精品解析:河南省百师联盟2024-2025学年高二上学期10月联考数学试题

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2024-11-01
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2024-2025学年度高二10月联考 数学试题 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上. 2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效. 3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回. 考试时间为120分钟,满分150分 一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1. 设直线的倾斜角为,则的值为( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】根据直线方程可得,结合同角三角关系运算求解即可. 【详解】直线的斜率为,即, 可得,且, 又有,可得, 又因为,所以. 故选:D. 2. 已知直线的方向向量为,直线的方向向量为,若,则( ) A. B. 1 C. 或1 D. 0或2 【答案】C 【解析】 【分析】根据直线平行可得,结合向量平行的坐标表示运算求解即可. 【详解】因为,, 若,可知, 则,解得或. 故选:C. 3. 在四面体中,,若,则( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】根据空间向量的线性运算即可得解. 【详解】如图, 因为,所以,又, 所以, 又, 所以且,解得:. 故选:A 4. 若是空间的一个基底,那么对任意一个空间向量,存在唯一的有序实数组,使得,我们把有序实数组叫做基底下向量的斜坐标.设向量在基底下的斜坐标为,则向量在基底下的斜坐标为( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】由题意利用待定系数法列出关于的方程组即可求解. 【详解】设, 又, ,解得, 即. 所以向量在基底下的斜坐标为. 故选:D. 5. 平行六面体的底面是矩形,其中,且为的交点,则线段的长为( ) A. B. 4 C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】根据空间向量的线性运算可得,进而结合数量积运算求模长. 【详解】由题意可知:, 则 ,所以,即线段的长为. 故选:C. 6. 已知从点发出的一束光线,经过直线反射,反射光线恰好过点,则反射光线所在的直线方程为( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】利用反射原理,先求出点关于直线的对称点的坐标,再求直线的方程即可. 【详解】 如图,设点关于直线的对称点为, 则有,解得,即, 依题意,反射光线即直线,因,则直线的斜率为, 于是反射光线所在的直线方程为,即. 故选:C. 7. 圆与圆的公切线的条数为( ) A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 【答案】D 【解析】 【分析】先由两圆位置关系的判断方法得到两圆外切,再得到公切线条数即可. 【详解】由题意,圆的圆心,半径, 圆化为标准方程为:, 故圆心,半径, 则圆心距, 所以两圆外切,公切线条数为3条. 故选:D. 8. 已知圆,直线,则( ) A. 直线恒过定点 B. 直线与圆有两个交点 C. 当时,圆上恰有两个点到直线的距离等于1 D. 过直线的平行线上一动点作圆的一条切线,切点为,则 【答案】B 【解析】 【分析】通过将直线方程变形找到定点,再根据圆心到直线的距离与圆半径的关系判断直线与圆的位置关系,结合切线性质,和勾股定理分析判断即可. 【详解】对于A选项,将直线的方程变形为. 令,解方程组,由代入得, 即,解得.所以直线恒过定点,A选项错误. 对于B选项,圆:,圆心,半径. 定点到圆心的距离. 因为定点在圆内部,所以直线与圆有两个交点,B选项正确. 对于C选项,当时,直线的方程为,即. 圆心到直线的距离. . 所以圆上有四个点到直线的距离等于,C选项错误. 对于D选项,对于直线,圆心到直线的距离 .. 