
1.答卷前,考生務(wù)必將自己的學(xué)校、考號(hào)、班級(jí)、姓名等填寫在答題卡上.
2.選擇題的作答:每小題選出答案后,用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目選項(xiàng)的答案信息點(diǎn)涂黑,如需改動(dòng),用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號(hào),答在試題卷、草稿紙上無效.
3.填空題和解答題的作答:用0.5毫米黑色簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi),答在試題卷、草稿紙上無效.
4.考生必須保持答題卡的整潔.考試結(jié)束后,將試題卷和答題卡一并交回.
第Ⅰ卷選擇題(共60分)
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. 空間任意四個(gè)點(diǎn)A,B,C,D,則等于()
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用空間向量加法的三角形法則和向量減法的定義即可求出答案.
【詳解】易知,.
故選:D.
2. 已知空間向量,則向量在坐標(biāo)平面Oxy上的投影向量是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)投影向量的定義即可得出正確的答案.
【詳解】根據(jù)空間中點(diǎn)坐標(biāo)確定方法知,
空間中點(diǎn)在坐標(biāo)平面上的投影坐標(biāo),
軸上坐標(biāo)不變,軸上坐標(biāo)變?yōu)?.
所以空間向量在坐標(biāo)平面上的投影向量是:
故選:C.
3. 若構(gòu)成空間的一個(gè)基底,則下列向量共面的是()
A. ,,
B. ,,
C. ,,
D. ,,
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)空間向量基本定理以及空間基底逐一判斷四個(gè)選項(xiàng)的正誤即可得正確選項(xiàng).
【詳解】解:對(duì)于A,設(shè),
所以,此方程組無解,所以,,不共面;
對(duì)于B,因?yàn)?,所以,,共面?br>對(duì)于C,設(shè),
所以,此方程組無解,所以,,不共面;
對(duì)于D,設(shè),
所以,此方程組無解,所以,,不共面;
故選:B
4. 一入射光線經(jīng)過點(diǎn),被直線l:反射,反射光線經(jīng)過點(diǎn),則反射光線所在直線方程為()
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】求得點(diǎn)關(guān)于直線l:的對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo),可得的方程,即反射光線所在直線方程.
【詳解】解:因?yàn)辄c(diǎn)關(guān)于l:的對(duì)稱點(diǎn)為,
所以反射光線的方程為.
故選:D.
5. 已知直線平行,則實(shí)數(shù)的值為
A. B. C. 或D.
【答案】A
【解析】
【分析】對(duì)x,y的系數(shù)分類討論,利用兩條直線平行的充要條件即可判斷出.
【詳解】當(dāng)m=﹣3時(shí),兩條直線分別化為:2y=7,x+y=4,此時(shí)兩條直線不平行;
當(dāng)m=﹣5時(shí),兩條直線分別化為:x﹣2y=10,x=4,此時(shí)兩條直線不平行;
當(dāng)m≠﹣3,﹣5時(shí),兩條直線分別化為:y=x+,y=+,
∵兩條直線平行,∴,≠,解得m=﹣7.
綜上可得:m=﹣7.
故選:A.
【點(diǎn)睛】本題考查了分類討論、兩條直線平行的充要條件,屬于基礎(chǔ)題.
6. 已知橢圓的一條弦所在的直線方程是弦的中點(diǎn)坐標(biāo)是則橢圓的離心率是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】設(shè)直線與橢圓交點(diǎn)為,分別代入橢圓方程,由點(diǎn)差法可知代入k=1,M(-4,1),解得,選C.
7. 已知是橢圓的右焦點(diǎn),為橢圓上一點(diǎn),為橢圓外一點(diǎn),則的最大值為()
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】設(shè)橢圓的左焦點(diǎn)為,由已知條件推導(dǎo)出,當(dāng)點(diǎn)在的延長線上時(shí),得的最大值.
【詳解】解:點(diǎn)為橢圓的右焦點(diǎn),
,
點(diǎn)為橢圓上任意一點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)為,點(diǎn)A在橢圓外,
設(shè)橢圓的左焦點(diǎn)為,
,
,
,當(dāng)點(diǎn)在的延長線上時(shí)取等號(hào),
,
則的最大值為.
故選:.
8. 已知空間中三個(gè)點(diǎn)組成一個(gè)三角形,分別在線段上取三點(diǎn),當(dāng)周長最小時(shí),直線與直線的交點(diǎn)坐標(biāo)為()
AB. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】當(dāng)為三角形的垂足三角形時(shí)候周長最小,此時(shí)與的交點(diǎn)即為三角形的垂心.
