【压轴题】高中必修二数学下期中试题(附答案)

玛丽莲梦兔
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2020年08月16日 05:03
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解放思想实事求是-文科一本分数线


【压轴题】高中必修二数学下期中试题(附答案)

一、选择题
1 .圆
x
2
y
2
4x4y70
上的动点
P
到直线
xy0
的最小距离为( )

A
.1
B

221
C

22
D

2

2.水平放置的
VABC
的斜二测直观图如图所示 ,若
A
1
C
1
=2

△A
1
B< br>1
C
1
的面积为
22


AB
的长 为( )


A

2
B

217
C

2
D

8

3.一正四面体木块如图所示,点
P
是棱
VA
的中点,过点
P
将木块锯开,使截面平行于棱
VB

AC
,则下列关于截面的说法 正确的是(

).


A
.满足条件的截面不存在

C
.截面是一个菱形

B
.截面是一个梯形

D
.截面是一个三角形

4
.若圆
C:
x
2
y
2
2x4y30关于直线
2axby60
对称,则由点
(a,b)
向圆所
作的切线长的最小值是(



A

2 B

4 C

3 D

6

5.如图是某 四面体
ABCD
水平放置时的三视图(图中网格纸的小正方形的边长为
1
,则 四
面体
ABCD
外接球的表面积为


A

20

B

125


6
C

25

D

100


6.已知
m

n
是两条不同的直线,
α

β
是两个不重合的平面,那么下面给出的条件中一< br>定能推出
m

β
的是
( )


A

α

β
,且
m

α

C

α

β
,且
m

α

B

m

n
,且
n

β

D

m

n
,且
n

β

7.已知三棱锥
SABC
的每个顶点都在球
O
的表面上,
ABC
是边长为
43
的等边三
角形,
SA
平面
ABC
,且
SB
与平面
ABC
所成的角为
A
20

B

40

C

80



,则球
O
的表面积为(



6
D

160


8.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )


A
.12

C
.24

B
.18

D
.30

22
9.已知
AB
是圆
xy 6x2y0
内过点
E(2,1)
的最短弦,则
|AB|
等于( )

A

3
B

22
C

23
D

25

10.如图所示,在棱长为
a
的正方体
ABCDA
1
B
1
C
1D
1
中,
E
是棱
DD
1
的中点,
F< br>是侧

CDD
1
C
1
上的动点,且
B
1
F

A
1
BE
,则
F
在侧面
CDD
1
C
1
上的轨迹的长度是
(

)


A

a
B

a

2
C

2a
D

2a

211.如图,在正方体
ABCDA
1
B
1
C
1
D
1
中,
M

N
分别是
BC
1

CD
1
的中点,则下列说
法错误的是( )

..


A

MN

CC
1
垂直

C

MN

BD
平行

12.若圆的参数 方程为

B

MN

AC
垂直

D

MN

A
1
B
1
平行

x12cos

,

x2t1,


为参数),直线的参数方程为


y32sin


y6t1
C
.相切
D
.相离

(t为参数),则直线与圆的位置关系是( )

A
.相交且过圆心
B
.相交但不过圆心

二、填空题
13.在三棱锥
PABC中,
PA
平面
ABC

ABBC

AB 3

BC4

PA5

则三棱锥
PABC< br>的外接球的表面积为
__________

14.已知菱形
ABCD
中,
AB2

A120
o
,沿对角线
BD< br>将
△ABD
折起,使二面

ABDC

120< br>o
,则点
A

VBCD
所在平面的距离等于



15.已知点
M
,点
F
是直线
l:< br>yx3
上的一个动点,当
MFN
最大
(,12),(N3,2)
时,过点
M

N

F
的圆的方程是
___ _______
.

16.一个直三棱柱的每条棱长都是
3
,且每个 顶点都在球
O
的表面上,则球
O
的表面积为
________

17.如图,在四棱锥
PABCD
中,
PA
底面
A BCD,ADAB,ABDC,ADDCAP2,AB1
,若
E
为棱
PC
上一点,满足
BEAC
,则
PE

_______ ___


EC

18.已知圆
M:x(y2)1< br>,
Q

x
轴上的动点,
QA

QB
分别切圆
M

A

B
22
两点,则动弦
A B
的中点
P
的轨迹方程为
__________
.