当时,,,此式无意义, 因为,最小为圆心到直线恒过定点的距离. ,此式无意义,因为, 实际上,是圆心到直线的最短距离, 这里是圆心到直线恒过定点的距离,,此式无意义, 因为,D选项错误. 故选:B 二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分. 9. 已知空间向量,且,则下列说法正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】ABD 【解析】 【分析】根据条件,利用空间向量的坐标运算,求得,再利用模长的计算公式,可判断选项A的正误;利用空间向量平行的坐标表示,可求得,可判断选项B的正误;利用空间向量数量积的坐标运算,可求得,即可判断选项C的正误;利用空间向量夹角的坐标表示,即可求得,从而判断出选项D正确. 【详解】对于选项A,设,因为,则, 所以,解得,所以, 则,所以选项A正确, 对于选项B,,,所以,得到,所以选项B正确, 对于选项C,因为,,所以,又, 则,所以选项C错误, 对于选项D,因为,,则,所以选项D正确, 故选:ABD. 10. 下列说法中错误的是( ) A. 任何一条直线都有倾斜角,不是所有的直线都有斜率 B. 若一条直线的斜率为1,则该直线的倾斜角为 C. 直线的斜率越大,倾斜角越大 D. 设,若直线与线段有交点,则的取值范围是 【答案】BCD 【解析】 【分析】对于A:根据倾斜角和斜率的定义分析判断即可;对于B:根据倾斜角的取值范围即可;对于B:举反例说明即可;对于D:根据直线过定点,由定点与线段上的点所成直线的斜率范围判断. 【详解】对于选项A:由倾斜角的定义可知:任何一条直线都有倾斜角, 但不是所有的直线都有斜率,例如倾斜角时,就没有斜率,故A正确; 对于选项B:因为直线倾斜角,不可能为,故B错误; 对于选项C:例如倾斜角,则对应的斜率为, 即,但,故C错误; 对于选项D:因为直线过定点,斜率为, 则, 由图形可知:或,解得或, 所以的取值范围是,故D错误. 故选:BCD. 11. 如图,在正三棱柱中,分别为的中点,,则下列说法正确的是( ) A. 若异面直线和所成的角的余弦值为,则 B. 若,则点到平面的距离为 C. 存在,使得 D. 若三棱柱存在内切球,则 【答案】AB 【解析】 【分析】根据题设条件建系,写出相关点的坐标,求出相关向量的坐标,利用向量夹角的坐标公式求解判断A项,利用点到平面的距离公式计算判断B项,利用向量数量积的结果排除C项,根据内切球的特征求出其半径即可排除D项. 【详解】 如图,过点作的平行线,交于点,则平面, 又,故可分别以所在直线为轴建立空间直角坐标系. 则.设, 对于A,依题意,, 则,由,即,故A正确; 对于B,依题意,, 设平面的法向量为, 则故可取, 又故点C到平面的距离为,故B正确; 对于C,设,则,, 由可得,与不垂直,即C错误; 对于D,若三棱柱存在内切球,不妨设其半径为,则, 且内切球在底面上的射影是底面三角形的内切圆,故由,解得, 则,故D错误. 故选:AB. 三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分. 12. 在空间直角坐标系中,点,点,点,则在方向上的投影向量的坐标为__________. 【答案】 【解析】 【分析】先求出和的坐标,再由在方向上的投影向量概念,写出计算公式,代入向量坐标计算即得. 【详解】依题意,, 因在方向上的投影向量为, 则由, 可知在方向上的投影向量的坐标为:. 故答案为:. 13. 已知实数满足,且,则的最小值为__________. 【答案】 【解析】 【分析】为线段上的点与点的连线的斜率,画出相应图形,易得即为的最小值,计算即可得. 【详解】为线段(如图中的)上的点与点的连线的斜率, 如图,当点在点时,取最小,此时, 则,即的最小值为. 故答案为:. 14. 已知圆和圆交于两点,点在圆上运动,点在圆上运动,则下列说法正确的是__________. ①点和点关于直线对称; ②圆和圆的公共弦长为; ③的取值范围为; ④若为直线上的动点,则的最小值为. 【答案】②④ 【解析】 【分析】求出圆心和半径,再结合点线对称知识可判断①,先求出公共弦,再利用弦长公式即可判断②,由题意可知,当点和重合时,的值最小,当,,,四点共线时,的值最大,进而可判断③,求出关于直线对称点的坐标,再结合两点间距离公式可判断④. 【详解】对于命题①,圆和圆, 圆心和半径分别是,则两圆心中点为, 若点和点关于直线对称,则中点在直线上, 但,故①错误; 对于命题②,因为圆和圆, 则两圆的共公弦为,所以到的距离为, 所以圆和圆的公共弦长为,故命题②正确, 对于命题③,圆心距为,当点和重合时,的值最小, 当四点共线时,的值最大为, 故的取值范围为,所以③错误; 对于D,如图,设关于直线对称点为, 则,解得,即关于直线对称点为, 连接交直线于点,此时最小, , 即的最小值为,所以④正确, 故答案为:②④. 