内容正文:
重庆一中高2027届高二上期适应性训练
数学试题卷
【考试时间:9月1日14:00-16:00】
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上.
2.作答时,务必将答案写在答题卡上.写在本试卷及草稿纸上无效.
3.考试结束后,将答题卡交回.
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分,每小题只有一个选项符合要求.
1. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 在中,角,,所对的边分别为,,,且,,则的外接圆半径为( )
A. B. C. D.
3. 若直线与直线平行,则( )
A. 0 B. 或0 C. D. 1
4. 一条光线从点射出,经过直线反射后,反射光线经过椭圆的右焦点,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
5. 点在圆上运动,它与点所连线段中点为,则点轨迹方程为( )
A. B. C. D.
6. 直线的方程为,则圆上到直线距离为1的点的个数为( )
A. 4 B. 2 C. 1 D. 3
7. 如图,在直三棱柱中,为腰长为2的等腰直角三角形,且,,,为平面内一动点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
8. 已知,,,,,则的最大值为( )
A. B. 4 C. D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,,边上的高为2,则( )
A. B.
C. 的周长为 D. 的面积为3
10. 已知椭圆的上、下顶点分别为,,焦距为,P是椭圆上不与A,B重合的一点.若椭圆内有一点满足,则下列说法正确的是( )
A.
B. 椭圆方程为
C. 若,分别是直线,的斜率,则有
D. 当直线的斜率时,点落在轴上
11. 已知正方体的棱长为2,P,Q为底面ABCD内的两个动点,且满足.设与平面ABCD所成的角为,当取得最大值时,,则下列说法正确的是( )
A. P的轨迹是圆(部分) B. 的最大值为
C. D. 取最大值时,Q的轨迹是椭圆(部分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 椭圆左右焦点为,,椭圆上点满足,__________.
13. 已知复数满足,则复数在复平面上对应的点不可能位于第__________象限.
14. 设椭圆的左右焦点分别为,,焦距为,点在椭圆的内部,椭圆上存在点使得成立,则椭圆的离心率的取值范围为______.
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. 四棱锥中,四边形为菱形,,,平面平面.
(1)证明:;
(2)若,且棱的中点,三棱锥的高,求与平面所成角.
16. 已知椭圆的短半轴长是,A、B两点分别为的左顶点、下顶点,C、D两点均在直线上,且C在第一象限.
(1)设F是椭圆的右焦点,且,求的标准方程;
(2)若C、D两点纵坐标分别为2、1,请判断直线AD与直线BC的交点是否在椭圆上,并说明理由.
17. 在中,角,,的对边分别为,,.已知,,.
(1)求边AC上的中线BE长;
(2)在边BC上取一点D,使得,求.
18. 如图,直棱柱中,,,,.
(1)试问棱柱有无外接球,并说明理由;
(2)过作与平面平行的平面,若平面,平面,求直线,所成的角的余弦值;
(3)求四面体与四面体的公共部分的体积.
19. 已知圆心在原点,且与直线相切,它与x轴分别相交于A,B,过点的直线l交圆O于M,N.
(1)求弦长MN的最小值,并求此时直线l的方程;
(2)当的面积取得最大值时,将圆沿轴折成直二面角,如图,在上半圆上是否存在点,使平面与平面的夹角的正弦值为,若存在,求的长,若不存在,说明理由;
(3)在圆上任取一点,过作轴的垂线段,为垂足,当在圆上运动时,线段的中点的轨迹记为曲线,曲线与直线交于,直线与直线相交于,在定直线上,直线与直线相交于,在定直线上,判断直线,的位置关系,并证明.
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重庆一中高2027届高二上期适应性训练
数学试题卷
【考试时间:9月1日14:00-16:00】
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上.
2.作答时,务必将答案写在答题卡上.写在本试卷及草稿纸上无效.
3.考试结束后,将答题卡交回.
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分,每小题只有一个选项符合要求.
1. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据直线方程得斜率,再根据斜率和倾斜角的关系,即可求得倾斜角.
【详解】直线的斜率是,
设倾斜角为,则,
∴.
故选:C.
2. 在中,角,,所对的边分别为,,,且,,则的外接圆半径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据正弦定理公式求解即可
【详解】因为正弦定理
所以
即.
故选:
3. 若直线与直线平行,则( )
A. 0 B. 或0 C. D. 1
【答案】C
【解析】
【分析】根据两直线平行的条件列方程求得的值,然后检验,排除两直线重合的情况.
【详解】由题意得,即,解得或.
