清远市2014-2015学年高二上学期期末教学质量检测(理)数学试题及答案

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广东省清远市2014-2015学年高二上学期期末教学质量检测数学(理)试卷一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40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、已知全集{}U 1,2,3,4,5,6=,集合{}1,3,5A =,{}1,2B =,则()UAB =ð( )A .∅B .{}5C .{}3D .{}3,5 2、直线30x y +-=的倾斜角是( )A .30B .45C .135D .150 3、用一个平面去截一个几何体,得到的截面是圆面,这个几何体不可能是( ) A .棱锥 B .圆柱 C .球 D .圆锥4、圆()(2221x y r -+=(0r >)经过原点的充要条件是( )A .1r =B .2r =C .3r =D .4r = 5、在直三棱柱111C C AB -A B 中,若C a A =,C b B =,1CC c =,则1A B =( ) A .a b c +- B .a b c -+ C .a b c -+- D .a b c -++ 6、“0x >”是“11x -<”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件7、已知命题:p 平行于同一直线的两个平面平行,命题:q 垂直于同一平面的两条直线平行,那么( )A .p 或q 是假命题B .p 且q 是真命题C .p ⌝或q 是假命题D .p ⌝且q 是真命题8、已知椭圆C )1F 、()2F ,椭圆C 上位于第一象限的一点P ,且满足12F F P ⊥P ,则21F F P -P 的值为( )A .1B .2C .3D .4 二、填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分.)9、抛物线24x y =-的焦点坐标是 ,准线方程是 .10、命题“R x ∀∈,20x ≥”的否定是 .11、如图,正方体1111CD C D AB -A B 中,直线1AB 与1C B 所成角为 .12、双曲线22221x y a b-=(0a >,0b >)的左、右顶点分别是A 、B ,左、右焦点分别是1F 、2F ,若1F A ,AB ,2F A 成等差数列,则此双曲线的离心率为 .13、如右图,一个简单空间几何体的三视图其正视图与侧视图是边长为2的正三角形、俯视图轮廓为正方形,则该几何体的表面积是 .14、椭圆2249144x y +=内有一点()3,2P ,过点P 的弦恰好以P 为中点,那么这条弦所在直线的斜率为 .三、解答题(本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)15、(本小题满分12分)已知:p 5215x -≤-≤,:q ()()32320x m x m +---≤(0m >),若p ⌝是q ⌝的充分不必要条件,求正实数m 的取值范围.16、(本小题满分12分)已知函数()222sin f x x x =-.若点(1,P 在角α的终边上.()1求sin α;()2求()f α的值.17、(本小题满分14分)如图,在直三棱柱111C C AB -A B (侧棱垂直于底面)中,C B ⊥AB ,且12AA =AB =.()1求证:1AB ⊥平面1C A B ;()2当C 2B =时,求直线C A 与平面1C A B 所成的角.18、(本小题满分14分)已知圆C 过原点,圆心在射线2y x =(0x >()1求圆C 的方程;()2若M 为直线:m 250x y ++=上的一动点,N 为圆C 上的动点,求MN 的最小值以及MN 取最小值时M 点的坐标.19、(本小题满分14分)如图,在多面体CD F AB E 中,四边形CD AB 为菱形,C 60∠AB =,C E ⊥面CD AB ,F A ⊥面CD AB ,G 为F B 的中点,若GE ⊥面F AB ,2AB =.()1求证:G//E 面CD AB ;()2若F A =AB ,求二面角F D B -E -的余弦值.20、(本小题满分14分)已知椭圆C :22221x y a b +=(0a b >>,长轴端()1求椭圆C 的方程;()2设过点()D 0,4的直线l 与椭圆C 交于E ,F 两点,O 为坐标原点,若F ∆OE 为直角三角形,求直线l 的斜率.清远市2014-2015学年度第一学期期末教学质量检测高二理科数学试卷参考答案一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分。

二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分9.()0,1- 1y = (第一空3分,第二空2分) 10.R x ∃∈,20x < 11.60 12.2 13.12 14.23-三、解答题:本大题共6小题,共80分,解答须写出文字说明、证明过程或演算步骤。

