2022-2023学年广东省广州中学高二上学期期中数学试题(解析版)
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第 1 页 共 18 页 2022-2023学年广东省广州中学高二上学期期中数学试题
一、单选题
1.直线370xy的一个方向向量为( )
A.(3,1) B.(1,3) C.(3,1) D.(1,3)
【答案】D
【分析】根据直线方程直接写出其方向向量即可得答案.
【详解】由直线方程知:直线方向向量有1,3及它的平行向量均可作为其方向向量.
故选:D
2.如图,在四面体OABC中,OAa,OBb,OCc.点M在OA上,且2OMMA,N为BC中点,则MN等于( )
A.121232abc B.211322abc
C.111222abc D.221332abc
【答案】B
【分析】根据向量的加法和减法的三角形法则得到.
【详解】连接ON,
第 2 页 共 18 页 ON是BC的中点,1122ONOBOC,22,3OMMAOMOA,
112211223322MNONOMOBOCOAabc.
故选:B
3.两平行直线3210xy和6430xy间的距离是( )
A.51326 B.41313 C.21313 D.31313
【答案】A
【分析】将方程变形,再根据两平行直线间的距离公式计算可得;
【详解】解:直线3210xy即为6420xy,所以两平行直线6420xy和6430xy间的距离22236513264d;
故选:A
4.已知直线l:10()xayaR是圆22:4210Cxyxy的对称轴.过点(4,)Aa作圆C的一条切线,切点为B,则||AB
A.2 B.42 C.6 D.210
【答案】C
【详解】试题分析:直线l过圆心,所以1a,所以切线长2(4)14(4)216AB,选C.
【解析】切线长
5.如图,已知棱长为2的正方体1111ABCDABCD,,,EFG分别为1,,ABCDAD的中点,则异面直线1AG与EF所成角的余弦值为( )
第 3 页 共 18 页 A.0 B.1010
C.22 D.1
【答案】A
【分析】分别以1,,DADCDD所在的直线为,,xyz轴建立空间直角坐标系,求出1AG和EF的坐标,利用空间向量夹角公式即可求解.
【详解】
如图分别以1,,DADCDD所在的直线为,,xyz轴建立空间直角坐标系,
则12,0,2A、1,0,0G 、2,1,0E 、0,1,1F,
所以11,0,2AG,2,0,1EF,
设异面直线1AG与EF所成角为,
则111221cos055AGEFAGEF ,
故选:A
【点睛】方法点睛:求空间角的常用方法
(1)定义法,由异面直线所成角、线面角、二面角的定义,结合图形,作出所求空间角,再结合题中条件,解对应三角形,即可求出结果;
(2)向量法:建立适当的空间直角坐标系,通过计算向量夹角(直线方向向量与直线方向向量、直线方向向量与平面法向量,平面法向量与平面法向量)余弦值,即可求出结果.
6.如图,己知二面角l的棱上有两个点A,B,线段BD与AC分别在这个二面角的两个半平面内,且都垂直与棱l.若4,6,8,217ABACBDCD,平面与平面的夹角为( ) 第 4 页 共 18 页
A.π6 B.π4 C.π3 D.2π3
【答案】C
【分析】过A在面内作AEl,过D作//DEl,,AEDE交于E,进而确定平面与平面的夹角为CAE,结合已知及题图确定二面角的大小.
【详解】过A在面内作AEl,过D作//DEl,,AEDE交于E,
由BDl且BD,故//AEBD且AEBD,又ACl,AC,l,
所以平面与平面的夹角为CAE,且ABDE为矩形,即DEAE,
由//DEl,则DEAC,又ACAEA,,ACAE面CAE,则DE面CAE,
CE面CAE,故DECE,
又4,6,8,217ABACBDCD,则8,4AEED,
在直角△CDE中22213CECDED,
在△CAE中,2226436521cos22862AEACCECAEAEAC,
所以,如图,锐二面角的大小为π3.
故选:C
7.已知直线20kxy和以(3,1),(2,5)MN为端点的线段相交,则实数k的取值范围为( )
A.72k B.13k C.7123k D.72k或13k
【答案】D
【分析】先求出20kxy所过的定点,结合直线与线段相交,应用斜率两点式求出斜率k的范围.
【详解】由题设,20kxy恒过点(0,2)A,则121303AMk,527202ANk, 第 5 页 共 18 页 又A在y轴上,,MN在y轴两侧,故直线20kxy的斜率71(,][,)23k.
故选:D
8.在正方体1111ABCDABCD中,E是侧面11ADDA内的动点,且1BE//平面1BDC,则直线1BE与直线AB所成角的正弦值的最小值是( )
A.13
B.33
C.12
D.22
【答案】B
【分析】以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,1DD为z轴,建立空间直角坐标系利用向量法求出直线1BE与直线AB所成角的正弦值的最小值.
