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2015-2016 学年度杨家坪中学高 2017 级期中考试
数 学 试 题
一、选择题(每小题 5 分,共 60 分)
1.直线 1 0x y 不经过的象限是( )
A.第四象限 B.第三象限 C.第二象限 D.第一象限
2.已知圆 C:x2+y2+mx-4=0 上存在两点关于直线 x-y+3=0 对称,则实数 m 的值为( )
A.8 B.-4 C.6 D.无法确定
3.直线 被圆 所截得的弦长为( )
A. B.1 C. D.
4.已知底面边长为 1,侧棱长为 2 的正四棱柱的各顶点均在同一个球面上,则该球的表面积
为( )
A. 32
3
B 4
3
C. 2 D. . 4
5.如图,某几何体的正视图(主视图),侧视图(左视图)和俯视图分别是等边三角形,等
腰三角形和菱形,则该几何体体积为( )
A. B.4
C. D.2
6.在正三棱柱 中,若 ,则点 A 到平面 的距离为( )
A. B. C. D.
7.已知四棱锥 S-ABCD 的所有棱长都相等,E 是 SB 的中点,则 AE,SD 所成的角的正弦值为( )
A. B. C. D.
8.设 a、b、c 分别是△ABC 中∠A、∠B、∠C 所对边的边长,则直线 xsinA+ay+c=0 与直线
bx﹣ysinB+sinC=0 的位置关系是( )
A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直
9..直线 ax+by+c=0 与圆 x2+y2=9 相交于两点 M、N,若 c2=a2+b2,则OM
· ON
(O 为
坐标原点)等于( )
A.-7 B.-14 C.7 D.14
10.曲线 24 1( 2 2)y x x 与直线 2 4y kx k 有两个不同的交点时,实数 k 的- 2 -
取值范围是 ( )
(A) 5 3( , ]12 4
(B) 5( , )12
(C) 1 3( , )3 4
(D) 5 3( , ) ( , )12 4
11.如图,正方体 1 1 1 1ABCD A B C D 中,点 P 为线段 1AD 上一动点,点Q 为底面 ABCD内
(含边界)一动点, M 为 PQ 的中点,点 M 构成的点集是一个空间几何体,则该几何体为
( )
A 棱柱 B 棱锥
C 棱台 D 球
12.(文科做)已知圆 2 2: 3 4 1C x y 和两点 ,0A m , ,0 0B m m ,若圆C
上存在点 P ,使得 90APB ,则 m 的最大值为( )
A. 7 B.6 C.5 D. 4
12.(理科做)如果直线 2 14 0 0, 0ax by a b 和函数 1 1 0, 1xf x m m m
的图象恒过同一个定点,且该定点始终落在圆 2 21 2 25x a y b 的内部或圆上,
那么 b
a
的取值范围是( )
A.
3
4
4
3 , B.
3
4
4
3 , C.
3
4
4
3 , D.
3
4
4
3 ,
第 II 卷(非选择题)
二、填空题(每小题 5 分,共 20 分)
13.直线 1 0x y 的倾斜角为 .
14.已知正 ABC 的边长为1,那么在斜二侧画法中它的直观图 A B C 的面积为
15.(文科做)已知三条直线 2 8 0,4 3 10ax y x y 和 2 10x y 中没有任何两条平行,
但它们不能构成三角形的三边,则实数 a 的值为____________.
15(理科做)已知点 2,0 , 0,2A B ,若点C 是圆 2 22 0x x y 上的动点,则 ABC△ 面
积的最小值为 .
16.在三棱锥 P-ABC 中侧棱 PA,PB,PC 两两垂直,Q 为底面△ABC 内一点,若点 Q 到三个侧
面的距离分别为 3,4,5,则过点 P 和 Q 的所有球中,表面积最小的球的表面积为 .
三、解答题(70 分)- 3 -
17.(10 分)已知直线 02431 yxl : 和 014522 yxl : 的相交于点 P。
求:(Ⅰ)过点 P 且平行于直线 072 yx 的直线方程;
(Ⅱ)过点 P 且垂直于直线 072 yx 的直线方程。
18.(12 分)如图,三棱柱 ABC—A1B1C1 的侧棱 AA1⊥底面 ABC,∠ACB = 90°,E 是棱 CC1 上中
点,F 是 AB 中点,AC = 1,BC = 2,AA1 = 4.