当时,两直线方程都为,两直线重合,不合题意,舍去;
当时,两直线方程分别为和,此时两直线平行,符合题意.
故选:C.
4. 一条光线从点射出,经过直线反射后,反射光线经过椭圆的右焦点,则反射光线所在直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求得关于直线的对称点,椭圆的右焦点,从而求得反射光线所在直线方程.
【详解】设关于直线的对称点为,
,解得,
椭圆的右焦点,
直线也即反射光线所在直线方程为.
故选:C
5. 点在圆上运动,它与点所连线段中点为,则点轨迹方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设点,结合中点坐标公式可得,进而代入即可求解.
【详解】设点,,
因为为的中点,
所以,则,即,
又因为动点在圆上,所以,
则,即,
则点轨迹方程为.
故选:A.
6. 直线的方程为,则圆上到直线距离为1的点的个数为( )
A. 4 B. 2 C. 1 D. 3
【答案】D
【解析】
【分析】求出圆心和半径,得到到的距离为,从而得到到直线距离为1的点的个数为3.
【详解】,故圆心为,半径为3,
到的距离为,
又,故过点作垂直与圆交于点,在上取点,使得,
过点作⊥,交圆于点,
所以圆上到直线距离为1的点的个数为3,分别为.
故选:D
7. 如图,在直三棱柱中,为腰长为2的等腰直角三角形,且,,,为平面内一动点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,设关于平面的对称点为,利用对称点、到平面距离相等,得出关于平面的对称点为,利用对称点求出最短路径即可.
【详解】由题意,以为坐标原点,所在的直线分别为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,
所以,
设关于平面的对称点为,
则,
设平面的一个法向量,
则,即,令,则,
所以与到平面的距离,
即①,又,所以②,
所以由①②得,又由可得,所以,
所以,
当且仅当三点共线时取等号,所以的最小值为.
故选:B.
8. 已知,,,,,则的最大值为( )
A. B. 4 C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】设,,,,,将题干翻译成对应点的轨迹,再根据平面几何知识即可求解.
【详解】如图:不妨设,,,,,
又,即,
也即动点到两定点的距离之和等于,故点的轨迹为线段,
又因,即,即,
故点的轨迹是以点为圆心,半径为1的圆,
而,
当且仅当为的延长线与圆的交点时等号成立(即图中的或处),
故要求的最大值,只需求的最大值,由图可知,当与或重合时最大,
此时,故的最大值为.
故选:D
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 记的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,,边上的高为2,则( )
A. B.
C. 的周长为 D. 的面积为3
【答案】AB
【解析】
【分析】由正弦定理边角互化,再由三角恒等变换可判断A,由正弦定理边角互化可判断B,由同角三角函数的关系和余弦定理可判断C,由三角形面积公式可判断D.
【详解】对于A,由,根据正弦定理得,
因为,则,
,因为,所以,得到,则,故A正确;
对于B,由,可得,故B正确;
对于C,由,且,因为,,
所以,可得,
,化简得,解得(舍)或,
所以的周长为,故C错误;
对于D,的面积为,故D错误.
故选:AB.
10. 已知椭圆的上、下顶点分别为,,焦距为,P是椭圆上不与A,B重合的一点.若椭圆内有一点满足,则下列说法正确的是( )
A.
B. 椭圆方程为
C. 若,分别是直线,的斜率,则有
D. 当直线的斜率时,点落在轴上
【答案】ACD
【解析】
【分析】由勾股定理可判断A,由椭圆方程可判断B,设直线,联立直线和椭圆方程可得点坐标,由直线斜率公式得到,计算可判断C,由可得直线方程,联立直线和椭圆方程求出点坐标,从而得到方程,最后联立方程可判断D.
【详解】对于A,由,可得,
即,故A正确;
对于B,由题意可得,,,,
所以椭圆方程为,故B错误;
对于C,设直线,
联立,可得,从而,
则,则,
则,所以,故C正确;
对于D,若,则,
联立,可得,所以,,,则,
由,可得,,
联立,解得,所以当直线的斜率时,点落在轴上,故D正确.
故选:ACD.
11. 已知正方体的棱长为2,P,Q为底面ABCD内的两个动点,且满足.设与平面ABCD所成的角为,当取得最大值时,,则下列说法正确的是( )
A. P的轨迹是圆(部分) B. 的最大值为
C. D. 取最大值时,Q的轨迹是椭圆(部分)
【答案】ABD
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,根据求得点的轨迹可判断A;要使得与底面所成的角最大,从而点在上,再由直线与平面的夹角可得,从而可得出最大值可判断B;根据三角形面积计算可判断C;由,可知点到的距离为,即点在以为轴,半径为的圆柱与底面ABCD内的交线上,利用圆柱的斜截面为椭圆即可得出结论.
