精品解析:山西太原市第四十八中学校2026-2027学年高二上学期10月月考数学试题-

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2026-10-14
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太原四十八中高二年级10月月考数学学科试题 考试范围:选择性必修一1.1-2.4;考试时间:120分钟; 一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的. 1. 直线的倾斜角为( ) A. 30° B. 60° C. 120° D. 150° 2. 在空间直角坐标系中,点关于平面的对称点坐标是( ) A. B. C. D. 3. 已知向量,,若,则( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 4. 直线与直线之间的距离是( ) A. B. 1 C. D. 2 5. 圆心在轴上,半径为1,且过点的圆的方程是( ) A. B. C. D. 6. 点到直线的距离的最大值为( ) A. B. C. D. 7. 平面直角坐标系中,曲线是一条形状优美的曲线,曲线围成的图形的面积是( ) A. B. C. D. 8. 在三棱锥中,,,两两垂直,且.若为该三棱锥外接球上的一点,则的最大值为( ) A. 2 B. 4 C. D. 二、多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求. 9. 已知表示圆,则下列结论正确的是( ) A. 圆心坐标为 B. 当时,半径 C. 圆心到直线的距离为 D. 当时,圆面积为 10. 以下四个命题为真命题的是( ) A. 若、、三点共线,则m的值为2 B. 直线的倾斜角的范围是 C. 已知点,,过点的直线与线段相交,则直线的斜率k的取值范围是 D. 直线与直线平行,则 11. 如图,平行六面体的所有棱长均为2,,点,分别在棱,上,且,,则(    ) A. ,,,四点共面 B. 在方向上的投影向量为 C. D. 直线与所成角的余弦值为 三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分. 12. 坐标平面内过点,且在两坐标轴上截距相等的直线的方程为___________. 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. 棱长为4的正方体中,分别是平面和平面内动点,,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. 已知的三个顶点. (1)求边上的高所在直线的斜截式方程; (2)求边上的中线所在直线的一般式方程. 16. 如图,三棱柱各棱的棱长都是1,若,点,分别是的中点,记. (1)用向量表示向量,并求的模长; (2)用向量方法证明:. 17. 已知圆过,两点,且圆心在直线上. (1)求圆的方程; (2)已知线段AB的端点B的坐标是,端点A在圆C上运动,求线段AB中点P的轨迹方程. 18. 如图,在直三棱柱中,已知,,,,是线段的中点. (1)求直线与平面所成角的正弦值; (2)求平面夹角的余弦值. 19. 如图,在多面体中,平面平面,四边形为平行四边形,,,,,,为的中点. (1)求证:; (2)求点到平面的距离; (3)在线段上是否存在一点,使得平面与平面的夹角的余弦值为?若存在,求的值;若不存在,请说明理由. 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $ 太原四十八中高二年级10月月考数学学科试题 考试范围:选择性必修一1.1-2.4;考试时间:120分钟; 一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的. 1. 直线的倾斜角为( ) A. 30° B. 60° C. 120° D. 150° 【答案】B 【解析】 【分析】由直线方程求斜率,根据斜率与倾斜角关系可直接求解. 【详解】由题得直线AB的斜率,设直线的倾斜角为,则, ∵,所以. 故选:B. 2. 在空间直角坐标系中,点关于平面的对称点坐标是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】根据对称的性质直接得到结果. 【详解】依题意,点关于平面的对称点坐标为, 故选: 3. 已知向量,,若,则( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】B 【解析】 【分析】由向量平行的坐标表示,代入计算,即可得到结果. 【详解】因为,易知,不满足题意, 所以,所以,,所以. 故选:B. 4. 直线与直线之间的距离是( ) A. B. 1 C. D. 2 【答案】C 【解析】 【分析】利用平行线间距离公式即可求解. 【详解】由平行线间的距离公式可得:, 故选:C 5. 圆心在轴上,半径为1,且过点的圆的方程是( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】先设圆心再根据点在圆上求得,再应用圆的标准方程写出圆的方程即可. 