上海市2024学年第一学期高二年级
数学学科期中试卷
(满分150分,考试时间120分钟)
一、填空题(本大题满分54分)本大题共12小题,1-6题每题4分,7-12题每题5分.
1.用数学符号语言表示“点在直线外,直线在平面上”:________________.
2.若,是异面直线,直线,则与的位置关系是__________.
3.“直线与平面无公共点”是“直线不在平面上”的_____条件.(从“充分不必要”、“必要不充分”、“充要”、“既不充分也不必要”中选一个合适的填空)
4.如果直线,直线,,则_________________.
5.如果直线与平面所成的角为,那么直线与平面内的直线所成的角的取值范围是__________.
6.由一条直线和直线外的3个点可确定平面的个数最多为___________个.
7.在四面体中,,,、分别是、的中点,且,则与所成角的大小是____________.
8.已知一个利用斜二测画法画出直观图如图所示,其中,,,则原的面积为_____________.
9.正三角形的边长为,是三角形所在平面外一点,平面,且,则到的距离为____________.
10.三角形的一条边在平面内,,,,若与平面所成角为,则直线与平面所成角的大小为____________.
11.如图,矩形的,宽,若平面,矩形的边上至少有一个点,使得,则的范围是____________.
12.在平面几何里,有勾股定理“设的两边,互相垂直,则”,拓展到空间,类比平面几何的勾股定理,在如图2的几何体中,若两两互相垂直,则有___________________________________.
二、选择题(本大题满分18分)本大题共4小题,13-14题每题4分,15-16题每题5分.
13.下列命题中是真命题的是( )
A.四边形一定是平面图形 B.空间一个点与一条直线可以确定一个平面
C.一个平面的面积可以为 D.相交于同一点的四条直线最多可以确定6个平面
14.已知,是两条不同的直线,是一个平面,以下命题正确的是( )
A.若,,则 B.若,,则
C.若,,则 D.若,,则
15.已知三边的长分别为、、,平面外一点到三边的距离都等于2,则点到平面的距离等于( ).
A.1 B. C. D.4
16.如图,为正方体,
① ②平面
③与底面所成角的正切值是
④过点与异面直线与成角的直线有2条.
其中正确结论的个数是( ).
A.0 B.1 C.2 D.3
三、解答题(本大题满分78分)
17.(本题满分14分)第(1)小题6分,第(2)小题8分.如图,在三棱柱中,侧棱垂直于底面,,,分别是,的中点.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面.
18.(本题满分14分)第(1)小题6分,第(2)小题8分.已知圆锥的顶点为,底面圆心为,半径为2.
(1)设圆锥的母线长为4,求圆锥的体积;
(2)设,,是底面半径,且,为线段的中点,如图,求异面直线与所成的角大小.
19.(本题满分14分)第(1)小题6分,第(2)小题8分.
如图,在两块钢板上打孔,用钉帽呈半球形、钉身为圆柱形的铆钉(图1)穿在一起,在没有帽的一端锤打出一个帽,使得与钉帽的大小相等,铆合的两块钢板,成为某种钢结构的配件,其截面图如图2.(单位:).(加工中不计损失).
(1)若钉身长度是钉帽高度的3倍,求铆钉的表面积;
(2)若每块钢板的厚度为,求钉身的长度(结果精确到).
20.(本题满分18分)第(1)小题4分,第(2)小题6分,第(3)小题8分.
如图,是圆柱的底面直径且,是圆柱的母线且,点是圆柱底面圆周上的点,点在线段上,点在线段上.
(1)求圆柱的表面积;
(2)求证:;
(3)若,是的中点,求的最小值.
21.(本题满分18分)第(1)小题4分,第(2)小题6分,第(3)小题8分.
如图,是底面边长为1的正三棱锥,,,分别为棱,,上的点,截面底面,且棱台与棱锥的棱长和相等.(棱长和是指多面体中所有棱的长度之和)
(1)求证:为正四面体;
(2)若,求二面角的大小;
(3)设棱台的体积为,是否存在体积为且各棱长均相等的直四棱柱,使得它与棱台有相同的棱长和 若存在,请具体构造出这样的一个直四棱柱,并给出证明;若不存在,请说明理由.