内容正文:
高二10月测试
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
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,写在试卷上无效.
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回.
第I卷(选择题)
一、单项选择题:本大题共8小题,共40分.
1. 已知点关于轴的对称点为,则( )
A. 2 B. C. D. 6
【答案】D
【解析】
【分析】根据对称得,即可根据两点距离公式求解.
【详解】由题意可得,则.
故选:D
2. 暨阳分校环境优美,依山傍水,绿树成荫.某日,小明饭后散步至池塘边,恰好可以在池塘中看到太阳的倒影,即入射光线经池塘水面反射后,反射光线经过小明眼睛.建立适当坐标系后,已知入射光线上有一点,经直线反射后经过点,则入射光线所在直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先求出点关于直线对称点的坐标,结合点的坐标即可求得入射光线所在直线的方程.
【详解】设关于直线对称的点为,
则,解得,即,
因为入射光线经过点,所以所在直线的斜率为,
则入射光线所在直线方程为,即.
故选:D.
3. 沼气是一种混合气体,其主要成分是甲烷,其分子式为,且分子结构是正四面体结构,其结构简式如图所示.记上顶点为,底面三个顶点分别为,设,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据几何关系,结合向量数量积的几何意义,即可求解.
【详解】因为甲烷的结构为正四面体,所以,
又,同理可得,
所以.
故选:C
4. 如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,且,,,,分别为,上的点,且,,( )
A. 1 B. C. 2 D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据给定条件选定基底向量,并表示出,再利用向量运算即可得解.
【详解】在四棱锥中,底面为平行四边形,连接AC,如图,,,
则
,
又,,,
则,,
因此,
.
故选:B
5. 已知是圆C:上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】的几何意义为直线的斜率,再根据直线与圆得交点即可得出答案.
【详解】设,变形得,
于是的几何意义为圆上点与定点连线的斜率,
圆的圆心为,半径为,
由是圆上任意一点,得圆与直线有公共点,
因此圆心到直线的距离不大于圆的半径,
则,解得,
所以的最小值为.
故选:B
6. 在平面直角坐标系中,已知直线与交于点,点是抛物线上一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】分析可知点在以为直径的圆上(不含),根据抛物线的定义可得,结合圆下性质可得,再根据几何性质即可得结果.
【详解】直线,即,可知直线过定点;
直线,即,可知直线过定点;
且,则,
可知点在以为直径的圆上(不含),此时圆心为,半径.
因为抛物线的焦点为,准线为,
且点是抛物线上一动点,则,即,
可得,
当且仅当点在线段上时,等号成立,
又因为,当且仅当点在线段上时,等号成立,
即,
所以的最小值为.
故选:A.
【点睛】方法点睛:对于圆锥曲线小题,常常利用定义转化,并结合图形解决问题.
7. 若向量是直线的一个方向向量,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先根据直线的方向向量计算直线的斜率,再结合倾斜角的取值范围求解倾斜角.
【详解】设直线的倾斜角为,
由向量是直线的一个方向向量,故直线斜率,
则,故.
8. 在中,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由内角和定理求,再由正弦定理求解即可.
【详解】,
由正弦定理,
得:.
二、多项选择题:本大题共3小题,共18分.
9. 已知直线,,则下列说法正确的是( )
A. 的充要条件为或
B. 若,则
C. 若直线不经过第四象限,则
D. 若,则将直线绕坐标原点按逆时针方向旋转,再向右平移一个单位长度,所得直线方程为
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用两直线平行的结论结合充要条件的定义可判断A;.根据两直线垂直的结论可判断B;由直线方程,求得斜率与截距,建立不等式组,求解即可判断;先得到逆时针旋转后的直线方程,再根据左右平移求出平移后的直线方程,即可判断D.
【详解】对于A, 显然直线的斜率存在,若,则,解得或,
经检验时,这两条直线重合,所以,故充要条件不是“或”.故A不正确;
对于B,若,则,解得.故B正确;
对于C,若直线不经过第四象限,则,解得.故C正确;
对于D,若,则直线,将其绕坐标原点按逆时针方向旋转,得到直线,再向右平移一个单位长度,所得直线方程为,故D正确.
故选:BCD
10. 在正方体中,分别为线段上的动点,E为的中点,则( )
A. 存在两点,使得∥ B.
C. AP与所成的最大角为 D. EQ的最大值为
【答案】AB
【解析】
【分析】建立恰当的空间直角坐标系,根据向量平行、垂直的坐标表示判断A,B,由异面直线所成角的向量求法判断C,根据向量的模的求法判断D.
【详解】设正方体棱长为2,如图,以为原点,分别以所在直线为轴,建立空间直角坐标系,
则,,,,,,,,
因为E为中点,故.
选项A,, ,
设,.
则,
令,则,此时,,.
所以,.
因为,所以∥,所以∥.
故存在、使得∥,故A正确;
选项B,因为,所以.
又,
所以,
故,即,故B正确;
选项C,,,
设与所成的角为,则
.
令,当时,,此时,故C错误;
选项D,,
.
二次函数开口向上,对称轴,在上单调递减,在上单调递增.
