【人教A版】高一数学必修2模块综合测评(二)(Word版,含解析)
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模块综合测试
(满分120分,测试时间100分钟)
一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48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.给出下列命题:①底面多边形内接于一个圆的棱锥的侧棱长相等,②棱台的各侧棱不一定相交于一点,③如果不在同一平面内的两个相似的直角三角形的对应边互相平行,则连结它们的对应顶点所围成的多面体是三棱台,④圆台上底圆周上任一点与下底圆周上任一点的连线都是圆台的母线.其中正确的个数为( )
A.3 B.2 C.1 D.0
解析:命题①中:底面多边形内接于一个圆,但并不能推测棱长相等;命题②中:由棱台的性质可知,棱台的各侧棱延长后相交于一点;命题③中:因两个直角三角形相似且对应边平行,可推出连结对应顶点后延长线交于一点,即此几何体可由一个平行于底面的平面所截,故命题③正确;命题④中:上底的圆周上一点与下底圆周上任一点连线有三种可能:在圆周上的曲线、侧面上的曲线或不在侧面上的线段.
答案:C
2.图1是一个物体的三视图,则此三视图所描述的物体是下列几何体中的(
)
图1
解析:从三个角度看都是符合的,故选D.
答案:D
3.已知各顶点都在一个球面上的正四棱柱高为4,体积为16,则这个球的表面积是( )
图2
A.16π B.20π C.24π D.32π
解析:由题意可得该正四棱柱的底面面积为4,边长为2.因正四棱柱属于长方体,因此所求球的球心在该长方体的中心,即球的直径为26,根据球的表面积公式可得球的表面积为24π.
答案:C
4.木星的体积约是地球体积的30240倍,则它的表面积约是地球表面积的( )
A.60倍 B.3060倍 C.120倍 D.30120倍
解析:设木星的半径为r1,地球的半径为r2,由题意,得302403231rr,则木星的表面积∶地球
的表面积=.120302403024013024032231232312221•rrrrrr
答案:C
5.已知水平放置的△ABC是按“斜二测画法”得到如图3所示的直观图,其中B′O′=C′O′=1,A′O′=23,那么原△ABC是一个( )
图3
A.等边三角形 B.直角三角形
C.三边中有两边相等的等腰三角形 D.三边互不相等的三角形
解析:根据“斜二测画法”可得BC=B′C′=2,AO=2A′O′=3.故原△ABC是一个等边三角形.
答案:A
6.已知直线m、n与平面α、β,给出下列三个命题:
①若m∥α,n∥α,则m∥n;②若m∥α,n⊥α,则n⊥m;
③若m⊥α,m∥β,则α⊥β.其中正确命题的个数是( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析:通过举例可证明①错误,可知②③命题为正确命题.
答案:C
7.点P(2,5)关于直线x+y+1=0的对称点的坐标为( )
A.(6,-3) B.(3,-6) C.(-6,-3) D.(-6,3)
解析:根据两点关于直线对称的特点:两点的连线与对称轴垂直以及两点的中点在对称轴上,可得对称点为(-6,-3).
答案:D
8.点P在正方形ABCD所在平面外,PD⊥平面ABCD,PD=AD,则PA与BD所成角的度数为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
解析:将图形补成一个正方体如图,则PA与BD所成角等于BC′与BD所成角即∠DBC′.在等边三角形DBC′中,∠DBC′=60°,即PA与BD所成角为60°.
答案:C
9.若l为一条直线,α、β、γ为三个互不重合的平面,给出下面三个命题:
①α⊥γ,β⊥γα⊥β;②α⊥γ,β∥γα⊥β;③l∥α,l⊥βα⊥β.
其中正确的命题有(
)
A.0个
B.1个 C.2个 D.3个
解析:①中可由长方体的一角证明是错误的;②③易证明是正确的.
答案:C
10.已知实数x、y满足2x+y+5=0,那么22yx的最小值为( )
A.5 B.10 C.52 D.102
解析:22yx表示点P(x,y)到原点的距离.根据数形结合得22yx的最小值为原点到直线2x+y+5=0的距离,即d=555.
答案:A
11.在坐标平面内,与点A(1,2)距离为1,且与点B(3,1)距离为2的直线共有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
解析:与点A(1,2)的距离为1的直线即为以点A(1,2)为圆心,以1为半径的圆的切线.与点B(3,1)的距离为2的直线即为以点B(3,1)为圆心,以2为半径的圆的切线.所以到A、B两点距离为1和2的直线即为两圆的公切线,因|AB|=5)12()31(22,且125,所以两圆相交,故有两条公切线.
答案:B
12.矩形ABCD中,AB=4,BC=3,沿AC将矩形ABCD折成一个直二面角BACD,则四面体ABCD的四个顶点所在球的体积为( )
A.12125 B.9125 C.6125 D.3125
解析:连结矩形ABCD的对角线AC、BD交于O,则AO=BO=CO=DO,翻折后仍然AO=BO=CO=DO,则O为四面体ABCD四个顶点所在球的圆心,因此四面体ABCD四个顶点所在球的半径为25,故球的体积为6125)25(343.
