内容正文:
高二数学期中考试
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1. 直线过点且与直线垂直,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
求出直线的斜率,然后利用点斜式可写出直线的方程,化为一般式可得出答案.
【详解】直线的斜率为,则直线的斜率为,
因此,直线的方程为,即.
故选:A.
【点睛】本题考查垂线方程的求解,一般要求出直线的斜率,也可以利用垂直直线系方程来求解,考查计算能力,属于基础题.
2. 已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,若,则的长轴长为( )
A. B. C. 8 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】利用为等腰直角三角形求出,再由求出可得答案.
【详解】由题设知,,结合,
可知为等腰直角三角形,
所以,故,
所以,解得,所以的长轴长为.
故选:C.
3. 已知椭圆()的左,右焦点分别为,,P为椭圆上一点,的最大值为3,且,则椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由题意得,根据椭圆的定义可得,结合计算即可求解.
【详解】因为的最大值为3,所以.
因为,所以,即,所以,.
又,所以,所以椭圆的标准方程为
故选:B
4. 已知椭圆的左、右焦点分别为、,点为椭圆上位于第一象限内的一点,若,(为坐标原点),则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意判断为直角三角形,然后根据勾股定理列出方程,求得离心率.
【详解】如图,
由,得,,
其中,所以,
可得为直角三角形,
,且,
解得,,
再由勾股定理可得:
得,.
故选:D.
5. M点是圆上任意一点,为圆的弦,且,N为的中点.则的最小值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】根据弦长公式先求出,然后可知点N在以为圆心,1为半径的圆上,结合图形即可求解.
【详解】圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为.
如图,由弦长公式知,,解得,
所以,点N在以为圆心,1为半径的圆上,
由图可知,的最小值为.
故选:B
6. 椭圆的两个焦点为,,椭圆C上有一点P,则的周长为( )
A. 12 B. 18 C. 16 D. 20
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,结合椭圆的定义代入计算,即可得到结果.
【详解】因为,,所以,故的周长为.
故选:C
7. 已知是方程的两个不等实数根,则点与圆 的位置关系是( )
A. 点在圆内 B. 点在圆上
C. 点在圆外 D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【分析】先由根与系数的关系找到所满足的条件,再判断点与圆的位置关系.
【详解】因为是方程的两个不等实数根,且.
所以,.
所以点在圆外.
故选:C.
8. 若圆上点到直线的距离为1的点有且仅有2个,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据圆方程确定圆心和半径,应用点到直线的距离公式求圆心到直线距离,结合已知求参数范围.
【详解】圆的圆心为,半径,
圆心到已知直线的距离,
依题意得,即,解得.
故选:B
二、多选题(共3小题)
9. 已知空间向量,,,且,则下列说法正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据空间向量的坐标运算,即可结合选项逐一求解.
【详解】对于A,,故A正确,
对于B,由于,则,故,B正确,
对于C,,故与不垂直,故C错误,
对于D,,D正确,
故选:ABD
10. 已知直线,直线,则下列结论正确的是( )
A. 在轴上的截距为
B. 过定点
C. 若,则或
D. 若,则
【答案】ABD
【解析】
【分析】由直线的方程得横截距可判断A;把方程作为参数的恒等式求解得定点坐标可判断B;根据直线垂直或平行的条件求得参数值可判断CD.
【详解】对于A,令时,,则在轴上截距为,故A正确;
对于B,直线,当时,所以直线恒过,故B正确;
对于C,若,则且,故,故C错误;
对于D,等价于,解得,故D正确.
故选:ABD.
11. 若圆:与圆:的公共弦AB的长为1,则下列结论正确的有( )
A.
B. 直线AB的方程为
C. AB中点的轨迹方程为
D. 圆与圆公共部分的面积为
【答案】BC
【解析】
【分析】两圆方程相减求出直线AB的方程,进而根据弦长求得,即可判断AB选项;然后由圆的性质可知直线垂直平分线段,进而可得到直线的距离即为AB中点与点的距离,从而可求出AB中点的轨迹方程,因此可判断C选项;对应扇形的面积减去三角形的面积乘以2即可求出圆与圆公共部分的面积,即可判断D选项.
