内容正文:
2025年秋季学期高二年级期中质量检测
卷数学
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、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. 若直线的倾斜角为,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由倾斜角和斜率的关系即可求解.
【详解】因为,所以直线的斜率为.
故选:C
2. 若直线与直线平行,则( )
A. 2 B. C. 1 D.
【答案】A
【解析】
【分析】两条直线平行,满足斜率相等,截距不相等,结合斜率和截距的公式即可计算出正确答案.
【详解】斜率相等:,解得:;
截距不相等:,解得:;
所以.
故选:.
3. 已知空间中三点,,,则( )
A. 7 B. C. 9 D.
【答案】B
【解析】
【分析】由向量数量积的坐标表示即可求解.
【详解】因为,,,
所以,则.
故选:B
4. 在空间直角坐标系中,关于轴的对称点为,关于平面的对称点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】确定对称点的坐标,由两点间距离公式即可求解.
【详解】关于轴的对称点为,
关于平面的对称点为,
则.
故选:B
5. 已知圆:与圆()内切,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】利用两圆位置关系列方程求解即可.
【详解】因为圆:的圆心,半径为1;
圆的圆心,半径为;
又,由题意,解得.
故选:D
6. 我国古代数学名著《九章算术》中,将底面为矩形且一侧棱垂直于底面的四棱锥称为阳马.如图所示,已知四棱锥是阳马,平面,若,,,且,为的中点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】结合空间向量线性运算,利用基底表示向量即可.
【详解】因为,所以,
因为,
所以
.
故选:A
7. 已知过点的直线与圆:相交于,两点,若,则的方程为( )
A. B.
C. 或 D.
【答案】C
【解析】
【分析】由直线斜率存在和不存在结合弦长公式即可求解.
【详解】圆的标准方程为,圆心,半径.
当的斜率不存在时,,此时的方程为;
当的斜率存在时,设的方程为,
由,解得,此时的方程为.
综上,直线的方程为或.
故选:C
8. 已知点,,圆:,若圆上存在点,使得为锐角,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由圆上存在一点,在以为直径的圆外,即可求解.
【详解】依题意,,且圆上存在一点,在以为直径的圆外,
设以为直径的圆的圆心为,半径.
设圆的圆心为,则,
所以,则.
故选: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. 下列四个命题为真命题的是( )
A. 经过定点且方向向量为的直线都可以用方程表示
B. 经过任意两个不同的点,的直线都可以用方程表示
C. 不经过原点的直线都可以用方程来表示
D. 方程不同时为零可以表示平面内的任意一条直线
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据题意,结合直线方程的形式,逐项分析判断,即可求解.
【详解】对于A,由直线方向向量为,可得该直线的斜率为,
又由直线过定点,可得直线方程为,所以A为真命题;
对于B,设是该直线的任意一点,则,,
由,可得,所以B为真命题;
对于C,不过原点但在轴或轴上无截距的直线()或()不能用方程表示,所以C为假命题.
对于D,直线的一般式方程不同时为零可以表示平面内的任意一条直线,所以D为真命题.
故选:ABD.
10. 若构成空间的一个基底,则下列向量能构成空间的一个基底的是( )
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据题意,利用空间向量的共面定理,列出方程组,结合方程组的解,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A,假设共面,则存在不全为0的实数,使得,
因为为空间的一个基底,所以 ,该方程组无解,假设不成立,
所以不共面,能构成空间的一个基底,所以A符合题意;
对于B,假定向量共面,则存在不全为0的实数,使得,该式显然不成立,所以向量不共面,能构成空间的一个基底.
对于C,假设共面,则存在不全为0的实数,
使得,则,解得,
所以共面,不能构成空间的一个基底,所以C不符合题意;
对于D,若共面,则存在不全为0的实数,
使得,则,该方程组无解,
所以不共面,能构成空间的一个基底,所以D符合题意.
故选:ABD.
11. 已知正四面体的棱长为,点,分别为和的重心,为线段上一动点,则下列结论正确的是( )
A. 若取得最小值,则
B. 若,则平面
C. 若平面,则三棱锥外接球的表面积为
D. 直线到平面的距离为
【答案】BD
【解析】
【分析】将正四面体放入正方体中,建立空间直角坐标系,设(),利用向量模的运算得,求解最值即可判断A;求出平面的法向量,利用向量法证明判断B;先利用向量法平面,再利用球的性质求解球的半径,代入球的表面积公式求解判断C;先利用向量法证得直线平面,然后利用向量法求得点到平面的距离,即可判断D.
