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2025榆林七校高二上学期期中联考试题数学含解析
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考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.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.
4.本卷命题范围:人教A版选择性必修第一册第一章~第二章.
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】A
【解析】
【分析】直线倾斜角和斜率的关键即可得解.
【详解】由题意直线,可得斜率为,
设直线的倾斜角为,其中,
可得,所以,即直线的倾斜角为.
故选:A.
2. 已知圆的方程是,则圆心的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】把圆的一般方程化为标准方程,可得圆心坐标.
【详解】圆的方程可化为,圆心的坐标是.
故选:A.
3. 某公司利用无人机进行餐点即时的送,利用空间坐标表示无人机的位置,开始时无人机在点处起飞,6秒后到达点处,15秒后到达点处,若,则( )
A. B. 120C. 150D. 210
【答案】C
【解析】
【分析】利用向量加法的坐标运算求得,可求.
【详解】因为,
所以,
所以.
故选:C.
4. 两平行直线:,:之间的距离为( )
A. B. 3C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用两平行直线之间的距离公式求解即可.
【详解】由题意得:
直线,,
,,两直线为平行直线,
直线,
两平行直线之间的距离为.
故选:A
5. 已知圆与圆关于直线对称,则的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据对称的性质,得到直线过的中点且与垂直,结合垂直的斜率结论可解.
【详解】圆的圆心为,
圆的圆心为,所以线段的中点坐标为,
又,则,
所以直线的方程为,即.
故选:D.
6. 已知向量,,则向量在向量上的投影向量的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据投影向量的定义求解即可.
【详解】因为,,
所以,,
则向量在向量上的投影向量为:.
故选:D.
7. 已知圆,点在圆上,点,为的中点,为坐标原点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据中点坐标公式结合相关点法可得的轨迹方程为,即可根据相切求解最值.
【详解】由题意知圆的方程为,设,,
则,所以,又在圆上,所以,
即,即的轨迹方程为.如图所示,
当与圆相切时,取得最大值,
此时,,所以的最大值为.
故选:A
8. 如图,在四棱锥中,底面是矩形,,为棱的中点,且,,若点到平面的距离为,则实数的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先证明平面,以点为原点,,的方向分别为x,轴的正方向,建立的空间直角坐标系,利用点到面的距离可求解.
【详解】解:由题意得:
因为,为中点
所以
又,与交于点A,平面,平面
所以平面
以点为原点,,的方向分别为x,轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,则,,,,
故,
所以
所以
又,,设平面的法向量,则
令,则,,所以.点到平面的距离为,解得或(舍)
故选:A.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.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. 若直线与直线平行,则的值可以是( )
A. 0B. 2C. D. 4
【答案】AB
【解析】
【分析】利用两直线平行,得出斜率相等,进而求解.
【详解】因为两直线平行,由斜率相等得,所以或,解得或0或,当时两直线重合,舍去.
故选:.
10. 已知正方体的棱长为2,若,的中点分别为,,则( )
A. B. 平面平面
C. D. 点到平面的距离为
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据面面平行的判定定理判断B,建立空间直角坐标系,利用向量法判断线线关系判断AC,根据点面距离的向量公式求解距离判断D.
【详解】因为∥,且,则为平行四边形,
可得∥,且平面,平面,
所以∥平面,因为∥,且,则为平行四边形,
可得∥,且平面,平面,
所以∥平面,又,平面,
所以平面∥平面,故B正确;
如图,
分别以为轴建立空间直角坐标系,则,,,,,,,,,,
,,
,,
故不成立,成立,故A错误,C正确;
设平面的法向量,,
则,令,则,即,
又,
所以,故点到平面的距离为,故D正确.
故选:BCD
11. 已知点,直线及圆,则下列结论正确的是( )
A. 若点在上,则与相切
B. 若点在圆上,则被圆截得弦长为
C. 若点在圆外,过点作圆的切线,则为过两切点的直线
D. 若点在圆内,过点的直线与圆交于点,则圆在处的切线的交点在l上
【答案】ACD
【解析】
【分析】A计算圆的圆心到的距离可判断选项正误;B计算圆的圆心到的距离结合弦长公式可判断选项正误;C由A选项分析可判断选项正误;D由C选项分析可判断选项正误.
