆台母线AB的中点M拉一条绳子绕圆台侧面转到A点(A在下底面),求:
(1)绳子的最短长度;
(2)在绳子最短时,上底圆周上的点到绳子的最短距离.
22.已知过点A(0,1)且斜率为k的直线l与圆C:(x﹣2)2+(y﹣3)2=1交于点M、N两点.
(1)求k的取值范围;
(2)若•=12,其中O为坐标原点,求|MN|.
2016-2017学年安徽省马鞍山二中高二(上)第一次月考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.下列推理错误的是( )
A.A∈l,A∈α,B∈l,B∈α⇒l⊊α B.A∈α,A∈β,B∈α,B∈β⇒α∩β=AB
C.l⊈α,A∈l⇒A∉α D.A∈l,l⊊α⇒A∈α
【考点】元素与集合关系的判断.
【分析】本题主要考查了平面的基本性质及推论,根据平面的基本性质及推论,依次分析命题即可.
【解答】解:A,B分别是公理1、2的符号表示,故它们都是正确的;
对于C,l⊄α有两种可能,l∥α,l与α相交;若交点为A,则A∈l且A∈α.故错.
D是公理1的性质,正确.
故选:C.
2.用一个平面去截四棱锥,不可能得到( )
A.棱锥 B.棱柱 C.棱台 D.四面体
【考点】棱锥的结构特征.
【分析】根据棱柱的定义进行判断.
【解答】解:∵棱柱的上下底面是相同的,
∴用一个平面去截四棱锥,不可能得到棱柱.
故选:B.
3.直线x﹣2y﹣3=0与圆(x﹣2)2+(y+3)2=9交于E,F两点,则△EOF(O是原点)的面积为( )
A. B. C. D.
【考点】直线与圆相交的性质.
【分析】先求出圆心坐标,再由点到直线的距离公式和勾股定理求出弦长|EF|,再由原点到直线之间的距离求出三角形的高,进而根据三角形的面积公式求得答案.
【解答】解:圆(x﹣2)2+(y+3)2=9的圆心为(2,﹣3)
∴(2,﹣3)到直线x﹣2y﹣3=0的距离d==
弦长|EF|=
原点到直线的距离d=
∴△EOF的面积为
故选D.
4.若某几何体的三视图如图所示,则这个几何体的直观图可以是( )
A. B. C. D.
【考点】空间几何体的直观图.
【分析】根据已知中的三视图,结合三视图中有两个三角形即为锥体,有两个矩形即为柱体,有两个梯形即为台体,将几何体分解为简单的几何体分析后,即可得到答案.
【解答】解:由已知中三视图的上部分有两个矩形,一个三角形
故该几何体上部分是一个三棱柱
下部分是三个矩形
故该几何体下部分是一个四棱柱
故选:A.
5.如图是利用斜二测画法画出的△ABO的直观图,已知O′B′=4,且△ABO的面积为16,过A′作A′C′⊥x′轴,则A′C′的长为( )
A. B. C. D.1
【考点】斜二测法画直观图.
【分析】利用面积公式,求出直观图的高,求出A′B′,然后求出A'O'的长.
【解答】解:因为A'B'∥y'轴,所以在△ABC中,AB⊥OB,又三角形的面积为16,
所以AB•OB=16.∴AB=8,
所以A'B'=4.如图作A′D⊥O′B′于D,
所以B′C′=A′C′,
所以A'C'的长为:4•sin45°=2.
故选:A.
6.如图所示,平面α∩平面β=l,点A、B∈α,点C∈β,AB∩l=R,设过A、B、C三点的平面为γ,则β∩γ是( )
A.直线AC B.直线BC C.直线CR D.以上均不正确
【考点】平面的基本性质及推论.
【分析】根据平面的基本性质中公理二,只须找出这两个平面的公共点即可.
【解答】解:由题意知,∵AB∩l=R,平面α∩平面β=l,
∴R∈l,l⊂β,∴R∈γ.
又A、B、C三点的平面为γ,
即C∈γ.
∴C,R是平面β和γ的公共点,
∴β∩γ=CR.
故选:C.
7.已知圆心(2,﹣3),一条直径的两个端点恰好在两坐标轴上,则这个圆的方程是( )
A.x2+y2﹣4x+6y=0 B.x2+y2﹣4x+6y﹣8=0
C.x2+y2﹣4x﹣6y=0 D.x2+y2﹣4x﹣6y﹣8=0
【考点】圆的一般方程.