15.解:解不等式可求得:p :-2≤x ≤3,…………………2分 q :2-3m ≤x ≤2+3m (m >0).…………………4分解法一:则 ⌝p :A ={x ∣x <-2或x >3},⌝q :B ={x ∣x <2-3m 或x >2+3m ,m >0} …… 6分由已知 ⌝p ⇒⌝q , ⌝q 不能推出 ⌝p , 得A B . …………………8分 从而 310.0,332,232≤<⇒⎪⎩⎪⎨⎧>≤+-≥-m m m m .…………………11分(得到不等式组得2分)经验证(...上述不等式组中等号不能同时成立), ∴为所求实数m 的取值范围是}310|{≤<x x .12分解法二:解不等式可求得:p :A={x|-2≤x ≤3},…………………2分 q :B={x|2-3m ≤x ≤2+3m } (m >0).…………………4分⌝p 是⌝q 的充分而不必要条件,即q 是p的充分而不必要条件(或者p 是q 的必要而不充分条件)…… 6分由已知 q ⇒p , p 不能推出q , 得B .A…………………8分 310.0,332,232≤<⇒⎪⎩⎪⎨⎧>≤+-≥-m m m m …………………11分(得到不等式组得2分)经验证(...上述不等式组中等号不能同时成立), ∴为所求实数m的取值范围是}310|{≤<x x .12分16.解:(1)因为点(1,P 在角α的终边上,|PO|=2,……2分 所以||sin OP y =α …………4分 sin α=,…………5分(没有过程扣1分)(2)由(1)得1cos 2α=…………7分 由已知得22()22sin cos 2sin f αααααα=-=- ……10分,21()2()3222=⨯-⨯--=-. ………………12分 17、解法一(1)证明:∵在直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中, ∴A 1A ⊥面ABC ,……..(1分),ABC BC 面⊂ ∴A 1A ⊥BC ……..(2分)又 BC ⊥AB …..(3分),A AA AB =⋂1∴B B AA BC 11平面⊥,(4分)A ABB AB 11面⊂∴BC ⊥AB 1,(5分)∵四边形A 1ABB 1是正方形 ∴B A AB 11⊥……..(6分) 又∵B B A BC =⋂1,BC A AB 11平面⊥ ……..(7分)(2)解法一:设O B A AB =11 ,连结CO …………(8分), ∵11ABB A BC 平面⊥ .则ACO ∠就是直线AC 与平面A 1BC 所成的角θ…… (10分) ∵BC=2,2211==AB AO ;ACAO ACO ==∠θsin sin ……..(11分) ∴2,22===AO AC ……..(12分)在Rt △AOC 中, 21sin =θ,∴ θ=6π…..(13分) ∴BC 的长为2时,直线AC 与平面A 1BC 所成的角为6π.……..(14分) (2)解法二:由(1)知以B 为原点建立如图所示坐标系B-xyz ,………(8分), 设BC=x ,则B(0,0,0),A(0,2,0),C(2,0,0)1A (0,2,2),……(10分), 由(1)知BC A AB 11平面⊥,……(11分), 1B (0,0,2) ,1AB =(0,-2,2),……(12分), ∵直线AC 与平面A 1BC 所成的角为θ,∴,21,cos sin 1=><=AB AC θ……(13分) 即BC 的长为2时,直线AC 与平面A 1BC 所成的角为6π.........(14分) 解法二:(1)∵在直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,∴A 1A ⊥面ABC ,........(1分), 又∵BC ⊥AB ,所以可建立如图所示的直角坐标系B-xyz ,则B (0,0,0),A (0,2,0),C(X,0,0) A 1(0,2,2),B 1(0,0,2).. (4)),0)220()220(11=⋅-=⋅,,,,BA AB ……..(5分), ∴B A AB 11⊥……..(6分)0)00()220(1=⋅-=⋅,,,,x AB ……..(7分),∴BC ⊥AB 1,(8分)又∵B B A BC =⋂1,BC A AB 11平面⊥ ……..(9分) (2)BC=2,由(1)知C(2,0,0) …………(10分), 由(1)知BC A AB 11平面⊥,……(11分), 1B (0,0,2) ,1AB =(0,-2,2),……(12分), ∵直线AC 与平面A 1BC 所成的角为θ,∴,21,cos sin 1=><=AB AC θ……(13分)即BC 的长为2时,直线AC 与平面A 1BC 所成的角为6π.……..(14分) (说明:求法向量2分)18.解:(1)设圆C 的方程为:()()222r b y a x =-+-……………………..(1分)由题意知:⎪⎩⎪⎨⎧>=+=05222a b a a b …………..(4分)解得2,1==b a ……………………..(6分)∴圆C 的方程为:()()52122=-+-y x ……………………..(7分)(2)由图像可知线段MN 的延长线经过圆C 的圆心,且与直线m 垂直时|MN|的最小, ……(8分)∴直线MN :)1(22-=-x y ,……(9分)∵MN ⋂m =M ,∴联立⎩⎨⎧=-=++02052y x y x 得M (-1,-2)……(11分)解法一:设圆心C 到直线m 的距离为d,则d=5|541|++=52…...…(12分) ∴|MN|的最小值为d-r=5……………………..(13分)∴|MN|的最小值为5,此时M 的坐标(-1,-2)……………..(14分)解法二:∴|MN|的最小值为=|CM|-r=52-5=5………………..(13分) ∴|MN|的最小值为5,此时M 的坐标(-1,-2)……………..(14分)19.