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文档介绍
2017-2018学年天津市武清区高二上学期期中数学试题(理科)(解析版)
2017-2018学年天津市武清区高二(上)期中数学试卷(理科) 一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的. 1.(4分)直线x+y﹣1=0的倾斜角是( ) A. B. C. D. 2.(4分)用“斜二测”画法画出△ABC(A为坐标原点,AB在x轴上)的直观图为△A′B′C′,则△A′B′C′的面积与△ABC的面积的比为( ) A. B. C. D. 3.(4分)过三点A(﹣3,2),B(3,﹣6),C(0,3)的圆的方程为( ) A.x2+y2+4y﹣21=0 B.x2+y2﹣4y﹣21=0 C.x2+y2+4y﹣96=0 D.x2+y2﹣4y﹣96=0 4.(4分)直线(3a+1)x+2y﹣4=0与直线2x+2ay﹣1=0垂直,则实数a的值为( ) A.﹣1 B.﹣1或 C.﹣ D. 5.(4分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,以A为坐标原点,向量,,的方向分别为x,y,z轴的正方向建立空间直角坐标系Axyz,则点C1的坐标为( ) A.(1,1,1) B.(﹣1,﹣1,1) C.(1,﹣1,﹣1) D.(1,﹣1,1) 6.(4分)直线3x+4y﹣10=0与圆x2+y2﹣2x+6y+2=0的位置关系是( ) A.相交且直线经过圆心 B.相交但直线不经过圆心 C.相切 D.相离 7.(4分)已知m、n、l是不同的直线,α、β是不同的平面,则下列说法中不正确的是( ) ①m⊂α,l∩α=A,点A∉m,则l与m不共面; ②l、m是异面直线,l∥α,m∥α,且n⊥l,n⊥m,则n⊥α; ③若l⊂α,m⊂α,l∩m=A,l∥β,m∥β,则α∥β; ④若l∥α,m∥β,α∥β,则l∥m. A.① B.② C.③ D.④ 8.(4分)已知圆C1:f(x,y)=0,圆C2:g(x,y)=0,若存在两点A(x1,y1),B(x2,y2)满足f(x1,y1)<0,f(x2,y2)>0,g(x1,y1)<0,g(x2,y2)<0,则C1与C2的位置关系为( ) A.相交 B.相离 C.相交或C1在C2内 D.相交或C2在C1内 9.(4分)如图是一棱锥的三视图,在该棱锥的侧面中,面积最大的侧面的面积为( ) A.4 B. C.2 D. 10.(4分)直线l1,l2分别过点A(3,2),B(,6),它们分别绕点A,B旋转,但始终保持l1⊥l2.若l1与l2的交点为P,坐标原点为O,则线段OP长度的取值范围是( ) A.[3,9] B.[3,6] C.[6,9] D.[9,+∞) 二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,共20分). 11.(4分)与点P(3,﹣2)关于直线x﹣1=0对称的点的坐标是 . 12.(4分)棱长为2的四面体的体积为 . 13.(4分)直线的斜率为k,若﹣1<k<,则直线的倾斜角的范围是 . 14.(4分)球的内接圆柱的底面积为4π,侧面积为12π,则该球的体积为 . 15.(4分)过点P(3,1)作直线l将圆C:x2+y2﹣4x﹣5=0分成两部分,当这两部分面积之差最小时,直线l的方程是 . 三、解答题:本大题共5小题,共60分.解答写出文字说明、证明过程或演算过程. 16.(12分)已知三点A(1,2),B(﹣3,0),C(3,﹣2). (1)求证△ABC为等腰直角三角形; (2)若直线3x﹣y=0上存在一点P,使得△PAC面积与△PAB面积相等,求点P的坐标. 17.(12分)如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,A1C1与B1D1的交点为O1,AC与BD的交点为O. (1)求证:直线OO1∥平面BCC1B1; (2)若AB=BC,求证:直线BO⊥平面ACC1A1. 18.(12分)已知直线l1:(2a﹣1)x+y﹣4=0,l2:2x+(a+1)y+2=0,a∈R,l1∥l2. (1)求a的值; (2)若圆C与l1、l2均相切,且与l1相切的切点为P(2a,2a),求圆C的方程. 