(全卷滿分150分,完成時(shí)間120分鐘)
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(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.
1. 經(jīng)過(guò),兩點(diǎn)的直線的傾斜角為()
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用兩點(diǎn)求出直線斜率即可得解.
設(shè)傾斜角為,因?yàn)?,所以,又,所?
故選:D
2. 已知等軸雙曲線過(guò)點(diǎn),則該雙曲線方程為()
A. B.
CD.
【答案】C
【解析】
【分析】設(shè)等軸雙曲線的方程為,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入雙曲線的方程,求出的值,即可得出該雙曲線的方程.
設(shè)等軸雙曲線的方程為,
將點(diǎn)2,1的坐標(biāo)代入等軸雙曲線的方程可得,
因此,該雙曲線的方程為.
故選:C.
3. 已知點(diǎn)、是橢圓:的左、右焦點(diǎn),若過(guò)焦點(diǎn)的直線交橢圓于A ,B 兩點(diǎn),則的周長(zhǎng)為()
A. 4B. 9C. D. 12
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)橢圓的定義求解.
根據(jù)橢圓方程可得,則,
由橢圓的定義得,,BF1+BF2=2a,
所以的周長(zhǎng)為.
故選:D.
4. 若正方體的棱長(zhǎng)為3,則點(diǎn)B與到平面的距離為()
A3B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由三棱錐等體積法,列式求解.
設(shè)點(diǎn)到平面的距離為,由正方體棱長(zhǎng)為3,
所以,則,
,
由,得,
即,解得
所以點(diǎn)到平面的距離為.
故選:A.
5. 已知直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn)且與直線平行,若點(diǎn)和到直線的距離相等,則實(shí)數(shù)的值為()
A. B. C. 或D. 或
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)直線過(guò)的點(diǎn)以及平行關(guān)系設(shè)出直線方程,再由點(diǎn)到直線距離公式計(jì)算可得結(jié)果.
若直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn)且與直線平行可設(shè)直線的方程為;
點(diǎn)和到直線的距離相等可知,
解得或.
故選:C
6. 19世紀(jì)法國(guó)著名數(shù)學(xué)家加斯帕爾?蒙日,創(chuàng)立了畫(huà)法幾何學(xué),推動(dòng)了空間幾何學(xué)的獨(dú)立發(fā)展.橢圓的兩條切線互相垂直,則兩切線的交點(diǎn)位于一個(gè)與橢圓同心的圓上,稱(chēng)為蒙日?qǐng)A,橢圓的蒙日?qǐng)A方程為.若圓與橢圓的蒙日?qǐng)A有且僅有兩個(gè)公共點(diǎn),則的取值范圍是()
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)蒙日?qǐng)A的定義求出橢圓的蒙日?qǐng)A,再利用兩圓的位置關(guān)系求解.
根據(jù)題意,橢圓的蒙日?qǐng)A方程為,圓心為,半徑為2,
因?yàn)閳A與只有兩個(gè)交點(diǎn),即兩圓相交,
,解得.
所以的取值范圍為.
故選:C.
7. 已知A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為,2,0,直線AM,BM相交于點(diǎn)M,且它們的斜率之積是,點(diǎn)M形成的軌跡內(nèi)有一點(diǎn)P,設(shè)某條弦過(guò)點(diǎn)P且以P為中點(diǎn),那么這條弦所在直線的方程為()
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】設(shè),求出點(diǎn)的軌跡方程,設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于,,求出所以直線的斜率,求出直線的方程.
設(shè),則,
所以點(diǎn)的軌跡方程為,
設(shè)過(guò)點(diǎn)的直線與橢圓交于,,
所以,所以,
因?yàn)闉橹悬c(diǎn),所以,,
所以,
所以直線的斜率,
所以直線的方程為,
即.
故選:B.
8. 已知為橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),過(guò)原點(diǎn)O的直線交橢圓于A ,B 兩點(diǎn),且,,則橢圓的離心率為()
A. B. C. 23D.
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)題意,由橢圓的對(duì)稱(chēng)性可得,,結(jié)合橢圓的定義和勾股定理求得答案.
如圖,由,,
所以,,
所以是直角三角形,又BF1+BF2=2a,則,,
,
所以,即,即,
所以.
故選:B.
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(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得6分,部分選對(duì)的得部分分,有選錯(cuò)的得0分.
9. 已知方程表示曲線,則下列結(jié)論正確的是()
A. 若曲線是圓,則該圓的半徑為
B. 若曲線是橢圓,則且
C. 若曲線是雙曲線,則或
D. 若曲線是雙曲線,則焦距為定值
【答案】ABC
【解析】
【分析】根據(jù)描述列不等式組求出,可得圓的方程,即可判斷;根據(jù)描述列不等式組即可判斷,;分兩種情況分別求出焦距即可判斷.
