2022-2023学年高二数学上学期期中挑战满分冲刺卷(人教A版2019选择性必修第一册浙江专用)特训01 期中选填压轴题(第1-3章) WORD版含解析.doc
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1、特训01 期中选填压轴题(第1-3章)一、单选题1(2022浙江高三开学考试)已知半径为1的球面上有四个点,且,则四面体的体积最大值为()ABCD【答案】B【分析】设分别在上,且,再根据线面垂直的性质与判定,结合体积公式可得,进而转求线段的最大值.再设的中点分别是,利用,再两边平方,结合向量的性质分析可得,进而求得体积最大值即可.【解析】设分别在上,且,因为,所以面所以,所以.要求四面体的体积最大,即求线段的最大值.设的中点分别是,球心为,因为,所以.所以在中,因为,所以因为,所以所以,当和均重合时取等所以.故选:B.【点睛】本题考查了立体几何中的最值问题,需要结合体积的公式与球的性质,从而得
2、到线的垂直关系与线段长度间的关系,并结合空间向量的方法分析最值.属于难题.2(2021浙江台州一中高三期中)如图,等腰直角中,点为平面外一动点,满足,则存在点使得()AB与平面所成角为CD二面角的大小为【答案】D【分析】假设,结合线面垂直判定定理证明面,由此得到,推出矛盾,确定A错误,建立坐标系,计算与平面所成角,判断B,计算,判断C错误,求二面角的大小,判断D.【解析】对于A:由是等腰直角三角形,可得因为,所以,若,则面,因为面,所以,即与矛盾,A错误;以点为原点,为轴,如图建立空间直角坐标系则,设点, , , ,设,则,设平面的法向量为,则,即,取,可得平面的一个法向量为,又, ,若与平面
3、所成角为,则则,可得,与矛盾,B错误, , , ,所以不存在点满足,C错误, 平面的一个法向量为, ,令,则,解得(-1舍去),所以存在点使得二面角的大小为,D正确故选:D3(2021浙江省淳安县汾口中学高二开学考试)如图,在菱形中,线段,的中点分别为,现将沿对角线翻折,则异面直线与所成的角的取值范围是ABCD【答案】C【解析】设菱形的边长为1,则,利用向量的平行四边形法则得到,再利用数量积运算求出,再由 ,根据的范围,利用余弦函数的性质求解.【解析】设菱形的边长为1,则, ,所以,由图可知:,所以,所以,所以,所以异面直线与所成的角的取值范围是故选:C【点睛】关键点点睛:本题关键是得到,转化
4、为余弦函数求得其范围,进而求出的范围.4(2020浙江舟山中学模拟预测)在正四面体(所有棱长均相等的三棱锥)中,点在棱上,满足,点为线段上的动点.设直线与平面所成的角为,则()A存在某个位置,使得B存在某个位置,使得C存在某个位置,使得平面平面D存在某个位置,使得【答案】C【分析】设正四面体的底面中心为点,连接,则平面,以点为坐标原点,、所在直线分别为、轴建立空间直角坐标系,设正四面体的棱长为,然后利用空间向量法逐一分析求解可得结果.【解析】如下图所示,设正四面体的底面中心为点,连接,则平面,以点为坐标原点,、所在直线分别为、轴建立空间直角坐标系,设正四面体的棱长为,则、,设,其中,对于A选项
5、,若存在某个位置使得,解得,不合乎题意,A选项错误;对于B选项,若存在某个位置使得,该方程无解,B选项错误;对于C选项,设平面的一个法向量为,由,取,得,设平面的一个法向量为,由,取,则,若存在某个位置,使得平面平面,则,解得,合乎题意,C选项正确;对于D选项,设平面的一个法向量为,由,令,则,若存在某个位置,使得,即,整理得,该方程无解,D选项错误.故选:C.【点评】本题考查利用空间向量法求解空间角以及利用空间向量法处理动点问题,计算量大,属于难题.5(2020浙江瑞安中学高二期中)在平面直角坐标系中,定义为两点的“切比雪夫距离”,又设点及上任意一点,称的最小值为点到直线的“切比雪夫距离”记
6、作给出下列四个命题:对任意三点,都有已知点和直线则到原点的“切比雪夫距离”等于的点的轨迹是正方形;其中真命题的是()ABCD【答案】D【分析】讨论,三点共线,以及不共线的情况,结合图象和新定义,即可判断;设点是直线上一点,且,可得,讨论,的大小,可得距离,再由函数的性质,可得最小值;根据“切比雪夫距离”的定义可判断出命题的真假.【解析】 对任意三点、,若它们共线,设,、,如图,结合三角形的相似可得,为,或,则;若,或,对调,可得;若,不共线,且三角形中为锐角或钝角,如图,由矩形或矩形,;则对任意的三点,都有,故正确;设点是直线上一点,且,可得,由,解得,即有,当时,取得最小值;由,解得或,即有
