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文档介绍
数学卷·2018届安徽省淮南二中高二上学期期中数学试卷(理科) (解析版)
2016-2017学年安徽省淮南二中高二(上)期中数学试卷(理科) 一、选择题(本题共10道小题,每题4分共40分) 1.在空间四边形ABCD中,AB、BC、CD、DA上分别取E、F、G、H四点,如果EH、FG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在直线AC或BD上 D.P既不在直线BD上,也不在AC上 2.如图,点P、Q、R、S分别在正方体的四条棱上,并且是所在棱的中点,则直线PQ与RS是异面直线的一个图是( ) A. B. C. D. 3.已知空间三点A(0,2,3),B(﹣2,1,6),C(1,﹣1,5).若,且分别与,垂直,则向量为( ) A.(1,1,1) B.(﹣1,﹣1,﹣1) C.(1,1,1)或(﹣1,﹣1,﹣1) D.(1,﹣1,1)或(﹣1,1,﹣1) 4.用一个半径为2cm的半圆围成一个圆锥,则圆锥底面圆的半径为( ) A.1 cm B.2 cm C. cm D. cm 5.若空间中四条两两不同的直线l1,l2,l3,l4,满足l1⊥l2,l2∥l3,l3⊥l4,则下列结论一定正确的是( ) A.l1⊥l4 B.l1∥l4 C.l1与l4既不垂直也不平行 D.l1与l4的位置关系不确定 6.执行如图所示的程序框图,输出的k值为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 7.如图,侧棱垂直于底面的三棱柱ABC﹣A1B1C1的各棱长均为2,其正视图如图所示,则此三棱柱侧视图的面积为( ) A.2 B.4 C. D.2 8.直线a∥平面β,直线a到平面β的距离为1,则到直线a的距离与平面β的距离都等于的点的集合是( ) A.一条直线 B.一个平面 C.两条平行直线 D.两个平面 9.正四棱锥的顶点都在同一球面上,若该棱锥的高为4,底面边长为2,则该球的表面积为( ) A. B.16π C.9π D. 10.如图,已知矩形ABCD与矩形ABEF全等,二面角DABE为直二面角,M为AB的中点,FM与BD所成的角为θ,且cos θ=,则=( ) A.1 B. C. D. 二、填空题(本题共4道小题,每题4分共16分) 11.某学校为了调查学生的学习情况,由每班随机抽取5名学生进行调查,若(1)班有50名学生,将每一学生编号从01到50止.请从随机数表的第3行第6列(下表为随机数表的前5行)开始,依次向右,直到取足样本,则抽取样本的号码是 . 03 47 4373 86 36 96 47 36 61 46 98 63 71 62 33 26 16 80 45 60 11 14 10 95 97 74 24 67 62 42 81 14 57 20 42 53 32 37 32 27 07 36 07 51 24 51 79 89 73 16 76 62 27 66 56 50 26 71 07 32 90 79 78 53 13 55 38 58 59 88 97 54 14 10 12 56 85 99 26 96 96 68 27 31 05 03 72 93 15 57 12 10 14 21 88 26 49 81 76 55 59 56 35 64 38 54 82 46 22 31 62 43 09 90 06 18 44 32 53 23 83 01 30 30. 12.若两点A(x,5﹣x,2x﹣1),B(1,x+2,2﹣x),当||取最小值时,x的值等于 . 13.设α∥β,A∈α,C∈α,B∈β,D∈β,直线AB与CD交于O,若AO=8,BO=9,CD=34,则CO= . 14.如图,已知正四面ABCD中,AE=AB,CF=CD,则直线DE和BF所成的角的余弦值为 三、解答题(本题共5道小题,共44分) 15.如图,在△ABC中,∠ABC=45°,∠BAC=90°,AD是BC上的高,沿AD把△ABD折起,使∠BDC=90°,若BD=1,求三棱锥D﹣ABC的表面积. 16.在平行六面体ABCDA1B1C1D1中,设=, =, =,E,F分别是 AD1,BD的中点. (1)用向量,,表示,; (2)若=x+y+z,求实数x,y,z的值. 17.