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2022年高二上學(xué)期期中數(shù)學(xué)試卷(文科) 含解析(III)

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1、2022年高二上學(xué)期期中數(shù)學(xué)試卷(文科) 含解析(III)一、選擇題:(本題共12小題,每小題5分,共60分,在每小題給出的四個(gè)備選選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1點(diǎn)A在直線l上,l在平面外,用符號(hào)表示正確的是()AAl,lBAl,lCAl,lDAl,l2直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(2,0),B(5,3),則直線的傾斜角()A45B135C45D1353設(shè)l為直線,是兩個(gè)不同的平面,下列命題中正確的是()A若l,l,則B若l,l,則C若l,l,則D若,l,則l4直線mx+ny+3=0在y軸上的截距為3,而且它的傾斜角是直線xy=3傾斜角的2倍,則()ABCD5已知直線l1:3x+2ay5=0,l2:(3

2、a1)xay2=0,若l1l2,則a的值為()AB6C0D0或6直線l1:y=x+a和l2:y=x+b將單位圓C:x2+y2=1分成長(zhǎng)度相等的四段弧,則a2+b2=()A1B2CD47已知側(cè)棱長(zhǎng)為2a的正三棱錐(底面為等邊三角形)其底面周長(zhǎng)為9a,則棱錐的高為()AaB2aC aD a8已知:平面平面,=l,在l上取線段AB=4,AC、BD分別在平面和平面內(nèi),且ACAB,DBAB,AC=3,BD=12,則CD的長(zhǎng)度()A13BC12D159直線y=kx+1與圓(x1)2+(y1)2=1相交于A,B,兩點(diǎn),若|AB|,則k的取值范圍()A0,1B1,0C(,11,+)D1,110已知一個(gè)幾何體的

3、三視圖如圖所示,則該幾何體的體積為()A7B7C7D811設(shè)點(diǎn)A(2,3),B(3,2),若直線ax+y+2=0與線段AB沒(méi)有交點(diǎn),則a的取值范圍是()A(,+)B(,)C,D(,+)12已知圓O:x2+y2=16和點(diǎn)M(1,2),過(guò)點(diǎn)M的圓的兩條弦AC,BD互相垂直,則四邊形ABCD面積的最大值()A4BC23D25二、填空題:(本題共4小題,每小題5分,共20分,把答案分別填寫在答題卡相應(yīng)位置)13經(jīng)過(guò)點(diǎn)(2,3),且斜率為2的直線方程的一般式為14不論a為何實(shí)數(shù),直線(a+3)x+(2a1)y+7=0恒過(guò)定點(diǎn)15在平面直角坐標(biāo)系xOy中,以點(diǎn)(1,0)為圓心且與直線mxy2m1=0(mR

4、)相切的所有圓中,半徑最大的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為16已知三棱錐SABC所在頂點(diǎn)都在球O的球面上,且SC平面ABC,若SC=AB=AC=1,BAC=120,則球O的表面積為三、解答題(共6小題,滿分70分)17如圖,在四棱錐SABCD中,底面四邊形ABCD平行四邊形,AD平面SAB(1)若SA=3,AB=4,SB=5,求證:SA平面ABCD(2)若點(diǎn)E是SB的中點(diǎn),求證:SD平面ACE18如圖,在ABC中,BC邊上的高所在的直線方程為x2y+1=0,A的平分線所在的直線方程為y=0,若點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,2),求點(diǎn)A和點(diǎn)C的坐標(biāo)19如圖,在四棱錐PABCD中,PD垂直于底面ABCD,底面ABCD是直角梯

5、形,DCAB,BAD=90,且AB=2AD=2DC=2PD=4,E為PA的中點(diǎn)(1)若正視方向與AD平行,作出該幾何體的正視圖并求出正視圖面積;(2)證明:平面CDE平面PAB20如圖,已知圓C的方程為:x2+y2+x6y+m=0,直線l的方程為:x+2y3=0(1)求m的取值范圍;(2)若圓與直線l交于P、Q兩點(diǎn),且以PQ為直徑的圓恰過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的值21如圖在四棱錐PABCD中,底面ABCD是等腰梯形,且PA平面ABCD,AB=AD=CD=1,BAD=120,PA=平行四邊形T,Q,M,N的四個(gè)頂點(diǎn)分別在棱PC、PA、AB、BC的中點(diǎn)(1)求證:四邊形TQMN是矩形;(2)求四棱錐C