19.(12分)已知圆C:(x﹣1)2+(y﹣1)2=1上存在4个点到直线x+y﹣m=0(m∈R)的距离等于1﹣. (1)求m的取值范围; (2)判断圆C与圆D:x2+y2﹣2mx=0的位置关系. 20.(12分)如图,已知在多面体ABCDE中,AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,AC=AD=CD=DE=2AB,F为CE的中点. (1)求直线AF与平面ACD所成的角; (2)求证:平面BCE⊥平面DCE. 2017-2018学年天津市武清区高二(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10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的. 1.(4分)直线x+y﹣1=0的倾斜角是( ) A. B. C. D. 【分析】求出直线的斜率.然后求解直线的倾斜角. 【解答】解:直线x+y﹣1=0的斜率为﹣,直线的倾斜角为α, 则tana=﹣, ∴α=. 故选:B. 【点评】本题考查直线的斜率与直线的倾斜角的关系,基本知识的考查. 2.(4分)用“斜二测”画法画出△ABC(A为坐标原点,AB在x轴上)的直观图为△A′B′C′,则△A′B′C′的面积与△ABC的面积的比为( ) A. B. C. D. 【分析】分别求出直观图和原图的面积,进而可得答案. 【解答】解:将△A'B'C'放入锐角为45°的斜角坐标系x'o'y'内,如图(1)所示, 过C'作C'D'⊥A'B',垂足为D', 将其还原为真实图形,得到图(2)的△ABC, 其中OA=O'A',AB=A'B',OC=2O'C', 在△OC'D'中,O'C'==CD,即CD=O'C'=OC, ∴△ABC的高等于OC 由此可得△ABC的面积S=AB•OC, ∵直观图中△A'B'C'的面积为S=AB•OC, ∴直观图和真实图形的面积的比值等于, 故选:C. 【点评】本题考查的知识点是用“斜二测”画法画直观图,难度不大,属于基础题. 3.(4分)过三点A(﹣3,2),B(3,﹣6),C(0,3)的圆的方程为( ) A.x2+y2+4y﹣21=0 B.x2+y2﹣4y﹣21=0 C.x2+y2+4y﹣96=0 D.x2+y2﹣4y﹣96=0 【分析】根据垂径定理可知圆心在圆中弦的垂直平分线上,所以利用中点坐标公式分别找出弦OM1和OM2的中点坐标和各自的斜率,然后根据两直线垂直时斜率乘积为﹣1找出弦OM1和OM2的垂直平分线的斜率,即可写出两垂直平分线的方程,然后联立两直线方程求出两垂直平分线的交点坐标即为圆心的坐标,再然后利用两点间的距离公式求出圆心到O点的距离即为圆的半径 【解答】解:AB的中点坐标为(0,﹣2),直线AB的斜率为,所以垂直平分线的斜率为 则线段AB的垂直平分线方程为y+2=x,化简得3x﹣4y﹣8=0①; 同理得到AC的中点坐标为(,),直线AC的斜率为,所以垂直平分线的斜率为﹣3 则线段AC的垂直平分线方程为y﹣=﹣3(x+)化简得6x+2y+4=0②. 联立①②解得x=0,y=﹣2,则圆心坐标为(0,﹣2),圆的半径r=5 则圆的标准方程为:x2+(y+2)2=25,即x2+y2+4y﹣21=0, 故选:A. 【点评】本题考查学生会利用中点坐标公式求线段的中点坐标,掌握两直线垂直时斜率满足的关系,会根据一点和斜率写出直线的方程,灵活运用两点间的距离公式化简求值,会根据圆心坐标与半径写出圆的标准方程,是一道中档题 4.(4分)直线(3a+1)x+2y﹣4=0与直线2x+2ay﹣1=0垂直,则实数a的值为( ) A.﹣1 B.﹣1或 C.﹣ D. 【分析】由两直线垂直的充要条件可得:2(3a+1)+4a=0,解之即可. 【解答】解:由两直线垂直的充要条件可得:2(3a+1)+4a=0, 解得a=﹣. 故选C 【点评】本题考查直线的一般式方程和直线的垂直关系,属基础题. 5.(4分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,以A为坐标原点,向量,,的方向分别为x,y,z轴的正方向建立空间直角坐标系Axyz,则点C1的坐标为( ) A.