摘要:
**基本信息**
高二数学月考卷聚焦选择性必修一直线、圆与空间几何,通过翻折问题(19题)、光线反射(13题)等情境,考查空间观念与推理能力,适配阶段性巩固与能力提升需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|8/40|直线斜率、空间直角坐标系|基础概念辨析,如对称点坐标(2题)|
|多选题|3/18|充分条件、线面角|多维度推理,如正方体线面关系(10题)|
|填空题|3/15|投影向量、光线反射|实际应用,如反射光线方程(13题)|
|解答题|5/77|翻折与外接球、二面角|综合探究,如翻折后夹角余弦值(19题)|
内容正文:
2026-2027学年高二数学上学期月考数学练习卷(一)
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
(人教A版选择性必修一第一章和第二章(安徽省))
注意事项:
1.答卷前,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.
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.已知直线经过点,则直线的斜率为( )
A.-3 B. C.3 D.
【答案】C
【详解】直线经过点,则直线的斜率为.
2.在空间直角坐标系中,点关于平面对称的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】点关于平面Oxy对称的点的坐标为.
3.已知点,,且线段是圆M的直径,则圆M的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为,,且线段是圆M的直径,
所以圆心为,半径,则圆M的方程为.
4.过点,且纵横截距的绝对值相等的直线共有( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】当横、纵截距均为0时,直线过原点,满足条件,此时方程为.
当横、纵截距不为0时,直线的截距式方程为,由题意知.
当时,方程为,代入,得,解得,故方程为.
当时,方程为,代入,得,解得,故方程为.
故满足条件的直线共有3条.
5.空间四边形中,,,,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题知,空间四边形中,,,,且,,
如图,
所以,
所以,故选:D
6.已知圆:()关于直线对称,圆:,则圆与圆的位置关系是( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内含
【答案】B
【详解】圆 的圆心为 .
因为圆 关于直线 对称,所以圆心在该直线上,故解得 .
所以即
故圆 的圆心为 ,半径 ;
圆 的圆心为 ,半径 .两圆圆心距
又 ,因此 ,所以圆 与圆 外切.
7.四棱锥的底面是正方形,每条侧棱的长都是底面边长的倍,为侧棱上的点,若平面,侧棱上存在一点,使得平面,则的值( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】连接,设交于点,连接,
因为四棱锥的底面是正方形,且每条侧棱的长都是底面边长的倍,
所以四棱锥为正四棱锥,可得平面,
以为坐标原点,的方向分别为轴正方向,建立空间直角坐标系,
如图所示,设底面边长为,则,
可得,
则,
假设在侧棱上存在一点,使得平面,又因为平面,所以是平面的一个法向量,设,
则,由,可得,解得,
即当时,,又因为平面,所以平面,
故侧棱上存在一点,使得平面,且.
8.已知点,点是圆上的动点,点是圆上的动点,则的最大值为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】如图:
依题意得点在直线上,点关于直线对称的点,点在圆关于直线对称的圆上,则,设圆的圆心为,
因为,,
所以,当五点共线,在线段上,在线段上时“=”成立.
因此,的最大值为4.
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.下列说法正确的是( )
A.“直线与直线互相垂直”是“”的充分不必要条件
B.直线的倾斜角的取值范围是
C.若圆上恰有两点到点的距离为1,则的取值范围是
D.过点且在轴,轴上的截距互为相反数的直线方程是
【答案】BC
【详解】A.由两直线垂直得,,解得或,
“或”是“”的必要不充分条件,选项A错误.
B.由得,,直线斜率,
∵,∴,即,
∵,∴倾斜角的取值范围是.选项B正确.
C.到点距离为的点在圆上,
由题意得,,圆与圆有两个公共点,两圆相交,
∵圆心距,
∴,
∴,即的取值范围是,选项C正确.
对于D:截距为0时,设直线方程为,又直线过点,
所以可得,所以直线方程为,
当截距不为0时,设直线方程为,又直线过点,
所以可得,所以直线方程为,
所以过点且在轴,轴上的截距互为相反数的直线方程为或,故D错误;
故选:BC
10.已知正方体的棱长为1,下列四个结论中正确的是( )
A.直线与直线所成的角为
B.直线与平面所成角的余弦值为
C.平面
D.点到平面的距离为
【答案】ABC
【详解】
如图以为原点,分别以所在的直线为轴建立空间直角坐标系,
则, ,,,
对于A:,,
因为,所以,即,直线与直线所成的角为,故选项A正确;
对于C:因为 ,,,
所以,,所以,,
因为,所以平面,故选项C正确;
对于B:由选项C知:平面,所以平面的一个法向量,因为,所以,即直线与平面所成角的正弦值为,所以直线与平面所成角的余弦值为,故选项B正确;
对于D:因为,平面的一个法向量,
,,
故,令,则,
故,
所以点到平面的距离,故选项D不正确
故选:ABC.
