2017-2018学年度北京西城第一学期学业测试模拟试卷三

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2017-2018学年度北京西城第一学期学业测试模拟试卷三高二数学 2018.1(理科)试卷满分:150分 考试时间:120分钟一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的.1.命题“若1a >,则0a >”的逆命题是( ) (A )若0a >,则1a > (B )若0a ≤,则1a > (C )若0a >,则1a ≤(D )若0a ≤,则1a ≤2.圆心为(1,2),且与y 轴相切的圆的方程是( ) (A )22(1)(2)4x y -+-= (B )22(1)(2)1x y -+-= (C )22(1)(2)1x y +++= (D )22(1)(2)4x y +++=3.在空间中,给出下列四个命题:① 平行于同一个平面的两条直线互相平行;②垂直于同一个平面的两个平面互相平行; ③ 平行于同一条直线的两条直线互相平行;④垂直于同一条直线的两条直线互相平行. 其中真命题的序号是( ) (A )①(B )②(C )③(D )④4.实轴长为2,虚轴长为4的双曲线的标准方程是( )(A )2214y x -= (B )2214x y -= (C )221416x y -=,或221416y x -= (D )2214y x -=,或2214x y -=5.“直线l 垂直于平面α内无数条直线”是“直线l 垂直于平面α”的( ) (A )充分而不必要条件 (B )必要而不充分条件 (C )充分必要条件(D )既不充分也不必要条件6. 某几何体的三视图如图所示.其中主视图中△ABC是边长为2的正三角形,俯视图为正六边形,那么该 几何体的左视图的面积为( )(A (B (C )23(D )3 7.已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的两个焦点分别为1F ,2F ,若椭圆上存在点P 使得 12F PF ∠是钝角,则椭圆离心率的取值范围是( )(A )(0,2(B )(2(C )1(0,)2(D )1(,1)28. 已知四面体ABCD 的侧面展开图如图所示,则其体积为( ) (A )2(B )23 (C )34(D )23二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分. 把答案填在题中横线上. 9. 命题“x ∀∈R ,210x ->”的否定是_______.10. 已知直线1l :210x ay --=,2l :0ax y -=. 若1l ∥2l ,则实数a = _______.11. 已知双曲线2221(0)y x b b-=>的一个焦点是(2,0),则其渐近线的方程为_______.12. 如图,正方体1111ABCD A BC D -中,直线1BC 和11B D 所成角的大小为_______;直线1BC 和平面 11B D DB 所成角的大小为_______.13. 在空间直角坐标系Oxyz 中,已知平面α的一个法向量是(1,1,2)=-n ,且平面α过点(0,3,1)A .若(,,)P x y z 是平面α上任意一点,则点P 的坐标满足的方程是_______.14. 平面内到定点(0,1)F 和定直线:1l y =-的距离之和等于4的动点的轨迹为曲线C .关于曲线C 的几何性质,给出下列三个结论: ① 曲线C 关于y 轴对称;② 若点(,)P x y 在曲线C 上,则||2y ≤; ③ 若点P 在曲线C 上,则1||4PF ≤≤. 其中,所有正确结论的序号是_______.三、解答题:本大题共6小题,共80分. 解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 15.(本小题满分13分)如图,四棱锥P ABCD -的底面ABCD 为菱形,Q 是棱PA 的中点.(Ⅰ)求证:PC ∥平面BDQ ;(Ⅱ)若PB PD =,求证:平面PAC ⊥平面BDQ16.(本小题满分13分)已知抛物线22(0)y px p =>的准线方程是12x =-. (Ⅰ)求抛物线的方程;(Ⅱ)设直线(2)(0)y k x k =-≠与抛物线相交于M ,N 两点,O 为坐标原点,证明:OM ON ⊥.17.