【文档说明】宁夏银川市六盘山高级中学2023-2024学年高二上学期第一次月考数学试题 含解析.docx,共(20)页,1.943 MB,由小赞的店铺上传
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宁夏六盘山高级中学2023-2024学年第一学期高二月考测试卷学科:数学测试时间:120分钟满分:150分命题一、单选题(每小题5分,共40分)1.直线31yx=−的倾斜角是()A.30B.60C.120D.150【答案】B【解
析】【分析】求出直线斜率,即可得出倾斜角.【详解】因为直线31yx=−的斜率为3,所以倾斜角为60.故选:B2.已知点(7,4),(4,)ABa,且,AB两点的距离为5,则=a()A.0B.8C.0或8D.4【答
案】C【解析】【分析】根据两点距离公式即可求解.【详解】由题意可得()223450ABaa=+−==或8a=,故选:C3.已知空间向量a,b,1a=,2b=,且ab−与a垂直,则a与b的夹角为()A.60B.30C.135D.45【答案】D【解析】【分析】根据
已知可得()0aab−=,根据数量积的运算律即可求出2cos,2ab=,进而求出结果.【详解】因ab−与a垂直,所以()0aab−=,即22cos,12cos,0aabaababab−=−=−=rrrrrr
rrrr,.为所以2cos,2ab=.又0,180ab,所以,45ab=orr.故选:D.4.如图,在长方体OABCOABC−中,1,3,2OAOCOO===,下列说法错误的是()A.点B的坐标为()1,3,2B.点
B关于x轴的对称点坐标为(132)−−,,C.点B关于坐标平面Oyz的对称点坐标为(132)−−,,D.点B关于原点O的对称点坐标为(1,3,2)−−−【答案】C【解析】【分析】根据空间中的点对称的特征即可结
合选项逐一求解.【详解】点B的坐标为()1,3,2,故A正确,点B关于x轴的对称点坐标为(132)−−,,,B正确,点B关于坐标平面Oyz的对称点坐标为(132)−,,,C错误,点B关于原点O的对称点坐标为(1,3,2)−−−
,D正确,故选:C5.如图,空间四边形OABC中,OAa,OBb,OCc===,点M在OA上,且2OMMA=,点N为BC中点,则MN=()A.121232abc−+B.211322abc−++C.111222abc+−D.2132ab
c+−【答案】B【解析】【分析】根据空间向量的加减和数乘运算直接求解即可.【详解】因为2OMMA=,所以2OMMA=,所以23OMOA=,又点N为BC中点,所以()12ONOBOC=+,所以()12211233
22MNONOMOBOCOAabc=−=+−=−++.故选:B.6.过点()1,6,且平行于直线20xy−=的直线方程是()A.280xy+−=B.280xy−−=C.2110xy−+=D.2110xy++=【答案】C【解析】【分析】
根据平行直线系即可求解.【详解】与直线20xy−=平行的直线可设为20xyc−+=,将()1,6代入20xyc−+=可得11c=,故直线方程为2110xy−+=,故选:C7.若向量(2,2,3),(1,0
,1),(0,1,1)abc==−=,则()abc+=()A.6B.8C.10D.12【答案】A【解析】【分析】先利用空间向量的线性运算得到bc+的坐标,再利用数量积运算求解.【详解】解:因为(1,0,1),(0,1,1)bc=−=,所以(1,1,2)bc+=−,又(
2,2,3)a=,所以()()2121326abc+=−++=,故选:A8.如图,已知直三棱柱111ABCABC-的所有棱长都相等,M为11AC的中点,则AM与1BC所成角的余弦值为()A.153B.155C.6
4D.104【答案】D【解析】【分析】取AC的中点D,连接1DC、BD,可得1AMDC∥,从而异面直线AM与1BC所成角就是直线1DC与直线1BC所成的角,然后在三角形中,利用余弦定理,即可求解.【详解】如图,
