2016-2017年湖北省仙桃中学高二(上)期中数学试卷和答案

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2016-2017学年湖北省仙桃中学高二(上)期中数学试卷一、选择题1.(5分)设l,m是两条不同的直线,α是一个平面,则下列命题正确的是()A.若l⊥m,m⊂α,则l⊥αB.若l⊥α,l∥m,则m⊥αC.若l∥α,m⊂α,则l∥m D.若l∥α,m∥α,则l∥m2.(5分)已知直线3x+4y﹣3=0与直线6x+my+14=0平行,则它们之间的距离是()A.B.C.8 D.23.(5分)圆心为(1,1)且过原点的圆的标准方程是()A.(x﹣1)2+(y﹣1)2=1 B.(x+1)2+(y+1)2=1 C.(x+1)2+(y+1)2=2 D.(x﹣1)2+(y﹣1)2=24.(5分)正三棱柱的底面边长为,侧棱长为2,且三棱柱的顶点都在同一球面上,则该球的表面积为()A.4πB.8πC.12πD.16π5.(5分)过点A(1,2)且与原点距离最大的直线方程为()A.2x+y﹣4=0 B.x+2y﹣5=0 C.x+3y﹣7=0 D.3x+y﹣5=06.(5分)已知圆T:(x﹣4)2+(y﹣3)2=25,过圆T内定点P(2,1)作两条相互垂直的弦AC和BD,那么四边形ABCD面积最大值为()A.21 B.21C.D.427.(5分)已知点M(a,b)在圆O:x2+y2=1外,则直线ax+by=1与圆O的位置关系是()A.相切B.相交C.相离D.不确定8.(5分)如图,一个简单空间几何体的三视图中,其正视图与侧视图都是边长为2的正三角形,俯视图轮廓为正方形,则其侧面积是()A.12 B.8 C.4 D.9.(5分)有如下三个命题:①分别在两个平面内的两条直线一定是异面直线;②垂直于同一个平面的两条直线是平行直线;③过平面α的一条斜线有一个平面与平面α垂直.其中正确命题的个数为()A.0 B.1 C.2 D.310.(5分)点E,F,G,H分别为空间四边形ABCD中AB,BC,CD,AD的中点,若AC=BD,且AC与BD成90°,则四边形EFGH是()A.菱形B.梯形C.正方形D.空间四边形11.(5分)一个圆柱的侧面展开图是一个正方形,这个圆柱的全面积与侧面积的比是()A.B.C.D.12.(5分)现要制作一个圆锥形漏斗,其母线长为t,要使其体积最大,其高为()A..B..C...D..二、填空题13.(5分)过点A(3,2)且与直线2x﹣y+1=0平行的直线方程是.14.(5分)在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,二面角C1﹣BD﹣C的正切值等于.15.(5分)在正三棱锥S﹣ABC中,侧棱SC⊥侧面SAB,侧棱SC=,则此正三棱锥的外接球的表面积为.16.(5分)如图所示,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1⊥底面A1B1C1,底面为直角三角形,∠ACB=90°,AC=2,BC=1,CC1=,P是BC1上一动点,则A1P+PC的最小值是.三、解答题17.(10分)已知空间四边形ABCD的两条对角线的长AC=6,BD=8,AC与BD 所成的角为30o,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA的中点,求四边形EFGH 的面积.18.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,AD∥BC,BC=2AD,PB⊥AC,Q是线段PB的中点.(Ⅰ)求证:AB⊥平面PAC;(Ⅱ)求证:AQ∥平面PCD.19.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCED中,PD⊥面ABCD,四边形ABCD为平行四边形,∠DAB=60°,AB=PA=2AD=4,(1)若E为PC中点,求证:PA∥平面BDE(2)求三棱锥D﹣BCP的体积.20.(12分)已知两点A(2,3)、B(4,1),直线l:x+2y﹣2=0,在直线l上求一点P.(1)使|PA|+|PB|最小;(2)使|PA|﹣|PB|最大.21.