内容正文:
九江市匡庐星瀚高级中学第三次月考高二数学试题
考试时长:120分钟 满分:150分
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,已知点,则( )
A. B. C. D. 5
2. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
3. 已知向量,若,则等于( )
A. B. C. 2 D. 4
4. 已知,直线,且,则的值为( )
A. 2 B. 1 C. D.
5. 设为实数,若方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
6. 如图,在长方体 中, , ,点 是棱 的中点,则点 到平面 的距离为( )
A. B.
C. D.
7. 已知,,直线与线段有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8. 下面三条直线,,不能构成三角形,则的集合是( )
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,有选错的得0分,部分选对的得部分分)
9. 在空间直角坐标系中,以下结论正确的是( )
A. 点关于x轴对称的点的坐标为
B. 点关于xOy平面对称的点的坐标为
C. 点关于原点对称的点的坐标为
D. 点到xOy平面的距离为4
10. 已知是椭圆的两个焦点,点在上且不在轴上,则( )
A. 椭圆的长轴长为10
B. 椭圆的离心率为
C. 椭圆的焦距为4
D. 的周长为18
11. 已知抛物线的焦点为,过点的直线与交于两点,则下列说法正确的是( )
A. 焦点到抛物线的准线的距离为4
B.
C. 若的中点的纵坐标为4,则
D. 若,则
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 在空间直角坐标系中,若,,且,则_____.
13. 已知抛物线的焦点为,点在上,若,则__________.
14. 已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在双曲线上,且,,则双曲线的离心率________.
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)将下列圆的方程化为标准方程,并写出圆的圆心和半径:
①;
②.
(2)在平面直角坐标系中.求经过三点的圆的方程.(用圆的一般方程表示)
16. 已知向量.
(1)求;
(2)求;
(3)求向量与的夹角.
17. 已知平行六面体.
(1)求的长度?
(2)求证:;
(3)求异面直线与所成角的余弦值.
18. 在底面是直角梯形的四棱锥中,,平面,若,求:
(1)异面直线与所成角的余弦值;
(2)直线与平面所成角的正弦值;
(3)二面角的余弦值;
19. 已知椭圆的长轴长为6,离心率.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线与椭圆相交于两点.
①若,求实数的值;
②当变化时,线段的中点是否恒在一条直线上?若是,请写出这条直线的方程,并证明你的结论,若不是,请说明理由.
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九江市匡庐星瀚高级中学第三次月考高二数学试题
考试时长:120分钟 满分:150分
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,已知点,则( )
A. B. C. D. 5
【答案】C
【解析】
【分析】根据空间两点距离公式即可得到答案.
【详解】.
故选:C.
2. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】求出直线的斜率,利用直线的斜率与倾斜角的关系可得结果.
【详解】该直线的斜截式方程为,则斜率为,所以该直线的倾斜角为.
故选:D
3. 已知向量,若,则等于( )
A. B. C. 2 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】由向量垂直的坐标表示即可求解.
【详解】因为,
可得:,
解得,
故选:B
4. 已知,直线,且,则的值为( )
A. 2 B. 1 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由直线垂直的充要条件列方程即可求解.
【详解】已知,直线,且,
则,所以.
故选:A.
5. 设为实数,若方程表示焦点在轴上的双曲线,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据方程表示焦点在轴上的双曲线列式计算求解.
【详解】方程表示焦点在轴上的双曲线,
由题意可得
解得,
故选:B.
6. 如图,在长方体 中, , ,点 是棱 的中点,则点 到平面 的距离为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】以D为坐标原点, 分别为x轴,y轴、z轴正方向建立空间直角坐标系,用向量法求解.
【详解】如图,
以D为坐标原点, 分别为x轴,y轴、z轴正方向建立空间直角坐标系,
则.
从而.
设平面的法向量为,
则,即,得,
令,则,
所以点E到平面的距离为.
故选:A.
7. 已知,,直线与线段有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先求出直线过的定点,再得到,,进而结合题意建立不等式,求解参数范围即可.
【详解】由,得.
令,解得,则直线经过定点,
则,,
如图,设直线的斜率为,则或,
即或,解得或.
因为当时,直线与线段也有交点,
所以的取值范围是,故A正确.
故选:A
8. 下面三条直线,,不能构成三角形,则的集合是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】三直线不能构成三角形时共有4种情况,即三直线中其中有两直线平行或者是三条直线经过同一个点,在这四种情况中,分别求出实数的值.
【详解】当直线平行于时,.
当直线平行于时,,
当 平行于时,,无解.
当三条直线经过同一个点时,把直线 与的交点,代入,
得,解得:或,
综上,满足条件的的集合为为.
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,有选错的得0分,部分选对的得部分分)
9. 在空间直角坐标系中,以下结论正确的是( )
A. 点关于x轴对称的点的坐标为
B. 点关于xOy平面对称的点的坐标为
C. 点关于原点对称的点的坐标为
D. 点到xOy平面的距离为4
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据空间中点的性质,逐一分析各个选项,即可得答案.
【详解】选项A:点关于x轴对称的点的坐标为,故A错误;
选项B:点关于xOy平面对称的点的坐标为,故B正确;
选项C:点关于原点对称的点的坐标为,故C正确;
选项D:点N到xOy平面的距离为4,故D正确.
故选:BCD
10. 已知是椭圆的两个焦点,点在上且不在轴上,则( )
A. 椭圆的长轴长为10
B. 椭圆的离心率为
C. 椭圆的焦距为4
D. 的周长为18
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据椭圆方程写出长轴长、焦距、离心率,结合椭圆的定义求焦点三角形的周长,即可得答案.
