选择性必修第一册综合测试(基础)一、单选题(每题只有一个选项为正确答案。
每题5分,8题共40分)1.直线0x y -=的倾斜角为()A .45︒B .60︒C .90︒D .135︒【答案】A【解析】由题意直线斜率为1,而倾斜角大于或等于0︒且不大于180︒,所以倾斜角为45︒.故选:A .2.已知双曲线()222:1016x y C b b-=>的焦距为10,则双曲线C 的渐近线方程为()A .916y x =±B .169y x =±C .43y x =±D .34y x=±【答案】D【解析】双曲线C的焦距为10=,所以29b =,所以双曲线C 的渐近线方程为34y x =±,故选:D .3.“01t <<”是“曲线2211x y t t+=-表示椭圆”的()A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【答案】B【解析】因为曲线2211x y t t +=-为椭圆,所以0101t t t t>⎧⎪->⎨⎪≠-⎩,解得01t <<且12t ≠,所以“01t <<”是“01t <<且12t ≠”的必要而不充分条件.故选:B4.四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是平行四边形,点E 为棱PC 的中点,若23AE x AB yBC z AP =++,则x y z ++等于()A .1B .1112C .116D .2【答案】B【解析】因为()AE AB BC CE AB BC EP AB BC AP AE =++=++=++- ,所以2AE AB BC AP =++ ,所以111222AE AB BC AP =++ ,所以111,2,3222x y z ===,解得111,,246x y z ===,所以11111++24612x y z ++==,故选:B.5.已知非零向量324a m n p =-- ,(1)82b x m n y p =+++ ,且m 、n 、p 不共面.若//a b,则x y +=().A .13-B .5-C .8D .13【答案】B【解析】//a b 且0a ≠ ,∴b a λ=,即(1)82324x m n y p m n p λλλ+++=-- ,又m 、n 、p 不共面,∴138224x y λλλ+=⎧⎪=-⎨⎪=-⎩,解得13x =-,8y =,5x y +=-.故选:B .6.已知双曲线2221(0)4x y b b-=>的左右焦点分别为1F 、2F ,过点2F 的直线交双曲线右支于A 、B 两点,若1ABF 是等腰三角形,且120A ∠= ,则1ABF 的周长为()A8B.)41C8D.)22【答案】A【解析】由双曲线2221(0)4x y b b-=>可得2a =.设2AF m =,2BF n =.则1224AF AF a -==,1224BF BF a -==,所以14AF m =+,14BF n =+.因为1ABF 是等腰三角形,且120A ∠=︒,所以1AF AB =,即4m m n +=+,所以4n =,所以18BF =,4AB m =+,在1ABF 中,由余弦定理得2221112|cos BF AF AB AF AB A =+-⨯⨯⨯,即()()()22221844242m m m ⎛⎫=+++-+⨯- ⎪⎝⎭,所以()23464m +=,解得43m =-,1ABF ∴ 的周长44m m n n=+++++()828m n =++=+.故选:A .7.已知双曲线22221x y a b-=(0a >,0b >),过其左焦点F 作x 轴的垂线,交双曲线于A 、B 两点,若双曲线的右顶点在以AB 为直径的圆外,则双曲线离心率的取值范围是().A .312⎛⎫ ⎪⎝⎭,B .()12,C .3,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭D .()2+∞,【答案】B【解析】将x c =-代入22221x y a b -=可得2by a=±,所以以AB 为直径的圆的半径为2b r a =,圆心为(),0c -,圆的方程为()4222ab xc y ++=,右顶点为(),0a ,因为双曲线的右顶点在以AB 为直径的圆外,所以()2240a c ab ++>,整理得2220a ac c +->,即220e e --<,解得12e -<<,因为1e >,所以12e <<.故选:B .8.如图,在棱长都相等的正三棱柱111ABC A B C -中,D 是棱1CC 的中点,E 是棱1AA 上的动点.设AE x =,随着x 增大,平面BDE 与底面ABC 所成锐二面角的平面角是()A .增大B .先增大再减小C .减小D .