19.已知
B
与点
A

1,2, 3

关于点
M

0,1,2

对称,则点
B
的坐标是
______


20.已知双曲线
线的右支 交于两点,若抛物线
的半焦距为,过右焦点且斜率为1的直线与双曲
的准线被双曲线截得的弦长 是(为双曲线
的离心率),则的值为__________.

三、解答题
21.已知过原点的动直线
l
与圆
C
1
:
xy6x5 0
相交于不同的两点






1
)求圆
C
1
的圆心坐标;


2
)求线段

的中点

的轨迹
C
的方程;

3
)是否存在实数
k
,使得直线
L:
y k

x4

与曲线
C
只有一个交点?若存在,求出
22
k
的取值范围;若不存在,说明理由.

22.如图,在棱长均为4的 三棱柱
ABCA
1
B
1
C
1
中,
D,D
1
分别是
BC

B
1
C
1
的中点 .


(1)求证:
A
1
D
1

平 面
AB
1
D

(2)若平面
ABC
平面
BCC
1
B
1
,B
1
BC60
,求三棱锥< br>B
1
ABC
的体积.

23.如图,在正三棱柱
A BCA
1
B
1
C
1
中,点
D

E

F
分别是
BC

AC
1

B B
1
的中点
.



1
)求证:
AD
平面
BCC
1
B
1



2
)求证:
EF
平面
A
1
B
1
C
1
.

24.在正方体
ABCDA
1
B
1
C
1
D
1
中,AB=3,E在
CC
1
上且
CE2EC
1



(1)若F是AB的中点,求异面直线
C
1
F
与AC所成角的大小;

(2)求三棱锥
B
1
DBE
的体积.

25.如 图,在三棱柱
ABCA
1
B
1
C
1
中,
C
1
C
底面
ABC

ACBC

AC BCCC
1

M

N
分别是
A
1B

B
1
C
1
的中点.



1
)求证:
MN
平面
A
1
BC


2
)求直线
BC
1
和平面
A
1< br>BC
所成角的大小.

26.已知三角形
ABC
的顶点坐标分 别为
A
(4,1)

B
(1,5)

C
( 3,2)



1
)求直线
AB
方程的一般式;


2
)证明△
ABC
为直角三角形;


3
)求△
ABC
外接圆方程.


【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除



一、选择题

1.B
解析:
B

【解析】

【分析】

先求出圆心到直线
xy0
的距离,根据距离的最小值 为
dr
,即可求解
.

【详解】

由圆的一般方程可得
(x2)(y2)1


圆心到直线的距离
d
22
|22|
22

2


所以圆上的点到直线的距离的最小值为
221
.

故选
B.

【点睛】

本题主要考查了点到直线的距离,圆的方程,属于中档题
.

2

B
解析:
B

【解析】

【分析】

依题意由
△A
1
B
1
C
1
的面积为
22
,解得
B
1
C
1
4< br>,所以
BC8

AC2
,根据勾股定理
即可求
A B


【详解】

依题意,因为
△A
1
B
1
C
1
的面积为
22


所以
2 2
1
12

AC
,解得
B
1
C
1
4


2B
1
C
1

1 1
B
1
C
1
sin45
2
22
所以
BC8

AC2
,又因为
ACBC


由勾股定理得:
AB
故选B.

【点睛】

本题考查直观图还原几何图形,属于简单题
.
利用斜二测画法作直观图,主要注意两 点:一
是与
x
轴平行的线段仍然与
x

轴平行且相等;二是 与
y
轴平行的线段仍然与
y
轴平行且长
度减半
.


AC
2
BC
2
8
2
2
2
68217


3.C
解析:
C

【解析】

【分析】


AB
的中点
D< br>,
BC
的中点
E

VC
的中点
F
, 连接
PD,PF,DE,EF
,易得即截面为
四边形
PDEF
,且四 边形
PDEF
为菱形即可得到答案
.