如图,在三棱锥P﹣ABC中,AB⊥BC,AB=BC=PA,点O,D分别是AC,PC的中点,OP⊥底面ABC. (1)求证:OD∥平面PAB; (2)求直线OD与平面PBC所成角的正弦值. 18.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为矩形,侧棱PA⊥底面ABCD,AB=,BC=1,PA=2,E为PD的中点. (1)求直线AC与PB所成角的余弦值; (2)在侧面PAB内找一点N,使NE⊥平面PAC. 19.如图,在四棱锥ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD是等腰梯形,AB∥CD,AB=2,BC=CD=1,顶角D1在底面ABCD内的射影恰好为点C. (1)求证:AD1⊥BC; (2)若直线DD1与直线AB所成角为,求平面ABC1D1与平面ABCD所成角(锐角)的余弦值函数值. 2016-2017学年安徽省淮南二中高二(上)期中数学试卷(理科) 参考答案与试题解析 一、选择题(本题共10道小题,每题4分共40分) 1.在空间四边形ABCD中,AB、BC、CD、DA上分别取E、F、G、H四点,如果EH、FG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在直线AC或BD上 D.P既不在直线BD上,也不在AC上 【考点】平面的基本性质及推论. 【分析】根据题意,可得直线EH、FG分别是平面ABD、平面BCD内的直线,因此EH、FG的交点必定在平面ABD和平面BCD的交线上.而平面ABD交平面BCD于BD,由此即可得到点P在直线BD上 【解答】解:∵点E、H分别在AB、AD上,而AB、AD是平面ABD内的直线, ∴E∈平面ABD,H∈平面ABD,可得直线EH⊂平面ABD, ∵点F、G分别在BC、CD上,而BC、CD是平面BCD内的直线, ∴F∈平面BCD,H∈平面BCD,可得直线FG⊂平面BCD, 因此,直线EH与FG的公共点在平面ABD与平面BCD的交线上, ∵平面ABD∩平面BCD=BD, ∴点P∈直线BD, 故选:A 2.如图,点P、Q、R、S分别在正方体的四条棱上,并且是所在棱的中点,则直线PQ与RS是异面直线的一个图是( ) A. B. C. D. 【考点】异面直线的判定. 【分析】利用一面直线的定义和正方体的性质,逐一分析各个选项中的2条直线的位置关系,把满足条件的选项找出来. 【解答】解:A 中的PQ与RS是两条平行且相等的线段,故选项A不满足条件. B 中的PQ与RS是两条平行且相等的线段,故选项B也不满足条件. D 中,由于PR平行且等于SQ,故四边形SRPQ为梯形, 故PQ与RS是两条相交直线,它们和棱交与同一个点,故选项D不满足条件. C 中的PQ与RS是两条既不平行,又不相交的直线,故选项C满足条件. 故选 C 3.已知空间三点A(0,2,3),B(﹣2,1,6),C(1,﹣1,5).若,且分别与,垂直,则向量为( ) A.(1,1,1) B.(﹣1,﹣1,﹣1) C.(1,1,1)或(﹣1,﹣1,﹣1) D.(1,﹣1,1)或(﹣1,1,﹣1) 【考点】平面的法向量;空间中的点的坐标;向量的数量积判断向量的共线与垂直. 【分析】分别求出向量,,利用向量分别与向量,,垂直,且,设出向量的坐标, 【解答】解:(1)∵空间三点A(0,2,3),B(﹣2,1,6),C(1,﹣1,5) ∴=(﹣2,﹣1,3),=(1,﹣3,2), 设=(x,y,z),由已知中向量分别与向量,,垂直,且, ∴,解得x=y=z=±1. =(1,1,1)或=(﹣1,﹣1,﹣1) 故选C 4.用一个半径为2cm的半圆围成一个圆锥,则圆锥底面圆的半径为( ) A.1 cm B.2 cm C. cm D. cm 【考点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台). 【分析】首先求得扇形的弧长,即圆锥的底面周长,然后根据圆的周长公式即可求得半径. 【解答】解:圆锥的底面周长是:2πcm, 设圆锥的底面半径是r,则2πr=2π, 解得:r=1. 故选:A. 5.若空间中四条两两不同的直线l1,l2,l3,l4,满足l1⊥l2,l2∥l3,l3⊥l4,则下列结论一定正确的是( ) A.l1⊥l4 B.l1∥l4 C.l1与l4既不垂直也不平行 D.l1与l4的位置关系不确定 【考点】空间中直线与直线之间的位置关系. 【分析】根据空间直线平行或垂直的性质即可得到结论. 