對(duì)于,若曲線是圓,則,解得,
所以方程為,所以圓半徑為,故正確;
對(duì)于,若曲線是橢圓,則,
解得且,故正確;
對(duì)于,若曲線是雙曲線,則,
解得或,故正確;
對(duì)于,若曲線是雙曲線,則或,
當(dāng)時(shí),,,
所以焦距為,
當(dāng)時(shí),,,
所以焦距為,
所以焦距不是定值,故不正確.
故選:.
10. 已知圓和直線,點(diǎn)在直線上運(yùn)動(dòng),直線、分別與圓相切于點(diǎn)、,則下列說(shuō)法正確的是()
A. 切線長(zhǎng)最小值為
B. 四邊形的面積最小值為
C. 最小時(shí),弦所在的直線方程為
D. 弦長(zhǎng)的最小值為
【答案】BC
【解析】
【分析】分析可知,當(dāng)時(shí),取最小值,結(jié)合勾股定理可判斷A選項(xiàng);推導(dǎo)出,可得出,利用三角形的面積公式可判斷B選項(xiàng);分析可知,當(dāng)最小時(shí),四邊形為正方形,求出線段的中點(diǎn)坐標(biāo),結(jié)合直線的點(diǎn)斜式方程可判斷C選項(xiàng);分析可知,,求出的最小值,可判斷D選項(xiàng).
圓心為,半徑為,連接、,則,
對(duì)于A選項(xiàng),由勾股定理可得,
當(dāng)時(shí),取最小值,此時(shí),也取最小值,
且,則,A錯(cuò);
對(duì)于B選項(xiàng),由切線長(zhǎng)定理可得,
又因?yàn)?,,所以,?br>故,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,故四邊形面積的最小值為,B對(duì);
對(duì)于C選項(xiàng),當(dāng)取最小值時(shí),,
因?yàn)橹本€的斜率為,則,此時(shí),直線的方程為,
聯(lián)立可得,此時(shí),點(diǎn),線段的中點(diǎn)為,
因?yàn)?,且?br>所以,四邊形為正方形,此時(shí),,
且直線過(guò)線段的中點(diǎn),則直線的方程為,即,C對(duì);
對(duì)于D選項(xiàng),設(shè),
因?yàn)?,則,
因?yàn)?,則,且為的中點(diǎn),
所以,,且,
當(dāng)時(shí),取最小值,此時(shí),,
故,D錯(cuò).
故選:BC.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:圓的弦長(zhǎng)的常用求法
(1)幾何法:求圓的半徑為,弦心距為,弦長(zhǎng)為,則;
(2)代數(shù)方法:運(yùn)用根與系數(shù)的關(guān)系及弦長(zhǎng)公式.
11. 六氟化硫,化學(xué)式為,在常壓下是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)毒、不燃的穩(wěn)定氣體,有良好的絕緣性,在電器工業(yè)方面具有廣泛用途. 六氟化硫分子結(jié)構(gòu)為正八面體結(jié)構(gòu)(正八面體每個(gè)面都是正三角形,可以看作是將兩個(gè)棱長(zhǎng)均相等的正四棱錐將底面粘接在一起的幾何體). 如圖所示,正八面體,下列說(shuō)法中正確的有()
A. 平面EAD 平面FCB
B. 平面EAD 平面ECB
C. 異面直線與所成的角為
D. 若點(diǎn)P為棱上的動(dòng)點(diǎn),則直線AP與平面FAD成的角的正弦值的范圍
【答案】ACD
【解析】
【分析】證明,根據(jù)面面平行的判定定理即可判斷A;分別取AD、BC中點(diǎn)M、N,連接MN,由,可得平面ADE與平面BCE的交線l與AD平行,證得,則為平面ADE與平面BCE所成的平面角,利用余弦定理判斷是否為直角,即可判斷B;利用平行直線得出異面直線所成的角,然后利用正三角形可判斷C;利用空間向量法求角判斷D
連接AC、BD、EF,
根據(jù)題意可設(shè)其交于點(diǎn)O,則A、E、C、F四點(diǎn)共面,且O為AC、BD、EF,的中點(diǎn),
所以四邊形AECF、BEDF都是平行四邊形,所以,
又平面EAD,平面EAD,,所以FC//平面EAD,
平面EAD,平面EAD,所以平面EAD,
FB//平面EAD,F(xiàn)C//平面EAD,又FB、FC在平面ECB內(nèi)相交于點(diǎn)F,
所以平面EAD//平面FCB,故A對(duì);
分別取AD、BC中點(diǎn)M、N,連接MN,則MN的中點(diǎn)為O,
由,平面BCE,平面BCE,所以AD平面BCE,
又平面ADE,則平面ADE與平面BCE的交線l與AD平行,
因?yàn)槎际堑冗吶切?,所以?br>所以,則為平面ADE與平面BCE所成的平面角,
設(shè),則,,,
所以,故B錯(cuò)誤;
由EF與AC垂直相交,且長(zhǎng)度相等,則四邊形AECF是正方形,所以,
則直線與所成的角即為BF與CF所成角,
正中,,故異面直線與所成的角為,故C對(duì);
根據(jù)正八面體結(jié)構(gòu),如圖建立空間直角坐標(biāo)系,令,
則,
所以,
設(shè)平面FAD的一個(gè)法向量為,則,
所以,即,令,則,
所以平面FAD的一個(gè)法向量為,
因?yàn)辄c(diǎn)P為棱上的動(dòng)點(diǎn),
所以設(shè),
則,
設(shè)直線AP與平面FAD成的角為,
,
又,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)或0時(shí),,
故直線AP與平面FAD成的角的正弦值的范圍,故D對(duì);
故選:ACD.
