
1.(5分)已知點(diǎn)A(2,1),B(3,2),則直線AB的傾斜角為( )
A.30°B.45°C.60°D.135°
2.(5分)在空間直角坐標(biāo)系中,若直線l的方向向量為,平面α的法向量為,則( )
A.l∥αB.l⊥αC.l?α或l∥αD.l與α斜交
3.(5分)已知直線傾斜角為60°,在y軸上的截距為﹣2,則此直線方程為( )
A.y=x+2B.y=﹣x+2C.y=﹣x﹣2D.y=x﹣2
(多選)4.(5分)若A,B,C,D為空間不同的四點(diǎn),則下列式子可以化簡(jiǎn)為零向量的是( )
A.+2+2+B.2+2+3+3+
C.++D.﹣+﹣
5.(5分)在空間直角坐標(biāo)系中,若,,且,則=( )
A.B.C.D.
6.(5分)已知點(diǎn)M(1,﹣2),N(m,2),若線段MN的垂直平分線的方程是+y=1,則實(shí)數(shù)m的值是( )
A.﹣2B.﹣7C.3D.1
7.(5分)在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中,與點(diǎn)(﹣1,2,1)關(guān)于平面xOz對(duì)稱的點(diǎn)為( )
A.(﹣1,﹣2,1)B.(﹣1,2,1)
C.(﹣1,﹣2,﹣1)D.(1,﹣2,﹣1)
8.(5分)我國(guó)古代數(shù)學(xué)名著《九章算術(shù)》中,將底面為矩形且一側(cè)棱垂直于底面的四棱錐稱為陽(yáng)馬.如圖,四棱錐P﹣ABCD為陽(yáng)馬,PA⊥平面ABCD,且EC=2PE,若,則x+y+z=( )
A.1B.2C.D.
二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題5分,共20分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得5分,部分選對(duì)的得2分,有選錯(cuò)的得0分.
(多選)9.(5分)如果AB<0,BC>0,那么直線Ax+By+C=0經(jīng)過(guò)( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D(zhuǎn).第四象限
(多選)10.(5分)三棱錐A﹣BCD中,平面ABD與平面BCD的法向量分別為,若,則二面角A﹣BD﹣C的大小可能為( )
A.B.C.D.
(多選)11.(5分)已知空間中三點(diǎn)A(0,1,0),B(2,2,0),C(﹣1,3,1),則下列說(shuō)法正確的是( )
A.與是共線向量
B.與同向的單位向量是(,,0)
C.和夾角的余弦值是
D.平面ABC的一個(gè)法向量是(1,﹣2,5)
(多選)12.(5分)已知直線l1:3x+y﹣3=0,直線l2:6x+my+1=0,則下列表述正確的有( )
A.直線l2的斜率為
B.若直線l1垂直于直線l2,則實(shí)數(shù)m=﹣18
C.直線l1傾斜角的正切值為3
D.若直線l1平行于直線l2,則實(shí)數(shù)m=2
三、填空題(本題共4小題,每小題5分,共20分)
13.(5分)已知直線l經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(0,1)且一個(gè)方向向量為(2,1),則直線l的方程為 .
14.(5分)已知,,,若,,三向量共面,則實(shí)數(shù)λ等于 .
15.(5分)直線ax+y+a﹣3=0恒過(guò)定點(diǎn) .
16.(5分)在直棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ACB=90°,D,D1分別是AB,A1B1的中點(diǎn),AC=BC=1,A1A=2.則二面角D﹣A1C﹣C1的余弦值是 .
四、解答題(本大題共6個(gè)小題,共70分)
17.(10分)如圖是一個(gè)機(jī)器人手臂的示意圖.該手臂分為三段,分別可用向量,,代表.
(1)若用向量代表整條手臂,求;
(2)求所代表的點(diǎn)與原點(diǎn)之間的距離.
18.(12分)已知△ABC的頂點(diǎn)坐標(biāo)為A(﹣5,﹣1),B(﹣1,1),C(﹣2,3).
(1)試判斷△ABC的形狀;
(2)求AC邊上的高所在直線的方程.
19.(12分)如圖,已知PA⊥平面ABCD,底面ABCD為正方形,PA=AD=AB=2,M,N分別為AB,PC的中點(diǎn).