先减小再增大【答案】D【解析】设正三棱柱111ABC A B C -棱长为2,,02AE x x =≤≤,设平面BDE 与底面ABC 所成锐二面角为α,以A 为坐标原点,过点A 在底面ABC 内与AC 垂直的直线为x 轴,1,AC AA 所在的直线分别为,y z 轴建立空间直角坐标系,则(0,2,1),(0,0,),((0,2,1)B D E x BD ED x ==-,设平面BDE 的法向量(,,)m s t k = ,则m BD m ED⎧⊥⎨⊥⎩,即02(1)0t k t x k ⎧++=⎪⎨+-=⎪⎩,令k =1t s x ==+,所以平面BDE的一个法向量(m x =+,底面ABC 的一个法向量为(0,0,1)n =,cos |cos ,|m n α=<>当1(0,)2x ∈,cos α随着x 增大而增大,则α随着x 的增大而减小,当1(,2)2x ∈,cos α随着x 增大而减小,则α随着x 的增大而增大.故选:D.二、多选题(每题不止一个选项为正确答案,每题5分,4题共20分)9.对抛物线24x y =,下列描述不正确的是()A .开口向上,焦点为()0,1B .开口向上,焦点为1016⎛⎫⎪⎝⎭,C .开口向右,焦点为()10,D .开口向右,焦点为1016⎛⎫⎪⎝⎭【答案】BCD【解析】因为抛物线的标准方程为24x y =,所以24p =,2p =,开口向上,因此抛物线的焦点为()0,1,准线为1y =-.故A 正确,BCD 都错.故选:BCD.10.三棱锥A BCD -中,平面ABD 与平面BCD 的法向量分别为12,n n ,若12,3n n π<>=,则二面角A BD C--的大小可能为()A .6πB .3πC .23πD .56π【答案】BC 【解析】二面角的大小与法向量的夹角相等或互补,∴二面角A BD C --的大小可能为3π或233πππ-=.故选:BC.11.若双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的实轴长为6,焦距为10,右焦点为F ,则下列结论正确的是()A .C 的渐近线上的点到F 距离的最小值为4B .C 的离心率为54C .C 上的点到F 距离的最小值为2D .过F 的最短的弦长为323【答案】AC【解析】由题意知,26,210a c ==,即3,5a c ==,因为222b c a =-,所以225916b =-=,解得4b =,所以右焦点为F 为()5,0,双曲线C 的渐近线方程为43y x =±,对于选项A :由点F 向双曲线C 的渐近线作垂线时,垂线段的长度即为C 的渐近线上的点到F 距离的最小值,由点到直线的距离公式可得,4d =,故选项A 正确;对于选项B :因为3,5a c ==,所以双曲线C 的离心率为53ce a ==,故选项B 错误;对于选项C :当双曲线C 上的点为其右顶点()3,0时,此时双曲线C 上的点到F 的距离最小为2,故选项C 正确;对于选项D :过点F 且斜率为零的直线与双曲线的交点为()(),3,03,0A B -,此时为过点F 的最短弦为6AB =,故选项D 错误.故选:AC12.已知圆C :2220x y x +-=,点A 是直线3y kx =-上任意一点,若以点A 为圆心,半径为1的圆A 与圆C 没有公共点,则整数k 的值可能为()A .2-B .1-C .0D .1【答案】ABC【解析】圆C 的方程为2220x y x +-=,即()2211x y -+=,圆心()1,0C ,半径为1,由题意可得,圆心()1,0C 到直线30kx y --=(k Z ∈)的距离大于2,2>,求得3333k ---+<<,∴2k =-或-1或0.故选:ABC.三、填空题(每题5分,4题共20分)13.已知直线:10l x y -+=与圆22:4210C x y x y +--+=交于,A B 两点,则||AB =________【答案】【解析】圆22:4210C x y x y +--+=可化为22(2)(1)4x y -+-=即圆心坐标为(2,1),半径2r =圆心到直线:10l x y -+=的距离d ===故||AB ===故答案为:14.若()2,3,5a =- ,()3,1,4b =--,则2a b -= ________.【解析】∵2a b -r r()8,5,13=-,∴2a b -= =15.如图,在直三棱柱111ABC A B C -中,侧棱长为2,1AC BC ==,90ACB ∠=︒,D 是11A B 的中点,F 是1BB 上的动点,1AB ,DF 交于点E ,要使1AB ⊥平面1C DF ,则线段1B F 的长为________.【答案】12【解析】设1B F x =,因为1AB ⊥平面1C DF ,DF ⊂平面1C DF ,所以1AB DF ⊥,由已知可得11A B =,设11Rt AA B △斜边1AB 上的高为h ,则12DE h =,又1111111122AA B S A B AA AB h =⋅=⋅ ,即11222h =,所以h =DE =在1Rt DB E 中,16B E =因为11111122DB F S B E DF DB B F =⋅=⋅ ,所以112622x ⨯=⨯,解得12x =.故答案为:12.16.已知12,F F 为椭圆221123x y+=的两个焦点,点P 在椭圆上,如果线段1PF 的中点在y 轴上,且12PF tPF =,则t 的值为________.