内容正文:
重庆数学中期考试
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至第二章.
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. 在空间直角坐标系中,到Oxy平面的距离为2的点的坐标可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据空间直角坐标的定义即可求解.
【详解】点到平面的距离为2,
点,到平面的距离均为1,
点到平面的距离为0.
故选:A
2. 倾斜角为钝角的直线l一定经过( )
A. 第一、三象限 B. 第二、四象限
C. 第一、二象限 D. 第二、三象限
【答案】B
【解析】
【分析】根据直线倾斜角的概念并结合一次函数性质判断即可.
【详解】因为直线的倾斜角为钝角,所以斜率为负,
由一次函数性质得直线l一定经过第二、四象限.
故选:B.
3. 已知是空间的一个基底,则下列向量不共面的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,结合向量的共面定理,逐项分析判断,即可求解.
【详解】对于A,由,所以向量共面,所以A不符合题意;
对于B,设,可得,此时方程组无解,
所以不共面,符合题意;
对于C,由,所以共面,所以C不符合题意;
对于D,由,所以共面,所以D不符合题意.
故选:B.
4. 直线l:被圆C:截得的弦AB的长为( )
A. 4 B.
C. D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】利用圆的弦长公式求解即可.
【详解】由题意得圆心,半径 ,
圆心到的距离为,
所以.
故选:A
5. 在空间直角坐标系中,直线的一个方向向量为,平面的一个法向量为,则直线与平面所成的角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用向量的夹角公式即可求解.
【详解】设直线与平面所成的角为,
所以,
又,所以,
故选:C.
6. 一条光线从点出发,与x轴相交于点P,经过x轴反射后,反射光线经过点,则( )
A. 4 B. 5
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先求点关于x轴的对称点为,利用对称得到,利用两点间距离公式计算求解.
【详解】由题意得关于x轴的对称点为,
所以.
故选:D.
7. 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.
8. 已知圆,点,在圆上存在点,使得为钝角,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】设圆,在圆上存在点,使得为钝角,意味着点在圆内,等价于圆与圆相交,内切或内含,利用圆与圆的位置关系,列方程可得答案.
【详解】如图,设圆,当圆上存在一点在圆内时,为钝角,
所以点在圆内,等价于圆与圆相交,内切或内含,
,得.
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. 如图,在棱长为2的正四面体ABCD中,E,F,G分别是AB,AD,DC的中点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】利用向量的线性运算与数量积定义逐项分析即可.
【详解】对于,由题意得,错误;
对于,,正确;
对于,,正确;
对于,,错误.
故选:
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. 若正方体外接球的半径为,球心为O,E,F分别是AB,BC的中点,则( )
A. B. 直线OE与所成的角为
C. 点O到平面的距离为 D. 平面截球O所得截面的面积为
【答案】ABD
【解析】
【分析】设正方体的棱长为,根据正方体外接球的性质,列出方程求得,可判定A正确;以D为原点,建立空间直角坐标系,求得的夹角,可判定B正确;求得平面的法向量和,结合向量的距离公式,可判定C错误;设截面圆的半径为r,根据截面圆的性质,求得圆的半径,可判定D正确.
【详解】对于A中,设正方体的棱长为,可得对角线长为,
因为正方体外接球的半径为,所以,解得,所以,所以A正确.
对于B,以D为原点,DA,DC,所在直线分别为轴,建立空间直角坐标系,
如图所示,可得,,,,
所以,,则,
所以直线OE与所成的角为,所以B正确;
对于C,设平面的法向量为,则,
令,可得,,所以,
又由向量,所以点O到平面的距离为,所以C错误;
对于D,平面截球O所得的截面是一个圆,
设该圆的半径为r,则,
所以平面截球O所得截面的面积为,所以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. 某圆拱桥的圆拱的平面图如图所示,该圆拱的跨度,拱高.为加固该圆拱桥,现决定建造两根支柱(将支柱视为两条线段),且,则支柱的高度为___________m.
【答案】7
【解析】
【分析】利用待定系数法来求圆的方程,再通过坐标运算求高度即可.
【详解】
以为原点,建立平面直角坐标系,如图所示.
设该圆弧所在圆为圆.
将,的坐标代入圆的方程,得得
所以圆.当时,得或.
由图可知,支柱的高度为7m.
故答案为:7.
14. 在三棱柱中,的外心为,则的长为__________.
【答案】
【解析】
【分析】结合三角形的外接圆性质,运用基底法解决向量模长问题.
【详解】
设,由题意知,则
,得,得,
因为,
所以
.
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x轴、y轴上的截距;
(2)求过点,且与直线垂直的直线方程;
(3)求圆M:的圆心坐标与半径.
【答案】(1),;(2);(3),
【解析】
【分析】(1)根据题意,得到,结合截距式的概念,即可求解;
(2)设直线的方程为,将点的坐标代入求得的值,即可求解;
(3)化简圆的方程为,结合圆的标准方程,即可求解.
【详解】解:(1)由,可得,
所以直线在x轴、y轴上的截距分别为和.
(2)依题意,可设所求直线的方程为,将点的坐标代入得,
解得,所以所求直线的方程为.
(3)由,可得,
所以圆M的圆心坐标为,半径为.
16. 在直三棱柱中,,,,D是的中点,F是CD的中点,点E在线段上,且.以A为原点,AB,AC,所在直线分别为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
(1)直接写出C,D,E,F的坐标.