6、TQMN的體積22平面直角坐標(biāo)系xoy中,直線xy+1=0截以原點(diǎn)O為圓心的圓所得的弦長(zhǎng)為(1)求圓O的方程;(2)若直線l與圓O切于第一象限,且與坐標(biāo)軸交于D,E,當(dāng)DE長(zhǎng)最小時(shí),求直線l的方程;(3)設(shè)M,P是圓O上任意兩點(diǎn),點(diǎn)M關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為N,若直線MP、NP分別交于x軸于點(diǎn)(m,0)和(n,0),問(wèn)mn是否為定值?若是,請(qǐng)求出該定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由參考答案與試題解析一、選擇題:(本題共12小題,每小題5分,共60分,在每小題給出的四個(gè)備選選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1點(diǎn)A在直線l上,l在平面外,用符號(hào)表示正確的是()AAl,lBAl,lCAl,lDAl,l【考點(diǎn)】平面的

7、基本性質(zhì)及推論;平面的概念、畫法及表示【分析】利用點(diǎn)線面的關(guān)系,用符號(hào)表示即可【解答】解:點(diǎn)A在直線上l,直線l在平面外,Al,l故選B2直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(2,0),B(5,3),則直線的傾斜角()A45B135C45D135【考點(diǎn)】直線的傾斜角【分析】由兩點(diǎn)求斜率求出過(guò)A、B兩點(diǎn)的直線的斜率,由傾斜角的正切值等于斜率,結(jié)合傾斜角的范圍求解直線的傾斜角【解答】解:設(shè)過(guò)A、B的直線的斜率為k,則再設(shè)該直線的傾斜角為(0180),由tan=1,得=135故選B3設(shè)l為直線,是兩個(gè)不同的平面,下列命題中正確的是()A若l,l,則B若l,l,則C若l,l,則D若,l,則l【考點(diǎn)】空間中直線與直線之間的位置

8、關(guān)系;空間中直線與平面之間的位置關(guān)系;平面與平面之間的位置關(guān)系【分析】根據(jù)線面平行的幾何特征及面面平行的判定方法,可判斷A;根據(jù)面面平行的判定方法及線面垂直的幾何特征,可判斷B;根據(jù)線面平行的性質(zhì)定理,線面垂直及面面垂直的判定定理,可判斷C;根據(jù)面面垂直及線面平行的幾何特征,可判斷D【解答】解:若l,l,則平面,可能相交,此時(shí)交線與l平行,故A錯(cuò)誤;若l,l,根據(jù)垂直于同一直線的兩個(gè)平面平行,可得B正確;若l,l,則存在直線m,使lm,則m,故此時(shí),故C錯(cuò)誤;若,l,則l與可能相交,可能平行,也可能線在面內(nèi),故D錯(cuò)誤;故選B4直線mx+ny+3=0在y軸上的截距為3,而且它的傾斜角是直線xy=

9、3傾斜角的2倍,則()ABCD【考點(diǎn)】直線的傾斜角;直線的截距式方程【分析】對(duì)于直線mx+ny+3=0,令x=0求出y的值,即為直線在y軸上的截距,根據(jù)截距為3求出n的值,再由已知直線的斜率求出傾斜角,確定出所求直線的傾斜角,求出所求直線的斜率,即可求出m的值【解答】解:對(duì)于直線mx+ny+3=0,令x=0,得到y(tǒng)=,即=3,解得:n=1,xy3=0的斜率為60,直線mx+ny+3=0的傾斜角為120,即斜率為,=m=,即m=故選D5已知直線l1:3x+2ay5=0,l2:(3a1)xay2=0,若l1l2,則a的值為()AB6C0D0或【考點(diǎn)】直線的一般式方程與直線的平行關(guān)系【分析】根據(jù)兩直