【详解】对于A,点在上,则,圆的圆心到的距离,
故与相切,A正确;
对于B,点在圆上,则,圆的圆心到的距离:
,所以被圆截得的弦长为,B错误;
对于C,设两切点分别为,由A选项分析可知:
圆在点处的切线方程分别为,
因为点在两切线上,所以,
所以点都在直线上,C正确;
对于D,由选项C知,设圆在处的切线的交点为,
则的方程为,由点在该直线上,所以,
所以点在直线上,D正确.
故选:ACD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 设向量,若,则__________.
【答案】2
【解析】
【分析】利用空间向量垂直的坐标表示式列方程解之即得.
【详解】因为,所以,即,故.
故答案为:2.
13. 已知圆与两直线都相切,且圆经过点,则圆的半径为__________.
【答案】或
【解析】
【分析】结合图象确定圆心在轴上,再通过半径得到等式求解即可.
【详解】
结合图象,易知直线与关于轴对称或关于对称,
又当圆心在上时,圆不可能经过点,所以圆的圆心在轴上,
设圆的方程为,
由题意可知,,整理得,解得或,
当时,,当时,.
故答案为:或
14. 已知两点,,从点射出的光线经直线反射后射到直线上,再经直线反射后射到点,则光线所经过的路程等于__________.
【答案】
【解析】
【分析】作出点关于直线的对称点,作出点关于直线的对称点,则,,三点共线,,,三点共线,即,,,四点共线,得,运用两点间的距离公式计算即可.
【详解】解:作出点关于直线的对称点,作出点关于直线的对称点,
则,,三点共线,,,三点共线,即,,,四点共线,
得,易得C−2,0,,
直线的方程是,
设,则得,即,
.
故答案为:
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. 已知直线及点.
(1)若与垂直的直线过点,求与的值;
(2)若点与点到直线的距离相等,求的斜截式方程.
【答案】(1),
(2)或
【解析】
【分析】(1)由垂直关系及点在线上列出等式求解即可;
(2)由点到线的距离公式列出等式,求解即可.
【小问1详解】
因为直线过点,
所以,解得,
因为与垂直,
所以.
小问2详解】
因为点与点到直线的距离相等,
由点到直线的距离公式得.
解得,
当时,的斜截式方程为,
当时,的斜截式方程为.
16. 在正四棱柱中,,E为的中点,F为上靠近B的三等分点.
(1)求异面直线CF与所成角的余弦值;
(2)求直线CF与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据空间向量的数量积计算求解;
(2)根据线面角的正弦等于线法角余弦的绝对值求解.
【小问1详解】
解:以D为原点,分别以方向为轴,建立如下所示的空间坐标系,
则由题意可知:,,,,,,,
∴ ,,
设,
则,
∵ F为上靠近B的三等分点,
∴ ,
,
,
,
,
,
设异面直线CF与所成角为且,
则.
【小问2详解】
解:由(1)可求得:,,,
设为平面法向量,
则,
即,
解得:,
,
,
设直线CF与平面所成角为,
则.
17. 已知圆,圆.
(1)讨论圆与圆的位置关系;
(2)当时,求圆与圆的公切线的方程.
【答案】(1)答案见解析
(2),或.
【解析】
【分析】(1)求两圆圆心距及半径,利用几何法判断两圆位置关系;
(2)先判断两圆位置关系,法一,设出公切线方程,由切线分别与两圆相切建立等量关系待定系数即可;法二,由相似性质与半径比,可得到公切线与轴交点坐标,再由交点设出点斜式方程待定斜率即可.
小问1详解】
由题意知,
,两圆的半径分别为和4,
①当,即,
解得或时,圆与圆内含;
②当,即,
解得或时,圆与圆内切;
③当,即,
解得时,圆与圆相交;
④当时,,无解,
即圆与圆不可能外切也不可能外离.
