内容正文:
濮阳市一高高二年级(2024级)上学期第二次质量检测
数学试题
命题人:濮阳市一高数学命题中心
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. 经过点且与直线垂直的直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用直线垂直的性质设出直线方程,再代入点求解参数即可.
【详解】设与直线垂直的直线方程为,
将点代入,可得,解得,
可得所求直线方程为,故B正确.
故选:B.
2. 在空间四边形中,分别是的中点,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据向量的线性运算即可求解.
【详解】由题意易知是的中位线,即,
所以.
故选:C
3. 椭圆的焦距为( )
A. B. C. 2 D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据椭圆方程写出,利用公式即可求得.
【详解】由可得,则椭圆的长半轴长为短半轴长为,
则其焦距为.
故选:B.
4. 已知圆与圆恰有三条公切线,则( )
A. 15 B. 23 C. 21 D. 17
【答案】B
【解析】
【分析】将圆的方程化为标准方程形式,确定圆,圆的圆心和半径,根据条件可得两圆外切,结合圆的位置关系列方程求.
【详解】的标准形式为.
所以,圆的圆心为,半径为,
圆的圆心为,半径为,
因为两圆有三条公切线,所以两圆外切,
所以,解得.
故选:B.
5. 在空间直角坐标系中,已知,,,则点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由空间中点到直线的距离的向量求法求解即可.
【详解】依题意,得,.
因此在上得投影长为,
所以点到直线的距离为.
故选:B.
6. 已知点,,直线与线段相交,则实数的取值范围是( )
A. 或 B. 或
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由可求出直线过定点,作出图象,求出和,数形结合可得或,即可求解.
【详解】由可得:,
由可得,所以直线:过定点,
作出图象如图所示:
,,
若直线与线段相交,则或,
所以实数的取值范围是或,
故选:B
7. 自点发出的光线经过轴反射,其反射光线所在直线与圆相切,则满足条件的反射光线所在直线的斜率之积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】求出关于轴的对称点的坐标,求出过点圆的切线斜率乘积即可.
【详解】因为关于轴的对称点为,
题中反射光线与圆相切,即为过点的圆的切线,切线斜率显然存在,
设切线方程为,即,
圆标准方程为,即圆心为,半径为,
则,化简得,所以.
故选:D.
8. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,上顶点为P,离心率为.过点且垂直于的直线与C交于两点,,则( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】D
【解析】
【分析】由条件可得为正三角形,继而得出直线为线段的垂直平分线,写出直线的方程为并与椭圆方程联立,得到韦达定理,由利用弦长公式推出,结合图形将化简转化,利用椭圆的定义即可求得.
【详解】
如图,连接因为,即,,
因,则为正三角形.
又,则直线为线段的垂直平分线,故,,且,
故直线的方程为,代入椭圆的方程,得.
设,则,,
则,
解得,则,
.
故选:D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 已知平面过点,其法向量,则下列点在平面内的是( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【分析】根据条件,求出平面方程,在判断点是否在平面上.
【详解】方法一:根据题意,平面的方程为:,
即.
对A:因为,所以点在平面内,故A正确;
对B:因为,所以点不在平面内,故B错误;
对C:因为,所以点不在平面内,故C错误;
对D:因为,所以点在平面内,故D正确.
方法二:对A:设,则,因为,所以在平面内,故A正确;
对B:设,则,因为,所以点不在平面内,故B错误;
对C:设,则,因为,所以点不在平面内,故C错误;
对D:设,则,因为,所以点在平面内,故D正确.
故选:AD
10. 已知椭圆的两个焦点分别为是上任意一点,则( )
A. 的离心率为 B. 的最小值为3
C. 的周长为12 D. 的最大值为16
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据椭圆方程标准形式可判断A,,根据焦半径范围判断B,根据椭圆定义可判断C,根据基本不等式可判断D.
【详解】由椭圆可得:,
所以,故离心率为,故A正确;
根据椭圆焦半径取值范围可知:,故B错误;
根据椭圆的定义可知:的周长为,故C正确;
根据基本不等可得:,取等号条件是,故D正确;
故选:ACD.
