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2023-2024学年高二数学上学期期中精选名校测试卷(云南1)
(本试卷满分150分,考试时间120分钟)
测试范围:选择性必修第一册(人教A版2019)第一章、第二章
一、单选题(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.(2021秋·云南大理·高二校考阶段练习)已知向量,若共面,则等于( )
A. B.1 C.1或 D.1或0
2.(2023春·云南大理·高二大理白族自治州民族中学校考阶段练习)已知直线,若直线与垂直,则的倾斜角是( )
A. B. C. D.
3.(2022春·云南曲靖·高二校考开学考试)如图,平行六面体中,与的交点为,设,,,则选项中与向量相等的是( )
A. B.
C. D.
4.(2023秋·云南红河·高二开远市第一中学校校考阶段练习)已知直线:经过定点P,直线经过点P,且的方向向量,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
5.(2021秋·云南红河·高二弥勒市一中校考阶段练习)已知向量,且,则x的值为( )
A.4 B.2 C.3 D.1
6.(2021秋·云南大理·高二云南省下关第一中学校考阶段练习)设直线,为直线上动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7.(2023·云南昆明·昆明市第三中学校考模拟预测)如图,已知是侧棱长和底面边长均等于的直三棱柱,是侧棱的中点.则点到平面的距离为( )
A. B. C. D.
8.(2023春·云南昆明·高三云南省昆明市第十二中学校考阶段练习)直线被圆所截得的弦长为( )
A. B.4 C. D.
二、多选题(本大题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)
9.(2023春·云南红河·高一开远市第一中学校校考阶段练习)若点D,E,F分别为的边BC,CA,AB的中点,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
10.(2022秋·云南昆明·高二昆明一中校考期中)若直线与直线垂直,则a=( )
A.0 B. C.2 D.1
11.(2022春·云南昆明·高二昆明市第三中学校考开学考试)已知向量,则下列结论中正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.不存在实数,使得
D.若,则
12.(2022秋·云南·高三云南师大附中校考阶段练习)已知. 则下列说法中, 正确的有( )
A.若在内, 则
B.当时, 与共有两条公切线
C.若与存在公共弦, 则公共弦所在直线过定点
D., 使得与公共弦的斜率为
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中的横线上)
13.(2021·云南·高三云南师大附中校考阶段练习),为空间直角坐标系中的两个点,,若,则 .
14.(2021秋·云南红河·高二云南省泸西县第一中学校考期中)已知两点,若直线与线段恒有交点,则k的取值范围是 .
15.(2022秋·云南昆明·高二昆明市第三中学校考阶段练习)已知空间向量则向量在向量上的投影向量的坐标是 .
16.(2020秋·云南保山·高一校考阶段练习)若点为圆的弦的中点,则弦所在直线方程为 .
四、解答题(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(2021秋·云南玉溪·高二云南省玉溪第一中学校考期中)已知△的三个顶点是,求:
(1)边AB上的中线所在直线的一般式方程;
(2)边AC上的高所在直线的一般式方程.
18.(2021秋·云南曲靖·高二校考阶段练习)已知A,B,C三点不共线,对平面ABC外的任一点O,若点M满足.
(1)判断三个向量是否共面;
(2)判断点M是否在平面ABC内.
19.(2023春·云南红河·高二开远市第一中学校校考阶段练习)已知抛物线C:x2= 2py经过点(2, 1).
(Ⅰ)求抛物线C的方程及其准线方程;
(Ⅱ)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线y= 1分别交直线OM,ON于点A和点B.求证:以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点.
20.(2022·云南昆明·高三昆明一中校考开学考试)如图,三棱柱中,平面平面,过的平面交线段于点(不与端点重合),交线段于点.
(1)证明:;
(2)若,求直线与平面所成角的正弦值.
21.(2022秋·云南·高三云南师大附中校考阶段练习)如图, 在三棱锥中, 二面角是直二面角, , 且, 为上一点, 且平面.分别为棱上的动点, 且.
(1)证明: ;
(2)若平面与平面所成角的余弦值为, 求的值.
22.(2022·云南·云南民族大学附属中学校考模拟预测)如图,在四棱锥P-ABCD中,CD平面PAD,为等边三角形,,,E,F分别为棱PD,PB的中点.
(1)求证AE平面PCD;
(2)求平面AEF与平面PAD所成锐二面角的余弦值;
(3)在棱PC上是否存在点G,使得DG平面AEF?若存在,求的值,若不存在,说明理由.