【答案】7.【解析】∵原点O 是F 1F 2的中点,∴PF 2平行y 轴,即PF 2垂直于x 轴∵c =3,∴|F 1F 2|=6,设|PF 1|=x ,根据椭圆定义可知2PF x =∴22)36x x -+=,解得2x =,∴|PF 2|=2,∵|PF 1|=t |PF 2|,∴t =7.四、解答题(17题10分,其余每题12分,共6题70分)17.如图,四边形ABCD 中,满足//AB CD ,90ABC ∠=︒,1AB =,BC =,2CD =,将BAC 沿AC 翻折至PAC △,使得2PD =.(Ⅰ)求证:平面PAC ⊥平面ACD ;(Ⅱ)求直线CD 与平面PAD 所成角的正弦值.【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ【解析】(Ⅰ)过B 作BO AC ⊥,垂足为O ,连PO ,DO ,则PO AC ⊥,作DE AC ⊥,垂足为E,则DE =12OE =,2DO =所以222PO DO PD +=,即PO OD ⊥又AC DO O ⋂=,所以PO ⊥平面ACD ,又PO ⊂平面PAC ,所以平面PAC ⊥平面ACD;(Ⅱ)以O 为坐标原点,OC ,BO 所在的直线为x ,y 轴建立空间直角坐标系则1,0,02A ⎛⎫- ⎪⎝⎭,3,0,02C ⎛⎫ ⎪⎝⎭,12D ⎛⎫⎪⎝⎭,P ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,()AD =,12AP ⎛= ⎝⎭设平面PAD 的法向量为(,,)n a b c =,则1020AP n a AD n a ⎧⋅==⎪⎨⎪⋅=+=⎩取法向量)1,1n =--r,()CD =-设直线CD 与平面PAD 所成角为θ,则sin cos ,5CD n θ=<>=.18.已知椭圆C :22221x y a b +=(0a b >>)的四个顶点组成的四边形的面积为(12,.过椭圆右焦点F 作直线l 与椭圆C 交于A 、B 两点.(1)求椭圆C 的方程;(2)若OA OB ⊥,求直线l 的方程.【答案】(1)2212x y +=;(2)1)y x =-.【解析】(1)四边形的面积为1222a b ⨯⨯=ab =,又点(1在C :22221x y a b +=上,则221112a b +=,∴22a =,21b =,∴椭圆的方程为2212x y +=;(2)由(1)可知椭圆C 的右焦点(10)F ,,①当直线l 无斜率时,直线l 的方程为1x =,则(1A 、(1B ,OA OB ⊥不成立,舍,②当直线l 有斜率时,设直线方程为将(1)y k x =-,代入椭圆方程,整理得2222(12)42(1)0k x k x k +-+-=,F 在椭圆内,0∆>恒成立,设11()A x y ,、22()B x y ,,则2122412k x x k +=+,21222(1)12k x x k -⋅=+,又221212122[()1]12k y y k x x x x k ⋅=⋅-++=-+,121200OA OB OA OB x x y y ⊥⇒⋅=⇒⋅+⋅=,即2222222(1)20121214k k k k k k ---==+++,解得k =则直线l 的方程为:1)y x =-.19.如图所示,在等腰梯形ABCD 中,AD ∥BC ,60ADC ︒∠=,直角梯形ADFE 所在的平面垂直于平面ABCD ,且90EAD ︒∠=,222AE AD DF CD ====.(1)证明:平面ECD ⊥平面ACE ;(2)点M 在线段EF 上,试确定点M 的位置,使平面MCD 与平面EAB 【答案】(1)证明见解析;(2)点M 为线段EF 中点【解析】(1)因为平面ABCD ⊥平面ADFE ,平面ABCD 平面ADFE AD =,EA AD ⊥,EA ⊂平面ADFE ,所以EA ⊥平面ABCD ,又CD ⊂平面ABCD ,所以EA CD ⊥,在△ADC 中,1CD =,2AD =,60ADC ︒∠=,由余弦定理得,AC ==,所以222AC CD AD +=,所以CD AC ⊥.又CD EA ⊥,AE AC A = ,所以CD ⊥平面ACE ,又CD ⊂平面ECD ,所以平面ECD ⊥平面ACE ;(2)以C 为坐标原点,以CA ,CD 所在直线分别为x 轴、y 轴建立如图所示的空间直角坐标系,(0,0,0)C,A,1,02B ⎫-⎪⎪⎝⎭,(0,1,0)D,E ,(0,1,1)F,1,02AB ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ,(0,0,2)AE = ,(0,1,0)CD =,1,1)FE =- ,(0,1,1)CF =,设,,)(01)FM FE λλλλ==-,则,1,1)CM CF FM λλ=+=-+ .设平面ABE 的一个法向量为()111,,m x y z = ,则00m AB m AE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,即11110220y z ⎧-=⎪⎨⎪=⎩,取11x =,得(1,m = .