【详解】由椭圆方程知:,
所以椭圆长轴长为,焦距,离心率,A、B对,C错;
的周长为,D对.
故选:ABD
11. 已知抛物线的焦点为,过点的直线与交于两点,则下列说法正确的是( )
A. 焦点到抛物线的准线的距离为4
B.
C. 若的中点的纵坐标为4,则
D. 若,则
【答案】ABD
【解析】
【分析】对A,由抛物线方程求得焦点坐标和准线方程可求解判断;对BCD,设直线,设,则联立直线与抛物线,利用韦达定理求解判断.
【详解】对于A:抛物线的焦点,准线方程为:,
所以焦点到准线的距离为,A正确;
对于B:设直线,设,
则由得,
所以,
又由抛物线定义可得,
所以,B正确;
对于C:若的中点的纵坐标为,则,得,
所以,,C错误;
对于D:若,则,又,
所以,整理得,又,
所以,即,因为,所以,
所以,解得,
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. 在空间直角坐标系中,若,,且,则_____.
【答案】
【解析】
【分析】根据向量数量积求出,再由空间向量模计算即可.
【详解】因为,
所以,即,
所以,,
故答案为:
13. 已知抛物线的焦点为,点在上,若,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】通过焦半径公式计算出,再把点的坐标代入抛物线即可.
【详解】由抛物线定义可得,又,
所以,则,
所以抛物线的方程为,
因为点在上,
所以,又,则.
故答案为:
14. 已知双曲线的左、右焦点分别为,,点在双曲线上,且,,则双曲线的离心率________.
【答案】
【解析】
【分析】设,,由双曲线定义求出,求出,,由余弦定理求出,得到离心率.
【详解】设,,由双曲线定义可得,
即,所以,,
又,,
在中,由余弦定理得,
即,解得,故离心率,
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)将下列圆的方程化为标准方程,并写出圆的圆心和半径:
①;
②.
(2)在平面直角坐标系中.求经过三点的圆的方程.(用圆的一般方程表示)
【答案】
(1)①标准方程为,
故圆的圆心为,半径为3;
②圆即为,其标准方程为,
故圆的圆心为,半径为;
(2)圆的方程为
【解析】
【分析】(1)化①②的圆的方程为标准方程,再写出圆心、半径即得.
(2)设所求圆的一般方程为,将三个点的坐标代入圆的一般方程,可得出关于、、的方程组,解出这三个未知数的值,可得出圆的方程,进而可求得圆心坐标和半径.
【详解】(1)略
(2)设所求圆的一般方程为,
由题意可得,解得,
所以,所求圆的方程为,
该圆的标准方程为,圆心为,半径为1.
16. 已知向量.
(1)求;
(2)求;
(3)求向量与的夹角.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据空间向量的坐标运算及向量模的坐标表示求解;
(2)根据空间向量的数量积的坐标运算求解;
(3)根据空间向量垂直的坐标表示计算即可得解.
【小问1详解】
∵,
,
.
【小问2详解】
,
,
则.
【小问3详解】
,
,
,
则,
所以向量与的夹角为.
17. 已知平行六面体.
(1)求的长度?
(2)求证:;
(3)求异面直线与所成角的余弦值.
【答案】(1);
(2)
,
则,则.
(3)
【解析】
【分析】(1)首先写出,再根据向量数量积的运算律即可得到答案;
(2)利用基底法得,再计算数量积为0即可;
(3)首先写出,再求出相关数量积和模长,最后根据数量积的夹角公式即可得到答案.
【小问1详解】
设,,
,,,
则
.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
,
则,
而
则,
则异面直线与所成角的余弦值为.
18. 在底面是直角梯形的四棱锥中,,平面,若,求:
(1)异面直线与所成角的余弦值;
(2)直线与平面所成角的正弦值;
(3)二面角的余弦值;
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)建立空间直角坐标系,表示直线的方向向量,利用坐标法求异面直线所成角;
(2)表示直线的方向向量及平面的法向量,利用坐标法可得线面角;
(3)表示两平面的法向量,利用坐标法可得二面角.
【小问1详解】
由题意,平面,,
建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,,
所以,,
则,
所以异面直线与所成角的余弦值为.
【小问2详解】
由(1)的,,,
设平面的一个法向量为,
则,令,得,
所以,
则直线与平面所成角的正弦值为.
【小问3详解】
由(1)知,,
设平面的一个法向量为,
则,令,得,
而平面的一个法向量为,
所以,
由图可知,二面角为锐二面角,
所以二面角的余弦值为.
19. 已知椭圆的长轴长为6,离心率.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)直线与椭圆相交于两点.
①若,求实数的值;
②当变化时,线段的中点是否恒在一条直线上?若是,请写出这条直线的方程,并证明你的结论,若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①;
②变化时,线段的中点恒在上,
理由如下:设,则,
由①知,
所以,
消去可得,
所以变化时,线段的中点恒在上.
【解析】
【分析】(1)由长轴长为6,得出的值,再根据离心率结合已知得出的值即可得出椭圆的方程;
(2)①画图,联立方程组,由直线与椭圆相交于两点得出,解得的取值范围,再根据题意建立方程组解出的值即可得出结论;②当变化时,根据题意可以得出结论即直线方程.
【小问1详解】
因为椭圆的长轴长为6,
所以有,
又因为椭圆的离心率,
所以有,
所以,
所以该椭圆的标准方程为:.
【小问2详解】
①如图所示:
将直线方程与椭圆方程联立:,
化简整理得:,
因为直线与椭圆相交于两点,
所以有,
设,
则有,
,
即,
所以实数的值为
②略
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