【精编】2016-2017年山东省德州市平原一中高二(上)数学期中试卷和参考答案(理科)

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2016-2017学年山东省德州市平原一中高二(上)期中数学试卷(理科)一、选择题:本大题共12个小题,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.1.(5分)设命题p:∃x0>0,cosx0+sinx0>1,则¬p为()A.∀x>0,cosx+sinx>1 B.∃x0≤0,cosx0+sinx0≤1C.∀x>0,cosx+sinx≤1 D.∃x0>0,cosx0+sinx0≤12.(5分)命题“若x2<4,则﹣2<x<2”的逆否命题是()A.若x2≥4,则x≥2或x≤﹣2 B.若﹣2<x<2,则x2<4C.若x>2或x<﹣2,则x2>4 D.若x≥2,或x≤﹣2,则x2≥43.(5分)已知平面α与平面β相交于直线l,l1在平面α内,l2在平面β内,若直线l1和l2是异面直线,则下列说法正确的是()A.l与都相交l1,l2 B.l至少与l1,l2中的一条相交C.l至多与l1,l2中的一条相交D.l与l1,l2都不相交4.(5分)若“p:x>a”是“q:x>1或x<﹣3”的充分不必要条件,则a的取值范围是()A.a≥1 B.a≤1 C.a≥﹣3 D.a≤﹣35.(5分)设命题p:函数y=在定义域上是减函数;命题q:∀x∈R,都有x2+x+1>0,以下说法正确的是()A.p∨q为真B.p∧q为真C.p真q假D.p,q均为假6.(5分)设m、n是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,则下列命题中正确的是()A.若m∥n,m∥α,则n∥αB.若α⊥β,m∥α,则m⊥βC.若α⊥β,m⊥β,则m∥αD.若m⊥n,m⊥α,n⊥β,则α⊥β7.(5分)如图,AB为圆O的直径,点C在圆周上(异于点A,B),直线PA垂直于圆O所在的平面,点M,N分别为线段PB,BC的中点,有以下三个命题:①OC∩平面PAC;②MO∥平面PAC;③平面PAC∥平面MON,其中正确的命题是()A.①②B.①③C.②③D.①②③8.(5分)已知某个三棱锥的三视图如图所示,其中正视图是等边三角形,侧视图是直角三角形,俯视图是等腰直角三角形,则此三棱锥的体积等于()A.B.C.D.9.(5分)若圆锥的侧面展开图的圆心角为90°,半径为r,则该圆锥的全面积为()A.B.C.D.10.(5分)如图所示,正方体的棱长为1,B'C∩BC'=O,则AO与A'C'所成角的度数为()A.30°B.45°C.60°D.90°11.(5分)如图,设AB为圆锥PO的底面直径,PA为母线,点C在底面圆周上,若PA=AB=2,AC=BC,则二面角P﹣AC﹣B大小的正切值是()A.B.C.D.12.(5分)三棱锥P﹣ABC的四个顶点都在球D的表面上,PA⊥平面ABC,AB ⊥BC,PA=3,AB=BC=2,则球O的表面积为()A.13πB.17πC.52πD.68π二、填空题(每题5分,满分20分,将答案填在答题纸上)13.(5分)已知=(2,﹣1,3),=(﹣4,2,x),=(1,﹣x,2),若(+)⊥,则实数x的值为.14.(5分)若命题:“∃x∈R,kx2﹣kx﹣1≥0”是假命题,则实数k的取值范围是.15.(5分)已知△ABC为等腰直角三角形,斜边BC上的中线AD=2,将△ABC 沿AD折成60°的二面角,连结BC,则三棱锥C﹣ABD的体积为.16.(5分)如图是正方体的平面展开图,则在这个正方体中:①BM与ED平行;②CN与BE是异面直线;③CN与BM成60°角;④DM与BN是异面直线.以上四个命题中,正确命题的序号是.