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1、模块综合检测(二)(时间120分钟,满分150分)一、选择题(共10小题,每小题6分,共60分)1若直线ax2y3a0与直线3x(a1)y7a平行,则实数a()A3 B2 C2或3 D3或2解析:选A因两直线平行,所以a(a1)230,解得a3或a2.经检验,当a2时,两直线重合,故选A.2若空间直角坐标系中,x轴上一点P到点Q(3,1,1)的距离为,则点P的坐标为()A(3,0,0) B(2,0,0)C(4,0,0) D(2,0,0)或(4,0,0)解析:选D由题意,设P(a,0,0),则|PQ|,解得a2或a4.3直线l:axby0和圆C:x2y2axby0在同一坐标系的图形只能是()解析
2、:选D可知圆心C,半径r,则圆心到直线的距离为dr,直线与圆相切,由此排除A,B,C,选D.4已知圆C1:(x1)2(y1)21,圆C2与圆C1关于直线l:xy10对称,则圆C2的方程为()A(x2)2(y2)21B(x2)2(y2)21C(x2)2(y2)21D(x2)2(y1)21解析:选A可知C1(1,1),直线l的斜率为1,设圆C2的圆心坐标为(a,b),则kC1C2,线段C1C2的中点为.圆C2与圆C1关于直线l对称,线段C1C2被直线l垂直平分,有解得圆C2的方程为(x2)2(y2)21,故选A.5面积为Q的正方形,绕其一边旋转一周,则所得几何体的侧面积为()AQ B2QC3Q D
3、4Q解析:选B设正方形边长为a,则a,S侧2aa2Q.6关于直线m,n与平面,有下列四个命题:m,n且,则mn;m,n 且,则mn;m,n 且,则mn;m,n且,则mn.其中真命题的序号是()A BC D解析:选D对于,m与n可能平行,可能相交,也可能异面,所以是假命题;是真命题;对于,m,m,若n,必有mn,所以是真命题,从而是假命题,故选D.7某几何体的三视图如图所示,其中俯视图为扇形,则该几何体的体积为()A. B.C. D. 解析:选D由三视图可知,该几何体是三分之一个圆锥,其体积为V224.8正六棱柱的底面边长为2,最长的一条对角线长为2,则它的表面积为()A4(34) B12(2)
4、C12(21) D3(8)解析:选B如图所示,S1222622122412(2)9三棱锥PABC的高为PH,若三个侧面两两垂直,则H一定为ABC的()A垂心 B外心C内心 D重心解析:选A若三棱柱的三个侧面两两垂直,则三条侧棱两两垂直(可以证明,略),根据线面垂直的判定与性质可知,H一定为ABC的垂心10已知ABC是等腰直角三角形,BAC90,ADBC,D为垂足,以AD为折痕,将ABD和ACD折成互相垂直的两个平面后,如图所示,有下列结论:BDCD;BDAC;AD面BCD;ABC是等边三角形其中正确的结论的个数为()A1 B2C3 D4解析:选DADBD,ADCD,BDC是二面角BADC的平面
5、角又平面ABD平面ACD,BDC90,BDCD,同时,AD平面BCD, BD平面ACD,BDAC,DADBDC,RtABD、RtBCD、RtACD全等,ABC是等边三角形,故均正确二、填空题(共4小题,每小题5分,共20分)11圆x2y24x2y110上的点到直线xy130的最大距离与最小距离之差是_解析:圆的标准方程为(x2)2(y1)216,圆心到直线的距离为d5,所以,圆上的点到直线的最大距离为54,圆上的点到直线的最小距离为54,所以, 最大距离与最小距离之差是8.答案:812在三棱柱ABCA1B1C1中,各棱长相等,侧棱垂直于底面,点D是侧面BB1C1C的中心,则AD与平面BB1C1
6、C所成角的大小是_解析:过A作AEBC于点E,则易知AE面BB1C1C,则ADE即为所求,又tanADE,故ADE60.答案:6013一个几何体的三视图如图所示,其中正视图是正三角形,则几何体的外接球的表面积为_解析:此几何体是三棱锥PABC(直观图如图),底面是斜边长为4的等腰直角三角形ACB,且顶点在底面内的射影D是底面直角三角形斜边AB的中点易知,三棱锥PABC的外接球的球心O在PD上设球O的半径为r,则OD2r,CD2,OCr,(2r)222r2,解得r,外接球的表面积为4r2.答案:14若直线ykx2k与圆x2y2mx40至少有一个交点,则实数m的取值范围是_. 解析:直线ykx2k