(1,1,1) B.(﹣1,﹣1,1) C.(1,﹣1,﹣1) D.(1,﹣1,1) 【分析】画出图形,然后求解点C1的坐标. 【解答】解:如图:正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1, 点C1的坐标为(1,﹣1,1). 故选:D. 【点评】本题考查空间直角坐标系的应用,点的坐标的求法,是基础题. 6.(4分)直线3x+4y﹣10=0与圆x2+y2﹣2x+6y+2=0的位置关系是( ) A.相交且直线经过圆心 B.相交但直线不经过圆心 C.相切 D.相离 【分析】求出圆心,根据圆心到直线的距离和圆的半径的大小判断即可. 【解答】解:圆x2+y2﹣2x+6y+2=0, 即(x﹣1)2+(y+3)2=8, 故圆心是(1,﹣3),半径r=2, 圆心到直线3x+4y﹣10=0的距离 d==>2, 故直线和圆相离, 故选:D. 【点评】本题考查了直线和圆的位置关系,考查圆的标准方程,是一道基础题. 7.(4分)已知m、n、l是不同的直线,α、β是不同的平面,则下列说法中不正确的是( ) ①m⊂α,l∩α=A,点A∉m,则l与m不共面; ②l、m是异面直线,l∥α,m∥α,且n⊥l,n⊥m,则n⊥α; ③若l⊂α,m⊂α,l∩m=A,l∥β,m∥β,则α∥β; ④若l∥α,m∥β,α∥β,则l∥m. A.① B.② C.③ D.④ 【分析】在①中,由m⊂α,l∩α=A,A∉m,得l与m异面;在②中,α内必然存在两相交直线a,b使a∥m,b∥l,从而推导出n⊥α;在③中,由面面平行的判定定理可得α∥β;在④中,l与m可能平行与可能相交,也可能异面. 【解答】解:m⊂α,l∩α=A,A∉m,则l与m异面,故①正确; 若m、l是异面直线,l∥α,m∥α,在则α内必然存在两相交直线a,b使a∥m,b∥l, 又由n⊥l,n⊥m,则n⊥a,n⊥b,∴n⊥α,故②正确; 若l⊂α,m⊂α,l∩m=A,l∥β,m∥β,则由面面平行的判定定理可得α∥β,故③正确; 若l∥α,m∥β,α∥β,则l与m可能平行与可能相交,也可能异面,故④错误. 故选:D. 【点评】本题考查命题真假的判断,是中档题,解题时要认真审题,注意空间中线线、线面、面面间的位置关系的合理运用. 8.(4分)已知圆C1:f(x,y)=0,圆C2:g(x,y)=0,若存在两点A(x1,y1),B(x2,y2)满足f(x1,y1)<0,f(x2,y2)>0,g(x1,y1)<0,g(x2,y2)<0,则C1与C2的位置关系为( ) A.相交 B.相离 C.相交或C1在C2内 D.相交或C2在C1内 【分析】根据题意判断出点A在圆C1、C2内,点B在圆C1外,且在圆C2内, 即圆C1与C2相交或C1在C2内. 【解答】解:圆C1:f(x,y)=0,圆C2:g(x,y)=0, 点A(x1,y1),B(x2,y2)满足f(x1,y1)<0,f(x2,y2)>0, g(x1,y1)<0,g(x2,y2)<0, 则点A在圆C1、C2内,点B在圆C1外,且在圆C2内, 所以圆C1与C2的位置关系为两圆相交或C1在C2内. 故选:C. 【点评】本题考查了点与圆的位置关系和圆与圆的位置关系的应用问题,是中档题. 9.(4分)如图是一棱锥的三视图,在该棱锥的侧面中,面积最大的侧面的面积为( ) A.4 B. C.2 D. 【分析】由已知中的三视图可得:该几何体是一个以正视图为底面的四棱锥,画出直观图,判断出最大的侧面,计算可得答案. 【解答】解:由已知中的三视图可得:该几何体是一个以正视图为底面的四棱锥, 其直观图如下所示: EF分别为底面AB和CD的中点, 则面积最大的侧面为△VCD, CD=2,VF=,VE=, 故△VCD的面积S=, 故选:B 【点评】本题考查的知识点是由三视图求体积和表面积,难度中档. 10.(4分)直线l1,l2分别过点A(3,2),B(,6),它们分别绕点A,B旋转,但始终保持l1⊥l2.若l1与l2的交点为P,坐标原点为O,则线段OP长度的取值范围是( ) A.[3,9] B.[3,6] C.[6,9] D.[9,+∞) 【分析】由题意可得P在以AB为直径的圆上运动,运用中点坐标公式解得圆心坐标,由两点的距离公式可得圆的半径,由|OP|的最小值为|OC|﹣r,|OP|的最大值为|OC|+r,即可得到所求范围. 