2022-2023学年辽宁省营口开发区第一高级中学高二上学期11月月考数学试题(解析版)
展开2022-2023学年辽宁省营口开发区第一高级中学高二上学期11月月考数学试题
一、单选题
1.直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】把直线方程化为斜截式即可得.
【详解】由,得,斜率为.
故选:C.
2.椭圆上的一点到两个焦点的距离之和为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由椭圆定义可直接求得结果.
【详解】由椭圆方程知:;
根据椭圆定义可知:椭圆上一点到两个焦点的距离和为.
故选:D.
3.已知,,,则( )
A.-15 B.-13 C.-9 D.1
【答案】B
【分析】求出,,然后求解数量积即可.
【详解】由已知得,,,
所以,.
故选:B.
4.双曲线上的点到左焦点的距离为9,则到右焦点的距离为( )
A.5 B.1 C.1或17 D.17
【答案】D
【分析】根据双曲线的定义可求到右焦点的距离,要注意双曲线上点到焦点距离的最小值为.
【详解】设双曲线的左焦点为,右焦点为,
则,故,故或.
由双曲线性质知,到焦点距离的最小值为,
所以舍去.
故选:D.
5.圆M:与圆N:的公切线有( )
A.1条 B.2条 C.3条 D.4条
【答案】B
【分析】判断出两圆的位置关系即可得到答案.
【详解】由题意,两圆的标准式分别为,,
则圆心和半径分别为,,
所以,,
则,故两圆相交,一共有2条公切线.
故选:B.
6.设抛物线的焦点为,点在上,,若,则( )
A. B.4 C. D.6
【答案】A
【分析】根据题意,结合焦半径公式得,再计算即可.
【详解】解:由题知抛物线的焦点为,
因为,所以,
因为点在上,
所以,由焦半径公式得,解得,
所以,,.
故选:A
7.空间中有三点,,,则点P到直线MN的距离为( )
A. B. C.3 D.
【答案】A
【分析】根据空间中点线距离的向量求法即可求解.
【详解】因为,所以的一个单位方向向量为.
因为,故,,
所以点到直线的距离为.
故选:A
8.台风中心从地以的速度向西北方向移动,离台风中心内的地区为危险地区,城市在地正西方向的处,则城市处于危险地区内的时长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】作出平面图形后,可求得到的距离,结合勾股定理可求得的长度,由此可得所求时长.
【详解】以为圆心,为半径作圆,与运动方向交于两点,
由题意知:,,,
作,垂足为,则为中点,
,,,
城市处于危险地区内的时长为.
故选:D.
二、多选题
9.已知双曲线,则( )
A.的焦点坐标为 B.的渐近线方程为
C.的虚轴长为 D.的离心率为
【答案】CD
【分析】根据双曲线的标准方程,求出,然后对选项逐一判断即可.
【详解】因为双曲线,则
则焦点坐标为,故A错误;
焦点在轴的双曲线的渐近线方程为,即,故B错误;
双曲线虚轴长为,故C正确;
离心率为,故D正确.
故选:CD.
10.如图,正四面体的棱长为是的中点,,,设,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【分析】利用向量的运算对四个选项一一计算后,即可得到答案.
【详解】因为是的中点,所以.
又,所以,所以.
所以
.
故A错误,B正确;
因为,所以,
所以,
所以.故C正确;
.故D错误.
故选:BC
11.已知直线,圆(为圆心),则( )
A.直线恒过点
B.到直线的最大距离为
C.直线与圆一定相交
D.当时,直线与坐标轴所围成的三角形面积的最小值为4
【答案】ABD
【分析】直线方程整理为关于的恒等式,由此可求得定点坐标判断A,由圆心与定点连线和直线垂直时距离达到最大值计算后判断B,由定点与圆的位置关系判断C,由直线的斜率小于0,可设出截距式方程,然后得出三角形面积,利用基本不等式求得最小值判断D.