(12分)已知过原点的动直线l与圆C1:x2+y2﹣6x+5=0相交于不同的两点A,B.(1)求圆C1的圆心坐标;(2)求线段AB 的中点M的轨迹C的方程;(3)是否存在实数k,使得直线L:y=k(x﹣4)与曲线C只有一个交点?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.22.(12分)在平面直角坐标系xOy中,已知圆C:x2+y2=4和直线l:x=4,M为l上一动点,A1,A2为圆C与x轴的两个交点,直线MA1,MA2与圆C的另一个交点分别为P、Q.(1)若M点的坐标为(4,2),求直线PQ方程;(2)求证直线PQ过定点,并求出此定点的坐标.2016-2017学年湖北省仙桃中学高二(上)期中数学试卷参考答案与试题解析一、选择题1.(5分)设l,m是两条不同的直线,α是一个平面,则下列命题正确的是()A.若l⊥m,m⊂α,则l⊥αB.若l⊥α,l∥m,则m⊥αC.若l∥α,m⊂α,则l∥m D.若l∥α,m∥α,则l∥m【解答】解:A,根据线面垂直的判定定理,要垂直平面内两条相交直线才行,不正确;C:l∥α,m⊂α,则l∥m或两线异面,故不正确.D:平行于同一平面的两直线可能平行,异面,相交,不正确.B:由线面垂直的性质可知:平行线中的一条垂直于这个平面则另一条也垂直这个平面.故正确.故选:B.2.(5分)已知直线3x+4y﹣3=0与直线6x+my+14=0平行,则它们之间的距离是()A.B.C.8 D.2【解答】解:∵直线3x+4y﹣3=0与直线6x+my+14=0平行,∴=≠,∴m=8,故直线6x+my+14=0 即3x+4y+7=0,故两平行直线间的距离为=2,故选:D.3.(5分)圆心为(1,1)且过原点的圆的标准方程是()A.(x﹣1)2+(y﹣1)2=1 B.(x+1)2+(y+1)2=1 C.(x+1)2+(y+1)2=2 D.(x﹣1)2+(y﹣1)2=2【解答】解:由题意知圆半径r=,∴圆的方程为(x﹣1)2+(y﹣1)2=2.故选:D.4.(5分)正三棱柱的底面边长为,侧棱长为2,且三棱柱的顶点都在同一球面上,则该球的表面积为()A.4πB.8πC.12πD.16π【解答】解:设三棱柱ABC﹣A′B′C′的上、下底面的中心分别为O、O′,根据图形的对称性,可得外接球的球心在线段OO′中点O1,∵OA=AB=1,OO1=AA′=1∴O1A=因此,正三棱柱的外接球半径R=,可得该球的表面积为S=4πR2=8π故选:B.5.(5分)过点A(1,2)且与原点距离最大的直线方程为()A.2x+y﹣4=0 B.x+2y﹣5=0 C.x+3y﹣7=0 D.3x+y﹣5=0【解答】解:根据题意得,当与直线OA垂直时距离最大,因直线OA的斜率为2,所以所求直线斜率为﹣,所以由点斜式方程得:y﹣2=﹣(x﹣1),化简得:x+2y﹣5=0,故选:B.6.(5分)已知圆T:(x﹣4)2+(y﹣3)2=25,过圆T内定点P(2,1)作两条相互垂直的弦AC和BD,那么四边形ABCD面积最大值为()A.21 B.21C.D.42【解答】解:设圆心T(O)到AC、BD的距离分别为d1,d2.则d12+d22=TP2=OP2=8..四边形ABCD的面积为:S=×|AC|×|BD|=×2×2=2≤50﹣(d12+d22)=42.当且仅当d12=d22时取等号,故选:D.7.(5分)已知点M(a,b)在圆O:x2+y2=1外,则直线ax+by=1与圆O的位置关系是()A.相切B.相交C.相离D.不确定【解答】解:∵M(a,b)在圆x2+y2=1外,∴a2+b2>1,∴圆O(0,0)到直线ax+by=1的距离d=<1=r,则直线与圆的位置关系是相交.故选:B.8.(5分)如图,一个简单空间几何体的三视图中,其正视图与侧视图都是边长为2的正三角形,俯视图轮廓为正方形,则其侧面积是()A.12 B.8 C.4 D.【解答】解:由已知中几何体的三视图中,正视图与侧视图都是边长为2的正三角形,俯视图轮廓为正方形可得这个几何体是一个正四棱椎且底面的棱长为2,棱锥的高为,其侧高为2则棱锥的侧面积S=4××2×2=8故选:B.9.(5分)有如下三个命题:①分别在两个平面内的两条直线一定是异面直线;②垂直于同一个平面的两条直线是平行直线;③过平面α的一条斜线有一个平面与平面α垂直.