2024-2025學(xué)年廣東省廣州市高二上冊(cè)第二次質(zhì)檢數(shù)學(xué)檢測(cè)試卷（含解析）

2024-2025學(xué)年廣東省廣州市高二上學(xué)期第二次質(zhì)檢數(shù)學(xué)檢測(cè)試卷一、單選題（本大題共8小題）1．直線的傾斜角為（）A． B． C． D．2．如圖，已知正方體的棱長(zhǎng)為1，以D為原點(diǎn)，以為單位正交基底，建立空間直角坐標(biāo)系，則平面的一個(gè)法向量是（

）A． B．C． D．3．已知向量，，向量在向量上的投影向量為（

）．A． B．C． D．4．圓的圓心和半徑分別是（

）A．，1 B．，3 C．，2 D．，25．將直線繞點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到直線，則的方程是（）A． B． C． D．6．空間中有三點(diǎn)，，，則點(diǎn)P到直線MN的距離為（

）A． B． C．3 D．7．古希臘著名數(shù)學(xué)家阿波羅尼斯與歐幾里得、阿基米德齊名，他發(fā)現(xiàn)：平面內(nèi)到兩個(gè)定點(diǎn)、的距離之比為定值的點(diǎn)所形成的圖形是圓，后來(lái)，人們將這個(gè)圓以他的名字命名，稱為阿波羅尼斯圓，簡(jiǎn)稱阿氏圓.已知在平面直角坐標(biāo)系中，，.點(diǎn)滿足，設(shè)點(diǎn)所構(gòu)成的曲線為，下列結(jié)論不正確的是（

）A．的方程為B．在上存在點(diǎn)，使得到點(diǎn)的距離為3C．在上存在點(diǎn)，使得D．上的點(diǎn)到直線的最小距離為18．已知，是直線上兩動(dòng)點(diǎn)，且，點(diǎn)，，則的最小值為（

）A． B． C． D．12二、多選題（本大題共3小題）9．已知，若過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線：和過(guò)定點(diǎn)的動(dòng)直線：交于點(diǎn)（與，不重合），則以下說(shuō)法正確的是（

）A．點(diǎn)的坐標(biāo)為2,1 B．C． D．的最大值為510．已知圓：，直線：（），則（

）A．直線恒過(guò)定點(diǎn)B．當(dāng)時(shí)，圓上恰有三個(gè)點(diǎn)到直線的距離等于1C．直線與圓有兩個(gè)交點(diǎn)D．圓與圓恰有三條公切線11．如圖，在平行六面體中，已知，，E為棱上一點(diǎn)，且，則（

）A． B．直線與所成角的余弦值為C．平面 D．直線與平面所成角為三、填空題（本大題共3小題）12．已知空間向量，，，若，，共面，則的最小值為．13．費(fèi)馬點(diǎn)是指三角形內(nèi)到三角形三個(gè)頂點(diǎn)距離之和最小的點(diǎn)，當(dāng)三角形三個(gè)內(nèi)角均小于時(shí)，費(fèi)馬點(diǎn)與三個(gè)頂點(diǎn)連線正好三等分費(fèi)馬點(diǎn)所在的周角，即該點(diǎn)所對(duì)三角形三邊的張角相等，均為，根據(jù)以上性質(zhì)，已知，為內(nèi)一點(diǎn)，記，則的最小值為.14．已知正三棱柱的底面邊長(zhǎng)為，高為2，點(diǎn)是其表面上的動(dòng)點(diǎn)，該棱柱內(nèi)切球的一條直徑是，則的取值范圍是.四、解答題（本大題共5小題）15．已知圓，過(guò)作直線圓交于點(diǎn)．(1)求證：是定值；(2)若點(diǎn)．求的值．16．如圖，在空間幾何體中，四邊形是邊長(zhǎng)為2的正方形，平面，，且∥∥．(1)求證：四點(diǎn)共面.(2)在線段上是否存在一點(diǎn)，使得平面與平面所成角的余弦值為？若存在，求出的值；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．17．已知為圓C：上任意一點(diǎn)，(1)求的最大值和最小值；(2)求的最大值和最小值．18．我國(guó)漢代初年成書(shū)的《淮南子畢術(shù)》中記載：“取大鏡高懸，置水盆于下，則是四鄰矣.”這是我國(guó)古代人民利用平面鏡反射原理的首個(gè)實(shí)例，體現(xiàn)了傳統(tǒng)文化中的數(shù)學(xué)智慧.而英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家享利·卡文迪許從鏡面反射現(xiàn)象中得到靈感，設(shè)計(jì)了卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)量計(jì)算出了地球的質(zhì)量，他從而被稱為第一個(gè)能測(cè)出地球質(zhì)量的人.已知圓的半徑為3，圓心在直線位于第一象限的部分上，一條光線沿直線入射被軸反射后恰好與圓相切.(1)直接寫(xiě)出的反射光線所在直線的方程；(2)求圓的方程；(3)點(diǎn)是圓與軸的公共點(diǎn)，一條光線從第一象限入射后與圓相切于點(diǎn)，并與軸交于點(diǎn)，其在點(diǎn)處被直線反射后沿著軸負(fù)方向傳播，此時(shí)的面積恰好為，求直線的方程.19．如圖，在四棱錐中，底面為矩形，底面，，是的中點(diǎn)．

