内容正文:
高二年级数学学科
期末模拟定时检测
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. 直线的一个方向向量是( )
A. B. C. D.
2. 数列的一个通项公式是( )
A. B.
C. D.
3. 已知曲线,则“”是“曲线C是椭圆”的( )
A. 充要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 已知抛物线的焦点为,点在上.若到直线的距离为5,则( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
5. 已知向量,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
6. 已知实数,满足,则的最大值是( )
A. B. C. D.
7. 如图正方体,中,点、分别是、的中点,为正方形的中心,则( )
A. 直线与是异面直线 B. 直线与是相交直线
C. 直线与互相垂直 D. 直线与所成角的余弦值为
8. 已知数列是以1为首项,2为公差的等差数列,是以1为首项,3为公比的等比数列,则( )
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. 数列的前项和为,已知,则( )
A. 是递增数列
B.
C. 当时,
D. 当或4时,取得最大值
10. 在平面直角坐标系中,过圆外的动点作圆的两条切线,切点为,则下列结论正确的有( )
A. 若点,则四边形的面积是
B. 若点,则四边形的外接圆方程是
C. 若点在直线上,则所在圆的直径的最小值是
D. 当取得最小值时,点到圆心的距离为
11. 为抛物线上一点,为的焦点,直线的方程为,则( )
A. 若,则的最小值为3
B. 点到直线的距离的最小值为
C. 若存在点,使得过点可作两条相互垂直的直线与圆都相切,则的取值范围为
D. 过直线上一点作抛物线的两条切线,切点分别为,,则到直线距离的最大值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.其中第14题第一个空填对得2分,第二个空填对得3分.
12. 若双曲线()的离心率为,则其渐近线方程为_____________
13. 动直线与动直线相交于点,则的最小值为__________.
14. 已知圆,点在直线上运动,直线与圆相切,切点为,当最小时,弦所在直线的斜率为___________.
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. 如图,在平行六面体中,且.
(1)求的长度;
(2)求证:平面
16. 已知数列为递增的等差数列,数列为等比数列,满足,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
17. 已知圆经过两点,圆心在直线上,一条光线从点射出,经轴反射后,与圆相切.求
(1)求圆的标准方程.
(2)反射后光线所在直线的方程.
18. 如图,在四棱锥中,底面是正方形,侧面底面,,,,分别为棱,的中点.
(1)求异面直线与所成角的余弦值;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
19. 已知双曲线的虚轴长为2,其中一条渐近线方程为.且,分别是双曲线的左、右顶点.
(1)求双曲线的方程;
(2)设过点的动直线交双曲线右支于,两点,若直线,的斜率分别为,.
①试探究与的比值是否为定值.若是定值,求出这个定值;若不是定值,请说明理由;
②设,,,若,(),求的面积.
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高二年级数学学科
期末模拟定时检测
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. 直线的一个方向向量是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据直线的斜率先得到直线的一个方向向量,然后根据方向向量均共线,求解出结果.
【详解】因为直线的斜率为,所以直线的一个方向向量为,
又因为与共线,所以的一个方向向量可以是,
故选:A.
2. 数列的一个通项公式是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用代值法,计算等是否符合通项公式.
【详解】对于A,,A不符合题意;
对于B,,B不符合题意;
对于C,,C符合题意;
对于D,,D不符合题意.
故选:C
3. 已知曲线,则“”是“曲线C是椭圆”的( )
A. 充要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】根据已知曲线的方程和椭圆的方程特点,结合充分条件和必要条件的判定即可
【详解】若曲线是椭圆,则有:
解得:,且
故“”是“曲线C是椭圆”的必要不充分条件
故选:C
4. 已知抛物线的焦点为,点在上.若到直线的距离为5,则( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
【答案】A
【解析】
【分析】根据抛物线方程得到其准线方程,结合题意可得到准线的距离为3,进而结合抛物线定义即可求解.
【详解】抛物线的准线方程为,
因为到直线的距离为5,所以到准线的距离为3,则.
故选:A.
5. 已知向量,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据投影向量的计算方法求得正确答案.
【详解】向量在向量上的投影向量为.
故选:A
6. 已知实数,满足,则的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】写出圆的标准方程,利用三角换元转化为三角函数求最大值即可.
【详解】由,可得,
设,,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
故选:D.
7. 如图正方体,中,点、分别是、的中点,为正方形的中心,则( )
A. 直线与是异面直线 B. 直线与是相交直线
C. 直线与互相垂直 D. 直线与所成角的余弦值为
【答案】C
【解析】
【分析】根据空间直线的位置关系判断直线与,是否异面,用向量法求异面直线所成角.即可得到答案.