(1)求证:CF∥平面 AEB1;
(2)求三棱锥 A-CB1E 的体积.
19.(12 分)已知圆 2 2: 2 4 3 0C x y x y .
(1)若圆C 的切线在 x 轴和 y 轴上的截距相等,且截距不为零,求此切线的方程;
(2)从圆C 外一点 P 向该圆引一条切线,切点为 M ,O 为坐标原点,且有 PM PO ,求
使 PM 的长取得最小值的点 P 的坐标.
20.(文科做 12 分)如图,三棱柱 ABC-A1B1C1 中,侧棱 AA1⊥底面 ABC,AC=BC,D、E、F 分别
为棱 AB、BC、A1C1 的中点。
(Ⅰ)证明:EF//平面 A1CD;
(Ⅱ)证明:平面 A1CD⊥平面 ABB1A1- 4 -
S
ED
C
B
A
20.( 理 科 做 12 分 ) 如 图 , 在 三 棱 锥 S ABC SB 中, 底 面 ABC , 且
SB= 2, 6, ,2AB BC ABC D E 、 分别是 SA、SC 的中点.
(Ⅰ)求证:平面 ACD 平面 BCD;
(Ⅱ)求二面角 S BD E 的平面角的大小.
21.(12 分)如图,直三棱柱 1 1 1ABC A B C 中, AC AB , 12AB AA , M 是 AB 的中
点,△ 1 1A MC 是等腰三角形, D 为 1CC 的中点, E 为 BC 上一点.
(1)若 DE ∥平面 1 1A MC ,求 CE
EB
;
(2)求直线 BC 和平面 1 1A MC 所成角的余弦值.
22.(12 分)已知圆 C 过点 P(1,1),且与圆 M:(x+2)2+(x+2)2=r2(r>0)关于直线 x+y+2=0 对
称.
⑴求圆 C 的方程;
⑵设 Q 为圆 C 上的一个动点,求 PQ MQ 的最小值;
⑶过点 P 作两条相异直线分别与圆 C 相交于 A,B,且直线 PA 和直线 PB 的倾斜角互补,O 为
坐标原点,试判断直线 OP 和 AB 是否平行?请说明理由.
命题人 余龙举 校题人 李燕- 5 -
2015-2016 学年度杨家坪中学高 2017 级期中考试
数 学 试 题
一、选择题(每小题 5 分,共 60 分)
1.直线 1 0x y 不经过的象限是( )
A.第四象限 B.第三象限 C.第二象限 D.第一象限
2.已知圆 C:x2+y2+mx-4=0 上存在两点关于直线 x-y+3=0 对称,则实数 m 的值为( )
A.8 B.-4 C.6 D.无法确定
3.直线 被圆 所截得的弦长为( )
A. B.1 C. D.
4.已知底面边长为 1,侧棱长为 2 的正四棱柱的各顶点均在同一个球面上,则该球的表面积
为( )
A. 32
3
B 4
3
C. 2 D. . 4
5.如图,某几何体的正视图(主视图),侧视图(左视图)和俯视图分别是等边三角形,等
腰三角形和菱形,则该几何体体积为( )
A. B.4
C. D.2
6.在正三棱柱 中,若 ,则点 A 到平面 的距离为( )
A. B. C. D.
7.已知四棱锥 S-ABCD 的所有棱长都相等,E 是 SB 的中点,则 AE,SD 所成的角的正弦值为( )
