内容正文:
高二年级上学期期中考试
数学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
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.
4.本试卷主要考试内容:人教A版选择性必修第一册第一章到第三章第一节.
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. 下列直线中,倾斜角为的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由倾斜角为,则该直线的斜率为,逐项判断即可.
【详解】若直线的倾斜角为,则该直线的斜率为,
所以这四条直线中,倾斜角为的是.
故选:C
2. 椭圆的焦距为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据条件,直接求出,即可求解.
【详解】由题知,所以,
所以焦距为,
故选:A.
3. 设空间向量,则( )
A. 6 B. 9 C. -6 D. -9
【答案】B
【解析】
【分析】根据向量平行,列等式求解即可.
【详解】因为,所以,解得
故选:B.
4. 圆与圆的位置关系是( )
A. 内切 B. 相交 C. 外离 D. 外切
【答案】D
【解析】
【分析】写出两圆圆心和半径,由圆心距与半径和(差)的关系即可得到两圆的位置关系.
【详解】圆,圆的圆心分别为,则.
圆,圆的半径分别为,则,则这两个圆的位置关系是外切.
故选:D.
5. 设是圆上的动点,点在轴上,的横坐标与的横坐标相等,且,则动点的轨迹为( )
A. 长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
B. 长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
C. 长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
D. 长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
【答案】C
【解析】
【分析】设点的坐标,然后根据列出等式,代入圆的方程中即可得到的轨迹为椭圆.
【详解】设,则,
所以.
因为,所以
代入,得,即,
则动点的轨迹是长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆.
故选:C.
6. 若直线与曲线只有一个公共点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由题意作图,结合图象求得边界线得方程,可得答案.
【详解】由曲线,整理可得,
则曲线为圆心、半径的圆的上半部分,如下图:
由图可得直线与圆相切,则,解得,
由图可得直线的方程为;;
由图可得直线过,可得方程;
由图可得直线过,可得方程.
由图可得.
故选:A.
7. 在直三棱柱中,为的重心,则点到平面ACD的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先建立空间直角坐标系,然后列出每个点的坐标,求出平面的法向量的坐标,进而根据向量的数量积进行求解即可.
【详解】取的中点的中点,连接.
因为,所以,且.
以为坐标原点,以所在直线建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,
所以,.
设平面的法向量为,则,
令,得,所以点到平面的距离为.
故选:A.
8. 如图,若平行光线与平面所成的角,其照射在球上,在平面上形成的投影呈椭圆形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由几何图形分析椭圆的长半轴及短半轴长,结合椭圆离心率公式进行求解.
【详解】设球的半径为,
球的大圆在光线照射下形成椭圆形,易知椭圆的长半轴长,短半轴长,
因为,所以.
故选:B
二、选择题: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. 在四面体PABC中,分别为棱PB,AC的中点,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【分析】根据空间向量基本定理判断A、C,由空间向量数量积的运算判断B、D.
【详解】因为D,E分别为棱PB,AC的中点,
所以,A正确,C错误.
因为,且,,
所以,B正确.
,D错误.
故选:AB.
10. 若圆上到直线的距离为1的点有且仅有2个,则的取值可以是( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】先求得圆心到直线的距离,再由,求解即可.
【详解】圆的圆心为,半径,
圆心到直线的距离,
依题意得,即,
解得,.
故选:BCD
11. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,左、右顶点分别为,,为上的动点,则下列说法正确的是( )
A. 的最大值为0
B. 的最大值为
C. 若存在点,使得,的斜率分别为,,则的离心率可能为
D. 若存在点,使得,的斜率分别为,,则的离心率可能为
【答案】ABD
【解析】
【分析】设,,对A和B,利用数量积的坐标运算及,直接求出和,再利用的取值范围,即可求解;对C和D,根据条件得,结合的取值范围,得,即可判断出C和D的正误.
【详解】由题知,设,
对于A,因为,
则,又,
则,
又,所以,故A正确,
对于B,因为,
则,又,
则,
又,所以,故B正确,
若,的斜率分别为,,又,且,
则,整理得到,由,得到,
所以选项C错误,选项D正确,
故选:ABD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 两条平行直线之间的距离为____________.
【答案】
【解析】
【分析】利用两平行线间的距离公式求解.
【详解】
之间的距离,
即直线之间的距离为.
故答案为:.
