【精品】2016年甘肃省兰州一中高一上学期期末数学试卷
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2015-2016学年甘肃省兰州一中高一(上)期末数学试卷一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)1.(3.00分)下列说法中,正确的是()A.幂函数的图象都经过点(1,1)和点(0,0)B.当α=0时,函数y=xα的图象是一条直线C.若幂函数y=xα的图象关于原点对称,则y=xα在定义域内y随x的增大而增大D.幂函数y=xα,当α<0时,在第一象限内函数值随x值的增大而减小2.(3.00分)如图所示,则这个几何体的体积等于()A.4 B.6 C.8 D.123.(3.00分)下列是关于函数y=f(x),x∈[a,b]的命题中,正确的是()A.若x0∈[a,b]且满足f(x0)=0,则x0是f(x)的一个零点;B.若x0是f(x)在[a,b]上的零点,则可用二分法求x0的近似值;C.函数f(x)的零点是方程f(x)=0的根,但f(x)=0的根不一定是函数f(x)的零点;D.用二分法求方程的根时,得到的都是近似解4.(3.00分)如图,在三棱锥S﹣ABC中,E为棱SC的中点,若AC=2,SA=SB=AB=BC=SC=2,则异面直线AC与BE所成的角为()A.30°B.45°C.60°D.90°5.(3.00分)如图,正方体ABCD﹣A1B1C1D1 的棱长为1,线段B1D1上有两个动点E,F,且EF=,则下列结论中错误的是()A.AC⊥BEB.EF∥平面ABCDC.直线AB与平面BEF所成的角为定值D.异面直线AE,BF所成的角为定值6.(3.00分)若函数f(x)=a x﹣x﹣a(a>0,a≠1)有两个零点,则实数a的取值范围是()A.(1,+∞)B.[2,+∞)C.(0,1) D.(1,2)7.(3.00分)已知m,n为异面直线,m⊥平面α,n⊥平面β.直线l满足l⊥m,l⊥n,l⊄α,l⊄β,则()A.α∥β且l∥αB.α⊥β且l⊥βC.α与β相交,且交线垂直于l D.α与β相交,且交线平行于l8.(3.00分)已知直线(1+k)x+y﹣k﹣2=0恒过点P,则点P关于直线x﹣y﹣2=0的对称点的坐标是()A.(3,﹣2)B.(2,﹣3)C.(1,﹣3)D.(3,﹣1)9.(3.00分)如图,平面α⊥平面β,A∈α,B∈β,AB与两平面α、β所成的角分别为和.过A、B分别作两平面交线的垂线,垂足为A′、B′,则AB:A′B′=()A.2:1 B.3:1 C.3:2 D.4:310.(3.00分)经过点P(1,4)的直线在两坐标轴上的截距都是正值,且截距之和最小,则直线的方程为()A.x+2y﹣6=0 B.2x+y﹣6=0 C.x﹣2y+7=0 D.x﹣2y﹣7=0二、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分)11.(4.00分)已知直线l1:x+(1+m)y+m﹣2=0与直线l2:mx+2y+8=0平行,则经过点A(3,2)且与直线l1垂直的直线方程为.12.(4.00分)在斜二测投影下,四边形ABCD是下底角为45°的等腰梯形,其下底长为5,一腰长为,则原四边形的面积是.13.(4.00分)已知三棱锥A﹣BCD的所有棱长都为.则该三棱锥的外接球的表面积为.14.(4.00分)已知关于x的二次方程x2+2mx+2m+1=0,若方程有两根,其中一根在区间(﹣1,0)内,另一根在区间(1,2)内,m的范围是.15.