【详解】解:以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,1DD为z轴,建立空间直角坐标系,
设正方体1111ABCDABCD中棱长为1,
设E(a,0,c),0a1,0c1, 第 6 页 共 18 页 1B(1,1,1),B(1,1,0),
D(0,0,0),1C(0,1,1),
1BEa1,1,c1,DB(1,1,0),1DC(0,1,1),
设平面1DBC的法向量n(x,y,z),
则1nDB0nDC0xyyz,取x1,
得n1,1,1,
1BE//平面1BDC,
1BEna11c10,解得ac1,
222acac2ac12ac,2ac1ac24,
设直线1BE与直线AB所成角为θ,
AB(0,1,0),1221ABBE1cosθABBEa11c1
2ac1ac24,322ac2,1222ac3,
222211sinθ11ac2ac3a11c1
221123111ac122ac33.
直线1BE与直线AB所成角的正弦值的最小值是33.
故选B.
【点睛】本题考查线线角的正弦值的最小值的求法,空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,函数与方程思想,是中档题.
二、多选题
9.下列说法正确的是( )
A.直线的倾斜角取值范围是0π 第 7 页 共 18 页 B.若直线的斜率为tan,则该直线的倾斜角为
C.平面直角坐标系中的任意一条直线都有倾斜角,但不一定有斜率
D.直线的倾斜角越大,其斜率就越大
【答案】AC
【分析】根据直线倾斜角和斜率关系判断各项的正误.
【详解】A:直线倾斜角范围为0π,正确;
B:当直线斜率为tan,则该直线的倾斜角为[0,π)内正切值为tan的角,错误;
C:平面内所有直线都有倾斜角,当倾斜角为90°时没有斜率,正确;
D:倾斜角为锐角时斜率为正,倾斜角为钝角时斜率为负,错误.
故选:AC
10.已知直线1:10lxy,动直线2:(1)0()lkxkykkR,则下列结论正确..的是( )
A.不存在k,使得2l的倾斜角为90°
B.对任意的k,1l与2l都有公共点
C.对任意的k,1l与2l都不.重合
D.对任意的k,1l与2l都不垂直...
【答案】BD
【分析】A令0k即可判断正误;B由2l过定点(0,1),再由定点与1l的关系判断正误;C令12k即可判断正误;D利用直线垂直的判定判断k值的存在性即可.
【详解】A:当0k时,2:0lx,符合倾斜角为90°,错误;
B:2:(1)(1)0lkxkykkxyx过定点(0,1),而(0,1)也在1:10lxy上,对任意的k,1l与2l都有公共点,正确;
C:当12k时,21111:(1)02222lxyxy,显然与1:10lxy重合,错误;
D:要使1l与2l都垂直则(1)(1)0kk,显然不存在这样的k值,正确.
故选:BD
11.已知(1,0),(4,0)AB,圆22:4Cxy,则以下选项正确的有( )
A.圆C上到B的距离为2的点有两个
B.若过A的直线被圆C所截得的弦为MN,则||MN的最小值为23 第 8 页 共 18 页 C.若过A的直线被圆C所截得的弦为MN,则弦MN的中点的轨迹方程是221124xy
D.若点D满足过D作圆C的两条切线互相垂直,则||BD的最小值为422
【答案】BCD
【分析】A由定点到圆心距离及圆的半径判断;B首先判断A在圆C内,再根据所截弦长最短知直线与CA垂直,写出直线方程,进而求最小弦长;C由题意E的轨迹是以CA为直径的圆,即可得圆的方程;D根据切线性质判断D、C和两个切点所成的四边形为正方形,进而可知D的轨迹是以C为圆心,222r为半径的圆,最后求定点到圆上点的最小值即可.
【详解】由题设,圆心C为(0,0)且半径2r,则||4OB,故||422OBr,
所以圆C上到B的距离为2的点有一个,A错误;
由221014,即A在圆C内,故过A的直线被圆C所截得的弦长最小,只需直线与CA垂直,故直线为1x,此时2||2123MNr,B正确;
若过A的直线被圆C所截得的弦MN的中点为E,则CEAE,
故E的轨迹是以CA为直径的圆,所以轨迹方程为2211()24xy,C正确;
若D满足过D作圆C的两条切线互相垂直,结合切线的性质知:D、C和两个切点所成的四边形为正方形,
所以D的轨迹是以C为圆心,222r为半径的圆,即228xy,而||4OB,
故该圆上点到B的最小值为422,D正确.
故选:BCD
12.如图,正方体1111ABCDABCD的棱长为4,动点P,Q分别在线段1CD,AC上,则下列命题正确的是( )
A.直线BC与平面11ABCD所成的角等于π4 B.点C到平面11ABCD的距离为22