10、線平行的條件可知,3(a)2a(3a1)=0從而可求出a的值【解答】解:l1l2,3(a)2a(3a1)=0即6a2+a=0解得,a=0或a=故選:D6直線l1:y=x+a和l2:y=x+b將單位圓C:x2+y2=1分成長(zhǎng)度相等的四段弧,則a2+b2=()A1B2CD4【考點(diǎn)】直線與圓的位置關(guān)系【分析】由題意可得,圓心(0,0)到兩條直線的距離相等,且每段弧長(zhǎng)都是圓周的,即=cos45,由此求得a2+b2的值【解答】解:由題意可得,圓心(0,0)到兩條直線的距離相等,且每段弧長(zhǎng)都是圓周的,即=cos45=,a2+b2=2,故選:B7已知側(cè)棱長(zhǎng)為2a的正三棱錐(底面為等邊三角形)其底面周長(zhǎng)為9a

11、,則棱錐的高為()AaB2aC aD a【考點(diǎn)】棱錐的結(jié)構(gòu)特征【分析】根據(jù)正三棱錐的結(jié)構(gòu)特征,先求出底面中心到頂點(diǎn)的距離,再利用測(cè)棱長(zhǎng)求高【解答】解:如圖示:正三棱錐底面周長(zhǎng)為9a,底面邊長(zhǎng)為3a,正棱錐的頂點(diǎn)在底面上的射影為底面的中心O,OA=AD=3a=a,在RtPOA中,高PO=a,故選:A8已知:平面平面,=l,在l上取線段AB=4,AC、BD分別在平面和平面內(nèi),且ACAB,DBAB,AC=3,BD=12,則CD的長(zhǎng)度()A13BC12D15【考點(diǎn)】點(diǎn)、線、面間的距離計(jì)算【分析】如圖所示,連接BC由DBAB,平面平面,=l=AB,可得BD平面,BDBC,又ACAB,利用勾股定理即可得出

12、【解答】解:如圖所示,連接BCDBAB,平面平面,=l=AB,BD平面,BC平面,BDBC,又ACAB,CD2=BD2+BC2=BD2+AC2+BC2=122+32+42=132,CD=13,故選:A9直線y=kx+1與圓(x1)2+(y1)2=1相交于A,B,兩點(diǎn),若|AB|,則k的取值范圍()A0,1B1,0C(,11,+)D1,1【考點(diǎn)】直線與圓的位置關(guān)系【分析】由弦長(zhǎng)公式得,當(dāng)圓心到直線的距離等于d時(shí),通過(guò)|AB|,解此不等式求出k的取值范圍【解答】解:由于圓(x1)2+(y1)2=1則圓心(1,1),半徑為1,設(shè)圓心(1,1)到直線y=kx+1的距離為d,由弦長(zhǎng)公式得,|AB|=2,

13、故d2,即,化簡(jiǎn)得 (k1)(k+1)0,1k1,故選:D10已知一個(gè)幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的體積為()A7B7C7D8【考點(diǎn)】由三視圖求面積、體積【分析】根據(jù)幾何體的三視圖知,該幾何體是棱長(zhǎng)為2的正方體,去掉兩個(gè)三棱錐剩余的部分,結(jié)合圖中數(shù)據(jù)即可求出它的體積【解答】解:根據(jù)幾何體的三視圖知,該幾何體是棱長(zhǎng)為2的正方體,去掉兩個(gè)三棱錐剩余的部分,如圖所示;所以該幾何體的體積為V=V正方體=23122122=7故選:A11設(shè)點(diǎn)A(2,3),B(3,2),若直線ax+y+2=0與線段AB沒(méi)有交點(diǎn),則a的取值范圍是()A(,+)B(,)C,D(,+)【考點(diǎn)】?jī)蓷l直線的交點(diǎn)坐標(biāo)【分析】直線