11.已知直线的方程为(),点,曲线上任意一点均满足(其中为坐标原点),则( )
A.直线过定点
B.存在实数,使直线与曲线无公共点
C.直线被曲线截得的弦长的最小值为
D.当时,直线被曲线截得的弦长最大
【答案】ACD
【详解】设曲线上任意一点,则,,
因为,可得,整理得,
即曲线是以为圆心,半径为的圆,
对于A,将直线方程,变形为,
因为该式对任意恒成立,则满足,解得,
即直线恒过定点,所以A正确;
对于B,由定点到圆心的距离为,
即点在圆的内部,所以不存在实数,使直线与曲线无公共点,所以B错误;
对于C,因为直线过定点,且,即圆心到直线的最大距离为,
结合圆的性质,可得弦长的最小值为,所以C正确;
对于D,当时,直线的方程为,即,
此时圆心在直线上,即直线过圆心,
此时直线被曲线截得的弦长为圆的直径,此时为最大弦长,所以D正确.
三、填空题。本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知空间向量,,向量在向量上的投影向量坐标为__________.
【答案】
【详解】已知,,则 ,
.故向量在向量上的投影向量为.
13.已知一束光线通过点,经直线反射.如果反射光线通过点,则反射光线所在直线的方程是______.
【答案】
【详解】设点关于直线的对称点为,则,
解得,故.
由于反射光线所在直线经过点和,
所以反射光线所在直线的方程为,即.
故答案为:.
14.如图,在四棱锥中,底面,且,,,若在内有一动点,,在线段上有一动点,则的最小值为________.
【答案】
【详解】点的轨迹事实上就是内以点为圆心,1为半径的一段圆弧,
如图所示,由于距离为定值1,则当点固定时,
由余弦定理可知,的距离只取决于,越小,距离越小,
过作平面的垂线,垂足为,则,
由题意可得,,所以;
在中,,,
所以,
由,作,垂足为,
则,所以点与点重合,此时连接交圆弧于点,
此时为与平面的线面角,并取到最小,
此时,过点作线段的垂线,垂足为点,
取到最小值.
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,在四面体中,,,,,点,分别为,的中点.
(1)求线段的长;
(2)若,,求证:,,,四点共面.
【解】(1)设,且,分别为,的中点.
所以.
则
,
所以.
(2)由题意知,,
因为,所以,
所以,,
,
不妨设,
即,解得.即 ,
根据共面向量定理,共面,即四点共面.
16.已知圆O:,直线.
(1)若直线l与圆O交于不同的两点A,B,当时,求k的值;
(2)若时,点P为直线l上的动点,过点P作圆O的两条切线PC,PD,切点分别为C,D,求四边形的面积的最小值.
【解】(1)当时,由垂径定理得圆心到直线的距离为,
则,解得;
(2)当时,直线,即
由已知得
又,所以的最小值为,又因为四边形的面积的为,所以其最小值为
17.如图,在四棱锥中,侧面是正三角形且与底面垂直,底面是矩形,是的中点,与平面所成的角为.
(Ⅰ)求二面角的大小;
(Ⅱ)当为多长时,点到平面的距离为2?
【解】(1)设AD的中点为O,BC的中点为F,以O为原点,AD为x轴正半轴,AP为z轴正半轴,OF为y轴正半轴建立空间直角坐标系,连接OC,则为PC与面AC所成的角,=,
设AD=2a,则故,则,,,设平面PCE的一个法向量为.
则得,
又平面DCE的一个法向量),,
故二面角P-CE-D为
(2)D(a,0,0),则,则点D到平面PCE的距离
d=2,则,AD=
18.已知直线过定点,直线的方程是.
(1)若直线的横截距为纵截距的3倍,求直线的方程.
(2)若直线与轴正半轴分别交于两点,过分别作直线垂线,垂足分别是.求四边形面积的最小值.
【解】(1)当直线的横、纵截距均为0时,设其方程为,代入,得,则得;
当直线的横、纵截距均不为0时,可设,代入点,解得,
则直线方程为,
所以直线的方程为或;
(2)由题意直线的斜率存在,可设,
令,则,所以,
令,则,所以,
所以,
因为的倾斜角为,所以,
所以均为等腰直角三角形,
所以,
所以
因为,所以,
当且仅当,即时取等号,
由二次函数性质可知,,当且仅当时取等号,
所以四边形PQSR面积的最小值为4.