【详解】以为坐标原点,,,所在直线分别为轴,轴,轴,
建立如图所示的空间直角坐标系,设,则,
因为,所以,
即,
所以点的轨迹为以点为圆心,为半径的圆与正方体底面的交线,故A正确;
要使得与底面所成的角最大,则最短,
此时,
从而,所以的最大值为,故B正确;
,故C错误;
设点到的距离为,
因为,
所以点在以为轴,半径为的圆柱与底面ABCD内的交线上,
又圆柱的轴与底面ABCD的夹角为,
所以点的轨迹是椭圆(部分).
故选:ABD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 椭圆左右焦点为,,椭圆上点满足,__________.
【答案】
【解析】
【分析】由椭圆方程可得,再由椭圆的定义及条件求出,可得,即可得解.
【详解】由椭圆可知,,
所以,,
又,,
解得,
所以,
所以,即,
故答案为:
13. 已知复数满足,则复数在复平面上对应的点不可能位于第__________象限.
【答案】三
【解析】
【分析】根据复数的模求出复数对应点的轨迹即可得解.
【详解】设,
由,
所以,
即复数在复平面上对应的点的轨迹为圆,
如图,
所以复数在复平面上对应的点不可能位于第三象限.
故答案为:三
14. 设椭圆的左右焦点分别为,,焦距为,点在椭圆的内部,椭圆上存在点使得成立,则椭圆的离心率的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据在椭圆内部、椭圆的定义列不等式,化简求得椭圆离心率的取值范围.
【详解】点在椭圆的内部,则,
.
因为,
当是的延长线与椭圆的交点时等号成立,
由于椭圆上存在点使得成立,
所以,
综上所述,离心率的取值范围是.
故答案为:
【点睛】求解点和椭圆位置关系问题,如果点在椭圆上,则,如果在椭圆外,则,如果在椭圆内,则.要求椭圆的离心率的范围,可以考虑直接求得的范围,也可以先求的范围,再转化为的范围.
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. 四棱锥中,四边形为菱形,,,平面平面.
(1)证明:;
(2)若,且棱的中点,三棱锥的高,求与平面所成角.
【答案】(1)证明见详解
(2)
【解析】
【分析】(1)由面面垂直的性质可得平面,再由线面垂直的性质即可证得;
(2)由,可得,再由面面垂直的性质可得平面,又棱的中点,则三棱锥的高为,得到,根据定义得就是与平面所成角,求出即可求解.
【小问1详解】
因为四边形ABCD为菱形,所以,
又平面平面,平面平面,平面,
所以平面,又平面,所以.
【小问2详解】
设相交于点,连接,
四边形ABCD为菱形,则为中点,又,所以,
又平面平面,平面平面,平面,
所以平面,
因为棱的中点,三棱锥的高,所以,
又平面,所以就是与平面所成角,
又四边形为菱形,,,
所以为等边三角形,即,
,,所以,
所以与平面所成角为.
16. 已知椭圆的短半轴长是,A、B两点分别为的左顶点、下顶点,C、D两点均在直线上,且C在第一象限.
(1)设F是椭圆的右焦点,且,求的标准方程;
(2)若C、D两点纵坐标分别为2、1,请判断直线AD与直线BC的交点是否在椭圆上,并说明理由.
【答案】(1)
(2)直线与直线的交点在椭圆上
【解析】
【分析】(1)根据条件可得,解出,利用,求得,即可求得答案;
(2)分别表示出此时直线、直线的方程,求出其交点,验证即可解答.
【小问1详解】
由题可得,,
因为,所以,解得,
所以,故的标准方程为;
【小问2详解】
直线与直线的交点在椭圆上,理由如下:
由题可得此时,,,,
则直线,即,
直线,即,
联立,得,
所以直线AD与直线BC的交点坐标为,
因为,满足椭圆的方程,
所以直线与直线的交点在椭圆上.
17. 在中,角,,的对边分别为,,.已知,,.
(1)求边AC上的中线BE长;
(2)在边BC上取一点D,使得,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用,应用向量数量积的运算律可求的长.
(2)先利用余弦定理求边,再利用正弦定理求,进而得到,即为.
【小问1详解】
因为为的中点,所以,
两边平方得:.
所以.
【小问2详解】
由余弦定理:,
所以.
在中,由正弦定理可得:.
又,所以为锐角,所以.