取AC的中点D,连接1DC、BD,易知1AMDC∥,所以异面直线AM与1BC所成角就是直线1DC与直线1BC所成的角,即1BCD,因为直三棱柱111ABCABC-的所有棱长都相等,可设三棱柱的棱长都为2,则15DC=,3BD=,122BC=,则在1BDC中,由余弦定
理可得:()()()2221522310cos42522BCD+−==即异面直线AM与1BC所成角的余弦值为:104.故选:D.二、多选题(每小题5分,共20分)9.下列命题正确的是()A.任何直线方程都能表示为一般式B.两条直线相互平行的充要条件是它们的斜率相等C.直线240xy+−=
与直线220xy−+=的交点坐标是()0,2D.直线方程(1)(1)axayaa++=+可化为截距式为11xyaa+=+【答案】AC【解析】【分析】根据具体条件对相应选项作出判断即可.【详解】对A:直线的一般是方程为:0AxByC++=,当0,0AB=
时,方程表示水平线,垂直y轴;当0,0AB=时,方程表示铅锤线,垂直x轴;当0,0AB时,方程表示任意一条不垂直于x轴和y轴的直线;故A正确.对B:两条直线相互平行的充要条件是它们的斜率相等且不重合,故B错.对C:联立240220xyxy+−=−+=,解得02xy=
=,故C正确对D:若0a=或1a=−时,式子11xyaa+=+显然无意义,故D错.故选:AC.10.下列直线中,与3210xy−+=垂直的是().A.2340xy+−=B.3250xy−+=C.213yx=−+D.132yx+=【答案】
ACD【解析】【分析】根据垂直满足的斜率关系即可求解.【详解】直线3210xy−+=的斜率为32k=,故与其垂直的直线斜率为23−,对于ACD,斜率为23−,符合,对于B,斜率为32,不符合,故选:ACD11.下列说法中正确的是()A.若向量,ab共
线,则向量,ab所在的直线平行B.已知,,abc不共面,则,,abbcca+++一定能构成空间的一个基底C.,,ABC三点不共线,对空间任意一点O,若311488OPOAOBOC=++,则,,,PABC四点共面D.若,,,PAB
C为空间四点,且有PAPBPC=+(,PBPC不共线),则1+=是,,ABC三点共线的充要条件【答案】BCD【解析】【分析】利用共线向量定义可知,当向量,ab共线时,向量,ab所在的直线不一定平行,即A错误;根据不共面的空间向量可构成一组基底可利用反
证法证明B正确;由空间向量证明点共面可知C正确;由共线定理可证明1+=是,,ABC三点共线的充要条件,可得D正确.【详解】对于A,若向量,ab共线,则向量,ab所在的直线可能平行,也可能重合,故A错误;对于B,假设向量,,
abbcca+++共面,则存在实数,xy满足()()abxbcyca+=+++,所以可得()()()11yaxbxyc−=−++,若1y=,则()()01xbxyc=−++,可得,bc两向量共线,这与,,abc不共面
矛盾;若1y,则111xxyabcyy−+=+−−,可得,,abc共面,与已知矛盾,所以假设不成立,即可得向量,,abbcca+++不共面,所以,,abbcca+++一定能构成空间的一个基底,即B正确;对
于C,因为,,ABC三点不共线,对空间任意一点O,若311488OPOAOBOC=++,因为3111488++=,所以可知,,,PABC四点共面,即C正确;对于D,若,,,PABC为空间四点,且有PAPBP
C=+(,PBPC不共线),当1+=,即1=−时,可得()PAPCPBCP−=+,即CACB=,所以,,ABC三点共线;当,,ABC三点共线时,根据共线定理可知可知对于空间中任意一点P,存在实数,满足PAPBPC=+(,PBPC不共线),且1+=,即
D正确.故选:BCD.12.如图,在棱长为1的正方体1111ABCDABCD−中,E为线段1DD的中点,则下列说法正确的是()A.四面体111AEBD的体积为112B.向量1DB在DC方向上的投影向量为DCC.直线1AE与直