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(本试卷满分150分,考试时间120分钟)
测试范围:选择性必修第一册(人教A版2019)第一章、第二章
一、单选题(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.(2021秋·云南大理·高二校考阶段练习)已知向量,若共面,则等于( )
A. B.1 C.1或 D.1或0
【答案】C
【分析】根据向量共面的条件求解.
【详解】因为共面,所以存在不全为0的实数,使得,
即,解得.
故选:C.
2.(2023春·云南大理·高二大理白族自治州民族中学校考阶段练习)已知直线,若直线与垂直,则的倾斜角是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】由题意得出直线的斜率,由直线与垂直可得进而求得的斜率,就可得到的倾斜角.
【详解】∵直线,直线与垂直,
,解得,
的倾斜角为.
故选:B.
3.(2022春·云南曲靖·高二校考开学考试)如图,平行六面体中,与的交点为,设,,,则选项中与向量相等的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据空间向量线性运算法则计算可得.
【详解】解:平行六面体中,与的交点为,设,,,
所以,
则,
所以.
故选:A.
4.(2023秋·云南红河·高二开远市第一中学校校考阶段练习)已知直线:经过定点P,直线经过点P,且的方向向量,则直线的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】直线方程变为,可得定点.根据的方向向量,可得斜率为,代入点斜式方程,化简为一般式即可.
【详解】可变形为,
解得,即点坐标为.
因为,所以直线的斜率为,又过点,
代入点斜式方程可得,整理可得.
故选:A.
5.(2021秋·云南红河·高二弥勒市一中校考阶段练习)已知向量,且,则x的值为( )
A.4 B.2 C.3 D.1
【答案】A
【分析】根据可知,代入坐标公式即可求解.
【详解】因为,所以,
因为向量,,
所以,解得,所以x的值为4,
故选:A.
6.(2021秋·云南大理·高二云南省下关第一中学校考阶段练习)设直线,为直线上动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用的几何意义,通过数形结合即可得解.
【详解】表示点到点距离的平方,
该距离的最小值为点到直线的距离,即,
则的最小值为.
故选:A.
【点睛】关键点点睛:本题考查点到线的距离公式,利用两点之间距离的几何意义,通过数形结合是解题的关键,属于基础题.
7.(2023·云南昆明·昆明市第三中学校考模拟预测)如图,已知是侧棱长和底面边长均等于的直三棱柱,是侧棱的中点.则点到平面的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】取的中点,连接,以点为坐标原点,、、的方向分别为、、轴的正方向建立空间直角坐标系,利用空间向量法可求得点到平面的距离.
【详解】取的中点,连接,
因为为等边三角形,为的中点,则,
以点为坐标原点,、、的方向分别为、、轴的正方向建立如下图所示的空间直角坐标系,
则、、、,
设平面的法向量为,,,
由,取,可得,
,所以,点到平面的距离为.
故选:A.
8.(2023春·云南昆明·高三云南省昆明市第十二中学校考阶段练习)直线被圆所截得的弦长为( )
A. B.4 C. D.
【答案】A
【分析】由已知,根据题中给出的圆的方程,写出圆心坐标与半径,然后求解圆心到直线的距离,最后利用垂径定理可直接求解弦长.
【详解】由已知,圆,圆心坐标为,半径为,
所以点到直线的距离为,
所以,直线被圆截得的弦长为.
故选:A.
二、多选题(本大题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)
9.(2023春·云南红河·高一开远市第一中学校校考阶段练习)若点D,E,F分别为的边BC,CA,AB的中点,且,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【分析】根据已知条件,运用向量的线性运算公式,即可求解.
【详解】,,
,故选项A正确;
,故选项B正确;
,,故选项C正确;
,故选项D错误.
故选:.
10.(2022秋·云南昆明·高二昆明一中校考期中)若直线与直线垂直,则a=( )
A.0 B. C.2 D.1
【答案】AB
【分析】根据直线垂直列出方程,化简求得的值.
【详解】由于直线与直线垂直,
所以,
解得或.
故选:AB.
11.(2022春·云南昆明·高二昆明市第三中学校考开学考试)已知向量,则下列结论中正确的是( )
A.若,则
B.若,则
C.不存在实数,使得
D.若,则
【答案】AC
【分析】根据向量的模的计算公式,可判定A选项正确;根据向量垂直的条件,列出方程,可判定B选项错误;根据共线向量的条件,列出方程组,可判定C选项正确;根据向量的数量积的运算公式,列出方程,可判定D选项错误.
