2023-2024学年广东省东莞市七校高二上学期期中联考数学试题含答案
展开一、单选题
1.如图,直线的倾斜角为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】根据倾斜角的定义分析运算.
【详解】由题意可知:直线的倾斜角为的补角,即为.
故选:C.
2.已知向量,,满足,则的值为( )
A.2B.-2C.D.
【答案】A
【分析】直接利用空间向量垂直的公式计算即可.
【详解】,,
,
解得
故选:A.
3.已知圆的一条直径的端点分别为,,则此圆的标准方程是( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【分析】求出圆心坐标以及圆的半径,即可得出该圆的标准方程.
【详解】由题意可知,圆心为线段的中点,则圆心为,
圆的半径为,
故所求圆的方程为.
故选:D.
4.抛物线的准线方程是
A.B.
C.D.
【答案】C
【详解】试题分析:由题意得,抛物线可化为,则,所以准线方程为,故选C.
【解析】抛物线的几何性质.
5.直线与直线平行,那么该两平行线之间距离是( )
A.0B.C.D.
【答案】B
【分析】根据两直线平行得到方程与不等式,得到,再利用两平行直线间的距离公式求出答案.
【详解】且,解得,
两直线方程为与直线,
即与
故两平行线之间的距离为.
故选:B
6.如图,四边形ABCD为平行四边形,,,若,则的值为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】选取、为基底,利用向量的减法得到,再利用向量的加法与数乘将化为,根据向量、不共线可得,.
【详解】选取、为基底,则,
由知,,所以.
由向量加法法则可得,,,
又,
所以,
又向量,不共线,所以.
故选:D.
7.明朝的一个葡萄纹椭圆盘如图(1)所示,清朝的一个青花山水楼阁纹饰椭圆盘如图(2)所示,北宋的一个汝窑椭圆盘如图(3)所示,这三个椭圆盘的外轮廊均为椭圆.已知图(1)、(2)、(3)中椭圆的长轴长与短轴长的比值分别、、,设图(1)、(2)、(3)中椭圆的离心率分别为、、,则( ).
A.B.
C.D.
【答案】C
【分析】根据长轴长与短轴长的定义,结合的等量关系以及离心率的计算公式,通过比较大小,可得答案.
【详解】设椭圆标准方程为,则,
可知椭圆的长轴长与短轴长的比值为,故离心率,
则,,,
由,则.
故选:C.
8.如图,正方体的棱长为1,点P为正方形内的动点,满足直线BP与下底面ABCD所成角为的点P的轨迹长度为( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】作出辅助线,得到P的轨迹为以为圆心,为半径,位于平面内的圆的,求出轨迹长度.
【详解】直线BP与下底面ABCD所成角等于直线BP与上底面所成角,
连接,因为⊥平面,平面,
所以⊥,故为直线BP与上底面所成角,
则,
因为,所以,
故点P的轨迹为以为圆心,为半径,位于平面内的圆的,
故轨迹长度为.
故选:B
二、多选题
9.已知双曲线,则下列关于双曲线的结论正确的是( )
A.实轴长为6B.焦距为5
C.离心率为D.焦点到渐近线的距离为4
【答案】AD
【分析】根据题意,结合双曲线的几何性质,逐项判定,即可求解.
【详解】由双曲线,可得,则,
可得双曲线的实轴长为,焦距为,离心率为,
所以A正确,B、C不正确;
又由双曲线的渐近线方程为,即,且焦点,
不妨设右焦点,渐近线为,则焦点到渐近线的距离为,所以D正确.
故选:AD.
10.已知空间中三点,,,则下列说法正确的是( )
A.与是共线向量B.与同向的单位向量是
C.和夹角的余弦值是D.平面的一个法向量是
【答案】BD
【分析】根据向量共线定理可判断A;根据单位向量的概念可判断B;由向量夹角的余弦公式可判断C;根据法向量的特征可判断D.
【详解】因为,,,
所以,,,
对于A:若存在实数使得,则,显然方程组无解,所以不存在使得,
即与不共线,故A错误;
对于B:因为,所以与同向的单位向量,故B正确;
对于C:,故C错误;
对于D:设平面的法向量,
则,取,得,故D正确;
故选:BD
11.设圆,点,若圆O上存在两点到A的距离为2,则的可能取值( )
A.3B.4C.5D.6
【答案】BCD
【解析】将问题转化为以为圆心,为半径的圆为圆与圆相交问题,再根据圆与圆的位置关系求解即可得答案.
