
一、單選題
1.直線的傾斜角是
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】化直線一般式方程為斜截式,求出直線的斜率,由傾斜角的正切值等于直線的斜率求得傾斜角.
【詳解】由,得,
設(shè)直線的傾斜角為,則,
,故選D.
【點(diǎn)睛】本題主要考查直線的斜截式方程的應(yīng)用以及直線斜率與直線傾斜角的關(guān)系,意在考查靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解答問題的能力,屬于簡(jiǎn)單題.
2.冰糖葫蘆是中國(guó)傳統(tǒng)小吃,起源于南宋.由山楂串成的冰糖葫蘆如圖1所示,若將山楂看成是大小相同的圓,竹簽看成一條線段,如圖2所示,且山楂的半徑(圖2中圓的半徑)為1,竹簽所在直線方程為,則與該串冰糖葫蘆的山楂都相切的直線方程為( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】根據(jù)平行關(guān)系設(shè)直線方程為,利用直線與圓相切,則圓心到直線距離為圓半徑得到方程,解出即可.
【詳解】由題可設(shè)知與該串冰糖葫蘆的山楂都相切的直線方程為,
則與該串冰糖葫蘆的山楂都相切的直線方程為.
故選:B.
3.已知橢圓與雙曲線的焦點(diǎn)重合,分別是的離心率,則( )
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)橢圓和雙曲線離心率的定義及之間的關(guān)系,即可求解.
【詳解】由橢圓的方程可得,
由橢圓和雙曲線共焦點(diǎn)得,
則,
所以.
故選:C.
4.已知雙曲線,過點(diǎn)的直線與該雙曲線相交于兩點(diǎn),若是線段的中點(diǎn),則直線的方程為( )
A.B.
C.D.該直線不存在
【答案】D
【分析】設(shè),代入雙曲線方程作差可得,若是線段的中點(diǎn),則,則可得直線方程,檢驗(yàn)直線方程與雙曲線方程交點(diǎn)是否存在,即可確定直線的方程.
【詳解】解:設(shè),且,代入雙曲線方程得,兩式相減得:
若是線段的中點(diǎn),則,所以,即直線的斜率為,
所以直線方程為:,即;
但聯(lián)立,得,則,方程無(wú)解,所以直線不存在.
故選:D.
5.在棱長(zhǎng)為2的正方體中,在線段上,且,則點(diǎn)到平面的距離為( )
A.B.C.D.3
【答案】B
【分析】建立空間直接坐標(biāo)系,求出平面的法向量,利用空間中點(diǎn)到平面距離公式即可求解.
【詳解】
如圖,以為原點(diǎn),所在直線分別為軸,軸,軸建立空間直角坐標(biāo)系,
則,
.
設(shè)為平面的法向量,且,
則
即
取,
故點(diǎn)到平面的距離.
故選:B.
6.已知空間非零向量,則“”是“”的( )
A.充分不必要條件B.既不充分也不必要條件
C.充要條件D.必要不充分條件
【答案】A
【分析】證明充分性則將代入等式即可,而若兩兩垂直,則等式成立,但,故必要性不成立,即可得到答案.
【詳解】充分性:當(dāng)時(shí),成立;
不必要性:若兩兩垂直,則成立,但.
故選:A.
7.已知是函數(shù)的圖像上一點(diǎn),設(shè),則的最大值( )
A.與有關(guān),且與有關(guān)B.與有關(guān),但與無(wú)關(guān)
C.與無(wú)關(guān),但與有關(guān)D.與無(wú)關(guān),且與無(wú)關(guān)
【答案】B
【分析】表示的是橢圓的部分,而是橢圓的左焦點(diǎn),設(shè)為橢圓的右焦點(diǎn),為直線的傾斜角,則由橢圓的性質(zhì)和定義可得結(jié)論
【詳解】解:表示的是橢圓的部分,而是橢圓的左焦點(diǎn),
設(shè)為橢圓的右焦點(diǎn),為直線的傾斜角,則
,當(dāng)且僅當(dāng)軸時(shí)取等號(hào),則只與有關(guān),
故選:B
8.在棱長(zhǎng)為6的正方體中,為側(cè)面內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),且滿足平面,若,三棱錐的所有頂點(diǎn)均在球的球面上,則球的表面積為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】由正方體中面平面得在線段上,設(shè),在中,由余弦定理得值,在三棱錐中設(shè)和外接圓的圓心分別為,由它們找出三棱錐外接球的球心(三棱錐外接球球心在過各面外心且與該面垂直的直線上),求得球半徑,從而得球表面積.
