数学---河北省石家庄市辛集中学2016-2017学年高一(下)第三次月考试卷(解析版)

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河北省石家庄市辛集中学2016-2017学年高一(下)第三次月考数学试卷一、选择题(共14个小题,每小题5分,共70分)1.(5分)若三点A(3,1),B(﹣2,b),C(8,11)在同一直线上,则实数b等于()A.2 B.3 C.9 D.﹣92.(5分)若A(﹣4,2),B(6,﹣4),C(12,6),D(2,12),则下面四个结论:①AB∥CD;②AB⊥CD;③AC∥BD;④AC⊥BD.其中正确的序号依次为()A.①③B.①④C.②③D.②④3.(5分)若经过原点的直线l与直线y=x+1的夹角为30°,则直线l的倾斜角是()A.0°B.60°C.0°或60°D.60°或90°4.(5分)直线l经过A(2,1),B(1,m2)(m∈R)两点,那么直线l的斜率的取值范围()A.[1,+∞) B.(﹣∞,+∞)C.(﹣∞,1)D.(﹣∞,1]5.(5分)下列命题中,错误的是()A.一条直线与两个平行平面中的一个相交,则必与另一个平面相交B.平行于同一平面的两个不同平面平行C.若直线l不平行平面α,则在平面α内不存在与l平行的直线D.如果平面α不垂直平面β,那么平面α内一定不存在直线垂直于平面β6.(5分)设α,β为不重合的平面,m,n为不重合的直线,则下列命题正确的是()A.若m⊂α,n⊂β,m∥n,则α∥βB.若n⊥α,n⊥β,m⊥β,则m⊥αC.若m∥α,n∥β,m⊥n,则α⊥βD.若α⊥β,n⊥β,m⊥n,则m⊥α7.(5分)将边长为4的正方形ABCD沿对角线BD折成直二面角A﹣BD﹣C,若点A、B、C、D都在一个以E为球心的球面上,则球E的体积与面积分别是()A.B.C.D.8.(5分)某四棱台的三视图如图所示,则该四棱台的体积是()A.4 B.C.D.69.(5分)在△ABC中,AB=2,BC=1.5,∠ABC=120°(如图),若将△ABC绕直线BC旋转一周,则所形成的旋转体的体积是()A. B. C. D.10.(5分)设A、B、C、D是空间四个不同的点,在下列命题中,不正确的是()A.若AC与BD共面,则AD与BC共面B.若AC与BD是异面直线,则AD与BC是异面直线C.若AB=AC,DB=DC,则AD=BCD.若AB=AC,DB=DC,则AD⊥BC11.(5分)一个棱锥的各条棱都相等,那么这个棱锥必不是()A.三棱锥B.四棱锥C.五棱锥D.六棱锥12.(5分)如果底面直径和高相等的圆柱的侧面积是S,那么圆柱的体积等于()A.B.C.D.13.(5分)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.πa2B.C.D.5πa214.(5分)如图,若Ω是长方体,ABCD﹣A1B1C1D1被平面截去几何体EFGHB1C1后得到的几何体,其中E为线段A1B1上异于B1的点,F为线段BB1上异于B1的点,且EH∥B1C1,则下列结论中正确的个数是()①EH∥FG;②四边形EFGH是矩形;③Ω是棱柱;④Ω是棱台.A.1 B.2 C.3 D.4二、填空题(共4个小题,共20分)15.(5分)直线的倾斜角为α,且0°≤α<135°,则它的斜率的取值范围为.16.(5分)ABCD与CDEF是两个全等的正方形,且两个正方形所在平面互相垂直,则DF 与AC所成角的大小为.17.(5分)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是.18.(5分)如图所示,在棱长为2的正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,A1B1的中点是P,过点A1作与截面PBC1平行的截面,则截面的面积是.三、解答题(共5个小题,共60分)19.(12分)已知经过两点A(5,m)、B(m,8)的直线的斜率大于1,求实数m的取值范围.20.(12分)Rt△ABC,A(﹣1,3),B(4,2),C点在x轴上,求C点坐标.21.(12分)如图是一几何体的直观图、主视图、俯视图、左视图.