【详解】两圆方程相减可得直线AB的方程为,即,
因为圆的圆心为,半径为1,且公共弦AB的长为1,则到直线的距离为,所以,解得,
所以直线AB的方程为,故A错误,B正确;
由圆性质可知直线垂直平分线段,所以到直线的距离即为AB中点与点的距离,设AB中点坐标为,因此,即,故C正确;
因为,所以,即圆中弧所对的圆心角为,所以扇形的面积为,三角形的面积为,所以圆与圆公共部分的面积为,故D错误.
故选:BC.
【点睛】圆的弦长的常用求法:
(1)几何法:求圆的半径为r,弦心距为d,弦长为l,则;
(2)代数方法:运用根与系数的关系及弦长公式:.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知是相互独立事件,且,则_____.
【答案】##
【解析】
【分析】先根据独立事件的乘法公式求出,再根据求解即可.
【详解】因为是相互独立事件,
所以,
则.
故答案为:.
13. 2025年是中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年,为激发民众的爱国热情和民族自豪感,某地举办相关知识竞答活动.在决赛中,每轮活动由甲、乙各答一个问题,已知甲每轮答对的概率为,乙每轮答对的概率为.在每轮活动中,甲和乙答对与否互不影响,各轮结果也互不影响,则两人在两轮活动中共答对3个问题的概率为______.
【答案】##
【解析】
【分析】根据独立重复试验概率计算公式求得正确答案.
【详解】两人在两轮活动中共答对3个问题,
可能甲答对个、乙答对个,或甲答对个、乙答对个,
所以两人在两轮活动中共答对3个问题的概率为:
.
故答案为:
14. 某次知识竞赛规则如下:在主办方预设的5个问题中,选手若能连续正确回答出2个问题,即停止答题,晋级下一轮.假设某选手正确回答每个问题的概率都是0.6,且每个问题的回答结果相互独立,则该选手恰好回答了4个问题就晋级下一轮的概率为________.
【答案】##
【解析】
【分析】根据题意得到必有第2个问题回答错误,第3、4个回答正确,第1个问题可对可错,计算概率得到答案;
【详解】根据题意,记“该选手恰好回答了4个问题就晋级下一轮”为A,
若该选手恰好回答了4个问题就晋级下一轮,必有第2个问题回答错误,
第3、4个回答正确,第1个问题可对可错,由此分两类,第1个答错与第1个答对;
由相互独立事件的概率公式得:.
故答案为:
四、解答题:本大题共5个小题,共77分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 某校高二年级半期考试后,为了解本次考试的情况,在整个年级中随机抽取了200名学生的数学成绩,将成绩分为,共6组,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求实数的值.
(2)在样本中,采取按比例分层抽样的方法从成绩在内的学生中抽取13名,问其中成绩在的学生有几名?
(3)根据图中的样本数据,假设同组中每个数据用该组区间的中点值代替,试估计本次考试的平均分.
【答案】(1)
(2)2 (3)98
【解析】
【分析】(1)根据频率和为1求的值.
(2)根据分层抽样的方法求解.
(3)利用频率分布直方图估计平均数即可.
【小问1详解】
由频率分布直方图知:
,
解得.
【小问2详解】
采取分层抽样,[130,150]的学生个数为:,
即成绩在的学生有2名.
【小问3详解】
由频率分布直方图知:平均数为:
16. 已知直线经过点.
(1)若直线在两坐标轴上的截距互为相反数,求直线的方程;
(2)若直线交轴的负半轴于点,交轴的负半轴于点为坐标原点,的面积为,求的最小值及此时直线的方程.
