内容正文:
高2024级高二上期第三学月考试
数学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上.
2.考生必须保持答题卡的整洁.
第I卷 选择题(58分)
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,两点的直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用两点求出直线斜率即可得解.
【详解】设倾斜角为,因为,所以,又,所以.
故选:D
2. 样本数据:11,12,15,13,17,18,16,22,36,30的第70百分位数是( )
A. 16 B. 19 C. 20 D. 22
【答案】C
【解析】
【分析】利用百分位数的定义进行求解.
【详解】共有10个数,,故从小到大排列,选择第7个数和第8个数的平均数作为第70百分位数,即20为第70百分位数.
故选:C.
3. 过、两点的直线方程是 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据直线的截距式定义求解.
【详解】根据截距式方程得出
过、两点的直线方程是 .
故选:A.
4. 若方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围为( )
A. B. 且
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据方程表示椭圆且焦点在轴上,列出不等式求参数范围.
【详解】由题意.
故选:C
5. 若点在圆:的外部,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】直接代入点坐标并结合二元二次方程为圆的条件即可得到不等式组,解出即可.
【详解】由题意得,解得.
故选:C.
6. 若方程表示圆,则的取值范围是( )
A. B. C. D. R
【答案】D
【解析】
【分析】根据圆的判别式计算直接得出结果.
【详解】因为该方程表示圆,
所以,
所以.
故选:D
7. 若直线被圆截得的弦长为2,则的最小值为( )
A. B. C. 2 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】利用半径、圆心到直线的距离、弦长的一半构成的直角三角形可得,再利用基本不等式可得答案.
【详解】圆化为标准方程为,
所以圆心坐标为,半径为,
可得圆心到直线的距离为,
若直线被圆截得的弦长为2,
则,整理得,即,
又,所以
,
当且仅当即时等号成立,
则的最小值为2.
故选:C.
8. 如图所示,在平行六面体中,,则的值为( )
A. 1 B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用平面向基本定理可得,,利用向量的数量积的运算律可求解.
【详解】因为,,
所以
.
故选:A.
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3分,有选错的得0分.
9. 已知空间向量,,则下列选项正确的是( )
A. B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】BD
【解析】
【分析】根据模长公式即可求解A,根据垂直的坐标关系即可求解B,根据平行满足的坐标关系即可求解C,根据夹角公式即可求解D.
【详解】A:,A错误;
B:由知,,解得,B正确;
C:由知,,解得,C错误;
D:若,,则,D正确.
故选:BD
10. 在正方体中,下列说法正确的是 ( )
A. 异面直线与所成的角为
B. 直线与底面所成的角为
C. 直线与垂直
D. 二面角 大小为
【答案】ACD
【解析】
【分析】应用线线平行得出异面直线所成角判定A,应用线面角定义计算判断B,先证明线面垂直得出线线垂直判断C,根据二面角定义计算判断D.
【详解】对于A,连接,
因为,所以是平行四边形,则
是异面直线与 所成的角,
,是等边三角形,
异面直线 与所成的角为,故A正确;
对于B,底面,直线 与底面所成的角为,
,故B错误;
对于C,连接,
平面,
平面,平面,,故C正确;
对于D,平面,是二面角 的平面角,
二面角 大小为 ,故D正确.
故选:ACD.
11. 已知椭圆的左、右焦点分别为、,直线交椭圆C于A、B两点,P为椭圆C上的一动点,则( )
A. 当时,四边形的周长为定值8
B. 当为直角三角形时,
C. 当直线PA,PB的斜率都存在时,其斜率之积为
D. 当直线与的斜率之差为2时,
【答案】ACD
【解析】
【分析】由题意,根据椭圆的定义即可判断A;当时,求出点P的坐标,代入三角形面积公式中即可判断B;设出A,B,P的坐标,结合斜率公式即可判断C;将直线与的斜率之差表述出来,结合点P在椭圆上,可得,代入三角形面积公式中即可判断D.
【详解】
对于A:因为椭圆,所以,,,即,,
则四边形的周长为,正确;
对于B:当时,设,
因为点P在椭圆上,解得,取,则,错误;
对于C:因为直线交椭圆C于A,B两点,所以A,B两点关于原点对称,
设,,,
因为,两式相减并整理得,
因为,,所以,正确;
对于D:易知,,
所以,整理得,
因为点P在椭圆上,所以,解得,
则,正确.
故选:ACD
第II卷 非选择题(92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 圆的半径大小为___________.
【答案】
【解析】
【分析】将圆的一般方程化为标准方程即可求解.