四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 15. 已知的顶点,顶点在轴上,边上的高所在的直线方程为边上的中线所在的直线方程为. (1)求直线的方程; (2)求的值. 【答案】(1) (2) 【解析】 【分析】(1)由题意可得,即可得,结合点,即可得直线的方程; (2)设,代入边上的高所在的直线方程可得的值,即可得中点坐标,结合边上的中线所在的直线方程即可得解. 【小问1详解】 由边上的高所在的直线方程为,其斜率为, 则,即,又, 则,即; 【小问2详解】 设,由在上,即,即, 则中点坐标为,故有,即. 16. 如图,在六棱柱中,底面是正六边形,设. (1)用分别表示. (2)若,求: (i); (ii). 【答案】(1); (2)(i);(ii)7 【解析】 【分析】(1)根据正六边形与六棱柱的几何性质,结合向量的线性运算,可得答案; (2)利用统一基底表示向量,结合数量积的定义以及运算律,可得答案. 【小问1详解】 由题意,底面,连接对角线且交点记为,如下图: 因为底面为正六边形,则,且, 易知, ; . 【小问2详解】 , 由,则, 由,则, , (i) , (ii) , . 17. 已知点,圆. (1)求圆过点的最长弦、最短弦所在的直线方程; (2)若圆与直线相交于,两点,为坐标原点,且,求的值. 【答案】(1)最长弦所在直线的方程为,最短弦所在直线的方程 (2) 【解析】 【分析】(1)根据圆的性质可知,最长弦过点和点,最短弦与最长弦垂直,从而可得最短弦所在直线的方程; (2)由转化为,然后联立直线和圆的方程,利用韦达定理可得关于的方程,即可求解. 【小问1详解】 由题意知点在圆内,圆心,半径, 由圆的性质可知,直径是圆中的最长弦,此时直线过点,, 所以圆过点的最长弦所在直线的方程为,化简得; 由圆的性质可知,过点的最短弦和圆心与点的连线垂直, 所以设直线方程为,将代入得, 所以圆过点的最短弦所在直线的方程. 【小问2详解】 由,消去得, 化简得. 因为圆与直线相交于,两点, 所以, 即,解得. 设,,则,. 因为,所以,即. 由,得. 从而,解得. 18. 如图,已知四棱锥的底面是正方形,侧面底面,是以为底边的等腰三角形,点分别是的中点,点在棱上且. (1)求证:平面; (2)若,求直线与平面所成的角的正弦值. 【答案】(1) 取的中点,连接, 因为点是的中点,所以,且, 正方形中,点是的中点,, 所以,且, 所以,且,所以四边形是平行四边形, 所以,又平面平面, 所以平面. (2) 【解析】 【分析】(1)取的中点,连接,证明四边形是平行四边形,得线线平行,然后得证线面平行; (2)建立如图所示的空间直角坐标系,由空间向量法求线面角; 【小问1详解】 略 【小问2详解】 因为,为中点,, 又, 所以,点是的中点,所以, 又侧面底面,侧面底面平面,所以平面, 如图以点为坐标原点,过且垂直于的直线为轴,直线分别为轴和轴建立空间直角坐标系, 则, , 设是平面的一个法向量,则, 取得,所以, 所以, 设直线与平面所成的角为,则, 所以直线与平面所成的角的正弦值为. 19. 如图,在平行六面体中,平面,. (1)求证:; (2)求三棱锥的体积; (3)线段上是否存在点,使得平面与平面的夹角的余弦值为?若存在,求的长;若不存在,请说明理由. 【答案】(1) 在平面ABCD中,过B作DC的垂线,垂足为G,连结交于F. 因为平面ABCD,平面ABCD,所以, 因为,平面,所以平面, 又因为平面,所以, 因为,,平面,所以平面, 因为平面,所以, 则,所以,所以,, 在中,,,,所以, 在中,,,所以, 在中,,,,所以,所以, 所以. (2)4 (3)不存在,理由如下: 假设存在点满足条件, 因为⊥平面ABCD,, 所以以D为原点,建立空间直角坐标系,如图所示, ,,,,,, , 设,则, 设平面EBD的一个法向量为, 由,得, 令,得,所以. 设平面的一个法向量, 由,得, 令,得,所以. 所以, 因为平面EBD与平面D1BD的夹角的余弦值为, 即,解得, 又因为,所以舍去, 所以线段上不存在点E使得平面EBD与平面的夹角为. 【解析】 【分析】(1)通过构造线线、线面垂直的方法,计算得到,从而证得. (2)转换顶底,然后求得锥体的高,进而求得锥体的体积. (3)建立空间直角坐标系,利用向量法来求得正确答案. 