(4.00分)甲、乙、丙、丁四个物体同时从某一点出发向同一个方向运动,其路程f i(x)(i=1,2,3,4)关于时间x(x≥0)的函数关系式分别为,,f3(x)=x,f4(x)=log2(x+1),有以下结论:①当x>1时,甲走在最前面;②当x>1时,乙走在最前面;③当0<x<1时,丁走在最前面,当x>1时,丁走在最后面;④丙不可能走在最前面,也不可能走在最后面;⑤如果它们一直运动下去,最终走在最前面的是甲.其中,正确结论的序号为(把正确结论的序号都填上,多填或少填均不得分).三、解答题(本大题共5小题,共50分)16.(8.00分)如图(1)所示,在直角梯形ABCP中,BC∥AP,AB⊥BC,CD⊥AP,AD=DC=PD=2,E、F、G分别为线段PC、PD、BC的中点,现将△PDC折起,使平面PDC⊥平面ABCD(图(2)).(1)求证:平面EFG∥平面PAB;(2)若点Q是线段PB的中点,求证:PC⊥平面ADQ;(3)求三棱锥C﹣EFG的体积.17.(10.00分)已知两点A(4,﹣3),B(2,﹣1)和直线l:4x+3y﹣2=0,求一点P,使|PA|=|PB|,且点P到直线l的距离等于2.18.(10.00分)(1)已知圆C经过O(0,0),Q(﹣2,2)两点,且被直线y=1截得的线段长为.求圆C的方程.(2)已知点P(1,1)和圆x2+y2﹣4y=0,过点P的动直线l与圆交于A,B两点,求线段AB的中点M的轨迹方程.19.(12.00分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,AB⊥AD,AC⊥CD,∠ABC=60°,PA=AB=BC,E是PC的中点.(1)求PB和平面PAD所成的角的大小;(2)证明:AE⊥平面PCD;(3)求二面角A﹣PD﹣C得到正弦值.20.(10.00分)诺贝尔奖发放方式为:每年一次,把奖金总额平均分成6份,奖励在6项(物理、化学、文学、经济学、生理学和医学、和平)为人类作出最有益贡献的人,每年发放奖金的总金额是基金在该年度所获利息的一半,另一半利息用于基金总额,以便保证奖金数逐年增加.假设基金平均年利率为r=6.24%.资料显示:1999年诺贝尔奖发放后基金总额约为19800万美元.设f(x)表示为第x(x∈N*)年诺贝尔奖发放后的基金总额(1999年记为f(1),2000年记为f (2),…,依此类推)(1)用f(1)表示f(2)与f(3),并根据所求结果归纳出函数f(x)的表达式;(2)试根据f(x)的表达式判断网上一则新闻“2009年度诺贝尔奖各项奖金高达150万美元”是否为真,并说明理由.(参考数据:1.062410=1.83,1.031210=1.36)2015-2016学年甘肃省兰州一中高一(上)期末数学试卷参考答案与试题解析一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)1.(3.00分)下列说法中,正确的是()A.幂函数的图象都经过点(1,1)和点(0,0)B.当α=0时,函数y=xα的图象是一条直线C.若幂函数y=xα的图象关于原点对称,则y=xα在定义域内y随x的增大而增大D.幂函数y=xα,当α<0时,在第一象限内函数值随x值的增大而减小【解答】解:对于A,α>0时,幂函数y=xα的图象经过点(1,1)和点(0,0),α<0时,幂函数y=xα的图象经过点(1,1),∴A错误;对于B,α=0时,函数y=xα(x≠0),其图象是一条直线,去掉原点(0,0),∴B错误;对于C,当α=﹣1时,y=x﹣1的图象关于原点对称,y=x﹣1在定义域内y随x的增大而增大不成立,∴C错误;对于D,当α<0时,幂函数y=xα在第一象限内函数值随x值的增大而减小,∴D正确.