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人教版高中数学选择性必修一 精讲精练人教A版2019选择性必修第一册综合测试(基础)(2份,原卷版+解析版)
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人教A版2019选择性必修第一册综合测试(基础)单选题(每题5分,每题只有一个选项为正确答案,8题共40分)1.(2023春·江苏南京·高二校联考阶段练习)直线与直线平行,则的值为( )A. B. C. D.或【答案】C【解析】依题意,直线与直线平行或重合时,,解得或,当时,直线与直线重合,当时,直线与直线平行,所以的值为.故选:C2.(2023秋·北京·高三统考开学考试)直线被圆所截得的弦长为( )A.1 B. C.2 D.3【答案】C【解析】由已知得圆心为,半径,因为圆心在直线上,所以直线被圆所截得的弦长为.故选:C3.(2023秋·江西宜春·高二统考期末)向量,,若,则( )A. B.,C., D.,【答案】C【解析】因为向量,,且,则设,即,则有,则,,解得,,故选:C4.(2022秋·重庆·高二重庆一中校考阶段练习)如图是抛物线形拱桥,当水面在n时,拱顶离水面2米,水面宽4米.水位下降1米后,水面宽为( )A. B. C. D.【答案】D【解析】建立如图所示的直角坐标系:设抛物线方程为,由题意知:在抛物线上,即,解得:,,当水位下降1米后,即将代入,即,解得:,∴水面宽为米.故选:D.5.(2022秋·广东广州·高二校考期中)焦点在轴上,右焦点到短轴端点距离为2,到左顶点的距离为3的椭圆的标准方程是( )A. B. C. D.【答案】A【解析】因为椭圆的右焦点到短轴端点距离为2,到左顶点的距离为3所以,即,所以,因为椭圆的焦点在轴上,所以椭圆的标准方程是.故选:A6.(2022·高二课时练习)抛物线的准线与直线的距离为3,则此抛物线的方程为( )A. B.C.或 D.或【答案】D【解析】抛物线的准线方程为,则,或-16.故所求抛物线方程为或.故选:D7.(2022·全国·高三专题练习)已知A,B,C是椭圆上不同的三点,且原点O是△ABC的重心,若点C的坐标为,直线AB的斜率为,则椭圆的离心率为( )A. B. C. D.【答案】B【解析】设的中点,因为原点O是△ABC的重心,所以三点共线,所以,由于,所以,故选:B.8.(2023·吉林辽源)已知双曲线:(,)的左、右焦点分别为、,过的直线与双曲线的右支交于、两点,若,则双曲线的离心率的取值范围是( )A. B. C. D.【答案】B【解析】由双曲线的定义得:,因为,所以,所以,又,所以,在中,,设,因为,所以,由余弦定理得:,即,所以,解得,故选:B二、多选题(每题至少有两个选项为正确答案,少选且正确得2分,每题5分。4题共20分)9.(2023秋·高二课时练习)在正三棱柱中,,则( )A.直线与所成的角为B.直线与所成的角为C.与平面所成角的正弦值为D.与侧面所成角的正弦值为【答案】ACD【解析】对于A,依题意,取的中点的中点,连接,如图, 易得,又面,所以面,又面,所以,又是正三角形,是的中点,故,则两两垂直,故以为原点,所在直线分别为轴,轴,轴建立空间直角坐标系,如图,设,则,则,故,则,又,所以直线与所成的角为,故正确;对于B,又,则,又,则直线与所成的角不为,故B错误;对于C,易得平面的一个法向量为,所以与平面所成角的正弦值为,故C正确;对于D,取的中点,连接,因为面,面,所以,又是正三角形,是的中点,故,因为面,所以面,易得的坐标为,所以侧面的一个法向量为,所以与侧面所成角的正弦值为,故D正确.