7、,的范围是,无最值;综上可得,两点的“切比雪夫距离”的最小值为;故正确;由题,到原点的“切比雪夫距离”的距离为1的点满足,即或,显然点的轨迹为正方形,故正确;故选:D【点睛】本题考查新定义的理解和运用,考查数形结合思想方法,以及运算能力和推理能力,属于难题6(2022浙江镇海中学高二阶段练习)古希腊数学家阿波罗尼奥斯(约公元首262公元前190年)的著作圆锥曲线论是古代世界光辉的科学成果,著作中有这样一个命题:平面内与两定点距离的比为常数k(且)的点的轨迹是圆,后人将这个圆称为阿波罗尼期圆已知 ,圆上有且仅有一个点 P满足,则r的取值可以为( )A1B2C3D4【答案】A【分析】设动点P的坐标
8、,利用已知条件列出方程,化简可得点P的轨迹方程,由点P是圆C:上有且仅有的一点,可得两圆相切,进而可求得r的值【解析】设动点,由,得,整理得,又点是圆:上有且仅有的一点,所以两圆相切. 圆的圆心坐标为,半径为2,圆C:的圆心坐标为,半径为r,两圆的圆心距为3,当两圆外切时,得,当两圆内切时,得故选:A.【点睛】结论点睛:本题考查阿波罗尼斯圆,考查两圆相切的应用,判断圆与圆的位置关系几何法:圆心距d与r1,r2的关系:(1)外离;(2)外切;(3)相交;(4)内切;(5)内含,考查学生的数形结合思想和逻辑推理能力,属于中档题7(2020浙江高二期末)阿波罗尼斯是古希腊著名数学家,与欧几里得、阿基
9、米德并称为亚历山大时期数学三巨匠,他对圆锥曲线有深刻而系统的研究,主要研究成果集中在他的代表作圆锥曲线一书,阿波罗尼斯圆是他的研究成果之一,指的是:已知动点M与两定点Q、P的距离之比,那么点M的轨迹就是阿波罗尼斯圆.已知动点M的轨迹是阿波罗尼斯圆,其方程为,定点Q为x轴上一点,且,若点,则的最小值为()ABCD【答案】C【分析】设,根据和求出a的值,由,两点之间直线最短,可得的最小值为,根据坐标求出即【解析】设,所以,由,所以,因为且,所以,整理可得,又动点M的轨迹是,所以,解得,所以,又所以,因为,所以的最小值为.故选:C【点睛】本题主要考查圆上动点问题,考查两点间直线最短.8(2019浙江
10、高二期中)已知,两条不同直线与的交点在直线上,则的值为()A2B1C0D-1【答案】C【分析】联立方程求交点,根据交点在在直线上,得到三角关系式,化简得到答案.【解析】 交点在直线上观察分母和不是恒相等故故答案选C【点睛】本题考查了直线方程,三角函数运算,意在考查学生的计算能力.9(2022浙江模拟预测)已知双曲线的左右焦点分别为,M为右支上一点,的内切圆圆心为Q,直线交x轴于点N,则双曲线的离心率为()ABCD【答案】A【分析】先由切线长定理及双曲线的定义求得点横坐标为,再由直线的方程求出,再借助求得,进而求得,在,由双曲线的定义及余弦定理即可求出.【解析】如图,设内切圆Q与的三边分别切于三
11、点,过作轴于点,易得,又由双曲线定义得,即,又,故,即点横坐标为,又,则,故直线的方程为,代入,解得,即,又,则,故,又,则,在中,由余弦定理得,即,化简得,即,解得或,又离心率大于1,故离心率为.故选:A.10(2022浙江模拟预测)已知点F为双曲线(,)的左焦点,过原点O的直线与双曲线交于A、B两点(点B在双曲线左支上),连接BF并延长交双曲线于点C,且,AFBC,则该双曲线的离心率为()ABCD【答案】B【分析】设双曲线右焦点为,设,为矩形,根据双曲线定义表示出、,在中根据余弦定理列出一个方程,在Rt中,根据勾股定理列出另外一个方程,两个方程联立可求m,由此即可求出离心率.【解析】如图,