(1)求證:MN⊥平面PCD;
(2)求PD與平面PMC所成角的正弦值.
20.(12分)已知直線l1:(m+2)x+my﹣8=0與直線l2:mx+y﹣4=0,m∈R.
(1)若l1∥l2,求m的值;
(2)若點(diǎn)P(1,m)在直線l2上,直線l過(guò)點(diǎn)P,且在兩坐標(biāo)軸上的截距之和為0,求直線l的方程.
21.(12分)已知直線l:kx﹣y+2+4k=0(k∈R).
(1)若直線l不經(jīng)過(guò)第四象限,求k的取值范圍;
(2)若直線l交x軸的負(fù)半軸于點(diǎn)A,交y軸的正半軸于點(diǎn)B,O為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)△AOB的面積為S,求S的最小值及此時(shí)直線l的方程.
22.(12分)如圖,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,四邊形AA1C1C是邊長(zhǎng)為的正方形,CC1⊥BC,BC=1,AB=2.
(1)證明:平面A1BC⊥平面ABC1;
(2)在線段A1B上是否存在點(diǎn)M,使得CM⊥BC1,若存在,求的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
2023-2024學(xué)年陜西省西安工業(yè)大學(xué)附中高二(上)第一次月考數(shù)學(xué)試卷(10月份)
參考答案與試題解析
一、單項(xiàng)選擇題:本大題共8個(gè)小題,每個(gè)小題5分,共40分.在每小題給出的選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.
1.【分析】根據(jù)兩點(diǎn)間斜率公式求解即可.
【解答】解:,
又因?yàn)?°≤α<180°
所以α=45°.
故選:B.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查直線的傾斜角和斜率,考查運(yùn)算求解能力,屬于基礎(chǔ)題.
2.【分析】根據(jù)=0可知⊥,從而得出結(jié)論.
【解答】解:由=2×1+(﹣2)×3+1×4=0,可知⊥.
∴l(xiāng)∥α或l?α.
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了空間向量在立體幾何中的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.
3.【分析】利用點(diǎn)斜式即可得出.
【解答】解:由題意可得直線方程為:y=xtan60°﹣2,即y=x﹣2,
故選:D.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了點(diǎn)斜式方程,考查了推理能力與計(jì)算能力,屬于基礎(chǔ)題.
4.【分析】直接利用向量的線性運(yùn)算的應(yīng)用判斷A、B、C、D的結(jié)論.
【解答】解:對(duì)于A:==,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B:2+2+3+3+=,故B正確;
對(duì)于C:=,故C錯(cuò)誤;
對(duì)于D:=,故D正確.
故選:BD.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的知識(shí)要點(diǎn):向量的線性運(yùn)算,主要考查學(xué)生的運(yùn)算能力和數(shù)學(xué)思維能力,屬于中檔題.
5.【分析】由,得=0求出x,從而可求出的坐標(biāo),進(jìn)而可求出其模.
【解答】解:因?yàn)椋?,=?,﹣1,x),且,
所以x=0,得x=0,
所以=(1,﹣1,0),所以),
所以|.
故選:B.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查向量數(shù)量積公式、向量垂直的性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí),考查運(yùn)算求解能力,是基礎(chǔ)題.
6.【分析】由題意可得點(diǎn)M、N的中點(diǎn)(,0)在直線x+2y﹣2=0上,代入可得m的方程,解方程可得m的值.
【解答】解:∵線段MN的垂直平分線的方程是x+2y﹣2=0,
∴點(diǎn)M、N的中點(diǎn)(,0)在直線x+2y﹣2=0上,
∴+2×0﹣2=0,解得m=3,
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查直線的一般式方程,涉及中點(diǎn)坐標(biāo)公式,屬基礎(chǔ)題.
7.【分析】在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中,與點(diǎn)(x,y,z)關(guān)于平面xOz對(duì)稱的點(diǎn)為(x,﹣y,z).
【解答】解:在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中,
與點(diǎn)(﹣1,2,1)關(guān)于平面xOz對(duì)稱的點(diǎn)為(﹣1,﹣2,1).