【详解】直线,令得则直线恒过点,A正确;
因为,所以点在圆上,则直线与圆相切或相交,C错误;
,当时,到直线的距离最大,且最大值为,B正确;
当时,直线的斜率为,则可设直线的方程为,则,即,当且仅当,即,时,等号成立,所以直线与坐标轴所围成的三角形面积的最小值为4,D正确.
故选:ABD.
12.如图,平行六面体的体积为,,,底面边长均为4,且分别为的中点,则下列选项中不正确的有( )
A. B.平面
C. D.平面
【答案】ABC
【分析】首先求出底面积,再根据棱柱的体积求出棱柱的高,依题意可得在底面的投影在上,设在底面的投影为,即可说明为的中点,以为坐标原点,建立如图所示空间直角坐标系,利用空间向量法一一计算可得.
【详解】解:因为底面为边长为的菱形,且,所以四边形的面积为,
又平行六面体的体积为,所以平行六面体的高为,
因为,所以在底面的投影在上,设在底面的投影为,
则,又,所以,又,
所以为的中点,以为坐标原点,建立如图所示空间直角坐标系,
则,,,,,
,,,
所以,,,
,,
因为,所以、不平行,故A错误;
又,所以与不垂直,故B错误;
因为,所以与不垂直,故C错误;
设平面的法向量为,则,即,
不妨取,
所以,所以,
又平面,所以平面,故D正确;
故选:ABC
三、填空题
13.古希腊数学家阿基米德早在多年前利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.若椭圆的面积为,则该椭圆离心率的一个可能值为___________.
【答案】,,,(任选一个即可)
【分析】根据“逼近法”可得,由此可确定所有可能的取值,由椭圆离心率的求法可求得所有可能的取值.
【详解】由题意知:,,,
由“逼近法”原理可知,,
又,则或或或或或或或;
当或时,椭圆离心率;
当或时,椭圆离心率;
当或时,椭圆离心率;
当或时,椭圆离心率.
综上所述:椭圆离心率所有可能的取值为,,,.
故答案为:,,,(任选一个即可).
14.在直三棱柱中,,,,,,则异面直线与夹角的余弦值为______.
【答案】
【分析】根据条件,可建立空间直角坐标系,得出与的坐标,利用向量法解决.
【详解】
由已知可得,两两垂直,可如图建立空间直角坐标系.
则,,,,,
由可得,,
则,
,,,,
所以,.
所以,异面直线与夹角的余弦值为.
故答案为:.
15.过抛物线的焦点作直线,与抛物线C分别交于点A,B和M,N,若直线与互相垂直,则的最小值为______.
【答案】10
【分析】设出直线方程,联立直线与抛物线的方程,根据韦达定理,结合抛物线的性质,表示出线段长度,即可得到.
【详解】由已知可得,,,抛物线方程为.
设直线方程为,则方程为,
,,,,
联立直线方程与抛物线方程得,.
则,,,
同理.
所以,,
当且仅当,即时,等号成立.
故答案为:10.
四、双空题
16.若直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,则直线在轴上的截距为______,______.
【答案】
【分析】令,可求出直线在轴上的截距,根据倾斜角与斜率的关系可求出,再由可求得的值.
【详解】令,得,则直线在轴上的截距为,
依题意可得,
因为
所以,
所以.
故答案为:;.
五、解答题
17.已知圆经过点,,.
(1)求圆的标准方程;
(2)过点向圆作切线,求切线方程.
【答案】(1).
(2)或.
【分析】(1)设圆的一般方程,由题意列出方程组,求得一般方程,即可化为标准方程;
(2)讨论切线斜率是否存在,存在时,设切线方程,利用圆心到直线距离等于半径可求得答案.
【详解】(1)设圆的方程为,
则 ,
解得,,,
所以圆的方程为,
故圆的标准方程为.
(2)当切线斜率不存在时,切线方程为.
当切线斜率存在时,设切线方程为,即,
由,解得,
所以切线方程为,即.
综上所述,所求切线方程为或.
18.已知抛物线C:的焦点为F,是抛物线C上的点,且.
