山西省朔州市怀仁县第一中学2024学年高三第三次调查研究考试数学试题
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山西省朔州市怀仁县第一中学2024学年高三第三次调查研究考试数学试题
注意事项:
1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B 铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.由曲线3,y x y x ==
围成的封闭图形的面积为( )
A .
512 B .
13
C .
14
D .
12
2.已知双曲线C :22221x y a b
-=(0a >,0b >)的右焦点与圆M :22
(2)5x y -+=的圆心重合,且圆M 被双曲
线的一条渐近线截得的弦长为22,则双曲线的离心率为( ) A .2
B .2
C .3
D .3
3.如图所示,直三棱柱的高为4,底面边长分别是5,12,13,当球与上底面三条棱都相切时球心到下底面距离为8,则球的体积为 ( )
A .
B .
C .
D .
4.函数()3
2
f x x x x =-+的图象在点()()
1,1f 处的切线为l ,则l 在y 轴上的截距为( ) A .1-
B .1
C .2-
D .2
5.复数z 的共轭复数记作z ,已知复数1z 对应复平面上的点()1,1--,复数2z :满足122z z ⋅=-.则2z 等于( ) A 2
B .2
C 10
D .10
6.已知定义在R 上的奇函数()f x ,其导函数为()f x '
,当0x ≥时,恒有
())03
(x
f f x x '+>.则不等式33()(12)(12)0x f x x f x -++<的解集为( ).
A .{|31}x x -<<-
B .1{|1}3
x x -<<- C .{|3x x <-或1}x >-
D .{|1x x <-或1}3
x >-
7.已知各项都为正的等差数列{}n a 中,23415a a a ++=,若12a +,34a +,616a +成等比数列,则10a =( ) A .19
B .20
C .21
D .22
8.直线1y kx =+与抛物线C :2
4x y =交于A ,B 两点,直线//l AB ,且l 与C 相切,切点为P ,记PAB 的面积为S ,则S AB -的最小值为( )
A .94-
B .274-
C .3227
-
D .6427
-
9.
231+=-i
i
( ) A .15i 22
-
+ B .1522
i -
- C .
5522
i + D .
5122
i - 10.已知椭圆22221(0)x y a b a b
+=>>的焦点分别为1F ,2F ,其中焦点2F 与抛物线2
2y px =的焦点重合,且椭圆与
抛物线的两个交点连线正好过点2F ,则椭圆的离心率为( )
A .
2
B 1
C .3-
D 1
11.已知实数0a b <<,则下列说法正确的是( ) A .
c c a b
> B .22ac bc < C .lna lnb <
D .11()()2
2
a
b
<
12.给甲、乙、丙、丁四人安排泥工、木工、油漆三项工作,每项工作至少一人,每人做且仅做一项工作,甲不能安排木工工作,则不同的安排方法共有( ) A .12种
B .18种
C .24种
D .64种
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.在平面直角坐标系xOy 中,圆()()2
22:0C x m y r m -+=>.已知过原点O 且相互垂直的两条直线1l 和2l ,其中1l 与圆C 相交于A ,B 两点,2l 与圆C 相切于点D .若AB OD =,则直线1l 的斜率为_____________.
14.甲、乙、丙、丁四名同学报名参加淮南文明城市创建志愿服务活动,服务活动共有“走进社区”、“环境监测”、“爱心义演”、“交通宣传”等四个项目,每人限报其中一项,记事件A 为“4名同学所报项目各不相同”,事件B 为“只有甲同学一人报走进社区项目”,则()|P A B 的值为______.
15.已知数列{}n a 满足:点(),n n a 在直线210x y -+=上,若使1a 、4a 、m a 构成等比数列,则m =______
16.若曲线()ln x
f x ae x =-(其中常数0a ≠)在点(1,(1))f 处的切线的斜率为1,则a =________.
三、解答题:共70分。
解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(12分)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2
2x m y m
⎧=⎨
=⎩(m 为参数).以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为sin cos 10ρθρθ-+=. (Ⅰ)求直线l 的直角坐标方程与曲线C 的普通方程;
(Ⅱ)已知点()2,1,P 设直线l 与曲线C 相交于,M N 两点,求11PM PN
+的值. 18.(12分)以直角坐标系xOy 的原点为极坐标系的极点,x 轴的正半轴为极轴.已知曲线1C 的极坐标方程为
4cos 8sin ρθθ=+,P 是1C 上一动点,2OP OQ =,点Q 的轨迹为2C .