线1BD垂直D.点1A到直线1BE的距离53【答案】ABD【解析】【分析】以D为原点,1,,DADCDD所在的直线分别为x轴、y轴、z轴,建立空间坐标系,利用体积公式判断A;利用空间向量法判断BCD.【详解】解:
以D为原点,1,,DADCDD所在的直线分别为x轴、y轴、z轴,建立空间坐标系,如图所示:则(0,0,0)D,(0,1,0)C,1(0,0,1)D,(1,1,0)B,1(1,0,1)A,1(0,0,)2E,1(1,1,1)B,对于A,因为1111111111
1113221213EABDABDVSED−===,故正确;对于B,因为1(1,1,1)DB=−,(0,1,0)DC=,所以11DDBC=,1||1,||3DCDB==,所以1DB在DC方向上
的投影向量为:1||DCDCDDDBCC=,故正确;对于C,因为11(1,0,)2AE=−−,1(1,1,1)BD=−−,11102AEBD=,所以1BD与1AE不垂直,即直线1AE与直线1BD不
垂直,故错误;对于D,因为11(1,0,)2AE=−−,11(1,1,)2BE=−−−,所以1111111154cos,3||||1111144EAEBAEEBEAEB+===+++,所以21152sin,1()3
3AEEB=−=,所以点1A到直线1BE的距离111525||sin,233dAEAEEB===,故正确.故选:ABD.三、填空题(每小题5分,共20分)13.已知直线l过点(2,4),(1,6)AB,则直线l的斜率
为___________.【答案】2−【解析】【分析】根据斜率公式即可求解.【详解】由斜率公式可得46221k−==−−,故答案为:2−14.两条平行直线1:3460lxy−+=与2:3410lxy−+=间的距离为_______.【答案】1【解
析】【分析】根据两平行直线间的距离公式求得正确答案.【详解】依题意可知,两直线的距离为2261134−=+.故答案为:115.如图,已知线段,ABBD在平面内,,BDABAC⊥⊥,且4,3,5ABBDAC===,则CD=___________.【答案】52【解析】【分析】根据空间
向量的线性表示,结合模长公式,即可求解.【详解】由于AC⊥,,ABBD在平面内,所以,ACABACBD⊥⊥,又,BDAB⊥所以0,0,0ACABACBDBDAB===,由于CDCAABBD=++,所以22222222516950CDCAABBDCAABAB
BDCABD=+++++=++=,所以52CD=,故答案为:5216.如图,在棱长为1的正方体1111ABCDABCD−中,,MN分别是棱,ABBC上的动点,且||AMCN=∣∣,则当平面1BMN与平面ABCD所成角
的余弦值为13时,三棱锥1MBBN−的体积为___________.【答案】124【解析】【分析】以点D为原点建立空间直角坐标系,利用向量法结合面面角求出AM,再根据锥体的体积公式即可得解.【详解】如图,以点D为原点建立空间直角坐标系,设||
,0,1AMCNaa==∣∣,则()()()11,,0,,1,0,1,1,1MaNaB,故()()11,1,0,0,1,1MNaaMBa=−−=−,设平面1BMN的法向量为(),,nxyz=,则有()()()111010nMNaxaynMBayz=−+−==−
+=,令1x=,则1,1yza==−,所以()1,1,1na=−,因为z轴⊥平面ABCD,则可取平面ABCD的法向量为()0,0,1m=,则()211cos,31111mnamnmna−===++−,解得12a=或32a=(舍去),所以
1||2AMCN==∣∣,故11111111322224BMMNBBBNVV−−===.故答案为:124.【点睛】思路点睛:利用空间向量法求解二面角的步骤如下:(1)建立合适的空间直角坐标系,写出二面角对
应的两个半平面中对应的点的坐标;(2)设出法向量,根据法向量垂直于平面内两条直线的方向向量,求解出平面的法向量(注:若半平面为坐标平面,直接取法向量即可);(3)计算(2)中两个法向量的余弦值,结合立体图形中二面角的实际情况,