【详解】对于A中,由,可得,解得,故A选项正确;
对于B中,由,可得,解得,故B选项错误;
对于C中,若存在实数,使得,则,显然无解,即不存在实数,使得,故C选项正确;
对于D中,若,则,解得,于是,故D选项错误.
故选:AC.
【点睛】本题主要考查了空间向量的垂直与共线的表示及应用,以及空间向量的数量积的运算,其中解答中熟记空间向量的垂直与共线的条件,以及数量积的运算公式,逐项判定是解答的关键,着重考查推理与运算能力.
12.(2022秋·云南·高三云南师大附中校考阶段练习)已知. 则下列说法中, 正确的有( )
A.若在内, 则
B.当时, 与共有两条公切线
C.若与存在公共弦, 则公共弦所在直线过定点
D., 使得与公共弦的斜率为
【答案】BC
【分析】根据点与圆的位置关系判断方法判断A,通过判断圆与圆的位置关系确定与的公切线的条数,通过将两圆方程相减确定两圆的公共弦的方程,判断C,D.
【详解】因为,
所以:,:,
则,,,,则,
由在内,可得,即,A错误;
当时,,,,,所以,所以两圆相交,共两条公切线,B正确;
,得,即,令解得所以定点为,C正确;
公共弦所在直线的斜率为,令,无解,所以D错误,
故选:BC.
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在题中的横线上)
13.(2021·云南·高三云南师大附中校考阶段练习),为空间直角坐标系中的两个点,,若,则 .
【答案】0
【分析】由向量的平行公式,则,可以求出,即可得到的值.
【详解】由A.B的点坐标可得,因为,则,所以.
故答案为:0.
14.(2021秋·云南红河·高二云南省泸西县第一中学校考期中)已知两点,若直线与线段恒有交点,则k的取值范围是 .
【答案】
【分析】把、两点分别代入直线中,求出斜率和,结合题意求出的取值范围.
【详解】把,,两点分别代入直线中,
计算,,
由图可知,直线与线段恒有交点时,,
∴的取值范围是,.
故答案为:.
15.(2022秋·云南昆明·高二昆明市第三中学校考阶段练习)已知空间向量则向量在向量上的投影向量的坐标是 .
【答案】
【分析】按照投影向量的定义,代入计算即可得到结果.
【详解】因为,
依题意向量在向量上的投影向量的坐标是
.
故答案为:
16.(2020秋·云南保山·高一校考阶段练习)若点为圆的弦的中点,则弦所在直线方程为 .
【答案】
【分析】先求出直线MN的斜率,再写出直线的点斜式方程得解.
【详解】∵为圆的弦的中点,
∴圆心与点确定的直线斜率为,
∴弦所在直线的斜率为2,
则弦所在直线的方程为,即.
故答案为:
【点睛】本题主要考查直线和圆的位置关系,考查直线的方程的求法,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.
四、解答题(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(2021秋·云南玉溪·高二云南省玉溪第一中学校考期中)已知△的三个顶点是,求:
(1)边AB上的中线所在直线的一般式方程;
(2)边AC上的高所在直线的一般式方程.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)求中点坐标,由两点式求斜率,最后由点斜式写出直线方程即可.
(2)由两点式求斜率,再应用点斜式写出直线方程.
(1)
边的中点,又直线过点,
∴ 所求直线的斜率,
∴所求方程为:,即.
(2)
∵直线的斜率为,
∴上的高所在的直线的斜率为,又直线过点,
∴所求直线的方程为,即.
18.(2021秋·云南曲靖·高二校考阶段练习)已知A,B,C三点不共线,对平面ABC外的任一点O,若点M满足.
(1)判断三个向量是否共面;
(2)判断点M是否在平面ABC内.
【答案】(1),,共面
(2)点M在平面ABC内
【分析】(1)根据空间向量的线性运算,结合平面向量基本定理证明即可;
(2)根据(1)结合平面向量的基本定理判断即可.
【详解】(1)由题知,
∴,
即,
∴共面.
(2)由(1)知,共面且基线过同一点M,
∴M,A,B,C四点共面,从而点M在平面ABC内.
19.(2023春·云南红河·高二开远市第一中学校校考阶段练习)已知抛物线C:x2= 2py经过点(2, 1).