解:解法一((1)不建系):(1)(解法一)取AB 的中点M ,连结GM,MC ,G 为BF 的中点,∴GM //FA, …………1分又EC ⊥面ABCD, FA ⊥面ABCD,∴CE//AF,……2分 ∴CE//GM, 且GM ⊥ 面ABCD,………………3分 ∴四边形CEGM 为平面四边形.………………4分又因为MC ⊂面ABCD ,∴GM ⊥MC ,………………5分∵EG ⊥面ABCD ,又∵ GM ⊂面ABF ,∴GE ⊥MG ,∴EG ∥CM ,………………6分 又因为MC ⊂面ABCD ,EG ⊄面ABCD , ∴ EG ∥面ABCD ………………7分 (解法二)∵ABCD 为菱形,∠ABC=60°,∴△ABC 为正三角形, …………1分 又∵M 是AB 的中点, ∴MC ⊥AB , …………2分又∵FA ⊥面ABCD , MC ⊂面ABCD ,∴FA ⊥MC ,…………3分 AB∩FA=A ,∴MC ⊥面ABF ,…………4分 已知EG ⊥面ABF ,∴MC ∥EG …………5分又因为MC ⊂面ABCD ,EG ⊄面ABCD , ∴ EG ∥面ABCD ………………7分(2)(解法一)由题意知 △FAB ≌△FAD , ∴FB=FD=22…………1分同理△FAB ≌△FAD ,,EB=ED=5,…………2分 ∴△FEB ≌△FED,…………3分, 过B 作BH ⊥FE ,连HD ,则DH ⊥FE,…………4分,∴∠BHD 为所求角的平面角…5分, 在直角梯形FACE 中,FE=5,根据面积相等FE BH EG FB ⋅=⋅得5302=BH …6分, 在△BHD 中,根据余弦定理得COS ∠BHD=41-,∴为所求角的余弦值为41- ………7分 (解法二)建立如图所示的坐标系,∵AB=2,AF=AB,由(1)知四边形GMCE 为矩形.则B (0,0,3)E(0,1,1) F (0,-1,2)=(0,-2,1) , =(3,-1,-1), =(3,1, 1),………………10分设平面BEF 的法向量1n =(z y x ,,)则⎩⎨⎧=--=+-0302z y x z y 令1=y ,则3,2==x z , ∴1n =(2,1,3)…………………12分 同理,可求平面DEF 的法向量2n =(-2,1,3)………13分设所求二面角的平面角为θ,则 θc o s=41-.…………………14分 解法二((1)、(2)均建系):(1)建立如图所示的坐标系,因为AB=2,设AF=b ,则A (0,-1,0),B (0,0,3), F (0,-1,b ),G(2,2123b-,),E (0,1,c) ……3分 ∵EG ⊥面ABF ,∴AF EG AB EG ⊥⊥,, ……4分∴ ⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅00 ……5分 ∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅--=-⋅--0),0,0()2,23,23(0),1,3()2,23,23(b c b b c b解得b=2c.…7分∴)02323(,,-=,∴0=⋅AF EG , ……8分 由已知FA ⊥面ABCD, EG ⊄平面ABCD 上,∴EG ∥平面ABCD ……9分(2)∵AF=AB ,则E(0,1,1) F (0,-1,2)=(0,-2,1) , =(3,-1,-1), =(3,1, 1),………………10分 设平面BEF 的法向量1n =(z y x ,,)则⎩⎨⎧=--=+-0302z y x z y 令1=y ,则3,2==x z ,…………………11分 ∴1n =(2,1,3)…………………12分同理,可求平面DEF 的法向量2n =(-2,1,3)………13分设所求二面角的平面角为θ,则θcos =41-…………………14分 20.解:(1)由已知,5,2322=+=b a a c ………………2分 又222c b a +=, ………………3分 解得,1,422==b a …………4分所以椭圆C 的方程为.1422=+y x ………………………………5分 (2)根据题意,过点D (0,4)满足题意的直线斜率存在,设.4:+=kx y l ……6分联立,⎪⎩⎪⎨⎧+==+41422kx y y x ,消去y 得06032)41(22=+++kx x k ,…………7分24064)41(240)32(222-=+-=∆k k k ,令0>∆,解得.4152>k ………………………………………………8分 设E 、F 两点的坐标分别为),(),,(2211y x y x , 则2212214160,4132kx x k k x x +=+-=+,…………………………9分 (i )当∠EOF 为直角时,因为∠EOF 为直角,所以0=⋅,即02121=+y y x x ,………………10分 所以016)(4)1(21212=++++x x k x x k ,所以04413241)1(152222=++-++⨯kk k k ,解得.19±=k ………………11分 (ii )当∠OEF 或∠OFE 为直角时,不妨设∠OEF 为直角,此时,1=⋅k k OE ,所以141111-=-⋅x y x y ,即211214y y x -=……①…………12分 又142121=+y x …………② 将①代入②,消去x 1得,0443121=-+y y 解得321=y 或21-=y (舍去),……………………13分 将321=y 代入①,得,5321±=x 所以5411±=-=x y k ,………………14分 经检验,所求k 值均符合题意综上,k 的值为19±和.5±………………14分。