(1)求曲线2C 的极坐标方程,并化为直角坐标方程; (2)若点(0,1)M ,直线l 的参数方程cos 1sin x t y t α
α=⎧⎨=+⎩
(t 为参数),直线l 与曲线2C 的交点为A B ,,当MA MB +取
最小值时,求直线l 的普通方程.
19.(12分)已知函数()||,f x x x a a R =+∈. (1)若()()111f f +->,求a 的取值范围; (2)若0a <,对,(,]x y a ∀∈-∞-,不等式3(2
)4f x y y a
≤+
++恒成立,求a 的取值范围. 20.(12分)设数列{}n a 是等比数列,121(1)2n n n T na n a a a -=+-+++,已知121,4T T ==, (1)求数列{}n a 的首
项和公比;(2)求数列{}n T 的通项公式.
21.(12分)已知椭圆()22
22:10x y E a b a b
+=>>的右焦点为2F ,过2F 作x 轴的垂线交椭圆E 于点A (点A 在x 轴上
方),斜率为()0k k <的直线交椭圆E 于,A B 两点,过点A 作直线AC 交椭圆E 于点C ,且AB AC ⊥,直线AC 交
y 轴于点D .
(1)设椭圆E 的离心率为e ,当点B 为椭圆E 的右顶点时,D 的坐标为210,3b a a ⎛⎫
- ⎪⎝⎭
,求e 的值.
(2)若椭圆E 的方程为2212x y +=,且2
2
k <-,是否存在k 使得2AB AC =成立?如果存在,求出k 的值;
如果不存在,请说明理由.
22.(10分)如图,在直角梯形ABCD 中,//AB DC ,90ABC ∠=︒,22AB DC BC ==,E 为AB 的中点,沿DE 将ADE ∆折起,使得点A 到点P 位置,且PE EB ⊥,M 为PB 的中点,N 是BC 上的动点(与点B ,C 不重合).
(Ⅰ)证明:平面EMN ⊥平面PBC 垂直;
(Ⅱ)是否存在点N ,使得二面角B EN M --6
N 点位置;若不存在,说明理由. 参考答案
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.A 【解题分析】
先计算出两个图像的交点分别为()()0,0,1,1,再利用定积分算两个图形围成的面积. 【题目详解】 封闭图形的面积为)
1
33
14120
00
215
||3412
x x dx x x =-=⎰.选A. 【题目点拨】
本题考察定积分的应用,属于基础题.解题时注意积分区间和被积函数的选取. 2.A 【解题分析】
由已知,圆心M 32
2
3a b
=
+,又222c a b ==+,解方程即可.
【题目详解】
由已知,2c =,渐近线方程为0bx ay ±=,因为圆M 被双曲线的一条渐近线截得的弦长为22, 所以圆心M 到渐近线的距离为22(2)3r -=22
22b b
b c
a b ==
=+,故221a c b =-=, 所以离心率为2c
e a
==. 故选:A. 【题目点拨】
本题考查双曲线离心率的问题,涉及到直线与圆的位置关系,考查学生的运算能力,是一道容易题. 3.A 【解题分析】
设球心为,三棱柱的上底面
的内切圆的圆心为
,该圆与边
切于点,根据球的几何性质可得
为
直角三角形,然后根据题中数据求出圆半径,进而求得球的半径,最后可求出球的体积.
【题目详解】 如图,设三棱柱为,且
,高. 所以底面为斜边是
的直角三角形,设该三角形的内切圆为圆,圆
与边
切于点,
则圆
的半径为
.
设球心为,则由球的几何知识得为直角三角形,且,
所以
,
即球的半径为,
所以球的体积为.