故選:A.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中,與點(diǎn)(x,y,z)關(guān)于平面xOz對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)等基礎(chǔ)知識(shí),考查運(yùn)算求解能力,是基礎(chǔ)題.
8.【分析】根據(jù)空間向量線性運(yùn)算法則計(jì)算可得.
【解答】解:如圖,四棱錐P﹣ABCD為陽(yáng)馬,
PA⊥平面ABCD,且EC=2PE,,
因?yàn)镋C=2PE,所以,
所以
=
=
=
=
=
=,
又,所以,則x+y+z=1.
故選:A.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查空間向量線性運(yùn)算法則等基礎(chǔ)知識(shí),考查運(yùn)算求解能力,是基礎(chǔ)題.
二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題5分,共20分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得5分,部分選對(duì)的得2分,有選錯(cuò)的得0分.
9.【分析】由直線的方程求出斜率和在y軸上的截距,可得結(jié)論.
【解答】解:∵直線Ax+By+C=0,即y=﹣?x﹣,
∵AB<0,BC>0,∴直線的斜率﹣>0,在y軸上的截距﹣<0,
故直線Ax+By+C=0經(jīng)過(guò)第一、三、四象限,
故選:ACD.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查確定直線位置的幾何要素,屬于基礎(chǔ)題.
10.【分析】由二面角的大小與法向量夾角相等或互補(bǔ)即可求得結(jié)果.
【解答】解:∵二面角的大小與法向量的夾角相等或互補(bǔ),
∴二面角A﹣BD﹣C的大小可能為或.
故選:BC.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查二面角的概念,向量法求解二面角問(wèn)題,屬基礎(chǔ)題.
11.【分析】利用空面向量坐標(biāo)運(yùn)算法則、共線向量、向量夾角公式、法向量直接求解.
【解答】解:空間中三點(diǎn)A(0,1,0),B(2,2,0),C(﹣1,3,1),
對(duì)于A,=(2,1,0),=(﹣1,2,1),∴與不是共線向量,故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,=(2,1,0),=(,,0),故B正確;
對(duì)于C,=(2,1,0),=(﹣3,1,1),
∴和夾角的余弦值是:
cs<>===﹣,故C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,=(2,1,0),=(﹣1,2,1),
設(shè)平面ABC的法向量=(x,y,z),
則,取x=1,得=(1,﹣2,5),故D正確.
故選:BD.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查命題真假的判斷,考查空間向量坐標(biāo)運(yùn)算法則、共線向量、向量夾角公式、法向量等基礎(chǔ)知識(shí),考查運(yùn)算求解能力等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),是基礎(chǔ)題.
12.【分析】利用直線l1的方程,考慮斜率不存在的情況可判斷選項(xiàng)A,利用兩條直線垂直的充要條件可判斷選項(xiàng)B,利用傾斜角與斜率的關(guān)系可判斷選項(xiàng)C,利用兩條直線平行的充要條件可判斷選項(xiàng)D.
【解答】解:直線l1:3x+y﹣3=0,直線l2:6x+my+1=0,
當(dāng)m=0時(shí),直線l2的斜率不存在,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
當(dāng)直線l1垂直于直線l2,則有3×6+1×m=0,解得m=﹣18,故選項(xiàng)B正確;
直線l1的斜率為﹣3,故傾斜角的正切值為﹣3,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
當(dāng)直線l1平行于直線l2,則,解得m=2,故選項(xiàng)D正確.
故選:BD.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了直線與直線位置關(guān)系的應(yīng)用,涉及了直線斜率、直線傾斜角的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是正確理解直線方程與斜率、傾斜角直線的關(guān)系,屬于中檔題.
三、填空題(本題共4小題,每小題5分,共20分)
13.【分析】根據(jù)方向向量可得直線的斜率,進(jìn)而根據(jù)點(diǎn)斜式解方程即可.
【解答】解:∵直線的一個(gè)方向向量為(2,1),
∴直線l的斜率為k=,
∴直線l的方程為y﹣1=(x﹣0),即y=.
故答案為:y=.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查直線方程、直線的方向向量、斜率等基礎(chǔ)知識(shí),考查運(yùn)算求解能力,是基礎(chǔ)題.