判断二面角是锐角还是钝角,从而得到二面角的余弦值.四、解答题(17题10分,其余各题每小题12分,共70分)17.已知ABC的顶点坐标分别是(0,5),(1,3),(3,6)ABC−.(1)求直线AB的方程(答案用一般式方程表示);(2)
求AB边上的高线的长.【答案】(1)250xy+−=(2)5【解析】【分析】(1)由点(0,5)A,()1,3B,结合直线的点斜式方程,即可求得AB的方程;(2)过点作CDAB⊥,结合点到直线的距离公式,即可求解.【小问1详解】解:由点(0,5)A,()1,3B,可得直线AB
的斜率为35210ABk−==−−,所以直线AB的方程为52(0)yx−=−−,即250xy+−=.【小问2详解】解:如图所示,过点作CDAB⊥,即设ABC的边AB上的高线为CD,由直线AB的方程为250xy+−=,又由(3,6)C
−,根据点到直线的距离公式,可得222(3)65521CD−+−==+,即AB边上的高线的长5.18.已知向量()1,0,1a=,()1,2,0b=.(1)求a与ab−的夹角余弦值;(2)若()()2abatb+⊥−,求t的值.【答案】(1)1010(2)57t=【解析】【分析】(
1)利用向量坐标夹角公式计算可得答案;(2)利用向量垂直的坐标运算可得答案.【小问1详解】因为()1,0,1a=,()1,2,0b=,所以()0,2,1ab−=−,2a=,5ab−=,所以()110cos,
1025aabaabaab−−===−;【小问2详解】()()()221,0,11,2,03,2,2ab+=+=,()()()1,0,11,2,01,2,1atbttt−=−=−−因为()()2abatb+⊥
−,所以()()()231420abatbtt+−=−−+=,解得57t=.19.如图,在四面体ABCD中,90BAC=,60BADCAD==,6ABACAD===,设,,ABaACbADc=
==.(1)求BCBD的值;(2)已知F是线段CD中点,点E满足12CEEB=,求线段EF的长.【答案】(1)36(2)5【解析】【分析】(1)根据空间向量的线性运算即可求解,(2)根据空间向量的线性,结合模长公式即可求解.【小问1详解】由90BAC=,60BADCAD==,6ABAC
AD===可得16618,02ABADADACABAC====,所以()()2180183636BCBDACABADABACADACABABADAB=−−=−−+=−−+=【小问2详解】由于F是线段CD中点,点E满足12CEEB=,所以()()11
112,23333AFADACAEACCBACABACABAC=+=+=+−=+故()112111233236EFAFAEADACABACADABAC=−=+−+=−−,,所以222221111111112364936369E
FADABACADABACADABADACACAB=−−=++−−+1111113636361818094163054936369=++−−+=++−−+=,所以5EF=20.如图,长方体11111,2,4,ABCDABCDAAABBCE−===是1AD的中
点.(1)求证:1AB∥平面EAC;(2)求直线1AA与平面EAC夹角的正弦值.【答案】(1)见解析;(2)23.【解析】【分析】(1)连接BD交AC于O,再连接OE,由线面平行的判定定理证明即可;(2)以A为原点,1,,ABADAA所在的直线分别为x轴、y轴、z轴,建立空间
坐标系,利用空间向量求解即可.【小问1详解】证明:连接BD交AC于O,再连接OE,由题意可知O是BD中点,又因为E是1AD的中点,所以OE∥1AB,又因为1AB平面EAC,OE平面EAC,所以1AB∥平面EAC;【小问2详解】解:以A为原点,1,,ABADAA所在的直线分别为x轴、y轴
、z轴,建立空间坐标系,如图所示:因为12,4,AAABBC===所以(0,0,0)A,(2,0,0)B,(2,4,0)C,(0,4,0)D,1(0,0,2)A,1(2,0,2)B,()2,4,0C,1(0,4,2)D,(0,2,1)E,所以1(0,0,2)AA=,(0