【詳解】如圖1,作平面,
正方體中,,平面,平面,則平面,同理平面,又,平面,
所以平面平面,
由題可得,點(diǎn)在線段上運(yùn)動(dòng),因?yàn)樵撜襟w的棱長(zhǎng)為6,
所以與均為邊長(zhǎng)為的等邊三角形.
設(shè),在中,由余弦定理可得,解得或.
當(dāng)時(shí),
外接圓的半徑外接圓的半徑.
如圖2,設(shè)和外接圓的圓心分別為,三棱錐外接球的球心為,半徑為,
平面,平面,平面與交點(diǎn)為,是中點(diǎn),
由線面垂直的性質(zhì)定理得,,都與直線垂直,由與為平面中兩個(gè)相交直線得平面,
從而與平面內(nèi)的兩條直線垂直,是二面角的平面角,此二面角顯然是直二面角,
因此,即,所以是矩形,
則,
所以,代入數(shù)據(jù)得,
所以三棱錐外接球的表面積為.
當(dāng)時(shí),同理可求得三棱錐外接球的表面積為,
當(dāng)或時(shí),三棱錐的外接球?yàn)閮蓚€(gè)半徑相等的球體(等球體).
故選:B.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:立體幾何中的動(dòng)點(diǎn)軌跡問題,(1)常常由空間直線、平面間的位置關(guān)系確定,如利用面面平行得線面平行,由線面垂直得線線垂直從而得動(dòng)點(diǎn)是該平面與幾何體表面的交線;(2)與線段長(zhǎng)有關(guān)的動(dòng)點(diǎn),則常常得出動(dòng)點(diǎn)到定點(diǎn)的距離相等,從而動(dòng)點(diǎn)在球面上,動(dòng)點(diǎn)軌跡中球面與幾何體表面的交線;(3)與角度有關(guān)的軌跡,常常確定動(dòng)點(diǎn)在一個(gè)圓錐的側(cè)面上,動(dòng)點(diǎn)軌跡是圓錐側(cè)面與幾何體表面的交線.
二、多選題
9.在平面直角坐標(biāo)系中,已知圓的方程為,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.該圓的圓心為B.該圓的半徑為
C.該圓過定點(diǎn)D.該圓被軸截得的弦長(zhǎng)為
【答案】ACD
【分析】根據(jù)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程可直接判斷圓的圓心和半徑,從而可直接判斷A,B選項(xiàng),再結(jié)合點(diǎn)與圓的位置關(guān)系即可判斷C選項(xiàng),最后求出圓與軸的交點(diǎn),從而可求得弦長(zhǎng),即可判斷D選項(xiàng).
【詳解】由圓的標(biāo)準(zhǔn)方程可知,該圓的圓心坐標(biāo)為,半徑為,所以A正確,B不正確;又因?yàn)?,所以該圓過原點(diǎn),所以C正確;
在圓的方程中,令,則,即,得或,所以兩交點(diǎn)為和,因此該圓被軸截得的弦長(zhǎng)為,故D正確.
故選:ACD
10.下列說(shuō)法正確的是( )
A.若向量共面,則它們所在的直線共面
B.若是四面體的底面的重心,則
C.若,則四點(diǎn)共面
D.若向量,則稱為在基底下的坐標(biāo),已知在單位正交基底下的坐標(biāo)為,則在基底下的坐標(biāo)為
【答案】BD
【分析】根據(jù)向量共面向量的性質(zhì)判斷A選項(xiàng);根據(jù)空間向量的坐標(biāo)運(yùn)算即三角形重心坐標(biāo)公式判斷B選項(xiàng);根據(jù)空間四點(diǎn)共面的充要條件及其推論判斷C選項(xiàng);根據(jù)空間向量基底坐標(biāo)定義判斷D選項(xiàng).
【詳解】解:對(duì)于A,三個(gè)向量共面,所在直線不一定在一個(gè)平面,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,令,又是底面的重心,
所以
,所以成立,故B正確;
對(duì)于C,因?yàn)?,而,由四點(diǎn)共面的推論可知,所以四點(diǎn)不共面,故C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,在基底下的坐標(biāo)為,則,故在基底下的坐標(biāo)為,故D正確.
故選:BD.