故选A . 【题目点拨】
本题考查与球有关的组合体的问题,解答本题的关键有两个:
(1)构造以球半径、球心到小圆圆心的距离和小圆半径为三边的直角三角形,并在此三角形内求出球的半径,这是解决与球有关的问题时常用的方法. (2)若直角三角形的两直角边为,斜边为,则该直角三角形内切圆的半径
,合理利用中间结论可提高解
题的效率. 4.A 【解题分析】
求出函数在1x =处的导数后可得曲线在()()
1,1f 处的切线方程,从而可求切线的纵截距. 【题目详解】
()2321f x x x '=-+,故()12f '=,
所以曲线()y f x =在()()
1,1f 处的切线方程为:()()21121y x f x =-+=-. 令0x =,则1y =-,故切线的纵截距为1-. 故选:A. 【题目点拨】
本题考查导数的几何意义以及直线的截距,注意直线的纵截距指直线与y 轴交点的纵坐标,因此截距有正有负,本题属于基础题. 5.A 【解题分析】
根据复数1z 的几何意义得出复数1z ,进而得出1z ,由122z z ⋅=-得出21
2
z z =-可计算出2z ,由此可计算出2z . 【题目详解】
由于复数1z 对应复平面上的点()1,1--,11z i ∴=--,则11z i =-+,
122z z ⋅=-,()()()
212122
1111i z i i i i z +∴=-
===+--+,因此,222112z =+=故选:A. 【题目点拨】
本题考查复数模的计算,考查了复数的坐标表示、共轭复数以及复数的除法,考查计算能力,属于基础题. 6.D 【解题分析】
先通过())03(x f f x x '+>得到原函数()()33
x f x g x =为增函数且为偶函数,再利用到y 轴距离求解不等式即可. 【题目详解】
构造函数()()33
x f x g x =,
则()()()()()32
2'''33x x g x x f x f x x f x f x ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭
由题可知())03(x f f x x '+>,所以()()33
x f x g x =在0x ≥时为增函数;
由3
x 为奇函数,()f x 为奇函数,所以()()33
x f x g x =为偶函数;
又33()(12)(12)0x f x x f x -++<,即33
()(12)(12)x f x x f x <++ 即()()12g x g x <+ 又()g x 为开口向上的偶函数
所以|||12|x x <+,解得1x <-或13
x >- 故选:D 【题目点拨】
此题考查根据导函数构造原函数,偶函数解不等式等知识点,属于较难题目. 7.A 【解题分析】
试题分析:设公差为234331111,3152552(2)(516)d a a a a a a d a d a a d ++==⇒=+=⇒=-⇒+++
2(72)(321)81272202d d d d d =-+=⇒+-=⇒=或11
2
d =-
(舍),故选A.
考点:等差数列及其性质. 8.D 【解题分析】
设出,A B 坐标,联立直线方程与抛物线方程,利用弦长公式求得AB ,再由点到直线的距离公式求得P 到AB 的距离,得到PAB ∆的面积为S ,作差后利用导数求最值. 【题目详解】
设()11,A x y ,()22,B x y ,联立21
4y kx x y
=+⎧⎨=⎩,得2440x kx --=
则124x x k +=,()2
1212242y y k x x k +=++=+
则2
1244AB y y p k =++=+
由2
4x y =,得2
4
x y =
12y x ⇒'= 设()00,P x y ,则
01
2
x k = 02x k ⇒=,20y k =
则点P 到直线1y kx =+的距离1d ≥
从而()
21
212
S AB d k =
⋅=+()()
()22322141241S AB k k d d d -=++=-≥.
令()3
2
24f x x x =- ()()2
681f x x x x ⇒-'=≥
当413
x ≤≤
时,()0f x '<;当4
3x >时,()0f x '>
故()min 464327f x f ⎛⎫==- ⎪⎝⎭
,即S AB -的最小值为64
27- 本题正确选项:D 【题目点拨】
本题考查直线与抛物线位置关系的应用,考查利用导数求最值的问题.解决圆锥曲线中的面积类最值问题,通常采用构造函数关系的方式,然后结合导数或者利用函数值域的方法来求解最值. 9.A 【解题分析】
分子分母同乘1i +,即根据复数的除法法则求解即可. 【题目详解】 解:
23(23)(1)15
1(1)(1)22
i i i i i i i +++==-+--+, 故选:A 【题目点拨】
本题考查复数的除法运算,属于基础题. 10.B
根据题意可得易知2p c =,且222222222
4
44p a b p b p a a b ⎧-=⎪⎨⎪+=⎩
,解方程可得22
223412a p b p ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩
,再利用22
2c e a =即可求解. 【题目详解】
易知2p c =
,且222
2222222222
34
4
1442a p p a b p b p a a b b p ⎧⎧=
⎪⎪-=⎪⎪⇒⎨⎨⎪⎪+==⎪⎪⎩⎩
故有2
2
23c e a
==-
1e ==
故选:B 【题目点拨】
本题考查了椭圆的几何性质、抛物线的几何性质,考查了学生的计算能力,属于中档题 11.C 【解题分析】
A B 、利用不等式性质可判断,C D 、利用对数函数和指数函数的单调性判断.
