福州八中2016级高一数学周练试卷四
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福州八中2016级高一数学周练试卷四时间:100分钟满分:100分一.选择题:本大题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.将长方体截去一个四棱锥,得到的几何体如图所示,则该几何体的左视图为()A.B.C.D.2.如图,在空间四边形ABCD中,点E、H分别是边AB、AD的中点,F、G分别是边BC、CD上的点,且==,则()A.EF与GH互相平行B.EF与GH异面C.EF与GH的交点M可能在直线AC上,也可能不在直线AC上D.EF与GH的交点M一定在直线AC上3.ABCD﹣A1B1C1D1为正方体,下列结论错误的是()A.BD∥平面CB1D1B.AC1⊥BDC.AC1⊥平面CB1D1D.AC1⊥BD14.求过点P(2,3),并且在两轴上的截距互为相反数的直线方程()A.x﹣y+1=0 B.x﹣y+1=0或3x﹣2y=0C.x+y﹣5=0 D.x+y﹣5=0或3x﹣2y=05.已知点A(2,﹣3),B(﹣3,﹣2)直线l过点P(1,1),且与线段AB相交,则直线l的斜率k的取值范围是()A.B.C.D.6.已知圆C1:(x+1)2+(y-1)2=1,圆C2与圆C1关于直线x-y-1=0对称,则圆C2的方程为() A.(x+2)2+(y-2)2=1B.(x-2)2+(y+2)2=1C.(x+2)2+(y+2)2=1D.(x-2)2+(y-2)2=17.过点(-2,3)的直线l与圆x2+y2+2x-4y=0相交于A,B两点,则|AB|取得最小值时l的方程为() A.x-y+5=0 B.x+y-1=0C.x-y-5=0 D.2x+y+1=08.已知圆C:x2+y2=4,若点P(x0,y0)在圆C外,则直线l:x0x+y0y=4与圆C的位置关系为() A.相离B.相切C.相交D.不能确定二.填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分.9.如图,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E,F分别是AD,AA1的中点.则直线AB1和EF所成的角为.10.一个几何体的三视图如图所示,其中主视图和左视图是腰长为1的两个全等的等腰直角三角形,则该几何体的外接球的表面积为.11.已知直线m⊥平面α,直线n在平面β内,给出下列四个命题:①α∥β⇒m⊥n;②α⊥β⇒m∥n;③m⊥n⇒α∥β;④m∥n⇒α⊥β,其中真命题的序号是.12.已知直线3x-y+2=0及直线3x-y-10=0截圆C所得的弦长均为8,则圆C的面积是________.三.解答题:四个小题,共52分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.13.(12分)长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB=2,AA1=AD=4,点E为AB中点.(1)求证:BD1∥平面A1DE;(2)求证:A1D⊥平面ABD1.14.(12分如图,已知圆C与y轴相切于点T(0,2),与x轴的正半轴交于两点M,N(点M在点N的左侧),且|MN|=3.(1)求圆C的方程;(2)过点M任作一直线与圆O:x2+y2=4相交于A,B两点,连接AN,BN,求证:k AN+k BN为定值.15.(13分)如图,四棱锥S﹣ABCD中,底面ABCD是菱形,其对角线的交点为O,且SA=SC,SA⊥BD.(1)求证:SO⊥平面ABCD;(2)设BAD=60°,AB=SD=2,P是侧棱SD上的一点,且SB∥平面APC,求三棱锥A﹣PCD的体积.16.(13分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,侧面PAB⊥底面ABCD,侧面PAB是边长为3的等边三角形,底面ABCD是正方形,M 是侧棱PB上的点,N是底面对角线AC上的点,且PM=2MB,AN=2NC.