A. B. C. D.
8.设 a、b、c 分别是△ABC 中∠A、∠B、∠C 所对边的边长,则直线 xsinA+ay+c=0 与直线
bx﹣ysinB+sinC=0 的位置关系是( )
A.垂直 B.平行 C.重合 D.相交但不垂直
9..直线 ax+by+c=0 与圆 x2+y2=9 相交于两点 M、N,若 c2=a2+b2,则OM
· ON
(O 为
坐标原点)等于( )
A.-7 B.-14 C.7 D.14
10.曲线 24 1( 2 2)y x x 与直线 2 4y kx k 有两个不同的交点时,实数 k 的
取值范围是 ( )- 6 -
(A) 5 3( , ]12 4
(B) 5( , )12
(C) 1 3( , )3 4
(D) 5 3( , ) ( , )12 4
11.如图,正方体 1 1 1 1ABCD A B C D 中,点 P 为线段 1AD 上一动点,点Q 为底面 ABCD内
(含边界)一动点, M 为 PQ 的中点,点 M 构成的点集是一个空间几何体,则该几何体为
( )
A 棱柱 B 棱锥
C 棱台 D 球
12 . ( 文 科 做 ) 已 知 圆 2 2: 3 4 1C x y 和 两 点
,0A m , ,0 0B m m ,若圆 C 上存在点 P ,使得
90APB ,则 m 的最大值为( )
A. 7 B.6 C.5 D. 4
12.(理科做)如果直线 2 14 0 0, 0ax by a b 和函数 1 1 0, 1xf x m m m
的图象恒过同一个定点,且该定点始终落在圆 2 21 2 25x a y b 的内部或圆上,
那么 b
a
的取值范围是( )
A.
3
4
4
3 , B.
3
4
4
3 , C.
3
4
4
3 , D.
3
4
4
3 ,
第 II 卷(非选择题)
二、填空题(每小题 5 分,共 20 分)
13.直线 1 0x y 的倾斜角为 .
14.已知正 ABC 的边长为1,那么在斜二侧画法中它的直观图 A B C 的面积为
15.(文科做)已知三条直线 2 8 0,4 3 10ax y x y 和 2 10x y 中没有任何两条平行,
但它们不能构成三角形的三边,则实数 a 的值为____________.
15(理科做)已知点 2,0 , 0,2A B ,若点C 是圆 2 22 0x x y 上的动点,则 ABC△ 面
积的最小值为 .
16.在三棱锥 P-ABC 中侧棱 PA,PB,PC 两两垂直,Q 为底面△ABC 内一点,若点 Q 到三个侧
面的距离分别为 3,4,5,则过点 P 和 Q 的所有球中,表面积最小的球的表面积为 .
三、解答题(70 分)
17.(10 分)已知直线 02431 yxl : 和 014522 yxl : 的相交于点 P。- 7 -
求:(Ⅰ)过点 P 且平行于直线 072 yx 的直线方程;
( Ⅱ ) 过 点 P 且 垂 直 于 直 线
072 yx 的直线方程。
18.(12 分)如图,三棱柱 ABC—A1B1C1 的侧棱 AA1⊥底面 ABC,∠ACB = 90°,E 是棱 CC1 上中
点,F 是 AB 中点,AC = 1,BC = 2,AA1 = 4.
(1)求证:CF∥平面 AEB1;
(2)求三棱锥 A-CB1E 的体积.
19.(12 分)已知圆 2 2: 2 4 3 0C x y x y .
(1)若圆C 的切线在 x 轴和 y 轴上的截距相等,且截距不为零,求此切线的方程;
(2)从圆C 外一点 P 向该圆引一条切线,切点为 M ,O 为坐标原点,且有 PM PO ,求
使 PM 的长取得最小值的点 P 的坐标.
20.(文科做 12 分)如图,三棱柱 ABC-A1B1C1 中,侧棱 AA1⊥底面 ABC,AC=BC,D、E、F 分别
为棱 AB、BC、A1C1 的中点。
(Ⅰ)证明:EF//平面 A1CD;
(Ⅱ)证明:平面 A1CD⊥平面 ABB1A1- 8 -
S
ED
C
B
A
20.( 理 科 做 12 分 ) 如 图 , 在 三 棱 锥 S ABC SB 中, 底 面 ABC , 且
SB= 2, 6, ,2AB BC ABC D E 、 分别是 SA、SC 的中点.
(Ⅰ)求证:平面 ACD 平面 BCD;
(Ⅱ)求二面角 S BD E 的平面角的大小.
21.(12 分)如图,直三棱柱 1 1 1ABC A B C 中, AC AB , 12AB AA , M 是 AB 的中
点,△ 1 1A MC 是等腰三角形, D 为 1CC 的中点, E 为 BC 上一点.
(1)若 DE ∥平面 1 1A MC ,求 CE
EB
;
(2)求直线 BC 和平面 1 1A MC 所成角的余弦值.
22.(12 分)已知圆 C 过点 P(1,1),且与圆 M:(x+2)2+(x+2)2=r2(r>0)关于直线 x+y+2=0 对
称.
