甘肃省民勤县第一中学2018_2019学年高一数学上学期第二次月考试题201901030252
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民勤一中2018-2019学年度第一学期第二次月考试卷高 一 数 学一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分)1.在空间四边形ABCD 的边AB ,BC ,CD ,DA 上分别取E 、F 、G 、H 四点,如果EF ,GH 交于一点P ,则( )A .P 一定在直线BD 上B .P 一定在直线AC 上C .P 一定在直线AC 或BD 上D .P 既不在直线AC 上,也不在直线BD 上2.如图,△O ′A ′B ′是水平放置的△OAB 的直观图,则△AOB 的面积是( )A .6B .3C .6D .12223.已知m ,n 是不同的直线,α,β是不重合的平面,则下列命题中正确的是( ) A .若m ∥α,m ∥n ,则n ∥αB .若m ⊥α,n ⊥α,则n ⊥m C .若m ⊥α,m ∥β,则α⊥β D .若α⊥β,m ⊂α,则m ⊥β4.矩形ABCD 中,AB =4,BC =3,沿AC 将矩形ABCD 折成一个直二面角B -AC -D ,则四面体ABCD 的外接球的体积为( ) A .π B .π C .π D .π125121259125612535.某人用如图所示的纸片,沿折痕折后粘成一个四棱锥形的“走马灯”,正方形做灯底,且有一个三角形面上写上了“年”字,当灯旋转时,正好看到“新年快乐”的字样,则在①、②、③处应依次写上( )A .快、新、乐B .乐、新、快C .新、乐、快D .乐、快、新6.已知α、β是两个平面,直线l ⊄α,l ⊄β,若以①l ⊥α;②l ∥β;③α⊥β中两个为条件,另一个为结论构成三个命题,则其中正确的命题有( ) A .①③⇒②;①②⇒③ B .①③⇒②;②③⇒① C .①②⇒③;②③⇒① D .①③⇒②;①②⇒③;②③⇒①7.如图所示,在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,M 、N 分别是BB 1、BC 的中点.则图中阴影部分在平面ADD 1A 1上的正投影为( )8.在四面体A BCD 中,棱AB ,AC ,AD 两两互相垂直,则顶点A 在底面BCD 上的投影H 为△BCD 的( )A .垂心B .重心C .外心D .内心9.一个正方体内接于一个球,过球心作一截面,如图所示,则截面的可能图形是( )A .①③④B .②③④C .①②④D .①②③10.如图,A 是平面BCD 外一点,E 、F 、G 分别是BD 、DC 、CA 的中点,设过这三点的平面为α,则在图中的6条直线AB 、AC 、AD 、BC 、CD 、DB 中,与平面α平行的直线有( ) A .0条 B .1条 C .2条D .3条 11.已知三棱柱ABC -A 1B 1C 1的侧棱与底面边长都相等,A 1在底面ABC 内的射影为△ABC 的中心O ,则AB 1与底面ABC 所成角的正弦值为( )A .B .C .D .1323332312.在正四面体(正四面体是各条棱都相等的三棱锥)P -ABC 中,D 、E 、F 分别是AB 、BC 、CA 的中点,下面四个结论中不成立的是( ) A .BC ∥面PDF B .DF ⊥面PAEC .面PDE ⊥面ABCD .面PAE ⊥面ABC二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.直线l 与平面α所成角为30°,l ∩α=A ,m ⊂α,A ∉m ,则m 与l 所成角的取值范围是________.14.点M 是线段AB 的中点,若点A 、B 到平面α的距离分别为4 cm 和6 cm ,则点M 到平面α的距离为________.15.如图所示,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 、N 分别是棱AA 1和AB 上的点,若∠B 1MN 是直角,则∠C 1MN 等于________. 16.如图所示,已知矩形ABCD 中,AB =3,BC =a ,若PA ⊥平面AC ,在BC 边上取点E ,使PE ⊥DE ,则满足条件的E 点有两个时,a 的取值范围是________.三、简答题(本大题共6小题,共70分)17、(本小题满分10分)已知正方体ABCD—A 1B 1C 1D 1,O 是底ABCD 对角线的交点.