【题目详解】
解:对于,A 实数0a b <<, 11,c c
a b a b
∴>> ,0c ≤不成立 对于0B c =.不成立.
对于C .利用对数函数ln y x =单调递增性质,即可得出. 对于.D 指数函数1()2
x
y =单调递减性质,因此不成立. 故选:C . 【题目点拨】
利用不等式性质比较大小.要注意不等式性质成立的前提条件.解决此类问题除根据不等式的性质求解外,还经常采用特殊值验证的方法. 12.C 【解题分析】
根据题意,分2步进行分析:①,将4人分成3组,②,甲不能安排木工工作,甲所在的一组只能安排给泥工或油漆,将剩下的2组全排列,安排其他的2项工作,由分步计数原理计算可得答案.
解:根据题意,分2步进行分析:
①,将4人分成3组,有2
46C =种分法;
②,甲不能安排木工工作,甲所在的一组只能安排给泥工或油漆,有2种情况,
将剩下的2组全排列,安排其他的2项工作,有2
2
2A =种情况, 此时有224⨯=种情况,
则有6424⨯=种不同的安排方法; 故选:C . 【题目点拨】
本题考查排列、组合的应用,涉及分步计数原理的应用,属于基础题.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13
. 【解题分析】 设1l :0kx
y ,2l :0x ky +=,利用点到直线的距离,列出式子
r =⎪=⎪⎩
,求出k 的值即可. 【题目详解】
解:由圆()()2
22:0C x m y r m -+=>,可知圆心(),0C m ,半径为r .
设直线1l :0kx y ,则2l :0x ky +=,
圆心(),0C m 到直线1l
,
OD =
AB OD =
∴AB =.
圆心(),0C m 到直线2l
r =,
并根据垂径定理的应用,可列式得到r =⎪=⎪⎩
,
解得k =.
故答案为:. 【题目点拨】
本题主要考查点到直线的距离公式的运用,并结合圆的方程,垂径定理的基本知识,属于中档题.
14.29
【解题分析】
根据条件概率的求法,分别求得()(),P B P AB ,再代入条件概率公式求解.
【题目详解】
根据题意得()()333443276,42564256
A P
B P AB ==== 所以()()()2|9P AB P A B P B =
= 故答案为:
29 【题目点拨】
本题主要考查条件概率的求法,还考查了理解辨析的能力,属于基础题.
15.13
【解题分析】
根据点在直线上可求得n a ,由等比中项的定义可构造方程求得结果.
【题目详解】
(),n n a 在210x y -+=上,21n a n ∴=+,
14,,m a a a 成等比数列,241m a a a ∴=,即()81321m =+,解得:13m =.
故答案为:13.
【题目点拨】
本题考查根据三项成等比数列求解参数值的问题,涉及到等比中项的应用,属于基础题.
16.2e
【解题分析】
利用导数的几何意义,由'(1)1f =解方程即可.
【题目详解】 由已知,'1()e x f x a x
=-,所以'1(1)e 11f a =-=,解得2e a =. 故答案为:2e
. 【题目点拨】
本题考查导数的几何意义,考查学生的基本运算能力,是一道基础题.
三、解答题:共70分。
解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(Ⅰ)直线l 的直角坐标方程为10x y --=;曲线C 的普通方程为24y x =;(Ⅱ)
47
. 【解题分析】
(I )利用参数方程、普通方程、极坐标方程间的互化公式即可;
(II
)将直线参数方程代入抛物线的普通方程,可得121214t t t t +==-,而根据直线参数方程的几何意义,知
212221112
11111t t t PM PN t t t t t t t ++=+===-,代入即可解决.
【题目详解】 ()I 由cos ,sin ,x y ρθρθ==
可得直线l 的直角坐标方程为10.x y --=
由曲线C 的参数方程,消去参数,m
可得曲线C 的普通方程为2
4y x =. ()II 易知点()2,1
P 在直线l 上,直线l
的参数方程为2212
x t y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数).