⑴求圆 C 的方程;
⑵设 Q 为圆 C 上的一个动点,求 PQ MQ 的最小值;
⑶过点 P 作两条相异直线分别与圆 C 相交于 A,B,且直线 PA 和直线 PB 的倾斜角互补,O 为
坐标原点,试判断直线 OP 和 AB 是否平行?请说明理由.
参考答案
1.C 2.C 3.D 4.D 5.C 6.B 7.B 8.A 9.A 10.A
11 . A 试 题 分 析 : 先 固 定 P 点 位 置 , Q 点 在 底 面 A B C D 的 边 界 上 运 动 时 , 连 接
, , ,PA PB PC PD ,则 PQ 的中点 M 就在 , , ,PAB PBC PC D PAD 的中位线上运动,- 9 -
如图中 2 2 2 2A B C D ,当 Q在底面 A B C D 内部运动时, M 就在 2 2 2 2A B C D 内部运动;且
2 2 2 2A B C D ∥ A B C D , 2 2 2 2A B C D 与 A B C D 相似, 2 2 2 2A B C D 的面积是 A B C D 的面积一半;
当 P 点运动到 'P 时,同理可知 M 点轨迹是 3 3 3 3A B C D 内部及边界,且 3 3 3 3A B C D ∥ A B C D ,
3 3 3 3A B C D 与 A B C D 相似, 3 3 3 3A B C D 的面积是 A B C D 的面积一半,所以 3 3 3 3A B C D ∥
2 2 2 2A B C D , 2 2 2 2A B C D ≌ 3 3 3 3A B C D ,则 M 构成的点集是一个空间几何体是棱柱,故选 A.
考点:对空间图形的认识.
12.(文科)B
12.(理科)C 试题分析:函数 1 1xf x m 恒过定点 1,2 .将点 1,2 代入直线
2 14 0ax by 可 得 2 2 14 0a b , 即 7, 0, 0a b a b . 由 点 1,2 在 圆
2 21 2 25x a y b 内 部 或 圆 上 可 得 2 21 1 2 2 25a b 即
2 2 25a b 0, 0a b . 2 2
7 3
425
a b a
ba b
或 4
3
a
b
.所以点 ,a b 在以 3,4A 和
4,3B 为端点的线段上运动. b
a
表示以 3,4A 和 4,3B 为端点的线段上的点与坐标原点
连线的斜率.所以
min
3 0 3
4 0 4
b
a
,
max
4 0 4
3 0 3
b
a
.所以 3 4
4 3
b
a
.故 C
13. 45 14.
16
6 15.(文科)-1 (理科)3 2
16. 50
【解析】根据题意:点 Q 到三个侧面的垂线与侧棱 PA、PB、PC 围成一个棱长为 3、4、5 的长
方体,则其外接球的直径即为 PQ 且为长方体的体对角线.过点 P 和 Q 的所有球中,以 PQ 为- 10 -
直径的球的表面积最小,2r= 2 2 23 4 5 5 2 ∴r= 5 2
2
,由球的表面积公式得:S=4π
r2=50π
17.(1) 2 6 0x y (2) 2 2 0x y 。
试题分析:解、由 3 4 2 0
2 5 14 0
x y
x y
解得 2
2
x
y
,即点 P 坐标为 ( 2, 2)P ,直线 072 yx
的斜率为 2
(Ⅰ)过点 P 且平行于直线 072 yx 的直线方程为 2 2( 2)y x 即 2 6 0x y ;
(Ⅱ)过点 P 且垂直于直线 072 yx 的直线方程为 12 ( 2)2y x 即 2 2 0x y 。
18.(1)详见试题解析;(2) 2
3V
试题解析:(1)证明:取 1AB 的中点G,联结 ,EG FG
∵ ,F G 分别是棱 A B 、 1AB 的中点, ∴ 1 1
1// , 2FG BB FG BB
又∵ 1
1// , ,2FG EC EC CC FG EC ∴四边形 F G E C 是平行四边形,
∴ //CF EG ∵CF 平面 1ABE, EG 平面 1ABE ∴ //CF 平面 1ABE
(2)解: 因为 1AA 底面 ABC ,所以 1CC 底面 ABC , 1CC CB
又 90AC B ,所以 BC AC 所以 BC 面 1 1ACC A ,即 BC 面 ACE
所以点 B 到平面 1AEB 的距离为 2B C
又因为 1 //BB 平面 ACE ,所以点 1B到平面 ACE 的距离等于点 B 到平面 ACE 的距离,即为 2
所以
1 1
1 1 21 2 23 2 3C AB E B ACEV V .