【详解】


AB
的中点
D

BC
的中点
E

VC
的中点
F
,连接
PD,PF,DE,EF


易得
PD

VB

PD
11
VB
,< br>EF

VB

EFVB
,所以
PD
EF

PDEF


22
所以四边形
PDE F
为平行四边形,又
VB
平面
PDEF

PD
平面
PDEF
,
由线面平行

的判定定理可知,
VB
∥平面
PDEF

AC
∥平面
PDEF
,即截面为四边形
PDEF
,又

11
ACVBPD
,所以四边形
PDEF
为菱形,所以选项
C
正确
.

22
故选:
C

DE



【点睛】

本题考查线面平行的判定定理的应用,考查学生的逻辑推理能力,是一道中档题
.

4.B
解析:
B

【解析】

试题分析:
xy2x4y30

(x1)(y2)2


由已知,直线
2axby60
过圆心
C(1,2)
,即
2 a2b60,ba3


2222

由平面几何知识知, 为使由点
(a,b)
向圆所作的切线长的最小,只需圆心
C(1,2)
与直 线
xy30
上的点连线段最小,所以,切线长的最小值为
(
故选
B
.

考点:圆的几何性质,点到直线距离公式
.

123
2
)
2
24


5

C
解析:
C

【解析】

【分析】

【详解】

由三视图可知,这是三棱锥的三视图,如下图 所示,三角形
BCD
为等腰直角三角形,

其外心为
BD
中 点
O
1
,设
O

AD
中点,


O
为外接球球心,

15
AD


22
所以表面积为
25

.

半径长度为



6

D
解析:
D

【解析】

【分析】

根据所给条件,分别进行分析判断,即可得出正确答案
.

【详解】

解:




m


m

m


m


相交,故
A
不成立;

mn

n


m


m


m


相交,故
B
不成立;





m

m


m


m


相交 ,故
C
不成立;

mn

n


m

,故
D
成立;

故选:
D

【点睛】

本题考查直线与平面的位置关系,线面垂直判定,属于基础题
.

7

C
解析:
C

【解析】

【分析】

根据线面夹角得到
SA4
,计算
ABC的外接圆半径为
r
a
4

2sinA

S A

Rr

,解得答案
.


2

22
2
【详解】

SA
平面
ABC
,则
SB
与平面
ABC
所成的角为
S BA
,故
SA4
.

ABC
的外接圆半径为
r
2
22

6
a
4
,设球
O
的半径为
R


2sinA

SA

,解 得
2
O

Rr

,故球的表面积为
R25< br>4

R80

.



2


故选:
C
.

【点睛】

本题考查了三棱锥的外接球问题,意在考查学生的计算能力和空间想象能力
.

8.C
解析:
C

【解析】

试题分析:由三视 图可知,几何体是三棱柱消去一个同底的三棱锥,如图所示,三棱柱的
高为,消去的三棱锥的高为,三棱 锥与三棱柱的底面为直角边长分别为和的直角三角
形,所以几何体的体积为,故选C.


考点:几何体的三视图及体积的计算.

【方法点晴】本题主要考查了几何 体的三视图的应用及体积的计算,着重考查了推理和运
算能力及空间想象能力,属于中档试题,解答此类 问题的关键是根据三视图的规则

长对
正、宽相等、高平齐

的原则 ,还原出原几何体的形状,本题的解答的难点在于根据几何体
的三视图还原出原几何体和几何体的度量关 系,属于中档试题.

9

D
解析:
D

【解析】

【分析】

求出圆的标准方程,确定最短弦的条件,利用弦长公式进行求解即可.

【详解】

圆的标准方程为(
x

3

2
+

y+1

2

10
,则圆心坐标为< br>C

3
,﹣
1
),半径为

10



E
的最短弦满足
E
恰好为C
在弦上垂足,则
CE
(32)
2
[1(1)]2
5



|AB|
2(10)
2
(5)
2
25


故选
D


【点睛】

本题主要考查圆的标准方程的求解,以及直线和圆相交的弦长问题,属于中档题.

10.D
解析:
D

【解析】


【分析】


H

I
分别为
CC
1

C
1
D
1
边上的中点,由面面平行的性 质可得
F
落在线段
HI
上,再求
HI
的长度即可.

