2014-2015年甘肃省张掖市临泽一中高一(上)数学期末试卷与答案
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2014-2015学年甘肃省张掖市临泽一中高一(上)期末数学试卷一、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.请将正确的选项填涂在答题卡上)1.(5.00分)集合A={x|2014≤x≤2015},B={x|x<a},若A⊊B,则实数a的取值范围是()A.a>2014 B.a>2015 C.a≥2014 D.a≥20152.(5.00分)已知集合A={1,2,3,4},B={a,b,c},f:A→B为集合A到集合B的一个函数,那么该函数的值域C的不同情况有()A.7种 B.4种 C.8种 D.12种3.(5.00分)化简﹣得()A.6 B.2x C.6或﹣2x D.6或2x或﹣2x4.(5.00分)已知a=,b=log 2,c=,则()A.a>b>c B.a>c>b C.c>a>b D.c>b>a5.(5.00分)直线3x+y﹣a=0与6x+2y+1=0的位置关系是()A.相交B.平行C.重合D.平行或重合6.(5.00分)空间有四个点,如果其中任意三个点都不在同一直线上,那么过其中三个点的平面()A.可能有三个,也可能有两个B.可能有四个,也可能有一个C.可能有三个,也可能有一个D.可能有四个,也可能有三个7.(5.00分)已知直线3x﹣2y﹣3=0和6x+my+1=0互相平行,则它们之间的距离是()A.4 B.C.D.8.(5.00分)已知函数f(x)=,则f(2014)=()A.2012 B.2013 C.2014 D.20159.(5.00分)一个几何体的三视图如图所示,其中俯视图与左视图均为半径是2的圆,则这个几何体的表面积是()A.16πB.14πC.12πD.8π10.(5.00分)如图所示,平面四边形ABCD中,AB=AD=CD=1,BD=,BD⊥CD,将其沿对角线BD折成四面体A﹣BCD,使平面ABD⊥平面BCD,则下列说法中不正确的是()A.平面ACD⊥平面ABD B.AB⊥CDC.平面ABC⊥平面ACD D.AD⊥平面ABC11.(5.00分)已知点A(1,3),B(﹣2,﹣1),若直线l:y=k(x﹣2)+1与线段AB没有交点,则k的取值范围是()A.B.k≤﹣2 C.,或k<﹣2 D.12.(5.00分)如图所示,正四棱锥P﹣ABCD中,O为底面正方形的中心,侧棱PA与底面ABCD所成的角的正切值为,若E是PB的中点,则异面直线PD与AE所成角的正切值为()A.B.C.D.二、填空题:(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填写在答题纸上)13.(5.00分)函数(x∈R)的值域是.14.(5.00分)已知两点A(﹣3,﹣4),B(6,3)到直线l:ax+y+1=0的距离相等,则实数a的值等于.15.(5.00分)已知点A(2,2),B(5,﹣2),点P在x轴上且∠APB为直角,则点P的坐标是.16.(5.00分)在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,各棱长相等,侧棱垂直于底面,点D 是侧面BB1C1C的中心,则AD与平面BB1C1C所成角的大小是.三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.(10.00分)如图,在平行四边形OABC中,点C(1,3).(1)求OC所在直线的斜率;(2)过点C作CD⊥AB于点D,求CD所在直线的方程.18.(12.00分)如图在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是正方形,PA⊥底面ABCD,垂足为点A,PA=AB=2,点M,N分别是PD,PB的中点.(Ⅰ)求证:PB∥平面ACM;(Ⅱ)求证:MN⊥平面PAC;(Ⅲ)求四面体A﹣MBC的体积.19.(12.00分)已知平面内两点A(8,﹣6),B(2,2).(Ⅰ)求AB的中垂线方程;(Ⅱ)求过P(2,﹣3)点且与直线AB平行的直线l的方程;(Ⅲ)一束光线从B点射向(Ⅱ)中的直线l,若反射光线过点A,求反射光线所在的直线方程.20.(12.00分)设函数f(x)=log3(9x)•log3(3x),且.(Ⅰ)求f(3)的值;(Ⅱ)令t=log3x,将f(x)表示成以t为自变量的函数;并由此,求函数f(x)的最大值与最小值及与之对应的x的值.21.