2023-2024学年上海市浦东新区高二数学上学期期中试卷附答案解析

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2023-2024学年上海市浦东新区高二数学上学期期中试卷

2023.11

(考试时间90分钟,满分100分)

一、填空题(每小题3分,共36分)

1.公理2:不在同一直线上的点确定一个平面.

2.直线与平面垂直的判定定理:如果一条直线与一个平面上的直线都垂直,那么此直线与该

平面垂直.

3.三垂线定理:平面上的一条直线和这个平面的一条斜线垂直的充要条件是它和这条斜线在垂直.

4.已知球的半径为3,则该球的体积为.

5.一个圆柱的底面半径为3cm,高为4cm,则它的侧面积为2cm.

6.已知斜线段的长度是斜线段在这个平面内射影的长的两倍,则这条斜线和这个平面所成的角的大小为.

7.一个正四棱柱底面边长为1,高为2,则它的表面积是.

8.如图是一个正方体的平面展开图,在这个正方体中,下列说法中,正确的序号是.

(1)直线AF与直线DE相交;(2)直线CH与直线DE平行;

(3)直线BG与直线DE是异面直线;(4)直线CH与直线BG成60角.

9.若空间三条直线ac,bc,则a,b的位置关系是.

10.在正方体1111ABCDABCD

中,平面11ABCD与平面ABCD所成的锐二面角的大小是.

11.如图,正方体1111ABCDABCD

的所有棱中,其所在的直线与直线1BA成异面直线的共有条.

12.在《九章算术》中,将四个面都为直角三角形的三棱锥称之为鳖臑()bienao.已知在鳖臑MABC中,

MA平面,2ABCMAABBC,则该鳖臑的外接球的表面积为.

二、选择题(每小题3分,共12分)13.“两条直线没有公共点”是“两条直线平行”的()

A.充分非必要条件B.必要非充分条件

C.充要条件D.非充分非必要条件

14.设m,n是两条不同的直线,是平面,则下列命题正确的是()

A.若//,//mn,则//mnB.若//,mn,则//mn

C.若//,//mnn,则//mD.若//,,mnmn,则//m

15.如图,A、B、C、D是某长方体四条棱的中点,则直线AB和直线CD的位置关系是()

A.相交B.平行C.异面D.垂直

16.已知棱长为1的正四面体的四个顶点都在一个球面上,则这个球的体积为()

A

.6π

8B

.6π

4C

.3π8D

.3π4

三、解答题

17.正四棱柱1111ABCDABCD

,的底面边长2AB,若异面直线1AA与1BC所成角的大小为1arctan

2,求

正四棱柱1111ABCDABCD

的侧面积和体积.

18.如图,正三棱锥PABC的底面边长为2,侧棱长为3.

(1)求正三棱锥PABC的表面积;(2)求正三棱锥PABC的体积.

19.如图所示,已知四棱锥PABCD中,底面ABCD是直角梯形//ADBC,ABBC,1ABAD,2BC,

PB平面ABCD,1PB.

(Ⅰ)求证:CDPD;

(Ⅱ)求四棱锥PABCD的表面积.

20.如图,已知圆锥的顶点为P,底面圆心为O,高为23,底面半径为2.

(1)求该圆锥的侧面积;

(2)设OAOB、为该圆锥的底面半径,且90AOB,M为AB的中点,求二面角PABO的大小(用反

三角表示)

21.如图,PA平面ABCD,四边形ABCD是矩形,PAAD,M,N分别是AB,PC的中点.

(1)求证://MN平面PAD;

(2)求证:平面MND平面PCD.1.三##3

【分析】根据公理2判断可得;

【详解】解:公理2:不在同一直线上的三点确定一个平面

故答案为:三

2.两条相交

【分析】根据直线与平面垂直的判定定理得解;

【详解】解:直线与平面垂直的判定定理:如果一条直线与一个平面上的两条相交直线都垂直,那么此直

线与该平面垂直.

故答案为:两条相交

3.平面上的射影

【分析】由三垂直线定理及其逆定理可得答案.

【详解】解:由三垂线定理得:平面上的一条直线与平面的一条斜线在该平面内的射影垂直,则它也与这

条斜线垂直;

由三垂线定理的逆定理得:平面上的一条直线和这个平面的一条斜线垂直,则它与这条斜线在平面上的射

影垂直;

所以平面上的一条直线和这个平面的一条斜线垂直的充要条件是它和这条斜线在平面上的射影垂直,

故答案为:平面上的射影.

4.36

【分析】根据球的体积公式计算可得;

【详解】解:因为球的半径3R,所以球的体积3344336

33VR

故答案为:36

5.24

【分析】由圆柱的侧面积公式计算可得答案.

