内容正文:
2025级高二上学期第一次月考数学试卷
一、单选题(8个小题,每题5分,共40分)
1. 直线 的倾斜角是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
先由直线方程求出直线的斜率,从而可求出其倾斜角
【详解】解:设直线的倾斜角为,
由直线得其斜率为,
所以,
因为,所以,
故选:B
【点睛】此题考查由直线方程求直线的倾斜角,属于基础题
2. 设向量,,不共面,已知,,,若,,三点共线,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,得到,根据三点共线得到,再利用向量相等的条件求解参数即可.
【详解】因为,,,
所以,
因为三点共线,所以存在唯一的实数使得,
所以,解得,
所以.
故选:C.
3. 已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先化方程为,结合两平行线间的距离公式,即可求解.
【详解】由直线,可得,
则直线和的距离为.
故选:B.
4. 已知向量,,且,那么( )
A. B. C. D. 5
【答案】C
【解析】
【分析】根据空间向量垂直的坐标运算求得,然后利用空间向量模的坐标运算求解即可.
【详解】由向量,,且,
得,则,则.
故选:C
5. 若直线和直线平行,则的值为( )
A. 1 B. C. 1或 D.
【答案】B
【解析】
【分析】由两直线平行,根据平行的判定求的值即可.
【详解】直线和直线平行,
,解得或,经检验时两条直线重合舍去,
所以.
6. 在正三棱锥中,,点分别是棱的中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,利用向量的运算法则,得到,,结合向量的数量积的运算公式化,即可求解.
【详解】如图所示,在正三棱锥中,,
可得,
因为点分别是棱的中点,
可得,,
所以
.
故选:D.
7. 已知点,,若直线与线段有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C. 或 D.
【答案】C
【解析】
【分析】由直线的方程得直线所过定点坐标,求k的临界值,得k的取值范围.
【详解】
直线l:经过定点,,.
又直线l:与线段相交,所以或,
故选:C.
8. 若,满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】,几何意义是点到原点的距离的平方.
【详解】,化为标准方程为,
所以点在以为圆心,为半径的圆上.
的几何意义是点到原点的距离的平方,
在平面直角坐标系中画出草图,分析可知,
当三点共线且在中间时,
距离取最小值为,
所以的最小值为.
二、多选题(3个小题,每题6分,部分答对得部分分,共18分)
9. 下列命题中,错误的是( )
A. 平面直角坐标系内的任意一条直线都存在倾斜角和斜率
B. 经过点且斜率为2的直线方程为
C. 直线的斜率为0
D. 直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
【答案】AC
【解析】
【分析】根据直线的斜率与倾斜角的定义判断AC,利用点斜式直线方程求解判断B,求出直线与坐标轴的交点坐标,进而计算三角形面积求解判断D.
【详解】对于A,当直线与轴垂直时,直线的倾斜角为,斜率不存在,故A错误;
对于B,过点且斜率为2的直线的方程为,即,故B正确;
对于C,直线的斜率不存在,故C错误;
对于D,对于直线,令,则,令,则,
所以直线在轴上的截距为2,在轴上的截距为,
所以直线与坐标轴围成的三角形的面积为,故D正确.
故选:AC.
10. 如图,正方体的棱长为1,则下列四个命题中正确的是( )
A. 两条异面直线和所成的角为
B. 直线与平面所成的角等于
C. 点到面的距离为
D. 四面体的体积是
【答案】BCD
【解析】
【分析】建立适当空间直角坐标系后借助空间向量逐项计算与判断即可得.
【详解】建立如图所示空间直角坐标系,
对A:、、、,
则、,故,
故,即异面直线和所成的角为,故A错误;
对B:,由轴平面,故平面法向量可为,
则,故直线与平面所成的角为,故B正确;
对C:,,,
设平面的法向量为,则有,
令,则,故,故C正确;
对D:易得四面体为正四面体,
则,故D正确.
故选:BCD.
11. 设有一组圆,下列命题正确的是( )
A. 不论k如何变化,圆心始终在一条直线上
B. 所有圆均不经过点
C. 经过点的圆有且只有一个
D. 所有圆的面积均为4
【答案】AB
【解析】
【分析】对于AD:由题意可知:圆,的圆心,半径,进而分析判断;对于CD:分别将点,代入方程,通过解的个数分析判断.
