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曹杨中学 2023 学年第一学期高二年级数学期中
一、填空题(本大题共有 12题,满分 54分,第 1∼6题每题 4分,第 7∼12题每题 5分)
1. 在空间中,如果两条直线没有交点,那么这两条直线的位置关系是___________.
2. 用斜二测画法画水平放置的正方形 ABCD 的直观图为平行四边形 ABCD ,取AB所在直线为x轴,
AD所在直线为y轴.若在直观图中 AB 2cm ,则 BC ______ cm .
的
3. 已知圆柱 底面半径为1,高为2,则圆柱的侧面积为___________
36
4. 已知球的表面积为 ,则该球的体积为______.
, a b 1 a a b
5. 若 a、b 的夹角为 3 ,则 ___________.
6. 已知长方体 ABCDA 1 B 1 C 1 D 1的棱 AD AA 1 1 ,AB 2,则异面直线BD与 B 1 C 1所成角的余弦值
为______.
7. 已知一个球的半径为2,若用一个与球心距离为1的平面截球体,则所得的截面面积为______.
8. 在四棱锥 PABCD 中,已知PD 平面 ABCD ,底面四边形 ABCD 是正方形,BC1,直线PB与
1
平面 PCD 所成角的正切值是2 ,则PD______.
9. 定义:点到半平面的距离为该点到半平面所在平面的距离.若某锐二面角内一点到二面角的两个半平面
2
的距离分别为1和 ,到二面角的棱的距离为2,则此二面角的大小为______.
10. 我国南北朝时期的数学家祖暅在计算球的体积时,提出了一个原理:“幂势既同,则积不容异.”这里的
ABCD
“幂”指水平截面的面积,“势”指高.如图(1)是一种“蒙古包”的简易视图,其中底面 是个正方形,
AOC BOD AOC BOD
曲线 和 均是以2为半径的半圆,平面 和平面 均垂直于底面.想要计算该蒙古包的体
V
积 就可以利用祖暅原理,构造一个与蒙古包同底等高的正四棱柱,从中挖去一个倒放的同底等高的正四
V
棱锥(如图(2)),从而求得 =_____________.
SA
11. 如图是一座山的示意图,山呈圆锥形,圆锥的底面半径为10公里,母线长为40公里,B是母线 上
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一点,且 AB10 公里.为了发展旅游业,要建设一条最短的从A绕山一周到B的观光铁路.这条铁路从A
出发后首先上坡,随后下坡,则下坡段铁路的长度为______________公里.
12. 如图所示,在直角梯形 ABCD 中, AD//BC , ABBC ,AD AB2, BC 4 .将折线 DABC
CD
绕着 所在直线旋转一周形成的旋转面的面积是______.
二、选择题(本大题共有 4题,满分 20分,每题 5分)
13. 给定空间中的直线l与平面 ,则“直线l与平面 垂直”是“直线l垂直于 平面内无数条直线”的
( )
A. 充分非必要条件 B. 必要非充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
14. 已知空间中,l,m,n是互不相同直线,,是不重合的平面,则下列命题为真命题的是( ).
A. 若//,l,n,则l//n B. 若,l,则l
C 若l n,mn,则l//m D. 若l ,l//,则
.
15. 如图,在正方体ABCDABC D 中,点P是线段AC 上的动点,下列与BP始终异面的是( )
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A. DD B. AC C. AD D. BC
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16. 已知菱形ABCD中,BAD60,AC与BD相交于点E,将△ABD沿BD折起,使顶点A至点
M,在折起的过程中,对于下面两个命题:
①存在一个位置,使VCDM 为等边三角形;
②DM与BC不可能垂直,成立的是( )
A. ①为假命题,②为真命题; B. ①为真命题,②为假命题;
C. ①②均为真命题; D. ①②均为假命题
三、解答题(共 5道大题,其中 17题 14分,18题 14分,19题 14分,20题 16分,21题
18分,共计 76分)
17. 如图,已知圆锥的底面半径r 2,经过旋转轴SO的截面是等边三角形SAB,点Q为半圆弧AB的
中点,点P为母线SA的中点.
(1)求此圆锥的表面积和体积;
(2)求异面直线PQ与SO所成角的大小.
18. 《九章算术》中,将四个面都是直角三角形的四面体称为“鳖臑”,如图所示,四面体PABC中,
PA平面ABC,AC BC,D是棱AB的中点.
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(1)判断四面体PACD是否为鳖臑,并说明理由;
(2)若四面体PABC是鳖臑,且AP AB2,求直线AC与平面PAB所成的角的大小.
19. 某加油站拟建造如图所示的铁皮储油罐(不计厚度,长度单位为米),其中储油罐的中间为圆柱形,左
右两端均为半球形,l 2r1(l为圆柱的高,为球的半径,l 2).假设该储油罐的建造费用仅与其表面积
有关.已知圆柱形部分每平方米建造费用为1千元,半球形部分每平方米建造费用为3千元.设该储油罐的建
造费用为y千元.
(1) 写出y关于r的函数表达式,并求该函数的定义域;
(2) 若预算为8万元,求所能建造的储油罐中r的最大值(精确到0.1),并求此时储油罐的体积V (单位: 立
方米,精确到0.1立方米).
20. 直四棱柱ABCDABC D ,AB//DC,AB AD,AB 2,AD3,DC 4.
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(1)求证:平面ABB A 平面ADD A;
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(2)求证:AB//平面DCC D ;
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(3)若四棱柱ABCDABC D 的体积为36,求二面角A BDA的大小.
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21. 如图①,在棱长为1的正方体ABCDABC D 中,E是棱AA 上的一个动点.
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(1)求证:三棱锥B BED 的体积是定值;
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(2)是否存在点E,使得BD平面BED ,若存在请找出点E的位置,若不存在,说明理由;
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(3)定义:与两条异面直线都垂直且相交的直线称为这两条异面直线的公垂线,公垂线的两个垂足之间
的线段称为异面直线的公垂线.两条异面直线的公垂线段,是连接两条异面直线所有线段中的最短线段.
根据以上定义及性质解决如下问题:
如图②中,M为线段AC的中点,线段AB(不包括两个端点)上有一个动点N,过点A、C、N 作正
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方体的截面.
①判断截面的形状,并说明理由;
②当截面的面积取得最小值时,求点N的位置.
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