11. 下列说法中错误的有( )
A. 若三条直线不能构成三角形,则实数所有可能的取值组成的集合为.
B. 若直线沿轴向左平移3个单位长度,再沿轴向上平移2个单位长度后,回到原来的位置,则该直线的斜率为.
C. 若圆上恰有2个点到直线的距离等于1,则的取值范围是.
D. 已知圆,点为直线上一动点,过点向圆引两条切线,、为切点,则四边形面积最小值为.
【答案】AD
【解析】
【分析】A选项,联立直线方程得到两直线的交点,有题意讨论,第三直线也过同一个交点,或第三直线分别与前两条直线平行,即可求得所有可能得取值组成的集合;B选项,先得到直线斜率一定存在,然后设直线方程,写出按题意平移后的直线方程,得到方程解得斜率;C选项,求出圆心到直线的距离,由题意列出不等式,解得半径的取值范围;D选项,由对称性先表示出四边的面积,通过边之间的关系找到何时面积取得最小值,求出面积最小值.
【详解】A选项,联立直线方程,解得,
①当点在直线上,即,;
②当两直线平行时,即,此时直线平行;
③当两直线平行时,即,此时直线平行;
∴实数所有可能的取值组成的集合为,A选项错误;
B 选项,当直线斜率不存在时,显然不成立,故直线斜率存在,
设直线,则平移后的直线方程为,即,
由题意可知,即,B选项正确;
C选项,圆心为,圆心到直线的距离,
要使得圆上恰有2个点到直线的距离等于1,
则,即,C选项正确;
对于D,圆的圆心,半径,
设四边形的面积为,根据对称性可知,
因为,所以当最小时,最小,也最小,
当垂直于直线时,最小,即,
此时,,故D错误.
故选:AD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 两平行直线与之间的距离为__________.
【答案】
【解析】
【分析】由平行直线间的距离公式求解
【详解】由两直线与平行可知,解得,
直线,即,
所以两直线之间的距离.
故答案为:
13. 已知空间向量,,则向量在向量上的投影向量是______.
【答案】
【解析】
【分析】利用投影向量的定义结合空间向量数量积的坐标表示计算即可.
【详解】空间向量,,则向量在向量上的投影向量为:
.
故答案为:
14. 如图,边长为1的正方形所在平面与正方形所在平面互相垂直,动点M,N分别在正方形对角线和上移动,且().则线段的长的最小值为________.
【答案】
【解析】
【分析】结合面面垂直的性质定理与线线垂直的性质定理可得,则可设,,结合向量线性运算可得;结合向量模长与数量积的关系,计算可得.
【详解】因四边形正方形,故,而平面平面,
平面平面,平面,故平面,
而平面,故.
设,则,其中,
由题设可得:
;
,故,
当且仅当即时等号成立,故
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. 已知的顶点坐标是,为的中点.
(1)求中线的方程;(用一般式表示)
(2)求经过点且在两坐标轴上截距相等的直线方程.(用一般式表示)
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)先求出点的坐标,再根据两点式方程即可得解;
(2)根据截距相等分类讨论,设出直线方程,代入点即可得解.
【小问1详解】
因为,所以,
故的方程是,即;
【小问2详解】
由直线在坐标轴上截距相等,
若直线过原点,设直线方程为,
代入,可得,所以直线方程,即;
若直线不过原点,设直线方程为,
代入,可得,
所以直线方程为,即.
综上,经过点且在两坐标轴上截距相等的直线方程为或.
16. 如图,长方体的底面是正方形,分别为的中点,.
(1)证明:平面.
(2)求二面角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)建立空间直角坐标系,由空间向量的坐标运算,即可证明线面平行;
(1)由空间向量的坐标运算结合二面角的公式代入计算,即可得到结果.
【小问1详解】
设,以为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,
设平面的法向量为,
则即
令,则.
证明:.
因为,所以,
平面,所以平面.
【小问2详解】
易知为平面的一个法向量,且.
.
易得二面角为锐角,所以二面角的余弦值为.
17. 已知动点到定点的距离与它到定点的距离之比为.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)若圆与轨迹相交于两点,线段长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)设,根据题意直接求解即可;
(2)联立两圆方程,求出公共弦方程,即可求出.
【小问1详解】
设,由题意得: ,
化简得:.
【小问2详解】
圆与圆的方程联立,得到方程组,
②-①,得,即为直线的方程.
圆心到直线的距离,
又圆的半径为,
∴由勾股定理,得,故.
18. 已知椭圆,,且的离心率为.
(1)求的标准方程;
(2)若,直线交椭圆于两点,且的面积为,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据椭圆的几何性质直接求解;
(2)结合韦达定理与题目条件,结合三角形面积公式即可得解.
【小问1详解】
由题意得:,即则,
所以的标准方程为:.
