
一、選擇題(共8題,共40.0分)
1.已知向量,且,則實(shí)數(shù)m的值等于( )
A. B. -2
C. 0 D. 或-2
2.直線l:x+y-3=0的傾斜角為( )
A. 30° B. 60° C. 120° D. 90°
3.已知=(2,-1,3),=(-1,4,-2),=(3,2,λ),若、、三向量共面,則實(shí)數(shù)λ等于( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
4.已知P(1,2)點(diǎn)為圓(x+1)2+y2=9的弦AB的中點(diǎn),則直線AB的方程為( )
A. x-y-3=0 B. x+y+3=0 C. x+y-3=0 D. x-y+3=0
5.圓A:x2+y2+4x+2y+1=0與圓B:x2+y2-2x-6y+1=0的位置關(guān)系是( )
A. 相交 B. 相離 C. 相切 D. 內(nèi)含
6.兩個(gè)圓C1:x2+y2-2x+4y=0與C2:x2+y2-2mx+4my+5m2-20=0的公切線恰好有2條,則m的取值范圍是( )
A. (-2,0)
B. (-2,0)∪(2,4)
C. (2,4)
D. (-∞,0)∪(4,+∞)
7.設(shè)a<0,兩直線x-a2y+1=0與(a2+1)x+by+3=0垂直,則ab的最大值為( )
A. -2 B. -1 C. 1 D. 2
8.將一張畫有直角坐標(biāo)系的圖紙折疊一次,使得點(diǎn)A(0,2)與點(diǎn)B(4,0)重合.若此時(shí)點(diǎn)C(7,3)與點(diǎn)D(m,n)重合,則m+n的值為( )
A. B.
C. D.
二、多選題(共3題,共18.0分)
9.已知A(-2,-4),B(1,5)兩點(diǎn)到直線l:ax+y+1=0的距離相等,則實(shí)數(shù)a的值為( )
A. -3 B. 3 C. -1 D. 1
10.已知圓,圓,圓,圓,直線l:x=2,則( )
A. 與圓C1,C4都外切的圓的圓心軌跡是雙曲線的一支
B. 與圓C2外切、C3內(nèi)切的圓的圓心軌跡是橢圓
C. 過(guò)點(diǎn)C1且與直線l相切的圓的圓心軌跡是拋物線
D. 與圓C1,C2都外切的圓的圓心軌跡是一條直線
11.直線l:x+y=t和圓O:x2+y2=20交于點(diǎn)A和B,且△AOB的面積為整數(shù),則所有滿足要求的正整數(shù)t的值為( )
A. 2 B. 4 C. 5 D. 6
三、填空題(共3題,共15.0分)
12.傾斜角為150°,在y軸上截距為-2的直線方程為_____.
13.在平行六面體ABCD-A'B'C'D'中,∠BAD=∠A'AB=∠A'AD=60°,AB=3,AD=4,AA'=5,則AC'=_____.
14.直線的斜率為k,若-1<k<,則直線的傾斜角的范圍是_____.
四、解答題(共5題,共77.0分)
15.(13分)已知兩圓C1:x2+y2+D1x+E1y+F1=0與C2:x2+y2+D2x+E2y+F2=0相交于A、B兩點(diǎn),求它們的公共弦AB所在的直線方程.
16.(15分)在四棱錐P-ABCD中,底面四邊形ABCD是一個(gè)菱形,且∠ABC=,AB=2,PA⊥平面ABCD.
(1)若Q是線段PC上的任意一點(diǎn),證明:平面PAC⊥平面QBD.
(2)當(dāng)平面PBC與平面PDC所成的銳二面角的余弦值為時(shí),求PA的長(zhǎng).
17.(15分)已知=(1,-1,)
(Ⅰ)求與方向相同的單位向量;
(Ⅱ)若與單位向量=(0,m,n)垂直,求m,n.
18.(17分)如圖,在長(zhǎng)方體ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是邊長(zhǎng)為1的正方形,AA1=2,E,F(xiàn)分別為CC1,AA1的中點(diǎn).
(Ⅰ)求證:D1F∥平面BDE;
(Ⅱ)求直線D1E與平面BDE所成角的正弦值;
(Ⅲ)求直線D1F與平面BDE之間的距離.
19.(17分)如圖,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面是等腰直角三角形,∠ACB=90°且AC=a,側(cè)棱AA1=2,D,E分別是CC1,A1B1的中點(diǎn).
(1)求直三棱柱ABC-A1B1C1的體積(用字母a表示);
(2)若點(diǎn)E在平面ABD上的射影是三角形ABD的重心G,
①求直線EB與平面ABD所成角的余弦值;
②求點(diǎn)A1到平面ABD的距離.