13. 已知为椭圆上任意一点,,则的最小值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】设,根据两点间的距离公式列出,再由点为椭圆上的点进行求解即可.
【详解】设,所以,
又因为为椭圆上任意一点,
所以,
因为,当时,取得最小值,
所以的最小值为.
故答案为:.
14. 在正方体中,为线段的中点,为侧面上的动点.若,且,则点的轨迹长度为___________.
【答案】6
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,设出点的坐标,利用得到的关系式,再判断轨迹形状即可求解.
【详解】
以为原点,的方向分别为x,y,z轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,则,,,
设,
则,,
,,
即,,
当时,,此时为棱的中点;
当时,,此时为棱的中点,
设棱的中点为,棱的中点为,连接MN,则点的轨迹是线段MN,
,点的轨迹长度为6.
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. (1)分别求直线在轴、轴上的截距;
(2)求过点,且与直线垂直的直线方程;
(3)若直线的倾斜角为,求直线的倾斜角.
【答案】(1)在轴、轴上的截距分别为;(2);(3)
【解析】
【分析】(1)法一:方程转化成截距式,即可求解;法二:分别令和求解即可;
(2)法一:由垂直设直线方程,代入点即可求解,法二:通过垂直先求得斜率,再由点斜式即可求解;
(3)法一:由倾斜角得到,进而可求解;法二:由两直线斜率互为相反数,得到这两条直线的倾斜角互补, 即可求解
【详解】解:(1)(方法一)由,得,
所以直线在轴、轴上的截距分别为.
(方法二)令,得,
令,得,
所以直线在轴、轴上的截距分别为.
(2)(方法一)依题意设所求直线方程为,
将点的坐标代入得,
解得,
所以所求直线的方程为.
(方法二)因为直线的斜率为,
所以所求直线的斜率为2,
所以所求直线的方程为,
即(或).
(3)(方法一)因为直线的倾斜角为,
所以,
又直线的斜率为,
所以,
所以直线的倾斜角为.
(方法二)因为直线的斜率与直线的斜率互为相反数,
所以这两条直线的倾斜角互补,
所以直线的倾斜角为.
16. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,且为上的动点.
(1)若,求;
(2)设点,求的最小值与最大值.
【答案】(1);
(2)最小值为,最大值为.
【解析】
【分析】(1)根据椭圆的定义求解;
(2)利用椭圆定义将进行转化,再结合三角形三边关系求解.
【小问1详解】
依题意得:,
根据椭圆定义可得:,
已知,联立以下两个方程:,
将两式相加,得,因此;
【小问2详解】
椭圆右焦点的坐标为,左焦点;
根据椭圆定义,,因此,
代入,得:,
对任意点,有,当且仅当、、共线时取等号;
因为,
所以,代入,
得:最小值:,当在的延长线与椭圆的交点时取得;
最大值:当在的延长线与椭圆的交点时取得.
17. 在四棱锥中,底面.
(1)证明:平面CDE.
(2)设.
(i)求直线AD与平面BCE所成角的正弦值;
(ii)证明:平面CDE与平面BCE的夹角的余弦值小于.
【答案】(1)
证明:因为平面平面CDE,
所以平面CDE.
(2)(i);
(ii)证明:同上建系,设平面CDE的法向量为,
则,令,得.
设平面CDE与平面BCE的夹角为,
由,
所以平面CDE与平面BCE的夹角的余弦值小于 .
【解析】
【分析】(1)直接运用线面平行的判定定理证明即可.
(2)(i)建立空间直角坐标系,求出相关点坐标,进而找到向量坐标,再利用直线与平面所成角的向量公式求解;(ii)求出两个平面的法向量,再利用两平面夹角的向量公式求出夹角的余弦值,再比较大小.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
以为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,则,,
则.
设平面BCE的法向量为,则,
令,得.
(i)设直线AD与平面BCE所成角为 ,
因为,所以,
所以直线AD与平面BCE所成角的正弦值为.
(ii)略
18. 已知点,O为坐标原点,动点满足,记点的轨迹为曲线.
(1)求的标准方程.
(2)若直线与交于,两点,求的最大值.
(3)过点的动直线与交于,两点,试问轴上是否存在点,使得为定值?若存在,求出的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在;
【解析】
【分析】(1)根据题目条件直接列等式,即可求出轨迹方程;
(2)利用弦长公式表示,结合函数单调性求解;
(3)先设坐标为,联立韦达定理,通过为定值写出方程,化简求解即可.