故选:ACD.10.(2024秋·安徽·高三合肥市第八中学校联考开学考试)已知直线及圆,则( )A.直线过定点B.直线截圆所得弦长最小值为2C.存在,使得直线与圆相切D.存在,使得圆关于直线对称【答案】ABD【解析】A选项,由,得,解得,所以直线过定点为,故A正确;B选项,由圆的标准方程可得圆心为,半径,直线过的定点为,当时,直线截圆所得弦长最短,因为,则最短弦长为,故B正确;C选项,,故点在圆内,所以直线与圆一定相交,故C错误;D选项,当直线过圆心时,满足题意,此时,解得,故D正确. 故选:ABD.11.(2024秋·浙江·高三舟山中学校联考开学考试)已知圆:,直线:,则下列说法正确的是( )A.直线恒过定点 B.直线被圆截得的弦最长时,C.直线被圆截得的弦最短时, D.直线被圆截得的弦最短弦长为【答案】ABC【解析】对于选项A:直线的方程可化为,令,解得,所以直线恒过定点,故A正确;对于选项B:因为,即点在圆内,当直线过圆心时,直线被圆截得的弦长最长,此时,解得,故B正确;对于选项C:当直线时,直线被圆截得的弦长最短,直线的斜率为,,由,解得,故C正确;对于选项D:此时直线的方程是,圆心到直线的距离为,可得,所以最短弦长是,故D错误.故选:ABC.12.(2023秋·全国·高二期中)已知方程表示的曲线为C,则下列四个结论中正确的是( )A.当时,曲线C是椭圆 B.当或时,曲线C是双曲线C.若曲线C是焦点在x轴上的椭圆,则 D.若曲线C是焦点在y轴上的双曲线,则【答案】BCD【解析】对于A,当时,,则曲线是圆,A错误;对于B,当或时,,曲线是双曲线,B正确;对于C,若曲线是焦点在轴上的椭圆,则,解得,C正确;对于D,若曲线是焦点在轴上的双曲线,则,解得,D正确.故选:BCD三、填空题(每题5分,4题共20分)13.(2023秋·江西南昌)已知是双曲线的左焦点,是双曲线右支上的动点,则的最小值为 .【答案】【解析】由题意知,.设双曲线的右焦点为,由是双曲线右支上的点,则,则,当且仅当三点共线时,等号成立.又,则.所以,的最小值为.故答案为:. 14.(2023秋·四川资阳·高二统考期末)设是椭圆的左焦点,P为椭圆上任一点,点Q的坐标为,则的最大值为 .【答案】11【解析】由题意可得,,所以,因为,所以;因为,所以.故答案为:11. 15.(2023秋·湖北·高三孝感高中校联考开学考试)已知圆,直线,当圆被直线截得的弦长最短时,直线的方程为 .【答案】【解析】由题意,直线的方程化为,由得∴直线过定点,显然点在圆内,要使直线被圆截得弦长最短,只需与圆心的连线垂直于直线,,解得,代入到直线的方程并化简得.故答案为:.16.(2023·全国·高二专题练习)已知菱形中,,沿对角线AC折叠之后,使得平面平面,则平面与平面夹角的余弦值为 . 【答案】【解析】设菱形的边长为1,取的中点,连接,,所以,因为平面平面,平面平面,平面,所以平面,又因为平面,所以. 如图,建立空间直角坐标系,则,,,所以,.设平面的一个法向量为,则,令,则,同理,平面的一个法向量为,所以,设平面与平面夹角为,则,所以,所以平面与平面夹角的余弦值为.故答案为:四、解答题(17题10分,其余每题12分,6题共70分17.(2022秋·北京·高二北京十五中校考期中)已知圆C经过坐标原点O和点,且圆心在x轴上.(1)求圆C的方程.(2)设直线l经过点,且l与圆C相交所得弦长为,求直线l的方程.【答案】(1)(2)和【解析】(1)设圆心,则圆心到与距离相同且等于半径,所以,解得,所以圆心为,半径,所以圆C的方程为.