三、填空題:本大題共3個(gè)小題,每小題5分,共15分.請(qǐng)把答案直接填在答題卡對(duì)應(yīng)題中橫線上.(注意: 在試題卷上作答無(wú)效)
12. 已知直線,,若,則實(shí)數(shù)_______
【答案】0或1
【解析】
【分析】根據(jù)兩直線垂直的充要條件求解.
,
,即,解得或1.
故答案為:0或1.
13. 過(guò)點(diǎn)的直線與曲線相交于兩點(diǎn),為坐標(biāo)原點(diǎn),則面積的最大值為_(kāi)________.
【答案】
【解析】
【分析】由圖可知,直線與曲線相交于兩點(diǎn),則直線的斜率,設(shè):,計(jì)算出,即可求出面積的最大值.
如圖所示:
若直線與曲線相交于兩點(diǎn),則直線的斜率,
設(shè):,則點(diǎn)O0,0到的距離,
又,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),即時(shí),所以當(dāng)時(shí),取得最大值,
故答案為:
14. 已知雙曲線的左,右焦點(diǎn)分別為,,過(guò)作一條漸近線的垂線,垂足為A,延長(zhǎng)與另一條漸近線交于點(diǎn),若(為坐標(biāo)原點(diǎn)),則該雙曲線的漸近線方程為_(kāi)_______.
【答案】
【解析】
【分析】利用已知條件求出點(diǎn)坐標(biāo),求出點(diǎn)到漸近線的距離,結(jié)合可以得到點(diǎn)到漸近線的距離為,進(jìn)而利用點(diǎn)到直線的距離公式求出與的關(guān)系,然后求解該雙曲線的漸近線方程即可.
由題意知,雙曲線的兩條漸近線方程分別為:與,
過(guò)點(diǎn)且與漸近線垂直的直線方程為,
聯(lián)立,可解得,
點(diǎn)到漸近線的距離,
因?yàn)?,所以點(diǎn)到漸近線的距離為,
所以,即,所以,
即雙曲線的漸近線方程為:.
故答案為:
四、解答題:本題共5小題,共77分.解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步棸.
15. 已知平面內(nèi)兩點(diǎn),.
(1)求過(guò)點(diǎn)且與直線垂直的直線的方程.
(2)若是以為頂點(diǎn)的等腰直角三角形,求直線的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)利用斜率公式求出直線的斜率,再根據(jù)直線的斜率與直線垂直的直線的斜率乘積為和點(diǎn)斜式求解即可;
(2)求出線段垂直平分線的方程為,故點(diǎn)在直線上,設(shè)點(diǎn)為,根據(jù)等腰直角三角形兩直角邊垂直,所在直線斜率存在,斜率之積為建立等式求解即可.
【小問(wèn)1】
由題意得,則直線的斜率為,
所以過(guò)點(diǎn)且與直線垂直的直線的方程為:,
即.
【小問(wèn)2】
的中點(diǎn)坐標(biāo)為,
由(1)可知線段垂線的斜率為,所以線段垂直平分線的方程為,
即.
因?yàn)槭且詾轫旤c(diǎn)的等腰直角三角形,
所以點(diǎn)在直線上,
故設(shè)點(diǎn)為,
由可得:,
解得或,
所以點(diǎn)坐標(biāo)為或,
則直線的方程為或.
16. 已知橢圓的焦點(diǎn)是,,且,離心率為.