(12.00分)如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB=2,E为AB 的中点,F为CC1的中点.(1)证明:BF∥平面ECD1;(2)求二面角D1﹣EC﹣D的余弦值.22.(12.00分)底面半径为2,高为4的圆锥有一个内接的正四棱柱(底面是正方形,侧棱与底面垂直的四棱柱).(1)设正四棱柱的底面边长为x,试将棱柱的高h表示成x的函数;(2)当x取何值时,此正四棱柱的表面积最大,并求出最大值.2014-2015学年甘肃省张掖市临泽一中高一(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.请将正确的选项填涂在答题卡上)1.(5.00分)集合A={x|2014≤x≤2015},B={x|x<a},若A⊊B,则实数a的取值范围是()A.a>2014 B.a>2015 C.a≥2014 D.a≥2015【解答】解:因为A是B的真子集,且A={x|2014≤x≤2015}=[2014,2015],B={x|x<a}=(﹣∞,a),即:[2014,2015]⊊(﹣∞,a),所以,a>2015,(不能取“=”),故选:B.2.(5.00分)已知集合A={1,2,3,4},B={a,b,c},f:A→B为集合A到集合B的一个函数,那么该函数的值域C的不同情况有()A.7种 B.4种 C.8种 D.12种【解答】解:值域C可能为:只含有一个元素时,{a},{b},{c}3种;有两个元素时,{a,b},{a,c},{b,c}3种;有三个元素时,{a,b,c}1种;∴值域C的不同情况有3+3+1=7种.故选:A.3.(5.00分)化简﹣得()A.6 B.2x C.6或﹣2x D.6或2x或﹣2x【解答】解:﹣=|x+3|﹣(x﹣3)=,故选:C.4.(5.00分)已知a=,b=log 2,c=,则()A.a>b>c B.a>c>b C.c>a>b D.c>b>a【解答】解:a=∈(0,1),b=log 2<0,c=log>1.∴c>a>b.故选:C.5.(5.00分)直线3x+y﹣a=0与6x+2y+1=0的位置关系是()A.相交B.平行C.重合D.平行或重合【解答】解:∵3×2=1×6,∴当a=﹣时,两直线重合,当a≠﹣时,两直线平行,∴直线3x+y﹣a=0与6x+2y+1=0的位置关系为平行或重合,故选:D.6.(5.00分)空间有四个点,如果其中任意三个点都不在同一直线上,那么过其中三个点的平面()A.可能有三个,也可能有两个B.可能有四个,也可能有一个C.可能有三个,也可能有一个D.可能有四个,也可能有三个【解答】解:根据题意知,空间四点确定的两条直线的位置关系有两种:当空间四点确定的两条直线平行或相交时,则四个点确定1个平面;当四点确定的两条直线异面时,四点不共面,如三棱锥的顶点和底面上的顶点,则这四个点确定4个平面.故选:B.7.(5.00分)已知直线3x﹣2y﹣3=0和6x+my+1=0互相平行,则它们之间的距离是()A.4 B.C.D.【解答】解:直线3x﹣2y﹣3=0即6x﹣4y﹣6=0,根据它和6x+my+1=0互相平行,可得,故m=﹣4.可得它们间的距离为d==,故选:D.8.(5.00分)已知函数f(x)=,则f(2014)=()A.2012 B.2013 C.2014 D.2015【解答】解:当x=1时,f(1)=log5(5﹣1)=2,当x>1时,f(x)=f(x﹣1)+1,令x=2,则f(2)=f(1)+1=2+1=3,令x=n,则f(n)﹣f(n﹣1)=1,∴{f(n)}是以2为首项,以1为公差的等差数列,∴f(2014)=2+(2014﹣1)×1=2015,故选:D.9.(5.00分)一个几何体的三视图如图所示,其中俯视图与左视图均为半径是2的圆,则这个几何体的表面积是()A.16πB.14πC.12πD.8π【解答】解:由三视图可知该几何体为一个球体的,缺口部分为挖去球体的.球的半径R=2,这个几何体的表面积等于球的表面积的加上大圆的面积.S=×4πR2+πR2=16π故选:A.10.(5.00分)如图所示,平面四边形ABCD中,AB=AD=CD=1,BD=,BD⊥CD,将其沿对角线BD折成四面体A﹣BCD,使平面ABD⊥平面BCD,则下列说法中不正确的是()A.平面ACD⊥平面ABD B.AB⊥CDC.