【详解】将正四面体放入正方体中,
以为坐标原点,,,所在直线分别为轴、轴、轴,
建立如图所示的空间直角坐标系.
因为正四面体的棱长为,所以正方体的棱长为2,
则,,,.
因为点,分别为和的重心,
所以点的坐标为,点的坐标为,所以.
设(),则,
所以,即,
所以,.
对于A,因为,,
所以.
当,即点与点重合时,取得最小值,此时,A错误.
对于B,若,则,可得,从而.
设平面的法向量为,因为,,
所以取,得.
因为,所以平面,B正确.
对于C,若平面,由B可知,则,
,,
设平面的法向量为,因为,,
所以取,则.
因为,所以平面,
则三棱锥外接球的球心在直线上.
又因为点为等边三角形的重心,
所以点为等边三角形的外心,外接圆的半径为.
设三棱锥外接球的半径为,则,
即,解得,
所以三棱锥外接球的表面积为,C错误.
对于D,因为点的坐标为,点的坐标为,
所以,.
设平面的法向量为,因为,,
所以取,则.
因为,且直线平面,所以直线平面,
所以点到平面的距离即为直线到平面的距离,
则点到平面的距离,
即直线到平面的距离为,D正确.
故选:BD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 一条光线从点射出,经轴反射,反射光线刚好经过点,则反射光线所在直线的方程为______.
【答案】
【解析】
【分析】先求出点关于轴的对称点,然后求出反射光线所在直线的斜率,进而求出直线方程.
【详解】易知点关于轴的对称点为,
因为反射光线所在直线经过点和,
所以反射光线所在直线的斜率为,
所以反射光线所在直线的方程为.
故答案为:
13. 过点作圆的切线,切点为,则______.
【答案】5
【解析】
【分析】根据题意,求得,结合圆的切线长公式,即可求解.
【详解】由圆,可得圆心,半径为,
连接,因为是圆的切线,所以,
又因为,可得,
所以.
故答案为:.
14. 在三棱锥中,若,,,则点到平面的距离为______.
【答案】
【解析】
【分析】建系,由空间向量数量积的定义求得的坐标即可求解.
【详解】以为坐标原点,所在直线为轴,所在直线为轴,
建立如图所示的空间直角坐标系,则,,.
设点,则,,,
因为,所以,解得.
同理,即.
由,解得,故点到平面的距离为.
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. 已知直线:,直线:.
(1)若与平行,求的值;
(2)若与的交点位于第一象限,求的倾斜角的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据两直线平行斜率相等即可求解;
(2)联立方程求得交点坐标,然后利用第一象限点的坐标特征列不等式求得,然后结合角的范围,利用正切函数的性质求解角的范围.
【小问1详解】
直线:即,故直线的斜率为.
因为直线:与平行,所以.
【小问2详解】
由,解得,
因为与的交点在第一象限,所以,解得,
即,又,所以,
即的倾斜角的取值范围为.
16. 在平行六面体中,,,,设,,.
(1)求的值;
(2)若点,满足,,试用,,表示;
(3)求异面直线与所成角的余弦值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)结合已知条件,运用向量的数量积运算规则计算求解;
(2)结合已知条件,运用向量加减法运算规则计算求解;
(3)先求出向量,再求出,最后运用向量夹角余弦公式计算求解.
【小问1详解】
,,,,,
,,
又,
,,
.
【小问2详解】
,,
,,
又,
.
【小问3详解】
,
,
,
,
.
异面直线与所成角的余弦值为.
17. 如图,在四棱锥中,平面,底面是矩形,,,是的中点.
(1)证明:平面.
(2)若直线与底面所成的角为30°,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2).
【解析】
【分析】(1)由,即可求证;
(2)建系,求得直线方向向量和平面法向量,由夹角公式即可求解.
【小问1详解】
在矩形中,因为,,是的中点,
所以,
所以.
因为底面是矩形,所以,
所以,从而.
因为平面,平面,所以.
又,且都在平面内,
所以上平面.
【小问2详解】
因为平面,
所以为直线与底面所成的角,
则,因为,所以.
以为坐标原点,,,的方向分别为轴的正方向,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,取,得,
则.
设直线与平面所成的角为,
则,
即直线与平面所成角的正弦值为.
18. 已知点,,曲线是以线段为直径的圆.
(1)求的标准方程;
(2)若与曲线:有且仅有四个公共点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【解析】
【分析】(1)利用中点坐标公式先求中点坐标,再求半径,根据圆的标准方程即可求解;
(2)由曲线的方程为,得曲线恒过点,且是关于轴对称的两条射线,记轴上方的射线为,轴下方的射线为,利用点到直线的距离公式得,解出即可.
