内容正文:
期中检测01(基础卷)
检测范围:选择性必修一全册
一、单选题(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.(2025·湖北武汉·二模)在三棱柱中,设,,,,分别为,的中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】结合几何图形,利用给定的基底表示向量.
【详解】在三棱柱中,.
故选:B
2.(24-25高二上·山东潍坊·阶段练习)已知直线,若,则( )
A.或 B. C.或 D.
【答案】B
【分析】由条件结合直线平行结论列方程求,并对所得结果进行检验.
【详解】因为,,
所以,所以,解得或,
当时,,,直线重合,不满足要求,
当时,,,直线平行,满足要求,
故选:B.
3.(2023·全国甲卷·高考真题)设为椭圆的两个焦点,点在上,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
【答案】B
【分析】方法一:根据焦点三角形面积公式求出的面积,即可解出;
方法二:根据椭圆的定义以及勾股定理即可解出.
【详解】方法一:因为,所以,
从而,所以.
故选:B.
方法二:
因为,所以,由椭圆方程可知,,
所以,又,平方得:
,所以.
故选:B.
4.(2022·北京昌平·二模)如图,在正四棱柱中,是底面的中心,分别是的中点,则下列结论正确的是( )
A.//
B.
C.//平面
D.平面
【答案】B
【分析】建立空间直角坐标系,利用空间位置关系的向量证明,逐项分析、判断作答.
【详解】在正四棱柱中,以点D为原点建立如图所示的空间直角坐标系,
令,是底面的中心,分别是的中点,
则,,,
对于A,显然与不共线,即与不平行,A不正确;
对于B,因,则,即,B正确;
对于C,设平面的法向量为,则,令,得,,因此与不垂直,即不平行于平面,C不正确;
对于D,由选项C知,与不共线,即不垂直于平面,D不正确.
故选:B
5.(22-23高三上·广东·阶段练习)已知圆关于直线(,)对称,则的最小值为( )
A. B.9 C.4 D.8
【答案】B
【分析】由题可得,然后利用基本不等式即得.
【详解】圆的圆心为,依题意,点在直线上,
因此,即,
∴,
当且仅当,即时取“=”,
所以的最小值为9.
故选:B.
6.(24-25高二上·广西梧州·阶段练习)若双曲线的右支上一点到右焦点的距离为9,则到左焦点的距离为( )
A.3 B.12 C.15 D.3或15
【答案】C
【分析】利用双曲线方程求得,再利用双曲线的定义即可得解.
【详解】因为双曲线方程为,所以,则,
设双曲线的左、右焦点分别为,
又点在双曲线的右支上,且,
所以,则.
故选:C.
7.(2025·全国一卷·高考真题)已知圆上到直线的距离为1的点有且仅有2个,则r的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】先求出圆心到直线的距离,然后结合图象,即可得出结论.
【详解】由题意,
在圆中,圆心,半径为,
到直线的距离为的点有且仅有 个,
∵圆心到直线的距离为:,
故由图可知,
当时,
圆上有且仅有一个点(点)到直线的距离等于;
当时,
圆上有且仅有三个点(点)到直线的距离等于;
当则的取值范围为时,
圆上有且仅有两个点到直线的距离等于.
故选:B.
8.(2024·湖北武汉·模拟预测)设抛物线的焦点为,过抛物线上点作其准线的垂线,设垂足为,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由题意得,结合正切定义以及可得,进一步即可求解.
【详解】如图所示:
为准线与轴的交点,
因为,且,所以,
因为,所以,
而,所以,
所以.
故选:A.
二、多选题(本大题共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.(2024·湖南·三模)如图,在棱长为2的正方体中,点P是正方体的上底面内(不含边界)的动点,点Q是棱的中点,则以下命题正确的是( )
A.三棱锥的体积是定值
B.存在点P,使得与所成的角为
C.直线与平面所成角的正弦值的取值范围为
D.若,则P的轨迹的长度为
【答案】ACD
【分析】利用等体积转换即可求得体积为定值判断A;建立空间直角坐标系,设,得,,利用向量夹角公式求解判断B;求平面的法向量,利用向量夹角公式求解判断C;由,可得,即可求解判断D.