平面ABC⊥平面ACD D.AD⊥平面ABC【解答】解:对于A,∵平面ABD⊥平面BCD,平面ABD∩平面BCD=BD,BD⊥CD,∴CD⊥平面ABD,∴平面ACD⊥平面ABD,即A正确;对于B,∵平面ABD⊥平面BCD,平面ABD∩平面BCD=BD,AB⊂平面ABD,AB ⊥BD,∴AB⊥平面BCD,又CD⊂平面BCD,∴AB⊥CD,即B正确;对于C,∵AB⊥AD,AB⊥CD,AD∩CD=D,∴AB⊥平面ACD,∴平面ABC⊥平面ACD,即C正确;对于D,若AD⊥平面ABC,则AD⊥AC,与CD⊥AD矛盾,故选:D.11.(5.00分)已知点A(1,3),B(﹣2,﹣1),若直线l:y=k(x﹣2)+1与线段AB没有交点,则k的取值范围是()A.B.k≤﹣2 C.,或k<﹣2 D.【解答】解:如图所示:由已知可得k PA=,.由此可知直线l若与线段AB有交点,则斜率k满足的条件是,或k≥﹣2.因此若直线l与线段AB没有交点,则k满足以下条件:,或k<﹣2.故选:C.12.(5.00分)如图所示,正四棱锥P﹣ABCD中,O为底面正方形的中心,侧棱PA与底面ABCD所成的角的正切值为,若E是PB的中点,则异面直线PD与AE所成角的正切值为()A.B.C.D.【解答】解:取AD中点M,连接MO,PM,依条件可知AD⊥MO,AD⊥PO,∵PO⊥面ABCD,∴∠PAO为侧棱PA与底面ABCD所成的角.∵侧棱PA与底面ABCD所成的角的正切值为,∴tan∠PAO=.设AB=a,则AO=a,∴PO=AO•tan∠POA=a,连接AE,OE,∵OE∥PD,∴∠OEA为异面直线PD与AE所成的角.∵AO⊥BD,AO⊥PO,∴AO⊥平面PBD.又OE⊂平面PBD,∴AO⊥OE.∵OE=PD==a,∴tan∠AEO==.故选:A.二、填空题:(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填写在答题纸上)13.(5.00分)函数(x∈R)的值域是(0,1] .【解答】解:由题意,知x∈R,∴x2≥0,∴1+x2≥1;∴.所以,f(x)的值域是(0,1].故答案为:(0,1].14.(5.00分)已知两点A(﹣3,﹣4),B(6,3)到直线l:ax+y+1=0的距离相等,则实数a的值等于﹣或﹣.【解答】解:∵两点A(﹣3,﹣4),B(6,3)到直线l:ax+y+1=0的距离相等,∴,化为|3a+3|=|6a+4|.∴6a+4=±(3a+3),解得或.故答案为:或.15.(5.00分)已知点A(2,2),B(5,﹣2),点P在x轴上且∠APB为直角,则点P的坐标是(1,0)或(6,0).【解答】解:设出P(a,0)=(a﹣2,﹣2),=(a﹣5,2)∵∠APB=90°,∴即(a﹣2)(a﹣5)﹣4=0解得:a=1 或a=6.∴P点的坐标为(1,0)或(6,0).故答案为:(1,0)或(6,0).16.(5.00分)在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,各棱长相等,侧棱垂直于底面,点D 是侧面BB1C1C的中心,则AD与平面BB1C1C所成角的大小是60°.【解答】解:由题意可得,三棱柱ABC﹣A 1B1C1是正三棱柱,取BC的中点E,则AE⊥∠面BB1C1C,ED就是AD在平面BB1C1C内的射影,故∠ADE就是AD与平面BB1C1C所成角,设三棱柱的棱长为1,直角三角形ADE中,tan∠ADE===,∴∠ADE=60°,故答案为60°.三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.(10.00分)如图,在平行四边形OABC中,点C(1,3).(1)求OC所在直线的斜率;(2)过点C作CD⊥AB于点D,求CD所在直线的方程.【解答】解:(1)∵点O(0,0),点C(1,3),∴OC所在直线的斜率为.(2)在平行四边形OABC中,AB∥OC,∵CD⊥AB,∴CD⊥OC.∴CD所在直线的斜率为.∴CD所在直线方程为,即x+3y﹣10=0.18.(12.00分)如图在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是正方形,PA⊥底面ABCD,垂足为点A,PA=AB=2,点M,N分别是PD,PB的中点.(Ⅰ)求证:PB∥平面ACM;(Ⅱ)求证:MN⊥平面PAC;(Ⅲ)求四面体A﹣MBC的体积.【解答】证明:(I)连接AC,BD,AM,MC,MO,MN,且AC∩BD=O∵点O,M分别是PD,BD的中点∴MO∥PB,∵PB⊄平面ACM,MO⊂平面ACM∴PB∥平面ACM.…(4分)(II)∵PA⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD∴PA⊥BD∵底面ABCD是正方形,∴AC⊥BD又∵PA∩AC=A∴BD⊥平面PAC…(7分)在△PBD中,点M,N分别是PD,PB的中点,∴MN∥BD∴MN⊥平面PAC.