(1)求證：平面；(2)求平面與平面夾角的余弦值；(3)在棱上是否存在一點(diǎn)，使直線與平面所成角的正弦值為，若存在，求出求線段的長(zhǎng)；若不存在，說(shuō)明理由．

答案1．【正確答案】A【詳解】設(shè)直線的傾斜角為，因?yàn)樵撝本€的斜率為，所以，所以，故選：A2．【正確答案】A【詳解】由題意，，，，，，設(shè)是平面的一個(gè)法向量，則有，令，得，，.故選：A.3．【正確答案】A【詳解】由題意可知，，所以向量在向量上的投影向量為.故選：A4．【正確答案】C【詳解】由圓的標(biāo)準(zhǔn)方程，得圓心為，半徑為2.故選：C.5．【正確答案】B【詳解】直線的方程為，其斜率為，設(shè)直線的斜率為，，．由題意可知，，，的方程為：，即．故選：B6．【正確答案】A【分析】根據(jù)空間中點(diǎn)線距離的向量求法即可求解.【詳解】因?yàn)?，所以的一個(gè)單位方向向量為.因?yàn)?，故?所以點(diǎn)到直線的距離為.故選：A7．【正確答案】C【詳解】對(duì)A：設(shè)點(diǎn)Px,y∵，則，整理得，故C的方程為，故A正確；對(duì)B：的圓心，半徑為，∵點(diǎn)到圓心的距離，則圓上一點(diǎn)到點(diǎn)的距離的取值范圍為，而，故在C上存在點(diǎn)D，使得D到點(diǎn)的距離為9，故B正確；對(duì)C：設(shè)點(diǎn)Mx,y∵，則，整理得，∴點(diǎn)M的軌跡方程為，是以為圓心，半徑的圓，又，則兩圓內(nèi)含，沒(méi)有公共點(diǎn)，∴在C上不存在點(diǎn)M，使得，C不正確；對(duì)D：∵圓心到直線的距離為，∴C上的點(diǎn)到直線的最小距離為，故D正確；故選：C.8．【正確答案】A【詳解】不妨設(shè)點(diǎn)在點(diǎn)的左邊，因直線的傾斜角為，且，則點(diǎn)的坐標(biāo)為，則，記，則可將理解為點(diǎn)到的距離之和，即點(diǎn)到直線的距離之和，依題即需求距離之和的最小值.如圖，作出點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn),則，連接，交直線于點(diǎn),則即的最小值，且,故的最小值為.故選：A.9．【正確答案】ABC【詳解】因?yàn)榭梢赞D(zhuǎn)化為，故直線恒過(guò)定點(diǎn)，故A選項(xiàng)正確；又因?yàn)椋海春氵^(guò)定點(diǎn)，由和,滿足，所以,可得,故B選項(xiàng)正確；所以,故C選項(xiàng)正確；因?yàn)?設(shè)為銳角,則,，所以,所以當(dāng)時(shí),取最大值,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.故選：ABC.10．【正確答案】ACD【分析】A，將直線變形，即可得到直線過(guò)的定點(diǎn)；B，結(jié)合點(diǎn)到直線的距離公式，可得到結(jié)果；C，由定點(diǎn)在圓內(nèi)，即可判斷；D，利用圓心距與兩圓半徑之間的關(guān)系即可判斷.【詳解】對(duì)于A，直線，所以，令，解得，所以直線恒過(guò)定點(diǎn)，故A正確；對(duì)于B，當(dāng)時(shí)，直線為：，則圓心到直線的距離為，，所以圓上只有2個(gè)點(diǎn)到直線的距離為，故B錯(cuò)誤；對(duì)于C，因?yàn)橹本€過(guò)定點(diǎn)，所以，所以定點(diǎn)在圓內(nèi)，則直線與圓有兩個(gè)交點(diǎn)，故C正確；對(duì)于D，由圓的方程可得，，所以圓心為，半徑為，此時(shí)兩圓圓心距為，所以兩圓的位置關(guān)系為外切，則兩圓恰有三條公切線，故D正確.故選ACD.11．【正確答案】ABD【詳解】不妨設(shè)則.對(duì)于A，因,故，故，故A正確；對(duì)于B，因，,則，，設(shè)直線與所成角為，則故B正確；對(duì)于C，因，即與不垂直，故不與平面垂直，故C錯(cuò)誤；對(duì)于D，因，,因，，則有因平面，故平面，即平面的法向量可取為，又，設(shè)直線與平面所成角為，因，，，則，因，故，故D正確.故選：ABD.12．