答案:C
二、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)
13.圆台上、下底半径为2和3,则中截面面积为________________.
解析:由圆台的性质可知中截面是一个圆,圆的直径为轴截面梯形的中位线,设中截面圆的半径为x,故有4x=4+6,解得x=425,25S.
答案:425
14.经过直线2x+3y-7=0与7x+15y+1=0的交点,且平行于直线x+2y-3=0的直线方程是____________.
解析:由已知可设经过直线2x+3y-7=0与7x+15y+1=0的交点的直线方程为2x+3y-7+λ(7x+15y+1)=0,整理得(2+7λ)x+(3+15λ)y-7+λ=0.根据两直线平行关系得λ=1,代入得3x+6y-2=0.
答案:3x+6y-2=0
15.过A(-3,0)、B(3,0)两点的所有圆中面积最小的圆的方程是___________________.
解析:根据圆的性质,圆的半径最小时,面积最小,即以AB为直径端点的圆满足条件,所求方程为x2+y2=9.
答案:x2+y2=9
16.已知圆锥的侧面积是底面积的2倍,它的轴截面的面积为Q,则圆锥的体积为___________.
解析:设圆锥的高为h,半径为r,母线为l,则S侧=πrl,S底=πr2,∵S侧=2S底,∴πrl=2πr2,即l=2r.又l2=r2+h2,解得h=r3.
又∵S轴截面=rh=Q,∴r2=3Q,即r=43Q.
∴h=4333Qr.故V圆锥=31πr2h=433QQ.
答案:433QQ
17.已知圆柱的高为h,底面半径为R,轴截面为矩形A1ABB1,在母线AA1上有一点P,且PA=a,在母线BB1上取一点Q,使B1Q=b,则圆柱侧面上P、Q两点的最短距离为____________.
解析:如图甲,沿圆柱的母线AA1剪开得矩形
(如图乙),过P作PE∥AB交BB1于E,
则PE=AB=21·2πR=πR,QE=h-a-b.
∴PQ=2222)()(bahRQEPE.
答案:22)()(bahR
18.过圆x2+y2=4外的一点A(4,0)作圆的割线,则割线被圆截得的弦的中点的轨迹方程为________________.
解析:设弦的中点是P(x0,y0),根据圆的几何性质得OP⊥AP,即点P(x0,y0)在以OA为直径的圆上,即(x0-2)2+y02=4.因P(x0,y0)在圆x2+y2=4内,故弦的中点的轨迹方程为(x-2)2+y2=4,x∈[0,1).
答案:(x-2)2+y2=4,x∈[0,1)
三、解答题(本大题共4小题,共48分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(本小题满分10分)已知直线l垂直于直线3x-4y-7=0,直线l与两坐标轴围成的三角形
的周长为10,求直线l的方程.
解:设直线l方程为4x+3y+b=0,则l与x轴、y轴的交点为A(4b,0),B(0,3b).
∴|AB|=b125.由|OA|+|OB|+|AB|=10,得12||53||4||bbb=10.∴b=±10.
∴l方程为4x+3y+10=0,4x+3y-10=0.
20.(本小题满分12分)圆锥底面半径为1 cm,高为2 cm,其有一个内接正方体,求这个内接正方体的棱长.
解:过圆锥的顶点和正方体底面的一条对角线CD作圆锥的截面,得圆锥的轴截面SEF,正方体对角面CDD1C1,如图,设正方体棱长为x,
则CC1=x,C1D1=2x.作SO⊥EF于O,则SO=2,OE=1,
∵△ECC1∽△ESO,∴EOECSOCC11.
∴12212xx.
∴x=22(cm).
∴正方体棱长为22cm.
21.(本小题满分12分)(2005江苏高考,19)如图4,圆O1与圆O2的半径都是1,O1O2=4,过动点P分别作圆O1、圆O2的切线PM、PN(M、N分别为切点),使得PM=2PN,试建立适当的坐标系,并求动点P的轨迹方程.
图4
解:如图,以直线O1O2为x轴,线段O1O2的垂直平分线为y轴,建立平面直角坐标系,则两圆心分别为O1(-2,0),O2(2,0).
设P(x,y),则PM2=O1P2-O1M2=(x+2)2+y2-1.同理,PN2=(x-2)2+y2-1.
∵PM=2PN,
∴(x+2)2+y2-1=2[(x-2)2+y2-1],即x2-12x+y2+3=0,即(x-6)2+y2=33.这就是动点P的轨迹方程.
22.(本小题满分14分)如图5,正方体ABCD—A1B1C1D1中,P、M、N分别为棱DD1、AB、BC的中点.
图5
(1)求二面角B1MNB的正切值;
(2)求证:PB⊥平面MNB1.
(3)画出一个正方体表面展开图,使其满足“有4个正方形面相连成一个长方形”的条件,并求出展开图中P、B两点间的距离.