(Ⅰ)求抛物线C的方程及其准线方程;
(Ⅱ)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于两点M,N,直线y= 1分别交直线OM,ON于点A和点B.求证:以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点.
【答案】(Ⅰ) ,;
(Ⅱ)见解析.
【分析】(Ⅰ)由题意结合点的坐标可得抛物线方程,进一步可得准线方程;
(Ⅱ)联立准线方程和抛物线方程,结合韦达定理可得圆心坐标和圆的半径,从而确定圆的方程,最后令x=0即可证得题中的结论.
【详解】(Ⅰ)将点代入抛物线方程:可得:,
故抛物线方程为:,其准线方程为:.
(Ⅱ)很明显直线的斜率存在,焦点坐标为,
设直线方程为,与抛物线方程联立可得:.
故:.
设,则,
直线的方程为,与联立可得:,同理可得,
易知以AB为直径的圆的圆心坐标为:,圆的半径为:,
且:,,
则圆的方程为:,
令整理可得:,解得:,
即以AB为直径的圆经过y轴上的两个定点.
【点睛】本题主要考查抛物线方程的求解与准线方程的确定,直线与抛物线的位置关系,圆的方程的求解及其应用等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
20.(2022·云南昆明·高三昆明一中校考开学考试)如图,三棱柱中,平面平面,过的平面交线段于点(不与端点重合),交线段于点.
(1)证明:;
(2)若,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)由棱柱的性质有,根据线面平行的判定可得面,再由线面平行的性质证结论.
(2)构建空间直角坐标系,求的方向向量和面的法向量,应用空间向量夹角的坐标表示求线面角的正弦值.
(1)
在三棱柱中,面,面,
所以面,又过的平面面,
所以.
(2)
面面面面 面,
所以面面则,
过作面,则可构建为原点,为轴的空间直角坐标系,
又,且,
所以,,,,
则,,,
若为面的法向量,则,令,
即,
所以,直线与平面所成角的正弦值为.
21.(2022秋·云南·高三云南师大附中校考阶段练习)如图, 在三棱锥中, 二面角是直二面角, , 且, 为上一点, 且平面.分别为棱上的动点, 且.
(1)证明: ;
(2)若平面与平面所成角的余弦值为, 求的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)由面面垂直的性质得到平面,即可得到,再由线面垂直的性质得到,从而得到平面,即可得证;
(2)建立空间直角坐标系,利用空间向量法计算可得.
(1)
证明:平面平面,平面平面,,且平面,
平面,
又平面,
,
又平面,平面,
,
且,平面,
平面,
又平面,
.
(2)
解:如图,
以点为原点,分别以,,过点且与平面垂直的直线为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,
设,则,
,,,,
则,,,
由,可得,
,
,,
因为平面与平面所成角的余弦值为,所以,
设为平面的法向量,则,
即,令,则,,
所以,
取平面的法向量,
则,
令,则,化简得,即(负值舍去),
所以.
22.(2022·云南·云南民族大学附属中学校考模拟预测)如图,在四棱锥P-ABCD中,CD平面PAD,为等边三角形,,,E,F分别为棱PD,PB的中点.
(1)求证AE平面PCD;
(2)求平面AEF与平面PAD所成锐二面角的余弦值;
(3)在棱PC上是否存在点G,使得DG平面AEF?若存在,求的值,若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明见解析;
(2);
(3)存在,.
【分析】(1)根据平面得到,根据为等边三角形,得到,然后利用线面垂直的判定定理证明即可;
(2)建立空间直角坐标系,利用空间向量的方法求二面角即可;
(3)设,得到,然后利用空间向量和∥平面列方程,解得即可.
【详解】(1)∵平面,平面,
∴,
∵为等边三角形,为中点,
∴,
∵,平面,平面,
∴平面.
(2)
取中点,连接,,
∵平面,平面,平面,
∴平面平面,,
∵为中点,为等边三角形,
∴,,
∵平面平面,平面,
∴平面,
∵,,
∴四边形为平行四边形,,
如图,以为原点,分别以,,为,,轴建立空间直角坐标系,
,,,,,
∵平面,
∴可以作为平面的一个法向量,
设平面的法向量为,则
,令,则,,,
所以,所以平面与平面所成锐二面角的余弦值为.
(3),,,,
设,则,
∵∥平面,
∴,解得,
所以在棱上存在点使∥平面,此时.
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