【詳解】如圖所示:
先固定D不動(dòng),分別作D關(guān)于和的對(duì)稱點(diǎn),連接,設(shè)分別與和交于點(diǎn),
利用幾何關(guān)系可知與的交點(diǎn)即為三角形的垂心,
從而,即,
不妨設(shè)垂心,坐標(biāo)原點(diǎn)為,
則,
所以有,即垂心的坐標(biāo)滿足,
又四點(diǎn)共面,
從而由四點(diǎn)共面的充要條件可知,
,
從而,結(jié)合,
解得.
故選:B.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:解決問題的關(guān)鍵是分析出當(dāng)周長最小時(shí),與的交點(diǎn)即為三角形的垂心,再求垂心時(shí),除了利用垂直轉(zhuǎn)換為數(shù)量積為0以外,還要注意四點(diǎn)共面的充要條件的應(yīng)用,否則只能算出比例.
二、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. 下列說法正確的有().
A. 直線過定點(diǎn)
B. 過點(diǎn)且斜率為的直線的點(diǎn)斜式方程為
C. 斜率為,在y軸上的截距為3的直線方程為
D. 經(jīng)過點(diǎn)且在x軸和y軸上截距相等的直線方程為
【答案】AB
【解析】
【分析】求出直線過的定點(diǎn)判斷A;寫出直線的點(diǎn)斜式方程判斷B;求出直線斜截式方程判斷C;求出直線方程判斷D作答.
【詳解】對(duì)于A,直線恒過定點(diǎn),A正確;
對(duì)于B,過點(diǎn)且斜率為的直線的點(diǎn)斜式方程為,B正確;
對(duì)于C,斜率為,在y軸上的截距為3的直線方程為,C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,經(jīng)過點(diǎn)且在x軸和y軸上截距相等的直線過原點(diǎn)時(shí),方程為,
當(dāng)該直線不過原點(diǎn)時(shí),方程為,D錯(cuò)誤.
故選:AB
10. 如圖,棱長為的正方體中,,分別為,的中點(diǎn),則()
A. 直線與底面所成的角為B. 平面與底面夾角的余弦值為
C. 直線與直線的距離為D. 直線與平面的距離為
【答案】BCD
【解析】
【分析】以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法分別求出線面角,面面角,平行線間距離及線面距離.
【詳解】
如圖所示,以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),為軸,為軸,為軸,
則,,,,,,
A選項(xiàng):,平面的法向量,
設(shè)直線與底面所成的角為,
則,
直線與底面所成的角不為,故A錯(cuò)誤;
B選項(xiàng):,,
設(shè)平面的法向量,則,令,則
設(shè)平面與底面夾角為,
則,
平面與底面夾角的余弦值為,故B正確;
C選項(xiàng),,
直線與直線的距離為:,故C正確;
D選項(xiàng),,平面,平面,
又,平面的法向量,
直線與平面的距離為:,故D正確;
故選:BCD.
11. 已知圓和圓的交點(diǎn)為,,則下列結(jié)論中正確的是()
A. 公共弦所在的直線方程為
B. 線段的中垂線方程為
C. 公共弦的長為
D. 若為圓上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則三角形周長的最大值為
【答案】AB
【解析】
【分析】先找到圓和圓的圓心和半徑,判斷兩圓的位置關(guān)系,確定兩圓是否相交.
再對(duì)兩圓作差得到公共弦的直線方程,即可判斷A;線段的中垂線方程為兩圓心的連線方程,可判斷B;圓心到直線的距離,再代入弦長公式即可得到C選項(xiàng);假設(shè)的坐標(biāo),計(jì)算,的長度相加,然后根據(jù)式子的特點(diǎn)判斷最大值即可判斷D選項(xiàng).
【詳解】圓的圓心,和圓的圓心,.則圓心距為,,所以兩圓相交.
兩圓方程相減可得公共弦所在直線的方程為,故A正確;
線段的中垂線即為直線,由,得直線的方程為,故B正確;
圓心到直線的距離為,則弦長,故C錯(cuò)誤;
由于的長度和對(duì)角的角度固定屬于定邊定角問題:
當(dāng)時(shí),三角形的周長最大,
此時(shí),
則周長的最大值為:,即,故D錯(cuò)誤.
故選:AB.