【详解】将圆的一般方程化为标准方程为,
所以圆的半径大小为.
故答案为:.
13. 两平行线,之间的距离为____________.
【答案】
【解析】
【分析】将直线方程化为,再根据两平行线间的距离公式计算即可.
【详解】直线方程可化为,
所以两平行线,之间的距离为.
故答案为:.
14. 三棱锥中,,,面面,,以的边所在直线为旋转轴将旋转,则在旋转过程中,的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】根据题意找出点的位置,建立空间直角坐标系找出点到所在平面距离,将问题转化到平面上,求出点在平面上的射影到点距离的最大值和最小值,再根据勾股定理求出的最大值和最小值,得到答案.
【详解】取的中点,的中点,连;由等腰三角形的性质,,由已知平面与平面垂直,可得平面,进而可得出,,两两垂直,如图建立坐标系:
根据几何关系,可求出坐标:,,,,.
不妨记旋转过程中点所在的平面为,由题目已知,在旋转过程中,点在平面截以为圆心,为半径的球所得到的圆上.
记点在内的射影为,到平面的距离为垂线段的长度,记该距离为.
由,可用坐标法计算点到平面的距离为:
,由勾股定理,
由几何关系,,可知当最小时,最小;最大时,最大.
在平面上的几何关系如下图:
可得的最大值为,最小值为,的最大值为,最小值为.
故答案为:
【点睛】易错点睛:本题的难点和易错点在于找到点的范围,易犯错误为将点的范围扩大为以为圆心,半径为的整个球面.
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. 已知的三个顶点的坐标分别为,,.
(1)设为的中点,求直线的方程;
(2)求的面积.
【答案】(1)
(2)8
【解析】
【分析】(1)先确定中点的坐标,根据两点确定直线的斜率,利用直线方程的点斜式写出直线方程.
(2)法一:确定直线的方程及,利用点到直线的距离求三角形的高,再求三角形面积;
法二:通过判断直线与的关系,可得为直角三角形,利用直角三角形的面积的计算方法求三角形面积.
法三:利用行列式的方法求三角形面积.
【小问1详解】
的中点的坐标为. 所以直线的斜率.
所以直线的方程为,即.
【小问2详解】
法一:
因为,所以直线的方程为,即.
所以点到直线的距离.
因为,
所以.
法二:
因为,,
所以.
所以.
因为,
,
所以.
法三:由题意:.
16. 文明城市是反映城市整体文明水平的综合性荣誉称号,作为普通市民,既是文明城市的最大受益者,更是文明城市的主要创造者,我市为提高市民对文明城市建设的认识,举办了“创建文明城市”知识竞赛,从所有答卷中随机抽取100份作为样本(满分100分,成绩均为不低于40分的整数)分成六段:[40,50),[50,60),…,[90,100],得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中的值;
(2)若从成绩位于区间[80,90)和[90,100]的答卷中,采用分层随机抽样,抽取7份,再从这7份中随机抽取两份,求这两份答卷的成绩都落在[80,90)的概率;
(3)已知落在的平均成绩是56,方差是7,落在的平均成绩为65,方差是4,求两组成绩的总平均数和总方差
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【分析】(1)根据频率之和为1求的值.
(2)根据分层抽样的概念,古典概型概率公式求解即可.
(3)根据加权平均数与方差公式计算即可.
【小问1详解】
由题意,解得:.
【小问2详解】
由题可知,成绩在区间的频数为:;
成绩在区间的频数为:.
利用分层抽样,从中抽取7份,成绩在的频数为,成绩在的频数为.
再从这7份答卷中随机抽取两份,这两份答卷的成绩都落在的概率为:.
【小问3详解】
因为落在与的频率比为,
所以,.
17. 已知点,圆,点在圆上运动,的垂直平分线交于点.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)直线与曲线交于两点,且中点为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由椭圆的定义求解,
(2)由点差法得直线斜率后求解,
【小问1详解】
由题可知,
则
由椭圆定义知的轨迹是以、为焦点,且长轴长为的椭圆,
∴,∴
∴的轨迹方程为:
【小问2详解】
设,∵ 都在椭圆上,
∴ ,,相减可得,
又中点为,∴ ,
∴ ,即直线的斜率为,
∴直线的方程为,即,
因为点在椭圆内,所以直线与椭圆相交于两点,满足条件.
故直线的方程为.
18. 椭圆过点且离心率为,为椭圆的右焦点,过的直线交椭圆于,两点,定点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若面积为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)待定系数法求解出的值,则椭圆的方程可知;
(2)设出直线的方程,联立直线的方程与椭圆方程得到纵坐标的韦达定理形式,根据,代入韦达定理求解出参数值,则直线的方程可知.