(Ⅰ)求证:AD⊥PB;(Ⅱ)求证:MN∥平面PAD;(Ⅲ)求点N到平面PAD的距离.福州八中2016级周练四数学试卷参考答案与试题解析一.选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.(5分)(2012•和平区校级四模)将长方体截去一个四棱锥,得到的几何体如图所示,则该几何体的左视图为()A.B.C.D.【分析】根据三视图的特点,知道左视图从图形的左边向右边看,看到一个正方形的面,在面上有一条对角线,对角线是由左下角到右上角的线,得到结果.【解答】解:左视图从图形的左边向右边看,看到一个正方形的面,在面上有一条对角线,对角线是由左下角到右上角的线,故选C.【点评】本题考查空间图形的三视图,考查左视图的做法,本题是一个基础题,考查的内容比较简单,可能出现的错误是对角线的方向可能出错.2.(5分)(2016春•双鸭山校级期末)如图,在空间四边形ABCD中,点E、H分别是边AB、AD的中点,F、G分别是边BC、CD上的点,且==,则()A.EF与GH互相平行B.EF与GH异面C.EF与GH的交点M可能在直线AC上,也可能不在直线AC上D.EF与GH的交点M一定在直线AC上【分析】利用三角形的中位线平行于第三边;平行线分线段成比例定理,得到FG、EH都平行于BD,利用平行线的传递性得到GF∥EH,再利用分别在两个平面内的点在两个平面的交线上,得证.【解答】证明:因为F、G分别是边BC、CD上的点,且==,所以GF∥BD,并且GF=BD,因为点E、H分别是边AB、AD的中点,所以EH∥BD,并且EH=BD,所以EH∥GF,并且EH≠GF,所以EF与GH相交,设其交点为M,所以M∈面ABC内,同理M∈面ACD,又∵面ABC∩面DAC=AC∴M在直线AC上.故选D.【点评】本题考查三角形的中位线性质、平行线分线段成比例定理、直线的平行性的传递性、确定平面的条件、证三点共线常用的方法.3.(5分)(2015秋•湘西州校级期末)ABCD﹣A1B1C1D1为正方体,下列结论错误的是()A.BD∥平面CB1D1B.AC1⊥BDC.AC1⊥平面CB1D1D.AC1⊥BD1【分析】由题意画出图形,根据正方体的性质,结合线面平行、线面垂直的判断逐一核对四个选项得答案.【解答】解:如图,由ABCD﹣A1B1C1D1为正方体,可得BD∥B1D1,由线面平行的判定知,A正确;由线面垂直的判断可知BD⊥面ACC1,由此可得AC1⊥BD,B正确;由线面垂直的判定可得AC1⊥B1D1,AC1⊥B1C,则由线面垂直的判定定理可得AC1⊥平面CB1D1,说明C正确;由ABCD﹣A1B1C1D1为正方体,可得四边形ABC1D1为长方形,若AC1⊥BD1,可得AB=BC1,矛盾,∴D错误.故选:D.【点评】本题考查了棱柱的结构特征,考查了空间中的点线面的位置关系,考查了线面平行、线面垂直的判断和性质,是中档题.4.(5分)(2015秋•南充期末)求过点P(2,3),并且在两轴上的截距互为相反数的直线方程()A.x﹣y+1=0 B.x﹣y+1=0或3x﹣2y=0C.x+y﹣5=0 D.x+y﹣5=0或3x﹣2y=0【分析】通过直线过原点,求出直线的方程,利用直线的截距式方程,直接利用点在直线上求出直线的方程即可.【解答】解:若直线l过原点,方程为y=x;若直线l不过原点,设直线方程为,将点P(2,3)代入方程,得a=﹣1,直线l的方程为x﹣y+1=0;所以直线l的方程为:3x﹣2y=0或x﹣y+1=0.故选:B.【点评】本题是基础题,考查直线方程的求法,注意焦距式方程的应用,不可遗漏过原点的直线方程.考查计算能力.5.(5分)(2016秋•公安县校级期中)已知点A(2,﹣3),B(﹣3,﹣2)直线l过点P(1,1),且与线段AB相交,则直线l的斜率k的取值范围是()A.B.C.D.