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- 2021-06-30 发布
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2016-2017学年河北省邯郸市武安三中高二(上)第一次月考数学试卷
一、选择题
1.直线l: x+y+3=0的倾斜角α为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
2.已知m,n表示两条不同直线,α表示平面,下列说法正确的是( )
A.若m∥α,n∥α,则m∥n B.若m⊥α,n⊂α,则m⊥n
C.若m⊥α,m⊥n,则n∥α D.若m∥α,m⊥n,则n⊥α
3.点P(﹣1,2)到直线8x﹣6y+15=0的距离为( )
A.2 B. C.1 D.
4.“a=1”是“直线x+y=0和直线x﹣ay=0互相垂直”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
5.有一个几何体的三视图及其尺寸如图(单位:cm),则该几何体的表面积为( )
A.12π cm2 B.15π cm2 C.24π cm2 D.36π cm2
6.在空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA的中点.若AC=BD=a,且AC与BD所成的角为60°,则四边形EFGH的面积为( )
A. B. C. D.
7.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.
8.圆柱的一个底面积为S,侧面展开图是一个正方形,那么这个圆柱的侧面积是( )
A.πS B.2πS C.4πS D.
9.直线xsinα﹣y+1=0的倾斜角的变化范围是( )
A.(0,) B.(0,π) C.[﹣,] D.[0,]∪[,π)
10.设三棱柱的侧棱垂直于底面,所有棱长都为a,顶点都在一个球面上,则该球的表面积为( )
A.πa2 B. C. D.5πa2
11.若某空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是( )
A. B. C.1 D.2
12.正四棱锥S﹣ABCD的侧棱长为,底面边长为,E为SA的中点,则异面直线BE和SC所成的角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
二、填空题
13.直线x﹣y+1=0上一点P的横坐标是3,若该直线绕点P逆时针旋转90°得直线l,则直线l的方程是 .
14.已知点A(﹣1,﹣5),B(3,3),直线l的倾斜角是直线AB的倾斜角的2倍,求直线l的斜率为 .
15.已知m,n为直线,α,β为平面,给出下列命题,其中的正确命题序号是
①⇒n∥α ②⇒m∥n ③⇒α∥β ④.
16.已知母线长为1的圆锥的侧面展开图的圆心角为,则该圆锥的体积为 .
三、解答题
17.△ABC的三个顶点为A(﹣3,0),B(2,1),C(﹣2,3),求:
(1)BC所在直线的方程;
(2)BC边上中线AD所在直线的方程;
(3)BC边上的垂直平分线DE的方程.
18.如图,四边形ABCD为矩形,BC⊥平面ABE,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.
(1)求证:AE⊥BE;
(2)设点M为线段AB的中点,点N为线段CE的中点.求证:MN∥平面DAE.
19.如图,四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,PA=AB,底面ABCD为直角梯形,∠ABC=∠BAD=90°,PA=BC=.
(1)求证:平面PAC⊥平面PCD;
(2)在棱PD上是否存在一点E,使CE∥平面PAB?若存在,请确定E点的位置;若不存在,请说明理由.
20.△ABC中,已知C(2,5),∠A的平分线所在的直线方程是y=x,BC边上高线所在的直线方程是y=2x﹣1,试求顶点B的坐标.
21.如图,三棱锥P﹣ABC中,PA⊥平面ABC,∠BAC=60°,PA=AB=AC=2,E是PC的中点.
(1)求异面直线AE和PB所成角的余弦值.
(2)求三棱锥A﹣EBC的体积.
22.已知直线l:kx﹣y+1+2k=0(k∈R).
(1)证明:直线l过定点;
(2)若直线l不经过第四象限,求k的取值范围;
(3)若直线l交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,O为坐标原点,设△AOB的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
2016-2017学年河北省邯郸市武安三中高二(上)第一次月考数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1.直线l: x+y+3=0的倾斜角α为( )
A.30° B.60° C.120° D.150°
【考点】直线的倾斜角.
【分析】由题意可得,直线的斜率tanα=﹣,再由0°≤α<180°,可得 α的值.
【解答】解:由于直线l: x+y+3=0的倾斜角为α,则直线的斜率tanα=﹣,
再由0°≤α<180°,可得 α=120°,
故选C.