14.【分析】由,,三向量共面,得,(x≠0,y≠0),列方程組,能求出結(jié)果.
【解答】解:∵,,,,,三向量共面,
∴,(x≠0,y≠0),
∴(2,﹣1,3)=(﹣x,4x,﹣2x)+(3y,2y,λy)=(﹣x+3y,4x+2y,﹣2x+λy),
∴,
解得x=﹣,y=,
∴實(shí)數(shù)λ=4.
故答案為:4.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查實(shí)數(shù)值的求法,考查向量共面定理等基礎(chǔ)知識(shí),考查運(yùn)算求解能力,是基礎(chǔ)題.
15.【分析】將直線化簡(jiǎn)為a(x+1)+y﹣3=0,令,即可求解.
【解答】解:直線ax+y+a﹣3=0,即a(x+1)+y﹣3=0,
令,解得x=﹣1,y=3,
故直線ax+y+a﹣3=0恒過(guò)定點(diǎn)(﹣1,3).
故答案為:(﹣1,3).
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查恒過(guò)定點(diǎn)的直線,屬于基礎(chǔ)題.
16.【分析】建系,分別求平面DA1C、平面A1CC1的法向量,利用空間向量求二面角.
【解答】解:以C為坐標(biāo)原點(diǎn),建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則,
可得,
設(shè)平面DA1C的法向量為,則,
令x=2,則可得,
由題意可得:平面A1CC1的法向量,
則,
由圖形可知:二面角D﹣A1C﹣C1為鈍角,所以其余弦值為.
故答案為:.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查利用空間向量求解二面角的余弦值,考查運(yùn)算求解能力,屬于中檔題.
四、解答題(本大題共6個(gè)小題,共70分)
17.【分析】(1)根據(jù)已知條件,結(jié)合向量的坐標(biāo)運(yùn)算公式,即可求解.
(2)根據(jù)已知條件,結(jié)合空間向量的模公式,即可求解.
【解答】解:(1)由題意.
(2)由題意.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查向量的坐標(biāo)運(yùn)算公式,以及空間向量的模公式,屬于基礎(chǔ)題.
18.【分析】(1)由題意利用兩條直線垂直的條件判斷AB⊥BC,可得結(jié)論.
(2)先求出AC邊上的高所在直線的斜率,再利用點(diǎn)斜式求得AC邊上的高所在直線的方程.
【解答】解:(1)∵直線AB的斜率為=,直線BC的斜率為=﹣2,
∴直線AB 和直線BC的斜率之積等于﹣1,故AB⊥BC,
∴△ABC為直角三角形.
(2)因?yàn)橹本€AC的斜率為=,所以,AC邊上高線所在直線的斜率為﹣,
故AC邊上的高所在直線的方程是y﹣1=﹣(x+1),即3x+4y﹣1=0.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查兩條直線垂直的條件,用點(diǎn)斜式求直線的方程,屬于基礎(chǔ)題.
19.【分析】(1)建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法證得MN⊥平面PCD.
(2)利用直線PD的方向向量,平面PMC的法向量,計(jì)算線面角的正弦值.
【解答】解:(1)以A為原點(diǎn)建立如圖所示空間直角坐標(biāo)系,
則M(1,0,0),P(0,0,2),C(2,2,0),N(1,1,1),D(0,2,0).
則,
,所以MN⊥PC,MN⊥PD,
由于PC∩PD=P,所以MN⊥平面PCD.
(2),,
設(shè)平面PMC的法向量為,
則,
令z=1,則x=2,y=﹣1,所以.
設(shè)直線PD與平面PMC所成角為θ,則.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查線面垂直的判定定理和直線與平面所成的角,屬于中檔題.
20.【分析】(1)由題意可知m≠0,所以有,且≠4,從而求出m的值.
(2)將點(diǎn)P(1,m)的坐標(biāo)代入直線l2的方程中,求出m的值,從而得到點(diǎn)P的坐標(biāo),根據(jù)題意可知直線l的斜率一定存在且不為0,設(shè)出直線l的方程,利用在兩坐標(biāo)軸上的截距之和為0,列出方程可求出直線l的方程.
【解答】解:(1)∵l1∥l2,∴兩直線的斜率都存在,
∴,且≠4,
∴m=﹣1.