試卷答案
1.【答案】B
【解析】根據(jù)平行得坐標(biāo)的比相同,即可解得實(shí)數(shù)m的值.
解:向量,且,
則,解得m=-2.
故選:B.
2.【答案】C
3.【答案】C
【解析】由于與不共線,且、、三向量共面,利用平面向量基本定理可知:存在實(shí)數(shù)λ1,λ2使得.解出即可.
解:∵與不共線,
∴可取作此平面的一個(gè)基向量.
∵、、三向量共面,∴存在實(shí)數(shù)λ1,λ2使得.
∴,
解得
故選:C.
4.【答案】C
5.【答案】C
【解析】把兩圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程,分別找出圓心坐標(biāo)和半徑,利用兩點(diǎn)間的距離公式,求出兩圓心的距離d,然后求出R-r和R+r的值,判斷d與R-r及R+r的大小關(guān)系即可得到兩圓的位置關(guān)系.
解:把圓x2+y2+4x+2y+1=0和x2+y2-2x-6y+1=0分別化為標(biāo)準(zhǔn)方程得:
(x+2)2+(y+1)2=4,(x-1)2+(y-3)2=9,
故圓心坐標(biāo)分別為(-2,-1)和(1,3),半徑分別為R=2和r=3,
∵圓心之間的距離d==5,R+r=5,
則兩圓的位置關(guān)系是相外切.
故選:C.
6.【答案】B
【解析】利用兩圓的方程求出兩圓的圓心和半徑,將問題轉(zhuǎn)化為兩圓相交,利用圓與圓的位置關(guān)系求解即可.
解:因?yàn)閮蓤A的公切線恰有2條,
所以兩圓相交,
圓C1的圓心C1(1,-2),半徑為r=,
圓C2的圓心C2(m,-2m),半徑為R=2,
圓心距為C1C2=,
所以,
解得-2<m<0或2<m<4.
故選:B.
7.【答案】A
8.【答案】A
9.【答案】AB
10.【答案】ABC
【解析】根據(jù)題意,由雙曲線的定義分析A,由橢圓的定義分析B,由拋物線的定義分析C,由垂直平分線的定義分析D,綜合可得答案.
解:根據(jù)題意,設(shè)要求動(dòng)圓的圓心為M,其半徑為r,
圓,圓心為(-2,0),半徑為1,
圓,圓心為(-1,0),半徑為1,
圓,圓心為(1,0),半徑為4,
圓,圓心為(2,0),半徑為2,
依次分析選項(xiàng):
對(duì)于A,要求動(dòng)圓與圓C1,C4都外切,則|MC4|=r+2,|MC1|=r+1,則有|MC4|-|MC1|=1,故要求動(dòng)圓的圓心軌跡是雙曲線的一支,A正確;
對(duì)于B,要求動(dòng)圓與圓C2外切、C3內(nèi)切,則|MC2|=r+1,|MC3|=2-r,則有|MC2|+|MC3|=3,故要求動(dòng)圓的圓心軌跡為橢圓,B正確;
對(duì)于C,要求動(dòng)圓過(guò)點(diǎn)C1且與直線l相切,則M到點(diǎn)C1的距離與點(diǎn)M到直線l的距離相等,故要求動(dòng)圓的圓心軌跡為拋物線,C正確;
對(duì)于D,圓C1,C2都外切的圓的圓心,其軌跡是與C1C2垂直的兩條射線,D錯(cuò)誤.
故選:ABC.
11.【答案】AD
12.【答案】
【解析】由直線的傾斜角求出斜率,然后直接由直線方程的斜截式得答案.
解:∵tan150°=,
∴所求直線的斜率為,
又直線在y軸上的截距為-2,
由直線方程的斜截式得:,
化為一般式得:.
故答案為:.
13.【答案】
【解析】利用空間向量加法法則,得=,由此能求出AC'的值.
解:在平行六面體ABCD-A'B'C'D'中,
∠BAD=∠A'AB=∠A'AD=60°,AB=3,AD=4,AA'=5,
∵=,
∴=()2
=+2++2
=9+16+25+3×4+3×5+4×5
=97,
∴AC'=.
故答案為:.
14.【答案】[0,)∪(,π)
【解析】通過(guò)直線的斜率的范圍,得到傾斜角的正切值的范圍,然后求出α的范圍.
解:直線l的斜率為k,傾斜角為α,若-1<k<,
所以-1<tanα<,
所以α∈[0,)∪(,π).
故答案為:[0,)∪(,π).
15.【解析】?jī)蓤A的方程作差即可得答案.