【详解】

解:设
G

H

I
分 别为
CD

CC
1

C
1
D
1< br>边上的中点,


ABEG
四点共面,

且平面A
1
BGE
平面
B
1
HI



QB
1
F

A
1
BE


F
落在线段
HI
上,

Q
正方体
ABC DA
1
B
1
C
1
D
1
中的棱长为
a


12
HICD
1
a

< br>22

F
在侧面
CDD
1
C
1
上的 轨迹的长度是
故选
D


2
a


2

【点睛】

本题考查了面面平行的性质及动点的轨迹问题,属中档题.

11.D
解析:
D

【解析】

【分析】

先利用 三角形中位线定理证明
MNBD
,再利用线面垂直的判定定理定义证明
MN

CC
1
垂直,由异面直线所成的角的定义证明
MN

AC< br>垂直,即可得出结论
.

【详解】

如图:连接
C
1
D

BD



Q
在三角形
C
1
DB
中,
MNBD
,故
C
正确.

QCC
1

平 面
ABCD

CC
1
BD

MN

CC
1
垂直,故
A
正确;

QAC^BD

MNBD

MN

AC
垂直,
B
正确 ;


MNBD

MN

A
1
B
1
不可能平行,
D
错误

故选:
D


【点睛】

本题主要考查了正方体中 的线面关系,线线平行与垂直的证明,异面直线所成的角及其位
置关系,熟记正方体的性质是解决本题的 关键
.

12.B
解析:
B

【解析】

【分析】

根据题意,将圆和直线的参数方程变形为普通方程,分析可得圆心不在直线 上,再利用点
到直线的距离公式计算可得圆心
(1,3)
到直线
y3x 20
的距离
d2
,得到直线与圆
的位置关系为相交.

【详解】

根据题意,圆的参数方程为


x12c os



为参数),则圆的普通方程为
y32sin


(x1)
2
(y3)
2
4
,其圆心坐 标为
(1,3)
,半径为
2.


x2t1
直线的方程为


t
为参数),则直线的普通方程为
y13(x 1)
,即

y6t1
y3x20
,圆心不在直线上.

∴圆心
(1,3)
到直线
y3x20
的距 离为
d
圆相交
.

故选
A.

【点睛】

本题考查直线、圆的参数方程,涉及直线与圆的位置关系,解答本题的关键 是将直线与圆
的参数方程变形为普通方程
.

33(1)2
19

210
2
,即直线与
5
二、填空题



13.【解析】【分析】以为长宽高构建长方体则长方体的外接球是三棱锥的 外
接球由此能求出三棱锥的外接球的表面积【详解】由题意在三棱锥中平面以为
长宽高构建长方 体则长方体的外接球是三棱锥的外接球所以三棱锥的外接球
解析:
50


【解析】

【分析】


AB,BC,PA
为长宽 高构建长方体,则长方体的外接球是三棱锥
PABC
的外接球,由
此能求出三棱锥< br>PABC
的外接球的表面积
.

【详解】

由题意 ,在三棱锥
PABC
中,
PA
平面
ABC,ABBC,AB 3,BC4,PA5



AB,BC,PA
为长宽高构建长方 体,则长方体的外接球是三棱锥
PABC
的外接球,

所以三棱锥
PABC
的外接球的半径为
R
1
2
52

< br>34
2
5
2

22
所以三棱锥
PAB C
的外接球的表面积为
S4

R
2
4

(
【点睛】

52
2
)50

.

2
本题主要考查了三棱锥的外接球的表面积的计算问题,其中解答中根据几何体的结构特
征,以
AB,BC,PA
为长宽高构建长方体,得到长方体的外接球是三棱锥
PA BC
的外接
球是解答的关键,着重考查了数形结合思想,以及推理与运算能力
.