(本小题满分13分)如图,在直三棱柱111ABC A B C -中,90BAC ∠=︒,AC =1AA =2AB =,点D 在棱11B C 上,且1114B C B D =.(Ⅰ)求证:1BD AC ⊥;(Ⅱ)求二面角11B A D B --的大小.18.(本小题满分13分)如图,在直角坐标系xOy 中,已知圆O :224x y +=.点B ,C 在圆O 上,且关于x 轴对称.(Ⅰ)当点B OB OC ⋅的值;(Ⅱ)设P 为圆O 上异于B ,C 的任意一点,直线PB ,PC 与x 轴分别交于点M ,N ,证明:||||OM ON ⋅为定值.19.(本小题满分14分)如图1,四棱锥ABCD P -中,⊥PD 底面ABCD ,底面ABCD 是直角梯形,M 为侧棱PD 上一点.该四棱锥的俯视图和左视图如图2所示. (Ⅰ)求证:⊥BC 平面PBD ; (Ⅱ)求证:AM ∥平面PBC ;(Ⅲ)线段CD 上是否存在点N ,使AM 与BN 所成角的余弦值为43?若存在,找到所有符合要求的点N ;若不存在,说明理由.20.(本小题满分14分)如图,已知四边形ABCD 是椭圆223412x y +=的内接平行四边形,且BC ,AD 分别经过椭圆的焦点1F ,2F .(Ⅰ)若直线AC 的方程为20x y -=,求AC (Ⅱ)求平行四边形ABCD 面积的最大值.2017-2018学年度北京西城第一学期学业测试模拟试卷三高二数学(理科)参考答案及评分标准2018.1一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.1.A2.B3.C4. D5.B6.C7. B8.D二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.9. 2,10x x ∃∈-≤R 10. 11. y = 12. 60︒,30︒ 13. 210x y z -++= 14. ①②③ 注:12题第一空2分,第二空3分;14题少选不给分.三、解答题:本大题共6小题,共80分. 15.(本小题满分13分)(Ⅰ)证明:设AC 交BD 于点O ,连结OQ . 【 1分】因为 底面ABCD 为菱形,所以 O 为AC 中点. 因为 Q 是PA 的中点,所以 OQ ∥PC . 【 4分】 因为 OQ ⊂平面BDQ ,PC ⊄平面BDQ ,所以PC ∥平面BDQ . 【 5分】 (Ⅱ)证明:连结OP . 【 6分】因为 底面ABCD 为菱形,所以 BD AC ⊥,O 为BD 中点. 【 8分】 因为 PB PD =,所以 BD PO ⊥. 【10分】 所以 BD ⊥平面PAC . 【11分】 因为 BD ⊂平面BDQ ,所以 平面PAC ⊥平面BDQ . 【13分】 16.(本小题满分13分)(Ⅰ)解:因为抛物线22(0)y px p =>的准线方程为2px =-, 【 2分】 所以 122p -=-, 解得1p =, 【 4分】 所以 抛物线的方程为22y x =. 【 5分】 (Ⅱ)证明:设11(,)M x y ,22(,)N x y .将(2)y k x =-代入22y x =,消去y 整理得 22222(21)40k x k x k -++=. 【 7分】 所以 124x x =. 【 8分】由2112y x =,2222y x =,两式相乘,得 2212124y y x x =, 【 9分】注意到1y ,2y 异号,所以 124y y =-. 【10分】 所以直线OM 与直线ON 的斜率之积为12121y y x x ⋅=-, 【12分】即 OM ON ⊥. 【13分】17.(本小题满分13分)(Ⅰ)证明:因为 111ABC A B C -直三棱柱, 所以 1AA AB ⊥,1AA AC ⊥. 又 AB AC ⊥,所以 AB ,AC ,1AA 两两互相垂直. 【 1分】如图,以A 为原点,建立空间直角坐标系A xyz -. 【 2分】则 (2,0,0)B ,C ,1A ,1B ,1C .由 11111(42B D B C ==- ,得3(2D . 【 3分】所以 1(,22BD =- ,1AC = . 因为 1330BD AC ⋅=-=, 【 4分】所以 1BD AC ⊥. 【 5分】(Ⅱ)解:1(2BD =-,1(2,0,A B = .