【分析】设直径的两个端点分别A(a,0)B(0,b),圆心C(2,﹣3)为AB的中点,利用中点坐标公式求出a,b后,再利用两点距离公式求出半径,得到圆的标准方程,即可得出结论.
【解答】解:设直径的两个端点分别A(a,0)B(0,b).圆心C为点(2,﹣3),
由中点坐标公式得,a=4,b=﹣6,
∴r=|AB|==,
则此圆的方程是(x﹣2)2+(y+3)2=13,
即x2+y2﹣4x+6y=0.
故选:A.
8.将一个长方体沿相邻三个面的对角线截去一个棱锥,得到的几何体的正视图与俯视图如图所示,则该几何体的侧(左)视图为( )
A. B. C. D.
【考点】简单空间图形的三视图.
【分析】根据主视图和俯视图作出几何体的直观图,找出所切棱锥的位置,得出答案.
【解答】解:由主视图和俯视图可知切去的棱锥为D﹣AD1C,
棱CD1在左侧面的投影为BA1,
故选B.
9.已知P,Q,R是圆x2+y2﹣2x﹣8=0上不同三点,它们到直线l:x+y+7=0的距离分别为x1,x2,x3,若x1,x2,x3成等差数列,则公差的最大值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】求出圆心到直线的距离,判断直线与圆的位置关系,继而得出圆上的点到直线的距离的最大值和最小值,则距离最值的差的一半为最大公差.
【解答】解:圆的圆心为(1,0),半径r=3,
圆心到直线l的距离d===4,所以直线l与圆相离.
∴圆上的点到直线l的距离的最小值为d﹣r=1,最大值为d+r=7.
∴当x1=1,x3=7时,等差数列的公差取得最大值=3.
故选C.
10.已知棱长为1的正方体的俯视图是一个面积为1的正方形,则该正方体的正视图的面积不可能是( )
A.1 B. C. D.
【考点】简单空间图形的三视图.
【分析】求出满足条件的该正方体的正视图的面积的范围为即可得出.
【解答】解:水平放置的正方体,当正视图为正方形时,其面积最小为1;当正视图为对角面时,其面积最大为.
因此满足棱长为1的正方体的俯视图是一个面积为1的正方形,则该正方体的正视图的面积的范围为.
因此可知:A,B,D皆有可能,而<1,故C不可能.
故选C.
11.若圆C:x2+y2+2x﹣4y+3=0关于直线2ax+by+6=0对称,则由点(a,b)所作的切线长的最小值是( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】由题意可知直线经过圆的圆心,推出a,b的关系,利用(a,b)与圆心的距离,半径,求出切线长的表达式,然后求出最小值.
【解答】解:将圆C:x2+y2+2x﹣4y+3=0化为标准方程得:(x+1)2+(y﹣2)2=2,
∴圆心C(﹣1,2),半径r=,
∵圆C关于直线2ax+by+6=0对称,
∴直线2ax+by+6=0过圆心,
将x=﹣1,y=2代入直线方程得:﹣2a+2b+6=0,即a=b+3,
∵点(a,b)与圆心的距离d=,
∴点(a,b)向圆C所作切线长l==
==≥4,
当且仅当b=﹣1时弦长最小,最小值为4.
故选C
12.用若干块相同的小正方体搭成一个几何体,该几何体的三视图如图所示,则搭成该几何体最少需要的小正方体的块数是( )
A.8 B.7 C.6 D.5
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】结合三视图,画出几何体的直观图,即可判断搭成该几何体最少需要的小正方体的块数.
【解答】解:由题意可知,
三视图复原几何体是下层四个小正方体,
上层两个正方体,如图,
搭成该几何体最少需要的小正方体的块数:7.
故选B.
二、填空题(4×5=20分)
13.圆(x﹣3)2+(y﹣3)2=9上到直线3x+4y﹣11=0的距离等于1的点的个数是 3 .
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】确定圆心和半径,求出圆心到直线的距离,与半径比较,数形结合可知共有三个交点.
【解答】解:(x﹣3)2+(y﹣3)2=9是一个以(3,3)为圆心,3为半径的圆.
圆心到3x+4y﹣11=0的距离为d=||=2,
所以作与直线3x+4y﹣11=0距离为1的直线,会发现这样的直线有两条(一条在直线的上方,一条在直线的下方),上面的那条直线与圆有两个交点,下面的与圆有一个交点,所以圆上共有三个点与直线距离为1.
故答案为:3.
14.已知,如图所示的正方体的棱长为4,E、F分别为A1D1、AA1的中点,过C1、E、F的截面的周长为 4+6 .