【详解】对于A,三棱锥的体积等于三棱锥的体积,
是定值,A正确;
以为坐标原点,分别为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,设,则
对于B,,使得与所成的角满足:
,
因为,故,故,
而,B错误;
对于C,平面的法向量,
所以直线与平面所成角的正弦值为:,
因为,故
故,
而,,
故即的取值范围为,C正确;
对于D,,由,
可得,化简可得,
在平面内,令,得,令,得,则P的轨迹的长度为
,D正确;
故选:ACD.
10.(24-25高二上·江苏徐州·阶段练习)已知圆C:及点,则下列说法中正确的是( )
A.圆心C的坐标为
B.点Q在圆C外
C.若点在圆C上,则直线PQ的斜率为
D.若M是圆C上任一点,则的取值范围为
【答案】BD
【分析】A.将圆的一般方程转化为标准方程求解;B.利用点与圆的位置关系判断;C.根据点在圆C上,求得m,从而得到点P的坐标,再利用斜率公式求解;D.由的取值范围为求解;
【详解】圆C:的标准方程为
所以圆心坐标为,故A错误;
因为,所以点Q在圆C外,故B正确;
若点在圆C上,则,
解得,则,所以直线PQ的斜率为,故C错误;
,,因为M是圆C上任一点,
所以的取值范围为,即,故D正确;
故选:BD
11.(2024·江苏南通·二模)已知双曲线的右焦点为F,直线是C的一条渐近线,P是l上一点,则( )
A.C的虚轴长为 B.C的离心率为
C.的最小值为2 D.直线PF的斜率不等于
【答案】AD
【分析】根据给定条件,求出双曲线的渐近线方程,求出,再逐项判断即得.
【详解】双曲线的渐近线方程为,依题意,,解得,
对于A,的虚轴长,A正确;
对于B,的离心率,B错误;
对于C,点到直线的距离,即的最小值为,C错误;
对于D,直线的斜率为,而点不在上,点在上,则直线PF的斜率不等于,D正确.
故选:AD
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分,把答案填在题中的横线上)
12.(24-25高二上·江苏·阶段练习)圆:与圆:相交于、两点,则 .
【答案】4
【分析】先求出相交弦所在直线的方程,然后根据圆的弦长的求法求解即可.
【详解】由圆:与圆:,
两圆相减得公共弦所在直线方程为:,
有圆:,可得圆心,半径,
所以圆心到直线的距离,
所以.
故答案为:4.
13.(23-24高二上·江苏连云港·期中)已知抛物线与过焦点的一条直线相交于A,B两点,若弦的中点M的横坐标为3,则弦的长
【答案】8
【分析】利用抛物线的定义即可得出.
【详解】由题设知线段AB的中点到准线的距离为4,
设A,B两点到准线的距离分别为,
由抛物线的定义知:.
故答案为:8
14.(23-24高二下·河北唐山·期末)如图,长方体中,,点为线段上一点,则的最大值为 .
【答案】3
【分析】建立空间直角坐标系,设,利用向量数量积的坐标运算得关于的函数,再求解函数最值即可.
【详解】以为坐标原点,分别以为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,
设,
则,
,
则,
因为,所以当时,取最大值,最大值为3.
故答案为:3.
四、解答题(本大题共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. (13分) (24-25高二上·重庆·期末)已知圆心为C的圆经过点和,且圆心C在直线上.
(1)求圆心为C的圆的一般方程;
(2)已知,Q为圆C上的点,求的最大值和最小值.
【答案】(1)
(2)最大值为,最小值为
【分析】(1)直接设圆心坐标并建立方程计算即可得圆心及半径,从而求出一般方程;
(2)利用圆的性质及两点坐标公式计算即可.