19.(1) 1 0x y 或 3 0x y ;(2) 3 3( , )
10 5
P .
试题解析:(1)切线在两坐标轴上的截距相等且截距不为零,
∴设切线方程为 x y a ( 0a ), 又圆 C: 2 2( 1) ( 2) 2x y ,
∴圆心 C ( 1, 2 ) 到切线的距离等于圆的半径 2 ,∴ 1 2 2
2
a ,解得 1a 或 3a ,
故所求切线的方程为: 1 0x y 或 3 0x y .
(2)设 1 1( , )P x y , 切线 PM 与半径 C M 垂直, ∴
2 2 2PM PC CM ,
∴ 2 2 2 2
1 1 1 1( 1) ( 2) 2x y x y ,整理得 1 12 4 3 0x y ,- 11 -
故动点 P在直线 2 4 3 0x y 上,由已知 PM 的最小值就是 PO 的最小值,
而 PO 的最小值为O到直线 2 4 3 0x y 的距离 3 5
10d ,
∴
2 2
1 1
1 1
9 ,20
2 4 3 0,
x y
x y
解得
1
1
3 ,10
3.5
x
y
∴所求点坐标为 3 3( , )
10 5
P .
20.(文科)试题解析:(1)证明:连接 DE
ED, 分别为 AB , BC 的中点,
1/ / 2DE AC F 为 11CA 的中点, 111 2
1 CAFA ,而 ACCA //11
ACFA 2
1//1 FADE 1//
四边形 DEFA1 是平行四边形 EFDA //1
EF 平面 DACDA 11 , 平面 CDA1 //EF 平面 CDA1
(Ⅱ)证明: AA1 平面 ABC , CD 平面 ABC , CDAA 1
BCAC , D 为 AB 的中点, CDAB , AABAA 1
CD 平面 11 AABB 又因为 CD 平面 CDA1
平面 CDA1 平面 11 AABB
20.(理科)1.(Ⅰ)证明过程详见解析;(Ⅱ)
3
.
试题解析:(Ⅰ) BCBA2ABC , .
又因 ABC平面SB ,所以建立如上图所示的坐标系.
所以 A(2,0,0), ),,( 060B ,D(1,0,1), ),,( 12
60E ,S(0,0,2)
易得, AD -1 0 1 ( ,,), BC 0 6 0 ( , ,), BD 1 0 1 ( ,,)
又 AD BC 0 AD BD 0 , , AD BC AD BD AD BC AD BD , , ,
又 BCDADBBDBC 平面, 又因 ACDAD 平面 ,
所以平面 ACD 平面 BCD.- 12 -
(Ⅱ)又 ),,( 12
60BE
设平面 BDE 的法向量为 ),,( zyxn ,则
6BE 0 1 0
20 1 0
n y
BD n x
所以 )1,3
6,1( n ,又因平面 SBD 的法向量为 BC 0 6 0 ( , ,)
所以 2 1cos ,
286 3
BC nBC n
BC n
所以二面角 S BD E 的平面角的大小为
3
.
21.(1) 1
3
CE
EB
;(2) 6
3
.