(2)∵點(diǎn)P(1,m)在直線l2上,
∴m+m﹣4=0,∴m=2,
∴P(1,2),
由題意可知,直線l的斜率一定存在且不為0,設(shè)直線l的方程為y﹣2=k(x﹣1)(k≠0),
令x=0得,y=2﹣k,令y=0得,x=1﹣,
∵在兩坐標(biāo)軸上的截距之和為0,
∴2﹣k+1﹣=0,
解得k=1或2,
∴直線l的方程為x﹣y+1=0或y=2x.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了直線的一般方程,考查了兩直線平行的位置關(guān)系,是基礎(chǔ)題.
21.【分析】(1)根據(jù)題意可得 ,由此求得k的范圍.
(2)由題意可得S=?OA?OB=8k+8+,利用基本不等式求得它的最小值,可得此時(shí)直線l的方程.
【解答】解:(1)∵直線l:kx﹣y+2+4k=0,即 y=kx+4k+2,
∵它不經(jīng)過(guò)第四象限,
∴,求得k≥0,即k的取值范圍為[0,+∞).
(2)直線l交x軸的負(fù)半軸于點(diǎn)A(,0),交y軸的正半軸于點(diǎn)B(0,4k+2),k<0,
O為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)△AOB的面積為S,則S=?OA?OB=??(4k+2)=8k+8+≥8+2=16,
當(dāng)且僅當(dāng)8k=時(shí),即k=時(shí),取等號(hào),故S的最小值為16,此時(shí),k=,直線l:x﹣2y+8=0.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查確定直線的位置的要素,基本不等式的應(yīng)用,屬于中檔題.
22.【分析】(1)運(yùn)用勾股定理和正方形的性質(zhì),推得AC1⊥平面A1BC,再由面面垂直的判定定理,即可得證;
(2)假設(shè)在線段A1B上存在點(diǎn)M,使得CM⊥BC1,以C為原點(diǎn),CA,CB,CC1所在直線分別為x,y,z軸建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè)M(x,y,z),=λ,運(yùn)用向量共線的坐標(biāo)表示和向量垂直的數(shù)量積的坐標(biāo)表示,可判斷存在性.
【解答】解:(1)證明:在△ABC中,AB=2,BC=1,AC=,
有AC2+BC2=AB2,可得AC⊥BC,
又CC1⊥BC,AC∩CC1=C,可得BC⊥平面AA1C1C,
即有BC⊥AC1,
由四邊形AA1C1C是邊長(zhǎng)為的正方形,可得A1C⊥AC1,
而B(niǎo)C∩A1C=C,可得AC1⊥平面A1BC,
又AC1?平面ABC1,則平面A1BC⊥平面ABC1;
(2)在線段A1B上存在點(diǎn)M,使得CM⊥BC1,且=.
理由如下:由(1)可得,以C為原點(diǎn),
CA,CB,CC1所在直線分別為x,y,z軸建立空間直角坐標(biāo)系,
如圖所示,則A(,0,0),C(0,0,0),B(0,1,0),A1(,0,),C1(0,0,),
設(shè)M(x,y,z),=λ,
所以(x,y﹣1,z)=λ(,﹣1,),解得x=λ,y=1﹣λ,z=λ,
所以=(λ,1﹣λ,λ),=(0,1,﹣),要使CM⊥BC1,
則需?=0,即1﹣λ﹣3λ=0,解得λ=.
故線段A1B上存在點(diǎn)M,使得CM⊥BC1,且=.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查空間線線、線面和面面的位置關(guān)系,主要是平行和垂直的判定和性質(zhì),考查空間想象能力和推理能力、運(yùn)算能力,屬于中檔題.
這是一份2023-2024學(xué)年陜西省西安市西工大附中高二(下)第一次月考數(shù)學(xué)試卷-普通用卷,共14頁(yè)。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2023-2024學(xué)年陜西省西安市高二(上)期末數(shù)學(xué)試卷(含解析),共13頁(yè)。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2023-2024學(xué)年陜西省西安重點(diǎn)大學(xué)附中高一(上)第一次月考數(shù)學(xué)試卷(含解析),共12頁(yè)。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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