【详解】(1)∵圆心C在直线上,不妨设,半径,
则,
∴圆心C坐标为,则圆C的方程为;
其一般方程为.
(2)由(1)知圆C的方程为,
∴,∴P在圆C外,
∴的最大值为,最小值为.
16. (15分) (25-26高三上·陕西汉中·开学考试)如图,已知是等边三角形,,,平面,点为的中点.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面夹角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)根据面面垂直的判定定理和性质定理,结合平行线的性质、平行四边形的判定定理和性质进行证明即可;
(2)结合(1)的结论建立空间直角坐标系,利用线面角的定义、空间向量夹角公式进行求解即可.
【详解】(1)证明:如图,取的中点,连接,,
平面,平面,
平面平面,
为等边三角形,,
又平面平面,平面,
平面.
,点为中点,
,且,
又,,,
四边形是平行四边形,,
平面.
(2)由(1)可知平面,平面,
,,两两垂直,
故以为坐标原点,、、所在直线分别为,,轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,,.
,,.
设平面的法向量,
则即
令,则,,.
设直线与平面的夹角为,
则,
直线与平面夹角的正弦值为.
17. (15分) (23-24高二上·湖北·阶段练习)已知直线:与抛物线:恒有两个交点.
(1)求的取值范围;
(2)当时,直线过抛物线的焦点,求此时线段的长度.
【答案】(1)
(2)8
【分析】(1)将直线方程和抛物线方程联立消元后,根据判别式大于零得到不等式恒成立,运用数形结合法即得.
(2)根据的值确定抛物线方程,两方程联立后再运用焦点弦公式即得.
【详解】(1)将直线与抛物线方程联立,得,
又因为直线与抛物线恒有两个交点,所以其判别式对恒成立,
故须使方程的判别式,又,所以解得,即的取值范围为.
(2)由题,当时,:,由过焦点得;,所以抛物线:.
将直线与抛物线方程联立,并令,,得,,
由韦达定理得,又因经过抛物线焦点,故.
18. (17分) (2024·全国·模拟预测)已知四棱柱如图所示,底面为平行四边形,其中点在平面内的投影为点,且.
(1)求证:平面平面;
(2)已知点在线段上(不含端点位置),且平面与平面的夹角的余弦值为,求的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)不妨设,根据线面垂直的性质证明,利用勾股定理证明,再根据线面垂直和面面垂直的判定定理即可得证;
(2)以为坐标原点,建立的空间直角坐标系,利用向量法求解即可.
【详解】(1)不妨设,
因为平面平面,故,
在中,,
由余弦定理,,
得,故,则,
因为平面,所以平面,
而平面,所以平面平面;
(2)由(1)知,两两垂直,
如图所示,以为坐标原点,建立的空间直角坐标系,
则,
故,
,所以,
设,则,即,
所以;
设为平面的一个法向量,
则,
令,则,所以,
因为轴平面,则可取为平面的一个法向量,
设平面与平面的夹角为,
则,
解得,故.
19. (17分) (2024·天津·高考真题)已知椭圆的离心率为.左顶点为,下顶点为是线段的中点(O为原点),的面积为.
(1)求椭圆的方程.
(2)过点C的动直线与椭圆相交于两点.在轴上是否存在点,使得恒成立.若存在,求出点纵坐标的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,使得恒成立.
【分析】(1)根据椭圆的离心率和三角形的面积可求基本量,从而可得椭圆的标准方程.
(2)设该直线方程为:,, 联立直线方程和椭圆方程并消元,结合韦达定理和向量数量积的坐标运算可用表示,再根据可求的范围.
【详解】(1)因为椭圆的离心率为,故,,其中为半焦距,
所以,故,
故,所以,,故椭圆方程为:.
(2)
若过点的动直线的斜率存在,则可设该直线方程为:,
设,
由可得,
故且
而,
故
,
因为恒成立,故,解得.
若过点的动直线的斜率不存在,则或,
此时需,两者结合可得.
综上,存在,使得恒成立.