将直线l 的参数方程代入曲线C 的普通方程,并整理得2140t --=.
设
12,t t 是方程2140t
--=的两根,则有121214t t t t +==-.
21222121111111t t t PM PN t t t t t t t +∴+=+===-
47
==
【题目点拨】
本题考查参数方程、普通方程、极坐标方程间的互化,直线参数方程的几何意义,是一道容易题.
18.(1)2cos 4sin ρθθ=+,()()22125x y -+-=;(2)10x y +-=.
【解题分析】
(1)设点,P Q 极坐标分别为()0,ρθ,(),ρθ,由2OP OQ =可得012cos 4sin 2ρρθθ=
=+,整理即可得到极坐标方程,进而求得直角坐标方程;
(2)设点,A B 对应的参数分别为12,t t ,则1=MA t ,2=MB t ,将直线l 的参数方程代入2C 的直角坐标方程中,再利用韦达定理可得()122cos sin t t αα+=+,123t t =-
,则1212MA MB t t t t -+=+==MA MB +取最小值时α符合的条件,进而求得直线l 的普通方程.
【题目详解】
(1)设点,P Q 极坐标分别为()0,ρθ,(),ρθ,
因为2OP OQ =,则012cos 4sin 2
ρρθθ==+, 所以曲线2C 的极坐标方程为2cos 4sin ρθθ=+,
两边同乘ρ,得2
2cos 4s in ρρθρθ=+, 所以2C 的直角坐标方程为2224x y x y +=+,即()()22
125x y -+-=. (2)设点,A B 对应的参数分别为12,t t ,则1=MA t ,2=MB t ,将直线l 的参数方程cos 1sin x t y t αα=⎧⎨=+⎩
(t 参数),代入2C 的直角坐标方程()()22125x y -+-=中,整理得()2
2cos sin 30t t αα-+-=. 由韦达定理得()122cos sin t t αα+=+,123t t =-,
所以
1212MA MB t t t t +=+===-=≥当sin 21α=-时,等号成立,则tan 1α=-,
所以当MA MB +取得最小值时,直线l 的普通方程为10x y +-=.
【题目点拨】
本题考查极坐标与直角坐标方程的转化,考查利用直线的参数方程研究直线与圆的位置关系.
19.(1)12⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,;(2)[)3,0-.
【解题分析】
(1)分类讨论1a ≤-,11a -<<,1a ≥,即可得出结果;
(2)先由题意,将问题转化为3))42((max min f x y a y ≤+
++即可,再求出()max f x ,423a y y +++的最小值,解不等式即可得出结果.
【题目详解】
(1)由()()111f f +->得111a a +-->,
若1a ≤-,则111a a --+->,显然不成立;
若11a -<<,则111a a ++->,12
a >,即112a <<; 若1a ≥,则111a a +-+>,即21>,显然成立,
综上所述,a 的取值范围是12⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,
. (2)由题意知,要使得不等式恒成立,只需3))42((max min f x y a y ≤+
++, 当(,]x a ∈-∞-时,()()f x x x a =-+,所以2()24
max a a f x f ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭; 因为22
3344a y y a +++≥-, 所以23442
a a ≤-,解得31a -≤≤,结合0a <, 所以a 的取值范围是[)3,0-.
【题目点拨】
本题主要考查含绝对值不等式的解法,以及由不等式恒成立求参数的问题,熟记分类讨论的思想、以及绝对值不等式的性质即可,属于常考题型.
20. (1)11{2
a q ==(2)122n n T n +=-- 【解题分析】
本题主要考查了等比数列的通项公式的求解,数列求和的错位相减求和是数列求和中的重点与难点,要注意掌握. (1)设等比数列{a n }的公比为q ,则q+q 2=6,解方程可求q
(2)由(1)可求a n =a 1•q n-1=2n-1,结合数列的特点,考虑利用错位相减可求数列的和
解:(1)112121{24T a T a a ===+=121{2
a a =⇒=2q ⇒=11{2a q =∴= (2)12n n a ,
2211(1)2(2)22212n n n T n n n --=⋅+-⋅+-⋅++⋅+⋅
23122(1)2(2)22212n n n T n n n -=⋅+-⋅+-⋅+
+⋅+⋅ 两式相减:122n n T n +=--
21.(1)12
e =;(2)不存在,理由见解析 【解题分析】
(1)写出2,b A c a ⎛⎫ ⎪⎝⎭
,根据AD AB ⊥,斜率乘积为-1,建立等量关系求解离心率; (2)写出直线AB 的方程,根据韦达定理求出点B 的坐标,计算出弦长AB ,根据垂直关系同理可得AC ,利用等
AB AC =即可得解.