因为,所以的最大值为.故D错误.
故选:AB.
11. 在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 若,,,则有两解
C. 若,则为钝角三角形
D. 若,则为等腰三角形
【答案】AB
【解析】
【分析】对于A利用内角和与差化积比较正弦值;对于B由正弦定理求出后验证两解均合法;对于C由余弦的符号判断三角形形状;对于D将条件转化为,注意讨论直角三角形的情形.
【详解】因为,,则,于是,
即,故A正确.
由正弦定理,得,所以或,
且两者均满足,故三角形有两解,B正确.
三角形至多有一个钝角,若三角形为钝角三角形,则三个内角的余弦值中恰有一个为负,
则,与矛盾,所以三角形为锐角三角形,C错误.
由余弦定理,,代入得,
整理得,即或,后者表示,
如为边长的直角三角形并非等腰三角形,D错误.
第II卷(非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,,三点共线,则______________.
【答案】26
【解析】
【分析】利用向量的共线的坐标表示,可得答案.
【详解】由题意,,因为,所以,
所以,,所以.
故答案为:
13. 已知,,若与的夹角为钝角,则实数t的取值范围是___________.
【答案】
【解析】
【分析】两向量,的夹角为钝角时,但时,,的夹角为钝角或平角,故在解题时应注意排除,的夹角为的情况.
【详解】由题意得且不共线,
所以,解得:且.
故实数t的取值范围为.
故答案为:.
14. 经过点且在x轴的截距的绝对值是y轴上截距的绝对值两倍的直线方程_____________________.
【答案】或或
【解析】
【分析】按照直线是否过原点讨论,再结合截距式求出.
【详解】若直线过原点,则斜率为,则直线方程为,满足题意,
若直线不过原点,设直线方程为,
则,得或,
则直线方程为或,
综上,直线方程为或或
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,在三棱锥中,点为的重心,点在上,且,过点任意作一个平面分别交线段,,于点,,,若,,,求证:为定值,并求出该定值.
【答案】为定值4;证明如下:
联结AG并延长交BC于H,由题意,令为空间向量的一组基底,
则
.
联结DM,点,,,M共面,故存在实数,
满足,即,
因此,
由空间向量基本定理知,
,
故,为定值.
【解析】
【分析】联结AG并延长交BC于H,由题意,令为空间向量的一组基底,表示出.
然后根据点,,,M共面,故存在实数,满足,再表示出一组的表达式,因此其系数相同,从而证得结论.
【详解】为定值4;证明略.
16. 在中,已知,且.
(1)判断的形状;
(2)若的面积为,求的周长.
【答案】(1)钝角三角形
(2)
【解析】
【分析】(1)由诱导公式结合两角和差余弦计算得出余弦正负判断三角形形状;
(2)应用面积公式结合正弦定理及余弦定理求解周长.
【小问1详解】
在中,因,
则,解得,
又由 ,可得 ,
因,则角中必为一个锐角,一个钝角,即 为钝角三角形;
【小问2详解】
因 ,
由 ,可得,由(1)知 .
设为的外接圆半径,由正弦定理:,
则,解得,
则,,
由余弦定理,,
即,解得 ,
故的周长为 .
17. 已知:圆C的圆心在第一象限,与x轴相切,与y轴交于A,B两点,且,,点在斜率为k的直线l上.
(1)求圆C的标准方程;
(2)若直线l与圆C交于M,N两点,且,求直线l的方程;
(3)若存在圆心在直线l上,半径为1的圆D与圆C外切,求k的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)或
【解析】
【分析】设圆,由条件得出方程组,解出即可;
设直线,用表示出圆心到的距离,根据弦长利用勾股定理得出k,可得直线l的方程;
若存在圆D与圆C外切,即存在点D使得,则,解出即可.
【小问1详解】
设圆,
则,解得,,
所以圆C的标准方程为
【小问2详解】
点在斜率为k的直线l上,
可设直线,
圆心到l的距离,
因为,
所以,即,
所以或,
所以直线l的方程为或
【小问3详解】
若存在半径为的圆D与圆C外切,即存在点D使得,
因为C到l的距离,
所以,所以,即,
所以或
18. 在四棱锥中,四边形是正方形,侧棱垂直于底面,.
(1)证明:平面.
(2)若是的中点.证明:平面.
(3)若点为线段的中点,问:在棱上是否存在一点,使得平面?若存在,求出点的位置,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
以点为坐标原点,建立空间直角坐标系,连接,交于点,连接,
依题意得,,,,,.
设平面的法向量为,
又,
则有,即,
令,则,,可得,
且,可知,
平面.
(2)
设平面的法向量为,
因为,
,,
令,则,,,
又,
,,
又平面EDB,平面.
(3)存在,为PC的中点,理由如下:
如图,,
设平面PDM的法向量为,
则,即
令,则,,
设,则,,
得,
,,
又,
又平面PDM,
,即,
即在棱PC上存在一点,且当为PC的中点时,使得平面PDM.