(2)当斜率存在时,设直线l为,整理得,则圆心到直线的距离,① 又因为,解得,②由①②解得:,所以直线方程为,整理得;当斜率不存在时,直线为,此时圆心到直线的距离,所以其弦长为,符合题意.综上,所求直线方程为和.18.(2023春·江苏南京·高二校联考阶段练习)如图,在三棱柱中,,点D为棱AC的中点,平面平面,,且. (1)求证:平面ABC;(2)若,求二面角的正弦值.【答案】(1)证明见解析(2)【解析】(1)如图,连接.因为侧面为菱形,且,所以为等边三角形,所以.又因为平面平面,平面,平面平面,所以平面ABC.(2) 由(1)的过程可知,可以点D为坐标原点,分别以DB,DC,所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系D-xyz.不妨设,由题可知,,,,.由,可得.设平面的法向量为,而,,则有,取,得.设平面的法向量为,而,,则有,取,得.设平面与平面夹角为,则,所以,即平面与平面夹角的正弦值为.19.(2023秋·江西南昌·高三南昌市外国语学校校考阶段练习)已知椭圆的一个焦点为,且过点.(1)求椭圆的方程;(2)直线与椭圆交于两点,求面积的最大值及此时直线的方程.【答案】(1)(2)面积的最大值为,此时直线的方程为.【解析】(1)由题意得,解得,所以椭圆的方程为,(2)设,由,得,因为直线与椭圆交于两点,所以,解得,所以,所以,因为点到直线的距离为,所以的面积为,当且仅当,即时取等号,所以面积的最大值为,此时直线的方程为.20.(2023·全国·高三专题练习)已知圆C过点,,且圆心C在直线上.(1)求圆C的方程;(2)若点P在圆C上,点,M为AP的中点,O为坐标原点,求的最大值.【答案】(1)(2)【解析】(1)设圆的方程为:,则有,解得.∴圆的方程为:.(2)由(1)知圆,设,,则,所以又P在圆上, 所以,所以,即M的轨迹方程为.数形结合易知,当OM与圆相切时,取最大值,此时,.所以的最大值为.21.(2023秋·江西·高三校联考开学考试)如图,在三棱锥中,平面,,,M是的中点,N为上的动点. (1)证明:平面平面;(2)当平面时,求平面与平面夹角的余弦值.【答案】(1)证明见解析(2)【解析】(1)证明:因为平面,平面,所以平面平面.又,平面平面,平面,所以平面.又平面,所以.又,M是的中点,所以.又,,平面,所以平面.因为平面,所以平面平面.(2)以A为坐标原点,,所在直线分别为y,z轴,过点A作与平行的直线为x轴,建立如图所示的空间直角坐标系. 因为平面,平面,平面平面,所以.又M是的中点,所以N是的中点,则,,,,所以,,,则平面的一个法向量为.设平面的一个法向量为,则.令,得,,所以平面的一个法向量为.设平面与平面的夹角为,所以,故平面与平面夹角的余弦值为.22.(2024秋·山西朔州·高三校联考开学考试)已知椭圆E:的左、右焦点分别为,,M为椭圆E的上顶点,,点在椭圆E上.(1)求椭圆E的标准方程;(2)设经过焦点的两条互相垂直的直线分别与椭圆E相交于A,B两点和C,D两点,求四边形ACBD的面积的最小值.【答案】(1)(2)【解析】(1)设,由,有.又由,有(O为坐标原点),可得,,可得椭圆E的方程为, 代入点N的坐标,有,解得,,故椭圆E的标准方程为;(2)①当直线AB的斜率不存在或为0时,为长轴长或,不妨设,,故;②当直线AB的斜率存在且不为0时,设直线AB:,,,联立方程,消去y得,则,,所以,同理可得, 所以,因为,当且仅当,即时等号成立,所以,而,综上:四边形ACBD的面积的最小值为.