7、即yk(x2),直线经过定点M(2,0),因为直线ykx2k与圆x2y2mx40至少有一个交点,则点M在圆上或圆内,所以将M的坐标代入,得(2)202(2)m40,解之得m4,又因为方程x2y2mx40表示圆,所以m202160,解之得m4,综上所述,实数m的取值范围是(4,)答案:(4,)三、解答题(共6小题,共70分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15(本小题满分10分)求与点P(4,3)的距离为5,且在两坐标轴的截距相等的直线方程解:设所求直线方程为ykx或1(a0)对于ykx,5,9k224k160,解之得k.对于xya,5,解之得a75或75.故所求直线方程为yx或xy7
8、50或xy750.16(本小题满分12分)已知圆x2y26mx2(m1)y10m22m240,直线l1:x3y30.(1)求证:不论m取何值,圆心必在直线l1上;(2)与l1平行的直线中,哪些与圆相交、相切、相离解:(1)证明:将圆的方程化为标准方程为(x3m)2y(m1)225,圆心是(3m,m1)3m3(m1)30,不论m取何值,圆心必在直线l1上(2)设与直线l1平行的直线l2的方程为x3yb0(b3),则圆心到直线l2的距离为d.圆的半径r5,当dr,即5,亦即53b5,b53时,直线与圆相离17(本小题满分12分)已知以点C为圆心的圆经过点A(1,0)和B(3,4),且圆心C在直线x
9、3y150上(1)求圆C的方程;(2)设点Q(1,m)(m0)在圆C上,求QAB的面积解:(1)法一:依题意所求圆的圆心C为AB的垂直平分线和直线x3y150的交点,AB中点为(1,2),斜率为1,AB垂直平分线方程为y2(x1),即yx3.联立解得即圆心C(3,6),半径r2,所求圆C的方程为(x3)2(y6)240.法二:设圆C的方程为(xa)2(yb)2r2,依题意求出a3,b6,r2,所求圆C的方程为(x3)2(y6)240.法三:设圆C的方程为x2y2DxEyF0,依题意求出D6,E12,F5,所求圆C的方程为x2y26x12y50.(2)点Q(1,m)(m0)在圆C上,m12或m0
10、(舍去),|AQ|12,点B到直线AQ的距离为4.所以QAB的面积为24.18(本小题满分12分)如图,在底面为平行四边形的四棱锥PABCD中,ABAC,PA平面ABCD,且PAAB,点E是PD的中点求证:(1)ACPB;(2)PB平面AEC.解:(1)由PA平面ABCD可得PAAC,又ABAC,所以AC平面PAB,所以ACPB. (2)连接BD交AC于点O,连接EO,则EO是PDB的中位线,所以EOPB.又因为PB面AEC,EO面AEC,所以PB平面AEC.19(本小题满分12分)如图,在直角梯形ABCP中,CPAB,CPCB,ABBCCP2,D是CP中点,将PAD沿AD折起,使得PD面AB
11、CD.(1)求证:平面PAD平面PCD;(2)若E是PC的中点,求三棱锥APEB的体积解:(1) 证明:PD底面ABCD,PDAD. 又由于CPAB,CPCB,ABBC,ABCD是正方形,ADCD,又PDCDD,故AD平面PCD, AD平面PAD,平面PAD平面PCD.(2)ADBC,又BC平面PBC,AD平面PBC,AD平面PBC,点A到平面PBC的距离即为点D到平面PBC的距离又PDDC,E是PC的中点,DEPC.由(1)知有AD平面PCD,ADDE.由题意得ADBC,故BCDE.于是,由BCPCC,可得DE平面PBC.DE,PC2,又AD平面PCD,ADCP,ADBC,CPBC, SPE
12、BSPBC,VAPEBVDPEBDESPEB.20(本小题满分12分)在如图所示的多面体中,四边形ABB1A1和ACC1A1都为矩形(1)若ACBC,证明:直线BC平面ACC1A1;(2)设D,E分别是线段BC,CC1的中点,在线段AB上是否存在一点M,使直线DE平面A1MC?请证明你的结论解:(1)证明:因为四边形ABB1A1和ACC1A1都是矩形,所以AA1AB,AA1AC.因为AB,AC为平面ABC内的两条相交直线,所以AA1平面ABC.因为直线BC平面ABC,所以AA1BC.又由已知,ACBC,AA1,AC为平面ACC1A1内两条相交直线,所以BC平面ACC1A1.(2)取线段AB的中点M,连接A1M,MC,A1C,AC1,设O为A1C,AC1的交点由已知,O为AC1的中点连接MD,OE,则MD,OE分别为ABC,ACC1的中位线,所以,MD綊AC,OE綊AC,因此MD綊OE.连接OM,从而四边形MDEO为平行四边形,则DEMO.因为直线DE平面A1MC,MO平面A1MC,所以直线DE平面A1MC.即线段AB上存在一点M(线段AB的中点),使直线DE平面A1MC.