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分)已知命题p:关于x的不等式a x>1,(a>0,a≠1)的解集是{x|x <0},命题q:函数y=lg(x2﹣x+a)的定义域为R,若p∨q为真p∧q为假,求实数a的取值范围.18.(12分)已知命题p:关于x的方程x2﹣ax+a+3=0有实数根,命题q:m﹣1≤a≤m+1.(Ⅰ)若¬p是真命题,求实数a的取值范围;(Ⅱ)若p是q的必要非充分条件,求实数m的取值范围.19.(12分)如图,已知矩形ABCD所在平面外一点P,PA⊥平面ABCD,E、F 分别是AB,PC的中点.(1)求证:EF∥平面PAD;(2)求证:EF⊥CD;(3)若∠PDA=45°,求EF与平面ABCD所成的角的大小.20.(12分)三棱柱ABC﹣A1B1C1中,CC1⊥平面ABC,△ABC是边长为4的等边三角形,D为AB边中点,且CC1=2AB.(1)求证:平面C1CD⊥平面ABC;(2)求证:AC1∥平面CDB1;(3)求三棱锥D﹣CAB1的体积.21.(12分)在单位正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,O是B1D1的中点,如图建立空间直角坐标系.(1)求证:B1C∥平面ODC1;(2)求异面直线B1C与OD夹角的余弦值;(3)求直线B1C到平面ODC1的距离.22.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,BC⊥PB,△BCD为等边三角形,PA=BD=,AB=AD,E为PC的中点.(1)求证:BC⊥AB;(2)求AB的长;(3)求平面BDE与平面ABP所成二面角的正弦值.2016-2017学年山东省德州市平原一中高二(上)期中数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题:本大题共12个小题,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.1.(5分)设命题p:∃x0>0,cosx0+sinx0>1,则¬p为()A.∀x>0,cosx+sinx>1 B.∃x0≤0,cosx0+sinx0≤1C.∀x>0,cosx+sinx≤1 D.∃x0>0,cosx0+sinx0≤1【解答】解:因为特称命题的否定是全称命题,所以,命题p:∃x0>0,cosx0+sinx0>1,则¬p为:∀x>0,cosx+sinx≤1.故选:C.2.(5分)命题“若x2<4,则﹣2<x<2”的逆否命题是()A.若x2≥4,则x≥2或x≤﹣2 B.若﹣2<x<2,则x2<4C.若x>2或x<﹣2,则x2>4 D.若x≥2,或x≤﹣2,则x2≥4【解答】解:命题“若x2<4,则﹣2<x<2”的逆否命题是“若x≤﹣2,或x≥2,则x2≥4”;故选:D.3.(5分)已知平面α与平面β相交于直线l,l1在平面α内,l2在平面β内,若直线l1和l2是异面直线,则下列说法正确的是()A.l与都相交l1,l2 B.l至少与l1,l2中的一条相交C.l至多与l1,l2中的一条相交D.l与l1,l2都不相交【解答】解:A.l可以和l1,l2都相交,如下图:,∴该选项错误;B.“l至少与l1,l2中的一条相交”正确,假如l和l1,l2都不相交;∵l和l1,l2都共面;∴l和l1,l2都平行;∴l1∥l2,l1和l2共面,这样便不符合已知的l1和l2异面;∴该选项正确.C.l与l1,l2可以相交,如图:∴该选项错误;D.l可以和l1,l2中的一个平行,如上图,∴该选项错误;故选:B.4.