又,且为三角形内角,所以.
所以.
所以
18. 如图,直棱柱中,,,,.
(1)试问棱柱有无外接球,并说明理由;
(2)过作与平面平行的平面,若平面,平面,求直线,所成的角的余弦值;
(3)求四面体与四面体的公共部分的体积.
【答案】(1)棱柱无外接球,理由见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)确定上下底面直角梯形是否有外接圆,即可判断棱柱是否存在外接球;
(2)建立空间直角坐标系,利用异面直线夹角的向量求法求解;
(3)作出图形确定两个四面体的公共部分为八面体,然后利用锥体体积公式求解体积即可.
【小问1详解】
在梯形中,,
则为锐角,,
因此,所以梯形无外接圆,
同理梯形也没有外接圆,所以棱柱没有外接球;
【小问2详解】
在直棱柱中,平面,
又,则直线两两垂直,
以点为原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系,
则,
平面,平面,平面平面,则,
记,连接,平面平面,同理,
因此直线所成的角等于直线所成的角,由,得,
则,,
所以,所以直线,所成的角的余弦值为;
【小问3详解】
令,
则点是直棱柱所在侧面矩形的中心,
则,所以四边形是平行四边形,
又平面,则平面,同理平面,
而,平面,因此平面平面,
因为,,所以四边形为平行四边形,所以,
所以平面,所以平面,
则四面体与四面体的公共部分为八面体,
因为四边形的面积,
所以四面体与四面体的公共部分的体积为.
19. 已知圆心在原点,且与直线相切,它与x轴分别相交于A,B,过点的直线l交圆O于M,N.
(1)求弦长MN的最小值,并求此时直线l的方程;
(2)当的面积取得最大值时,将圆沿轴折成直二面角,如图,在上半圆上是否存在点,使平面与平面的夹角的正弦值为,若存在,求的长,若不存在,说明理由;
(3)在圆上任取一点,过作轴的垂线段,为垂足,当在圆上运动时,线段的中点的轨迹记为曲线,曲线与直线交于,直线与直线相交于,在定直线上,直线与直线相交于,在定直线上,判断直线,的位置关系,并证明.
【答案】(1)最小值为,
(2)存在,
(3)重合,证明见解析
【解析】
【分析】(1)由与直线相切得到圆心到直线的距离等于圆的半径,利用点到直线的距离求出圆的半径,从而得到圆O的方程,分别按照直线l的斜率为0和斜率不为分别求解,当斜率不为时,设,利用点到直线的距离公式求出圆心到直线的距离,则代入数值及的范围得解;
(2)易知直线l的斜率不为0,设,即,由(1)知,,求出,利用对勾函数的单调性可以得到,建立空间直角坐标系,如图,求出平面BMN的法向量和平面ONQ的法向量为,利用向量的数量积求出,得到的坐标,从而得到的值.
(3)法一:设,,,通过联立和,消去得到的一元二次方程,求出,利用韦达定理得到,,计算得到,设出直线的方程,这两个方程通过联立方程组解得的值,结合,得到的值,从而得到点T在定直线上,求出的方程,代入,得到的一元二次方程,设,,利用根与系数的关系求出,,计算得到,从而得到S在定直线上,从而得到与重合.法二:写出直线的方程,过定点,从而得到,,,通过联立方程组得到;写出直线的方程,过定点,从而得到,,,通过联立方程组得到,从而得到与重合.
【小问1详解】
由题意得圆的半径,则圆O的方程为,
当直线l的斜率为0时,此时,
当直线l的斜率不为0,设,即,
则圆心到直线的距离,
又,当且仅当时等号成立,
此时直线l的方程为,
所以弦长MN的最小值为,直线l的方程为.
【小问2详解】
易知直线l的斜率不为0,设,即,
由(1),,,
又,化简得,
令,则,所以,
又,故最大时,由对勾函数的单调性可得,故此时,
建立空间直角坐标系,如图,则,,,
所以,,
设平面BMN的法向量为,
则,即,取,则,
设,其中,
则,,
设平面ONQ的法向量为,
则,即,取,
易得,
所以,
解得,所以,则.
【小问3详解】
法一:设,,,联立,
化简得,
,所以,,
所以,
设,,联立,
得,
又,代入得,
即点T在定直线上,
设线段的中点为,则,
因为在圆上,则有 ,
联立,化简得,
设,,则,,
所以,同理,S在定直线上,所以与重合.
法二: ,过定点,
所以,,,联立得:;
,过定点,
所以,,,联立得:;
所以与重合.
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