12、为双曲线右焦点,则根据对称性知为矩形设,则,在中,由余弦定理得,即,即,在Rt中,即,联立解得,代入,解得.故选:B.11(2022浙江模拟预测)已知圆与抛物线的两个交点是A,B过点A,B分别作圆和抛物线的切线,则()A存在两个不同的b使得两个交点均满足B存在两个不同的b使得仅一个交点满足C仅存在唯一的b使得两个交点均满足D仅存在唯一的b使得仅一个交点满足【答案】D【分析】利用抛物线方程设出交点坐标,再由直线与垂直及交点在圆上求出b,p的关系,然后逐项分析作答.【解析】依题意,设圆与抛物线的交点,显然直线的斜率存在且不为0,设方程为:,由消去x并整理得:,而,则,解得,由及圆的性质知,直线过圆
13、心及点,于是得:,整理得:,又,即,因此有,解得,而,即,于是有满足的两曲线交点只有点,选项A,C不正确;显然,即正数p值确定,b值也随之确定,并且唯一,选项B不正确,D正确.故选:D【点睛】结论点睛:抛物线在点处的切线斜率;抛物线在点处的切线斜率.12(2021浙江高三专题练习)在平面直角坐标系中,设点是抛物线上的一点,以抛物线的焦点为圆心、以为半径的圆交抛物线的准线于,两点,记,若,且的面积为,则实数的值为()ABCD【答案】A【分析】根据且sin2+cos21求出,结合图象可知,BFC为等边三角形,求出圆的半径,以及抛物线的定义,即可求出SABC|BC|x0|BC|FA|,解得即可求出p
14、的值【解析】因为,且sin2+cos21,解得sin=,cos,结合图象可知,BFC为等边三角形,|FD|p,|BC|FB|p,即圆的半径|FA|p,设A(x0,y0),SABC|BC|x0|BC|FA|pp,解得p8,故选A【点睛】本题考查了圆和抛物线的位置关系,以及抛物线的定义和三角函数的化简和计算,三角形的面积,考查了运算能力,属于中档题13(2021浙江省杭州学军中学高二期中)已知椭圆的两个焦点分别为,设为椭圆上一点,角的外角平分线所在直线为,过点,分别做的垂线,垂足分别为,当点在椭圆上运动时,点,的轨迹所围成的图形的面积为:()ABCD【答案】C【分析】延长交的延长线于,可证得,且是
15、的中点,由此可求得的长度是定值,即可求点的轨迹的几何特征,从而可得出答案【解析】解:由题意,是以,为焦点的椭圆上一点,过焦点作外角平分线的垂线,垂足为,延长交的延长线于,得,由椭圆的定义知,故有,连接,知是三角形的中位线,即点到原点的距离是定值,由此知点的轨迹是以原点为圆心、半径等于的圆同理可得,点的轨迹是以原点为圆心、半径等于的圆故点,所形成的图形的面积为故选:C.【点睛】本题考查求轨迹方程,关键是证出是中位线以及利用题设中所给的图形的几何特征求出的长度,进而求出的长度,再利用圆的定义得出点的轨迹是一个圆,难度较大14(2021四川攀枝花市第三高级中学校高二阶段练习(理)已知双曲线:(,)的
16、左右焦点分别为、A为双曲线的左顶点,以为直径的圆交双曲线的一条渐近线于、两点,且,则该双曲线的离心率为() ABCD【答案】C【分析】先由题意,得到以为直径的圆的方程为,不妨设双曲线的渐近线为,设,则,求出点P,Q的坐标,得出,根据,再利用余弦定理求出,之间的关系,即可得出双曲线的离心率【解析】由题意,以为直径的圆的方程为,不妨设双曲线的渐近线为设,则,由,解得或,又为双曲线的左顶点,则,在中,由余弦定理得,即,即,则,所以,则,即,所以故选:C.【点睛】方法点睛:离心率的求解在圆锥曲线的考查中是一个重点也是难点,一般求离心率有以下几种情况:直接求出,从而求出;构造的齐次式,求出;采用离心率的
17、定义以及圆锥曲线的定义来求解;根据圆锥曲线的统一定义求解15(2022浙江省杭州第九中学高二期末)已知F是椭圆的左焦点,A是该椭圆的右顶点,过点F的直线l(不与x轴重合)与该椭圆相交于点M,N记,设该椭圆的离心率为e,下列结论正确的是()A当时,B当时,C当时,D当时,【答案】A【分析】设在轴上方,在轴下方,设直线的倾斜角为,直线的倾斜角为,联立直线的方程与椭圆方程可求的坐标,同理可求的坐标,利用三点共线可得,利用离心率的范围可得,从而可判断为锐角.【解析】不失一般性,设在轴上方,在轴下方,设直线的斜率为,倾斜角为,直线的斜率为,倾斜角为,则,且.又.又直线的方程为,由可得,故,所以,故,同理