【详解】根据题意设以为圆心,为半径的圆为圆
所以圆,圆心为,半径为,则两圆圆心距为:
因为圆O上存在两点到A的距离为,所以圆与圆相交
所以,解得:.
所以r的取值范围是:.
故选:BCD
12.在正三棱柱中,,,与交于点,点是线段上的动点,则下列结论正确的是( )
A.
B.存在点,使得
C.三棱锥的体积为
D.直线与平面所成角的正弦值为
【答案】AC
【分析】利用空间向量运算求解判断A;利用空间向量运算求解判断B;利用等体积法求解判断C;利用线面角的求解判断D.
【详解】向量,故A正确;
假设存在点,设,,
所以.
若,所以.解得.故B错误;
因为正三棱柱,所以,
所以,所以,故C正确;
设中点为,所以,三棱柱是正三棱柱,
所以平面,所以即与平面所成的角,
则.故D错误.
故选:AC.
三、填空题
13.若方程表示的曲线为焦点在轴上双曲线,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】根据双曲线的性质即可求解.
【详解】由题意可得,解得,
故答案为:
14.已知分别是平面的法向量,且,则 .
【答案】
【分析】利用平面法向量的定义以及面面平行的性质可知,再由向量平行的坐标表示即可得.
【详解】根据题意可知,若则可知,
又可得,即可得.
故答案为:
15.设半径为3的圆被直线截得的弦的中点为,且弦长,则圆的标准方程 .
【答案】或.
【分析】设所求的圆的方程,根据弦心距和弦的中点,建立方程,即可求得圆C的方程.
【详解】由题意设所求的圆的方程为:.
圆心到直线的距离为,
圆被直线:截得的弦的中点为,,
解得或,
即所求的圆的方程为:或.
故答案为:或.
16.已知实数,满足,则代数式的最大值为 .
【答案】
【分析】先根据方程判断点的轨迹方程,再将其转化为参数方程,代入所求式,利用正弦型函数的有界性求解即得.
【详解】因实数,满足,,
故可知点的轨迹是以为两焦点的椭圆,轨迹方程为:,
故可设该椭圆的参数方程为:(为参数)
则,
故当时,取得最大值为
故答案为:
【点睛】关键点点睛:根据两变量满足的方程,求解关于两变量解析式的范围或最值的题型,关键在于对方程的理解,如果满足熟知的点的轨迹,则可以利用定义得出轨迹方程,再通过参数方程求出,将其转化为单变量问题求解.
四、解答题
17.在菱形中,对角线与轴平行,,,点是线段的中点.
(1)求点的坐标;
(2)求过点且与直线垂直的直线.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据题意可设,利用,求的坐标,利用中点坐标公式求出,
(2)先求得,再利用两直线垂直,斜率之积为求出直线斜率,进而可得到答案.
【详解】(1)四边形为菱形,轴,轴,可设,
,,
解得:(舍或,.
,中点坐标为,
由于,且是中点,点坐标为,
(2),,由中点坐标公式得,
又,,
则过点且与直线垂直的直线斜率为:,
所求直线方程为:,即.
18.如图,在四棱锥中,底面是矩形,,,,,为的中点.
(1)证明:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)利用勾股定理得,进而证平面,
(2)以为原点建立如图所示空间直角坐标系,求出平面的法向量,以及的方向向量,可求直线与平面所成角的正弦值.
【详解】(1),所以得,
又,所以,
又,,平面,所以平面,
(2)知,,
以为原点建立如图所示空间直角坐标系,
则,0,,,1,,,0,,,,,,1,
则,0,,,1,,,,,
设平面的一个法向量,,,
则有,令,则有,,
平面的一个法向量,0,,
设直线与平面所成角为,
所以,
所以直线与平面所成角的正弦值为.
19.已知双曲线的渐近线方程为,且点在该双曲线上.
(1)求双曲线方程;
(2)若点,分别是双曲线的左、右焦点,且双曲线上一点满足,求的面积.
