内容正文:
高二年级期中考试数学试题
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 直线的倾斜角是,则实数的值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由倾斜角确定斜率,即可求解.
【详解】由直线方程可知斜率,
所以,
故选:D
2. 已知双曲线,则双曲线的实轴长为( )
A. 2 B. 4 C. 8 D. 16
【答案】B
【解析】
【分析】将双曲线的方程化为标准方程,求出的值,即可得出该双曲线的实轴长.
【详解】双曲线的标准方程为,所以,
所以双曲线的实轴长为.
故选:B.
3. 一束光线自点发出,被平面反射后到达点被吸收,则光线所走的路程是( )
A. B. 6 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出关于平面的对称点的坐标,然后可得光线所走的路程.
【详解】点关于平面的对称点,
一束光线自点发出,被平面反射后到达点被吸收,则光线所走的路程是.
故选:C.
4. 若直线与直线平行,则两直线间距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先根据两直线平行的充要条件求出,再根据平行直线间的距离公式计算即可.
【详解】因为,所以,解得或,
经检验,当时两直线重合,
所以,
则,即,
所以两直线之间的距离为.
故选:A.
5. 已知为空间向量且,则在方向上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由投影向量定义结合数量积和模长的坐标运算直接计算即可得解.
【详解】由题在方向上的投影向量为.
故选:C
6. 若直线与曲线恰有两个公共点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由得,
直线经过点,
设,,知,,
当与圆相切时,
,解得或,
由数形结合知直线与半圆形有两个公共点,则或,
所以实数的取值范围是.
故选:D.
7. 若双曲线的渐近线与圆有公共点,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先根据双曲线方程求得双曲线的渐近线,进而利用圆心到渐近线的距离不大于半径求得a和b的关系,进而利用求得a和c的关系,则双曲线的离心率可求.
【详解】双曲线渐近线为,且与圆有公共点,
圆心到渐近线的距离不大于半径,即,,,
.
故选:D.
8. 已知空间四点的坐标分别是,记点到直线的距离为,记点到平面的距离为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由空间点到直线和点到面的距离公式计算可得.
【详解】,
所以点到直线的距离为;
设平面的一个法向量为,则,
即,
可取,所以,
而,
所以点到平面的距离为.
所以.
故选:C.
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. 已知曲线,则( )
A. 若,则曲线表示圆,且半径为
B. 若,则曲线表示双曲线,且渐近线为
C. 若,,则曲线表示两条直线
D. 若,则曲线表示焦点在轴上的椭圆
【答案】AC
【解析】
【分析】根据方程表示的曲线确定参数的关系,然后由方程研究曲线的性质判断各选项.
【详解】选项A:若,则,表示圆,且半径为,故A正确;
选项B:若,,则,其渐近线为,
若,,则,其渐近线为,故B错误;
选项C:若,时,,即表示两条直线,故C正确;
选项D:当时,,表示焦点在轴上的椭圆,故D错误.
故选:AC.
10. 已知直线和圆,则下列选项正确的是( )
A. 直线恒过点
B. 圆与圆公共弦所在直线方程为
C. 直线被圆截得的最短弦长为
D. 当时,圆上存在无数对关于直线对称的点
【答案】BCD
【解析】
【分析】选项A,将直线转化成斜截式,即可求解;选项B,利用求两相交圆公共弦的求法,直接求出公共弦,即可求解;选项C,利用圆性质知直线和直线垂直时,此时截得的弦长最短,即可求解;选项D,根据条件可得直线过圆心,即可求解.
【详解】对于选项A,直线,即,所以直线恒过定点,故选项A错误,
对于选项B,因为的方程为①,圆的方程为②,
由①②得,所以圆与圆公共弦所在直线方程为,故选项B正确,
对于选项C,因为圆的圆心为,半径为,
根据圆的性质,可得当直线和直线垂直时,此时截得的弦长最短,
又,所以最短弦长为,故选项C正确,
对于选项D,当时,直线,因为,所以直线过圆心,
故上存在无数对关于直线对称的点,所以选项D正确,
故选:BCD.
11. 如图,在直四棱柱中, ,底面为菱形,且,点为棱柱内部(含表面)的点,满足,为棱的中点.则下列说法正确的有( )
A. 不存在点的位置,使得
B. 若点在上,且,则
C. 直线与所成角的范围是
D. 若,则点的轨迹长度为
【答案】BC
【解析】
【分析】连接,判断点为平行四边形内部(含边上)的点.A:考虑当P点在上时;B:由为中点,结合直角三角形即可判断;C:与夹角即为与夹角,求出最大值和最小值即可得范围;D:以B为球心,2为半径的球的表面与平行四边形的交线即为点的轨迹,为半圆弧,求其长度即可
【详解】连接,
,,
∴四边形是平行四边形,
∵点为棱柱内部(含表面)的点,且满足,
∴点为平行四边形内部(含边上)的点.