【详解】因为圆心在轴上,所以可设所求圆的圆心坐标为, 则圆的方程为,又点在圆上, 所以,解得, 所以所求圆的方程为. 故选:A 6. 点到直线的距离的最大值为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】先求得直线所过定点,再由点到定点的距离为,点到直线的距离的最大值求解. 【详解】解:直线可化为:, 由,解得,所以直线过定点, 点到直线的距离的最大值为: , 故选:B 7. 平面直角坐标系中,曲线是一条形状优美的曲线,曲线围成的图形的面积是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】利用曲线关于轴、轴对称的性质,先求解第一象限内图形的面积,再乘以4得到总面积。 【详解】由,得曲线关于轴、轴对称,故只需计算第一象限()内的图形面积再乘以4即可. 当时,方程可化为,配方得:, 表示圆心为、半径的圆在第一象限的部分. 则第一象限的面积. 故曲线围成的图形的面积为. 8. 在三棱锥中,,,两两垂直,且.若为该三棱锥外接球上的一点,则的最大值为( ) A. 2 B. 4 C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】首先将三棱锥放置在正方体中,并建立空间直角坐标系,利用转化向量的方法求数量积,再代入坐标运算,即可求解. 【详解】如图,将三棱锥放置在正方体中,三棱锥的外接球就是正方体的外接球,球心为正方体对角线的交点, ,,,,,, 设三棱锥外接球的半径为,,则, , , ,,, ,, , 所以, 当时,取得最大值. 故选:C 【点睛】关键点点睛:本题的关键是三棱锥与外接球组合体的几何关系,以正方体为桥梁,建立空间直角坐标系,转化为数量积问题. 二、多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求. 9. 已知表示圆,则下列结论正确的是( ) A. 圆心坐标为 B. 当时,半径 C. 圆心到直线的距离为 D. 当时,圆面积为 【答案】BC 【解析】 【分析】写出圆的标准方程确定圆心和半径,再结合各项的描述判断正误. 【详解】将方程配方化为, 所以圆心为,半径为,故A错误; 当时,半径为,B正确; 圆心到直线的距离为,C正确; 当时,半径为3,圆面积为,D错误. 故选:BC 10. 以下四个命题为真命题的是( ) A. 若、、三点共线,则m的值为2 B. 直线的倾斜角的范围是 C. 已知点,,过点的直线与线段相交,则直线的斜率k的取值范围是 D. 直线与直线平行,则 【答案】BCD 【解析】 【分析】对于A,由点的坐标写出向量,根据题意可得向量共线,建立方程,可得答案;对于B,由直线方程可得直线斜率,根据余弦函数的值域,利用正切函数的性质,可得答案;对于C,由题意作图,利用两点斜率公式求得边界直线斜率,可得答案;对于D,由直线平行建立方程,验根,可得答案. 【详解】对于A,取,,由题意可得,解得,故A错误; 对于B,由直线方程,则斜率, 由,则,设直线的倾斜角为,则, 由,解得,故B正确; 对于C,设,由题意可作图如下: 直线的斜率,直线的斜率, 由图可知直线绕点按逆时针旋转到直线,则,解得,故C正确; 对于D,由题意可得,则,,解得或, 当时,,不合题意;当时,,符合题意,故D正确. 故选:BCD. 11. 如图,平行六面体的所有棱长均为2,,点,分别在棱,上,且,,则(    ) A. ,,,四点共面 B. 在方向上的投影向量为 C. D. 直线与所成角的余弦值为 【答案】ABD 【解析】 【分析】在上取点,使得,可得四边形、四边形为平行四边形,求出,可判断A;对两边平方求出,再由投影向量的定义可判断B;由的线性运算后再平方可判断C;由向量的夹角公式计算可判断D. 【详解】对于A,在上取点,使得,连接, 因为,所以四边形为平行四边形, 可得, 因为,所以四边形为平行四边形, 可得,所以,可得,,,四点共面,故A正确; 对于B,因为平行六面体棱长均为2,, 因为, 则, 则, ,故B正确; 对于C,, , 则,故C不正确; 对于D,故 , 故直线与所成角的余弦值为,故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. 坐标平面内过点,且在两坐标轴上截距相等的直线的方程为___________. 【答案】或. 【解析】 【分析】 按照截距是否为0分两种情况讨论,可求得结果. 【详解】当直线在两坐标轴上截距相等且为0时,直线的方程为; 当直线在两坐标轴上截距相等且不为0时,设直线的方程为, 又直线过点,则,解得,所以直线的方程为; 所以直线l的方程为或. 故答案为:或. 【点睛】易错点睛:本题考查了直线方程的截距式,但要注意:截距式,只适用于不过原点或不垂直于x轴、y轴的直线,表示与x轴、y轴相交,且x轴截距为a,y轴截距为b的直线,考查学生分类讨论思想,属于基础题. 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】 【解析】 【分析】先求出关于直线的对称点,从而得到反射光线所在直线经过点和对称点,从而得到反射光线所在直线方程. 【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. 