【答案】(1)
(2)3
【分析】(1)根据双曲线渐近线方程得,根据点在双曲线上列方程,最后解方程组得出双曲线的方程;
(2)根据双曲线定义和列方程组求解,再根据三角形面积公式计算面积可得出答案.
【详解】(1)由题知,解得,
所以双曲线C的方程为:
(2)
根据双曲线的定义得,
解方程得,
【点睛】 考查双曲线方程求解及焦点三角形的面积求解,属基础题.
20.党的二十大报告提出要加快建设交通强国.在我国万平方千米的大地之下拥有超过座,总长接近赤道长度的隧道(约千米).这些隧道样式多种多样,它们或傍山而过,上方构筑顶棚形成“明洞”﹔或挂于峭壁,每隔一段开出“天窗”形成挂壁公路.但是更多时候它们都隐伏于山体之中,只露出窄窄的出入口洞门、佛山某学生学过圆的知识后受此启发,为山体隧道设计了一个圆弧形洞门样式,如图所示,路宽为米,洞门最高处距路面米.
(1)建立适当的平面直角坐标系,求圆弧的方程.
(2)为使双向行驶的车辆更加安全,该同学进一步优化了设计方案,在路中间建立了米宽的隔墙.某货车装满货物后整体呈长方体状,宽米,高米,则此货车能否通过该洞门?并说明理由.
【答案】(1)
(2)不能,理由见解析
【分析】(1)以点为坐标原点,、所在直线分别为、轴建立平面直角坐标系,分析可知圆心在轴上,设圆心坐标为,设圆的半径为,将点、的坐标代入圆的方程,求出、的值,结合图形可得出圆弧的方程;
(2)求出货车右侧的最高点的坐标,代入圆弧的方程,可得出结论.
【详解】(1)解:以点为坐标原点,、所在直线分别为、轴建立如下图所示的平面直角坐标系,
则点、,由圆的对称性可知,圆心在轴上,
设圆心坐标为,设圆的半径为,则圆弧所在圆的方程为,
因为点、在圆上,则,解得,。
所以,圆弧所在圆的方程为,
因此,圆弧的方程为.
(2)解:此火车不能通过该路口,
由题意可知,隔墙在轴右侧米,车宽米,车高米,
所以货车右侧的最高点的坐标为,
因为,因此,该货车不能通过该路口.
21.在四棱锥中,底面为直角梯形,,侧面底面,且分别为的中点.
(1)证明:平面;
(2)若直线与平面所成的角为,求平面与平面的夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)取中点,连接,通过证明四边形为平行四边形,即可证明结论;
(2)由直线与平面所成的角为,可得,建立以G为原点的空间直角坐标系,利用向量方法可得答案.
【详解】(1)证明:取中点,连接,
为的中点,
,又,
,
四边形为平行四边形:
,
平面平面,
平面;
(2)平面平面,平面平面平面,平面,
取中点,连接,则平面,
,
,又,
如图以为坐标原点,为轴,为轴,为轴建立空间直角坐标系,
,
,设平面的一个法向量,,
则,取,则,
平面的一个法向量可取,
设平面与平面所成的夹角为,
,平面与平面所成的夹角的余弦为
22.已知椭圆:的两焦点,,且椭圆过.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过点作不与坐标轴垂直的直线交椭圆于,两点,线段的垂直平分线与轴负半轴交于点,若点的纵坐标的最大值为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2),.
【分析】(1)由题意列出方程组,求解即可;
(2)设直线的方程为为不等于0的实数),联立直线方程与椭圆方程,结合韦达定理可得中点坐标,进而得线段的中垂线方程,求出的纵坐标,结合题意求得,由弦长公式可得,令,,根据函数的单调性求出其值域即得答案.
【详解】(1)由题意可得:,解得,
所以椭圆的方程为:;
(2)因为左焦点,
由题意可得直线的斜率存在且不为0,
设直线的方程为为不等于0的实数),,,,,
由,可得,
则,,,
所以,
所以的中点为,,
所以线段的中垂线方程为:,
令,则,即点纵坐标为,
又因为是与轴交于负半轴,所以,,
又因为点的纵坐标的最大值为,
所以,解得,
又因为
,
因为,
令,,由于函数在单调递增,
所以在,上单调递增,
所以,,
所以,,
即的取值范围为:,.
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略:
(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;
(2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系;
(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
(5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.
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