【题目详解】
(1)由题可得2,b A c a ⎛⎫ ⎪⎝⎭
,过点A 作直线AC 交椭圆E 于点C ,且AB AC ⊥,直线AC 交y 轴于点D . 点B 为椭圆E 的右顶点时,D 的坐标为210,3b a a ⎛⎫- ⎪⎝⎭
, AB AC ⊥即AD AB ⊥,
1AD AB k k =-,2221310b b b a a a a c c a
--⋅=--- 化简得:22230c ac a -+=,
即22310e e -+=,解得12
e =或1e =(舍去),
所以12
e =; (2)椭圆E 的方程为2
212
x y +=, 由(1
)可得1,,:22A AB y kx k ⎛
=-+ ⎝⎭
,2k <-
联立2212
2x y y kx k +⎧=-+⎪⎪⎨=⎪⎪⎩得:(
)(
2222212210k k x x k k +-+--=, 设B 的横坐标B x
,根据韦达定理1B x ⨯=,
即222112B k x k --=+
,2
k <-,
所以1B A B ==-,
同理可得212121k AC k ⎫-+⎪⎝⎭==⎛⎫- ⎪⎝⎭+若存在k
AB AC =成立,
则=,
20k ++=,∆<0,此方程无解,
所以不存在k
AC =成立.
【题目点拨】
此题考查求椭圆离心率,根据直线与椭圆的位置关系解决弦长问题,关键在于熟练掌握解析几何常用方法,尤其是韦达定理在解决解析几何问题中的应用.
22.(Ⅰ)见解析 (Ⅱ)存在,此时N 为BC 的中点.
【解题分析】
(Ⅰ)证明PE ⊥平面EBCD ,得到平面PEB ⊥平面EBCD ,故平面PBC ⊥平面PEB ,EM ⊥平面PBC ,得到答案.
(Ⅱ)假设存在点N 满足题意,过M 作MO EB ⊥于O ,MQ ⊥平面EBCD ,过Q 作QR EN ⊥于R ,连接MR ,则EN MR ⊥,过Q 作QR EN ⊥于R ,连接MR ,MRQ ∠是二面角B EN M --的平面角,设2PE EB BC ===,
BN x =,计算得到答案.
【题目详解】
(Ⅰ)∵PE EB ⊥,PE ED ⊥,EB ED E =,∴PE ⊥平面EBCD .
又PE ⊂平面PEB ,∴平面PEB ⊥平面EBCD ,
而BC ⊂平面EBCD ,BC EB ⊥,∴平面PBC ⊥平面PEB ,
由PE EB =,PM AB =知EM PB ⊥,可知EM ⊥平面PBC ,
又EM ⊂平面EMN ,∴平面EMN ⊥平面PBC .
(Ⅱ)假设存在点N 满足题意,过M 作MO EB ⊥于O ,由PE EB ⊥知//PE MQ ,
易证PE ⊥平面EBCD ,所以MQ ⊥平面EBCD ,
过Q 作QR EN ⊥于R ,连接MR ,则EN MR ⊥(三垂线定理),
即MRQ ∠是二面角B EN M --的平面角,
不妨设2PE EB BC ===,则1MQ =,
在Rt EBN ∆中,设BN x =(02x <<),由Rt ~Rt EBN ERQ ∆∆得,BN EN RQ EQ = 即2221x x RQ +=,得222x RQ x =+,∴24tan MQ x MRQ RQ
x +∠==, 依题意知6cos 6
MRQ ∠=,即24tan 5x MRQ x +∠==,解得1(0,2)x =∈, 此时N 为BC 的中点.
综上知,存在点N ,使得二面角B EN M --的余弦值66
,此时N 为BC 的中点.
【题目点拨】
本题考查了面面垂直,根据二面角确定点的位置,意在考查学生的空间想象能力和计算能力,也可以建立空间直角坐标系解得答案.。