【分析】画出图形,由题意得所求直线l的斜率k满足k≥k PB或k≤k PA,用直线的斜率公式求出k PB和k PA的值,求出直线l的斜率k的取值范围.【解答】解:如图所示:由题意得,所求直线l的斜率k满足k≥k PB或k≤k PA,即k≥=,或k≤=﹣4,∴k≥,或k≤﹣4,即直线的斜率的取值范围是k≥或k≤﹣4.故选:A.【点评】本题考查直线的斜率公式的应用,体现了数形结合的数学思想,解题的关键是利用了数形结合的思想,解题过程较为直观,本题类似的题目比较多.可以移动一个点的坐标,变式出其他的题目.6.解析:C1:(x+1)2+(y-1)2=1的圆心为(-1,1),所以它关于直线x-y-1=0对称的点为(2,-2),对称后半径不变,所以圆C2的方程为(x-2)2+(y+2)2=1.答案:B7.解析:本题考查直线与圆的位置关系.由题意得圆的标准方程为(x+1)2+(y-2)2=5,则圆心C(-1,2),过圆心与点(-2,3)的直线l1的斜率为k=3-2-2-(-1)=-1.当直线l与l1垂直时,|AB|取得最小值,故直线l的斜率为1,所以直线l的方程为y-3=x-(-2),即x-y+5=0,故选A.答案:A8.解析:由题意:圆C的圆心到直线l的距离d=4x20+y20,∵点P(x0,y0)在圆x2+y2=4外,∴x20+y20>4,∴d=4x20+y20<2,∴直线l与圆相交.答案:C二.填空题:本大题共4小题,每小题5分.9.(5分)(2015秋•九江校级月考)如图,已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E,F分别是AD,AA1的中点.则直线AB1和EF所成的角为60°.【分析】通过平移直线作出异面直线AD1与EF所成的角,在三角形中即可求得.【解答】解:连接A1C1、A1D和DC1,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,由AD=B1C1,AD∥B1C1,可知AB1∥DC1,在△A1AD中,E,F分别是AD,AA1的中点,所以,有EF∥A1D,所以∠A1DC1就是异面直线AB1和EF所成角,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,A1C1、A1D和DC1是其三个面上的对角线,它们相等.所以△A1DC1是正三角形,∠A1DC1=60°故异面直线AB1和EF所成角的大小为60°.故答案为:60°.【点评】本题在正方体中求异面直线所成的角,着重考查了正方体的性质、异面直线所成角的定义及其求法等知识,属于基础题.利用平移法构造出异面直线的所成角,是解答本题的关键.10.(5分)(2011•咸阳三模)一个几何体的三视图如图所示,其中主视图和左视图是腰长为1的两个全等的等腰直角三角形,则该几何体的外接球的表面积为3π.【分析】由三视图得到这是一个四棱锥,底面是一个边长是1的正方形,一条侧棱与底面垂直,根据求与四棱锥的对称性知,外接球的直径是AD,利用勾股定理做出球的直径,得到球的面积.【解答】解:由主视图和左视图是腰长为1的两个全等的等腰直角三角形,得到这是一个四棱锥,底面是一个边长是1的正方形,一条侧棱AE与底面垂直,∴根据求与四棱锥的对称性知,外接球的直径是AC根据直角三角形的勾股定理知AC==,∴外接球的面积是,故答案为:3π【点评】本题考查由三视图求几何体的面积,考查球的表面积.考查多面体的外接球的运算,这是一个综合题目,解题时注意几何体对称性的应用.11.(5分)(2011•上海二模)已知直线m ⊥平面α,直线n 在平面β内,给出下列四个命题:①α∥β⇒m ⊥n ;②α⊥β⇒m ∥n ;③m ⊥n ⇒α∥β;④m ∥n ⇒α⊥β,其中真命题的序号是 ①,④ .【分析】由已知中直线m ⊥平面α,直线n ⊂平面β,我们根据面面平行的性质及线面垂直的性质和几何特征,可以判断①的真假,根据面面垂直的几何特征可以判断②的真假,根据面面平行的判定定理,可以判断③的对错,根据面面垂直的判定定理,可以判断④的正误,进而得到答案.