其中正确命题的个数为()A.0 B.1 C.2 D.3【解答】解:①分别在两个平行平面中的两条直线一定是异面直线,故①错误.②此命题是直线与平面垂直的性质定理,故②正确.③可过斜线与平面α的交点作一条垂直于平面α的直线,则斜线与垂线所确定的平面即与平面α垂直,这样的平面有且只有一个.故③正确.∴②③正确.故选:C.10.(5分)点E,F,G,H分别为空间四边形ABCD中AB,BC,CD,AD的中点,若AC=BD,且AC与BD成90°,则四边形EFGH是()A.菱形B.梯形C.正方形D.空间四边形【解答】解:因为EH是△ABD的中位线,所以EH∥BD,且EH=BD同理FG∥BD,EF∥AC,且FG=BD,EF=AC.所以EH∥FG,且EH=FG∵AC=BD,所以四边形EFGH为菱形.∵AC与BD成900∴菱形是一个正方形,故选:C.11.(5分)一个圆柱的侧面展开图是一个正方形,这个圆柱的全面积与侧面积的比是()A.B.C.D.【解答】解:设圆柱底面积半径为r,则高为2πr,全面积:侧面积=[(2πr)2+2πr2]:(2πr)2=.故选:A.12.(5分)现要制作一个圆锥形漏斗,其母线长为t,要使其体积最大,其高为()A..B..C...D..【解答】解:设圆锥形漏斗的高为h,则圆锥的底面半径为,(0<h<t)则圆锥的体积V=•π(t2﹣h2)•h=﹣h3+h则V′=﹣πh2+,令V′=0则h=±t∵0<h<t∴当高h=t时,圆锥的体积取最大值,故选:B.二、填空题13.(5分)过点A(3,2)且与直线2x﹣y+1=0平行的直线方程是2x﹣y﹣4=0.【解答】解:设过点A(3,2)且与直线2x﹣y+1=0平行的直线方程是2x﹣y+m=0,把A(3,2)代入方程得6﹣2+m=0,∴m=﹣4,故所求的直线方程为2x﹣y﹣4=0,故答案为:2x﹣y﹣4=0.14.(5分)在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,二面角C1﹣BD﹣C的正切值等于.【解答】解:设正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为a,则,CD=BC=CC 1=a,取BD的中点O,连接OC1,OC,则∠COC1就是二面角C1﹣BD﹣C的平面角,∵CO==,∴tan∠COC1==.故答案为:.15.(5分)在正三棱锥S﹣ABC中,侧棱SC⊥侧面SAB,侧棱SC=,则此正三棱锥的外接球的表面积为36π.【解答】解:∵三棱锥S﹣ABC正棱锥且侧棱SC⊥侧面SAB,∴∠ASB=∠BSC=∠ASC=90°,将此三棱锥补成正方体,则它们有相同的外接球,∴2R=2 ,∴R=3,∴S=4πR2=4π•(3)2=36π,故答案为:36π.16.(5分)如图所示,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1⊥底面A1B1C1,底面为直角三角形,∠ACB=90°,AC=2,BC=1,CC1=,P是BC1上一动点,则A1P+PC的最小值是.【解答】解:连A1B,沿BC1将△CBC1展开与△A1BC1在同一个平面内,如图所示,连A1C,则A1C的长度就是所求的最小值.在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1⊥底面A1B1C1,底面为直角三角形,∠ACB=90°,AC=2,BC=1,CC1=,∴BC1=2,A1C1=2,A1B=2,BC=1,CC1=,即∠A1C1B=90°,∠CC1B=30°,∴∠A1C1C=90°+30°=120°,由余弦定理可求得A1C2==,∴A1P+PC的最小值是,故答案为:.三、解答题17.(10分)已知空间四边形ABCD的两条对角线的长AC=6,BD=8,AC与BD 所成的角为30o,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA的中点,求四边形EFGH 的面积.【解答】解:∵AC∥EF,BD∥FG,∴EF与FG所成的角即为AC、BD所成的角,∴∠EFG(或其补角)=30°,S EFGH =EF×FG×sin∠EFG=AC×BD×sin30°,即.18.