综上所述,当或时,圆与圆内含;
当或时,圆与圆内切;
当时,圆与圆相交.
【小问2详解】
当时,由(1)得圆与圆相交,由图可知公切线的斜率存在,
法一:设圆,圆的公切线的方程为,即,
则由直线与两圆都相切可得,
,所以,
则,或
即或,分别代入,
得或(无解),解得,
所以,或.
则公切线方程为或,
即为,或.
法二:因为两圆圆心都在轴上,
则由对称性可知,两公切线关于轴对称,且交点在轴上,设为点,
如图,,则与相似,
则有,又由,
得,所以有,
解得,即,
设公切线方程为,即,
则圆心到切线的距离,解得,
则公切线方程为或,
即为,或.
18. 如图,在四棱锥中,底面是边长为6的正方形,是等边三角形,平面平面.
(1)求平面与平面所成二面角的正弦值;
(2)已知分别是线段上一点,且,若是线段上的一点,且点到平面的距离为,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)如图通过证明平面,可建立以点为原点的空间直角坐标系,后可求出平面与平面的法向量,结合空间向量知识可得答案;
(2)由题可得平面的法向量,后设,可得点到平面的距离关于的表达式,即可得答案.
【小问1详解】
取的中点分别为,连接,
因为底面是正方形,所以,
因为是正三角形,为的中点,所以,
又平面平面,平面平面平面,
所以平面,又平面,所以,
以点为原点,以所在直线分别为轴,轴,轴建立空间直角坐标系,如图所示,
由题意:,
,
设平面的法向量为n=x,y,z,所以,
即,令,则,
即平面的一个法向量为,
易知平面的一个法向量为,
设平面与平面所成二面角为,
则,
所以,即平面与平面所成二面角的正弦值为.
【小问2详解】
因为分别是线段上一点,
且,
所以,
所以,
设平面的法向量为,
所以,即,
令,则,即平面的一个法向量为,
设,
则,
所以点到平面的距离,
解得(舍去),即.
19. 已知点是平面内不同的两点,若点满足,且,则点的轨迹是以有序点对为“稳点”的-阿波罗尼斯圆.若点满足,则点的轨迹是以为“稳点”的-卡西尼卵形线.已知在平面直角坐标系中,.
(1)若以为“稳点”的-阿波罗尼斯圆的方程为,求的值;
(2)在(1)的条件下,若点在以为“稳点”的5-卡西尼卵形线上,求(为原点)的取值范围;
(3)卡西尼卵形线是中心对称图形,且只有1个对称中心,若,求证:不存在实数,使得以为“稳点”—阿波罗尼斯圆与—卡西尼卵形线都关于同一个点对称.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)由新定义得到,结合为常数,即可求解;
(2)设,由定义得到,从而有,求得,再由,即可求解;
(3)由及定义得到以为“稳点”的一阿波罗尼斯圆的方程:,再结合对称性及得到—卡西尼卵形线关于点对称,从而得到推出矛盾,即可解决问题.
【小问1详解】
因为以为“稳点”的一阿波罗尼斯圆的方程为,设Px,y是该圆上任意一点,则,
所以,
因为为常数,
所以,且,
所以.
【小问2详解】
解:由(1)知,设,
由,得,
所以,
,
整理得,即,
所以,
,
由,得,
即OQ的取值范围是.
【小问3详解】
证明:若,则以为“稳点”的一阿波罗尼斯圆的方程为,整理得,
该圆关于点对称.
由点关于点对称及,
可得—卡西尼卵形线关于点对称,
令,解得,与矛盾,
所以不存在实数,使得以为稳点的—阿波罗尼斯圆与—卡西尼卵形线都关于同一个点对称
【点睛】本题考查轨迹问题,新定义的综合应用,关键是读懂题意,根据新定义得到相应的轨迹方程,是本题的关键也是难点.
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