14.【解析】【分析】【详解】设AC与BD交于点O在三角形ABD中因为∠A=12
0°AB=2可得AO=1过A作面BCD的垂线垂足E则AE即为所求由题得∠AOE=180°−
∠ AOC=180°−120°=60
解析:
3

2
【解析】

【分析】

【详解】


AC

BD
交于点
O


在三 角形
ABD
中,因为∠
A

120°

AB

2
.可得
AO

1



A
作面
BCD
的垂线,垂足
E
,则
AE
即为所求.< br>
由题得,∠
AOE

180°−

AOC

180°−120°

60°



RT

AOE
中,
AE

AO•sin

AOE
3


2



15
.【解析】 【分析】【详解】试题分析:根据题意设圆心坐标为
C

2a
)当
∠ MFN
最大时过点
MNF
的圆与直线
y=x-3
相切
∴∴a =1

9a=1

r=∠MCN=90°∠MFN=45°a=9

r=∠MCN

90
解析:
(x2)
2
(y1)
2
2

【解析】

【分析】

【详解】

试题分析:根据 题意,设圆心坐标为
C

2

a
),当∠
MFN< br>最大时,过点
M

N

F
的圆
与直线
y=x-3
相切.



21



a2



a=1

9

< br>a=1
时,
r=
2
,∠
MCN=90°
,∠
MFN=45°


a=9
时,
r=
52
,∠MCN

90°
,∠
MFN

45°


则所求圆的方程为
(x2)(y1)2

考点:圆的标准方程

22
22
2a3
2


16.【解析】【分析 】设此直三棱柱两底面的中心分别为则球心为线段的中点
利用勾股定理求出球的半径由此能求出球的表面 积【详解】∵一个直三棱柱的
每条棱长都是且每个顶点都在球的球面上∴设此直三棱柱两底面的中心分别
解析:
21


【解析】

【分析】
< br>设此直三棱柱两底面的中心分别为
O
1
,O
2
,则球心
O
为线段
O
1
O
2
的中点,利用勾股定理
求出球
O
的半径
R
2
,由此能求出球
O
的表面积.

【详解】

∵一个直三棱柱的每条棱长都是
3
,且每个顶点都在 球
O
的球面上,

∴设此直三棱柱两底面的中心分别为
O
1
,O
2
,则球心
O
为线段
O
1
O
2
的中点,


3

21

3


2
2
3
设球
O
的半径为
R,则
R







2324


∴球
O
的表面积
S4
R
2
21

.

故答案为:
21



2
2

【点睛】

本题考查球的表面积的求法,空间思维能力,考查转化化归思想、数形结合 思想、属于中
档题.

17.【解析】【分析】过作交于连接根据可得平面通过解三角 形求得的值也即
求得的值【详解】过作交于连接根据可得平面故由于所以由于所以在直角三角
形 中所以而故根据前面证得可得【点睛】本小题主要考查空间点位置的确定
1
解析:

3
【解析】

【分析】


B

BFAC
,交
AC

F
,连接
EF
,根据
BEAC
,可得
AC
平面
BEF
,通
过解三角形求得
AF:FC
的值,也即求得
【详解】


B
BFAC
,交
AC

F
,连接
EF
,根据< br>BEAC
,可得
AC
平面
BEF
,故
PE
的值
.

EC
ACEF
,由于
PAAC
,所 以
EFPA
.
由于
ADCD
,所以
DACBAC
AF
ππ
.
在直角三角形
ABF
中,
AB1, BAF
,所以
44
22
,而
AC22
,故
A F:FC1:3
.
根据前面证得
EFPA
,可得
AB
2 2
PE:ECAF:FC1:3
.



【点睛】

本小题主要考查空间点位置的确定,考查线面垂直的证明,考查简单的解特 殊角三角形的
知识
.
属于基础题
.

18.【解析】【分析 】转化条件点三点共线即可得到点满足的条件化简即可得
解【详解】由圆的方程可知圆心半径为设点点三 点共线可得由相似可得即联立
消去并由图可知可得故答案为:【点睛】本题考查了圆的性质和轨迹方程的
7

1
(y2)


解析:
x
2


y


416

【解析】
【分析】

转化条件点
P

M

Q
三点共线、
MQPMBM
即可得到点
P
满足的条件,化简
即可得解
.

【详解】

由圆的方程可知圆心

0,2

,半径为
1
.

