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文檔簡介
2019-2020學年高一第一學期期末數學試卷
一、選擇題
1.如圖(1)、(2)、(3)、(4)為四個幾何體的三視圖,根據三視圖可以判斷這四個
幾何體依次分別為(
IXI⑵
俯視圖
A.三棱臺、三棱柱、圓錐、圓臺
B.三棱臺、三棱錐、圓錐、圓臺
C.三棱柱、正四棱錐、圓錐、圓臺
D.三棱柱、三棱臺、圓錐、圓臺
2.下列命題為真命題的是()
A.平行于同一平面的兩條直線平行
B.與某一平面成等角的兩條直線平行
C.垂直于同一平面的兩條直線平行
D.垂直于同一直線的兩條直線平行
3.下列命題中錯誤的是(:)
A.如果aJL#,那么戊內一定存在直線平行于平面產
B.如果那么a內所有直線都垂直于平面尸
C.如果平面a不垂直平面尸,那么a內一定不存在直線垂直于平面廣
D.如果a_Ly,ly,a0|£=?,那么?_Ly
4.正方體膽中,異面直線必與反7所成角的大小為()
A.30°B.45°C.60°D.90°
5.一個幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的表面積為()
A.(272+4>B.(2^/2+6>C.6萬D.(3+4加
6.梯形44G4(如圖)是一水平放置的平面圖形地如的直觀圖(斜二測),若44/。'
=1,則平面圖形月BCD的面積是()
C.5&D.1072
7.已知一直線斜率為3,且過北3,4),兩點,則x的值為()
A.4B.12C.-6D.3
8.一個斜三棱柱的一個側面的面積為S,另一條側棱到這個側面的距離為a,則這個三棱
柱的體積是()
A.-SaB.L網
C.-SaD.-Sa
3423
9.一個球的體積和表面積在數值上相等,則該球半徑的數值為()
A.1B.2C.3D.4
10.若直線過點(1,2),(4,2+73),則此直線的傾斜角是()
A.30°B,45°C.60°D.90°
11.有一種圓柱體形狀的筆筒,底面半徑為4cm,高為12cM.現要為100個這種相同規(guī)格
的筆筒涂色(筆筒內外均要涂色,筆筒厚度忽略不計).如果每0.5館涂料可以涂
那么為這批筆筒涂色約需涂料()
A.1.23kgB.1.76kgC.2.46AgD.3.52kg
12.已知函數<>)=卜:+4"減,若f(2a+l)>/(a),則實數白的取值范圍是()
K-4r,r<0
A.(-co,-1)|J(-1,+co)B.(-8,-3)<J(-1,+oo)
C.(-L-g)D.(-3,-1)
二、填空題(共4道小題,每題5分,共20分)
13.函數了=:+1咤式丫+3)的定義域.
14.若三點收3,1),頤-2力),式8,11)在同一直線上,則實數匕等于.
15.已知正六棱錐底面邊長為a,體積為41",則側棱與底面所成的角為.
2
16.將一副斜邊長相等的直角三角板拼接成如圖所示的空間圖形,其中心=助=0,
NR4c=30°,若它們的斜邊?15重合,讓三角板曲)以壁為軸轉動,則下列說法正確
的是.
①當平面平面火B(yǎng)C時,C、D兩點間的距離為
②在三角板用D轉動過程中,總有JWICD;
③在三角板月ED轉動過程中,三棱錐體積的最大值為9.
三、本題共六道題,17題10分,其余各題每題12分,共70分)
17.如圖,圓柱的底面半徑為2,球的直徑與圓柱底面的直徑和圓柱的高相等,圓錐的頂點
為圓柱上底面的圓心,圓錐的底面是圓柱的下底面.
(I)計算圓柱的表面積;
(II)計算圖中圓錐、球、圓柱的體積比.
18.設集合J4={X|-14<3),B=(x|2x-4>x-2],C={x|x2a-1}.
(1)求以1B;
(2)若B(JC=。,求實數。的取值范圍.
19.三棱柱壁。-4片G中,平面月FC,A4B。是邊長為4的等邊三角形,D為邊壁
的中點,且%=2度.
(1)求證:平面&CDJ.平面RDG;
(2)求證:力6〃平面。陽;
(3)求三棱錐D-C44的體積.
20.如圖,在三棱錐P-HB。中,汽7,底面媽7,ABLBC,D,E分別是四,PB的
中點.