…(9分)(III)∵,…(12分)∴.…(14分)19.(12.00分)已知平面内两点A(8,﹣6),B(2,2).(Ⅰ)求AB的中垂线方程;(Ⅱ)求过P(2,﹣3)点且与直线AB平行的直线l的方程;(Ⅲ)一束光线从B点射向(Ⅱ)中的直线l,若反射光线过点A,求反射光线所在的直线方程.【解答】解:(Ⅰ),,∴AB的中点坐标为(5,﹣2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(1分),∴AB的中垂线斜率为﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(2分)∴由点斜式可得﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(3分)∴AB的中垂线方程为3x﹣4y﹣23=0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(4分)(Ⅱ)由点斜式﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(5分)∴直线l的方程4x+3y+1=0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(6分)(Ⅲ)设B(2,2)关于直线l的对称点B'(m,n)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(7分)∴,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(8分)解得﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(10分)∴,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(11分)由点斜式可得,整理得11x+27y+74=0∴反射光线所在的直线方程为11x+27y+74=0.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分)20.(12.00分)设函数f(x)=log3(9x)•log3(3x),且.(Ⅰ)求f(3)的值;(Ⅱ)令t=log3x,将f(x)表示成以t为自变量的函数;并由此,求函数f(x)的最大值与最小值及与之对应的x的值.【解答】解:(Ⅰ)∵函数f(x)=log3(9x)•log3(3x),且,故f(3)=log327•log39=3×2=6.(Ⅱ)令t=log3x,则﹣2≤t≤2,且f(x)=(log3x+2)(1+log3x)=t2+3t+2,令g(t)=t2+3t+2=﹣,故当t=﹣时,函数g(t)取得最小值为﹣,此时求得x==;当t=2时,函数g(t)取得最大值为12,此时求得x=9.21.(12.00分)如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB=2,E为AB 的中点,F为CC1的中点.(1)证明:BF∥平面ECD1;(2)求二面角D1﹣EC﹣D的余弦值.【解答】(1)证明:取CD1中点G,连结FG.∵F为CC1的中点D1,∴且FG∥C1D1,∵AB=C1D1且AB∥C1D1,∴且FG∥BE,∴四边形FGEB为平行四边形∴BF∥GE,…(4分)∵GE⊂平面ECD1,BF⊄平面ECD1,∴BF∥平面ECD1.…(7分)(2)解:连结DE,∵AD=AA1=1,AB=2,E为AB的中点,∴DE⊥EC,…(9分)∵DD1⊥平面ABCD,∴DD1⊥EC,又DD1∩DE=D,DD1⊂平面EDD1,DE⊂平面EDD1∴CE⊥平面EDD1,∴CE⊥ED1,…(11分)∴∠DED1为二面角D1﹣EC﹣D的平面角.…(12分)Rt△ADE中,∴Rt△D 1DE中,,∴.…(14分)22.(12.00分)底面半径为2,高为4的圆锥有一个内接的正四棱柱(底面是正方形,侧棱与底面垂直的四棱柱).(1)设正四棱柱的底面边长为x,试将棱柱的高h表示成x的函数;(2)当x取何值时,此正四棱柱的表面积最大,并求出最大值.【解答】解:(1)根据相似性可得:=,解得:h=4﹣2x,(其中0<x<2).(2)解:设该正四棱柱的表面积为y.则有关系式:y=2x2+4xh=2x2+4x(4﹣2x)=﹣6x2+16=﹣6(x﹣)2+,因为0<x<2,所以当x=时,y max=,故当正四棱柱的底面边长为时,此正四棱柱的表面积最大,为.。