18、,故,因为共线,故,整理得到即,若,因为,故,所以,故.故选:A.【点睛】思路点睛:与椭圆有关的角的计算,一般利用其正切来刻画,因为角的正切与直线的斜率相关,注意运算结果的准确性.16(2022全国高三专题练习)已知椭圆的左、右焦点分别为、,经过的直线交椭圆于,的内切圆的圆心为,若,则该椭圆的离心率是()ABCD【答案】A【分析】对变形得到,进而得到以,结合椭圆定义可求出,由余弦定理求解关系式,求出离心率.【解析】因为,所以,如图,在上取一点M,使得,连接,则,则点I为AM上靠近点M的三等分点,所以,所以,设,则,由椭圆定义可知:,即,所以,所以,故点A与上顶点重合,在中,由余弦定理得:,在中
19、,解得:,所以椭圆离心率为.故选:A【点睛】对于求解圆锥曲线离心率问题,要结合题目中的条件,直接求出离心率或求出的齐次方程,解出离心率,本题的难点在于如何将进行转化,需要作出辅助线,结合内心的性质得到三角形三边关系,求出离心率.二、多选题17(2022浙江省衢州第一中学高二开学考试)如图,在棱长为2的正方体中,点在线段上运动,则下列说法正确的是()A平面B几何体的外接球半径C异面直线与所成角的正弦值的取值范围为D面与底面所成角正弦值的取值范围为【答案】ACD【分析】对于A,利用面面平行的性质定理可判断;对于B,几何体的外接球与正方体的外接球相同,可求得其半径;对于C,找到异面直线与所成角的正弦
20、值取到最大以及最小值的位置,即可求解;对于D,建立空间直角坐标系,利用空间向量的夹角公式,结合三角函数的知识可进行求解.【解析】在正方体中, ,故为平行四边形,所以,而平面平面,平面,故平面,同理可证平面,而平面,所以平面平面平面,则平面,A正确.几何体关于正方体的中心对称,其外接球与正方体的外接球相同,半径为,故B错误.由于,则直线与所成最大角为(或),其正弦值为.直线与所成最小角为与平面所成角,当为中点时,所成角即为,而平面平面,故 , ,故 ,故C正确.以D为坐标原点,如图建立空间直角坐标系,则 ,则,设 ,则 ,设平面的法向量为,则,令,则 ,故 ,由题意知平面ABCD的法向量可取为
21、,则 ,则面与底面所成角正弦值为,由于,故当时,取到最小值8,则取到最小值为 ,当或时,取最大值12,取最大值为,所以面与底面所成角正弦值的取值范围为,D正确,故选:ACD.【点睛】本题考查了几何体中线面平行的判断,以及外接球的半径的求解和空间相关角的求解,涉及知识点多,综合性强,计算量大,解答时要充分发挥空间想象,明确空间的点线面的位置关系,解答的关键是能掌握并熟练应用空间线线角以及面面角的定义,并能应用空间向量的方法求解.18(2022全国高三专题练习)在棱长为1的正方体中,点满足,则以下说法正确的是()A当时,平面B当时,存在唯一点使得与直线的夹角为C当时,长度的最小值为D当时,与平面所
22、成的角不可能为【答案】ACD【分析】对于A,可知点在线段上,易证平面平面,利用线面平行的性质可证得结论;对于B,可证得点为中点,此时可判断; 对于C,可知三点共线,线段在中,利可求得距离最小值; 对于D,设点在平面内的射影为Q在线段上,则为所求角,求,可判断结果.【解析】对于A,当时,即点在线段上,利用正方体的性质,易证平面平面,平面,平面,故A正确;对于B, 当时,设的中点为H,则,即,即点为中点,此时,故B错误;对于C,当时,可知三点共线,线段在中,当点为中点时,最小,此时,故长度的最小值为,故C正确;对于D,当时,可知三点共线,点在平面内的射影为Q在线段上,则为与平面所成的角,又,所以,
23、而,所以与平面所成的角不可能为,故D正确;故选:ACD【点睛】方法点睛:求直线与平面所成角的方法:(1)定义法,作,在直线上选取恰当的点向平面引垂线,确定垂足的位置是关键;证,证明所作的角为直线与平面所成的角,证明的主要依据是直线与平面所成角的概念;求,利用解三角形的知识求角;(2)向量法,(其中为平面的斜线,为平面的法向量,为斜线与平面所成的角).19(2023全国高三专题练习)如图,在菱形ABCD中,AB2,BAD60,将ABD沿对角线BD翻折到PBD位置,连接PC,构成三棱锥 设二面角为,直线和直线所成角为,在翻折过程中,下列说法正确的是()APC与平面BCD所成的最大角为45B存在某个
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2019届人教A版数学必修二同步课后篇巩固探究:2-1-1 平面 WORD版含解析.docx