设平面1A DB 的一个法向量为111(,,)x y z =m ,则10,0.A B BD ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ m m 【 7分】 所以1111120,10.2x x y ⎧-=⎪⎨-++=⎪⎩ 取11z =,得3,1)2=-m . 【 9分】 又平面11A DB 的一个法向量为(0,0,1)=n , 【10分】 所以1cos ,2⋅〈〉===m nm n m n, 【12分】因为二面角11B A D B --的平面角是锐角,所以二面角11B A D B --的大小是60︒. 【13分】18.(本小题满分13分)(Ⅰ)解:因为点B 在圆O不妨设B,由对称性知1)C -, 【 2分】所以 312OB OC ⋅=-=. 【 5分】(Ⅱ)解:设00(,)B x y ,由对称性知00(,)C x y -,且22004x y +=. 【 6分】设1110(,)()P x y y y ≠±,则22114x y +=. 【 7分】101110:()PB y y l y y x x x x --=--,101110:()PC y yl y y x x x x +-=--. 【 9分】在上述方程中分别令0y =,解得 011010M x y x y x y y -=-,011010N x y x y x y y +=+. 【11分】所以 222222220110011022221010(4)(4)4M N x y x y y y y y x x y y y y ----⋅===--. 所以||||4OM ON ⋅=. 【13分】(Ⅰ)证明:由俯视图可得,222BD BC CD +=,所以 BD BC ⊥. 【 1分】 又因为 ⊥PD 平面ABCD ,所以 PD BC ⊥, 【 3分】所以 ⊥BC 平面PBD . 【 4分】 (Ⅱ)证明:取PC 上一点Q ,使:1:4PQ PC =,连结MQ ,BQ . 【 5分】由左视图知 4:1:=PD PM ,所以 MQ ∥CD ,14MQ CD =. 【 6分】 在△BCD 中,易得60CDB ︒∠=,所以 30ADB ︒∠=,又 2=BD , 所以1AB =,AD =又因为 AB ∥CD ,CD AB 41=,所以 AB ∥MQ ,AB MQ =. 所以四边形ABQM 为平行四边形,所以 AM ∥BQ . 【 8分】 因为 ⊄AM 平面PBC ,BQ ⊂平面PBC ,所以 直线AM ∥平面PBC . 【 9分】 (Ⅲ)解:线段CD 上存在点N ,使AM 与BN 所成角的余弦值为43. 【10分】 证明如下:因为 ⊥PD 平面ABCD ,DC DA ⊥,建立如图所示的空间直角坐标系xyz D -. 所以 )3,0,0(),0,4,0(),0,1,3(),0,0,3(),0,0,0(M C B A D .设 )0,,0(t N ,其中40≤≤t . 【11分】 所以)3,0,3(-=AM ,)0,1,3(--=t BN .要使AM 与BN 所成角的余弦值为43,则有 ||||||AM BN AM BN ⋅=【12分】所以43)1(332|3|2=-+⋅t ,解得 0=t 或2,均适合40≤≤t . 【13分】 故点N 位于D 点处,或CD 中点处时,均符合题意. 【14分】(Ⅰ)解:由2220,3412,x y x y -=⎧⎨+=⎩解得x = 【 2分】所以,A C 两点的坐标为和(, 【 4分】所以 AC ==【 5分】 (Ⅱ)解:① 当直线AD 的斜率不存在时,此时易得3(1,)2A ,3(1,)2B -,3(1,)2C --,3(1,)2D -,所以平行四边形ABCD 的面积为||||6AB CD ⋅=. 【 6分】② 当直线AD 的斜率存在时,设直线AD 的方程为(1)y k x =-,将其代入椭圆方程,整理得2222(34)84120k x k x k +-+-=. 【 8分】 设点11(,)A x y ,22(,)B x y ,33(,)C x y ,44(,)D x y .则 2142834k x x k+=+,214241234k x x k -=+. 【10分】 连结1AF ,1DF ,则平行四边形ABCD 的面积11214142||||2||AF D S S F F y y y y ∆==-=-. 【11分】 又 2222214141414()()[()4]y y k x x k x x x x -=-=+-222216(1)9(34)k k k +=⨯+. 【13分】所以 6S =<. 综上,平行四边形ABCD 面积的最大值是6. 【14分】。