故选:D.2.(3.00分)如图所示,则这个几何体的体积等于()A.4 B.6 C.8 D.12【解答】解:由三视图复原几何体,如图它的底面是直角梯形,一条侧棱垂直底面高为2,这个几何体的体积:V==4故选:A.3.(3.00分)下列是关于函数y=f(x),x∈[a,b]的命题中,正确的是()A.若x0∈[a,b]且满足f(x0)=0,则x0是f(x)的一个零点;B.若x0是f(x)在[a,b]上的零点,则可用二分法求x0的近似值;C.函数f(x)的零点是方程f(x)=0的根,但f(x)=0的根不一定是函数f(x)的零点;D.用二分法求方程的根时,得到的都是近似解【解答】解:A.若x0∈[a,b]且满足f(x0)=0,则x0是f(x)的一个零点;正确B.若f(x)=x2,则无法使用二分法求x0的近似值,故B错误,C.函数f(x)的零点是方程f(x)=0的根,但f(x)=0的根一定是函数f(x)的零点,故C错误,D.用二分法求方程的根时,得到的根可以是准确值,故D错误,故选:A.4.(3.00分)如图,在三棱锥S﹣ABC中,E为棱SC的中点,若AC=2,SA=SB=AB=BC=SC=2,则异面直线AC与BE所成的角为()A.30°B.45°C.60°D.90°【解答】解:取SA的中点F,连接EF,BF,则∵E为棱SC的中点,∴EF∥AC,∴∠BEF(或其补角)为异面直线AC与BE所成的角,∵AC=2,SA=SB=AB=BC=SC=2,∴BE=EF=BF=,∴∠BEF=60°.故选:C.5.(3.00分)如图,正方体ABCD﹣A1B1C1D1 的棱长为1,线段B1D1上有两个动点E,F,且EF=,则下列结论中错误的是()A.AC⊥BEB.EF∥平面ABCDC.直线AB与平面BEF所成的角为定值D.异面直线AE,BF所成的角为定值【解答】解:对于A,∵AC⊥平面BB1D1D,又BE⊂平面BB1D1D,∴AC⊥BE.故A正确.对于B,∵B1D1∥平面ABCD,又E、F在直线D1B1上运动,∴EF∥平面ABCD.故B正确.对于C,直线AB与平面BEF所成的角即为直线AB与平面BD1所成的角,故为定值.故C正确.对于D,当点E在D1处,F为D1B1的中点时,异面直线AE,BF所成的角是∠OEB,当E在上底面的中心时,F在C1的位置,异面直线AE,BF所成的角是∠OE1B显然两个角不相等,故D不正确.故选:D.6.(3.00分)若函数f(x)=a x﹣x﹣a(a>0,a≠1)有两个零点,则实数a的取值范围是()A.(1,+∞)B.[2,+∞)C.(0,1) D.(1,2)【解答】解:设函数y=a x(a>0,且a≠1)和函数y=x+a,则函数f(x)=a x﹣x﹣a(a>0且a≠1)有两个零点,就是函数y=a x(a>0,且a≠1)与函数y=x+a的图象有两个交点,由图象可知当0<a<1时两函数只有一个交点,不符合条件.当a>1时,因为函数y=a x(a>1)的图象过点(0,1),而直线y=x+a所过的点(0,a),此点一定在点(0,1)的上方,∴一定有两个交点.∴实数a的取值范围是(1,+∞).故选:A.7.(3.00分)已知m,n为异面直线,m⊥平面α,n⊥平面β.直线l满足l⊥m,l⊥n,l⊄α,l⊄β,则()A.α∥β且l∥αB.α⊥β且l⊥βC.α与β相交,且交线垂直于l D.α与β相交,且交线平行于l【解答】解:由m⊥平面α,直线l满足l⊥m,且l⊄α,所以l∥α,又n⊥平面β,l⊥n,l⊄β,所以l∥β.由直线m,n为异面直线,且m⊥平面α,n⊥平面β,则α与β相交,否则,若α∥β则推出m∥n,与m,n异面矛盾.故α与β相交,且交线平行于l.