设平面MCD 的一个法向量为()222,,n x y z = ,由00n CD n CM ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,得21220(1)(1)0y x y z λλ=⎧⎪+-++=,令21x λ=+,得(10)n λ=+ ,,因为平面MCD 与平面EAB所以|||cos ,|4||||m n m n m n ⋅<>==⋅ ,整理得28210λλ--=,解得12λ=或14λ=-(舍去),所以点M 为线段EF 中点时,平面MCD 与平面EAB20.已知抛物线2:2(0)C x py p =>上一点()M ,9m 到其焦点的距离为10.(1)求抛物线C 的方程;(2)设过焦点F 的的直线l 与抛物线C 交于,A B 两点,且抛物线在,A B 两点处的切线分别交x 轴于,P Q 两点,求AP BQ ⋅的取值范围.【答案】(Ⅰ)24x y =(Ⅱ)[)2,+∞【解析】(Ⅰ)已知(),9M m 到焦点F 的距离为10,则点M 到准线的距离为10.∵抛物线的准线为2py =-,∴9102p +=,解得2p =,∴抛物线的方程为24x y =.(Ⅱ)由已知可判断直线l 的斜率存在,设斜率为k ,因为()0,1F ,则l :1y kx =+.设211,4x A x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,222,4x B x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,由214y kx x y =+⎧⎨=⎩消去y 得,2440x kx --=,∴124x x k +=,124x x =-.由于抛物线C 也是函数214y x =的图象,且1'2y x =,则PA :()2111142x y x x x -=-.令0y =,解得112x x =,∴11,02P x ⎛⎫ ⎪⎝⎭,从而AP =同理可得,BQ =∴AP BQ ⋅===∵20k ≥,∴AP BQ ⋅的取值范围为[)2,+∞.21.已知三条直线1:20(0)l x y a a -+=>,直线2:4210l x y --=和直线3:10l x y +-=,且l 1和l 2的距离是(1)求a 的值.(2)能否找到一点P ,使得P 点同时满足下列三个条件:①P 是第一象限的点;②P 点到l 1的距离是P 点到l 2的距离的12;③P 点到l 1的距离与P 点到l 3P 点坐标;若不能,请说明理由.【答案】(1)a=3;(2)能,1(9,3718.【解析】(1)2l :1202x y --=,1l ∴与2l的距离1|()|210a d --=.∴1||210a +=.17||22a ∴+=.0a > ,3a ∴=.(2)设点0(P x ,0)y ,若P 点满足条件②,则P 点在与1l 、2l 平行的直线:20l x y C '-+=上,1||2C +=132C =或116C =,0013202x y ∴-+=或0011206x y -+=;若P 点满足条件③,由点到直线的距离公式,=,即0000|23||1|x y x y -+=+-,00240x y ∴-+=或0320x +=.由P 在第一象限,0320x ∴+=不可能.应舍去联立方程0013202x y -+=和00240x y -+=,解得03x =-,012y =,不满足题意,由0011206x y -+=,00240x y -+=,解得019x =,03718y =.1(9P ∴,37)18即为同时满足三个条件的点.22.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆心在y 轴上的圆C 经过两点()0,2M 和()1,3N ,直线l 的方程为y kx =.(1)求圆C 的方程(2)过点()1,0-作圆C 切线,求切线方程(3)当1k =时,Q 为直线l 上的点,若圆C 上存在唯一点P满足PO =,求点Q 的坐标【答案】(1)()2231x y +-=;(2)1x =-或4340x y -+=;(3)(22Q或(22.【解析】(1)设圆的方程为()222(0)x y b r r +-=>,将M ,N 坐标代入,得:()()2222220213b r b r ⎧+-=⎪⎨+-=⎪⎩解得31b r =⎧⎨=⎩所以圆的方程为()2231;x y +-=(2)当切线斜率不存在时,直线1x =-与圆相切;当切线斜率存在时,设直线方程为()1y k x =+,即0kx y k -+=,由圆心()0,3到直线的距离1d ==,解得43k =,故切线方程为4340x y -+=,综上,切线方程为1x =-或4340x y -+=.()3设(),Q t t ,(),P x y=,化简得()()222224x t y t t -+-=,此圆与圆C 相切,21t±,解得2t =所以(22Q +或(22.。