(1)求證:DE”平面PAC;
(2)求證:AB1PB;
(3)若PC=BC,求二面角P-RB-。的大小.
21.已知定義域為R的函數工是奇函數,
2+a
(1)求a,2?的值;
(2)若對任意的teR,不等式/(產-2t)+/(2F-h)<0恒成立,求k的取值范圍.
22.如圖所示,正四棱錐P-J1BCD中,。為底面正方形的中心,側棱風與底面月BCD所
成的角的正切值為理.
2
(1)求側面R4D與底面壁如所成的二面角的大??;
(2)若E是而的中點,求異面直線PD與松所成角的正切值;
(3)問在棱加上是否存在一點產,使即1側面陽C,若存在,試確定點9的住置;若
不存在,說明理由.
D
參考答案
一、選擇題(本題12道小題,每題5分,共60分,每小題只有一個正確答案)
1.如圖(1)、(2)、(3)、(4)為四個幾何體的三視圖,根據三視圖可以判斷這四個
幾何體依次分別為()
正視圖側視圖
CO)
俯視圖(4)
A.三棱臺、三棱柱、圓錐、圓臺
B.三棱臺、三棱錐、圓錐、圓臺
C.三棱柱、正四棱錐、圓錐、圓臺
D,三棱柱、三棱臺、圓錐、圓臺
【分析】三視圖復原,判斷4個幾何體的形狀特征,然后確定選項.
解:如圖(1)三視圖復原的幾何體是放倒的三棱柱;
(2)三視圖復原的幾何體是四棱錐;(
3)三視圖復原的幾何體是圓錐;
(4)三視圖復原的幾何體是圓臺.
所以(1)(2)(3)(4)的順序為:三棱柱、正四棱錐、圓錐、圓臺.
故選:C.
2.下列命題為真命題的是()
A.平行于同一平面的兩條直線平行
B.與某一平面成等角的兩條直線平行
C.垂直于同一平面的兩條直線平行
D.垂直于同一直線的兩條直線平行
【分析】選項力、8、D均可以從正方體模型中找到反例,故都不正確.選項??梢杂梅?/p>
證法進行證明,故。正確.
解:如圖1,4G〃平面壁⑵,用4〃平面壁⑵,但是4。「|弓。=。,所以力錯;
4。、&。與平面壁⑵所成角度大小相同,但是4?!竱5。=。,所以B錯;
44,4力,44,4月,但是耳外「|耳4=月,所以。錯;
如圖2,假設a_La,bla,且4「|》=力,
則過一點有兩條直線均垂直于平面,
故假設不成立,
即垂直于同一平面的兩條直線平行,
所以。正確.
故選:C.
圖1圖2
3.下列命題中錯誤的是()
A.如果aJ?尸,那么a內一定存在直線平行于平面?
B.如果aJ?產,那么a內所有直線都垂直于平面產
C.如果平面a不垂直平面力,那么a內一定不存在直線垂直于平面足
D.如果a_Ly,/?!/,=那么?_Ly
【分析】如果a,#,則a內與兩平面的交線平行的直線都平行于面尸,進而可推斷出力命
題正確;儀內與兩平面的交線平行的直線都平行于面故可判斷出8命題錯誤;根據
平面與平面垂直的判定定理可知。命題正確;根據兩個平面垂直的性質推斷出D命題正
確.
解:如果a_L#,則a內與兩平面的交線平行的直線都平行于面產,故可推斷出力命題正
確.
B選項中a內與兩平面的交線平行的直線都平行于面尸,故8命題錯誤.
。根據平面與平面垂直的判定定理可知。命題正確.
。根據兩個平面垂直的性質推斷出D命題正確.
故選:B.
4.正方體期"中,異面直線必與所成角的大小為()
A.30°B.45°C.60°D.90°
【分析】由題意即正方體圖形,利用正方形的特點.由于利用異面直線的定義
即可得求.
解:根據題意,的正方體兒紀。-4494中,易得幺40=90°.
ADHBC
二異面直線必與BC垂直,即所成的角為90°,
故選:D.
5.一個幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的表面積為()
A.(20+4泗B.(25/2+6>C.6萬D.(淄+4)方
【分析】直接利用組合體的表面積公式的應用求出結果.
解:根據幾何體的三視圖轉換為幾何體為兩端為圓錐體,中間為圓柱體的組合體.