【解答】解:在正方体中,若AB所在的直线为l2,CD所在的直线为l3,AE所在的直线为l1, 若GD所在的直线为l4,此时l1∥l4, 若BD所在的直线为l4,此时l1⊥l4, 故l1与l4的位置关系不确定, 故选:D 6.执行如图所示的程序框图,输出的k值为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 【考点】程序框图. 【分析】模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的a,k的值,当a=时满足条件a<,退出循环,输出k的值为4. 【解答】解:模拟执行程序框图,可得 k=0,a=3,q= a=,k=1 不满足条件a<,a=,k=2 不满足条件a<,a=,k=3 不满足条件a<,a=,k=4 满足条件a<,退出循环,输出k的值为4. 故选:B. 7.如图,侧棱垂直于底面的三棱柱ABC﹣A1B1C1的各棱长均为2,其正视图如图所示,则此三棱柱侧视图的面积为( ) A.2 B.4 C. D.2 【考点】简单空间图形的三视图. 【分析】先分析得等边三角形的高,那么侧视图的面积=等边三角形的高×侧棱长,把相关数值代入即可求解. 【解答】解:易得三棱柱的底面为等边三角形,边长为2, 作出等边三角形的高后,组成直角三角形,底边的一半为1, ∴等边三角形的高为, ∴侧视图的面积为2×=2, 故选:D. 8.直线a∥平面β,直线a到平面β的距离为1,则到直线a的距离与平面β的距离都等于的点的集合是( ) A.一条直线 B.一个平面 C.两条平行直线 D.两个平面 【考点】空间中直线与平面之间的位置关系. 【分析】判断与a平行的在a两侧与平面平行的两条平行直线. 【解答】解:由题意直线a∥平面β,直线a到平面β的距离为1, 则到直线a的距离与平面β的距离都等于的点的集合是与a平行的在a两侧与平面平行的两条平行直线, 故选C. 9.正四棱锥的顶点都在同一球面上,若该棱锥的高为4,底面边长为2,则该球的表面积为( ) A. B.16π C.9π D. 【考点】球内接多面体;球的体积和表面积. 【分析】正四棱锥P﹣ABCD的外接球的球心在它的高PO1上,记为O,求出PO1,OO1,解出球的半径,求出球的表面积. 【解答】解:设球的半径为R,则 ∵棱锥的高为4,底面边长为2, ∴R2=(4﹣R)2+()2, ∴R=, ∴球的表面积为4π•()2=. 故选:A. 10.如图,已知矩形ABCD与矩形ABEF全等,二面角DABE为直二面角,M为AB的中点,FM与BD所成的角为θ,且cos θ=,则=( ) A.1 B. C. D. 【考点】空间中直线与直线之间的位置关系;异面直线及其所成的角. 【分析】以A为原点,AF为x轴,AB为y轴,AD为z轴,建立空间直角坐标系,设AB=2a,BC=2b,利用向量法能求出AB与BC的长度之比. 【解答】解:以A为原点,AF为x轴,AB为y轴,AD为z轴, 建立空间直角坐标系, 设AB=2a,BC=2b, 则F(2b,0,0),M(0,a,0),B(0,2a,0), D(0,0,2b), =(﹣2b,a,0),=(0,﹣2a,2b), ∵FM与BD所成角为θ,且cosθ=, ∴|cos<,>|===, 整理,得5a2b2+4b4﹣26a4=0, ∴﹣26×()4+5×()2+4=0, 解得()2=,或 ()2=﹣(舍), ∴== 故选:C. 二、填空题(本题共4道小题,每题4分共16分) 11.某学校为了调查学生的学习情况,由每班随机抽取5名学生进行调查,若(1)班有50名学生,将每一学生编号从01到50止.请从随机数表的第3行第6列(下表为随机数表的前5行)开始,依次向右,直到取足样本,则抽取样本的号码是 22,02,10,29,07 . 03 47 4373 86 36 96 47 36 61 46 98 63 71 62 33 26 16 80 45 60 11 14 10 95 97 74 24 67 62 42 81 14 57 20 42 53 32 37 32 27 07 36 07 51 24 51 79 89 73 16 76 62 27 66 56 50 26 71 07 32 90 79 78 53 13 55 38 58 59 88 97 54 14 10 12 56 85 99 26 96 96 68 27 31 05 03 72 93 15 57 12 10 14 21 88 26 49 81 76 55 59 56 35 64 38 54 82 46 22 31 62 43 09 90 06 18 44 32 53 23 83 01 30 30. 