【考点】直线与平面平行的判定;直线与平面平行的性质.
【分析】利用线面平行的判定和性质做两面交线,由此能求出结果.
【解答】解:由EF∥平面BCC1B1,知平面BCC1B1与平面EFC1的交线为BC1,
平面EFC1与平面ABB1A的交线为BF,
∵正方体的棱长为4,
∴截面周长为:
EF+FB+BC1+C1E=4+6.
故答案为:4+6.
15.已知直线l: =1,M是l上一动点,过M作x轴、y轴的垂线,垂足分别为A、B,P在AB连线上,且满足=2的点P的轨迹方程为 .
【考点】轨迹方程.
【分析】设出P与M的坐标,由=2把M的坐标用P的坐标表示,然后代入直线方程得答案.
【解答】解:设P(x,y),M(m,n),
则A(m,0),B(0,n),
=(x﹣m,y),=(﹣x,n﹣y),
由=2,得(x﹣m,y)=2(﹣x,n﹣y),
,得,
代入=1,得
.
故答案为:.
16.若圆锥的侧面展开图是半径为2,中心角为的扇形,则由它的两条母线所确定的截面面积的最大值为 2 .
【考点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台).
【分析】求出圆锥的母线和底面半径,设截面在圆锥底面的轨迹AB=a,(0<a≤2r),用a表示出截面的面积,利用基本不等式求出截面的面积最大值.
【解答】解:圆锥的母线长l=2,设圆锥的底面半径为r,
则2πr=2×=.∴r=.
设截面在圆锥底面的轨迹AB=a(0<a≤).
则截面等腰三角形的高h=.
∴截面面积S==≤=2,
当且仅当a=2时取等号.
故答案为2.
三、解答题(共6个大题,共70分)
17.已知圆C与直线3x+4y﹣14=0相切于点(2,2),其圆心在直线x+y﹣11=0上,求圆C的方程.
【考点】圆的标准方程.
【分析】设圆心的坐标为(m,11﹣m),再根据 •(﹣)=﹣1,求得m=5,可得圆心坐标以及半径,从而求得圆C的方程.
【解答】解:根据圆心在直线x+y﹣11=0上可设圆心的坐标为(m,11﹣m),
再根据圆C与直线3x+4y﹣14=0相切于点(2,2),可得 •(﹣)=﹣1,
求得m=5,故圆心坐标为(5,6),
半径为 =5,故圆C的方程为 (x﹣5)2+(y﹣6)2=25.
18.如图所示的三个图中,上面的是一个长方体截去一个角所得多面体的直观图,它的正视图和侧视图在下面画出(单位:cm).
(1)按照画三视图的要求画出该多面体的俯视图;
(2)在所给直观图中连接BC′,求证:BC′∥面EFG.
【考点】直线与平面平行的判定;简单空间图形的三视图.
【分析】(1)根据主视图,遵循“宽相等”的原则,先画外部轮廓(矩形)再描出三角形的部分.
(2)先证明出AD′∥BC′,在通过中位线证明AD′∥EG,最后利用线面平行的判定定理证明出BC′∥面EFG.
【解答】解:(1)如图所示.
(2)证明:如图,在长方体ABCD﹣A′B′C′D′中,
连接AD′,则AD′∥BC′.
因为E,G分别为AA′,A′D′的中点,
所以AD′∥EG,从而EG∥BC′.
又BC′⊄平面EFG,
所以BC′∥面EFG.
19.已知直线x﹣y+1=0与圆C:x2+y2﹣4x﹣2y+m=0交于A,B两点;
(1)求线段AB的垂直平分线的方程;
(2)若|AB|=2,求m的值;
(3)在(2)的条件下,求过点P(4,4)的圆C的切线方程.
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】(1)由题意,线段AB的垂直平分线经过圆的圆心(2,1),斜率为﹣1,可得线段AB的垂直平分线的方程.
(2)利用|AB|=2,求出圆心到直线的距离,利用点到直线的距离公式求出圆心到直线的距离,从而可求m的值.
(3)分类讨论,利用圆心到直线的距离等于半径,即可得出结论.
【解答】解:(1)由题意,线段AB的垂直平分线经过圆的圆心(2,1),斜率为﹣1,
∴方程为y﹣1=﹣(x﹣2),即x+y﹣3=0;
(2)圆x2+y2﹣4x﹣2y+m=0可化为(x﹣2)2+(y﹣1)2=﹣m+5,
∵|AB|=2,∴圆心到直线的距离为,
∵圆心到直线的距离为d==,∴,∴m=1
(3)由题意,知点P(4,4)不在圆上.