所以:S=2x;x2萬*淄+2x2萬=2也萬+4萬.
故選:A.
6.梯形44G4(如圖)是一水平放置的平面圖形須如的直觀圖(斜二測),若4〃/。'
軸,44〃/軸,A4=:qa=2,44=1,則平面圖形必如的面積是()
A.5B,10C.5收D.10播
【分析】根據直觀圖畫法的規(guī)則,確定原平面圖形四邊形壁⑵的形狀,求出底邊邊長,
上底邊邊長,以及高,然后求出面積.
解:如圖,根據直觀圖畫法的規(guī)則,
直觀圖中44〃。,',44=1,=原圖中加〃5,
從而得出且40=244=2,
直觀圖中44〃G4,A4=|q4=2,=原圖中>IB"CD,AB=1CD=2,
即四邊形壁⑵上底和下底邊長分別為2,3,高為2,如圖.
故其面積S=;(2+3)x2=5;
故選:A.
7.已知一直線斜率為3,且過收3,4),與X,7)兩點,則x的值為()
A.4B.12C.-6D.3
【分析】由一直線斜率為3,且過北3,4),用x,7)兩點,代入斜率公式,可構造關于x的方
程,解方程求出了值.
解:若過壁的直線斜率為3,
解得x=4
故選:A.
8.一個斜三棱柱的一個側面的面積為S,另一條側棱到這個側面的距離為a,則這個三棱
柱的體積是()
1112
A.-SaB.-SaC.D.-Sa
3423
【分析】將該斜三棱柱補成一個四棱柱,將其放倒使側面與它所對的棱的距離為d,成為
四棱柱的高,然后求體積.
解:將該斜三棱柱補成一個四棱柱,該四棱柱的底面積為S,高為。,故四棱柱的體積為黝,
二%三財
故選:C.
9.一個球的體積和表面積在數值上相等,則該球半徑的數值為()
A.1B.2C.3D.4
【分析】設該球的半徑為R,球的體積公式為,=表面積公式為S=4萬K,根據球
的體積和表面積在數值上相等列方程,即可解得球的半徑
解:設該球的半徑為R,
依題意,-n
3
解得R=3
故選:C.
10.若直線過點。,2),(4,2+73),則此直線的傾斜角是()
A.30°B.45°C.60°D.90。
【分析】根據斜率公式求得直線的斜率,再根據傾斜角和斜率的關系,求得傾斜角的值.
解:???直線過點(1,2),(4,2+73),
■,直線的斜率為卜=三變二=蟲.
4-13
設直線的傾斜角為a,則0?!?<180°,
由tan&=蟲,可得a=30°,
3
故選:A.
11.有一種圓柱體形狀的筆筒,底面半徑為4CM,高為12cm.現要為100個這種相同規(guī)格
的筆筒涂色(筆筒內外均要涂色,筆筒厚度忽略不計).如果每0.5炮涂料可以涂配2,
那么為這批筆筒涂色約需涂料()
A.1.23kgB.1.76姐C.2.46炮D.3.52kg
【分析】先求出一個筆筒的里外面積,再求出100個筆筒的總面積,又每05炮涂料可以涂
1m1,所需涂料易求.
解:由題設知,這種規(guī)格的筆筒表面積是萬x42+0x4x2xl2=112萬,
里外的全面積為224萬,
100個這種相同規(guī)格的筆筒的全面積為100X224>7=22400萬cm?=2.24萬疝,
又每0.5炮涂料可以涂配2,
故所需涂料數為2.24萬x0.5=1.12萬炮m3.52炮,
故選:D.
12.已知函數F(X)=[£+4X,XX),若/(2a+l)>/(a),則實數。的取值范圍是()
[r2-4r,x<0
A.(-8,-l)U(-;,+8)B.(-oo,-3)kJ(-l,+8)
c.D.(-3,-1)
【分析】先判斷函數人x)的奇偶性和單調性,求參數的取值范圍.
解:因為函數/(x)=F:+4,'X20,所以作出函數/&)的圖象,則函數/(X)為偶函數,且
\x2-4x,x<0
在(0,+8)上單調遞增.
則了(加+1)>/(a),等價為/(|2a+l|)>/(|aD,
所以|2a+平方得4〃+4a+1>d,即3a?+4a+l>0,
解得a>-:或a<—1.
故選:A.