【解析】
【分析】(1)先求平面的法向量,通过计算可得即可得平面;
(2)先求平面的法向量,通过计算可得即可得平面;
(3)假设在棱上是否存在一点,使得平面,设平面PDM,求出即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
19. 已知圆和圆,动圆与圆、圆都外切或都内切,记点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)若直线与曲线交于,两点,设点,,其中,,
①若,求直线斜率的取值范围;
②过点作直线的垂线,垂足为,若直线与轴交于点,证明:直线过定点,并求出该定点.
【答案】(1)
(2)① ;②证明见解析,定点
【解析】
【分析】(1)由题意可得,由双曲线的定义可知动点的轨迹是双曲线,由双曲线的得到轨迹方程;
(2)①由知道直线过定点,设出直线方程,联立方程组并消元得到一元二次方程,由直线与曲线存在两个交点得到一元二次方程二次项系数不为0,判别式大于0,又因为,,所以两根之积为负数建立不等式组,解出斜率的取值范围;
②设直线方程和垂足的坐标,联立方程组并消元得到一元二次方程,由韦达定理得到交点横坐标与参数的等式,由建立方程整理求解得到,由此得到直线定点.
【小问1详解】
设动圆的半径为,当动圆与圆、圆都外切时,,
所以.
当动圆与圆、圆都内切时,,
所以,所以,
所以点的轨迹是以,为焦点,实轴长为的双曲线,
所以,,所以,
所以曲线的方程为.
【小问2详解】
①因为,,所以直线的斜率存在,
因为,所以直线过点.
设直线为,
由消去得,,
则有,解得,
所以直线斜率的取值范围为.
②设直线,,
由消去得,,,
,
因为直线与轴交于点,
所以,即,即,
即,
所以,
所以,
即,
即,
所以,所以直线为,
所以直线恒过定点.
【点睛】方法点睛,直线与圆锥曲线交点问题,一般采用联立方程组,借助韦达定理得到点的坐标和所设参数的关系,再由条件建立相应的等式或不等式,即可求出范围或者参数之间的关系,从而解决求范围问题或者定点定值问题.
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2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,写在试卷上无效.
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回.
第I卷(选择题)
一、单项选择题:本大题共8小题,共40分.
1. 已知点关于轴的对称点为,则( )
A. 2 B. C. D. 6
2. 暨阳分校环境优美,依山傍水,绿树成荫.某日,小明饭后散步至池塘边,恰好可以在池塘中看到太阳的倒影,即入射光线经池塘水面反射后,反射光线经过小明眼睛.建立适当坐标系后,已知入射光线上有一点,经直线反射后经过点,则入射光线所在直线方程为( )
A. B.
C. D.
3. 沼气是一种混合气体,其主要成分是甲烷,其分子式为,且分子结构是正四面体结构,其结构简式如图所示.记上顶点为,底面三个顶点分别为,设,则( )
A. B. C. D.
4. 如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,且,,,,分别为,上的点,且,,( )
A. 1 B. C. 2 D.
5. 已知是圆C:上任意一点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
6. 在平面直角坐标系中,已知直线与交于点,点是抛物线上一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7. 若向量是直线的一个方向向量,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
8. 在中,,,,则( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本大题共3小题,共18分.
9. 已知直线,,则下列说法正确的是( )
A. 的充要条件为或
B. 若,则
C. 若直线不经过第四象限,则
D. 若,则将直线绕坐标原点按逆时针方向旋转,再向右平移一个单位长度,所得直线方程为
10. 在正方体中,分别为线段上的动点,E为的中点,则( )
A. 存在两点,使得∥ B.
C. AP与所成的最大角为 D. EQ的最大值为
11. 在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,下列说法正确的是( )
A. 若,则
B. 若,,,则有两解
C. 若,则为钝角三角形
D. 若,则为等腰三角形
第II卷(非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知,,三点共线,则______________.
13. 已知,,若与的夹角为钝角,则实数t的取值范围是___________.
14. 经过点且在x轴的截距的绝对值是y轴上截距的绝对值两倍的直线方程_____________________.
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,在三棱锥中,点为的重心,点在上,且,过点任意作一个平面分别交线段,,于点,,,若,,,求证:为定值,并求出该定值.
16. 在中,已知,且.
(1)判断的形状;
(2)若的面积为,求的周长.
17. 已知:圆C的圆心在第一象限,与x轴相切,与y轴交于A,B两点,且,,点在斜率为k的直线l上.
(1)求圆C的标准方程;
(2)若直线l与圆C交于M,N两点,且,求直线l的方程;
(3)若存在圆心在直线l上,半径为1的圆D与圆C外切,求k的取值范围.
18. 在四棱锥中,四边形是正方形,侧棱垂直于底面,.
(1)证明:平面.
(2)若是的中点.证明:平面.
(3)若点为线段的中点,问:在棱上是否存在一点,使得平面?若存在,求出点的位置,若不存在,请说明理由.
19. 已知圆和圆,动圆与圆、圆都外切或都内切,记点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)若直线与曲线交于,两点,设点,,其中,,
①若,求直线斜率的取值范围;
②过点作直线的垂线,垂足为,若直线与轴交于点,证明:直线过定点,并求出该定点.
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