故选:D.8.(3.00分)已知直线(1+k)x+y﹣k﹣2=0恒过点P,则点P关于直线x﹣y﹣2=0的对称点的坐标是()A.(3,﹣2)B.(2,﹣3)C.(1,﹣3)D.(3,﹣1)【解答】解:由直线(1+k)x+y﹣k﹣2=0化为k(x﹣1)+(x+y﹣2)=0,令,解得,于是此直线恒过点P(1,1).设点P关于直线x﹣y﹣2=0的对称点为P′(m,n),则,解得.∴P′(3,﹣1).故选:D.9.(3.00分)如图,平面α⊥平面β,A∈α,B∈β,AB与两平面α、β所成的角分别为和.过A、B分别作两平面交线的垂线,垂足为A′、B′,则AB:A′B′=()A.2:1 B.3:1 C.3:2 D.4:3【解答】解:连接AB'和A'B,设AB=a,可得AB与平面α所成的角为,在Rt△BAB'中有AB'=,同理可得AB与平面β所成的角为,所以,因此在Rt△AA'B'中A'B'=,所以AB:A'B'=,故选:A.10.(3.00分)经过点P(1,4)的直线在两坐标轴上的截距都是正值,且截距之和最小,则直线的方程为()A.x+2y﹣6=0 B.2x+y﹣6=0 C.x﹣2y+7=0 D.x﹣2y﹣7=0【解答】解:设直线的方程为+=1(a>0,b>0),则有+=1,∴a+b=(a+b)×1=(a+b)×(+)=5++≥5+4=9,当且仅当=,即a=3,b=6时取“=”.∴直线方程为2x+y﹣6=0.故选:B.二、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分)11.(4.00分)已知直线l1:x+(1+m)y+m﹣2=0与直线l2:mx+2y+8=0平行,则经过点A(3,2)且与直线l1垂直的直线方程为2x﹣y﹣4=0.【解答】解:∵直线l1:x+(1+m)y+m﹣2=0与直线l2:mx+2y+8=0平行,∴斜率都存在,分别化为:y=﹣x﹣,y=﹣﹣4,∴﹣=,﹣≠﹣4,解得:m=1.直线l1:x+2y﹣1=0,与直线l1垂直的直线方程为2x﹣y+t=0,把点A(3,2)代入可得:6﹣2+t=0,解得t=﹣4.可得直线方程为:2x﹣y﹣4=0.故答案为:2x﹣y﹣4=0.12.(4.00分)在斜二测投影下,四边形ABCD是下底角为45°的等腰梯形,其下底长为5,一腰长为,则原四边形的面积是8.【解答】解:作DE⊥AB于E,CF⊥AB于F,则AE=BF=ADcos45°=1,∴CD=EF=3.将原图复原(如图),则原四边形应为直角梯形,∠A=90°,AB=5,CD=3,AD=2,=•(5+3)•2=8.∴S四边形ABCD故答案为:8.13.(4.00分)已知三棱锥A﹣BCD的所有棱长都为.则该三棱锥的外接球的表面积为3π.【解答】解:如图所示,设球心为O点,底面△ABC的中心为O1,球的半径为R.∵三棱锥A﹣BCD的所有棱长都为.∴CO1==,∴PO1===.在△OAO1中,,解得R=.∴该三棱锥的外接球的表面积S=4πR2==3π.故答案为:3π.14.(4.00分)已知关于x的二次方程x2+2mx+2m+1=0,若方程有两根,其中一根在区间(﹣1,0)内,另一根在区间(1,2)内,m的范围是.【解答】解:设f(x)=x2+2mx+2m+1,问题转化为抛物线f(x)=x2+2mx+2m+1与x轴的交点分别在区间(﹣1,0)和(1,2)内,则,解得﹣<m<﹣,故m的范围是,故答案为.15.(4.00分)甲、乙、丙、丁四个物体同时从某一点出发向同一个方向运动,其路程f i(x)(i=1,2,3,4)关于时间x(x≥0)的函数关系式分别为,,f3(x)=x,f4(x)=log2(x+1),有以下结论:①当x>1时,甲走在最前面;②当x>1时,乙走在最前面;③当0<x<1时,丁走在最前面,当x>1时,丁走在最后面;④丙不可能走在最前面,也不可能走在最后面;⑤如果它们一直运动下去,最终走在最前面的是甲.