(1)求橢圓C的方程;
(2)若橢圓C與直線交于M,N兩點(diǎn),且,求實(shí)數(shù)值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由題意求出,進(jìn)而得到,求出橢圓方程;
(2)聯(lián)立直線與橢圓方程,根據(jù)根的判別式得到,得到兩根之和,兩根之積,利用弦長(zhǎng)公式表達(dá)出弦長(zhǎng),得到方程,檢驗(yàn)后求出答案
【小問(wèn)1】
由題意得:,,解得,
故,
故橢圓C的方程為;
【小問(wèn)2】
聯(lián)立與得,,
,解得,
設(shè),則,

,
又,
所以,解得,滿足,
故實(shí)數(shù)的值為
17. 已知圓,點(diǎn)P是直線上的一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作圓M的切線PA,PB,切點(diǎn)為A,B.
(1)當(dāng)四邊形PAMB的面積為時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(2)若的外接圓為圓N,試問(wèn):當(dāng)P運(yùn)動(dòng)時(shí),圓N是否過(guò)定點(diǎn)?若存在,求出所有的定點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)或
(2)存在,,
【解析】
【分析】(1)設(shè),解方程,即得解;
(2)求出圓N方程:,解方程即得解.
【小問(wèn)1】
由題可知,圓M的半徑,設(shè),
因?yàn)镻A是圓M的一條切線,所以,
四邊形面積= ,于是,
所以,
解得或,
所以點(diǎn)P的坐標(biāo)為或.
【小問(wèn)2】
設(shè),因?yàn)椋?br>所以經(jīng)過(guò)A、P、M三點(diǎn)的圓N以MP為直徑,
其方程為,
即,
由,解得或,
所以圓過(guò)定點(diǎn),.
18. 如圖,在三棱柱中,底面是邊長(zhǎng)為2的等邊三角形,,D,E分別是線段AC,的中點(diǎn),在平面ABC內(nèi)的射影為D.
(1)求證:平面BDE;
(2)若點(diǎn)F為線段上的動(dòng)點(diǎn)(不包括端點(diǎn)),求銳二面角的余弦值的取值范圍.
【答案】(1)證明見(jiàn)解析
(2)
【解析】
【分析】(1)利用線面垂直的性質(zhì)定理和判定定理證明;
(2)利用空間向量的坐標(biāo)運(yùn)算求出二面角的余弦值求解.
【小問(wèn)1】
連接,
因?yàn)闉榈冗吶切?,D是線段AC的中點(diǎn),所以,
又因?yàn)槠矫妫矫?,所?
,平面,所以平面,
平面,所以,
由題設(shè)可知,四邊形為菱形,所以,
因?yàn)镈,E分別是線段AC,的中點(diǎn),所以,
所以,
又因?yàn)槠矫鍮DE,所以平面BDE.
【小問(wèn)2】
以為軸建立如圖所示空間直角坐標(biāo)系,
則,
設(shè),
則所以
平面的一個(gè)法向量,
設(shè)平面的一個(gè)法向量為,
所以,設(shè),則,
所以,
設(shè),
所以,
因?yàn)?,所以二次函?shù)在單調(diào)遞增,
所以,所以,
所以銳二面角的余弦值的取值范圍.
19. 已知橢圓的左右焦點(diǎn)分別為,,上頂點(diǎn)為,長(zhǎng)軸長(zhǎng)為,直線的傾斜角為.
(1)求橢圓的方程;
(2)若橢圓上的兩動(dòng)點(diǎn),均在軸上方,且,求證:的值為定值;
(3)在(2)的條件下求四邊形的的面積的取值范圍.
【答案】(1)
(2)證明見(jiàn)解析(3)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)橢圓長(zhǎng)軸以及直線的傾斜角即可得橢圓方程;
(2)找出點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),利用對(duì)稱(chēng)性聯(lián)立直線和橢圓方程整理表達(dá)式可得結(jié)果;
(3)將四邊形面積等價(jià)轉(zhuǎn)化為三角形面積,求得面積表達(dá)式利用基本不等式計(jì)算可得結(jié)果.
【小問(wèn)1】
由長(zhǎng)軸長(zhǎng)為,可得,.
因?yàn)辄c(diǎn)上頂點(diǎn),直線的傾斜角為,
所以中,,則,
又,則.
橢圓的方程為.
【小問(wèn)2】
設(shè),,,,
設(shè)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),如下圖所示:
由對(duì)稱(chēng)性可知三點(diǎn)共線,且.
設(shè)代入橢圓方程整理可得,
易知,
且,;
所以,
又,
所以.
【小問(wèn)3】
四邊形為梯形,由對(duì)稱(chēng)性可知四邊形的面積與的面積相等,
點(diǎn)到直線的距離為,
易知,
所以,
令,則
所以,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立;
四邊形的的面積的取值范圍是.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題關(guān)鍵在于根據(jù)平行關(guān)系充分利用對(duì)稱(chēng)性,將四邊形面積轉(zhuǎn)化為三角形面積,得出面積表達(dá)式再利用基本不等式求得面積取值范圍.

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四川省宜賓市宜賓市第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中數(shù)學(xué)試題(Word版附解析)

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