【小问1详解】
由中点坐标公式得的中点坐标为.
设圆的半径为,则,
的标准方程为;
【小问2详解】
由(1)知,曲线是以为圆心,2为半径的圆.
由曲线的方程为,得曲线恒过点,
且是关于轴对称的两条射线,如图所示.
记轴上方的射线为,轴下方的射线为.
因为在圆外部,所以只要轴上方的射线与有两个交点,
就能保证轴下方的射线与也有两个交点.
当时,曲线的方程为,易知.
设圆心到直线的距离为,
则,解得,
即当与有且仅有四个公共点时,的取值范围为.
19. 如图1,在矩形中,,,是的中点,把沿折起至的位置,变成如图2所示的四棱锥.
(1)设是的中点,证明:平面.
(2)设,在线段上是否存在点,使得平面与平面夹角的余弦值为?若存在,求出的长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)存在,或
【解析】
【分析】(1)取的中点,连接,.通过四边形是平行四边形,即可求证;
(2)建系,求得平面法向量,代入夹角公式即可求解.
【小问1详解】
证明:取的中点,连接,.
因为是的中点,是的中点,所以,且.
又,,所以,且,
所以四边形是平行四边形,则.
又平面平面,所以平面.
【小问2详解】
解:设的中点为,连接,.
因为,所以.
因为,,,
所以.
又,,所以,则.
因为,所以平面.
以为坐标原点,,所在直线分别为,轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,.
设,(),由,
得,,则.
,,
设平面的法向量为,
由得
令,得.
设平面的法向量为,
由得
令,得.
所以.
由,化简得,解得或,
所以存在点,且当或时,平面与平面夹角的余弦值为.
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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、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. 若直线的倾斜角为,则直线的斜率为( )
A. B. C. D.
2. 若直线与直线平行,则( )
A. 2 B. C. 1 D.
3. 已知空间中三点,,,则( )
A. 7 B. C. 9 D.
4. 在空间直角坐标系中,关于轴的对称点为,关于平面的对称点为,则( )
A. B. C. D.
5. 已知圆:与圆()内切,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
6. 我国古代数学名著《九章算术》中,将底面为矩形且一侧棱垂直于底面的四棱锥称为阳马.如图所示,已知四棱锥是阳马,平面,若,,,且,为的中点,则( )
A. B.
C. D.
7. 已知过点的直线与圆:相交于,两点,若,则的方程为( )
A. B.
C. 或 D.
8. 已知点,,圆:,若圆上存在点,使得为锐角,则实数的取值范围为( )
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. 下列四个命题为真命题的是( )
A. 经过定点且方向向量为的直线都可以用方程表示
B. 经过任意两个不同的点,的直线都可以用方程表示
C. 不经过原点的直线都可以用方程来表示
D. 方程不同时为零可以表示平面内的任意一条直线
10. 若构成空间的一个基底,则下列向量能构成空间的一个基底的是( )
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
11. 已知正四面体的棱长为,点,分别为和的重心,为线段上一动点,则下列结论正确的是( )
A. 若取得最小值,则
B. 若,则平面
C. 若平面,则三棱锥外接球的表面积为
D. 直线到平面的距离为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 一条光线从点射出,经轴反射,反射光线刚好经过点,则反射光线所在直线的方程为______.
13. 过点作圆的切线,切点为,则______.
14. 在三棱锥中,若,,,则点到平面的距离为______.
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. 已知直线:,直线:.
(1)若与平行,求的值;
(2)若与的交点位于第一象限,求的倾斜角的取值范围.
16. 在平行六面体中,,,,设,,.
(1)求的值;
(2)若点,满足,,试用,,表示;
(3)求异面直线与所成角的余弦值.
17. 如图,在四棱锥中,平面,底面是矩形,,,是的中点.
(1)证明:平面.
(2)若直线与底面所成的角为30°,求直线与平面所成角的正弦值.
18. 已知点,,曲线是以线段为直径的圆.
(1)求的标准方程;
(2)若与曲线:有且仅有四个公共点,求的取值范围.
19. 如图1,在矩形中,,,是的中点,把沿折起至的位置,变成如图2所示的四棱锥.
(1)设是的中点,证明:平面.
(2)设,在线段上是否存在点,使得平面与平面夹角的余弦值为?若存在,求出的长;若不存在,请说明理由.
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