【小问2详解】
由题意设,
联立,消去得:,
则,
则,
可得,
设直线与轴的交点为,且,则,
故,解得.
19. 若集合A表示由满足一定条件的全体直线组成的集合,定义:若集合A中的每一条直线都是某圆上一点处的切线,且该圆上每一点处的切线都是A中的一条直线,则称该圆为集合A的包络圆.
(1)若圆是集合的包络圆.
(ⅰ)求a,b满足的关系式;
(ⅱ)若,求t的取值范围;
(2)若集合的包络圆为C,P是C上任意一点,判断y轴上是否存在定点M,N,使得,若存在,求出点M,N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(ⅰ);(ⅱ).
(2),或,
【解析】
【分析】(1)(i)根据所给新定义,利用圆心到直线距离等于半径得解;
(ii)转化为圆与直线有公共点列出不等式求解即可;
(2)根据新定义,可得出圆的方程,再设轴上存在定点,,使得,化简可知方程有解,求解即可得出点的坐标.
【小问1详解】
(ⅰ)因为圆:是集合的包络圆,
所以圆心到直线的距离为2,
所以.
(ⅱ)由及,可得圆与直线有公共点,
所以.
所以的取值范围是.
小问2详解】
设,由题意可知:点到直线的距离是与无关的定值,
所以为无关的定值.
所以,故,此时.
所以圆:.
设,则即.
假设轴上存在点、,使得,
即,
即恒成立,
所以,解得或.
所以,或,.
【点睛】关键点点睛:解决此类题目,关键在于理解所给的新定义,利用新定义去解决问题,对能力要求较高.
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命题人:濮阳市一高数学命题中心
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. 经过点且与直线垂直直线的方程为( )
A B.
C. D.
2. 在空间四边形中,分别是的中点,则等于( )
A. B. C. D.
3. 椭圆焦距为( )
A. B. C. 2 D.
4. 已知圆与圆恰有三条公切线,则( )
A. 15 B. 23 C. 21 D. 17
5. 在空间直角坐标系中,已知,,,则点到直线的距离为( )
A B. C. D.
6. 已知点,,直线与线段相交,则实数的取值范围是( )
A. 或 B. 或
C. D.
7. 自点发出的光线经过轴反射,其反射光线所在直线与圆相切,则满足条件的反射光线所在直线的斜率之积为( )
A. B. C. D.
8. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,上顶点为P,离心率为.过点且垂直于的直线与C交于两点,,则( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 已知平面过点,其法向量,则下列点在平面内的是( )
A. B. C. D.
10. 已知椭圆的两个焦点分别为是上任意一点,则( )
A. 的离心率为 B. 的最小值为3
C. 的周长为12 D. 的最大值为16
11. 下列说法中错误的有( )
A. 若三条直线不能构成三角形,则实数所有可能的取值组成的集合为.
B. 若直线沿轴向左平移3个单位长度,再沿轴向上平移2个单位长度后,回到原来的位置,则该直线的斜率为.
C. 若圆上恰有2个点到直线的距离等于1,则的取值范围是.
D. 已知圆,点为直线上一动点,过点向圆引两条切线,、为切点,则四边形面积最小值为.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 两平行直线与之间的距离为__________.
13. 已知空间向量,,则向量在向量上的投影向量是______.
14. 如图,边长为1的正方形所在平面与正方形所在平面互相垂直,动点M,N分别在正方形对角线和上移动,且().则线段的长的最小值为________.
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. 已知的顶点坐标是,为的中点.
(1)求中线的方程;(用一般式表示)
(2)求经过点且在两坐标轴上截距相等的直线方程.(用一般式表示)
16. 如图,长方体的底面是正方形,分别为的中点,.
(1)证明:平面.
(2)求二面角的余弦值.
17. 已知动点到定点的距离与它到定点的距离之比为.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)若圆与轨迹相交于两点,线段的长.
18. 已知椭圆,,且离心率为.
(1)求的标准方程;
(2)若,直线交椭圆于两点,且的面积为,求的值.
19. 若集合A表示由满足一定条件的全体直线组成的集合,定义:若集合A中的每一条直线都是某圆上一点处的切线,且该圆上每一点处的切线都是A中的一条直线,则称该圆为集合A的包络圆.
(1)若圆是集合的包络圆.
(ⅰ)求a,b满足的关系式;
(ⅱ)若,求t的取值范围;
(2)若集合的包络圆为C,P是C上任意一点,判断y轴上是否存在定点M,N,使得,若存在,求出点M,N的坐标;若不存在,请说明理由.
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