【答案】(1)或
(2);
【解析】
【分析】(1)根据题意,分直线的截距为0和截距不为0时,分别设出直线方程,将代入直线的方程,即可求解;
(2)根据题意,设直线的方程为,其中,分别求得和,得到的面积为,结合基本不等式,即可求解.
【小问1详解】
解:当在坐标轴上的截距为0时,符合题意,直线过坐标原点,设直线的方程为.
因为直线过点,所以,解得,
所以直线的方程为,即;
当在坐标轴上的截距不为0时,设直线的方程为,
因为直线过点,所以,解得,
所以直线的方程为.
综上可得,直线的方程为或.
【小问2详解】
解:如图所示,可得直线的截距不为0,斜率存在且斜率,
设直线的方程为,
令,解得,则,所以;
令,解得,则,所以,
则的面积为
,当且仅当,即时,等号成立.
所以的最小值为12,此时直线的方程为,即.
17. 已知点,,动点到点的距离是到点的距离的2倍,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程.
(2)已知动点在直线上,过点作曲线的两条切线,,切点分别为,,直线是否过定点?如果是,求出定点坐标;如果不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)是,定点为
【解析】
【分析】(1)设,根据两点距离公式得到方程,化简即可;
(2)设,写出以为直径的圆的方程,再与圆方程做差即可得到直线方程,分析即可得到定点坐标.
【小问1详解】
由题意得,所以.
设,因为点,,
所以,化简得.
所以曲线的方程为.
【小问2详解】
由(1)知,曲线是圆心为,半径的圆,
因为和是圆的两条切线,,为切点,
所以点,在以为直径的圆上,所以圆与圆相交,
因为点在直线上,所以设,
因为,所以,
所以,
所以圆的方程为,
化简得.
因为圆的方程为,
上面两圆方程做差得直线的方程为,
即.
解得,所以直线过定点
18. 在平面直角坐标系中,已知直线过点,且与,分别交于点A,B.
(1)若点A在直线上,且的平分线为射线,
(ⅰ)求的值;
(ⅱ)求点B的坐标.
(2)若直线与轴负半轴及轴正半轴分别交于点M,N,求的最小值及取最小值时直线的方程.
【答案】(1)(ⅰ);(ⅱ)
(2)4,.
【解析】
【分析】(1)(ⅰ)根据题意求得点A的坐标,根据轴对称的两点的坐标关系,求得点A关于直线的对称点的坐标,即可求点m的值;(ⅱ)根据三点共线可得点的坐标;
(2)用直线的倾斜角分别表示,进而得到.根据三角函数的最值求法,求得的最小值及取最小值时的倾斜角,从而得到直线的方程.
【小问1详解】
(ⅰ)由题意知,直线,均过坐标原点,直线的方程为,
因为点为直线与直线的交点,所以.
因为的平分线为射线,所以点关于直线的对称点在直线上,
设,则
解得,.
(ⅱ)设,因为点,,共线,且直线斜率存在,
所以.
解得,所以.
【小问2详解】
设直线的倾斜角为,则.
由,得,,
所以,
当时取等号,此时直线的斜率为1,方程为,即.
19. 如图,在三棱锥中,平面平面,,.
(1)证明:.
(2)若点,,,都在半径为的球的表面上.
(ⅰ)求;
(ⅱ)求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)(ⅰ);(ⅱ).
【解析】
【分析】(1)先利用线面垂直证明平面,从而可求解;
(2)(ⅰ)建立空间直角坐标系,设出球心,再结合可得球心坐标,从而可求得点坐标;(ⅱ)利用面面角的向量法即可求解.
【小问1详解】
因为平面平面,,平面,
平面平面,所以平面,
又因为平面,所以.
故.
【小问2详解】
如图,以为坐标原点,以,所在直线分别为,轴,
过点在平面内作的垂线为轴,建立空间直角坐标系,
则,,,
(ⅰ)设,由,
得,
解得,,所以,
设不同时为零,由,,
得且,
解得,,所以,则.
