
注意事項:
1,考查范圍:必修第二冊第十章,選擇性必修第一冊第一章和第二章.
2.答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號等填寫在答題卡指定位置上.
3.回答選擇題時,選出每小題答案后,用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑.如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標號.回答非選擇題時,將答案寫在答題卡上.寫在本試卷上無效.
4.考生必須保持答題卡的整潔.考試結(jié)束后,請將答題卡交回.
一、選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的.
1. 直線的傾斜角為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)直線的方程可得出其傾斜角.
【詳解】因為為常數(shù),故直線的傾斜角為.
故選:A.
2. 直線與之間的距離為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)兩平行直線的距離公式計算即可求解.
【詳解】因為直線和平行,
由兩條平行直線間的距離公式可得.
故選:D.
3. 圓與圓的公切線條數(shù)為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)兩圓的位置關(guān)系可判斷兩圓公切線的條數(shù).
【詳解】圓,則圓心,半徑,
圓,則圓心,半徑,
則,由于,即,
故圓與圓相交,其公切線條數(shù)為.
故選 :C.
4. 過點作圓的切線,則切線的斜率為( )
A. 或B. C. 或D.
【答案】A
【解析】
【分析】設(shè)出直線的方程,由點到直線距離得到方程,求出或.
【詳解】因為圓的圓心為,半徑為,
易知過點的切線斜率存在,設(shè)的方程為,
即,則,
解得或.
故選:A.
5. 若連續(xù)拋擲一枚質(zhì)地均勻的骰子兩次,則兩次拋擲骰子的點數(shù)之積為奇數(shù)的概率為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用列舉法寫出滿足題意的樣本點,結(jié)合古典概型的概率公式計算即可求解.
【詳解】連續(xù)拋擲一枚質(zhì)地均勻的骰子兩次,基本事件總數(shù)為個.
其中事件“兩次拋擲骰子的點數(shù)之積為奇數(shù)”包含的樣本點有:
,共9個,
故.
故選:B.
6. 在正方體中,為的中點,則平面與平面夾角的余弦值為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】設(shè)正方體的棱長為1,利用向量法求平面與平面夾角的余弦值.
【詳解】兩兩垂直,故以為坐標原點,所在的直線分別為軸建立如圖所示的空間直角坐標系,
設(shè),取的中點為,連接,
則, A1,0,0,,
則,
又因為,,,平面,故平面,
所以為平面的一個法向量,
設(shè)平面的一個法向量為,
則,所以
為平面的一個法向量,
設(shè)平面與平面的夾角為,則,
故平面與平面夾角的余弦值為.
故選:D.
7. 如圖,是棱長為1的正方體內(nèi)部(含表面)一動點,則的最大值為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】建立空間直角坐標系,求出向量坐標,然后根據(jù)模的坐標求法求出最值即可.
【詳解】以A為坐標原點,所在的直線分別為軸,建立如圖所示的空間直角坐標系,
則,
設(shè),
則,
則.
故,當時取到最大值.
故選:C.
8. 如圖,在直三棱柱中,為腰長為的等腰直角三角形,且,側(cè)面為正方形,為平面內(nèi)一動點,則的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】建立空間直角坐標系,設(shè)關(guān)于平面的對稱點為,利用對稱點、到平面距離相等,得出關(guān)于平面的對稱點為,利用對稱點求出最短路徑即可
【詳解】由題意,以為坐標原點,所在的直線分別為軸,建立如圖所示的空間直角坐標系,
則,
所以,
設(shè)關(guān)于平面的對稱點為,
則,
設(shè)平面的法向量,
則即
令,則,
所以為平面的一個法向量,
所以與到平面的距離,
即①,又,所以②,
所以由①②得,又由可得,所以,
所以,
當且僅當三點共線時取等號,所以的最小值為.
故選:A.
二、選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分在每小題給出的選項中,有多項符合題目要求,全部選對的得6分,部分選對的得部分分,有選錯的得0分.
9. 在空間直角坐標系中,下列敘述正確的是( )
A. 點與點關(guān)于軸對稱
B. 點與點關(guān)于軸對稱
C. 點與點關(guān)于平面對稱
D. 坐標軸兩兩確定的平面把空間分為個部分
【答案】AC
【解析】
【分析】ABC選項,根據(jù)空間直角坐標系內(nèi)點坐標特征得到AC正確,B錯誤;D選項,坐標軸確定的平面把空間分為8個部分.