【解答】解:∵直线m ⊥平面α,直线n ⊂平面β,当α∥β时,直线m ⊥平面β,则m ⊥n ,则①正确; ∵直线m ⊥平面α,直线n ⊂平面β,当α⊥β时,直线m ∥平面β或直线m ⊂平面β,则m 与n 可能平行也可能相交也可能异面,故②错误;∵直线m ⊥平面α,直线n ⊂平面β,当m ⊥n 时,则直线n ∥平面α或直线m ⊂平面α,则α与β可能平行也可能相交,故③错误;∵直线m ⊥平面α,直线n ⊂平面β,当m ∥n 时,则直线直线n ⊥平面α,则α⊥β,故④正确; 故答案为:①④【点评】本题考查的知识点是空间直线与平面垂直的性质,熟练掌握空间直线与平面之间各种关系的几何特征是解答本题的关键.12.解析:因为已知的两条直线平行且截圆C 所得的弦长均为8,所以圆心到直线的距离d 为两平行直线距离的一半,即d =12×|2+10|3+1=3.又直线截圆C 所得的弦长为8,所以圆的半径r =32+42=5,所以圆C 的面积是25π.答案:25π三.解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.13.长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,AB=2,AA 1=AD=4,点E 为AB 中点.(1)求证:BD 1∥平面A 1DE ;(2)求证:A 1D ⊥平面ABD 1.【分析】(1)连结A 1D ,AD 1,A 1D ∩AD 1=O ,连结OE ,推导出OE ∥BD 1,由此能证明BD 1∥平面A 1DE .(2)推导出A 1D ⊥AD 1,A 1D ⊥AB ,由此能证明A 1D ⊥平面ABD 1.【解答】证明:(1)连结A 1D ,AD 1,A 1D ∩AD 1=O ,连结OE ,∵长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,ADD 1A 1是矩形,∴O 是AD 1的中点,∴OE ∥BD 1,∵OE ∥BD 1,OE ⊂平面ABD 1,BD 1⊄平面ABD 1,∴BD 1∥平面A 1DE .(2)∵长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,AB=2,AA 1=AD=4,点E 为AB 中点,∴ADD 1A 1是正方形,∴A 1D ⊥AD 1,∵长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,AB ⊥平面ADD 1A 1,∴A 1D ⊥AB ,又AB ∩AD 1=A ,∴A 1D ⊥平面ABD 1.【点评】本题考查线面平行、线面垂直的证明,是中档题,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.14.如图,已知圆C 与y 轴相切于点T (0,2),与x 轴的正半轴交于两点M ,N (点M 在点N 的左侧),且|MN |=3.(1)求圆C 的方程;(2)过点M 任作一直线与圆O :x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,连接AN ,BN ,求证:k AN +k BN 为定值.解:(1)因为圆C 与y 轴相切于点T (0,2),可设圆心的坐标为(m,2)(m >0),则圆C 的半径为m ,又|MN |=3,所以m 2=4+⎝⎛⎭⎫322=254,解得m =52,所以圆C 的方程为⎝⎛⎭⎫x -522+(y -2)2=254. (2)由(1)知M (1,0),N (4,0),当直线AB 的斜率为0时,易知k AN =k BN =0,即k AN +k BN =0.