19.如图,在平面四边形中,为等腰直角三角形,为正三角形,,,现将沿翻折至,形成三棱锥,其中S为动点.
(1)证明:;
(2)若,三棱锥的各个顶点都在球O的球面上,判断球心O的位置,并求出球心O到平面的距离;
(3)求平面与平面夹角余弦值的最小值.
【答案】(1)证明:取的中点E,连接,,
,且的中点为E,
,
,平面,
平面,平面,.
(2)
当时, ,则,
取的中点O,连接,故O到四点的距离相等,
所以O为三棱锥外接球的球心,
,,故,,,
设S到平面的距离为,B到平面的距离为,
由等体积法可得,
,
,,
,,
O到平面的距离.
(3)
以B为原点,分别为轴建立空间直角坐标系,
过点S作平面的垂线,垂足为Q,
设为翻折过程中所旋转的角度,则,,,
,,,
则,,
设平面的法向量为,则,
取,则,故,
设平面的法向量为,,,
,
取,则,故,
设平面与平面的夹角为,
,
令,,故,
,,
当且仅当,即时取等号,
平面与平面夹角余弦值的最小值为,此时.
试卷第1页(共3页)
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(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
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注意事项:
1.答卷前,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.
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.已知直线经过点,则直线的斜率为( )
A.-3 B. C.3 D.
2.在空间直角坐标系中,点关于平面对称的点的坐标为( )
A. B. C. D.
3.已知点,,且线段是圆M的直径,则圆M的方程为( )
A. B. C. D.
4.过点,且纵横截距的绝对值相等的直线共有( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.空间四边形中,,,,且,,则( )
A. B. C. D.
6.已知圆:()关于直线对称,圆:,则圆与圆的位置关系是( )
A.外离 B.外切 C.相交 D.内含
7.四棱锥的底面是正方形,每条侧棱的长都是底面边长的倍,为侧棱上的点,若平面,侧棱上存在一点,使得平面,则的值( )
A. B. C. D.
8.已知点,点是圆上的动点,点是圆上的动点,则的最大值为
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.下列说法正确的是( )
A.“直线与直线互相垂直”是“”的充分不必要条件
B.直线的倾斜角的取值范围是
C.若圆上恰有两点到点的距离为1,则的取值范围是
D.过点且在轴,轴上的截距互为相反数的直线方程是
10.已知正方体的棱长为1,下列四个结论中正确的是( )
A.直线与直线所成的角为
B.直线与平面所成角的余弦值为
C.平面
D.点到平面的距离为
11.已知直线的方程为(),点,曲线上任意一点均满足(其中为坐标原点),则( )
A.直线过定点
B.存在实数,使直线与曲线无公共点
C.直线被曲线截得的弦长的最小值为
D.当时,直线被曲线截得的弦长最大
三、填空题。本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知空间向量,,向量在向量上的投影向量坐标为__________.
13.已知一束光线通过点,经直线反射.如果反射光线通过点,则反射光线所在直线的方程是______.
14.如图,在四棱锥中,底面,且,,,若在内有一动点,,在线段上有一动点,则的最小值为________.
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.(本小题13分)如图,在四面体中,,,,,点,分别为,的中点.
(1)求线段的长;
(2)若,,求证:,,,四点共面.
16.(本小题15分)已知圆O:,直线.
(1)若直线l与圆O交于不同的两点A,B,当时,求k的值;
(2)若时,点P为直线l上的动点,过点P作圆O的两条切线PC,PD,切点分别为C,D,求四边形的面积的最小值.
17.(本小题15分)如图,在四棱锥中,侧面是正三角形且与底面垂直,底面是矩形,是的中点,与平面所成的角为.
(Ⅰ)求二面角的大小;
(Ⅱ)当为多长时,点到平面的距离为2.
18.(本小题17分)已知直线过定点,直线的方程是.
(1)若直线的横截距为纵截距的3倍,求直线的方程.
(2)若直线与轴正半轴分别交于两点,过分别作直线垂线,垂足分别是.求四边形面积的最小值.
19.(本小题17分)如图,在平面四边形中,为等腰直角三角形,为正三角形,,,现将沿翻折至,形成三棱锥,其中S为动点.
(1)证明:;
(2)若,三棱锥的各个顶点都在球O的球面上,判断球心O的位置,并求出球心O到平面的距离;
(3)求平面与平面夹角余弦值的最小值.
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