求证:(1)C 1O//面AB 1D 1;(2)C ⊥面AB 1D 1.1A D 1DC 1B 1A 1C18.(本小题满分12分)如图,在三棱锥P -ABC 中,D 、E 、F 分别为棱PC 、AC 、AB 的中点,已知PA ⊥AC ,PA =6,BC =8,DF =5. 求证:(1)直线PA ∥面DEF ;(2)平面BDE ⊥平面ABC .19.(本小题满分12分)多面体P ABCD 的直观图及三视图如图所示,其中正视图、侧视图是等腰直角三角形,俯视图是正方形,E 、F 、G 分别为PC 、PD 、BC 的中点.(1)求证:PA ∥平面EFG ; (2)求三棱锥P EFG 的体积.20、(本小题满分12分)已知△BCD 中,∠BCD =90°,BC =CD =1,AB ⊥平面BCD ,∠ADB =60°,E 、F 分别是AC 、AD 上的动点,且(01).AE AFAC ADλλ==<<(1)求证:不论λ为何值,总有平面BEF ⊥平面ABC ; (2)当λ为何值时,平面BEF ⊥平面ACD ?21.(本小题满分12分)如下图所示,在四棱锥P -ABCD 中,PA ⊥平面ABCD ,AB =4,BC =3,AD =5,∠DAB =∠ABC =90°,E 是CD 的中点.(1)求直线AD 与平面PAE 所成的角的余弦值;(2)若直线PB 与平面PAE 所成的角和PB 与平面ABCD 所成的角相等,求四棱锥P -ABCD 的体积.F EDBA C22.底面ABCD是矩形,已知AB=3,AD=2,PA=2,PD在四棱锥P-ABCD中,(本小题满分12分)如图,2=2,∠PAB=60°.(1)求异面直线PC与AD所成的角的正切值;(2)求二面角P-BD-A的正切值.高一数学答案一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案BDCCAAAAACBC二、填空题13. [30°,90°] 14.1cm 或5cm 15. 90° 16. a >6 三、简答题17、(本小题满分10分)已知正方体ABCD—A 1B 1C 1D 1,O 是底ABCD 对角线的交点.求证:(1)C1O//面AB1D1;(2 )C ⊥面AB1D1. 1A 证明:(1)连结,设 连结,是正方体 是平行四边形 且 又分别是的中点,且 是平行四边形 面,面 面 5分 (2)面 又, 同理可证,又面 10分18.(本小题满分12分如图,在三棱锥P -ABC 中,D 、E 、F 分别为棱PC 、AC 、AB 的中点,已知PA ⊥AC ,PA =6,BC =8,DF =5.求证:(1)直线PA ∥面DEF ; (2)平面BDE ⊥平面ABC .D 1ODBAC 1B 1A 1C[证明] (1)在△PAC 中,D 、E 分别为PC 、AC 中点, 则PA ∥DE ,PA ⊄面DEF ,DE ⊂面DEF , 因此PA ∥面DEF . 6分(2)△DEF 中,DE =PA =3,EF =BC =4,DF =5,1212∴DF 2=DE 2+EF 2,∴DE ⊥EF , 又PA ⊥AC ,∴DE ⊥AC .∴DE ⊥面ABC ,∴面BDE ⊥面ABC . 12分 19.(本小题满分12分)多面体P ABCD 的直观图及三视图如图所示,其中正视图、侧视图是等腰直角三角形,俯视图是正方形,E 、F 、G 分别为PC 、PD 、BC 的中点.(1)求证:PA ∥平面EFG ; (2)求三棱锥P EFG 的体积.解:(1)法一:如图,取AD 的中点H ,连结GH ,FH . ∵E ,F 分别为PC ,PD 的中点,∴EF ∥CD . ∵G 、H 分别为BC 、AD 的中点,∴GH ∥CD .∴EF ∥GH .∴E ,F ,H ,G 四点共面.∵F ,H 分别为DP 、DA 的中点,∴PA ∥FH . ∵PA ⊄平面EFG ,FH ⊂平面EFG , ∴PA ∥平面EFG .法二:∵E ,F ,G 分别为PC ,PD ,BC 的中点. ∴EF ∥CD ,EG ∥PB . ∵CD ∥AB , ∴EF ∥AB .∵PB ∩AB =B ,EF ∩EG =E , ∴平面EFG ∥平面PAB . ∵PA ⊂平面PAB ,∴PA ∥平面EFG . 6分 (2)由三视图可知,PD ⊥平面ABCD , 又∵GC ⊂平面ABCD , ∴GC ⊥PD .∵四边形ABCD 为正方形, ∴GC ⊥CD .∵PD ∩CD =D , ∴GC ⊥平面PCD .