【正確答案】【分析】由空間向量共面定理列方程組得到，再結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)解出最值即可；【詳解】因?yàn)?，，共面，所以，即，即，解得，所以，所以，所以最小值為，故答案?13．【正確答案】/【詳解】設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，由，可得，且為銳角三角形，所以費(fèi)馬點(diǎn)在線段上，如圖所示，設(shè)，則為頂角是的等腰三角形，可得，又由，則，所以的最小值為.故答案為.14．【正確答案】【詳解】因?yàn)檎庵牡走呴L(zhǎng)為，如圖，設(shè)內(nèi)切圓的半徑為，所以，得到，又正三棱柱的高為2，所以棱柱的內(nèi)切球的半徑為，與上下底面有兩個(gè)切點(diǎn)且切點(diǎn)為上下底面的中心，又是該棱柱內(nèi)切球的一條直徑，如圖，取上下底面有兩個(gè)切點(diǎn)為，則，又點(diǎn)是正三棱柱表面上的動(dòng)點(diǎn)，當(dāng)與（或）重合時(shí)，的值最小，此時(shí)，由對(duì)稱性知，當(dāng)為正三棱柱的頂點(diǎn)時(shí)，的值最大，連接，并延長(zhǎng)交于，則，此時(shí)，得到.故15．【正確答案】(1)為定值，證明見(jiàn)解析(2)-1【詳解】（1）若直線的斜率不存在，則，則，所以；若直線的斜率存在，設(shè)，，消去，得，，又，所以.綜上，為定值.（2）易知直線的斜率存在，由（1）知，所以，得，由，得，所以.16．【正確答案】(1)證明見(jiàn)解析;(2)存在，．【詳解】（1）證明：因?yàn)槠矫嫫矫?，所以．因?yàn)樗倪呅问钦叫危?，所以兩兩垂直，則以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以所在直線分別為軸，軸，軸建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,根據(jù)題意，得．所以．因?yàn)?，所以共面，又有公共點(diǎn)，所以四點(diǎn)共面．（2）解：存在，求解如下：，則，設(shè)m=x1則，即，令，得平面的一個(gè)法向量為．假設(shè)線段上存在點(diǎn)，使得平面與平面所成角的余弦值為，令，則，設(shè)n=x2,y即，令，得平面的一個(gè)法向量為．設(shè)平面與平面所成角為，則．化簡(jiǎn)整理，得，因?yàn)椋?，所以在線段上存在一點(diǎn)，使得平面與平面所成角的余弦值為，此時(shí)．17．【正確答案】(1)最大值為，最小值為(2)最大值為，最小值為【詳解】（1）由題可知，設(shè),得直線，該直線與圓有交點(diǎn)即可，所以圓心到直線的距離要小于等于半徑即可，有解得即所以的最大值為，最小值為（2）顯然表示點(diǎn)Mx,y到點(diǎn)的距離的平方，即已知Mx,y在圓上，所以顯然，所以所以所以所以所以的最大值為，最小值為.18．【正確答案】(1)；(2)；(3).【分析】（1）利用對(duì)稱性質(zhì)求出反射光線所在直線的方程.（2）設(shè)出圓心坐標(biāo)，利用切線性質(zhì)，結(jié)合點(diǎn)到直線距離公式求出圓心坐標(biāo)即得.（3）由（2）求出點(diǎn)坐標(biāo)，設(shè)出點(diǎn)坐標(biāo)，利用直角三角形邊角關(guān)系、切線長(zhǎng)定理及三角形面積公式求出點(diǎn)坐標(biāo)，再借助光的反射性質(zhì)求出直線的方程.【詳解】（1）設(shè)的反射光線所在直線上任意點(diǎn)為，則該點(diǎn)關(guān)于軸對(duì)稱點(diǎn)在直線上，所以的反射光線所在直線的方程為.（2）設(shè)點(diǎn)，而圓與直線相切，且圓半徑為3，則，即，整理得或，又點(diǎn)在第一象限，即，因此，點(diǎn)，所以圓的方程為.（3）由（2）知，點(diǎn)到軸距離為3，即軸與圓相切于點(diǎn)，由一條光線從第一象限入射后與圓相切于點(diǎn)，并與軸交于點(diǎn)，得點(diǎn)在點(diǎn)的右側(cè)，設(shè)，則，連接，，，，又，整理得，解得，即點(diǎn)，直線的斜率為，由光的反射性質(zhì)知，，則直線的斜率為，直線的方程為，即.19．【正確答案】(1)證明見(jiàn)解析(