A:当P点在上时,由平面,平面,
可知,故选项A错误;
B:若点在上,且,
因为,
所以,所以,B正确;
C:∵,∴与夹角即为与夹角,
当P在上时,与夹角最小,即为;
当P点在上时,平面,平面,则,夹角最大,为;
故直线与所成角的范围是,故C正确;
D:若,则以B为球心,2为半径的球的表面与平行四边形的交线即为点的轨迹,如图:
连接交于,由易知平面,
故圆弧为以为圆心,为直径的半圆弧,其长度为,故D错误;
故选:BC
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知空间向量,.若,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据空间向量共线的坐标表示可得出关于、的方程,解出这两个未知数的值,即可得出的值.
【详解】因为空间向量,,且,
所以,解得,,故.
故答案为:.
13. 已知为椭圆上一动点,为椭圆的左、右焦点,点,则周长的最小值是__________.
【答案】
【解析】
【分析】由椭圆方程得到参数,即得到焦点坐标,求得,然后由三角形三边关系求得周长的最小值.
【详解】由椭圆,则,,
,则,,,
所以,
由,
当且仅当、、三点共线且在线段上时取等号,
的周长的最小值为.
故答案为:.
14. 已知椭圆的左、右焦点分别为、,、在该椭圆上,四边形是等腰梯形,且,,则的离心率为__________.
【答案】
【解析】
【分析】设,根据条件求得,由椭圆定义得,从而利用求得离心率.
【详解】设椭圆的半焦距为,依题意,,又,
如图,
设,
四边形为等腰梯形,,即,,
由椭圆定义知,,,
解得.
故答案为:.
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. 已知两条直线:和:,过点作一条直线.
(1)若过两条直线的交点,求直线的方程;
(2)若夹在两条直线之间的线段恰被点平分,求直线的方程.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)求出直线与的交点坐标,再利用直线的点斜式方程求解即得.
(2)设出线与的交点坐标,由中点坐标公式及直线的点斜式方程求解即可.
【小问1详解】
由,解得,即直线与交于点,
则直线的斜率为,方程为,即.
【小问2详解】
设直线与的交点为,则点关于点的对称点,
依题意,点在直线上,即,解得,则,
直线的斜率为,方程为,即,
所以直线的方程为.
16. 如图,在梯形中,,,,,,是梯形的中位线,将梯形沿翻折得到五面体,点为上靠近点的三等分点,.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明:如图,连接、,
翻折前,在梯形中,,,,是梯形的中位线,
所以,且,,
因为,所以,即,,
翻折后,因为点为上靠近点的三等分点,,所以,
又因为,,故四边形为菱形,则,
因为,,、平面,故平面,
又因为平面,所以,
因为,,、平面,故平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)连接、,证明出四边形为菱形,可得出,由以及线面垂直的判定定理得出平面,可得出,由翻折的性质得出,结合线面垂直的判定定理可证得结论成立;
(2)以为原点,分别以、、所在直线为轴、轴、轴,建立空间直角坐标系,求出的长,然后利用空间向量法可求得平面与平面夹角的与余弦值.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)可得,平面,,
如图,以为原点,分别以、、所在直线为轴、轴、轴,建立空间直角坐标系,
则、,设,则,
,解得,
所以、、、,
则,,
设平面的一个法向量,则有,
取,可得,
由(1)可知平面的一个法向量为,
所以,
即平面与平面夹角的余弦值为.
17. 已知圆经过点,点,且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)设,,若圆上存在点,使,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)设圆心,建立方程组即可求得圆心坐标,然后求出半径长,从而写出圆的方程;
(2)由构造圆,由两个圆有交点建立不等式即可求得实数的取值范围.
【小问1详解】
设圆的圆心为,则
解得
圆的半径
所以圆的标准方程是
【小问2详解】
,点在以为直径的圆上
设线段的中点为,则,圆
又点在圆上,圆与圆有公共点
即:
两边平方解得:
实数的取值范围为.
【点睛】本题考查了圆的相关性质,(1)可以设圆心由圆的性质建立方程即可得到答案;(2)中根据得到三点共圆,由两圆有交点建立不等式即可求得结果.
18. 如图,在四棱锥中,是边长为4的等边三角形,底面四边形为菱形,,平面平面,为棱的中点,记平面和平面的交线为.
(1)求证:;
(2)求点到平面的距离;
(3)在线段(不含端点)上是否存在一点,使得直线与平面所成角的正弦值为?若存在,求的位置;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)∵四边形为菱形,∴,
∵平面,平面,∴平面,
∵平面,平面和平面的交线为,∴
(2)
(3)假设在线段(不含端点)上存在一点,
使得直线与平面所成角的正弦值为.
设,由(2)知,
则,
由(2)知平面的一个法向量,
因为直线与平面所成角的正弦值为,
∴.
整理得,解得或,
所以在线段 (不含端点)上存在点,
当或时,直线与平面所成角的正弦值为.
