内容正文:
高二数学
考生注意:
1.满分150分,考试时间120分钟.
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
3.本卷命题范围:人教版必修第二册,选择性必修第一册第一章、第二章第二节.
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. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 复数,则( )
A. B. C. D.
3. 已知向量,,若,共线,则( )
A. 15 B. 12 C. 10 D. 7
4. 已知是空间的一个基底,则下列各组向量中,能构成空间基底的一组是( )
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
5. 已知直线经过点和点,且直线的一个方向向量为,则( )
A. B. C. D.
6. 过点的直线在两坐标轴上的截距相等,则直线的方程为( )
A.
B.
C. 或
D. 或
7. 已知点,,,,点在直线上运动,当取得最小值时,点的坐标是( )
A. B.
C. D.
8. 已知点,,若直线上存在点,使得,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合要求.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. 下列选项正确的是( )
A. 一组数据:,,,,,,的分位数为
B. 若事件A与事件B是对立事件,则
C. 若,则事件A与事件B一定是对立事件
D. 若事件A与B独立,,,则
10. 光线自点射入,经直线:反射后经过点,则( )
A. 入射光线所在直线的方程为
B. 反射光线所在直线的方程为
C. 入射光线所在直线与夹角的正切值为
D. 入射光线所在直线与反射光线所在直线的夹角的正切值为
11. 如图,长方形,的长,宽,且它们所在的平面互相垂直,点,分别在长方形对角线,上移动,且和的长度保持相等.记(),是线段上一点,则( )
A. 当时,的长为
B. 长度的最小值为
C. 三棱锥与三棱锥的体积相等
D. 存在,使得直线与所成角的正弦值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知平面向量,满足,与的夹角为,则在方向上的投影向量的模为__________.
13. 若直线沿轴向左平移2个单位长度,再沿轴向上平移3个单位长度,所得直线与直线重合,则直线的斜率是__________.
14. 如图,在多面体中,平面平面,四边形和均为正方形,且,若该多面体的外接球为球,则平面截球所得截面的面积为__________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.
15. 已知直线经过点.
(1)若直线与直线平行,求直线的一般式方程;
(2)若直线与直线垂直,求直线的一般式方程.
16. 在四面体中,,.
(1)求的值;
(2)已知是线段中点,点满足,求线段的长.
17. 在中,内角、、的对边分别为、、,已知.
(1)证明:;
(2)若,且的面积为,求角的大小及的周长.
18. 已知直线:.
(1)证明:不论为何实数,直线恒过一定点;
(2)若直线不经过第四象限,求实数的取值范围;
(3)若直线与两坐标轴的负半轴能够围成三角形,求该三角形面积最小时直线的方程.
19. 阅读材料:空间直角坐标系中,过点且一个法向量为的平面的方程为;过点且一个方向向量为()的直线的方程为.
(1)已知平面的方程为,直线的方向向量为,求直线与平面所成角的大小;
(2)已知平行六面体的体积为6,底面是边长为2的菱形,侧棱与底面所成角为,二面角是锐角,,与交于点,.以为原点,,所在直线分别为轴,轴,过且垂直于底面的直线为轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
(i)证明://平面;
(ii)求平面的方程;
(iii)求平面与平面所成角的正弦值.
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高二数学
考生注意:
1.满分150分,考试时间120分钟.
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
3.本卷命题范围:人教版必修第二册,选择性必修第一册第一章、第二章第二节.
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. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据斜率求得倾斜角.
【详解】直线的斜率为,
设直线的倾斜角为,
又,
即,
故选:D
2. 复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】.
所以.
3. 已知向量,,若,共线,则( )
A. 15 B. 12 C. 10 D. 7
【答案】A
【解析】
【详解】因为向量,,且,共线,
所以,解得,,所以.
4. 已知是空间的一个基底,则下列各组向量中,能构成空间基底的一组是( )
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
【答案】D
【解析】
【分析】利用空间基底的概念逐一判断即可.
【详解】对于A,因,即,,是共面向量,不能构成空间基底,故A错误;
对于B,因,即,是共面向量,
不能构成空间基底,故B错误;
对于C,因,即是共面向量,
不能构成空间基底,故C错误;
对于D,对于,假若,
则可得,该方程显然无解,
即不是共面向量,能构成空间的一个基底,故D正确.
5. 已知直线经过点和点,且直线的一个方向向量为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据向量与方向向量平行及平行关系的坐标表示求解即可.
【详解】.
由题意知,与方向向量平行,所以,
解得.
6. 过点的直线在两坐标轴上的截距相等,则直线的方程为( )
A.
B.
C. 或
D. 或
【答案】D
【解析】
【分析】对截距为和截距不为两种情况,分别设出直线方程利用待定系数法求解.