设点
P

x,y


Q

a,0

,点
P

M

Q
三点共线,

可得
y22



xa
2
2
2
由相似可得
MQPMBM


a
2
4x
2


y2

1


联立消去
a
并由图可知
y2
,可得

2
71
x
2
(y)
2


y2
.

416
7
2
1
2
故答案为:
x (y)

y2


416
【点睛】

本题考查了圆的性质和轨迹方程的求法,考查了转化能力和运算能力,属于中档题
.

19
.【解析】【分析】根据空间直角坐标系中点坐标公式求结果【详解】设
B
则所以所以的坐标为【点睛】本题考查空间直角坐标系中点坐标公式考查基本
分析求解能力属基础题< br>


解析:

1,4,1


【解析】

【分析】

根据空间直角坐标系中点坐标公式求结果
.

【详解】


B

x,y,z

,

0
标为

1,4,1



【点睛】

本题考查空间直角坐标系中点坐标公式,考查基本分析求解能力,属基础题
.

1x2y3z
,1,2
,所以
x1,y4,z1
, 所以
B
的坐
222
20.62【解析】试题分析:由题意得抛物线的准线为x =-
c它正好经过双曲线的左焦点所以准线被双曲线截得的弦长为2b2a所以2b2a=223
be2即ba=23e2所以整理得2e4-9e2+1=0解得e=62
解析:
【解析】

试题分析:由题意,得抛物线的准线为,它正好经过双曲线的左焦点,所以准线被

双 曲线截得的弦长为,所以,即,所以
,整理,得
过焦点且斜率为1的直线与双曲线的右支交于两 点,所以
,解得


或.又
考点:
1
、抛物线与双 曲线的几何性质;
2
、直线与双曲线的位置关系.

【方法点睛】关于双曲线 的离心率问题,主要是有两类试题:一类是求解离心率的值,一
类是求解离心率的范围.基本的解题思路 是建立椭圆和双曲线中
就是建立关于的等式,求取值范围问题就是建立关于
的关系式,求值问题
的不等式.

三、解答题

2
3

9< br>
5
2525

21.(
1


3,0

;(
2


x

y
2


x3

;(
3
)存在,
k 
2

4

3
77

3

4
【解析】

【分析】


k

1
)通过将圆
C
1
的一般式方程化为标准方程即得结论;(
2
)设当直线
l
的方程为
y=kx


通过 联立直线
l
与圆
C
1
的方程,利用根的判别式大于
0
、韦达定理、中点坐标公式及参数
方程与普通方程的相互转化,计算即得结论;(
3
)通过联立直线
l
与圆
C
1
的方程,利用根
的判别式△=0
及轨迹
C
的端点与点(
4

0
)决定的直 线斜率,即得结论

【详解】

22

1
)由xy6x50


x3

y
2
 4


2



C
1
的圆心坐标 为

3,0




2
)设
M

x,y

,则




M
为弦
AB
中点即
C
1< br>MAB



k
C
1
M
kAB
1

yy
1


x3x2
3

9

5



线段
AB
的中点
M
的轨迹的方程为

x

 y
2


x3



2
< br>4

3


3
)由(
2
)知点< br>M
的轨迹是以
C

3

3

,0< br>
为圆心
r
为半径的部分圆弧
EF
(如下图所
2< br>
2


525


525
E,
F
示,不包括两端点),且


3
,
3


,又直线
L

yk

x4

过定点

33






D

4,0





3< br>
k

4

0
当直线
L
与圆< br>L
相切时,由

2

k
2
1
2< br>3
3

k
,又

4
2
k
DE
k
DF

25

0


33


2525

3
25
,结合 上图可知当
k


,

,

U



4477


5
7< br>
4
3
时,直线
L

yk

x 4

与曲线
L
只有一个交点.

考点:
1.轨迹方程;
2.
直线与圆相交的位置关系;
3.
圆的方程

22.(1)证明见解析(2)8


【解析】

试题 分析:(1)欲证A
1
D
1
∥平面AB
1
D,根据直线与平 面平行的判定定理可知只需证A
1
D
1

平面AB
1
D内一直线平行,连接DD
1
,根据中位线定理可知B
1
D
1∥BD,且B
1
D
1
=BD,则四边形
B
1
B DD
1
为平行四边形,同理可证四边形AA
1
D
1
D为平行 四边形,则A
1
D
1
∥AD

又A
1
D< br>1
⊄平面AB
1
D,AD⊂平面AB
1
D,满足定理所需条件 ;

(2)根据面面垂直的性质定理可知AD⊥平面B
1
C
1
CB,即AD是三棱锥A﹣B
1
BC的高,求出
三棱锥A﹣B
1
B C的体积,从而求出三棱锥B
1
﹣ABC的体积.