∵PF =PD =1,EF =CD =1,1212∴S △PEF =EF ·PF =.1212∵GC =BC =1,12∴V P -EFG =V G -PEF =S △PEF ·GC =××1=. 12分1313121620、(本小题满分12分)已知△BCD 中,∠BCD =90°,BC =CD =1,AB ⊥平面BCD ,∠ADB =60°,E 、F 分别是AC 、AD 上的动点,且(01).AE AFAC ADλλ==<< (Ⅰ)求证:不论λ为何值,总有平面BEF ⊥平面ABC ; (Ⅱ)当λ为何值时,平面BEF ⊥平面ACD ?21.(本小题满分12分)如下图所示,在四棱锥P -ABCD 中,FEDBACPA ⊥平面ABCD ,AB =4,BC =3,AD =5,∠DAB =∠ABC =90°,E 是CD 的中点.(1) )求直线AD 与平面PAE 所成的角的余弦值;(2)若直线PB 与平面PAE 所成的角和PB 与平面ABCD 所成的角相等,求四棱锥P -ABCD 的体积.[解析] (1)解:如下图所示,连接AC ,由AB =4,BC =3,∠ABC =90°,得AC =5. 又AD =5,E 是CD 的中点,所以CD ⊥AE .∵PA ⊥平面ABCD ,CD ⊂平面ABCD ,所以PA ⊥CD . 而PA ,AE 是平面PAE 内的两条相交直线,所以CD ⊥平面PAE .则∠DAE 为直线PB 与平面P AE 所成的角,由AB =4,BC =3,∠ABC =90°,得DC =2,DE=, 55则cos ∠DAE=2/5.5即直线AD 与平面PAE 所成的角的余弦值为2/5. 6分 5(2)过点B 作BG ∥CD ,分别与AE ,AD 相交于F ,G ,连接PF .由(1)CD ⊥平面PAE 知,BG ⊥平面PAE .于是∠BPF 为直线PB 与平面PAE 所成的角,且BG ⊥AE .由PA ⊥平面ABCD 知,∠PBA 为直线PB 与平面ABCD 所成的角. 由题意,知∠PBA =∠BPF , 因为sin ∠PBA =,sin ∠BPF =,所以PA =BF . PA PB BFPB由∠DAB =∠ABC =90°知,AD ∥BC ,又BG ∥CD ,所以四边形BCDG 是平行四边形,故GD =BC =3.于是AG =2.在Rt △BAG 中,AB =4,AG =2,BG ⊥AF ,所以BG ==2,BF ===.于是PA =BF =.AB 2+AG 25AB 2BG 1625855855又梯形ABCD 的面积为S =×(5+3)×4=16,所以四棱锥P -ABCD 的体积为12V =×S ×PA =×16×=. 12分 131********1522.(本小题满分12分)如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是矩形,已知AB =3,AD =2,PA =2,PD =2,∠PAB =60°.2(1)求异面直线PC 与AD 所成的角的正切值; (2) 求二面角P -BD -A 的正切值.[解析] (1)证明:在△PAD 中,∵PA =2,AD =2,PD =2, 2∴PA 2+AD 2=PD 2,∴AD ⊥PA .在矩形ABCD 中,AD ⊥AB . ∵PA ∩AB =A ,∴AD ⊥平面PAB .∵BC ∥AD ,∴∠PCB 是异面直线PC 与AD 所成的角. 在△PAB 中,由余弦定理得PB ==.PA 2+AB 2-2PA ·AB ·cos ∠PAB 7由(1)知AD ⊥平面PAB ,PB ⊂平面PAB , ∴AD ⊥PB ,∴BC ⊥PB , 则△PBC 是直角三角形,故tan ∠PCB ==.PB BC 72∴异面直线PC 与AD 所成的角的正切值为. 6分 72(2) )过点P 作PH ⊥AB 于点H ,过点H 作HE ⊥BD 于点E ,连结PE . ∵AD ⊥平面PAB ,PH ⊂平面ABCD ,∴AD ⊥PH . 又∵AD ∩AB =A ,∴PH ⊥平面ABCD . 又∵PH ⊂平面PHE ,∴平面PHE ⊥平面ABCD . 又∵平面PHE ∩平面ABCD =HE ,BD ⊥HE , ∴BD ⊥平面PHE .而PE ⊂平面PHE ,∴BD ⊥PE ,故∠PEH 是二面角P -BD -A 的平面角. 由题设可得,PH =PA ·sin60°=,3AH =PA ·cos60°=1,BH =AB -AH =2,BD ==,HE =·BH =.AB 2+AD 213ADBD 413∴在Rt △PHE 中,tan ∠PEH ==. PH HE 394∴二面角P -BD -A 的正切值为. 12分 394。