【点睛】思路点睛:圆锥曲线中的范围问题,往往需要用合适的参数表示目标代数式,表示过程中需要借助韦达定理,此时注意直线方程的合理假设.
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期中检测01(基础卷)
检测范围:选择性必修一全册
一、单选题(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.(2025·湖北武汉·二模)在三棱柱中,设,,,,分别为,的中点,则( )
A. B. C. D.
2.(24-25高二上·山东潍坊·阶段练习)已知直线,若,则( )
A.或 B. C.或 D.
3.(2023·全国甲卷·高考真题)设为椭圆的两个焦点,点在上,若,则( )
A.1 B.2 C.4 D.5
4.(2022·北京昌平·二模)如图,在正四棱柱中,是底面的中心,分别是的中点,则下列结论正确的是( )
A.//
B.
C.//平面
D.平面
5.(22-23高三上·广东·阶段练习)已知圆关于直线(,)对称,则的最小值为( )
A. B.9 C.4 D.8
6.(24-25高二上·广西梧州·阶段练习)若双曲线的右支上一点到右焦点的距离为9,则到左焦点的距离为( )
A.3 B.12 C.15 D.3或15
7.(2025·全国一卷·高考真题)已知圆上到直线的距离为1的点有且仅有2个,则r的取值范围是( )
A. B. C. D.
8.(2024·湖北武汉·模拟预测)设抛物线的焦点为,过抛物线上点作其准线的垂线,设垂足为,若,则( )
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共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.(2024·湖南·三模)如图,在棱长为2的正方体中,点P是正方体的上底面内(不含边界)的动点,点Q是棱的中点,则以下命题正确的是( )
A.三棱锥的体积是定值
B.存在点P,使得与所成的角为
C.直线与平面所成角的正弦值的取值范围为
D.若,则P的轨迹的长度为
10.(24-25高二上·江苏徐州·阶段练习)已知圆C:及点,则下列说法中正确的是( )
A.圆心C的坐标为
B.点Q在圆C外
C.若点在圆C上,则直线PQ的斜率为
D.若M是圆C上任一点,则的取值范围为
11.(2024·江苏南通·二模)已知双曲线的右焦点为F,直线是C的一条渐近线,P是l上一点,则( )
A.C的虚轴长为 B.C的离心率为
C.的最小值为2 D.直线PF的斜率不等于
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分,把答案填在题中的横线上)
12.(24-25高二上·江苏·阶段练习)圆:与圆:相交于、两点,则 .
13.(23-24高二上·江苏连云港·期中)已知抛物线与过焦点的一条直线相交于A,B两点,若弦的中点M的横坐标为3,则弦的长
14.(23-24高二下·河北唐山·期末)如图,长方体中,,点为线段上一点,则的最大值为 .
四、解答题(本大题共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. (13分) (24-25高二上·重庆·期末)已知圆心为C的圆经过点和,且圆心C在直线上.
(1)求圆心为C的圆的一般方程;
(2)已知,Q为圆C上的点,求的最大值和最小值.
16. (15分) (25-26高三上·陕西汉中·开学考试)如图,已知是等边三角形,,,平面,点为的中点.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面夹角的正弦值.
17. (15分) (23-24高二上·湖北·阶段练习)已知直线:与抛物线:恒有两个交点.
(1)求的取值范围;
(2)当时,直线过抛物线的焦点,求此时线段的长度.
18. (17分) (2024·全国·模拟预测)已知四棱柱如图所示,底面为平行四边形,其中点在平面内的投影为点,且.
(1)求证:平面平面;
(2)已知点在线段上(不含端点位置),且平面与平面的夹角的余弦值为,求的值.
19. (17分) (2024·天津·高考真题)已知椭圆的离心率为.左顶点为,下顶点为是线段的中点(O为原点),的面积为.
(1)求椭圆的方程.
(2)过点C的动直线与椭圆相交于两点.在轴上是否存在点,使得恒成立.若存在,求出点纵坐标的取值范围;若不存在,请说明理由.
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