(2)证明:平面ABC.
(3)求点E到直线CD的距离.
【答案】(1),,,
(2)
证明:由(1)得,
直三棱柱中,可得平面,
所以平面的一个法向量为,可得,所以,
又因为平面,所以平面.
(3)
【解析】
【分析】(1)根据题意,求得的坐标,结合中点公式和,求得的坐标,即可得到答案.
(2)由(1)得和平面的一个法向量为,求得,得到,结合项目平行的判定定理,即可得证;
(3)由(1)得,向量,,结合距离公式,即可求解.
【小问1详解】
解:根据题设中的空间直角坐标系,可得,,
因为为的中点,可得,即,
又因为点在线段上,且,可得,
设,可得,
可得,所以.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
解:由(1)得,向量,,
所以点E到直线CD的距离为.
17. 已知直线,圆.
(1)证明:过定点.
(2)若与圆相切,求的方程.
(3)若点在圆上,求的取值范围.
【答案】(1)
由题意得.
由得
所以过定点.
(2)
或
(3)
【解析】
【分析】(1)整理的方程,通过解方程组求得定点坐标.
(2)结合与圆相切,利用点到直线的距离公式(或对直线的斜率进行分类讨论)来求得直线的方程.
(3)将问题转化为点和圆的位置关系,由此求得的取值范围.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
法一:
由题意得圆的圆心为,半径为1.
由,得或1.
故的方程为或.
法二:
由题意得圆的圆心为(0,1),半径为1.
当的斜率不存在时,直线与圆相切.
当的斜率存在时,设,即.
由,得,则.
故的方程为或.
【小问3详解】
由题意得,
表示点到点的距离的平方.
因为,
所以1.
故,
即的取值范围为.
18. 如图,在四棱锥-中,底面是边长为4的正方形,侧面是正三角形.面底面分别是的中点.
(1)证明:平面.
(2)求平面与底面夹角的余弦值.
(3)若分别是直线上的一个动点,求长度的最小值.
【答案】(1)
由为正三角形,为的中点,
所以,
又因为底面是正方形,
所以,
由平面平面,平面平面,平面,
所以平面,又平面,
所以,
又平面,
所以平面;
(2)
(3)长度的最小值为
【解析】
【分析】(1)利用线面垂直的判定定理即可得证;
(2)建立空间直角坐标系,求平面的法向量,利用向量的夹角公式即可求解;
(3)由点在直线上,设,点在直线上,设,计算,当时,最小,即,解出,进而得的坐标,利用求模公式即可求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
取中点为,连接,取的中点为,连接,则,
又平面,以为原点,分别以为轴,建立空间直角坐标系,如图,由,所以,所以,
所以,
所以,
设平面的法向量为,
所以,令,得,
显然为平面的一个法向量,
所以,
所以平面与底面夹角的余弦值为;
【小问3详解】
由,,
因为点在直线上,设,即,
又点在直线上,设,即,
所以,
当时,最小,
所以,
所以,
故,
所以长度的最小值为.
19. 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.
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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至第二章.
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. 在空间直角坐标系中,到Oxy平面的距离为2的点的坐标可能为( )
A. B.
C. D.
2. 倾斜角为钝角的直线l一定经过( )
A. 第一、三象限 B. 第二、四象限
C. 第一、二象限 D. 第二、三象限
3. 已知是空间的一个基底,则下列向量不共面的是( )
A. B.
C. D.
4. 直线l:被圆C:截得的弦AB的长为( )
A. 4 B.
C. D. 2
5. 在空间直角坐标系中,直线的一个方向向量为,平面的一个法向量为,则直线与平面所成的角为( )
A. B. C. D.
6. 一条光线从点出发,与x轴相交于点P,经过x轴反射后,反射光线经过点,则( )
A. 4 B. 5
C. D.
7. 若直线与曲线只有一个公共点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 已知圆,点,在圆上存在点,使得为钝角,则的取值范围为( )
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. 如图,在棱长为2的正四面体ABCD中,E,F,G分别是AB,AD,DC的中点,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. 若正方体外接球的半径为,球心为O,E,F分别是AB,BC的中点,则( )
A. B. 直线OE与所成的角为
C. 点O到平面的距离为 D. 平面截球O所得截面的面积为
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. 某圆拱桥的圆拱的平面图如图所示,该圆拱的跨度,拱高.为加固该圆拱桥,现决定建造两根支柱(将支柱视为两条线段),且,则支柱的高度为___________m.
14. 在三棱柱中,的外心为,则的长为__________.
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x轴、y轴上的截距;
(2)求过点,且与直线垂直的直线方程;
(3)求圆M:的圆心坐标与半径.
16. 在直三棱柱中,,,,D是的中点,F是CD的中点,点E在线段上,且.以A为原点,AB,AC,所在直线分别为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
(1)直接写出C,D,E,F的坐标.
(2)证明:平面ABC.
(3)求点E到直线CD的距离.
17. 已知直线,圆.
(1)证明:过定点.
(2)若与圆相切,求的方程.
(3)若点在圆上,求的取值范围.
18. 如图,在四棱锥-中,底面是边长为4的正方形,侧面是正三角形.面底面分别是的中点.
(1)证明:平面.
(2)求平面与底面夹角的余弦值.
(3)若分别是直线上的一个动点,求长度的最小值.
19. 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.
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