12. 給定兩個(gè)不共線的空間向量與,定義叉乘運(yùn)算:.規(guī)定:①為同時(shí)與,垂直的向量;②,,三個(gè)向量構(gòu)成右手系(如圖1);③.如圖2,在長方體中,
則下列結(jié)論正確的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】根據(jù)新定義空間向量的叉乘運(yùn)算依次判斷選項(xiàng)即可.
【詳解】在長方體中,AB=AD=2,,
A:同時(shí)與垂直,,
又因?yàn)椋?,且,?gòu)成右手系,
故成立,故A正確;
B:根據(jù)三個(gè)向量構(gòu)成右手系,可知,,
則,故B錯(cuò)誤;
C:,且與同向共線,
,且與同向共線,
又,且與同向共線,即與同向共線,所以,且與同向共線,
所以,故C正確;
D:長方體的體積,
,所以,故D正確.
故選:ACD
第Ⅱ卷非選擇題(共90分)
三、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分)
13. 若直線l的一個(gè)方向向量是,則直線l的傾斜角是________.
【答案】
【解析】
【分析】根據(jù)直線的方向向量可得直線的斜率,然后可求直線的傾斜角.
【詳解】因?yàn)橹本€l的方向向量為,所以直線的斜率為,即直線的傾斜角的大小是.
故答案為:.
14. 已知圓與圓恰有兩條公切線,則實(shí)數(shù)m取值范圍______.
【答案】
【解析】
【分析】根據(jù)兩圓相交,列出不等關(guān)系,即可求得結(jié)果.
【詳解】由,即,
可知圓的圓心為,半徑為5;
因?yàn)閳A與圓恰有兩條公切線,所以圓與圓相交,
則,∵,
解得:,即的取值范圍是.
故答案為:.
15. 已知,是橢圓C:的兩個(gè)焦點(diǎn),P為C上一點(diǎn),且,,則C的離心率為______.
【答案】##
【解析】
【分析】利用橢圓的定義結(jié)合已知條件可得,,再在中利用余弦定理列方程可求出橢圓的離心率.
【詳解】解:因?yàn)椋蓹E圓的定義可得,可得,,
在中,由余弦定理可得:,而,
即,可得,
可得離心率,
故答案為:
16. 我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚說過:“數(shù)缺形時(shí)少直觀,形少數(shù)時(shí)難入微.”事實(shí)上,很多代數(shù)問題可以轉(zhuǎn)化為幾何問題加以解決.如:若實(shí)數(shù)滿足,則的最小值為______,的最大值為______.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】利用直線和圓的位置關(guān)系可得的最小值,把轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到直線的距離與它到距離比值的2倍,結(jié)合圖形可得答案.
【詳解】由得,令,
則直線與圓有公共點(diǎn),
所以圓心到直線的距離為,解得,
所以的最小值為.
可以看作點(diǎn)到直線的距離與它到距離比值的2倍,
設(shè)過點(diǎn)的直線與圓相切于點(diǎn),此時(shí)取到最大值.
設(shè)直線方程為,
由,得,
,解得,結(jié)合圖形可知,
把代入聯(lián)立后的方程可得切點(diǎn),
代入可得的最大值為.
故答案為:;.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題求解的關(guān)鍵是把目標(biāo)式轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到直線的距離與它到距離比值的2倍,數(shù)形結(jié)合可得答案.
四、解答題(本大題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟.)
17. 求分別滿足下列條件的直線的一般式方程.
(1)斜率是,且與兩坐標(biāo)軸圍成的三角形的面積是6;
(2)經(jīng)過點(diǎn),且在兩坐標(biāo)軸上的截距的絕對(duì)值相等.
【答案】(1)
(2)或或
【解析】
【分析】(1)設(shè)出直線方程,得到與兩坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)面積列出方程,求出答案;
(2)分截距為0和截距不為0兩種情況,設(shè)出直線方程,待定系數(shù)法求出直線方程.
【小問1詳解】
設(shè)直線的方程為.
令,得.令,得,
,解得.
直線的方程為,化為一般式為.
【小問2詳解】
設(shè)直線在軸、軸上的截距分別為.
當(dāng)時(shí),直線的方程為.
直線過點(diǎn),
,
又,
故,解得或
直線的方程為或;
當(dāng)時(shí),設(shè)直線方程為,
直線過原點(diǎn)且過點(diǎn),故,解得,
直線的方程為.
