上海市曹杨二中2018-2019学年高二上数学期末试卷(含详答)

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1、2018-2019 学年曹二高二上期末数学试卷 2019.1 一、填空题: 1、在空间中,若直线与无公共点,则直线的位值关系是_;ab, a b 答案:平行或异面 2、若两个球的体积之比为 8:27,则这两个球的表面积之比为_; 答案:4:9 3、若正方体中,异面直线和所成角的大小为_;ABCDA B C DACBD 答案: 2 4、若圆柱的轴截面面积为 2,则其侧面积为_; 答案:2 5、正四棱锥底面边长为 4,侧棱长为 3,则其体积为_; 答案:16 3 6、若增广矩阵对应的线性方程组为无穷多紹,则实数的值为_; 1 1 11 a a a 答案:-1 7、有一列正方体,它们的棱长组成以 1

2、 位首项,为公比的等比数列,设它们的体积依 1 2 次为,则=_; 12 , n V VV 12 lim n n VVV 答案: 8 7 8、已知,用斜二测画法作它的直观图,若是斜边平行于铀的等ABCA B CA B C x 腰直角三角形,则是_三角形(填“锐角”、 “直角”、 “钝角”).ABC 答案:直角 9、在北纬 45圈上有甲、乙两地,它们的经度差 90,则甲乙两地的球面距离与地球半径 的比值为_; 答案: 3 10、如图,求一个棱长为的正四面体的体积,可以看成一个棱长为 1 的正方体截去四2 个角后得到,类比这种方法,一个相对棱长都相等的四面体,其三组对棱长分别为ABCD ,则此四面

3、体的体积为_;5,13,10ABCDADBCACBD 答案:2 11、已知平面截一球面得圆,过圆的圆心且与平面呈 45二面角的平面截MMM 该球面得圆,若球的半径为 4,圆的面积为 12,则圆的面积为_;NMN 答案:14 12、如图,棱长为 3 的正方体的顶点在平面上,三条棱都在平面的同侧,A,AB AC AD 如顶点到平面的距离分别为,则顶点到平面的距离为_;,B C1, 2D 答案:6 二、选择题 13、 “直线 垂直于的边是“直线 垂直于的边”的()lABC,AB AClABCBC A、充分非必要条件B、必要非充分条件C、充要条件D、既不充分又不必要条 件 答案:A 14、如果三棱锥的

4、底面不是等比三角形,网组对棱互相垂直,且顶点在底面的SABCS 射影在内,那么是的()OABCOABC A、外心B、内心C、垂心D、重心 答案:B 15、底面是正三角形,且每个侧面是等腰三角形的三棱锥() A、一点时增三棱锥B、一定是正四面体C、不是斜三棱锥 D、可能是斜三棱锥 答案:D 16、在正方体中,点(异于点)是棱长一点,则满足与,所 1111 ABCDABC DPBBP 1 AC 成的角为 45的点的个数为()P A.0B.3C.4D.6 答案:B 三、解答题: 17、如图,在棱长为的正方体中,是棱的中点.a 1111 ABCDABC DE 1 DD (1)求三棱锥的体积; 1 DA

5、BE (2)求异面直线与所成角大小.BE 1 CC 解:(1)因为,并且, 11 D A BEB A DE VV 1 2 1 224 A DE aa Sa 1 ABADE 平面 所以 11 23 11 33412 D A BEA DE aa Va Sa (2)因为,所以异面直线与所成角为直线与直线 11 / /CCDDBE 1 CCBE 1 DD 所成角,即,因为,所以BED 2 a BE 22 2BDaaa ,所以,所以 2 2 3 2 42 aa BEa 1 2 3 3 2 a COSBED a ,所以异面直线与所成角为. 1 arccos( ) 3 BEDBE 1 CC 1 arccos

6、( ) 3 18、如图,某甜品创作一种冰淇淋,其上半部分呈半球形,下半部分呈圆锥形,现把半径 为的圆形蛋皮等分成 5 个扇形,用一个扇形蛋皮固成圆锥的侧面(蛋皮厚度忽略不计)10cm 。 (1)这种蛋筒的表面积; (2)若要制作 500 个这样的蛋筒,需要多少升冰淇淋?(精确到 0.1L) 解:(1)由题意可知圆锥的母线,所以10l 2 1 =20 5 Srll 侧 并且,所以,所以2r 2 =28Sr 半圆 =+=20 +8 =28SSS 表侧半圆 (2)由(1)知圆锥的高度为,所以该蛋筒冰淇淋 22 4 6hlr 的体积为 22 1 11 416 616 57.8 32 333 Vr hr