2.已知m,n表示两条不同直线,α表示平面,下列说法正确的是( )
A.若m∥α,n∥α,则m∥n B.若m⊥α,n⊂α,则m⊥n
C.若m⊥α,m⊥n,则n∥α D.若m∥α,m⊥n,则n⊥α
【考点】空间中直线与直线之间的位置关系.
【分析】A.运用线面平行的性质,结合线线的位置关系,即可判断;
B.运用线面垂直的性质,即可判断;
C.运用线面垂直的性质,结合线线垂直和线面平行的位置即可判断;
D.运用线面平行的性质和线面垂直的判定,即可判断.
【解答】解:A.若m∥α,n∥α,则m,n相交或平行或异面,故A错;
B.若m⊥α,n⊂α,则m⊥n,故B正确;
C.若m⊥α,m⊥n,则n∥α或n⊂α,故C错;
D.若m∥α,m⊥n,则n∥α或n⊂α或n⊥α,故D错.
故选B.
3.点P(﹣1,2)到直线8x﹣6y+15=0的距离为( )
A.2 B. C.1 D.
【考点】点到直线的距离公式.
【分析】点P(x0,y0)到直线ax+by+c=0的距离:d=,由此能求出点P(﹣1,2)到直线8x﹣6y+15=0的距离.
【解答】解:点P(﹣1,2)到直线8x﹣6y+15=0的距离:
d==,
故选B.
4.“a=1”是“直线x+y=0和直线x﹣ay=0互相垂直”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】验证⇒比较易,对于⇐只须两线斜率乘积为﹣1即可.
【解答】解:“a=1”时,直线x﹣ay=0为x﹣y=0,x﹣y=0和x+y=0互相垂直,充分条件成立;
“直线x+y=0和直线x﹣ay=0互相垂直”,两线斜率乘积为﹣1,(﹣1)=﹣1,
所以“a=1”,必要条件成立,因而是充分必要条件.
故选C.
5.有一个几何体的三视图及其尺寸如图(单位:cm),则该几何体的表面积为( )
A.12π cm2 B.15π cm2 C.24π cm2 D.36π cm2
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】由已知中的三视图可以分析出该几何体的母线长及底面直径,进而求出底面半径,代入圆锥表面积公式,可得该几何体的表面积
【解答】解:由已知中的三视图可得
该几何体是一个底面直径为6,母线长l=5的圆锥
则底面半径r=3,底面面积S底=πr2=9π
侧面面积S侧=πrl=15π
故该几何体的表面积S=S底+S侧=24π
故选C
6.在空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA的中点.若AC=BD=a,且AC与BD所成的角为60°,则四边形EFGH的面积为( )
A. B. C. D.
【考点】异面直线及其所成的角.
【分析】先证明四边形EFGH为菱形,然后说明∠EFG=60°,最后根据三角形的面积公式即可求出所求.
【解答】解:连接EH,因为EH是△ABD的中位线,所以EH∥BD,且EH=BD.
同理,FG∥BD,EF∥AC,且FG=BD,EF=AC.
所以EH∥FG,且EH=FG.
所以四边形EFGH为平行四边形.
因为AC=BD=a,AC与BD所成的角为60°
所以EF=EH.所以四边形EFGH为菱形,∠EFG=60°.
∴四边形EFGH的面积是2××()2=a2.
故选A.
7.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.
8.圆柱的一个底面积为S,侧面展开图是一个正方形,那么这个圆柱的侧面积是( )
A.πS B.2πS C.4πS D.
【考点】棱柱的结构特征.
【分析】通过圆柱的底面积,求出底面半径,进而求出圆柱的高,然后求圆柱的侧面积.
【解答】解:圆柱的底面积为S,所以底面半径为:,底面周长为:2;
∵侧面展开图为一个正方形,
所以圆柱的高为:2,
所以圆柱的侧面积为:(2)2=4πS
故选C.
9.直线xsinα﹣y+1=0的倾斜角的变化范围是( )
A.(0,) B.(0,π) C.[﹣,] D.[0,]∪[,π)
【考点】直线的倾斜角.
【分析】由已知直线方程求出直线斜率的范围,再由斜率为直线倾斜角的正切值得答案.
【解答】解:由xsinα﹣y+1=0,得此直线的斜率为sinα∈[﹣1,1].