綜上所述,直線的方程為或或.
18. 已知以點(diǎn)為圓心的圓與______,過點(diǎn)的動(dòng)直線l與圓A相交于M,N兩點(diǎn).從①直線相切;②圓關(guān)于直線對(duì)稱;③圓的公切線長這3個(gè)條件中任選一個(gè),補(bǔ)充在上面問題的橫線上并回答下列問題.
(1)求圓A的方程;
(2)當(dāng)時(shí),求直線l的方程.
【答案】(1);
(2),或.
【解析】
【分析】(1)選①:根據(jù)圓的切線性質(zhì)進(jìn)行求解即可;
選②:根據(jù)圓與圓的對(duì)稱性進(jìn)行求解即可;
選③:根據(jù)兩圓公切線的性質(zhì)進(jìn)行求解即可.
(2)利用圓的垂徑定理,結(jié)合點(diǎn)到直線距離公式進(jìn)行求解即可.
【小問1詳解】
選①:因?yàn)閳AA與直線相切,
所以圓A的半徑為,
因此圓A的方程為;
選②:因?yàn)閳AA與圓關(guān)于直線對(duì)稱,
所以兩個(gè)圓的半徑相等,因此圓A的半徑為,
所以圓A的方程為;
選③:設(shè)圓的圓心為,兩圓的一條公切線為
兩圓的圓心與兩圓的一條公切線示意圖如下:
設(shè)圓A的半徑,
因此有:,
所以圓A的方程為;
【小問2詳解】
三種選擇圓A的方程都是,
當(dāng)過點(diǎn)動(dòng)直線l不存在斜率時(shí),直線方程為,
把代入中,得,
顯然,符合題意,
當(dāng)過點(diǎn)的動(dòng)直線l存在斜率時(shí),設(shè)為,直線方程為,圓心到該直線的距離為:,
因?yàn)?,所以有?br>即方程為:
綜上所述:直線l的方程為,或.
19. 如圖,四棱錐的底面是矩形,⊥平面,,.
(1)求證:⊥平面;
(2)求二面角余弦值的大??;
(3)求點(diǎn)到平面的距離.
【答案】(1)證明見解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)如圖建立空間直角坐標(biāo)系,求出點(diǎn)的坐標(biāo),即可得到,,從而得證;
(2)(3)利用空間向量法計(jì)算可得.
【小問1詳解】
證明:建立如圖所示的直角坐標(biāo)系,
則、、.
在中,,,
∴.
∴、,
∴,,,
∵,,
即,,
又,平面,
∴⊥平面;
【小問2詳解】
由(1)得,.
設(shè)平面的法向量為,
則,即,故平面的法向量可取為,
∵平面,
∴為平面的一個(gè)法向量.
設(shè)二面角的大小為,由圖易得為銳角,
依題意可得,即二面角余弦值為.
【小問3詳解】
由(1)得,,
設(shè)平面的法向量為,則,
∴,故可取為.
∵,
∴到平面的距離為.
20. 已知三棱錐(如圖①)的平面展開圖(如圖②)中,四邊形ABCD為邊長為的正方形,和均為正三角形.
(1)證明:平面⊥平面;
(2)棱PA上是否存在一點(diǎn)M,使平面PBC與平面BCM所成角的余弦值為,若存在,求出的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)證明見解析
(2)存在,
【解析】
【分析】(1)設(shè)AC的中點(diǎn)為O,連接BO,PO,則PO⊥AC,在△POB中利用勾股定理逆定理可得PO⊥OB,然后由線面垂直的判定定理可證得PO⊥平面ABC,再利用面面垂直的判定定理可得結(jié)論,
(2)由題意可得兩兩垂直,所以以為原點(diǎn),所在的直線分別為建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè),表示出點(diǎn),再由平面PBC與平面BCM所成角的余弦值為可求出的值.
【小問1詳解】
設(shè)AC的中點(diǎn)為O,連接BO,PO.
由題意得,,PO=AO=BO=CO=2.