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,AD∥BC,BC=2AD,PB⊥AC,Q是线段PB的中点.(Ⅰ)求证:AB⊥平面PAC;(Ⅱ)求证:AQ∥平面PCD.【解答】证明:(Ⅰ)∵PA⊥平面ABCD,AC,AB⊂平面ABCD,∴PA⊥AC,PA⊥AB,∵PB⊥AC,AP⊥AC,PA,PB⊂平面PAB,PA∩PB=P,∴AC⊥平面PAB,∵AB⊂平面PAB,∴AC⊥AB,PA⊥AB,PA,AC⊂平面PAC,PA∩AC=A;∴AB⊥平面PAC.(Ⅱ)取PC中点E,连结QE,ED,∵Q是线段PB的中点,E是PC的中点,∴QE∥BC,BC=2AD,∴QE∥AD,QE=AD,∴四边形AQED是平行四边形,∴AQ∥DE,∵AQ∥ED,ED⊂平面PCD,∴AQ∥平面PCD.19.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCED中,PD⊥面ABCD,四边形ABCD为平行四边形,∠DAB=60°,AB=PA=2AD=4,(1)若E为PC中点,求证:PA∥平面BDE(2)求三棱锥D﹣BCP的体积.【解答】(1)证明:连结AC,BD,交于点O,∵四边形ABCD为平行四边形,∴O是AC中点,∵E是PC中点,∴OE∥AP,又AP⊄平面BDE,OE⊂平面BDE,∴PA∥平面BDE.==2,(2)解:∵S△BDCPD==2,∴==4.20.(12分)已知两点A(2,3)、B(4,1),直线l:x+2y﹣2=0,在直线l上求一点P.(1)使|PA|+|PB|最小;(2)使|PA|﹣|PB|最大.【解答】解:(1)可判断A、B在直线l的同侧,设A点关于l的对称点A1的坐标为(x1,y1).则有+2•﹣2=0,•(﹣)=﹣1.解得x1=﹣,y1=﹣.由两点式求得直线A1B的方程为y=(x﹣4)+1,直线A1B与l的交点可求得为P(,﹣).由平面几何知识可知|PA|+|PB|最小.(2)由两点式求得直线AB的方程为y﹣1=﹣(x﹣4),即x+y﹣5=0.直线AB与l的交点可求得为P(8,﹣3),它使|PA|﹣|PB|最大.21.(12分)已知过原点的动直线l与圆C1:x2+y2﹣6x+5=0相交于不同的两点A,B.(1)求圆C1的圆心坐标;(2)求线段AB 的中点M的轨迹C的方程;(3)是否存在实数k,使得直线L:y=k(x﹣4)与曲线C只有一个交点?若存在,求出k的取值范围;若不存在,说明理由.【解答】解:(1)∵圆C1:x2+y2﹣6x+5=0,整理,得其标准方程为:(x﹣3)2+y2=4,∴圆C1的圆心坐标为(3,0);(2)设当直线l的方程为y=kx、A(x1,y1)、B(x2,y2),联立方程组,消去y可得:(1+k2)x2﹣6x+5=0,由△=36﹣4(1+k2)×5>0,可得k2<由韦达定理,可得x1+x2=,∴线段AB的中点M的轨迹C的参数方程为,其中﹣<k<,∴线段AB的中点M的轨迹C的方程为:(x﹣)2+y2=,其中<x≤3;(3)结论:当k∈(﹣,)∪{﹣,}时,直线L:y=k(x﹣4)与曲线C只有一个交点.理由如下:联立方程组,消去y,可得:(1+k2)x2﹣(3+8k2)x+16k2=0,令△=(3+8k2)2﹣4(1+k2)•16k2=0,解得k=±,又∵轨迹C的端点(,±)与点(4,0)决定的直线斜率为±,∴当直线L:y=k(x﹣4)与曲线C只有一个交点时,k的取值范围为[﹣,]∪{﹣,}.22.(12分)在平面直角坐标系xOy中,已知圆C:x2+y2=4和直线l:x=4,M为l上一动点,A1,A2为圆C与x轴的两个交点,直线MA1,MA2与圆C的另一个交点分别为P、Q.(1)若M点的坐标为(4,2),求直线PQ方程;(2)求证直线PQ过定点,并求出此定点的坐标.【解答】(1)解:当M(4,2),则A1(﹣2,0),A2(2,0).直线MA1的方程:x﹣3y+2=0,解得.直线MA2的方程:x﹣y﹣2=0,解得Q(0,﹣2),由两点式可得直线PQ的方程为2x﹣y﹣2=0;(2)证明:设M(4,t),则直线MA1的方程:,直线MA2的方程:由得由得当时,,则直线PQ:化简得,恒过定点(1,0)当时,,直线PQ:x=1,恒过定点(1,0)故直线PQ过定点(1,0).…(12分)。