(5分)若“p:x>a”是“q:x>1或x<﹣3”的充分不必要条件,则a的取值范围是()A.a≥1 B.a≤1 C.a≥﹣3 D.a≤﹣3【解答】解:∵“x>a”是“x>1或x<﹣3”的充分不必要条件,如图所示,∴a≥1,故选:A.5.(5分)设命题p:函数y=在定义域上是减函数;命题q:∀x∈R,都有x2+x+1>0,以下说法正确的是()A.p∨q为真B.p∧q为真C.p真q假D.p,q均为假【解答】解:命题p:函数y=在定义域上是减函数为假命题;命题q:∀x∈R,都有x2+x+1>0为真命题,故p∨q为真命题,p∧q为假命题;故选:A.6.(5分)设m、n是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,则下列命题中正确的是()A.若m∥n,m∥α,则n∥αB.若α⊥β,m∥α,则m⊥βC.若α⊥β,m⊥β,则m∥αD.若m⊥n,m⊥α,n⊥β,则α⊥β【解答】解:A选项不正确,因为n⊂α是可能的;B选项不正确,因为α⊥β,m∥α时,m∥β,m⊂β都是可能的;C选项不正确,因为α⊥β,m⊥β时,可能有m⊂α;D选项正确,可由面面垂直的判定定理证明其是正确的.故选:D.7.(5分)如图,AB为圆O的直径,点C在圆周上(异于点A,B),直线PA垂直于圆O所在的平面,点M,N分别为线段PB,BC的中点,有以下三个命题:①OC∩平面PAC;②MO∥平面PAC;③平面PAC∥平面MON,其中正确的命题是()A.①②B.①③C.②③D.①②③【解答】解:点M,N分别为线段PB,BC的中点,o为AB的中点,∴MO∥PA,ON∥AC,OM∩ON=O,∴MO∥平面PAC;平面PAC∥平面MON,②③故正确;故选:C.8.(5分)已知某个三棱锥的三视图如图所示,其中正视图是等边三角形,侧视图是直角三角形,俯视图是等腰直角三角形,则此三棱锥的体积等于()A.B.C.D.【解答】解:由三视图知几何体是一个侧面与底面垂直的三棱锥,底面是斜边上的高是1的直角三角形,则两条直角边是,斜边是2,∴底面的面积是=1,与底面垂直的侧面是一个边长为2的正三角形,∴三棱锥的高是,∴三棱锥的体积是故选:B.9.(5分)若圆锥的侧面展开图的圆心角为90°,半径为r,则该圆锥的全面积为()A.B.C.D.【解答】解:圆锥的侧面积为,侧面展开图的弧长为=,设圆锥的底面半径为r′,则2πr′=,∴r′=.∴圆锥的全面积S=+=.故选:D.10.(5分)如图所示,正方体的棱长为1,B'C∩BC'=O,则AO与A'C'所成角的度数为()A.30°B.45°C.60°D.90°【解答】解:∵A′C′∥AC,∴AO与A′C′所成的角就是∠OAC.∵OC⊥OB,AB⊥平面BB′CC′,∴OC⊥AB.又AB∩BO=B,∴OC⊥平面ABO.又OA⊂平面ABO,∴OC⊥OA.在Rt△AOC中,OC=,AC=,∴sin∠OAC=,∴∠OAC=30°.即AO与A′C′所成角的度数为30°.故选:A.11.(5分)如图,设AB为圆锥PO的底面直径,PA为母线,点C在底面圆周上,若PA=AB=2,AC=BC,则二面角P﹣AC﹣B大小的正切值是()A.B.C.D.【解答】解:取AC的中点D,连接OD,PD,则OD⊥AC,PD⊥AC,∴∠PDO是二面角P﹣AC﹣B的平面角.∵PA=AB=2,AC=BC,∴PO=,OD=,∴二面角P﹣AC﹣B大小的正切值是=,故选:B.12.(5分)三棱锥P﹣ABC的四个顶点都在球D的表面上,PA⊥平面ABC,AB ⊥BC,PA=3,AB=BC=2,则球O的表面积为()A.13πB.17πC.52πD.68π【解答】解:取PC的中点O,连结OA、OB∵PA⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,∴PA⊥BC,又∵AB⊥BC,PA∩AB=A,∴BC⊥平面PAB,∵PB⊂平面PAB,∴BC⊥PB,∵OB是Rt△PBC的斜边上的中线,OB=PC.