解:兩圓的方程作差可得
(D1-D2)x+(E1-E2)y+(F1-F2)=0,
∴公共弦AB所在的直線方程為:(D1-D2)x+(E1-E2)y+(F1-F2)=0,
16.【解析】(1)先證明BD⊥平面PAC,再由面面垂直的判定定理即可得證;
(2)建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè)P(0,-1,a)(a>0),求出平面PBC與平面PDC的法向量,利用向量夾角公式建立關(guān)于a的方程,解出即可.
解:(1)證明:∵四邊形ABCD是一個(gè)菱形,
∴AC⊥BD,
又PA⊥平面ABCD,
∴PA⊥BD,
又AC∩PA=A,則BD⊥平面PAC,
∵BD在平面QBD內(nèi),
∴平面PAC⊥平面QBD;
(2)設(shè)AC,BD交于點(diǎn)O,分別以O(shè)B,OC所在直線為x軸,y軸,以平行于AP的直線為z軸建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則,設(shè)P(0,-1,a)(a>0),則,
設(shè)平面PBC的一個(gè)法向量為,則,可取,
同理可求平面PDC的一個(gè)法向量為,
∴,解得a2=2,
∴.
17.【解析】(I)利用即可得出.
(II)由于,,可得=-m+n=0,=1.解出即可.
解:(I)==.
(II)∵,,
∴=-m+n=0,=1.
聯(lián)立解得或.
18.【解析】(Ⅰ)推導(dǎo)出D1F∥BE,由此能證明D1F∥平面BDE;
(Ⅱ)以D為原點(diǎn),DA為x軸,DC為y軸,DD1為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法能求出直線D1E與平面BDE所成角的正弦值.
(Ⅲ)由D1F∥平面BDE,=(0,0,2),平面DBE的法向量=(1,-1,1),利用向量法能求出直線D1F與平面BDE之間的距離.
解:(Ⅰ)求證∵在長(zhǎng)方體ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是邊長(zhǎng)為1的正方形,
AA1=2,E,F(xiàn)分別為CC1,AA1的中點(diǎn).
∴D1F∥BE,
∵D1F?平面BDE,BE?平面BDE,
∴D1F∥平面BDE;
(Ⅱ)以D為原點(diǎn),DA為x軸,DC為y軸,DD1為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系,
則D1(0,0,2),F(xiàn)(1,0,1),B(1,1,0),D(0,0,0),E(0,1,1),
=(0,1,-1),=(1,1,0),=(0,1,1),
設(shè)平面DBE的法向量=(x,y,z),
則,取x=1,得=(1,-1,1),
設(shè)直線D1E與平面BDE所成角為θ,
則sinθ===.
∴直線D1E與平面BDE所成角的正弦值為.
(Ⅲ)∵D1F∥平面BDE,=(0,0,2),平面DBE的法向量=(1,-1,1),
∴直線D1F與平面BDE之間的距離為:
d===.
19.【解析】(1)直接利用棱柱的體積公式求解即可;
(2)①以C為原點(diǎn),CA為x軸,CB為y軸,CC1為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系,求出平面ABD的法向量,利用G為E在△ABD上的投影,得到以,利用共線定理可求出a的值,再利用線面角的計(jì)算公式求出正弦值,結(jié)合同角三角函數(shù)關(guān)系即可求出答案;
②利用①中求出a的值,從而得到的坐標(biāo),利用線面距離的計(jì)算公式求解即可.
解:(1)∵在直三棱柱ABC-A1B1C1中,底面是等腰直角三角形,∠ACB=90°且AC=a,側(cè)棱AA1=2,
∴直三棱柱ABC-A1B1C1的體積為=S△ABC?AA1==a2.
(2)如圖,以C為原點(diǎn),CA為x軸,CB為y軸,CC1為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系,
則C(0,0,0),A(a,0,0),B(0,a,0),D(0,0,1),A1(a,0,2),E(a,a,2),G(,,),
所以,
設(shè)平面ABD的法向量為,
則,即,
令x=1,則y=1,z=a,
所以,
①G為E在△ABD上的投影,則EG⊥平面ABD,所以,
又,
所以,解得,
所以,
故,
則直線EB與平面ABD所成角的余弦值為;
②由①可知,,所以,又,
所以點(diǎn)A1到平面ABD的距離.
這是一份2024~2025學(xué)年安徽省臨泉縣田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二(上)期中數(shù)學(xué)試卷(含答案),共6頁(yè)。
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這是一份2024-2025學(xué)年安徽省臨泉縣田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三(上)聯(lián)考數(shù)學(xué)試卷(9月份)(含答案),共9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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