【詳解】A選項,點與點關(guān)于軸對稱,A正確;
B選項,點關(guān)于軸的對稱點是,B錯誤;
C選項,點與點關(guān)于平面對稱,C正確;
D選項,坐標軸兩兩確定的平面把空間分為個部分,D錯誤.
故選:AC.
10. 已知直線在軸上的截距大于0,直線與軸交于點,則( )
A. B. 恒過定點2,1
C. 點到直線的距離可能為3D. 不存在使得
【答案】BD
【解析】
【分析】運用截距概念求解即可判斷A、C;運用消去參數(shù)判斷B;根據(jù)恒過定點判斷D
【詳解】對于A,把代入,得,所以或,A錯誤;
對于B,將直線改寫為,
所以,所以,所以恒過定點,B正確;
對于C,對于,令可得,易得當時,
點到直線的距離取得最大值,C錯誤;
對于D,因為直線恒過的定點也在直線上,即至少有一個交點,D正確.
故選:BD.
11. 已知平面內(nèi)一動點到坐標原點的距離為1,以為圓心、1為半徑的動圓與圓交于兩點,則( )
A. 存在唯一的圓,使得兩點重合B.
C. 若存在,則其不可能為等邊三角形D. 的最大值為
【答案】BCD
【解析】
【分析】由給定條件可得坐標原點與點之一重合,利用動圓與圓的位置關(guān)系判斷A;由圓上的點與定點距離最值判斷B;求出最大值判斷C;由余弦定理求解判斷D.
【詳解】依題意,坐標原點與點之一重合,不妨設(shè)坐標原點為,圓的圓心,半徑,
對于A,當動圓與圓內(nèi)切或外切時,均有兩點重合,A錯誤;
對于B,點在以為圓心、1為半徑的圓上運動,,,B正確;
對于C,,要使為等邊三角形,則,而,
當且僅當點共線時取等號,則不可能為等邊三角形,C正確;
對于D,要使最大,即最大,只需取最大值2,
此時,,D正確.
故選:BCD
三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分.
12. 已知空間向量滿足,則______.
【答案】4
【解析】
【分析】根據(jù)空間向量的坐標表示和垂直向量的坐標表示計算即可求解.
【詳解】因為,
故,
解得.
故答案為:4
13. 已知圓過三點,則圓的面積為______.
【答案】
【解析】
【分析】設(shè)圓的一般方程,將3點的坐標代入方程,利用待定系數(shù)法求解圓的方程,結(jié)合圓的面積公式計算即可求解.
【詳解】設(shè)圓方程為,
代入三點坐標可得解得
所以圓的方程為,
其標準方程為,
故其面積.
故答案為:
14. 在正三棱錐中,平面,點在底面內(nèi)的投影為點是平面內(nèi)以為圓心、1為半徑的圓上一動點,則異面直線與所成角的余弦值最大為______.
【答案】
【解析】
【分析】過點作的平行線交于點,以為坐標原點,建立如下圖所示的空間直角坐標系,設(shè),由異面直線所成角的向量公式結(jié)合三角函數(shù)的性質(zhì)即可得出答案.
【詳解】正三棱錐中,因為平面,又平面,
因此,故,
故,
則,延長交于點,
過點作的平行線交于點,易知兩兩垂直,
以為坐標原點,建立如下圖所示空間直角坐標系,
則,設(shè),
則,,
設(shè)直線與所成的角為,
則,
當或時,取最大值.
故答案為:.
四、解答題:本題共5小題,共77分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟.
15. 已知三點,點在圓上運動.
(1)若直線與圓有唯一公共點,求;
(2)求的最小值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)求出圓心和半徑,根據(jù)題意得到直線與圓相切,且唯一公共點為點,由勾股定理求出切線長;
(2)設(shè)Px,y,且,表達出,而,故當時,取得最小值.
【小問1詳解】
由題意知,圓的圓心為,半徑,
故,
由題意可得直線與圓相切,且唯一公共點為點,
在中,由勾股定理可得.
【小問2詳解】
設(shè)Px,y,且,
故
,
而,當時,取得最小值.
16. 已知在中,,分別在線段上,且.
(1)求邊上的高所在直線的斜截式方程;
(2)若的面積為面積的,求直線的一般式方程.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)由的斜率和垂直關(guān)系可得邊上的高所在直線的斜率,接著由點斜式即可求出所求直線方程,再轉(zhuǎn)化成斜截式即可.