11.已知拋物線是該拋物線上兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),為焦點(diǎn),則下列結(jié)論正確的是( )
A.若直線過點(diǎn),則
B.若,則線段的中點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為1
C.若,則的最小值為
D.若,則
【答案】BCD
【分析】對(duì)A選項(xiàng)設(shè),與拋物線聯(lián)立利用韋達(dá)定理即可判斷,對(duì)B選項(xiàng)利用拋物線定義和梯形中位線即可判斷,對(duì)C選項(xiàng),利用拋物線定義和基本不等式即可得到最值,對(duì)D選項(xiàng),設(shè)直線的方程為,聯(lián)立拋物線方程得到一元二次方程,根據(jù)韋達(dá)定理兩根之積求出值,即求出直線所過定點(diǎn),再結(jié)合面積表達(dá)式和基本不等式即可求出最值.
【詳解】設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立得,
A錯(cuò)誤.
,
則,
線段的中點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為B正確.
過焦點(diǎn),即,
由A選項(xiàng)可得,
當(dāng)且僅當(dāng),且,即時(shí)等號(hào)成立,C正確.
,,
相乘得,聯(lián)立上式解得,
設(shè)直線的方程為,聯(lián)立
,得,
直線過定點(diǎn),則,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,正確.
故選:BCD.
12.在棱長(zhǎng)為2的正方體中,為的中點(diǎn),點(diǎn)在線段上,且滿足,其中,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.以為球心,為半徑的球面與底面的交線的長(zhǎng)度為
B.若直線與平面所成角的正弦值為,則
C.當(dāng)時(shí),三棱錐的體積為
D.過三點(diǎn)作正方體的截面為截面上一點(diǎn),則線段的最小值為
【答案】ACD
【分析】根據(jù)分析可得球面與底面的交線是以為圓心,1為半徑的弧,計(jì)算即可,即可判斷A,在圖中作出線面夾角,利用相似比得到,解出即可,即可判斷B,利用三棱錐體積公式和線段比以及面積比即可求出棱錐體積,即可判斷C,對(duì)D選項(xiàng)作出圖形,利用面面平行的性質(zhì)定理及平行四邊形性質(zhì)得到點(diǎn)位置,在利用三棱錐體積公式和等體積法求出三棱錐的高,即為點(diǎn)到平面的最小值.
【詳解】在正方體中,平面
平面與球的截面的圓心為,半徑為
以為球心,為半徑的球面與底面的交線是以為圓心,
1為半徑的段弧,
則交線的長(zhǎng)度為A正確.
連接交與點(diǎn),設(shè)點(diǎn)在平面的投影點(diǎn)為,連接,
即為直線與平面的所成的角,記為,,
由相似比得,則,,則,
,即
,解得B錯(cuò)誤.
當(dāng)時(shí),,
,
C正確.
設(shè)截面與平面交于在上,
截面平面,平面平面,
同理可證截面為平行四邊形,即是的中點(diǎn),
當(dāng)平面時(shí),取得最小值,
即為四棱錐的高,設(shè)為,又,
,解得D正確.
故選:ACD.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題B選項(xiàng)關(guān)鍵是要找到線面角,再利用正切的定義和參數(shù)得到其角的正切值的表達(dá)式,則得到方程;D選項(xiàng)的關(guān)鍵點(diǎn)是要找到點(diǎn)的位置,然后利用等體積法求出點(diǎn)到平面的距離,當(dāng)然本題也可以通過建立空間直角坐標(biāo)系來(lái)解答.
三、填空題
13.在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),點(diǎn)關(guān)于直線對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為___________.
【答案】
【分析】設(shè)對(duì)稱點(diǎn)為,根據(jù)直線,又中點(diǎn)在直線上,列方程求解,即可得點(diǎn)的坐標(biāo).
【詳解】解:設(shè)對(duì)稱點(diǎn)為,則可得,又直線的斜率為
所以,即①
又中點(diǎn)在直線上,所以,即②
聯(lián)立①②解得:,所以點(diǎn)的坐標(biāo)為.
故答案為:.
14.某學(xué)習(xí)小組研究一種如圖1所示的衛(wèi)星接收天線,發(fā)現(xiàn)其軸截面為圖2所示的拋物線形,在軸截面內(nèi)的衛(wèi)星信號(hào)波束呈近似平行的狀態(tài)射入,經(jīng)反射聚焦到焦點(diǎn)處,已知衛(wèi)星接收天線的口徑(直徑)為,深度為,則該衛(wèi)星接收天線軸截面所在的拋物線的焦點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離為___________.
【答案】2.25####
【分析】根據(jù)題意建立直角坐標(biāo)系,設(shè)拋物線方程為,將圖中點(diǎn)的坐標(biāo)代入得到方程,即得到焦點(diǎn)坐標(biāo),即可得到距離.
【詳解】由題意建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系.
設(shè)拋物線的方程為,
由題意可得,將點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線的方程可得,
解得,所以拋物線的方程為,
焦點(diǎn)的坐標(biāo)為,即,
所以焦點(diǎn)到灶底(拋物線的頂點(diǎn))的距離為.