设其倾斜角为θ(0≤θ<π),
则tanθ∈[﹣1,1].
∴θ∈[0,]∪[,π).
故选:D.
10.设三棱柱的侧棱垂直于底面,所有棱长都为a,顶点都在一个球面上,则该球的表面积为( )
A.πa2 B. C. D.5πa2
【考点】球内接多面体.
【分析】由题意可知上下底面中心连线的中点就是球心,求出球的半径,即可求出球的表面积.
【解答】解:根据题意条件可知三棱柱是棱长都为a的正三棱柱,上下底面中心连线的中点就是球心,则其外接球的半径为,
球的表面积为,
故选B.
11.若某空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是( )
A. B. C.1 D.2
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】几何体的三视图可知几何体是放倒的三棱柱,底面是直角三角形,利用三视图的数据,直接求出棱柱的体积即可.
【解答】解:由题意可知几何体的三视图可知几何体是放倒的三棱柱,底面是直角三角形,直角边分别为:1,,棱柱的高为,所以几何体的体积为: =1.
故选C.
12.正四棱锥S﹣ABCD的侧棱长为,底面边长为,E为SA的中点,则异面直线BE和SC所成的角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
【考点】异面直线及其所成的角.
【分析】接底面正方形ABCD对角线AC、BD,取底面ABCD对角线AC的中点F,连接EF,BD,说明EF与BE的成角是BE与SC的成角,通过在△BFE中根据余弦定理,BF2=EF2+BE2﹣2EF•BEcos∠BEF,求出cos∠BEF解得异面直线BE与SC所成角的大小.
【解答】解:连接底面正方形ABCD对角线AC、BD,
取底面ABCD对角线AC的中点F,
连接EF,BD,EF是三角形ASC的中位线,EF∥SC,
且EF=SC,则EF与BE的成角是BE与SC的成角,
BF=,AB=,EF=,
三角形SAB是等腰三角形,从S作SG⊥AB,
cosA===,
根据余弦定理,BE2=AE2+AB2﹣2AE•AB•cosA=2,BE=,
在△BFE中根据余弦定理,BF2=EF2+BE2﹣2EF•BEcos∠BEF,cos∠BEF=,∠BEF=60°;
异面直线BE与SC所成角的大小60°.
故选C.
二、填空题
13.直线x﹣y+1=0上一点P的横坐标是3,若该直线绕点P逆时针旋转90°得直线l,则直线l的方程是 x+y﹣7=0 .
【考点】两条直线垂直与倾斜角、斜率的关系.
【分析】由题意得 直线l过点(3,4),且与直线x﹣y+1=0垂直,利用点斜式求得直线l的方程.
【解答】解:由题意得 直线l过点(3,4),且与直线x﹣y+1=0垂直,故直线l的斜率为﹣1,
利用点斜式求得直线l的方程是y﹣4=﹣1(x﹣3),即x+y﹣7=0,
故答案为 x+y﹣7=0.
14.已知点A(﹣1,﹣5),B(3,3),直线l的倾斜角是直线AB的倾斜角的2倍,求直线l的斜率为 ﹣ .
【考点】直线的斜率.
【分析】求出直线AB的斜率,根据二倍角公式求出直线l的斜率即可.
【解答】解:设直线AB的倾斜角是α,
而直线AB的斜率是:KAB==2,
故tanα=2,
故直线l的斜率是tan2α===﹣,
故答案为:﹣.
15.已知m,n为直线,α,β为平面,给出下列命题,其中的正确命题序号是 ②③
①⇒n∥α ②⇒m∥n ③⇒α∥β ④.
【考点】空间中直线与平面之间的位置关系;空间中直线与直线之间的位置关系.
【分析】利用空间中线线、线面、面面间的位置关系求解.
【解答】解:由m,n为直线,a,b为平面,知:
①⇒n∥α或n⊂α,故①错误;
②⇒m∥n,由直线与平面垂直的性质定理得②正确;
③⇒α∥β,由平面与平面平行的判定定理得③正确;
④、m与n相交或m与n异面,故④错误.
故答案为:②③.
16.已知母线长为1的圆锥的侧面展开图的圆心角为,则该圆锥的体积为 .
【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积.
【分析】求出圆锥的侧面展开图扇形的弧长,再求底面半径,求出圆锥的高,即可求它的体积.