当直线AB 的斜率不为0时,设直线AB :x =1+ty ,将x =1+ty 代入x 2+y 2-4=0,并整理得,(t 2+1)y 2+2ty -3=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),所以⎩⎪⎨⎪⎧ y 1+y 2=-2t t 2+1,y 1y 2=-3t 2+1,则k AN +k BN =y 1x 1-4+y 2x 2-4=y 1ty 1-3+y 2ty 2-3=2ty 1y 2-3(y 1+y 2)(ty 1-3)(ty 2-3)=-6t t 2+1+6t t 2+1(ty 1-3)(ty 2-3)=0. 综上可知,k AN +k BN 为定值.15.如图,四棱锥S ﹣ABCD 中,底面ABCD 是菱形,其对角线的交点为O ,且SA=SC ,SA ⊥BD .(1)求证:SO ⊥平面ABCD ;(2)设BAD=60°,AB=SD=2,P 是侧棱SD 上的一点,且SB ∥平面APC ,求三棱锥A ﹣PCD 的体积.【分析】(1)根据线面垂直的判定定理,容易判断BD ⊥平面SAC ,所以BD ⊥SO ,而SO 又是等腰三角形底边AC 的高,所以SO ⊥AC ,从而得到SO ⊥平面ABCD ;(2)取DO 中点E ,并连接PE ,容易说明PE 是三棱锥P ﹣ACD 底面ACD 的高,且PE=,根据已知条件能够求出SO ,及△ACD 的面积,根据三棱锥的体积公式即可求得三棱锥P ﹣ACD 的体积,而V 三棱锥A ﹣PCD =V 三棱锥P ﹣ACD ,这样即可求出三棱锥A ﹣PCD 的体积.【解答】解:(1)证明:∵底面ABCD 是菱形;∴对角线BD ⊥AC ;又BD ⊥SA ,SA ∩AC=A ;∴BD ⊥平面SAC ,SO ⊂平面SAC ;∴BD ⊥SO ,即SO ⊥BD ;又SA=SC ,O 为AC 中点;∴SO ⊥AC ,AC ∩BD=O ;∴SO ⊥平面ABCD ;(2)如图,连接PO ;∵SB ∥平面APC ,SB ⊂平面SBD ,平面SBD ∩平面APC=PO ;∴SB ∥PO ;在△SBD 中,O 是BD 的中点,PO ∥SB ,∴P 是SD 的中点;取DO 中点,并连接PE ,则PE ∥SO ,SO ⊥底面ACD ;∴PE ⊥底面ACD ,且PE=;根据已知条件,Rt△ADO中AD=2,∠DAO=30°,∴DO=1;∴在Rt△SDO中,SD=2,SO=;∴;又;∴V三棱锥A﹣PCD=V三棱锥P﹣ACD=.【点评】考查线面垂直的判定定理,菱形对角线的性质,线面平行的性质定理,以及三角形的面积公式,三棱锥的体积公式.16.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,侧面PAB⊥底面ABCD,侧面PAB是边长为3的等边三角形,底面ABCD是正方形,M是侧棱PB上的点,N是底面对角线AC上的点,且PM=2MB,AN=2NC.(Ⅰ)求证:AD⊥PB;(Ⅱ)求证:MN∥平面PAD;(Ⅲ)求点N到平面PAD的距离.【分析】(Ⅰ)证明AD⊥平面PAB,即可证明:AD⊥PB;(Ⅱ)过M作MS∥BA交PA于点S,过N作NT∥CD交AD于点T,连接ST,证明MNTS是平行四边形,可得MN∥ST,即可证明MN∥平面PAD;(Ⅲ)点M到平面PAD的距离是点N到平面PAD的距离.【解答】(Ⅰ)证明:∵侧面PAB⊥底面ABCD,且平面PAB与平面ABCD的交线为AB,AD⊥AB,AD ⊂平面ABCD,∴AD⊥平面PAB,∵PB⊂平面PAB,∴AD⊥PB.…(3分)(Ⅱ)证明:过M作MS∥BA交PA于点S,过N作NT∥CD交AD于点T,连接ST,∵PM=2MB,∴MS=BA,同理可得NT=CD=BA,∴MS∥NT,MS=NT,∴MNTS是平行四边形,∴MN∥ST,又ST⊂平面PAD,MN⊄平面PAD,∴MN∥平面PAD.…(6分)(Ⅲ)解:∵MN∥平面PAD,∴点M到平面PAD的距离是点N到平面PAD的距离,在平面PAB内过M作MH⊥PA于H,∵AD⊥平面PAB,∴AD⊥MH,∴MH⊥平面PAD,∴MH是点M到平面PAD的距离,在Rt△PMH中,PM=2,∠MPH=,∴,∴点N到平面PAD的距离为.…(9分)【点评】本题考查平面与平面垂直的性质、直线与平面垂直、平行的判定,考查点到平面距离的计算,属于中档题.。