∵在△PAC中,PA=PC,O為AC的中點(diǎn),
∴PO⊥AC,
∵在△POB中,PO=2,OB=2,,PO2+OB2=PB2,
∴PO⊥OB
∵AC∩OB=O,AC,OB?平面ABC,
∴PO⊥平面ABC,
∵PO?平面PAC,∴平面PAC⊥平面ABC
【小問2詳解】
由PO⊥平面ABC,平面ABC,OB⊥AC,
∴PO⊥OB,PO⊥OC,
∴以為原點(diǎn),所在的直線分別為建立空間直角坐標(biāo)系,如圖所示,
則O(0,0,0),C(2,0,0),B(0,2,0),A(2,0,0),P(0,0,2),
設(shè),則,
∴,
,
設(shè)平面BCM的法向量為,則
,令,則,
設(shè)PBC的法向量為,
因?yàn)椋?br>所以,令,則
設(shè)平面PBC與平面BCM所成角為,由圖可知為銳角,
則,
化簡得,
解得或(舍去)
∴存在點(diǎn)M使平面PBC與平面BCM所成角的余弦值為,且.
21. 平面直角坐標(biāo)系內(nèi)有兩點(diǎn),存在點(diǎn)使得恒為.
(1)求點(diǎn)軌跡方程;
(2)若點(diǎn)在第三象限,連接交軸于點(diǎn),連交軸于點(diǎn),四邊形面積是否為定值,若是請(qǐng)求出定值,若不是請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)(或)
(2)是定值16
【解析】
【分析】(1)根據(jù)題中條件可直接得到點(diǎn)的軌跡,根據(jù)軌跡類型即可寫出方程;(2)設(shè),可求得直線的方程,繼而求得點(diǎn)的坐標(biāo),則可求得,再利用計(jì)算即可.
【小問1詳解】
且,
定弦定角軌跡為圓,故點(diǎn)在以原點(diǎn)為圓心,4為半徑的圓上,但點(diǎn)應(yīng)在優(yōu)弧上,
則點(diǎn)的軌跡方程為(或)
【小問2詳解】
為定值,證明如下:
設(shè)(或)則
且則
22. 生活中,橢圓有很多光學(xué)性質(zhì),如從橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)出發(fā)的光線射到橢圓鏡面后反射,反射光線經(jīng)過另一個(gè)焦點(diǎn).現(xiàn)橢圓C的焦點(diǎn)在y軸上,中心在坐標(biāo)原點(diǎn),從下焦點(diǎn)射出的光線經(jīng)過橢圓鏡面反射到上焦點(diǎn),這束光線的總長度為4,且反射點(diǎn)與焦點(diǎn)構(gòu)成的三角形面積最大值為,已知橢圓的離心率e.
(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)若從橢圓C中心O出發(fā)的兩束光線OM、ON,分別穿過橢圓上的A、B點(diǎn)后射到直線上的M、N兩點(diǎn),若AB連線過橢圓的上焦點(diǎn),試問,直線BM與直線AN能交于一定點(diǎn)嗎?若能,求出此定點(diǎn):若不能,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)
(2)能,定點(diǎn)為(0,)
【解析】
【分析】(1)由條件列方程求可得橢圓方程;
(2)聯(lián)立方程組,利用設(shè)而不求法結(jié)論完成證明.
【小問1詳解】
由已知可設(shè)橢圓方程為,
則,,
又
所以,
故橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為
【小問2詳解】
設(shè)AB方程為,由,得,
設(shè),則..
由對(duì)稱性知,若定點(diǎn)存在,則直線BM與直線AN交于y軸上的定點(diǎn),
由得,則直線BM方程為,
令,則
又,
則,
所以,直線BM過定點(diǎn)(0,),同理直線AN也過定點(diǎn).
則點(diǎn)(0,)即為所求點(diǎn).
【點(diǎn)睛】解決直線與橢圓的綜合問題時(shí),要注意:
(1)注意觀察應(yīng)用題設(shè)中的每一個(gè)條件,明確確定直線、橢圓的條件;
這是一份湖北省武漢市新洲區(qū)部分學(xué)校2023_2024學(xué)年高二數(shù)學(xué)上學(xué)期期中聯(lián)考試題含解析,共22頁。試卷主要包含了選擇題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份湖北省武漢市2023_2024學(xué)年高二數(shù)學(xué)上學(xué)期期中聯(lián)考試題含解析,共24頁。試卷主要包含了選擇題的作答,非選擇題的作答, 某校高二年級(jí)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份湖北省2023_2024學(xué)年高一數(shù)學(xué)上學(xué)期期中聯(lián)考試題含解析,共14頁。試卷主要包含了 已知集合,則, 不等式的解集為, 命題p, 下列命題為真命題的是, 設(shè),則“”是“”的, 已知,則函數(shù)的解析式為, 已知, 下列說法正確的是等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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