【考点】系统抽样方法. 【分析】从随机数表第3行第6列开始由左到右一次选取两个数字开始向右读,依次为22,02,10,29,07,故可得结论. 【解答】解:从随机数表第3行第6列开始由左到右一次选取两个数字开始向右读, 符合条件依次为:22,02,10,29,07, 故答案为22,02,10,29,07. 12.若两点A(x,5﹣x,2x﹣1),B(1,x+2,2﹣x),当||取最小值时,x的值等于 . 【考点】空间两点间的距离公式. 【分析】求出||,利用二次函数的性质,即可得出结论. 【解答】解:∵A(x,5﹣x,2x﹣1),B(1,x+2,2﹣x), ∴||==, ∴当||取最小值时,x的值等于. 故答案为. 13.设α∥β,A∈α,C∈α,B∈β,D∈β,直线AB与CD交于O,若AO=8,BO=9,CD=34,则CO= 306或16 . 【考点】直线与平面垂直的性质. 【分析】作出图形,利用平面与平面平行推出直线与直线平行,通过相似列出比例关系,求解即可. 【解答】解:如图(1),由α∥β,知BD∥AC, ∴=,即=,解得OC=306. 如图(2),由α∥β,知AC∥BD, ∴==,即, 解得OC=16. 故答案为:306或16. 14.如图,已知正四面ABCD中,AE=AB,CF=CD,则直线DE和BF所成的角的余弦值为 【考点】异面直线及其所成的角. 【分析】设正四面体的棱长等于1,设向量,,,将向量表示为向量的线性组合,利用正四面体的性质、向量的加减与数量积运算法则,算出cos<>=﹣,结合异面直线所成角的定义即可得出直线DE和BF所成的角的余弦值. 【解答】解:正四面ABCD中,设向量,,, 则向量两两夹角为60°, 设正四面体的棱长等于1, 则, ∵△ABD中,AE=AB, ∴, 同理由CF=CD,可得, ∴==, 同理可得, ∵== ∴cos<>===﹣, 结合异面直线DE和BF所成的角为锐角或直角, 可得直线DE和BF所成的角的余弦值为﹣cos<>=. 故答案为: 三、解答题(本题共5道小题,共44分) 15.如图,在△ABC中,∠ABC=45°,∠BAC=90°,AD是BC上的高,沿AD把△ABD折起,使∠BDC=90°,若BD=1,求三棱锥D﹣ABC的表面积. 【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积. 【分析】根据图形特征可得△ADB、△DBC、△ADC是全等的等腰直角三角形,△ABC是等边三角形,利用三角形面积公式可得三棱锥D﹣ABC的表面积. 【解答】解:∵∠BDC=90°,∴DB⊥DC, ∵折起前AD是BC边上的高, ∴当△ABD折起后,AD⊥DC,AD⊥DB, 又DB∩DC=D, ∴AD⊥平面BDC, ∴DA⊥DB,DC⊥DA, ∵DB=DA=DC=1,∴AB=BC=CA=, 从而S△ADB=S△DBC=S△ADC==, S△ABC== 所以三棱锥D﹣ABC的表面积为: =. 16.在平行六面体ABCDA1B1C1D1中,设=, =, =,E,F分别是 AD1,BD的中点. (1)用向量,,表示,; (2)若=x+y+z,求实数x,y,z的值. 【考点】向量在几何中的应用;平面向量的基本定理及其意义. 【分析】(1)如图, =+=﹣+﹣, =+=+=﹣(+)+(+),进而得到答案; (2)=(+)=(﹣+),结合=x+y+z,可得实数x,y,z的值. 【解答】解:(1)如图, =+=﹣+﹣=﹣﹣, =+=+ =﹣(+)+(+)=(﹣). (2)=(+) =(﹣+) =(﹣+﹣﹣) =﹣﹣, ∴x=,y=﹣,z=﹣1. 17.如图,在三棱锥P﹣ABC中,AB⊥BC,AB=BC=PA,点O,D分别是AC,PC的中点,OP⊥底面ABC. (1)求证:OD∥平面PAB; (2)求直线OD与平面PBC所成角的正弦值. 【考点】直线与平面所成的角;直线与平面平行的判定. 【分析】(1)根据三角形中位线定理可得OD∥PA,再由线面平行的判定定理得到OD∥平面PAB; (2)以O为坐标原点,建立空间直角坐标系,求出平面PBC的法向量和直线OD的方向向量,代入向量夹角公式,可得直线OD与平面PBC所成角的正弦值 【解答】证明:(1)∵点O,D分别是AC,PC的中点, ∴OD∥PA 又∵OD⊄平面PAB,PA⊂平面PAB ∴OD∥平面PAB; (2)连接OB, ∵AB=BC,点O是AC的中点, ∴OB⊥AC 又∵OP⊥底面ABC. 