其中,正确结论的序号为③④⑤(把正确结论的序号都填上,多填或少填均不得分).【解答】解:路程f i(x)(i=1,2,3,4)关于时间x(x≥0)的函数关系是:,,f3(x)=x,f4(x)=log2(x+1),它们相应的函数模型分别是指数型函数,二次函数,一次函数,和对数型函数模型.当x=2时,f 1(2)=3,f2(2)=4,∴命题①不正确;当x=4时,f1(5)=31,f2(5)=25,∴命题②不正确;根据四种函数的变化特点,对数型函数的变化是先快后慢,当x=1时甲、乙、丙、丁四个物体又重合,从而可知当0<x<1时,丁走在最前面,当x>1时,丁走在最后面,命题③正确;指数函数变化是先慢后快,当运动的时间足够长,最前面的动物一定是按照指数型函数运动的物体,即一定是甲物体,∴命题⑤正确.结合对数型和指数型函数的图象变化情况,可知丙不可能走在最前面,也不可能走在最后面,命题④正确.故答案为:③④⑤.三、解答题(本大题共5小题,共50分)16.(8.00分)如图(1)所示,在直角梯形ABCP中,BC∥AP,AB⊥BC,CD⊥AP,AD=DC=PD=2,E、F、G分别为线段PC、PD、BC的中点,现将△PDC折起,使平面PDC⊥平面ABCD(图(2)).(1)求证:平面EFG∥平面PAB;(2)若点Q是线段PB的中点,求证:PC⊥平面ADQ;(3)求三棱锥C﹣EFG的体积.【解答】解:(1)证明:∵E、F分别是PC,PD的中点,∴EF∥CD又CD∥AB.∴EF∥AB.∵EF⊄平面PAB,AB⊂平面PAB,∴EF∥平面PAB.同理,EG∥平面PAB,∵EF∩EG=E,EF⊂平面EFG,EG⊂平面EFG∴平面EFG∥平面PAB.…(4分)(2)解:连接DE,EQ,∵E、Q分别是PC、PB的中点,∴EQ∥BC,又BC∥AD.∴EQ∥AD∵平面PDC⊥平面ABCD,PD⊥DC,∴PD⊥平面ABCD.∴PD⊥AD,又AD⊥DC,PD∩DC=D∴AD⊥平面PDC,∴AD⊥PC.在△PDC中,PD=CD,E是PC的中点,∴DE⊥PC,∵DE∩AD=D∴PC⊥平面ADEQ,即PC⊥平面ADQ.…(8分)=V G﹣CEF=S△CEF•GC=×(×1×1)×1=.…(12分)(3)V C﹣EFG17.(10.00分)已知两点A(4,﹣3),B(2,﹣1)和直线l:4x+3y﹣2=0,求一点P,使|PA|=|PB|,且点P到直线l的距离等于2.【解答】解:设P(x0,y0),AB中点(3,﹣2)∵|PA|=|PB|,∴直线AB的中垂线∴方程为y=x﹣5∵点P在AB中垂线上,且到l距离为2∴∴或.∴18.(10.00分)(1)已知圆C经过O(0,0),Q(﹣2,2)两点,且被直线y=1截得的线段长为.求圆C的方程.(2)已知点P(1,1)和圆x2+y2﹣4y=0,过点P的动直线l与圆交于A,B两点,求线段AB的中点M的轨迹方程.【解答】解:(1)设圆方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0.因为点O,Q在圆上,代入可得F=0,D﹣E﹣4=0,又由已知,联立:y=1,解得:x2+Dx+E+1=0由韦达定理知:x1+x2=﹣D,x1x2=E+1.所以:(x1+x2)2﹣4x1x2=12即:D2﹣4E﹣4=12.即:D2﹣4D=0.则D=0,E=﹣4或D=4,E=0.所以所求圆方程为:x2+y2+4x=0或x2+y2﹣4y=0.