【解答】解:圆锥的侧面展开图扇形的弧长,即底面圆的周长为π•1=π,于是设底面圆的半径为r,
则有2πr=π,所以r=,
于是圆锥的高为h===,
该圆锥的体积为: =π.
故答案为:π.
三、解答题
17.△ABC的三个顶点为A(﹣3,0),B(2,1),C(﹣2,3),求:
(1)BC所在直线的方程;
(2)BC边上中线AD所在直线的方程;
(3)BC边上的垂直平分线DE的方程.
【考点】直线的点斜式方程;直线的两点式方程.
【分析】(1)利用B和C的坐标直接求出直线方程即可;(2)根据中点坐标公式求出B与C的中点D的坐标,利用A和D的坐标写出中线方程即可;(3)求出直线BC的斜率,然后根据两直线垂直时斜率乘积为﹣1求出BC垂直平分线的斜率,由(2)中D的坐标,写出直线DE的方程即可.
【解答】解:(1)因为直线BC经过B(2,1)和C(﹣2,3)两点,由两点式得BC的方程为y﹣1=(x﹣2),即x+2y﹣4=0.
(2)设BC中点D的坐标为(x,y),则x==0,y==2.
BC边的中线AD过点A(﹣3,0),D(0,2)两点,由截距式得AD所在直线方程为+=1,即2x﹣3y+6=0.
(3)BC的斜率k1=﹣,则BC的垂直平分线DE的斜率k2=2,由斜截式得直线DE的方程为y=2x+2.
18.如图,四边形ABCD为矩形,BC⊥平面ABE,F为CE上的点,且BF⊥平面ACE.
(1)求证:AE⊥BE;
(2)设点M为线段AB的中点,点N为线段CE的中点.求证:MN∥平面DAE.
【考点】直线与平面垂直的性质;直线与平面平行的判定.
【分析】(1)由线面垂直的判定与性质,结合题意证出AE⊥BC且AE⊥BF,可得AE⊥平面BCE,再结合BE⊂平面BCE,即可证出AE⊥BE;
(2)取DE的中点P,连接PA、PN,利用三角形中位线定理和矩形的性质,证出PN∥AM且PN=AM,可得四边形AMNP是平行四边形,从而MN∥AP,结合线面平行判定定理,即可证出MN∥平面DAE.
【解答】解:(1)∵BC⊥平面ABE,AE⊂平面ABE,
∴AE⊥BC,…
又∵BF⊥平面ACE,AE⊂平面ACE,
∴AE⊥BF,…
又∵BF∩BC=B,∴AE⊥平面BCE…
∵BE⊂平面BCE,∴AE⊥BE. …
(2)取DE的中点P,连接PA、PN,因为点N为线段CE的中点.
所以PN∥DC,且,…
又∵四边形ABCD是矩形,点M为线段AB的中点,
∴AM∥DC,且,
∴PN∥AM,且PN=AM,可得四边形AMNP是平行四边形,MN∥AP…
∵AP⊂平面DAE,MN⊄平面DAE,
∴MN∥平面DAE. …
19.如图,四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,PA=AB,底面ABCD为直角梯形,∠ABC=∠BAD=90°,PA=BC=.
(1)求证:平面PAC⊥平面PCD;
(2)在棱PD上是否存在一点E,使CE∥平面PAB?若存在,请确定E点的位置;若不存在,请说明理由.
【考点】平面与平面垂直的判定;直线与平面平行的性质.
【分析】(1)设PA=1,由勾股定理逆定理得AC⊥CD,根据线面垂直的性质可知PA⊥CD,又PA∩AC=A,根据线面垂直的判定定理可知CD⊥面PAC,而
CD⊂面PCD,根据面面垂直的判定定理可知面PAD⊥面PCD;
(2)作CF∥AB交于AD于F,作EF∥AP交于PD于E,连接CE,根据面面平行的性质定理可知平面EFC∥平面PAB,又CE⊂平面EFC,根据面面平行的性质可知CE∥平面PAB,根据线面关系可知E为PD中点,使CE∥面PAB.
【解答】解:(1)设PA=1.
由题意PA=BC=1,AD=2.
∵AB=1,,由∠ABC=∠BAD=90°.易得CD=AC=.