【解答】解:l1⊥l2.若l1与l2的交点为P, 可得P在以AB为直径的圆上运动, 由点A(3,2),B(,6)可得 圆心C(2,4),半径r==3, 则|OP|的最小值为|OC|﹣r=﹣3=3, |OP|的最大值为|OC|+r=+3=9. 即有线段OP长度的取值范围是[3,9]. 故选:A. 【点评】本题考查圆的方程及应用,考查点与圆的位置关系,考查两点的距离公式,属于中档题. 二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,共20分). 11.(4分)与点P(3,﹣2)关于直线x﹣1=0对称的点的坐标是 (﹣1,﹣2) . 【分析】设出P关于直线x﹣1=0的对称点为P′(m,n),由题意列关于m,n的方程组求得答案. 【解答】解:设P(3,﹣2)关于直线x﹣1=0的对称点为P′(m,n), 则由题意可得,解得m=﹣1,n=﹣2 ∴点P(3,﹣2)关于直线x﹣1=0的对称点的坐标是(﹣1,2). 故答案为:(﹣1,2). 【点评】本题考查点关于直线的对称点的求法,是基础的计算题. 12.(4分)棱长为2的四面体的体积为 . 【分析】求出正四面体的底面面积以及高,即可求解正四面体的体积. 【解答】解:如图,当棱长为2时, 正四面体的底ABC面积S==. 正四面体的高h==. 故正四面体的体积V=•S•h= 故答案为: 【点评】本题考查正四面体的体积的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查化归与转化思想、函数与方思想,是中档题. 13.(4分)直线的斜率为k,若﹣1<k<,则直线的倾斜角的范围是 [0,]∪(,π) . 【分析】通过直线的斜率的范围,得到倾斜角的正切值的范围,然后求出α的范围. 【解答】解:直线l的斜率为k,倾斜角为α,若﹣1<k<, 所以﹣1<tanα<, 所以α∈[0,]∪(,π). 故答案为:[0,]∪(,π). 【点评】本题考查直线的斜率与倾斜角的关系,考查计算能力. 14.(4分)球的内接圆柱的底面积为4π,侧面积为12π,则该球的体积为 . 【分析】求出内接圆柱的底面半径与高,再求球的半径,然后求解球的体积. 【解答】解:∵球的内接圆柱的底面积为4π,侧面积为12π, 圆柱的底面半径为:2.高为:3, 所以外接球的半径为R,4R2=32+42, 球的半径为, 球的体积为:=. 故答案为:. 【点评】本题考查球的体积,球的内接体圆柱的底面积侧面积的应用,考查学生的计算能力,比较基础. 15.(4分)过点P(3,1)作直线l将圆C:x2+y2﹣4x﹣5=0分成两部分,当这两部分面积之差最小时,直线l的方程是 x﹣y﹣2=0 . 【分析】求出圆心坐标,利用两点式方程求出直线方程. 【解答】解:直线P经过圆心时,面积差最小, 圆C的圆心为(2,0), ∴直线方程为y=x﹣2,即x﹣y﹣2=0. 故答案为x﹣y﹣2=0. 【点评】本题考查了直线方程的求解,圆的标准方程,属于基础题. 三、解答题:本大题共5小题,共60分.解答写出文字说明、证明过程或演算过程. 16.(12分)已知三点A(1,2),B(﹣3,0),C(3,﹣2). (1)求证△ABC为等腰直角三角形; (2)若直线3x﹣y=0上存在一点P,使得△PAC面积与△PAB面积相等,求点P的坐标. 【分析】(1)利用两点间距公式,求出三边可证得:△ABC为等腰直角三角形; (2)由AB=AC且△PAC面积与△PAB面积相等,故P到直线AB和直线AC的距离相等,进而得到答案. 【解答】证明:(1)∵A(1,2),B(﹣3,0),C(3,﹣2). ∴AB=2,AC=2,BC=2, 即AB=AC,BC2=AB2+AC2, 即△ABC为等腰直角三角形; 解:(2)直线AB的方程为:,即x﹣2y+3=0, 直线AC的方程为:,即2x+y﹣4=0, ∵P在直线3x﹣y=0上,故设P坐标为(a,3a), ∵AB=AC且△PAC面积与△PAB面积相等, 故P到直线AB和直线AC的距离相等, 即=, 即|5a﹣3|=|5a﹣4|, 解得:a=, 故P点的坐标为:(,). 【点评】本题考查的知识点是两点之间的距离公式,点到直线的距离公式,难度中档. 17.