试题解析:
< br>(1)证明:如图,连结
DD
1
.在三棱柱
ABCA
1B
1
C
1
中,

因为
D,D
1
分别是
BC

B
1
C
1
的中点,所以
B
1
D
1
BD
,且
B
1
D
1
BD
.

所以四边形
B
1
BDD
1
为平行四边形,所以
BB
1
DD
1
,且
BB
1DD
1
.


AA
1
BB
1
,AA
1
BB
1
所以
AA
1
DD
1< br>,AA
1
DD
1


所以四边形
AA1
D
1
D
为平行四边形,所以
A
1
D
1
AD
.


A
1
D
1

平面
AB
1
D

AD
平面
AB
1D
,故
A
1
D
1

平面
AB
1
D
.


(2)解:(方法1)


A BC
中,因为
ABAC

D

BC
的中点,所以
ADBC
.

因为平面
ABC
平面
B
1
C
1
CB
,交线为
BC

AD
平面< br>ABC
,

所以
AD
平面
B
1
C
1
CB
,即
AD
是三棱锥
AB
1
BC< br>的高.


ABC
中,由
ABACBC4
, 得
AD23
.


B
1
BC
中,B
1
BBC4,B
1
BC60


所以
B
1
BC
的面积
SB
1
BC
3
2
443
.

4
所以三棱锥
B
1ABC
的体积,即三棱锥
AB
1
BC
的体积
11< br>VSB
1
BCAD43238
.

33
(方法 2)在
B
1
BC
中,因为
B
1
BBC,B
1
BC60


所以
B
1
BC
为正三角形,因此
B
1
D BC
.

因为平面
ABC
平面
B
1
C
1
CB
,交线为
BC

B
1
D
平面
B
1
C
1
CB


所以
B< br>1
D
平面
ABC
,即
B
1
D
是三 棱锥
B
1
ABC
的高.



A BC
中,由
ABACBC4
,得
ABC
的面积
S< br>ABC

3
2
443
.

4

B
1
BC
中,因为
B
1
BBC4,B< br>1
BC60
,所以
B
1
D23
.
< br>所以三棱锥
B
1
ABC
的体积
V
11
 S
ABC
B
1
D43238
.

33
点睛:本题主要考查了线面平行的判定,以及三棱锥的体积的计算,同时考查了推理论证
的能力 、计算能力,转化与划归的思想,属于中档题.

23.(
1
)见解析;(
2
)见解析
.

【解析】

【分析】


1
)可证
AD CC
1

ADBC
,从而可证
AD
平面
BCC
1
B
1
.


2
)取
A
1
C
1
的中点为
G
,连接
EG,B
1
G< br>,可证
EFB
1
G
,从而可证
EF
平面
A< br>1
B
1
C
1
.

【详解】

由正三棱柱
ABCA
1
B
1
C
1
可得
C
1
C
平面
ABC
,而
AD
平面
AB C



ADCC
1
.

因为
ABC
为等边三角形,
BDDC
,故
ADBC

< br>因为
BCICC
1
C

BC
平面
BCC
1
B
1

C
1
C
平面
BCC< br>1
B
1


所以
AD
平面
BCC
1
B
1
.


2
)取
A
1
C
1
的中点为
G< br>,连接
EG,B
1
G
.


A
1
AC
1
,因为
A
1
GGC
1
,AEE C
1
,故
EGAA
1
,EG
1
AA
1< br>.

2
由正三棱柱
ABCA
1
B
1
C
1
可得四边形
ABB
1
A
1
为平行四边形,故
AA
1
BB
1
,AA
1
BB
1



B
1
F
11
BB
1
,所 以
B
1
FAA
1
,B
1
FAA
1
,故
EGB
1
F,EGB
1
F


2 2
故四边形
B
1
FEG
为平行四边形,
EFB
1< br>G
.