【详解】解:圆柱的底面半径为3cm,高为4cm,则它的侧面积为234242cm,

故答案为:24.

6.3

##60

【分析】根据线面角的定义计算可得;

【详解】解:因为斜线段的长度是斜线段在这个平面内射影的长的两倍,记这条斜线和这个平面所成的角

为,则1cos

2,因为0,

2,所以3故答案为:3

7.10

【分析】利用正四棱柱的性质进行计算即可

【详解】因为正四棱柱底面边长为1,高为2,

所以它的表面积为21141210,

故答案为:108.(3)(4)##(4)(3)

【分析】还原正方体ABCDEFGH,结合图形即可判断(1)(2)(3),再连接AH,AC,则AHC为

异面直线CH与直线BG所成的角,根据三角形的性质即可求出异面直线所成角;

【详解】解:由正方体的平面展开图可得正方体ABCDEFGH,

可得AF与ED为异面直线,故(1)错误;

CH与DE为异面直线,故(2)错误;

直线BG与直线DE是异面直线,故(3)正确;

连接AH,AC,由正方体的性质可得//AHBG,所以AHC为异面直线CH与直线BG所成的角,因为AHC

为等边三角形,所以60AHC,即直线CH与直线BG所成角为60,故(4)正确;

故答案为:(3)(4).

9.平行,相交或异面

【分析】根据空间直线的位置关系判断可得;

【详解】解:因为空间三条直线ac,bc,所以a与b的位置关系是平行,相交或异面;

故答案为:平行,相交或异面

10.4

##45

【分析】利用正方体的几何性质以及二面角的定义找到对应的平面角,在三角形中求解即可.

【详解】正方体1111ABCDABCD

中,BC平面11ABBA,

又1AB平面11ABBA,

所以1ABBC,又ABBC,

所以1ABA是平面11ABCD与平面ABCD所成的锐二面角的平面角,

在直角1ABA△中,14ABA

所以平面11ABCD与平面ABCD所成的锐二面角的大小是4

.故答案为:4.

11.6

【解析】根据几何体依次写出与直线1BA成异面的直线即可得解.

【详解】正方体1111ABCDABCD

的所有棱中,其所在的直线与直线1BA成异面直线如下:

111111,,,,,ADDCDDBCCDCC,一共6条.

故答案为:6

【点睛】此题考查异面直线的辨析,关键在于根据几何体特征准确找出与直线1BA成异面的直线.

12.12.

【分析】证明BCBM,可得MC是外接球的直径,求得长度后可球表面积.

【详解】因为MA平面ABC,BC平面ABC,所以MABC,同理MAAC,

又ABBC,ABMAA,,ABMA平面MAB,所以BC平面MAB,

又MB平面MAB,所以BCMB,所以MC的中点O到,,,MABC四点距离相等,为四面体MABC外接

球球心,又由已知得222222AC,222(22)23MC,所以外接球表面积为24(3)12S.

故答案为:12.

【点睛】关键点点睛:本题考查求三棱锥外接球表面积,解题关键是打到外接球球心,求出球半径.三棱

锥的外接球球心在过各面外心与该面垂直的直线上.

13.B

【分析】找出“两条直线没有公共点”的等价条件,结合充分条件、必要条件的定义判断可得出结论.

【详解】“两条直线没有公共点”“两条直线平行或异面”,

所以,“两条直线没有公共点”是“两条直线平行”的必要非充分条件.

故选:B.

14.D【分析】根据线面位置关系的判定定理和性质定理,逐项判定,即可求解.

【详解】对于A中,若//,//mn,则m与n相交,平行或异面,故A错误;

对于B中,若//,mn,则m与n平行或异面,故B错误;

对于C中,若//,//mnn,则m有可能在平面内,故C错误;

对于D中,若//,,mnmn,由直线与平面平行的判定定理,可得//m,

所以D是正确的.

故选:D

15.A

【分析】如图,延长GM到N,使1

2MNGM

,连接AN,DN.由AB和DC分别平行于正方体的两条相交的对

角线,从而得AB与DC相交.

【详解】如图,延长GM到N,使1

2MNGM

,连接AN,DN.

//ABFM,AN∥FM,

∴A,B,N三点共线,

同理D,C,N三点共线,

AB与DC相交,

故选:A.

【点睛】本题考查两直线的位置关系的判断,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考

查运算求解能力,是中档题.

16.A

【分析】将正四面体放入正方体中,可得正方体的棱长为2

2,求出正方体外接球的体积即为正四面体外

接球的体积.

【详解】