【详解】由题意可知:圆的圆心,半径.
对于选项A:不论k如何变化,圆心始终在直线上,故A正确;
对于选项B:令,整理得,
因为,可知方程无解,
所以所有圆均不经过点,故B正确;
对于选项C:令,整理得,
因为,可知方程有两个不同的解,
所以经过点的圆有且只有两个,故C错误;
对于选项D:因为半径,所以所有圆的面积均为,故D错误;
故答案为:AB.
三、填空题(3个小题,每题5分)
12. 设,若圆的半径为2,则的值为________;
【答案】
【解析】
【分析】根据给定条件,求出圆的半径列式求解.
【详解】圆的半径,
依题意,解得,经验证,符合题意,
所以的值为.
故答案为:
13. 已知直线过点,且在两坐标轴上的截距相等,则此直线的方程为_____________.
【答案】或
【解析】
【分析】分两种情况考虑,第一:当所求直线与两坐标轴的截距不为0时,设出该直线的方程为,把已知点坐标代入即可求出的值,得到直线的方程;第二:当所求直线与两坐标轴的截距为0时,设该直线的方程为,把已知点的坐标代入即可求出的值,得到直线的方程,综上,得到所有满足题意的直线的方程.
【详解】解:①当所求的直线与两坐标轴的截距不为0时,设该直线的方程为,
把代入所设的方程得:,则所求直线的方程为即;
②当所求的直线与两坐标轴的截距为0时,设该直线的方程为,
把代入所求的方程得:,则所求直线的方程为即.
综上,所求直线的方程为:或.
故答案为:或
【点睛】此题考查学生会根据条件设出直线的截距式方程和点斜式方程,考查了分类讨论的数学思想,属于基础题.
14. 如图所示,二面角为,,是棱上的两点,,分别在半平面,内,且,,,,,则的长______.
【答案】
【解析】
【分析】利用空间向量加法法则将表示为,通过两边平方结合向量数量积的定义及运算律求解.
【详解】因为,,所以,,
又因为二面角为,,,且,,
所以向量与的夹角为,则向量与的夹角为.
由向量加法法则可得,
所以,
即.
四、解答题(5个题,共77分)
15. 已知向量,.
(1)计算;
(2)若,求实数.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由向量的坐标运算及模长公式即可求解;
(2)由向量垂直的坐标表示,列出等式求解即可.
【小问1详解】
因为向量,
则,所以;
【小问2详解】
因为向量,,
则,,
因为,
则,解得.
16. 已知的三个顶点分别为.求:
(1)BC边所在的直线方程.
(2)的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由点斜式得直线方程;
(2)求出线段BC的长及点A到直线BC的距离,进而求出的面积.
【小问1详解】
直线BC的斜率,由点斜式直线方程为,
即.
【小问2详解】
因为,
点A到直线的距离,
所以.
17. 如图,在平行六面体中,为中点, , ,设,,,以为空间的一个基底.
(1)用基底表示向量,并求出线段的长度;
(2)直线与平面 交于点求的值
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)利用向量加法的三角形法则,将 分解为基底向量的线性组合;根据向量的模结合数量积定义可计算长度.
(2)设,利用点在平面 上,根据共面向量定理,利用 且 的条件,建立方程组求解 .
【小问1详解】
由题意, ,
因为 为 的中点,
所以 .
所以 .
因为 ,且 - ,
所以 ,
所以 ,即线段的长度为.
【小问2详解】
设 ,
因为点在平面 上,
所以关于基底 的系数之和为1,
即 ,解得 .
所以 .
18. 的三个顶点分别是、、.
(1)求边上的中线所在直线的方程;
(2)求过点、,且圆心在直线上的圆的标准方程;
(3)求的外接圆方程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)先求出直线的斜率,再利用点斜式求出方程即可;
(2)根据直线的斜率,求出的中垂线斜率,结合的中点,得到的中垂线方程,其与直线的交点即为圆心,即为半径,根据圆心半径写出圆的标准方程即可.