(2)设点M(x,y),圆x2+y2﹣4y=的圆心坐标为C(0,2).由题意:,化简:x2+y2﹣x﹣3y+3=0所以M点的轨迹方程为x2+y2﹣x﹣3y+3=0.19.(12.00分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,AB⊥AD,AC⊥CD,∠ABC=60°,PA=AB=BC,E是PC的中点.(1)求PB和平面PAD所成的角的大小;(2)证明:AE⊥平面PCD;(3)求二面角A﹣PD﹣C得到正弦值.【解答】(1)解:在四棱锥P﹣ABCD中,∵PA⊥底面ABCD,AB⊂平面ABCD,∴PA⊥AB,又AB⊥AD,PA∩AD=A,∴AB⊥平面PAD,∴∠APB是PB与平面PAD所成的角,在Rt△PAB中,AB=PA,∴∠APB=45°,∴PB和平面PAD所成的角的大小为45°.(2)证明:在四棱锥P﹣ABCD中,∵PA⊥底面ABCD,CD⊂平面ABCD,∴CD⊥PA,由条件AC⊥CD,PA⊥底面ABCD,利用三垂线定理得CD⊥PC,PA∩AC=A,∴CD⊥面PAC,又AE⊂面PAC,∴AE⊥CD,由PA=AB=BC,∠ABC=60°,得AC=PA,∵E是PC的中点,∴AE⊥PC,又PC∩CD=C,综上,AE⊥平面PCD.(3)解:过点E作EM⊥PD,AM在平面PCD内的射影是EM,则AM⊥PD,∴∠AME是二面角A﹣PD﹣C的平面角,由已知得∠CAD=30°,设AC=a,得PA=a,AD=,PD=a,AE=,在Rt△ADP中,∵AM⊥PD,∴AM•PD=PA•AD,∴AM==,在Rt△AEM中,sin∠AME=.∴二面角A﹣PD﹣C得到正弦值为.20.(10.00分)诺贝尔奖发放方式为:每年一次,把奖金总额平均分成6份,奖励在6项(物理、化学、文学、经济学、生理学和医学、和平)为人类作出最有益贡献的人,每年发放奖金的总金额是基金在该年度所获利息的一半,另一半利息用于基金总额,以便保证奖金数逐年增加.假设基金平均年利率为r=6.24%.资料显示:1999年诺贝尔奖发放后基金总额约为19800万美元.设f(x)表示为第x(x∈N*)年诺贝尔奖发放后的基金总额(1999年记为f(1),2000年记为f (2),…,依此类推)(1)用f(1)表示f(2)与f(3),并根据所求结果归纳出函数f(x)的表达式;(2)试根据f(x)的表达式判断网上一则新闻“2009年度诺贝尔奖各项奖金高达150万美元”是否为真,并说明理由.(参考数据:1.062410=1.83,1.031210=1.36)【解答】解:(1)由题意知:f(2)=f(1)(1+6.24%)﹣f(1)•6.24%=f(1)(1+3.12%)1(4分)f(3)=f(2)(1+6.4%)﹣f(2)•6.24%=f(1)(1+3.12%)2∴f(x)=19800(1+3.12%)x﹣1(x∈N*)(6分)(2)2008年诺贝尔奖发放后基金总额为f(10)=19800(1+3.12%)9=26100(9分)2009的度诺贝尔奖各项金额为f(10)•6.24%≈136(万美元)(11分)与150万美元相比少了约14万美元,∴是假新闻(12分)赠送:初中数学几何模型举例【模型四】几何最值模型:图形特征:BAPl运用举例:1. △ABC中,AB=6,AC=8,BC=10,P为边BC上一动点,PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,M为AP的中点,则MF的最小值为EM FB2.如图,在边长为6的菱形ABCD中,∠BAD=60°,E为AB的中点,F为AC上一动点,则EF+BF的最小值为_________。