【详解】在正方体中,点分别是的中点,为正方形的中心,易知四边形为平行四边形,所以相交,故A不正确.
若直线是相交直线,则直线相交或平行,这与题意不符合,故B不正确.
以分别为轴建立空间坐标系,设正方体的棱长为2,如图
则,
则,,,
, ,故C正确.
,故D不正确.
故选:C
8. 已知数列是以1为首项,2为公差的等差数列,是以1为首项,3为公比的等比数列,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据等差等比数列的通项以及等比求和公式即可求解.
【详解】由题意可得,
所以,
所以,
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. 数列的前项和为,已知,则( )
A. 是递增数列
B.
C. 当时,
D. 当或4时,取得最大值
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据求出数列通项判断A,B,C,再结合二次函数的对称性判断D.
【详解】A选项,当时,,又,
所以,因为,则是递减数列,故A错误;
B选项,由可得,故B正确;
C选项,令,解得,故C正确;
D选项,因为的对称轴为,开口向下,又,所以当或4时,取得最大值,故D正确.
故选:BCD.
10. 在平面直角坐标系中,过圆外的动点作圆的两条切线,切点为,则下列结论正确的有( )
A. 若点,则四边形的面积是
B. 若点,则四边形的外接圆方程是
C. 若点在直线上,则所在圆的直径的最小值是
D. 当取得最小值时,点到圆心的距离为
【答案】AC
【解析】
【分析】对于A,即可求解;对于B,由四边形的外接圆的直径是,即可求解;对于C,当与直线垂直时,直径最小,即可求解;对于D,由到圆心的距离为,确定 为正方形,可判断;
【详解】若,则,又,,,
所以,所以,A正确;
四边形的外接圆直径是,若,则,圆心为,
故外接圆方程是,B不正确;
因为原点O到直线的距离为,
所以当为垂足时,以为直径的圆的直径最小,为,C正确;
若点到圆心O的距离为,易得:,此时四边形是正方形,此时,
易知,当时,,,故D不正确,
故选:AC.
11. 为抛物线上一点,为的焦点,直线的方程为,则( )
A. 若,则的最小值为3
B. 点到直线的距离的最小值为
C. 若存在点,使得过点可作两条相互垂直的直线与圆都相切,则的取值范围为
D. 过直线上一点作抛物线的两条切线,切点分别为,,则到直线距离的最大值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用抛物线的定义,结合几何法可判断A,利用点到直线的距离公式,结合二次函数可判断B,利用切线问题转化为到圆心的距离问题,再结合二次函数可判断C,设,切点,,的斜率为,得到,再得到切点弦直线方程,进而得到直线过定点,即可判断D.
【详解】
由可得:,焦点,准线方程为,
过点作准线的垂线,垂足为,
则,故A正确;
设抛物线上的动点,则由点到直线的距离公式可得:
,故B错误;
设存在点P,使得过点P可作两条垂直的直线与圆相切,圆心,
则,即,
从而把问题转化为抛物线上存在点P到点的距离为,设,
则,
即,故C正确;
设,切点,,的斜率为,
由题意知切线斜率存在,设为,
联立得,
,即,
,
原方程为,
,
所以切线方程为:,即,
同理切线方程为:,
由于切线与切线相交于点,
所以有:与成立,
由于切点满足直线方程,
即直线方程为:,因为,
则,即,
所以直线恒过定点,
故到直线距离的最大值为,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.其中第14题第一个空填对得2分,第二个空填对得3分.
12. 若双曲线()的离心率为,则其渐近线方程为_____________
【答案】
【解析】
【分析】根据离心率,结合双曲线参数关系求得,再由双曲线渐近线求法写出渐近线方程.
【详解】由题设,则,而双曲线的渐近线为,
所以渐近线方程为.
故答案为:
13. 动直线与动直线相交于点,则的最小值为__________.
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知,动直线经过定点,
动直线经过定点,
因为两直线,始终垂直,点C是两条直线的交点,
所以有,所以点C的轨迹方程是,
所求可以看成点C与点连线的斜率,
如图象,求出过M点的切线斜率即可,设切线为,即.
根据相切的条件构造方程,即,解得.
可得最小值为.
故答案为:.
14. 已知圆,点在直线上运动,直线与圆相切,切点为,当最小时,弦所在直线的斜率为___________.
【答案】1
【解析】
【分析】根据给定条件,利用切线长定理确定直线与直线的位置关系,再求出直线的斜率.
【详解】由直线与圆相切,得,且,
当且仅当最小时,最小,此时,因此,
所以直线的斜率.