(1)若F为PD的中点,求证:AF⊥面PCD;(2)证明BD∥面PEC.22.(12分)如图,P A⊥平面ABCD,矩形ABCD的边长AB=1,BC=2,E为BC的中点.(1)证明:PE⊥DE;(2)如果P A=2,求异面直线AE与PD所成的角的大小.23.(12分)如图,△BCD与△MCD都是边长为2的正三角形,平面MCD⊥平面BCD,AB ⊥平面BCD,AB=2.(Ⅰ)求直线AM与平面BCD所成角的大小;(Ⅱ)求三棱锥A﹣BMD的体积;(Ⅲ)求平面ACM与平面BCD所成二面角的正弦值.(理科生必做,文科生选做)【参考答案】一、选择题(共14个小题,每小题5分,共70分)1.D【解析】∵三点A(3,1),B(﹣2,b),C(8,11)在同一直线上,∴k AC=k AB,即,解得b=﹣9.故选D.2.B【解析】=(6+4,﹣4﹣2)=(10,﹣6);=(12+4,6﹣2)=(16,4);=(2﹣12,12﹣6)=(﹣10,6);=(2﹣6,12+4)=(﹣4,16)则:10×6﹣(﹣10)×(﹣6)=0,所以AB∥CD,①正确;10×(﹣10)+6×(﹣6)=﹣136≠0,故②AB⊥CD错误;16×16﹣(﹣4)×4=256+16=272≠0,故③AC∥BD错误;16×(﹣4)+16×4=0,故AC⊥BD,所以④正确,故选B.3.C【解析】∵直线的倾斜角为30°,∴过原点与其夹角为30°的直线的倾斜角有两种情况,分别是:0°或60°,故选C.4.D【解析】根据斜率的计算公式,可得AB的斜率为k ==1﹣m2,由二次函数的知识易得:k≤1,故选D.5.C【解析】A选项,一条直线与两个平行平面中的一个相交,必与另一个平面相交,所以正确;B选项,平行平面具有传递性,故命题正确;C选项,直线l不平行平面α,若l在平面内,则会有无数条直线与l平行,故为假命题;D选项,可用反证法的思想,若平面α内存在直线垂直于平面β,由面面垂直的判定可得,平面α一定垂直平面β,故命题正确.故选C.6.B【解析】A若m⊂α,n⊂β,m∥n,则α∥β或α与β相交,故不正确;B若n⊥α,n⊥β,m⊥β,则m⊥α,由n⊥α,n⊥β可得α∥β,又因m⊥β,所以m⊥α.故正确;C若m∥α,n∥β,m⊥n,则α⊥β不正确,也可能平行;D若α⊥β,n⊥β,m⊥n,则m⊥α,不正确,可能有m⊂α;故选B.7.A【解析】如图,折叠后的图形为三棱锥A﹣BCD,且平面ABD⊥平面BCD,取BD的中点E,连接AE,CE∵AB=AD,∴AE⊥BD.同理,CE⊥BD,∴∠AEC=90°,∴,即E为外接球球心,∴S=4πR2=32π,故选A.8.B【解析】几何体是四棱台,下底面是边长为2的正方形,上底面是边长为1的正方形,棱台的高为2,并且棱台的两个侧面与底面垂直,四楼台的体积为V==.故选B.9.A【解析】依题意可知,旋转体是一个大圆锥去掉一个小圆锥,所以OA=,OB=1所以旋转体的体积:=故选A.10.C【解析】A显然正确;B也正确,因为若AD与BC共面,则必有AC与BD共面与条件矛盾,C不正确,如图所示:D正确,用平面几何与立体几何的知识都可证明.故选C.11.D【解析】以为正六棱锥的底面是个正六边形,正六边形共由6个等边三角形构成,设每个等边三角形的边长为r,正六棱锥的高为h,正六棱锥的侧棱长为l,由正六棱锥的高h、底面的半径r、侧棱长l 构成直角三角形得,h2+r2=l2,故侧棱长l和底面正六边形的边长r不可能相等,故选D.12.D【解析】设圆柱高为h,则底面半径为.由题意知,S=πh2,∴h=,∴V=π()2•h=.故选D.13.B【解析】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.14.C【解析】对于①,若FG不平行于EH,则FG与EH相交,交点必然在B1C1上,与EH∥B1C1矛盾,所以FG∥EH,①正确;对于②,由EH⊥平面A1ABB1,得EH⊥EF,可以得到四边形EFGH为矩形,②正确;对于③,将Ω从正面看过去,知长方体ABCD﹣A1B1C1D1被平面截去几何体EFGHB1C1后,得到的是一个五棱柱,③正确;对于④,平面EFGH截去几何体EFGHB1C1后,EH平行且等于B1C1平行且等于CF,四边形EFGH不可能为梯形,即Ω不可能是棱台,④错误.