【小问1详解】
设动点,则,,
而,故,化简得:,
故的标准方程为.
【小问2详解】
设,,
联立得:,
故,
根据弦长公式得:
,
令,,
故,
设,易知在上单调递减,故当,最大,
即 最大,此时,故(舍)或,
故最大值为.
【小问3详解】
设点坐标为,,,过点的动直线为:.
联立得:,
故,
,,
又,位于过点的动直线: 上,
故,.
则,
将代入上式,
得:,
若使为定值,则必须为常数,
而且与无关,故此时只能为.
当直线的方程为时,也成立,
故存在点,使得,此时点坐标为.
19. 已知椭圆的右顶点为,离心率为.
(1)求的方程.
(2)设直线与相交于,两点,关于轴的对称点为.
(i)若,的横坐标大于的横坐标,求直线的斜率.
(ii)试问直线是否过定点?若过定点,求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1);
(2)(i);(ii)过定点,坐标为.
【解析】
【分析】(1)根据题意列出关于的方程组,计算可得;
(2)(i)联立直线和椭圆方程,用坐标表示出直线的斜率,利用韦达定理代入化简即可;(ii)利用韦达定理表示出直线的斜率,进而表示出直线的方程,令,结合韦达定理化简可得定点.
【小问1详解】
由题知,,解得,
所以椭圆的方程为.
【小问2详解】
(i)设,则,
联立消去整理得,
则,,
所以,
若,则,
因为的横坐标大于的横坐标,所以,
所以,
所以.
(ii)过定点,证明如下:
由上可知,
所以直线的方程为,
令,得
,
所以直线过定点.
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3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容:人教A版选择性必修第一册第一章到第三章第一节.
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. 下列直线中,倾斜角为的是( )
A. B. C. D.
2. 椭圆的焦距为( )
A. B. C. D.
3. 设空间向量,则( )
A. 6 B. 9 C. -6 D. -9
4. 圆与圆的位置关系是( )
A. 内切 B. 相交 C. 外离 D. 外切
5. 设是圆上的动点,点在轴上,的横坐标与的横坐标相等,且,则动点的轨迹为( )
A. 长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
B. 长轴长为,短轴长为4,焦点在轴上的椭圆
C. 长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
D. 长轴长为,短轴长为,焦点在轴上的椭圆
6. 若直线与曲线只有一个公共点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 在直三棱柱中,为的重心,则点到平面ACD的距离为( )
A. B. C. D.
8. 如图,若平行光线与平面所成的角,其照射在球上,在平面上形成的投影呈椭圆形,则该椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
二、选择题: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. 在四面体PABC中,分别为棱PB,AC的中点,且,则( )
A. B.
C. D.
10. 若圆上到直线的距离为1的点有且仅有2个,则的取值可以是( )
A. B. C. D.
11. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,左、右顶点分别为,,为上的动点,则下列说法正确的是( )
A. 的最大值为0
B. 的最大值为
C. 若存在点,使得,的斜率分别为,,则的离心率可能为
D. 若存在点,使得,的斜率分别为,,则的离心率可能为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 两条平行直线之间的距离为____________.
13. 已知为椭圆上任意一点,,则的最小值为__________.
14. 在正方体中,为线段的中点,为侧面上的动点.若,且,则点的轨迹长度为___________.
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. (1)分别求直线在轴、轴上的截距;
(2)求过点,且与直线垂直的直线方程;
(3)若直线的倾斜角为,求直线的倾斜角.
16. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,且为上的动点.
(1)若,求;
(2)设点,求的最小值与最大值.
17. 在四棱锥中,底面.
(1)证明:平面CDE.
(2)设.
(i)求直线AD与平面BCE所成角的正弦值;
(ii)证明:平面CDE与平面BCE的夹角的余弦值小于.
18. 已知点,O为坐标原点,动点满足,记点的轨迹为曲线.
(1)求的标准方程.
(2)若直线与交于,两点,求的最大值.
(3)过点的动直线与交于,两点,试问轴上是否存在点,使得为定值?若存在,求出的坐标;若不存在,请说明理由.
19. 已知椭圆的右顶点为,离心率为.
(1)求的方程.
(2)设直线与相交于,两点,关于轴的对称点为.
(i)若,的横坐标大于的横坐标,求直线的斜率.
(ii)试问直线是否过定点?若过定点,求出定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
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