(2)先由題意得,即為的中點,接著由中點坐標公式、直線的斜率和平行關(guān)系即可由點斜式求出直線的方程,再轉(zhuǎn)化成一般式即可.
【小問1詳解】
由題直線的斜率為,
所以邊上的高所在直線的斜率為,
所以邊上的高所在直線的方程為,
化為斜截式為.
【小問2詳解】
因為的面積為面積的分別在線段上,且,
所以為的中點,即,
又直線的斜率為,
所以直線的斜率也為,
所以直線的方程為,即,
所以直線的一般式方程為.
17. 如圖,在四面體中,,且為的中點,點是線段上的動點(含端點).
(1)以為基底表示;
(2)求的最小值.
【答案】(1)
(2)-1
【解析】
【分析】(1)利用空間向量基本定理得到,;
(2)設(shè),得到,求出,當時,取得最小值.
【小問1詳解】
由題意可得
,
所以
;
【小問2詳解】
設(shè),
因為
,
所以
,
故當時,取得最小值,最小值為.
18. 已知在空間直角坐標系中,點.
(1)證明:不共面;
(2)求點到平面的距離;
(3)設(shè)為平面上的一個動點,且,求的夾角取得最小值時,的值.
【答案】(1)證明見解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)用反正法證明即可;
(2)求出和平面的一個法向量,利用空間向量求解即可;
(3)求出和平面的一個法向量,利用空間向量的夾角公式求解余弦值,進而可知正弦值,利用向量的模長公式求解即可.
【小問1詳解】
由題意假設(shè)存在,使得成立,
則,即,
可得此方程組無解,所以假設(shè)不成立,故不共面.
【小問2詳解】
由題意可得,
設(shè)平面的法向量為n=x,y,z,所以
令,則,故平面的一個法向量為,
故點到平面距離.
【小問3詳解】
設(shè)的夾角為,則.
所以,
所以
.
19. 現(xiàn)定義:若圓上一動點,圓外一定點,滿足的最大值為其最小值的兩倍,則稱為圓的“上進點”.若點同時是圓和圓的“上進點”,則稱為圓“”的“牽連點”.已知圓.
(1)若點為圓的“上進點”,求點的軌跡方程并說明軌跡的形狀;
(2)已知圓,且均為圓“”的“牽連點”.
(?。┣笾本€的方程;
(ⅱ)若圓是以線段為直徑的圓,直線與交于兩點,探究當不斷變化時,在軸上是否存在一點,使得(和分別為直線和的斜率)恒成立?若存在,求出點的坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)軌跡方程為,點的軌跡是以為圓心、為半徑的圓.
(2)(?。?;(ⅱ)存在,
【解析】
【分析】(1)由“上進點”的定義知C是圓的“上進點”,則,(其中是圓的半徑),由此得點的軌跡.
(2)(ⅰ)由“牽連點”的定義知,若均為圓“”的“牽連點”,則均同時為圓與圓的“上進點”,所以應(yīng)為圓、圓的“上進點”所成的兩軌跡(圓)的交點,由此可求直線的方程;
(ⅱ)先求出圓的方程,設(shè),假設(shè)軸上存在點,使得. 則,聯(lián)立結(jié)合韋達定理可求解.
【小問1詳解】
因為點為圓的“上進點”,所以,即,
所以軌跡方程為,
所以點的軌跡是以為圓心、為半徑的圓.
【小問2詳解】
(?。邽閳A“”的“牽連點”,∴同時為圓與圓的“上進點”,
由為圓的“上進點”,得,所以,
即點在圓上,
由為圓的“上進點”,得點在圓上;
∴點是圓和的交點.
因為均為圓“”的“牽連點”,
所以直線即為圓和的公共弦所在直線,
兩圓方程相減可得,
故直線的方程為.
(ⅱ)設(shè)的圓心為,半徑為,
的圓心為,半徑為3.
直線的方程為,與聯(lián)立得的中點坐標為,
點到直線的距離為,則,
所以圓的方程為.
假設(shè)軸上存在點滿足題意,設(shè).
則,即,整理得.
將,代入上式可得,
整理得①,
聯(lián)立可得,
所以,代入(1)并整理得,
此式對任意的都成立,所以.
故軸上存在點,使得恒成立.
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