故答案為:2.25.
15.已知正三棱柱,底面邊長(zhǎng)是2,高是1,過底面一邊作與底面成角的截面,則其面積是___________.
【答案】
【分析】首先確定截面應(yīng)為四邊形,設(shè)截面為且與側(cè)棱延長(zhǎng)線交于點(diǎn),在中,求出,從而求出,然后再利用、求出、 ,再由可求解.
【詳解】首先,取中點(diǎn),連接,,,
所以,,,平面,
所以平面,平面,所以,則為平面與底面所成角,
由,,
所以,所以,
所以截面為四邊形,如圖,設(shè)分別與的交點(diǎn)為,則截面為ABDE,
連接,設(shè)交于,設(shè)截面與側(cè)棱延長(zhǎng)線交于點(diǎn),
連接,易知即為截面與底面所成角,即,,
在中,得,∴,
由,得,∴,
,所以,
又,,所以,
所以.
故答案為:.
16.已知正數(shù)滿足,則___________.
【答案】##.
【分析】如圖建立平面直角坐標(biāo)系,設(shè),由已知條件可得,,可得四邊形為正方形,設(shè),從而可求出,進(jìn)而可求得答案.
【詳解】設(shè),
則四邊形為矩形,
因?yàn)椋?br>所以,
而,即,即,
所以,又是等邊三角形,所以過的中點(diǎn),
所以矩形為正方形,由整個(gè)圖形的對(duì)稱性可知.
設(shè),得,
,
所以.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】
四、解答題
17.已知,由確定兩個(gè)點(diǎn).
(1)寫出直線的方程(答案含);
(2)在內(nèi)作內(nèi)接正方形,頂點(diǎn)在邊上,頂點(diǎn)在邊上.若,當(dāng)正方形的面積最大時(shí),求的值.
【答案】(1)直線方程為;
(2),
【分析】(1)首先計(jì)算,分和得到直線方程即可;
(2)根據(jù)題意得到點(diǎn)坐標(biāo),將坐標(biāo)代入(1)中的直線方程得到,根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)即可得到邊長(zhǎng)最大值,即面積最大值.
【詳解】(1)由題意知當(dāng)直線斜率存在時(shí),,
當(dāng)時(shí),直線的方程為,
當(dāng)時(shí),直線的方程為.
直線的方程為.
(2)由和四邊形為正方形可知,
,
因?yàn)辄c(diǎn)在直線上,
所以,
所以,
而正方形的面積最大,即最大,
所以當(dāng)時(shí),,此時(shí)圖中陰影部分的面積最大.
18.如圖,在四面體中,設(shè).
(1)若是的中點(diǎn),用表示;
(2)若兩兩垂直,證明:為銳角三角形.
【答案】(1)
(2)證明見解析
【分析】(1)由空間向量的線性運(yùn)算的法則求解;
(2)用表示題中向量,然后證明數(shù)量積都大于0即可.
【詳解】(1).
(2)證明:為銳角三角形,即證每一個(gè)角都是銳角,即證三對(duì)數(shù)量積都大于0,
因?yàn)閮蓛纱怪?,所以?br>因?yàn)?,?br>所以,
,
同理,所以為銳角三角形.
19.在平面直角坐標(biāo)系中,已知關(guān)于的方程.
(1)當(dāng)為何值時(shí),該方程表示圓?并求出半徑最大的圓的方程.
(2)已知,當(dāng)(1)中圓的半徑取最大時(shí),該圓上是否存在點(diǎn),滿足?若存在,求出點(diǎn)的個(gè)數(shù);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1),
(2)存在,點(diǎn)的個(gè)數(shù)為2
【分析】(1)先將方程變形,然后由其表示圓可得,可求出的范圍,從而可求出半徑的最大值,進(jìn)而可求得圓的方程;
(2)由(1)知,圓,假設(shè)圓上存在點(diǎn)滿足條件,則可得,然后由兩圓的位置關(guān)系可求得結(jié)果.
【詳解】(1)
,
當(dāng),即時(shí),方程表示圓.
,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),半徑最大,
此時(shí)圓的方程為.
(2)由(1)知,圓,
假設(shè)圓上存在點(diǎn),使得
∴,
,即得到圓的方程.
所以滿足圓和另一個(gè)圓的方程,
兩圓相交,
點(diǎn)的個(gè)數(shù)為2.
20.如圖1,在四邊形中,.將沿翻折到的位置,使得平面平面,如圖2所示.