同理可得:Rt△PAC中,OA=PC,∴OA=OB=OC=OP=PC,可得P、A、B、C四点在以O为球心的球面上.Rt△ABC中,AB=BC=2,可得AC=2,Rt△PAC中,PA=3,可得PC=.∴球O的半径R=,可得球O的表面积为S=4πR2=17π.故选:B.二、填空题(每题5分,满分20分,将答案填在答题纸上)13.(5分)已知=(2,﹣1,3),=(﹣4,2,x),=(1,﹣x,2),若(+)⊥,则实数x的值为﹣4.【解答】解:∵=(2,﹣1,3),=(﹣4,2,x),∴(+)=(﹣2,1,x+3),若(+)⊥,则﹣2﹣x+2(x+3)=0,解得:x=﹣4,故答案为:﹣4.14.(5分)若命题:“∃x∈R,kx2﹣kx﹣1≥0”是假命题,则实数k的取值范围是(﹣4,0] .【解答】解:若命题:“∃x∈R,kx2﹣kx﹣1≥0”是假命题,则命题:“∀x∈R,kx2﹣kx﹣1<0”是真命题,∴k=0,或,解得:k∈(﹣4,0],故答案为:(﹣4,0]15.(5分)已知△ABC为等腰直角三角形,斜边BC上的中线AD=2,将△ABC沿AD折成60°的二面角,连结BC,则三棱锥C﹣ABD的体积为.【解答】解:∵AD⊥BD,AD⊥DC,BD∩DC=C,∴AD⊥平面BCD,∵△BCD是正三角形,且边长为2,∴S=×2×=∴三棱锥C﹣ABD的体积V=×AD×S△BCD=×2×=∴三棱锥c﹣ABD的体积为:.故答案为:.16.(5分)如图是正方体的平面展开图,则在这个正方体中:①BM与ED平行;②CN与BE是异面直线;③CN与BM成60°角;④DM与BN是异面直线.以上四个命题中,正确命题的序号是③④.【解答】解:展开图复原的正方体如图,不难看出:①BM与ED平行;错误的,是异面直线;②CN与BE是异面直线,错误;是平行线;③CN与BM成60°;正确;④DM与BN是异面直线.正确判断正确的答案为③④故答案为:③④三、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分)已知命题p:关于x的不等式a x>1,(a>0,a≠1)的解集是{x|x <0},命题q:函数y=lg(x2﹣x+a)的定义域为R,若p∨q为真p∧q为假,求实数a的取值范围.【解答】解:命题p:0<a<1;命题q:函数y=lg(x2﹣x+a)的定义域为R,则:x2﹣x+a>0的解集为R;∴△=1﹣4a<0,a;若p∨q为真p∧q为假,则p,q一真一假;当p真q假时,0<a<1,且a≤,∴0;当p假q真时,a>1,且a,∴a>1;∴a的取值范围是.18.(12分)已知命题p:关于x的方程x2﹣ax+a+3=0有实数根,命题q:m﹣1≤a≤m+1.(Ⅰ)若¬p是真命题,求实数a的取值范围;(Ⅱ)若p是q的必要非充分条件,求实数m的取值范围.【解答】解:法一:(Ⅰ)当命题p是真命题时,满足△≥0则a2﹣4(a+3)≥0,解得a≤﹣2或a≥6;…(3分)∵¬p是真命题,则p是假命题即﹣2<a<6,∴实数a的取值范围是(﹣2,6).…(5分)(Ⅱ)∵p是q的必要非充分条件,则[m﹣1,m+1]⊊(﹣∞,﹣2]∪[6,+∞,即m+1≤﹣2或m﹣1≥6,…(8分)解得m≤﹣3或m≥7,∴实数m的取值范围是(﹣∞,﹣3]∪[7,+∞).…(10分)法二:(Ⅰ)命题¬p:关于x的方程x2﹣ax+a+3=0没有实数根∵¬p是真命题,则满足△<0即a2﹣4(a+3)<0…(3分)解得﹣2<a<6∴实数a的取值范围是(﹣2,6).…(5分)(Ⅱ)由(Ⅰ)可得当命题p是真命题时,实数a的取值范围是(﹣∞,﹣2]∪[6,+∞,∵p是q的必要非充分条件,则[m﹣1,m+1]是(﹣∞,﹣2]∪[6,+∞)的真子集即m+1≤﹣2或m﹣1≥6…(8分)解得m≤﹣3或m≥7,∴实数m的取值范围是(﹣∞,﹣3]∪[7,+∞).