【小问1详解】
由题意可知,解得,
所以椭圆的方程为.
【小问2详解】
当直线的斜率为时,显然不符合题意;
因为,设,
联立,可得,
则,
,
因为,
所以,解得,
所以直线的方程.
19. 如图,等腰梯形的高为2,,,是上靠近的三等分点,如图①所示,将沿折起到的位置,使得,如图②所示,点在棱上.
(1)求证:直线平面;
(2)若是的中点,求直线与平面所成角的正弦值;
(3)若平面与平面所成的锐二面角为45°,求的值.
【答案】(1)在图①中,过作,垂足为,
则,可知点与点重合,即,
在图②中,可得,
又因为,,平面,
所以直线平面.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据题意可知,进而可得,结合线面垂直的判定定理分析证明;
(2)建系标点,求平面的法向量,利用空间向量求线面夹角;
(3)设,求平面的法向量,利用空间向量结合面面夹角运算求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)可知:直线平面,,
以为坐标原点,分别为轴,建立空间直角坐标系,
则,
若是的中点,则,
可得,
设平面的法向量为,则,
令,则,可得,
则,
所以直线与平面所成角的正弦值为.
【小问3详解】
由(2)可知:,
因为点在棱上,设,
则,
设平面的法向量,则,
令,则,可得,
由题意可得:,
整理可得,解得或(舍去),
所以.
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高2024级高二上期第三学月考试
数学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上.
2.考生必须保持答题卡的整洁.
第I卷 选择题(58分)
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,两点的直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 样本数据:11,12,15,13,17,18,16,22,36,30的第70百分位数是( )
A. 16 B. 19 C. 20 D. 22
3. 过、两点的直线方程是 ( )
A. B. C. D.
4. 若方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围为( )
A. B. 且
C. D.
5. 若点在圆:的外部,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
6. 若方程表示圆,则的取值范围是( )
A. B. C. D. R
7. 若直线被圆截得的弦长为2,则的最小值为( )
A. B. C. 2 D. 4
8. 如图所示,在平行六面体中,,则的值为( )
A. 1 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3分,有选错的得0分.
9. 已知空间向量,,则下列选项正确的是( )
A. B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
10. 在正方体中,下列说法正确的是 ( )
A. 异面直线与所成的角为
B. 直线与底面所成的角为
C. 直线与垂直
D. 二面角 大小为
11. 已知椭圆的左、右焦点分别为、,直线交椭圆C于A、B两点,P为椭圆C上的一动点,则( )
A. 当时,四边形的周长为定值8
B. 当为直角三角形时,
C. 当直线PA,PB的斜率都存在时,其斜率之积为
D. 当直线与的斜率之差为2时,
第II卷 非选择题(92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 圆的半径大小为___________.
13. 两平行线,之间的距离为____________.
14. 三棱锥中,,,面面,,以的边所在直线为旋转轴将旋转,则在旋转过程中,的取值范围是______.
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. 已知的三个顶点的坐标分别为,,.
(1)设为的中点,求直线的方程;
(2)求的面积.
16. 文明城市是反映城市整体文明水平的综合性荣誉称号,作为普通市民,既是文明城市的最大受益者,更是文明城市的主要创造者,我市为提高市民对文明城市建设的认识,举办了“创建文明城市”知识竞赛,从所有答卷中随机抽取100份作为样本(满分100分,成绩均为不低于40分的整数)分成六段:[40,50),[50,60),…,[90,100],得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中的值;
(2)若从成绩位于区间[80,90)和[90,100]的答卷中,采用分层随机抽样,抽取7份,再从这7份中随机抽取两份,求这两份答卷的成绩都落在[80,90)的概率;
(3)已知落在的平均成绩是56,方差是7,落在的平均成绩为65,方差是4,求两组成绩的总平均数和总方差
17. 已知点,圆,点在圆上运动,的垂直平分线交于点.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)直线与曲线交于两点,且中点为,求直线的方程.
18. 椭圆过点且离心率为,为椭圆的右焦点,过的直线交椭圆于,两点,定点.
(1)求椭圆的方程;
(2)若面积为,求直线的方程.
19. 如图,等腰梯形的高为2,,,是上靠近的三等分点,如图①所示,将沿折起到的位置,使得,如图②所示,点在棱上.
(1)求证:直线平面;
(2)若是的中点,求直线与平面所成角的正弦值;
(3)若平面与平面所成的锐二面角为45°,求的值.
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