故可以O为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系 令AB=BC=PA=1,AB⊥BC, 则OA=OB=OC=,OP= 则O(0,0,0),B(,0,0),C(0,,0),P(0,0,),D(0,,) ∴=(0,,),=(﹣,,0),=(0,,﹣) 设=(x,y,z)是平面PBC的一个法向量 则,即 令z=1,则=(,,1) 直线OD与平面PBC所成角θ满足: sinθ== 故直线OD与平面PBC所成角的正弦值为 18.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为矩形,侧棱PA⊥底面ABCD,AB=,BC=1,PA=2,E为PD的中点. (1)求直线AC与PB所成角的余弦值; (2)在侧面PAB内找一点N,使NE⊥平面PAC. 【考点】异面直线及其所成的角;直线与平面垂直的判定. 【分析】(1)设AC∩BD=O,连OE、AE,将PB平移到OE,根据异面直线所成角的定义可知∠EOA即为AC与PB所成的角或其补角,在△AOE中利用余弦定理,即可求出AC与PB所成角的余弦值; (2)分别以AD、AB、AP为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系如图,求出A、B、C、D、P、E的坐标,设N(0,y,z),利用空间互相垂直的向量数量积为零,建立关于x、y的方程组,求出点N的坐标为(0,,1),即可得到N到AB、AP的距离分别为1和. 【解答】解:(1)设AC∩BD=O,连OE、AE,则OE∥PB, ∴∠EOA即为AC与PB所成的角或其补角. 在△AOE中,AO=1,OE=PB=,AE=PD=, ∴cos∠EOA==. 即AC与PB所成角的余弦值为. (2)分别以AD、AB、AP为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系如图, 则可得A(0,0,0)、B(0,,0)、C(1,,0)、 D(1,0,0)、P(0,0,2)、E(,0,1), 依题设N(0,y,z),则=(,﹣y,1﹣z),由于NE⊥平面PAC, ∴,化简得,可得y=,z=1 因此,点N的坐标为(0,,1), 从而侧面PAB内存在一点N,当N到AB、AP的距离分别为1和时,NE⊥平面PAC. 19.如图,在四棱锥ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD是等腰梯形,AB∥CD,AB=2,BC=CD=1,顶角D1在底面ABCD内的射影恰好为点C. (1)求证:AD1⊥BC; (2)若直线DD1与直线AB所成角为,求平面ABC1D1与平面ABCD所成角(锐角)的余弦值函数值. 【考点】用空间向量求平面间的夹角;直线与平面垂直的性质;二面角的平面角及求法. 【分析】(Ⅰ)证明:连接D1C,证明BC⊥平面AD1C,利用直线与平面垂直的性质定理证明AD1⊥BC. (Ⅱ)解法一:连接D1M,则D1M⊥AB,说明∠D1MC为平面ABC1D1与平面ABCD所成角的一个平面角,在Rt△D1CM中,求出,得到平面ABC1D1与平面ABCD所成角(锐角)的余弦函数值为. 解法二: 由(Ⅰ)知AC、BC、D1C两俩垂直,建立如图空间直角坐标系,求出相关点的坐标,求出平面ABC1D1的一个法向量,平面ABCD的法向量.通过向量的数量积求解平面ABC1D1和平面ABCD所成的角(锐角)的余弦值. 【解答】解:(Ⅰ)证明:连接D1C,则D1C⊥平面ABCD, ∴D1C⊥BC 在等腰梯形ABCD中,连接AC ∵AB=2,BC=CD=1,AB∥CD ∴BC⊥AC ∴BC⊥平面AD1C ∴AD1⊥BC… (Ⅱ)解法一: ∵AB∥CD∴ ∵CD=1∴ 在底面ABCD中作CM⊥AB,连接D1M,则D1M⊥AB,所以∠D1MC为平面ABC1D1与平面ABCD所成角的一个平面角 在Rt△D1CM中,, ∴∴ 即平面ABC1D1与平面ABCD所成角(锐角)的余弦函数值为… 解法二: 由(Ⅰ)知AC、BC、D1C两俩垂直, ∵AB∥CD∴∴ 在等腰梯形ABCD中,连接AC因AB=2,BC=CD=1AB∥CD, 所以,建立如图空间直角坐标系, 则,B(0,1,0), 设平面ABC1D1的一个法向量 由得 可得平面ABC1D1的一个法向量. 又为平面ABCD的一个法向量. 因此 所以平面ABC1D1和平面ABCD所成的角(锐角)的余弦值为.查看更多