由勾股定理逆定理得AC⊥CD.
又∵PA⊥面ABCD,CD⊂面ABCD,
∴PA⊥CD.又PA∩AC=A,∴CD⊥面PAC.
又CD⊂面PCD,∴面PAC⊥面PCD.
(2)作CF∥AB交于AD于F,作EF∥AP交于PD于E,连接CE.
∵CF∥AB,EF∥PA,CF∩EF=F,PA∩AB=A,
∴平面EFC∥平面PAB.
又CE⊂平面EFC,∴CE∥平面PAB.
∵BC=,AF=BC,
∴F为AD的中点,∴E为PD中点.
故棱PD上存在点E,且E为PD中点,使CE∥面PAB.
20.△ABC中,已知C(2,5),∠A的平分线所在的直线方程是y=x,BC边上高线所在的直线方程是y=2x﹣1,试求顶点B的坐标.
【考点】直线的一般式方程与直线的垂直关系;两直线的夹角与到角问题.
【分析】首先求出A点的坐标,进而求出AB边所在的直线方程,然后根据两直线垂直求出BC边所在的直线的斜率和方程,最后联立方程即可求出B得的坐标.
【解答】解:依条件,由解得A(1,1).
因为∠A的平分线所在的直线方程是y=x,
所以点C(2,5)关于y=x的对称点C'(5,2)在边AB
所在的直线上.
所以AB边所在的直线方程为
整理得x﹣4y+3=0 …
又BC边上高线所在的直线方程是y=2x﹣1
所以BC边所在的直线的斜率为﹣.
BC边所在的直线的方程是
整理得x+2y﹣12=0…
联立,解得…
21.如图,三棱锥P﹣ABC中,PA⊥平面ABC,∠BAC=60°,PA=AB=AC=2,E是PC的中点.
(1)求异面直线AE和PB所成角的余弦值.
(2)求三棱锥A﹣EBC的体积.
【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;异面直线及其所成的角.
【分析】(1)取BC的中点F,连结EF、AF,则EF∥PB,∠AEF(或其补角)就是异面直线AE和PB所成角,由此能求出异面直线AE和PB所成角的余弦值.
(2)由VA﹣EBC=VE﹣ABC,能求出三棱锥A﹣EBC的体积.
【解答】解:(1)取BC的中点F,连结EF、AF,则EF∥PB,
所以∠AEF(或其补角)就是异面直线AE和PB所成角.
∵∠BAC=60°,PA=AB=AC=2,PA⊥平面ABC,
∴AF=,AE=,EF=;
cos∠AEF==,
所以异面直线AE和PB所成角的余弦值为.…
(2)因为E是PC中点,
所以E到平面ABC的距离为PA=1,
∴三棱锥A﹣EBC的体积:
VA﹣EBC=VE﹣ABC=×(×2×2×)×1=.…
22.已知直线l:kx﹣y+1+2k=0(k∈R).
(1)证明:直线l过定点;
(2)若直线l不经过第四象限,求k的取值范围;
(3)若直线l交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,O为坐标原点,设△AOB的面积为S,求S的最小值及此时直线l的方程.
【考点】恒过定点的直线;基本不等式在最值问题中的应用.
【分析】(1)直线l的方程可化为y=k(x+2)+1,直线l过定点(﹣2,1).
(2)要使直线l不经过第四象限,则直线的斜率和直线在y轴上的截距都是非负数,解出k的取值范围.
(3)先求出直线在两个坐标轴上的截距,代入三角形的面积公式,再使用基本不等式可求得面积的最小值.
【解答】解:(1)直线l的方程可化为y=k(x+2)+1,
故无论k取何值,直线l总过定点(﹣2,1).
(2)直线l的方程可化为y=kx+2k+1,则直线l在y轴上的截距为2k+1,
要使直线l不经过第四象限,则,
解得k的取值范围是k≥0.
(3)依题意,直线l在x轴上的截距为﹣,在y轴上的截距为1+2k,
∴A(﹣,0),B(0,1+2k),
又﹣<0且1+2k>0,
∴k>0,故S=|OA||OB|=×(1+2k)
=(4k++4)≥(4+4)=4,
当且仅当4k=,即k=时,取等号,
故S的最小值为4,此时直线l的方程为x﹣2y+4=0.
2016年12月21日