①当所求切线的斜率存在时,设切线方程为y﹣4=k(x﹣4),即kx﹣y﹣4k+4=0.由圆心到切线的距离等于半径,得=2,
解得k=,所以所求切线的方程为5x﹣12y+28=0
②当所求切线的斜率不存在时,切线方程为x=4
综上,所求切线的方程为x=4或5x﹣12y+28=0.
20.如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AB=2,AC=AA1=4,∠ABC=90°.
(1)求三棱柱ABC﹣A1B1C1的表面积S;
(2)求异面直线A1B与AC所成角的余弦值.
【考点】异面直线及其所成的角;棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积.
【分析】(1)由已知求出BC=2, =2,由此能求出三棱柱ABC﹣A1B1C1的表面积.
(2)连结BC1,由AC∥A1C1,得∠BA1C1是异面直线A1B与AC所成的角(或其补角),由此利用余弦定理能求出异面直线A1B与AC所成角的余弦值.
【解答】解:(1)在△ABC中,
∵AB=2,AC=4,∠ABC=90°,
∴BC=2, =2,
∴三棱柱ABC﹣A1B1C1的表面积S=2S△ABC+S侧=4+(2+2+4)×4=24+12.
(2)连结BC1,∵AC∥A1C1,
∴∠BA1C1是异面直线A1B与AC所成的角(或其补角),
在△A1BC1中,,BC1=2,A1C1=4,
由余弦定理,得cos∠BA1C1==.
∴异面直线A1B与AC所成角的余弦值为.
21.圆台的上、下底面半径分别为5cm、10cm,母线长AB=20cm,从圆台母线AB的中点M拉一条绳子绕圆台侧面转到A点(A在下底面),求:
(1)绳子的最短长度;
(2)在绳子最短时,上底圆周上的点到绳子的最短距离.
【考点】多面体和旋转体表面上的最短距离问题.
【分析】(1)由题意需要画出圆台的侧面展开图,并还原成圆锥展开的扇形,则所求的最短距离是平面图形两点连线.
(2)根据条件求出扇形的圆心角以及半径长,在求出最短的距离.
【解答】解:(1)画出圆台的侧面展开图,
并还原成圆锥展开的扇形,且设扇形的圆心为O.
有图得:所求的最短距离是MB',
设OA=R,圆心角是θ,则由题意知,
10π=θR ①,20π=θ(20+R) ②,由①②解得,θ=,R=20,
∴OM=30,OB'=40,则MB'=50cm.
故绳子最短的长度为:50cm.
(2)作OC垂直于B'M交于D,OC是顶点O到MB'的最短距离,
则DC是MB'与弧AA'的最短距离,DC=OC﹣OD=﹣20=4cm,
即绳子上各点与上底面圆周的最短距离是:4cm.
22.已知过点A(0,1)且斜率为k的直线l与圆C:(x﹣2)2+(y﹣3)2=1交于点M、N两点.
(1)求k的取值范围;
(2)若•=12,其中O为坐标原点,求|MN|.
【考点】直线与圆的位置关系;平面向量数量积的运算.
【分析】(1)由题意可得,直线l的斜率存在,用点斜式求得直线l的方程,根据圆心到直线的距离等于半径求得k的值,可得满足条件的k的范围.
(2)由题意可得,经过点M、N、A的直线方程为y=kx+1,根据直线和圆相交的弦长公式进行求解.
【解答】(1)由题意可得,直线l的斜率存在,
设过点A(0,1)的直线方程:y=kx+1,即:kx﹣y+1=0.
由已知可得圆C的圆心C的坐标(2,3),半径R=1.
故由=1,解得:k1=,k2=.
故当<k<,过点A(0,1)的直线与圆C:(x﹣2)2+(y﹣3)2=1相交于M,N两点.
(2)设M(x1,y1);N(x2,y2),
由题意可得,经过点M、N、A的直线方程为y=kx+1,代入圆C的方程(x﹣2)2+(y﹣3)2=1,
可得 (1+k2)x2﹣4(k+1)x+7=0,
∴x1+x2=,x1•x2=,
∴y1•y2=(kx1+1)(kx2+1)=k2x1x2+k(x1+x2)+1
=•k2+k•+1=,
由•=x1•x2+y1•y2==12,解得 k=1,
故直线l的方程为 y=x+1,即 x﹣y+1=0.
圆心C在直线l上,MN长即为圆的直径.
所以|MN|=2.