【详解】当截距为零时,直线过原点,设直线方程为,
因为在直线上,所以,解得,
所以方程为;
当截距不为零时,设直线方程为,
因为在直线上,所以,解得,
所以方程为;
综上所得,直线的方程为或.
7. 已知点,,,,点在直线上运动,当取得最小值时,点的坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设,
可知,则,解得,即,
则,
则,可知当时取得最小值,此时.
8. 已知点,,若直线上存在点,使得,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意得直线方程为,设,
则,
当时,,即,
化简得,当时方程有解,
即,解得.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合要求.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. 下列选项正确的是( )
A. 一组数据:,,,,,,的分位数为
B. 若事件A与事件B是对立事件,则
C. 若,则事件A与事件B一定是对立事件
D. 若事件A与B独立,,,则
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据百分位数的定义计算判断A项,利用对立事件的定义直接判断B项;通过举反例排除C项;利用独立事件的性质与乘法公式计算即得.
【详解】对于A,将这组数据升序排列为,因,则这组数据的分位数为第五位数,故A正确;
对于B,根据对立事件的定义可知结论正确,故B正确;
对于C,若做一个抛骰子的试验,记抛出偶数点为事件,抛出点数不小于4点为事件,显然与不互斥,
同时,满足,事件A与事件B不是对立事件,故C错误;
对于D,因事件A与B独立,则事件A与也独立,故,故D正确.
10. 光线自点射入,经直线:反射后经过点,则( )
A. 入射光线所在直线的方程为
B. 反射光线所在直线的方程为
C. 入射光线所在直线与夹角的正切值为
D. 入射光线所在直线与反射光线所在直线的夹角的正切值为
【答案】BCD
【解析】
【分析】分别求出,关于直线的对称点,求出入射光线和反射光线所在直线的方程,利用两直线夹角的正切公式即可求解.
【详解】设点关于的对称点,
则,解得:,即,
所以入射光线的斜率为,
所以入射光线所在直线方程为:,即,故A不正确;
设点关于的对称点,
则,解得:,即,
所以反射光线的斜率为,
所以反射光线所在直线方程为:,即,故B正确;
对于C,因为入射光线所在直线方程为:,所以入射光线所在直线与夹角的正切值,故C正确;
对于D,因为反射光线所在直线方程为:,入射光线所在直线方程为:,入射光线所在直线与反射光线所在直线的夹角的正切值为,故D正确.
11. 如图,长方形,的长,宽,且它们所在的平面互相垂直,点,分别在长方形对角线,上移动,且和的长度保持相等.记(),是线段上一点,则( )
A. 当时,的长为
B. 长度的最小值为
C. 三棱锥与三棱锥的体积相等
D. 存在,使得直线与所成角的正弦值为
【答案】AC
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系求出坐标,代入已知条件算出向量,直接求向量模长,判断选项A;写出长度关于的表达式,转化为二次函数求最小值,判断选项B;利用等体积法转换顶点,分析到平面距离相等,结合同底判断三棱锥体积相等,判断选项C;求出两直线方向向量,利用线线角的正弦公式列方程,通过一元二次方程判别式判断解是否存在,判断选项D.
【详解】已知长方形,的长,宽,且它们所在的平面互相垂直,
以为坐标原点建立下图所示空间直角坐标系,
则,
,
,,故,
,,则,;
选项A:时,,,
故A正确;
选项B:,
二次函数开口向上,对称轴为,
故最小值,
,故B错误;
选项C:,平面中,即,
点横坐标为,点横坐标为,
则上所有点P横坐标都是,故到平面的距离都是,
同底且高相等,故,故C正确;
选项D:,
设夹角为,则
,,
,
化简整理得,即,
,方程无实根,不存在这样的,故D错误.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知平面向量,满足,与的夹角为,则在方向上的投影向量的模为__________.
【答案】
【解析】
【详解】由在方向上的投影向量的模公式得:
.
13. 若直线沿轴向左平移2个单位长度,再沿轴向上平移3个单位长度,所得直线与直线重合,则直线的斜率是__________.
【答案】##
【解析】
【详解】设直线上任意一点为,
则当直线沿轴向左平移2个单位长度,再沿轴向上平移3个单位长度时,
直线上任意一点也进行同样的移动,故平移后得.
由于平移后所得直线与直线重合,则点与点都在直线上,
则直线的斜率.
14. 如图,在多面体中,平面平面,四边形和均为正方形,且,若该多面体的外接球为球,则平面截球所得截面的面积为__________.
【答案】##
【解析】
【分析】分析可得该多面体为长方体的一部分,且外接球的球心为长方体的中心,即可求得外接球的半径R,如图建系,求得各点坐标,即可求出平面的法向量,根据点到平面的距离公式,可得点到平面的距离d,进而可得截面圆的面积.