,2,1)AE=,(2,4,0)AC=,设平面EAC的法向量为(,,)nxyz=,则有20240AEnyzACnxy=+==+=,所以22zyxy=−=−,取(2,1,2)=−n,设直线1AA与平面EAC夹角,则有111||42sin|cos,|233||||AAnAAnA
An====,所以直线1AA与平面EAC夹角的正弦值为23.21.如图,在直三棱柱111ABCABC-中,2ABAC==,ABAC⊥,13AA=,点,MN分别在棱11,CCAA上,且1113CMCC=,1113ANAA=.为(1)求证:平面BCN⊥平面ABM;(2)求点1B到平面ABM
的距离.【答案】(1)证明见解析(2)322【解析】【分析】(1)以A为坐标原点建立空间直角坐标系,可求得平面BCN和平面ABM的法向量,可证得法向量互相垂直,由此可得结论;(2)利用点到平面距离的向量求法可求得结果.【小
问1详解】三棱柱111ABCABC-为直三棱柱,1AA⊥平面ABC,以A为坐标原点,1,,ACABAA正方向为,,xyz轴,可建立如图所示空间直角坐标系,则()0,2,0B,()2,0,0C,()0,0,2N,()0,
0,0A,()2,0,2M,()2,2,0BC=−,()0,2,2BN=−,()0,2,0AB=,()2,0,2AM=,设平面BCN的法向量(),,nxyz=,则220220BCnxyBNnyz=−==−+=,令1y=,
解得:1x=,1z=,()1,1,1n=;设平面ABM的法向量(),,mabc=,则20220ABmbAMmac===+=,令1a=,解得:0b=,1c=−,()1,0,1m=−;1010mn=+−=,mn⊥urr,平面BCN⊥平面ABM.【小问2详解】()0
,2,0B,()10,2,3B,()10,0,3BB=−,又平面ABM的法向量()1,0,1m=−,点1B到平面ABM的距离133222BBmdm===.22.如图,四棱锥SABCD−的底面是正方形,每条侧棱的长都是底面边长的2倍,P为侧棱SD
上的点,且SD⊥平面PAC.(1)求平面PAC与平面ABCD所成的角;(2)侧棱SC上是否存在一点E,使得//BE平面PAC,若存在,求出点E的位置;若不存在,试说明理由.【答案】(1)π6(2)存在,13CECS=【解析】【分析】(1)连接
,ACBD,交于点O,利用线面垂直判定可证得SO⊥平面ABCD,以O为坐标原点建立空间直角坐标系,利用面面角的向量求法可求得结果;(2)假设()01CECS=,满足//BE平面PAC,由线面平行的向量判定方法可构造方程求得的值,由此可得结论
.【小问1详解】连接,ACBD,交于点O,连接SO,四边形ABCD为正方形,O为,ACBD中点,ACBD⊥;SASC=,SBSD=,SOAC⊥,SOBD⊥,ACBDO=,,ACBD平面ABCD,SO⊥平面ABCD,以O为坐标原点,,,OOCOBS正方向为,,xyz轴,
可建立如图所示空间直角坐标系,设2AB=,则22SD=,122ODBD==,226SOSDOD=−=,()0,0,0O,()0,0,6S,()2,0,0D−,()0,0,6OS=,()2,0,6DS=,SO⊥平面ABCD,SD⊥平面PAC,平面ABCD的一个法向量为()0,
0,6OS=,平面PAC的一个法向量为()2,0,6DS=,63cos,2622OSDSOSDSOSDS===,即平面PAC与平面ABCD所成角的余弦值为32,平面PAC与平面ABCD所成的角为π6.【小问2详解】假设在SC上存在一点E,满足()01CECS=,使得//BE平
面PAC,()0,2,0C,()0,0,6S,()0,2,6CS=−,()0,2,6CE=−,又()2,0,0B,()2,2,0BC=−,()2,22,6BEBCCE=+=−−,平面PAC的一个法向量为()2,0,6DS=,2060BEDS=−++=,解得:
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