7、 所以 3 1 500500 57.82890029.0VVcmL 19、如图,已知为四面体内一点,且满足:点与四面体任一顶点的连线均垂O 1234 A A A AO 直其余三个顶点所确定的平面,设.1,2,3,4 iiOAai (1)求证:; 1213aaaa (2)若,求证:,为正四面体,并求直线与平面 1234 OAOAOAOA 1234 A A A A 2 OA 所成角的大小. 234 A A A 解:(1)要证,即证, 1213aaaa 12130aaaa 12 3 ()0aaa 即证.因为垂直平面, 132 0OA A A 1 OA 234 A A A 32234 A AA A A

8、 平面 所以,故等式得证. 132 OAA A (2)根据(1)的证明可证,即 2324aaaa , 23232424 coscosOA OAA OAOA OAA OA 因为,所以,所以, 1234 OAOAOAOA 2324 coscosA OAA OA 2324 OA AOA A 所以.同理可得.所以底边是等边三角形.同理可得 2324 A AA A 3234 A AA A ,即四面体的每条棱都相等,所以为正四面体. 12131434 A AA AA AA A 1234 A A A A 设,延长交平面于 H 点,所以即为直线与平面 12 2A A 1 AO 234 A A A 2 OA H

9、 2 OA 所成的角.连接与交于 E 点,因为为正四面体,所以, 234 A A A 2 A H 34 A A 1234 A A A A 3 1A E 所以,进而,所以,在 2 3A E 2 2 3 3 A H 22 1122 2 6 3 AHA AA H 中, 2 Rt OA H ,解得,所以,所以 22 2 2 62 3 33 OHOH 6 6 OH 2 6 2 OA ,所以,即直线与平面所成角 2 2 1 sin() 3 OH OA H OA 2 1 arcsin( ) 3 OA H 2 OA 234 A A A 的大小为. 1 arcsin( ) 3 20、如图,在四棱柱中,侧棱垂直于

10、底面 1111 ABCDABC D 1 AA ,且点和点分别为和的 1 ,1,2,5ABCD ABAC ABACAAADCDMN 1 BC 1 DD 中点. (1)求证:/平面;MNABCD (2)求二面角的大小; 1 DACB (3)设为棱上的点,若直线和平面所成角的正弦值为,求线段的E 11 ABNEABCD 1 3 1 AE 长度. 解:以 A 为原点,AC,AB,分别为 x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系,依题意可 1 AA 得,0,1,0B0,0,0A0,1,0B2,0,0C1, 2,0D 1 0,0,2A ,又因为 M,N 分别为和的中点,得, 1 0,1,2B 1 1, 2

11、,2D 1 BC 1 D D 1 1,1 2 M 1, 2,1N (1)证明:依题意可得,为平面 ABCD 的一个法向量.0,0,1n 5 0,0 2 MN 由此可得,又因为直线,所以0MN n MNABCD 平面/ /MNABCD平面 (2),设为平面的法向量, 1 1, 2,2AD 2,0,0AC 1 , ,nx y z 1 ACB 则,即.不妨设,可得.平面的 11 1 0 0 n AD n AC 220 20 xyz x 1z 1 0,1,1n ABC 法向量为,所以有,由图可知二面角0,0,1n 1 1 1 2 cos, 2 n n n n n n 的大小为. 1 DACB 3 4

12、(2)依题意可设,期中,则,从而 111 AEAB 0,10, ,2E .又因为为平面的一个法向量,由已知1,2,1NE 0,0,1n ABCD ,整理得, 222 11 cos, 3 ( 1)(2)1 NE n NE n NE n 2 430 又因为,解得.所以线段的长度为.0,172 1 AE72 21、如果一个正四棱柱与一个圆柱的体积相等,那么我们称它们是一对:“等积四棱圆柱”. 将“等积四棱圆柱”的正四棱柱,圆柱的表面积与高分别记为与. 12 ,S S 12 ,h h (1)若,求的值. 121 1,16hhS 2 S (2)若,求证:; 12 hh 12 SS (3)求实数的取值范围

13、,使得存在一对“等积四棱圆柱”,满足与 12 SS 1 2 h h 解:(1)设正四棱柱的底面边长为,圆柱底面半径为,则,ar 22 12 a hr h ,因为,所以,解 2 11 24Saah 2 22 22Srrh 121 1,16hhS 2 2416aa 得 ,所以,即.所以 2a 2 14 1r 2 r 2 42 22184S (2)证明:因为,所以 12 hh 22 ar , 22 121211 242242SSaahrrhahrh . 所以. 1 240hr 12 SS (3)因为,得,则, 2 1 h h 21 hh 22, arar 又因为,所以, 12 SS 11 12rhh ,因为,所以,得 1 2 1 h r 0r 2 0 1 或者,解得: 1 2 0 2 4 0,1,

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