二、填空題(共4道小題,每題5分,共20分)
13.函數y=」+log式X+3)的定義域_(-3x_0)<J(0J[_+oo)_.
【分析】由函數的解析式可得x#。,且了+3>0,由此求得函數『=:+log式x+3)的定義
域.
解:?.?函數j=1+log式x+3),
x
r*0,J.X+3>0.
解得-3<x<0,或0<x<+8,
故答案為(-3,0)U(0,+8).
14.若三點收3,1),頤-2,b),式8,11)在同一直線上,則實數匕等于_-9一
【分析】三點題3,1),5(-2,b),0(8,11)在同一直線上,可得小加=勾「利用斜率計算公式
即可得出.
解:?.?三點式3,1),夙-2曾,C(8,11)在同一直線上,
,,凡IfHE一=I兒fTU,
.d-111-1
三F'
即紅?=普,化為5-1=-10.
—55
解得b=-9.
故答案為-9.
15.已知正六棱錐底面邊長為。,體積為立厘,則側棱與底面所成的角為45°.
2一一
【分析】由已知條件推導出棱錐的高A=a,側棱長為6a,由此能求出側棱與底面所成的
角的大小.
解:?.?正六棱錐的底面邊長為a,
?.?體積為正",
2
/.棱錐的高h=a,
側棱長為0a
-,側棱與底面所成的角為45。,
故答案為:45°.
16.將一副斜邊長相等的直角三角板拼接成如圖所示的空間圖形,其中加=BD=M,
ZB4C=30°,若它們的斜邊重合,讓三角板45D以壁為軸轉動,則下列說法正確
的是①③.
①當平面R5D1平面為BC時,C、D兩點間的距離為尤;
②在三角板月ED轉動過程中,總有西1CD;
③在三角板曲)轉動過程中,三棱錐D-RBC體積的最大值為由.
【分析】①結合圖象,利用面面垂直的性質及直角三角形斜邊上的中線長等于斜邊長的一
半求解;
②用反證法,假設垂直,根據線面垂直的判定與性質推到是否可能,從而得出結論;
③根據棱錐的體積公式,在底面積不變的情況下,體積的大小取決于高,當平面血)1平
面RBC時,高最大,求出即可.
解:①取抽中點。,連接D。、CO,
AD=BD=V5,;DO=1,AB=2,OC=1
???平面平面月BC,二DO_L平面火B(yǎng)C,DO^OC,O
DC=42,①正確;
②若則超1平面8。,ABLOC,:。為中點,二47=BC,4&4。=45°與
NR4C=30°矛盾,二②錯誤;
③當DO_L平面ABC時,棱錐的高最大,此時
=Lxlx>lCxBCxDO=lx^xlxl=^.③正確.
故答案是①③
三、本題共六道題,17題10分,其余各題每題12分,共70分)
17.如圖,圓柱的底面半徑為2,球的直徑與圓柱底面的直徑和圓柱的高相等,圓錐的頂點
為圓柱上底面的圓心,圓錐的底面是圓柱的下底面.
(I)計算圓柱的表面積;
(II)計算圖中圓錐、球、圓柱的體積比.
【分析】(I)根據圓柱的幾何特征求出底面積和側面積,即可求出表面積.
(II)根據圓柱、圓錐、球的體積公式,表示相應的體積,即可求出體積之比.
解:(I)1?圓柱的底面半徑為y=2,球的直徑與圓柱底面的直徑和圓柱的高相等,
圓柱和圓錐的高為h=2r=4,圓柱和圓錐的底面半徑y=2,
圓柱的表面積為:
區(qū)住體=2X^X22+4XJTX22=24萬.
(II)由(I)知/邂=;x萬x2/x4=與方,
2
VBfi=>7X2X2X2=16>7,
"4?32
心=—x>7x23=—0,
月33
圓錐、球、圓柱的體積比為:
——>r:l6>r=1:2:3.
33
18.設集合力={n-14<3),B={x|2r-4>r-2),C=(r|x><7-1).
(1)求R0|B;
(2)若B(JC=。,求實數a的取值范圍.
【分析】(1)化簡集合8,然后求集合的交集.(2)利用B|JC=C,得到&U。,然后
求實數a的取值范圍.
解:(1)由題意知,B={r|2r-4^r-2)={x|r^2)...