14、ax+y+2=0過(guò)定點(diǎn)(0,2),直線ax+y+2=0與線段AB沒(méi)有交點(diǎn)轉(zhuǎn)化為過(guò)定點(diǎn)(0,2)的直線與線段AB無(wú)公共點(diǎn),作出圖象,由圖求解即可【解答】解:直線ax+y+2=0恒過(guò)點(diǎn)M(0,2),且斜率為a,kMA=,kMB=,由圖可知:a且a,a(,),故選B12已知圓O:x2+y2=16和點(diǎn)M(1,2),過(guò)點(diǎn)M的圓的兩條弦AC,BD互相垂直,則四邊形ABCD面積的最大值()A4BC23D25【考點(diǎn)】直線與圓的位置關(guān)系【分析】連接OA、OD作OEAC OFBD垂足分別為E、F,推導(dǎo)出四邊形OEPF為矩形,由OA=OC=4,OM=3,求出AC2+BD2=92,由任意對(duì)角線互相垂直四邊形的面積等于

15、對(duì)角線乘積的,求出當(dāng)AC=BD時(shí),四邊形ABCD的面積取最大值【解答】解:如圖,連接OA、OD作OEAC OFBD垂足分別為E、FACBD四邊形OEPF為矩形已知OA=OC=4,OM=3,設(shè)OE為x,則OF=EP=,AC=2AE=2=2,BD=2DF=2=2,AC2+BD2=92,由此可知AC與BD兩線段的平方和為定值,又任意對(duì)角線互相垂直四邊形的面積等于對(duì)角線乘積的,當(dāng)AC=BD=時(shí)四邊形ABCD的面積最大值=23故選:B二、填空題:(本題共4小題,每小題5分,共20分,把答案分別填寫在答題卡相應(yīng)位置)13經(jīng)過(guò)點(diǎn)(2,3),且斜率為2的直線方程的一般式為2xy+7=0【考點(diǎn)】直線的點(diǎn)斜式方程

16、;直線的一般式方程【分析】由直線的點(diǎn)斜式方程能夠求出經(jīng)過(guò)點(diǎn)(2,3),且斜率為2的直線方程【解答】解:由直線的點(diǎn)斜式方程得:經(jīng)過(guò)點(diǎn)(2,3),且斜率為2的直線方程為y3=2(x+2),整理得2xy+7=0,故答案為:2xy+7=014不論a為何實(shí)數(shù),直線(a+3)x+(2a1)y+7=0恒過(guò)定點(diǎn)(2,1)【考點(diǎn)】恒過(guò)定點(diǎn)的直線【分析】由直線系的知識(shí)化方程為(x+2y)a+3xy+7=0,解方程組可得答案【解答】解:直線(a+3)x+(2a1)y+7=0可化為(x+2y)a+3xy+7=0,由交點(diǎn)直線系可知上述直線過(guò)直線x+2y=0和3xy+7=0的交點(diǎn),解方程組可得不論a為何實(shí)數(shù),直線(a+3

17、)x+(2a1)y+7=0恒過(guò)定點(diǎn)(2,1)故答案為:(2,1)15在平面直角坐標(biāo)系xOy中,以點(diǎn)(1,0)為圓心且與直線mxy2m1=0(mR)相切的所有圓中,半徑最大的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x1)2+y2=2【考點(diǎn)】圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;圓的切線方程【分析】求出圓心到直線的距離d的最大值,即可求出所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程【解答】解:圓心到直線的距離d=,m=1時(shí),圓的半徑最大為,所求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x1)2+y2=2故答案為:(x1)2+y2=216已知三棱錐SABC所在頂點(diǎn)都在球O的球面上,且SC平面ABC,若SC=AB=AC=1,BAC=120,則球O的表面積為5【考點(diǎn)】球的體積和表面積【分析】求出BC,可