(ⅱ)由(ⅰ)可得,,.
设平面的一个法向量为,
则,即
取,得.
设平面的一个法向量为,
则,即
取,得.
设平面与平面的夹角为,
则,
即平面与平面夹角的余弦值为.
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高二数学期中考试
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分)
1. 直线过点且与直线垂直,则的方程为( )
A. B.
C. D.
2. 已知椭圆的左、右焦点分别为,上顶点为,若,则的长轴长为( )
A. B. C. 8 D. 4
3. 已知椭圆()的左,右焦点分别为,,P为椭圆上一点,的最大值为3,且,则椭圆的标准方程为( )
A B. C. D.
4. 已知椭圆的左、右焦点分别为、,点为椭圆上位于第一象限内的一点,若,(为坐标原点),则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
5. M点是圆上任意一点,为圆的弦,且,N为的中点.则的最小值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
6. 椭圆的两个焦点为,,椭圆C上有一点P,则的周长为( )
A. 12 B. 18 C. 16 D. 20
7. 已知是方程的两个不等实数根,则点与圆 的位置关系是( )
A. 点在圆内 B. 点在圆上
C. 点在圆外 D. 无法确定
8. 若圆上点到直线的距离为1的点有且仅有2个,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题(共3小题)
9. 已知空间向量,,,且,则下列说法正确的有( )
A B. C. D.
10. 已知直线,直线,则下列结论正确的是( )
A. 在轴上的截距为
B. 过定点
C. 若,则或
D. 若,则
11. 若圆:与圆:的公共弦AB的长为1,则下列结论正确的有( )
A
B. 直线AB的方程为
C. AB中点的轨迹方程为
D. 圆与圆公共部分的面积为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知是相互独立事件,且,则_____.
13. 2025年是中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年,为激发民众的爱国热情和民族自豪感,某地举办相关知识竞答活动.在决赛中,每轮活动由甲、乙各答一个问题,已知甲每轮答对的概率为,乙每轮答对的概率为.在每轮活动中,甲和乙答对与否互不影响,各轮结果也互不影响,则两人在两轮活动中共答对3个问题的概率为______.
14. 某次知识竞赛规则如下:在主办方预设的5个问题中,选手若能连续正确回答出2个问题,即停止答题,晋级下一轮.假设某选手正确回答每个问题的概率都是0.6,且每个问题的回答结果相互独立,则该选手恰好回答了4个问题就晋级下一轮的概率为________.
四、解答题:本大题共5个小题,共77分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 某校高二年级半期考试后,为了解本次考试的情况,在整个年级中随机抽取了200名学生的数学成绩,将成绩分为,共6组,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求实数值.
(2)在样本中,采取按比例分层抽样的方法从成绩在内的学生中抽取13名,问其中成绩在的学生有几名?
(3)根据图中的样本数据,假设同组中每个数据用该组区间的中点值代替,试估计本次考试的平均分.
16. 已知直线经过点.
(1)若直线在两坐标轴上的截距互为相反数,求直线的方程;
(2)若直线交轴的负半轴于点,交轴的负半轴于点为坐标原点,的面积为,求的最小值及此时直线的方程.
17. 已知点,,动点到点的距离是到点的距离的2倍,记动点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程.
(2)已知动点在直线上,过点作曲线两条切线,,切点分别为,,直线是否过定点?如果是,求出定点坐标;如果不是,说明理由.
18. 在平面直角坐标系中,已知直线过点,且与,分别交于点A,B.
(1)若点A在直线上,且的平分线为射线,
(ⅰ)求的值;
(ⅱ)求点B的坐标.
(2)若直线与轴负半轴及轴正半轴分别交于点M,N,求的最小值及取最小值时直线的方程.
19. 如图,在三棱锥中,平面平面,,.
(1)证明:.
(2)若点,,,都在半径为的球的表面上.
(ⅰ)求;
(ⅱ)求平面与平面夹角的余弦值.
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