试题解析:『法一』(1)取 B C 中点为 N ,连结 1,MN C N , 1 分
∵ ,M N 分别为 ,AB C B 中点, ∴ M N ∥ AC ∥ 1 1AC ,
∴ 1 1, , ,A M N C 四点共面, 3 分
且平面 1 1BCC B I 平面 1 1A MNC 1C N= 又 DE Ì 平面 1 1BCC B ,
且 D E ∥平面 1 1AMC ∴ D E ∥ 1C N
∵ D 为 1CC 的中点,∴ E 是 CN 的中点, 5 分
∴ 1
3
CE
EB
. 6 分
(2)连结 1B M , 7 分
因为三棱柱 1 1 1ABC A B C 为直三棱柱,∴ 1AA ^ 平面 ABC
∴ 1AA AB^ ,即四边形 1 1ABB A 为矩形,且 12AB AA- 13 -
∵ M 是 A B 的中点,∴ 1 1B M A M^ ,又 1 1AC ^ 平面 1 1ABB A ,
∴ 1 1 1AC B M^ ,从而 1B M ^ 平面 1 1AMC 9 分
∴ 1MC 是 1 1B C 在平面 1 1AMC 内的射影 ∴ 1 1B C 与平面 1 1AMC 所成的角为∠ 1 1B C M
又 1 1B C ∥ B C , ∴直线 B C 和平面 1 1AMC 所成的角即 1 1B C 与平面 1 1AMC 所成的角 10 分
设 12 2AB AA ,且三角形 1 1AMC 是等腰三角形
∴ 1 1 1 2A M AC= = ,则 1 2MC = , 1 1 6B C = ∴ 1
1 1
1 1
6cos 3
MCB C M B C
Ð = =
∴直线 B C 和平面 1 1AMC 所成的角的余弦值为 6
3
. 12 分
『法二』(1)因为三棱柱 1 1 1ABC A B C 为直三棱柱,
∴ 1AA ^ 平面 ABC ,又 AC AB ∴以 A 为坐标原点,分别以 1, ,AB AA AC
所在直线为 , ,x y z 轴,
建立如图空间直角坐标系. 1 分
设 12 2AB AA ,又三角形 1 1AMC 是 等腰三角形,所以 1 1 1 2A M AC= =
易得 1(0,1,0)A , (1, 0, 0)M , 1(0,1, 2)C , 所以有 1 (1, 1,0)A M = -
uuuur
, 1 1 (0,0, 2)A C =
uuuur
设平面 1 1AMC 的一个法向量为 ( , , )n x y z=
r
,则有 1
1 1
0
0
n A M
n AC
ìï × =ïïíï × =ïïî
r uuuur
r uuuur ,即
0
2 0
x y
z
ì - =ïïíï =ïî
,令 1x = ,有 (1,1,0)n =
r
4 分
(也可直接证明 1B M
为平面 1 1AMC 法向量)
设 CE
EB
, 2 2( ,0, )1 1E
,又 1(0, , 2)2D ,
∴ 2 1 2( , , 2)1 2 1DE
若 D E ∥平面 1 1AMC ,则 n
r
^ DE
uuur
,所以有 2 1 01 2
,
解得 1
3
,∴ 1
3
CE
EB
6 分
(2)由(1)可知平面 1 1AMC 的一个法向量是 (1,1,0)n =
r
,- 14 -
(2, 0, 0)B , (0,0, 2)C ,求得 ( 2,0, 2)BC
设直线 B C 和平面 1 1AMC 所成的角为 , [0, ]2
,
则 | | 2 3sin 3| | | | 2 6
n BC
n BC
, 11 分
所以 6cos 3
q =
∴直线 B C 和平面 1 1AMC 所成的角的余弦值为 6
3
. 12 分
22.(1) 222 yx ;(2)-4;(3)OP∥AB;理由祥见解析.
试 题 解 析 :( 1 ) 设 圆 C 的 圆 心 C 的 坐 标 为 (x0,y0 ) , 由 于 圆 M 的 圆 心 M(-2,-2), 则
有:
0
0
1)1(2
2
022
2
2
2
0
0
0
0
00
y
x
x
y
yx
,所以圆 C 的方程为: 222 ryx ,又因为圆 C 过点 P
(1,1),所以有 211 222 rr ,故知:⊙C 的方程为: 222 yx
(2)设 Q(x、y),则 222 yx ,从而可设 sin2,cos2 yx )( R
则 ( 1)( 2) ( 1)( 2) 2 2 sin( ) 24PQ MQ x x y y x y
所以 PQ MQ 的最小值为-4.
(3)设 PA 的方程为: )1(1 xky ,则 PB 的方程为: )1(1 xky
由
2
)1(1
22 yx
xky 得
2
2
1
12
k
kkx A
,同理可得:
2
2
1
12
k
kkxB
OP
AB
AB
AB
AB
AB
AB
AB k
k
k
k
kkk
xx
xxkk
xx
xkx
xx
yyk
1
1
4
1
222)(2)1()1(k
2
2
2
OP∥AB.