(1)求抛物线C的方程;
(2)已知直线l交抛物线C于M,N两点,且的中点为,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)直接由抛物线中焦半径公式求出即可.
(2)用横截式设出直线的方程以及的坐标,联立直线与抛物线方程,得到及韦达定理,再利用线段的中点坐标求出直线中的参数,再利用弦长公式求出线段的长度,用点到直线的距离公式求出点到直线的距离,进而可求出的面积.
【详解】(1)由抛物线的定义知,解得,则抛物线的方程为
故:答案为.
(2)由线段的中点为知直线的斜率存在且不为0,
设直线,,联立直线与抛物线方程,
有,即,所以有,
且,则
所以,即
所以直线,,
点到直线的距离.
所以.
故:答案为.
19.如图,已知四棱锥的底面是边长为6的菱形,且,底面,.
(1)求点到平面的距离;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)连结交于点,可以以点为坐标原点,建系,得出各点的坐标,求出平面的一个法向量,根据即可求得点到平面的距离;
(2)求出平面的一个法向量,根据求出,转化为直线与平面所成角的正弦值即可.
【详解】(1)连结交于点,则,又底面ABCD,
则以点为坐标原点,分别以为轴的正方向,过点作的平行线为轴,如图建立空间直角坐标系.
因为,,所以,,.
所以,,,,,,,,.
设是平面的一个法向量,则
,即有,
令,则是平面的一个法向量.
又,所以点到平面的距离为.
(2)由(1)知,,,
设是平面的一个法向量,
则有,即有,
取,则是平面的一个法向量.
.
所以,直线与平面所成角的正弦值为.
20.如图所示,在直三棱柱中,分别为棱,的中点.
(1)证明:平面平面;
(2)求二面角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)(2)建立空间直角坐标系,利用空间向量法计算可得.
【详解】(1)证明:如图以为坐标原点,、、分为、、轴,建立空间直角坐标系,
则,,,,,,
所以,,,,,
设平面的法向量为,则,即,令则,
设平面的法向量为,则,即,令则,
因为,所以,
所以平面平面.
(2)解:由(1)知平面的法向量为,
显然平面的法向量可以为,
所以,
所以,所以二面角的正弦值为.
21.已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,过且垂直于轴的直线被椭圆所截得的弦长为6.
(1)求椭圆的方程;
(2)为第一象限内椭圆上一点,直线与直线分别交于两点,记和的面积分别为,若,求的坐标.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用离心率和弦长公式即可联立求解;(2)利用的坐标,根据三点共线求出两点的坐标,根据面积公式即可求出点的坐标.
【详解】(1)因为离心率为,所以,即,
又因为,所以,
联立,解得,
所以过且垂直于轴的直线被椭圆所截得的弦长为,
所以由 解得,所以椭圆的方程为.
(2)设
由(1)可知,,
因为共线,所以,即,解得,
又因为共线,所以,即,解得,
所以,
,
所以,
整理得,解得或(舍),
将代入椭圆方程得或(舍),
所以的坐标为.
22.已知双曲线的左、右焦点分别为,,且与椭圆有相同的焦点,点到直线的距离为.
(1)求的标准方程;
(2)直线与交于两点,点是的平分线上一动点,且,证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)由椭圆方程可得焦点坐标;利用点到直线距离公式可求得,结合椭圆之间关系即可求得双曲线方程;
(2)设中点为,由向量线性运算,结合等腰三角形三线合一性质可知,将直线方程与双曲线方程联立后,得到韦达定理的形式;由可构造方程求得,从而求得和;利用两点间距离公式表示出,,由,结合韦达定理可证得结论.
【详解】(1)由椭圆方程知:,则,,
到直线的距离,
,,
双曲线的标准方程为:.
(2)由(1)知:,
,与双曲线的左右半支各交于一点,
设,
设中点为,则,,
又为的角平分线,;
由得:,
,,
,,
,即,解得:,
,;
,
,
,,
.
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