综上,正确的命题是①②③.故选C.二、填空题(共4个小题,共20分)15.(﹣∞,﹣1]∪[0,+∞)【解析】由于直线l的倾斜角为α,且0°≤α≤135°,则当0°≤α<90°时,斜率k=tanα≥0;当α=90°时,斜率k=tanα不存在;当90°<α≤135°时,tanα≤﹣1.综上可得,直线l斜率的取值范围是(﹣∞,﹣1]∪[0,+∞),故答案为(﹣∞,﹣1]∪[0,+∞).16.【解析】如图不妨令正方形的边长为2,则AC=DF=2,取H,M,N为三个线线段的中点,连接HM,MN,则有HM∥AC,MN∥DF,故∠HMN即为DF与AC所成角可所成角且HM=MN=,连接HN,DN,在直角三角形DCN中可以求得ND=,在直角三角形HDN中可以求得HN=,在△HMN中cos∠HMN==﹣,故∠HMN=,所以DF与AC所成角的大小为,故答案为.17.16π﹣16【解析】根据三视图可知,该几何体为圆柱中挖去一个四棱柱,圆柱是底面外径为2,高为4的圆筒,四棱柱的底面是边长为2的正方形,高也为4.故其体积为:22π×4﹣22×4=16π﹣16,故答案为16π﹣16.18.2【解析】取AB、C1D1的中点M、N,连结A1M、MC、CN、NA1.由于A1N∥PC1∥MC且A1N=PC1=MC,∴四边形A1MCN是平行四边形.又∵A1N∥PC1,A1M∥BP,A1N∩A1M=A1,PC1∩BP=P,∴平面A1MCN∥平面PBC1因此,过A1点作与截面PBC1平行的截面是平行四边形.又连结MN,作A1H⊥MN于H,由于A1M=A1N=,MN=2,则AH=.∴=,故=2=2.故答案为.三、解答题(共5个小题,共60分)19.解:∵k AB=>1,化为(2m﹣13)(m﹣5)<0,解得,∴实数m的取值范围是.20.解:设C(x,0).=(x+1,﹣3),=(5,﹣1),=(x﹣4,﹣2).①AC⊥AB时,=5(x+1)+3=0,解得x=﹣.可得C(,0).②BC⊥AB时,•=5(x﹣4)+2=0,解得x=.可得C(,0).③AC⊥BC时,=(x+1)(x﹣4)+6=0,解得x=1,2.可得C(1,0),或(2,0).∴C的坐标为:(1,0),(2,0),(,0),(,0).21.(1)解:由几何体的三视图可知,底面ABCD是边长为4的正方形,P A⊥面ABCD,P A∥EB,P A=2EB=4.∵P A=AD,F为PD的中点,∴PD⊥AF,又∵CD⊥DA,CD⊥P A,P A∩DA=A,∴CD⊥面ADP,∴CD⊥AF.又CD∩DP=D,∴AF⊥面PCD.(2)证明:取PC的中点M,AC与BD的交点为N,连接MN,∴MN=P A,MN∥P A,∴MN=EB,MN∥EB,故四边形BEMN为平行四边形,∴EM∥BN,又EM⊂面PEC,∴BD∥面PEC.22.(1)证明:连接AE,由AB=BE=1,得,同理,∴AE2+DE2=4=AD2,由勾股定理逆定理得∠AED=90°,∴DE⊥AE.∵P A⊥平面ABCD,DE⊂平面ABCD,根据三垂线定理可得PE⊥DE.(2)解:取P A的中点M,AD的中点N,连MC、NC、MN、AC.∵NC∥AE,MN∥PD,∴∠MNC的大小等于异面直线PD与AE所成的角或其补角的大小.由P A=2,AB=1,BC=2,得,,∴,.∴异面直线PD与AE所成的角的大小为.23.解:(Ⅰ)取CD中点O,连OB,OM,则OB⊥CD,OM⊥CD,又平面MCD⊥平面BCD,则MO⊥平面BCD,所以MO∥AB,A、B、O、M共面,延长AM、BO相交于E,则∠AEB就是AM与平面BCD所成的角,OB=MO=,MO∥AB,则=,EO=OB=,所以EB=2=AB,即∠AEB=45°.∴直线AM与平面BCD所成角的大小为45°;(Ⅱ)△BCD与△MCD都是边长为2的正三角形,V A﹣BDM=V M﹣ABD=V O﹣ABD==1;(III)CE是平面ACM与平面BCD的交线.由(I)知,O是BE的中点,则BCED是菱形,作BF⊥EC于F,连AF,则AF⊥EC,∠AFB就是二面角A﹣EC﹣B的平面角,设为θ,因为∠BCE=120°,所以∠BCF=60°,BF=BC cos60,tanθ==2,sinθ=.所以,所求二面角的正弦值是.。