18、得ABC外接圓的半徑,從而可求該三棱錐的外接球的半徑,即可求出三棱錐的外接球表面積【解答】解:AB=1,AC=1,BAC=120,BC=,三角形ABC的外接圓直徑2r=2,r=1,SC面ABC,SC=1,三角形OSC為等腰三角形,該三棱錐的外接球的半徑R=,該三棱錐的外接球的表面積為S=4R2=4()2=5故答案為:5三、解答題(共6小題,滿分70分)17如圖,在四棱錐SABCD中,底面四邊形ABCD平行四邊形,AD平面SAB(1)若SA=3,AB=4,SB=5,求證:SA平面ABCD(2)若點(diǎn)E是SB的中點(diǎn),求證:SD平面ACE【考點(diǎn)】直線與平面平行的判定;直線與平面垂直的判定【分析】(1)

19、由線面垂直的性質(zhì)可證SAAD,利用已知及勾股定理可證SAAB,即可證明SA平面ABCD,(2)連接BD,設(shè)ACBD=O,連接OE,可得BO=OD,BE=ES,可證SDOE,即可證明SD平面ACE【解答】證明:(1)AD平面SAB,SA平面SAB,SAAD,SA=3,AB=4,SB=5,SA2+AB2=SB2,即SAAB,又ABAD=A,SA平面ABCD(2)連接BD,設(shè)ACBD=O,連接OE,BO=OD,BE=ES,SDOE,又SD平面ACE,OE平面ACE,SD平面ACE18如圖,在ABC中,BC邊上的高所在的直線方程為x2y+1=0,A的平分線所在的直線方程為y=0,若點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,2

20、),求點(diǎn)A和點(diǎn)C的坐標(biāo)【考點(diǎn)】?jī)蓷l直線的交點(diǎn)坐標(biāo)【分析】根據(jù)三角形的性質(zhì)解A點(diǎn),再解出AC的方程,進(jìn)而求出BC方程,解出C點(diǎn)坐標(biāo)逐步解答【解答】解:點(diǎn)A為y=0與x2y+1=0兩直線的交點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)為(1,0)kAB=1又A的平分線所在直線的方程是y=0,kAC=1直線AC的方程是y=x1而BC與x2y+1=0垂直,kBC=2直線BC的方程是y2=2(x1)由y=x1,y=2x+4,解得C(5,6)點(diǎn)A和點(diǎn)C的坐標(biāo)分別為(1,0)和(5,6)19如圖,在四棱錐PABCD中,PD垂直于底面ABCD,底面ABCD是直角梯形,DCAB,BAD=90,且AB=2AD=2DC=2PD=4,E為PA的中

21、點(diǎn)(1)若正視方向與AD平行,作出該幾何體的正視圖并求出正視圖面積;(2)證明:平面CDE平面PAB【考點(diǎn)】平面與平面垂直的判定;簡(jiǎn)單空間圖形的三視圖【分析】(1)沿AD方向看到的面為平面PAB在平面PCD上的投影,從而可得主視圖;(2)先證明AB平面PAD得出ABDE,再證明DEPA可得DE平面PAB,故而平面CDE平面PAB【解答】解(1)正視圖如下:主視圖面積S=4cm2(2)PD底面ABCD,AB平面ABCD,PDAB,ABAD,PD平面PAD,AD平面PAD,PDAD=D,AB平面PAD,又DE平面PAD,DEAB,E是PA的中點(diǎn),AD=PD,DEPA,又AB平面PAB,PA平面PA

22、B,PAAB=A,DE平面PAB,又DE平面CDE,平面CDE平面PAB20如圖,已知圓C的方程為:x2+y2+x6y+m=0,直線l的方程為:x+2y3=0(1)求m的取值范圍;(2)若圓與直線l交于P、Q兩點(diǎn),且以PQ為直徑的圓恰過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的值【考點(diǎn)】直線與圓的位置關(guān)系【分析】(1)將圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程:,若為圓,須有,解出即可;(2)設(shè)點(diǎn)P(x1,y1),Q(x2,y2),由題意得OP、OQ所在直線互相垂直,即kOPkOQ=1,亦即x1x2+y1y2=0,根據(jù)P、Q在直線l上可變?yōu)殛P(guān)于y1、y2的表達(dá)式,聯(lián)立直線方程、圓的方程,消掉x后得關(guān)于y的二次方程,將韋達(dá)定理代入上述表