【解析】
【分析】(1)利用菱形性质和线面平行判定定理证明平面,然后结合线面平行的性质定理可证;
(2)取的中点,以所在直线分别为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,求出平面的法向量,根据点到平面的距离的向量公式计算即可;
(3)利用线面角的向量公式列方程求解可得.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
取的中点,连接,
∵是边长为4的等边三角形,∴,
∵四边形为菱形,,∴为等边三角形,,
∵平面平面,平面平面,平面,,
∴平面,
如图,以为坐标原点,所在直线分别为轴,轴,轴,建立空间直角坐标系,
则,
,
设平面的一个法向量为,
则,取,得,
所以平面的一个法向量为,
∴点到平面的距离.
【小问3详解】
略
19. 已知平面内的动点到点的距离和到定直线的距离的比为,动点的轨迹为曲线.
(1)求的方程.
(2)过点的直线与交于不同的两点,点与点关于轴对称.
(i)证明:直线过轴上一定点;
(ii)记(i)中的直线所过的定点为,若在直线上的射影分别为(为不同的两点),记的面积分别为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)当的斜率不为0时,设的方程为,
则.
由得,
由,得,
则.
直线的方程为,
令,得
,
即直线过定点.
当的斜率为0时,直线的方程为,也过点.
综上,直线过定点.
(ii)
【解析】
【分析】(1)根据题意列出方程,化简,即可求得答案;
(2)(i)设出直线的方程,与椭圆方程联立,利用斜率坐标公式,结合韦达定理推理即得;
(ii)由(i)的信息,借助三角形面积建立函数关系,再利用函数的单调性求出最大值.
【小问1详解】
依题意得,
化简整理得,所以的方程为.
【小问2详解】
(i)略
(ii)方法一:由题意知的斜率存在且不为,如图.
由(i)知直线的方程为,
,
,
,
由(i)知且,可知的符号相同,
根据对称性,只需考虑的情形.
因为
又,所以,所以,
所以,所以,
故的取值范围为.
方法二:,
由(i)知,
所以.
下同方法一.
【点睛】思路点睛:圆锥曲线中的几何图形面积范围或最值问题,可以以直线的斜率、横(纵)截距、图形上动点的横(纵)坐标为变量,建立函数关系求解作答.
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高二年级期中考试数学试题
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 直线的倾斜角是,则实数的值是( )
A. B. C. D.
2. 已知双曲线,则双曲线的实轴长为( )
A. 2 B. 4 C. 8 D. 16
3. 一束光线自点发出,被平面反射后到达点被吸收,则光线所走的路程是( )
A. B. 6 C. D.
4. 若直线与直线平行,则两直线间距离为( )
A. B. C. D.
5. 已知为空间向量且,则在方向上的投影向量为( )
A. B. C. D.
6. 若直线与曲线恰有两个公共点,则实数的取值范围是( )
A. B.
C. D.
7. 若双曲线的渐近线与圆有公共点,则的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
8. 已知空间四点的坐标分别是,记点到直线的距离为,记点到平面的距离为,则( )
A. B. 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. 已知曲线,则( )
A. 若,则曲线表示圆,且半径为
B. 若,则曲线表示双曲线,且渐近线为
C. 若,,则曲线表示两条直线
D. 若,则曲线表示焦点在轴上的椭圆
10. 已知直线和圆,则下列选项正确的是( )
A. 直线恒过点
B. 圆与圆公共弦所在直线方程为
C. 直线被圆截得的最短弦长为
D. 当时,圆上存在无数对关于直线对称的点
11. 如图,在直四棱柱中, ,底面为菱形,且,点为棱柱内部(含表面)的点,满足,为棱的中点.则下列说法正确的有( )
A. 不存在点的位置,使得
B. 若点在上,且,则
C. 直线与所成角的范围是
D. 若,则点的轨迹长度为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知空间向量,.若,则__________.
13. 已知为椭圆上一动点,为椭圆的左、右焦点,点,则周长的最小值是__________.
14. 已知椭圆的左、右焦点分别为、,、在该椭圆上,四边形是等腰梯形,且,,则的离心率为__________.
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. 已知两条直线:和:,过点作一条直线.
(1)若过两条直线的交点,求直线的方程;
(2)若夹在两条直线之间的线段恰被点平分,求直线的方程.
16. 如图,在梯形中,,,,,,是梯形的中位线,将梯形沿翻折得到五面体,点为上靠近点的三等分点,.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
17. 已知圆经过点,点,且圆心在直线上.
(1)求圆的标准方程;
(2)设,,若圆上存在点,使,求实数的取值范围.
18. 如图,在四棱锥中,是边长为4的等边三角形,底面四边形为菱形,,平面平面,为棱的中点,记平面和平面的交线为.
(1)求证:;
(2)求点到平面的距离;
(3)在线段(不含端点)上是否存在一点,使得直线与平面所成角的正弦值为?若存在,求的位置;若不存在,请说明理由.
19. 已知平面内的动点到点的距离和到定直线的距离的比为,动点的轨迹为曲线.
(1)求的方程.
(2)过点的直线与交于不同的两点,点与点关于轴对称.
(i)证明:直线过轴上一定点;
(ii)记(i)中的直线所过的定点为,若在直线上的射影分别为(为不同的两点),记的面积分别为,求的取值范围.
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