所以J4nB={燈24x<3}…
(2)因為B|JC=C,
所以BQC…
所以a-l42,即a43…
19.三棱柱月FC-44G中,平面的,41BC是邊長為4的等邊三角形,D為逆AB
的中點,且鵑=2度.
(1)求證:平面&CD_L平面加G;
(2)求證:為6”平面。叫;
(3)求三棱錐D-C44的體積.
。冰
【分析】(1)推導出%_1壁,CD1四,從而花,平面QCD,由此能證明平面GCD_L
平面加q.
(2)連結8G,交4。于點。,連結DO.則DO//RG,由此能證明力弓〃平面C%.
(3)三棱錐D-C44的體積分_「何=以產收,由此能求出結果.
【解答】證明:(1)?.?cq_L平面的,又花(=平面刎7,二
?.?胡&。是等邊三角形,⑵為>15邊上的中線,
CDLAB,
CDp|CG=..AB1平面q。。,
???RBu平面為Dq,
:.平面C;CDJ_平面>wq.
(2)連結gq,交4c于點。,連結DO.
則。是gq的中點,DO是A&4G的中位線.
DO/ZAC[.
?.?0。<=平面。%,月qa平面。陽,
:.月q”平面。羽.
解:(3)???CqJL平面展C,B^f/CC,,
:.J?平面AFC.
:.B線為三棱錐D-CB4的高.
■.三棱錐D-C44的體積:
"171C211第〃2。16力
=XX-X
唯…=^S,-CBD=qS4se?螞324-^x8=——
二三棱錐D-C44的體積為幽.…
20.如圖,在三棱錐F-HB。中,PC工底面ABC,AB1BC,D,E分別是AB,PB的
中點.
(1)求證:DE"平面以。;
(2)求證:AB1PB;
(3)若R7=BC,求二面角P-四一。的大小.
【分析】(1)由D,E分別是壁,的中點,結合三角形中位線定理和線面平行的判
定定理可得DE//平面R4C;
(2)由線面垂直的性質,可得汽結合4F1B。和線面垂直的判定定理可得超1
平面陽C,再由線面垂直的性質可得兒51陽;
(3)由(2)知,AB1PB,ABLBC,故NPBC即為二面角F-工3-。的平面角,解APBC
可得答案.
【解答】證明:(1)-.-D,E分別是",的中點
DEHPA
又?.?以匚平面F4C,DEct平面PAC
DE”斗面PAC;
(2)YPCL底面ABC,ABu底面ABC,
:.PCIAB
又???ASJ.B。,PC[\BC=C,PC,BCU平面PBC
RBJL平面R5。
文;PBu平面PBC
:.AB1PB;
解:(3)由(2)知,AB1PB,ABIBC,
NPB。即為二面角P-JIB-C的平面角
-:PC=BC,ZR7B=90°
:.ZPBC=45°
二面角P-JlB-。的大小為45°
21.已知定義域為R的函數士是奇函數,
2+a
(1)求a,b的值;
(2)若對任意的於R,不等式了(產-2。+/(2產-儲〈。恒成立,求k的取值范圍.
【分析】(1)根據奇函數的性質,定義域包括0,則有K0)=0,定義域為R,7(-1)=-/
(1)即可求得a,匕的值.
(2)將/(產-2t)+/(2F-%)0變形為:/(t2-2f)+-k),因為/(x)是奇函數,
-/(2t2-k)=-f(k-2t2),在利用/⑶減函數解不等式即可
解:(1)因為/(X)是奇函數,所以『(0)=0,
即.二+=0=3=1;
2+a
“、-2,+l
fW=—;
2+a
又?.?定義域為R,則有7(-1)=--(1),
_11
可得:2=_£na=2;
4+a\+a
經檢驗:六目是奇函數,滿足題意.
所以a,b的值分別為2,1.
(II)由(I)知/(x)=_2:+1」+—L
'2l+1+222'+l
易知/(x)在(-8,+8)上為減函數;
又因了(X)是奇函數,
從而不等式:fit1-2t)+/(2f-k)<0等價于/(t2-2t)<-/(2t2-fc)=f(k-2t2),
因/(x)為減函數,</(Ar-2t2),
得:產-2O2T?
即對一切teR有:3t2-2t-*>0,開口向上,
從而判別式△=4+12k<0=>k
3
即出的取值范圍是(-8,-;)
22.如圖所示,正四棱錐P-AB如中,。為底面正方形的中心,側
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