23、達(dá)式可得m的方程,解出即可;【解答】解:(1)將圓的方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程為:,依題意得:,即m,故m的取值范圍為(,);(2)設(shè)點(diǎn)P(x1,y1),Q(x2,y2),由題意得:OP、OQ所在直線互相垂直,則kOPkOQ=1,即,所以x1x2+y1y2=0,又因?yàn)閤1=32y1,x2=32y2,所以(32y1)(32y2)+y1y2=0,即5y1y26(y1+y2)+9=0,將直線l的方程:x=32y代入圓的方程得:5y220y+12+m=0,所以y1+y2=4,代入式得:,解得m=3,故實(shí)數(shù)m的值為321如圖在四棱錐PABCD中,底面ABCD是等腰梯形,且PA平面ABCD,AB=AD=CD=1,B

24、AD=120,PA=平行四邊形T,Q,M,N的四個(gè)頂點(diǎn)分別在棱PC、PA、AB、BC的中點(diǎn)(1)求證:四邊形TQMN是矩形;(2)求四棱錐CTQMN的體積【考點(diǎn)】棱柱、棱錐、棱臺(tái)的體積【分析】(1)先利用中位線定理證明四邊形為平行四邊形,再證明AC平面PAB,得出MNMQ,故而得出結(jié)論;(2)先求出三棱錐TCMN的體積,則VCTQMN=2VCTMN=2VTCMN【解答】證明:(1)連接AC,Q,T,M,N分別是PA,PC,AB,BC的中點(diǎn),QTAC,MNAC,QTMN,四邊形TQMN是平行四邊形,PA平面ABCD,AC平面ABCD,PAAC,四邊形ABCD是等腰梯形,AB=AD=CD=1,BA

25、D=120,AC=,BC=2,AB2+AC2=BC2,ABAC,又PA平面PAB,AB平面PAB,PAAB=A,AC平面PAB,MQ平面PAB,ACMQ,又MNAC,MNMQ,四邊形TQMN是矩形(2)PA=,T為PC的中點(diǎn),T到平面ABCD的距離h=,CN=1,MN=AC=,ABC=60,MNC=150,VCTQMN=2VCTMN=2VTCMN=SCMNh=1sin150=22平面直角坐標(biāo)系xoy中,直線xy+1=0截以原點(diǎn)O為圓心的圓所得的弦長(zhǎng)為(1)求圓O的方程;(2)若直線l與圓O切于第一象限,且與坐標(biāo)軸交于D,E,當(dāng)DE長(zhǎng)最小時(shí),求直線l的方程;(3)設(shè)M,P是圓O上任意兩點(diǎn),點(diǎn)M關(guān)

26、于x軸的對(duì)稱點(diǎn)為N,若直線MP、NP分別交于x軸于點(diǎn)(m,0)和(n,0),問(wèn)mn是否為定值?若是,請(qǐng)求出該定值;若不是,請(qǐng)說(shuō)明理由【考點(diǎn)】直線和圓的方程的應(yīng)用;直線與圓相交的性質(zhì)【分析】(1)求出O點(diǎn)到直線xy+1=0的距離,進(jìn)而可求圓O的半徑,即可得到圓O的方程;(2)設(shè)直線l的方程,利用直線l與圓O相切,及基本不等式,可求DE長(zhǎng)最小時(shí),直線l的方程;(3)設(shè)M(x1,y1),P(x2,y2),則N(x1,y1),求出直線MP、NP分別與x軸的交點(diǎn),進(jìn)而可求mn的值【解答】解:(1)因?yàn)镺點(diǎn)到直線xy+1=0的距離為,所以圓O的半徑為,故圓O的方程為x2+y2=2 (2)設(shè)直線l的方程為,即bx+ayab=0,由直線l與圓O相切,得,即,當(dāng)且僅當(dāng)a=b=2時(shí)取等號(hào),此時(shí)直線l的方程為x+y2=0(3)設(shè)M(x1,y1),P(x2,y2),則N(x1,y1),直線MP與x軸交點(diǎn),直線NP與x軸交點(diǎn),=2,故mn為定值2 xx12月15日

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