棱长为4的正方体中,分别是平面和平面内动点,,则的最小值为_________. 【答案】 【解析】 【分析】取点关于平面的对称点为,设点到平面的距离为,可得,以为原点,以所在直线为轴,轴,轴建立空间直角坐标系,利用向量法求出点到平面的距离即可求解. 【详解】取点关于平面的对称点为, 设点到平面的距离为,则, 所以, 以为原点,以所在直线为轴,轴,轴建立空间直角坐标系, 因为正方体的棱长为4,且, 所以, , 设平面的法向量为, 则, 取,则,则, 所以点到平面的距离. 即的最小值为. 故答案为:. 【点睛】方法点睛:处理空间几何体中的距离之和的最值问题的方法: (1)借助参数表达,转化为函数最值求解; (2)利用展开图,将空间距离之和转化为平面距离之和,再利用两点之间线段最短求解; (3)借助对称,化线(面)的同侧为线(面)的异侧,转化为两点间的距离(点线距、点面距)求解. 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. (1)求边上的高所在直线的斜截式方程; (2)求边上的中线所在直线的一般式方程. 【答案】(1) (2) 【解析】 【分析】(1)先求出,从而求出边上的高所在直线的斜率,然后利用点斜式写出直线方程即可; (2)先求出的中点坐标,然后求出边上的中线所在直线的斜率,利用点斜式先表示出直线方程,然后化为一般方程即可. 【小问1详解】 因为, 所以, 所以边上的高所在直线的斜率, 所以边上的高所在直线的点斜式方程为, 则其斜截式方程为. 【小问2详解】 设是边的中点, 则,即, 则, 所以边上的中线的方程为,即:, 所以边上的中线的一般式方程为:. 16. 如图,三棱柱各棱的棱长都是1,若,点,分别是的中点,记. (1)用向量表示向量,并求的模长; (2)用向量方法证明:. 【答案】(1), (2) 由(1)得, , ,. 【解析】 【分析】(1)根据向量的线性运算表示,然后根据数量积的运算求出,可得; (2)用表示,然后根据数量积的运算证明即可. 【小问1详解】 由题意得; , . 【小问2详解】 略 17. 已知圆过,两点,且圆心在直线上. (1)求圆的方程; (2)已知线段AB的端点B的坐标是,端点A在圆C上运动,求线段AB中点P的轨迹方程. 【答案】(1) (2) 【解析】 【分析】(1)先求得线段的垂直平分线的方程,通过联立垂直平分线的方程和直线的方程求得圆心的坐标,进而求得半径,从而求得圆的标准方程. (2)设出点的坐标,求得点的坐标,将点的坐标代入圆的方程,化简求得点的轨迹方程. 【小问1详解】 线段的中点的坐标为, 直线的斜率为, 所以线段的垂直平分线的斜率为, 所以线段的垂直平分线的方程为,即 由,解得,所以, , 所以圆的标准方程为. 【小问2详解】 设,,由于是线段的中点,已知, 则,即,所以, 将点的坐标代入圆的方程得, 整理得点的轨迹方程为:. 18. 如图,在直三棱柱中,已知,,,,是线段的中点. (1)求直线与平面所成角的正弦值; (2)求平面夹角的余弦值. 【答案】(1) (2) 【解析】 【分析】(1)建立空间直角坐标系,根据线面角向量法求解即可; (2)根据面面角向量法求解即可. 【小问1详解】 因为在直三棱柱中,,所以分别以、、所在的直线为轴、轴、轴,建立空间直角坐标系, 则, 因为是的中点,所以, 因为, 设平面的法向量, 则,即,取, 所以平面的一个法向量为,而, 所以, 所以直线与平面所成角的正弦值为; 【小问2详解】 ,, 设平面的法向量, 则,即, 取,平面的一个法向量为, 所以, 所以平面夹角的余弦值为. 19. 如图,在多面体中,平面平面,四边形为平行四边形,,,,,,为的中点. (1)求证:; (2)求点到平面的距离; (3)在线段上是否存在一点,使得平面与平面的夹角的余弦值为?若存在,求的值;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)证明:在中,因为,,, 所以, 所以,所以, 又平面平面,平面平面,平面, 所以平面,又平面,所以. (2) (3)存在, 【解析】 【分析】(1)由余弦定理可得的值,再由勾股定理逆定理可得,由面面垂直的性质定理可得平面,即可证明; (2)以为原点,建立空间直角坐标系,结合空间向量的坐标运算以及点到面的距离公式代入计算,即可得到结果; (3)由空间向量的坐标运算以及二面角的公式,代入计算,即可得到结果. 【小问1详解】 略 【小问2详解】 由(1)可得,,又,所以,,两两垂直,以,,所在的直线分别为轴,轴,轴建立如图所示的空间直角坐标系,则,,,,,, 所以,,. 设平面的一个法向量,则,即, 令,则,,所以, 所以点到平面的距离. 【小问3详解】 假设存在,设,则, 所以, 设平面DHP的一个法向量,因为, 所以,即, 令,则,, 所以, 设平面的一个法向量,因为,, 所以,即, 令,则,,所以, 设平面与平面的夹角为, 则, 解得或(舍), 所以存在点,使得满足要求,此时,即. 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $

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