因为
EF
平面
A
1
B1
C
1


B
1
G
平面
A
1
B
1
C
1
,故
EF
平面
A1
B
1
C
1
.


【点睛】

本题考查线面垂直与线面平行的证明,前者转化为线线垂直 ,注意平面中的两条直线需为
相交直线,后者转化为线线平行,注意一条线是平面外,另一条线是平面内 ,本题属于中
档题
.

24.(1)
【解析】

【分析】


1
)连接AC,
A
1
C1
,由
ACPAC
11

FC
1
A
1

(或其补角)是异面直线
C
1
F
与AC所成
角,由余弦定理解三角形即可(2)根据
V
B
1
DBE
V
DBEB
1
,且三棱锥
DBEB
1
的高为
9
(2)

42
DC
,底面积为
BEB
1
的面积
.

【详解】

(1)连接AC,
A
1
C
1



ACPAC
11
,FC
1
A
1
(或其补角)是异面直 线
C
1
F
与AC所成角


FC
1< br>A
1
中,
A
1
C
1
32,A
1< br>F
359
,C
1
F

22
935
2
(32)
2
()
2
()
2
22
c osFC
1
A
1


9
2
232
2
∴异面直线
C
1
F
与AC所成角为
(2)由题意 得,
V
B
1
DBE
【点睛】

本题主要考查了异面直线所成的角,三棱锥的体积,属于中档题
.

25.(
1
)证明见解析.(
2

【解析】

【分析】


1
)利用线面垂直的判定和性质可证得
AC< br>1

平面
A
1
BC
,由三角形中位线的性质可证得结论;

(2)以
C
为坐标原点建立空间直角坐标系,根据线面角的向 量求法可求得结果.

【详解】


1
)连接
AC
1
,AB
1




6



4
1119
V
DBEB
1
S
BEB
1
DC333=< br>.

3322



QCC
1

平面
ABC

BC
平面
ABC

BCCC< br>1



BCAC

ACICC
1
C

AC,CC
1

平面
ACC
1
A
1

BC
平面
ACC
1
A
1


QAC
1

平面
ACC
1
A
1

BCAC
1


由题意知侧面
ACC1
A
1
为正方形,
∴AC
1
AC


1
IBCC

AC
1

平面
A
1
BC
.


A
1
C,BC
平面A
1
BC

AC
1
QM,N
分别为
A B
1
,B
1
C
1
中点,
MNAC
1
MN
平面
A
1
BC
.


2
)以
C
为原点,可建立如下图所示的空间直角坐标系:


QMN
平面
A
1
BC

MN
为平面
A
1
BC
的法向量,


ACBCC C
1
2
,则
B

0,2,0


C
1

0,0,2


M

1,1,1


N

0,1,2



< br>

BC
1


0,2,2


MN

1,0,1



BC
1< br>MN
设直线
BC
1
和平面
A
1
BC
所成角为

,则
sin



BC
1
MN


21



222
2








0,< br>




,即直线
BC
1
和平面
A
1
BC
所成角为.

6
6

2

【点睛】

本题考查立体几何 中线面垂直关系的证明、空间向量法求解直线与平面所成角的问题;涉
及到线面垂直的判定与性质定理的 应用,属于常考题型
.

22

1

3

25
26.(
1

4x3y-19=0

2< br>)见解析(
3


x-

+

y-

=

2

2

2

【解析】


【分析】

【详解】


1
)直线
AB
方程为:

2

k
AB

y 1x-4

,化简得:
4x3y-19=0



5-11-4
514
-


1-43
k
BC

523



1-(-3)4

k
AB
k
BC
=-1
,则ABBC

∴△
ABC
为直角三角形



3
)∵△
ABC
为直角三角形,∴△
ABC
外接圆圆心 为
AC
中点
M






22
|AC|(4+3)+(1-2)52

半径为
r=


==
222

13


22


1

3

25
∴△
ABC
外接圆方程为

x-

+
< br>y-

=

2

2

2

22

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