【详解】如图,可知该几何体是长、宽、高分别为4,4,的长方体的一部分,
所以该多面体的外接球的球心为长方体的中心,且半径,
以为坐标原点,,,的方向分别为x,y,z轴的正方向建立空间直角坐标系,
则球心,,,,
设平面的法向量为,
因为,,
所以,
令,得,
因为,
所以点到平面的距离,
设截面圆的半径为,则,
所以所求截面的面积为.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.
15. 已知直线经过点.
(1)若直线与直线平行,求直线的一般式方程;
(2)若直线与直线垂直,求直线的一般式方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
因为直线与直线平行,
所以设直线的方程为,,
将点代入,得,解得,
故直线的一般式方程为.
【小问2详解】
由题知,直线的斜率为,
设直线的斜率为,
由题意知,即,解得.
又因为直线经过点,
由点斜式得,
整理得,
故直线的一般式方程为.
16. 在四面体中,,.
(1)求的值;
(2)已知是线段中点,点满足,求线段的长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)设,,,再由空间向量数量积的运算律求解;
(2)由题可得,,再根据模长公式求解.
【小问1详解】
设,,,
则,且.
,,
所以.
【小问2详解】
因为是中点,所以.
由,得,
所以,
所以
,
所以线段的长为.
17. 在中,内角、、的对边分别为、、,已知.
(1)证明:;
(2)若,且的面积为,求角的大小及的周长.
【答案】(1)由得,
因为,所以,则,
整理得,由正弦定理边角关系得.
(2),的周长为
【解析】
【分析】(1)由同角三角函数关系、三角恒等变换及正弦边角关系化简已知条件,即可证明;
(2)根据(1)及三角形面积公式、余弦定理求得、、,结合三角形的性质求角和三角形周长.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)知,又,所以,
因为的面积,所以,得,
因为,所以或,
由余弦定理,得,
当时,,所以,
所以,又,所以;
当时,,即,与,矛盾,舍去,
综上,,的周长为.
18. 已知直线:.
(1)证明:不论为何实数,直线恒过一定点;
(2)若直线不经过第四象限,求实数的取值范围;
(3)若直线与两坐标轴的负半轴能够围成三角形,求该三角形面积最小时直线的方程.
【答案】(1)将直线的方程整理为,
由,解得,所以不论为何实数,直线恒过定点;
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)将直线方程化为,联立求定点,即可证;
(2)讨论、,结合直线过第四象限的特征列不等式求参数范围;
(3)根据已知及截距式得,应用基本不等式、三角形面积公式得面积并确定等号成立条件,联立前提求得,,即可得直线方程.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
当时,直线:,不经过第四象限,符合题意;
当时,直线:,
由不经过第四象限可知,解得,
综上,的取值范围为;
【小问3详解】
设直线与轴负半轴交于,与轴负半轴交于,,,
直线的截距式方程为,即,
因为直线恒过,代入得,即,
三角形面积,由,所以,,
当且仅当时等号成立,即,
代入,得,所以,,
此时直线过点,,方程为,化简得,
该直线对应参数,所以直线的方程为.
19. 阅读材料:空间直角坐标系中,过点且一个法向量为的平面的方程为;过点且一个方向向量为()的直线的方程为.
(1)已知平面的方程为,直线的方向向量为,求直线与平面所成角的大小;
(2)已知平行六面体的体积为6,底面是边长为2的菱形,侧棱与底面所成角为,二面角是锐角,,与交于点,.以为原点,,所在直线分别为轴,轴,过且垂直于底面的直线为轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
(i)证明://平面;
(ii)求平面的方程;
(iii)求平面与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)
(2)(i)证明:连接交于点,连接,
在平行六面体中,,,
所以四边形为平行四边形,
所以,,
又为的中点,为的中点,
所以,,
所以四边形为平行四边形,
所以.
又平面,平面,
所以//平面.
(ii);(iii)
【解析】
【分析】(1)根据线面角公式求出正弦值,再判断角度;
(2)建立空间直角坐标系根据法向量和公式求解即可。
【详解】(1)因为平面的方程为,
所以平面的法向量可取,
设直线与平面所成角的大小为,
又直线的方向向量为,
所以,
又,所以,
即直线与平面所成角的大小为.
(2)(i)略
(ii)设平行六面体的高为,体积为,
则,
所以,
又,,
所以,,,
所以,.
设,则,
则,,
又,
所以,所以.
因为与底面所成角为,
平面的一个法向量为,
所以,
又,,由二面角是锐角知,所以,
所以,,
设平面的一个法向量为,
则,
取一个法向量,
又点,
所以平面的方程为,
即.
(iii)由(ii)知,平面的一个法向量,
,,
设平面的一个法向量为,
则,
取一个法向量,
所以,
所以平面与平面所成角的正弦值为.
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