(3)由(2)得圆心的坐标,结合的距离等于半径,判断得到的外接圆方程.
【小问1详解】
边的中点.中线过与,斜率,
故:,即.
【小问2详解】
的中点为,的斜率为,故的垂直平分线方程为.
圆心在直线上,联立
解得.半径,故圆的标准方程为.
【小问3详解】
由(2)得圆心,又,
,,
故三点均在圆上,所以的外接圆就是圆,方程为.
19. 如图,在四棱锥中,底面是正方形,边长是,侧棱底面,,是的中点,作交于点.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面;
(3)求平面与平面的夹角的大小.
【答案】(1)证明:连接,设,连接,
则为中点,
又是的中点,
,
又平面,平面,
平面;
(2)证明:底面,底面,
,
又是正方形,
,
又,平面,且,
平面,
平面,
,
,
,
,平面,,
平面,
平面,
,
,且,,平面,
平面;
(3)
【解析】
【分析】(1)连接,利用中位线可证线线平行,进而可证线面平行;
(2)根据线面垂直及正方形可证平面,即,再由,可得证;
(3)建立空间直角坐标系,利用坐标法可得平面的法向量,进而可得面面角.
【小问1详解】
略;
【小问2详解】
略;
【小问3详解】
由(2)得平面,则平面,
所以可以点为坐标原点,,,分别为轴,轴,轴建立空间直角坐标系,
则,,,,
即,,,
设平面的法向量,
则,令,则,
设平面的法向量,
则,令,则,
所以,
即平面与平面夹角余弦值为,
所以平面与平面夹角为.
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2025级高二上学期第一次月考数学试卷
一、单选题(8个小题,每题5分,共40分)
1. 直线 的倾斜角是( )
A. B. C. D.
2. 设向量,,不共面,已知,,,若,,三点共线,则( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
3. 已知直线与直线平行,则它们之间的距离是( )
A. B. C. D.
4. 已知向量,,且,那么( )
A. B. C. D. 5
5. 若直线和直线平行,则的值为( )
A. 1 B. C. 1或 D.
6. 在正三棱锥中,,点分别是棱的中点,则( )
A. B. C. D.
7. 已知点,,若直线与线段有公共点,则的取值范围是( )
A. B.
C. 或 D.
8. 若,满足,则的最小值为( )
A. B. C. D.
二、多选题(3个小题,每题6分,部分答对得部分分,共18分)
9. 下列命题中,错误的是( )
A. 平面直角坐标系内的任意一条直线都存在倾斜角和斜率
B. 经过点且斜率为2的直线方程为
C. 直线的斜率为0
D. 直线与两坐标轴围成的三角形的面积是2
10. 如图,正方体的棱长为1,则下列四个命题中正确的是( )
A. 两条异面直线和所成的角为
B. 直线与平面所成的角等于
C. 点到面的距离为
D. 四面体的体积是
11. 设有一组圆,下列命题正确的是( )
A. 不论k如何变化,圆心始终在一条直线上
B. 所有圆均不经过点
C. 经过点的圆有且只有一个
D. 所有圆的面积均为4
三、填空题(3个小题,每题5分)
12. 设,若圆的半径为2,则的值为________;
13. 已知直线过点,且在两坐标轴上的截距相等,则此直线的方程为_____________.
14. 如图所示,二面角为,,是棱上的两点,,分别在半平面,内,且,,,,,则的长______.
四、解答题(5个题,共77分)
15. 已知向量,.
(1)计算;
(2)若,求实数.
16. 已知的三个顶点分别为.求:
(1)BC边所在的直线方程.
(2)的面积.
17. 如图,在平行六面体中,为中点, , ,设,,,以为空间的一个基底.
(1)用基底表示向量,并求出线段的长度;
(2)直线与平面 交于点求的值
18. 的三个顶点分别是、、.
(1)求边上的中线所在直线的方程;
(2)求过点、,且圆心在直线上的圆的标准方程;
(3)求的外接圆方程.
19. 如图,在四棱锥中,底面是正方形,边长是,侧棱底面,,是的中点,作交于点.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面;
(3)求平面与平面的夹角的大小.
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