故答案为:1
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. 如图,在平行六面体中,且.
(1)求的长度;
(2)求证:平面
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)设,根据条件求出的值,然后利用向量基底表示出,利用向量模公式求解;
(2)利用向量法证明,然后利用线面垂直判定定理证明即可.
【小问1详解】
设,
由于,即,所以,
同理可得,由题意可得,
所以.
【小问2详解】
因为,
所以
,
所以,同理可证,
又因为平面,
所以平面.
16. 已知数列为递增的等差数列,数列为等比数列,满足,,.
(1)求数列,的通项公式;
(2)令,求数列的前项和.
【答案】(1);
(2)
【解析】
【分析】(1)设公差和公比,根据条件列方程组求解,最后根据等差、等比数列的通项公式求出;
(2)利用分组求和、等差数列和等比数列的求和公式计算.
【小问1详解】
设数列的公差为,数列的公比为,
因为,,所以,,
又,所以,,得,,
所以,,
即数列的通项公式为,数列的通项公式为;
【小问2详解】
因为,
所以由(1)可得,
.
17. 已知圆经过两点,圆心在直线上,一条光线从点射出,经轴反射后,与圆相切.求
(1)求圆的标准方程.
(2)反射后光线所在直线的方程.
【答案】(1)
(2).
【解析】
【分析】(1)设圆的标准方程为,将两点A、B代入圆的方程,且圆心在直线上,将圆心坐标代入直线方程,方程组求解即可;
(2)根据对称的相关性质求出点关于轴的对称点,将问题转化为过的直线与圆相切,分别讨论斜率是否存在,根据直线的点斜式方程结合相切时点到直线的距离等于半径,解出斜率即可.
【小问1详解】
设圆的标准方程为.
由题知,解得.
因此,圆的标准方程为:.
【小问2详解】
点关于轴的对称点为.
反射光线可看作从出发并与圆相切的直线.
设反射光线的斜率为,则其方程为.
圆心到该直线的距离等于半径1,即.
解得即直线为(此时光线平行于轴,不符合反射的情景,舍去),.
当斜率不存在时,直线到圆心的距离为1,与圆相切.
因此,反射后光线所在直线的方程为:.
18. 如图,在四棱锥中,底面是正方形,侧面底面,,,,分别为棱,的中点.
(1)求异面直线与所成角的余弦值;
(2)求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由面面垂直的性质可得底面,建立空间直角坐标系,由异面直线向量法计算即可;
(2)由面面角向量法计算即可.
【小问1详解】
∵侧面底面,侧面底面,,
底面,
∵底面,,
以为原点,,,所在直线分别为轴、轴、轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,
,,
∴异面直线与所成角的余弦值为.
【小问2详解】
由(1)得,.
设平面的法向量为,
则令,则,,
得平面的法向量为.
易得平面的一个法向量为,
∴平面与平面夹角的余弦值为.
19. 已知双曲线的虚轴长为2,其中一条渐近线方程为.且,分别是双曲线的左、右顶点.
(1)求双曲线的方程;
(2)设过点的动直线交双曲线右支于,两点,若直线,的斜率分别为,.
①试探究与的比值是否为定值.若是定值,求出这个定值;若不是定值,请说明理由;
②设,,,若,(),求的面积.
【答案】(1)
(2)①定值,②
【解析】
【分析】(1)设出双曲线方程,结合渐近线方程及虚轴长求解即可.
(2)①设直线的方程,联立其与双曲线方程,结合韦达定理可得,代入中计算即可;②设直线的斜率为可得,结合可得,进而可得,再结合可得,从而求得直线的方程,联立直线的方程与双曲线方程可求得点的纵坐标,进而可求得的面积.
【小问1详解】
由题意可设双曲线:(,),
则解得,
所以双曲线的方程为.
【小问2详解】
如图所示,
①为定值.理由如下:
由题意知,, ,
设,,直线的方程为,
由消元得,
则,,且,
所以,
所以,
故为定值.
②由①知,,设直线的斜率为,则,
又,所以,
所以.
又,,所以,
由可得,即,
又,所以(舍),.
所以直线的方程为.
由可得:,即点的纵坐标为,
所以.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中的定值问题的方法:
(1)求代数式为定值.依题设条件,得出与代数式参数有关的等式,代入代数式、化简即可得出定值.
(2)求点到直线的距离为定值.利用点到直线的距离公式得出距离的解析式,再利用题设条件化简、变形求得.
(3)求某线段长度为定值.利用长度公式求得解析式,再依据条件对解析式进行化简、变形即可求得.
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