…(10分)19.(12分)如图,已知矩形ABCD所在平面外一点P,PA⊥平面ABCD,E、F 分别是AB,PC的中点.(1)求证:EF∥平面PAD;(2)求证:EF⊥CD;(3)若∠PDA=45°,求EF与平面ABCD所成的角的大小.【解答】解:(1)取PD中点Q,连AQ、QF,则AE∥QF∴四边形AEFQ为平行四边形∴EF∥AQ又∵AQ在平面PAD内,EF不在平面PAD内∴EF∥面PAD;(2)证明∵CD⊥AD,CD⊥PA,PA∩AD=APA在平面PAD内,AD在平面PAD内∴CD⊥面PAD又∵AQ在平面PAD同∴CD⊥AQ∵EF∥AQ∴CD⊥EF;(3)解∵∠PDA=45°∴△PAD为等腰直角三角形∴AQ⊥PD∴∠QAD=45°即AQ与平面ABCD所成角为45°又∵AQ∥EF∴EF与平面ABCD所成角45°.20.(12分)三棱柱ABC﹣A1B1C1中,CC1⊥平面ABC,△ABC是边长为4的等边三角形,D为AB边中点,且CC1=2AB.(1)求证:平面C1CD⊥平面ABC;(2)求证:AC1∥平面CDB1;(3)求三棱锥D﹣CAB1的体积.【解答】(1)证明:∵CC1⊥平面ABC,又CC1⊂平面C1CD,∴平面C1CD⊥平面ABC;(2)证明:连结BC1,交B1C于点O,连结DO.则O是BC1的中点,DO是△BAC1的中位线.∴DO∥AC1.∵DO⊂平面CDB1,AC1⊄平面CDB1,∴AC1∥平面CDB1;(3)解:∵CC1⊥平面ABC,BB1∥CC1,∴BB1⊥平面ABC.∴BB1为三棱锥D﹣CBB1的高.=.∴三棱锥D﹣CAB1的体积为.21.(12分)在单位正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,O是B1D1的中点,如图建立空间直角坐标系.(1)求证:B 1C∥平面ODC1;(2)求异面直线B1C与OD夹角的余弦值;(3)求直线B1C到平面ODC1的距离.【解答】(1)证明:设平面ODC 1的一个法向量为,由得,令y=1,则z=﹣1,x=1所以.又.从而所以B1C∥平面ODC1.(2)解:设、分别为直线B1C与OD的方向向量,则由,得cos<,>=.所以两异面直线B1C与OD的夹角θ的余弦值为.(3)由(1)知平面ODC 1的一个法向量为,又所以B1C到平面ODC1的距离.22.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,BC⊥PB,△BCD为等边三角形,PA=BD=,AB=AD,E为PC的中点.(1)求证:BC⊥AB;(2)求AB的长;(3)求平面BDE与平面ABP所成二面角的正弦值.【解答】证明:(1)连结AC,∵PA⊥底面ABCD,BC⊂平面ABCD,∴PA⊥BC,又∵BC⊥PB,PA∩PB=P,∴BC⊥平面PAB,∵AB⊂平面PAB,∴AB⊥BC.解:(2)由(1)知AB⊥BC,∵△BCD为等边三角形,∴∠ABD=30°,又AB=AD,,解得AB=1.(3)分别以BC,BA所在直线为x,y轴,过B且平行PA的直线为z轴,建立空间直角坐标系,,,,.由题意可知平面PAB的法向量,设平面BDE 的法向量为,则即,取x=3,得,,∴平面BDE与平面ABP 所成二面角的正弦值为.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:l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B2.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_________。