【小问1详解】 略 【小问2详解】 因为,由(1)知,所以, 过作于H,则. 因为直棱柱中平面平面ABCD,平面平面, 平面ABCD,所以平面, 所以. 【小问3详解】 略 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $ 2024-2025学年度高二10月联考 数学试题 1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上. 2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效. 3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回. 考试时间为120分钟,满分150分 一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1. 设直线的倾斜角为,则的值为( ) A. B. C. D. 2. 已知直线的方向向量为,直线的方向向量为,若,则( ) A. B. 1 C. 或1 D. 0或2 3. 在四面体中,,若,则( ) A. B. C. D. 4. 若是空间的一个基底,那么对任意一个空间向量,存在唯一的有序实数组,使得,我们把有序实数组叫做基底下向量的斜坐标.设向量在基底下的斜坐标为,则向量在基底下的斜坐标为( ) A. B. C. D. 5. 平行六面体的底面是矩形,其中,且为的交点,则线段的长为( ) A. B. 4 C. D. 6. 已知从点发出的一束光线,经过直线反射,反射光线恰好过点,则反射光线所在的直线方程为( ) A. B. C. D. 7. 圆与圆的公切线的条数为( ) A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 8. 已知圆,直线,则( ) A. 直线恒过定点 B. 直线与圆有两个交点 C. 当时,圆上恰有两个点到直线的距离等于1 D. 过直线的平行线上一动点作圆的一条切线,切点为,则 二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分. 9. 已知空间向量,且,则下列说法正确的是( ) A. B. C. D. 10. 下列说法中错误的是( ) A. 任何一条直线都有倾斜角,不是所有的直线都有斜率 B. 若一条直线的斜率为1,则该直线的倾斜角为 C. 直线的斜率越大,倾斜角越大 D. 设,若直线与线段有交点,则的取值范围是 11. 如图,在正三棱柱中,分别为的中点,,则下列说法正确的是( ) A. 若异面直线和所成的角的余弦值为,则 B. 若,则点到平面的距离为 C. 存在,使得 D. 若三棱柱存在内切球,则 三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分. 12. 在空间直角坐标系中,点,点,点,则在方向上的投影向量的坐标为__________. 13. 已知实数满足,且,则的最小值为__________. 14. 已知圆和圆交于两点,点在圆上运动,点在圆上运动,则下列说法正确的是__________. ①点和点关于直线对称; ②圆和圆的公共弦长为; ③的取值范围为; ④若为直线上的动点,则的最小值为. 四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 15. 已知的顶点,顶点在轴上,边上的高所在的直线方程为边上的中线所在的直线方程为. (1)求直线的方程; (2)求的值. 16. 如图,在六棱柱中,底面是正六边形,设. (1)用分别表示. (2)若,求: (i); (ii). 17. 已知点,圆. (1)求圆过点的最长弦、最短弦所在的直线方程; (2)若圆与直线相交于,两点,为坐标原点,且,求的值. 18. 如图,已知四棱锥的底面是正方形,侧面底面,是以为底边的等腰三角形,点分别是的中点,点在棱上且. (1)求证:平面; (2)若,求直线与平面所成的角的正弦值. 19. 如图,在平行六面体中,平面,. (1)求证:; (2)求三棱锥的体积; (3)线段上是否存在点,使得平面与平面的夹角的余弦值为?若存在,求的长;若不存在,请说明理由. 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $

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