(12分)如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,A1C1与B1D1的交点为O1,AC与BD的交点为O. (1)求证:直线OO1∥平面BCC1B1; (2)若AB=BC,求证:直线BO⊥平面ACC1A1. 【分析】(1)利用直线与平面平行的判定定理证明直线OO1∥平面BCC1B1; (2)利用直线与平面垂直的判定定理证明直线BO⊥平面ACC1A1. 【解答】证明:(1)在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,A1C1与B1D1的交点为O1,O1是A1C1的中点. AC与BD的交点为O.O是AC的中点. ACC1A1是矩形,可知OO1∥CC1,CC1⊂平面BCC1B1, OO1⊄平面BCC1B1, ∴直线OO1∥平面BCC1B1; (2)AB=BC,所以△ABC是等腰三角形,BO⊥AC,AA1⊥BO,AA1∩AC=A, ∴直线BO⊥平面ACC1A1. 【点评】本题考查直线与平面平行以及垂直的判定定理的应用,考查空间想象能力以及逻辑推理能力. 18.(12分)已知直线l1:(2a﹣1)x+y﹣4=0,l2:2x+(a+1)y+2=0,a∈R,l1∥l2. (1)求a的值; (2)若圆C与l1、l2均相切,且与l1相切的切点为P(2a,2a),求圆C的方程. 【分析】(1)根据平行得出两直线的前两项系数成比例解出a的值; (2)根据平行线的距离得出圆的半径,再根据切线的性质列方程组求出圆心坐标,得出圆的方程. 【解答】解:(1)∵l1∥l2. ∴, 解得a=1. (2)l1方程为:x+y﹣4=0,l2的方程为x+y+1=0, ∴圆的直径为l1与l2之间的距离=, P点坐标为(2,2), 设圆C的圆心为C(m,n),则, 解得m=n=. ∴圆C的方程为:(x﹣)2+(y﹣)2=. 【点评】本题考查了直线与圆的位置关系,属于中档题. 19.(12分)已知圆C:(x﹣1)2+(y﹣1)2=1上存在4个点到直线x+y﹣m=0(m∈R)的距离等于1﹣. (1)求m的取值范围; (2)判断圆C与圆D:x2+y2﹣2mx=0的位置关系. 【分析】(1)令圆C的圆心到直线的距离小于,解不等式得出m的范围; (2)计算两圆的圆心距,结合m的范围与两圆半径比较得出结论. 【解答】解:(1)圆的半径为r=1, ∵圆上存在4个点到直线x+y﹣m=0(m∈R)的距离等于1﹣. ∴圆心(1,1)到直线的距离d<, 即<,解得1<m<3. (2)圆D的圆心为D(m,0),半径为|m|=m, ∴两圆的圆心距为, ∵1<m<3, ∴m﹣1<<m+1, ∴圆C与圆D相交. 【点评】本题考查了直线与圆、圆与圆的位置关系,属于中档题. 20.(12分)如图,已知在多面体ABCDE中,AB⊥平面ACD,DE⊥平面ACD,AC=AD=CD=DE=2AB,F为CE的中点. (1)求直线AF与平面ACD所成的角; (2)求证:平面BCE⊥平面DCE. 【分析】(1)取CD的中点G,连接AG,FG,可证FG⊥平面ACD,故而∠AFG为所求角; (2)先证四边形ABFG是矩形得出BF⊥FG,再证BC=BE得出BF⊥CE,故而BF⊥平面CDE,于是平面BCE⊥平面DCE. 【解答】(1)解:取CD的中点G,连接AG,FG, 则FG是△CDE的中位线, ∴FG∥DE, 又∵DE⊥平面ACD, ∴FG⊥平面ACD, ∴∠AFG为直线AF与平面ACD所成的角, 设AC=AD=CD=DE=2AB=2, 则FG=DE=1,AG=, ∴tan∠AFG==, ∴∠AFG=60°,即直线AF与平面ACD所成的角为60°. (2)证明:∵AB⊥平面ACD, ∴AB⊥AC,AB⊥AD,AB⊥AG, 设AC=AD=CD=DE=2AB=2, 在直角梯形ABED中,BE==,BC==, ∴BC=BE,又F是CE的中点, ∴BF⊥CE, ∵ABDE,FGDE, ∴ABFG, ∴四边形ABFG是平行四边形, 又AB⊥AG, ∴四边形ABFG是矩形, ∴BF⊥FG, 又CE∩FG=F, ∴BF⊥平面CDE, 又BF⊂平面BCE, ∴平面BCE⊥平面DCE. 【点评】 本题考查了面面垂直的判定,线面垂直的判定与线面角的计算,属于中档题. 查看更多