(1)設(shè)平面與平面的交線為,證明:.
(2)若點(diǎn)在線段上(點(diǎn)不與端點(diǎn)重合),平面與平面夾角的正弦值為,求的值.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【分析】(1)根據(jù)面面垂直的性質(zhì),得線面垂直,再結(jié)合線面垂直的性質(zhì)得線性垂直即可;
(2)根據(jù)題意建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè),結(jié)合空間坐標(biāo)運(yùn)算確定平面與平面夾角余弦公式求解,即可求的值.
【詳解】(1)證明:,且.
平面平面,且交線為,又平面,
平面,又是平面與平面的交線,
平面
.
(2)解:由(1)知,平面,平面平面,且交線為,又
平面,所以平面,
以為坐標(biāo)原點(diǎn),以所在直線分別為軸?軸,過作,
建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則,
所以,設(shè),
則,
所以.
設(shè)是平面的法向量,
則,取.
由(1)知,平面
是平面的一個(gè)法向量.
平面與平面夾角的正弦值為
,
,整理得:,
解得,即.
21.已知雙曲線的左?右焦點(diǎn)分別為,且右頂點(diǎn)到漸近線的距離為是雙曲線上位于軸上方的兩點(diǎn),且.
(1)求雙曲線的方程;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用點(diǎn)線距離公式求得右頂點(diǎn)到漸近線的距離,從而根據(jù)題意得到關(guān)于的方程組,解之即可求得雙曲線的方程;
(2)利用雙曲線的對(duì)稱性得到,從而將轉(zhuǎn)化為,再利用弦長(zhǎng)公式,結(jié)合韋達(dá)定理即可求得的值.
【詳解】(1)因?yàn)殡p曲線的漸近線為,即,
所以右頂點(diǎn)到漸近線的距離為,
所以,解得,
故雙曲線的方程為.
(2)因?yàn)?,延長(zhǎng)交雙曲線于點(diǎn),
由雙曲線的對(duì)稱性可知,
設(shè),
所以,
設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立,消去,得,
則,
由韋達(dá)定理得,
故,
,
所以.
22.已知橢圓,過點(diǎn)作橢圓的兩條切線,且兩切線垂直.
(1)求橢圓的方程;
(2)已知橢圓的上頂點(diǎn)為為坐標(biāo)原點(diǎn),過兩點(diǎn)的圓與交于兩點(diǎn),直線分別交橢圓于異于的兩點(diǎn).證明:直線過定點(diǎn).
【答案】(1)
(2)證明見解析
【分析】(1)設(shè)出切線方程,代入橢圓方程,由判別式等于0,得兩切線斜率 的積,由此可求得得橢圓方程;
(2)圓心在直線上,設(shè),由求得,設(shè)直線方程為,直線方程代入橢圓方程,應(yīng)用韋達(dá)定理得,然后計(jì)算,由,,從而可求得參數(shù)值,即得直線所過定點(diǎn)坐標(biāo).
【詳解】(1)設(shè)切線方程為,代入得,
由,得,兩條切線的斜率分別為,則是方程的兩解,所以,,
由兩切線垂直得,.
故橢圓的方程為.
(2)證明:由題意圓心在直線上,設(shè),
因?yàn)椋?br>所以,則.
由題意知直線的斜率存在,設(shè)方程為,
聯(lián)立得,
則,
.
因?yàn)椋?br>所以
,
即,解得或(舍去),
直線的方程為,過定點(diǎn).
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:圓錐曲線中與曲線相交的直線過定點(diǎn)問題,一般采取“設(shè)而不求”的思想方法,即設(shè)直線方程為,設(shè)交點(diǎn)坐標(biāo)為,直線方程代入圓錐曲線方程后應(yīng)用韋達(dá)定理得,然后交點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算其它量(如斜率、弦長(zhǎng)等)并利用其滿足的性質(zhì)求得參數(shù)值或參數(shù)關(guān)系后由直線方程可得定點(diǎn)坐標(biāo).
這是一份2023浙江省強(qiáng)基聯(lián)盟高一下學(xué)期5月統(tǒng)測(cè)數(shù)學(xué)試題含解析,共14頁(yè)。試卷主要包含了已知,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是,若,則等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2022-2023學(xué)年浙江省強(qiáng)基聯(lián)盟高一下學(xué)期5月統(tǒng)測(cè)數(shù)學(xué)試題含答案,共17頁(yè)。試卷主要包含了已知,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是,若,則等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份浙江省強(qiáng)基聯(lián)盟2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期5月統(tǒng)測(cè)數(shù)學(xué)試題及答案,共10頁(yè)。
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