上学期高二数学期中考试题及答案
2024-2025学年酒泉市高二数学上学期期中考试卷附答案解析
2024-2025学年酒泉市高二数学上学期期中考试卷考试时间120分钟，满分150分一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.已知数列1，3，……，则该数列的第25项是（）A.7B.C. D.52.已知数列{}n a 的前n 项和()22n S n =+，则567a a a ++的值为（）A.81B.36C.45D.333.在等差数列{}n a 中，67821a a a ++=，则59a a +的值为（）A.7B.14C.21D.284.20y -+=的倾斜角为（）A.π6B.π 3 C.2π3D.5π65.设n S 为数列{}n a 的前n 项和，若21n n S a =-，则791012a a a a ++的值为（）A.8B.4C.14D.186.若点()1,2P -在圆22:0C x y x y m ++++=的外部，则m 的取值一定不是（）A.4- B.1- C.0D.27.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，10a >，且316=S S ，则下列说法正确的是（）A.公差0d >B.190S >C.使0nS <成立的n 的最小值为20D.110a >8.已知,A B 是圆224x y +=上的两个动点，且AB =，点()00,M x y 是线段AB 的中点，则004x y +-的最大值为（）A.12B. C.6D.二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分.9.已知直线l 过点()0,4，40y -+=及x 轴围成等腰三角形，则直线l 的方程可能为（）A.40y +-=B.40y -+=C.30y -+=D.3120y -+=10.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，则下列说法中正确的是（）A.若2n S n =，则{}n a 是等差数列B.若2nn S =，则{}n a 是等比数列C.若{}n a 是等差数列，则202510132025S a =D.若{}n a 是等比数列，且0n a >，则221212n n nS S S -+⋅>11.已知圆221:20x y x O +-=和圆222:240O x y x y ++-=，则下列结论中正确的是（）A.圆1O 与圆2O 相交B.圆1O 与圆2O 的公共弦AB 所在的直线方程为0x y -=C.圆1O 与圆2O 的公共弦AB 的垂直平分线方程为10x y +-=D.若AB 为圆1O 与圆2O 的公共弦，P 为圆1O 上的一个动点，则△PAB面积的最大值为1+三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12.已知直线l 的方向向量为()1,2，且直线l 经过点()2,3-，则直线l 的一般式方程为________．13.圆C ：22650x y x +-+=，0,0为圆C 上任意一点，则y x 的最大值为______．14.已知等比数列{}n a 的前n 项和2n n S a =-，N n +∈，则a ＝________；设数列{}n a 的前n 项和为n T ，若5n T n λ>+对N n +∈恒成立，则实数λ的取值范围为________．四、解答题：本题共5小题，共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.已知直线()1:220l x m y +-=，2:220l mx y +-=，且满足12l l ⊥，垂足为C .（1）求m 的值及点C 的坐标.（2）设直线1l 与x 轴交于点A ，直线2l 与x 轴交于点B ，求ABC V 的外接圆方程.16.设{}n a 是等差数列，{}n b 是各项都为正数的等比数列，且111a b ==，3521a b +=，5313a b +=.（1）求{}n a ，{}n b 的通项公式；（2）求数列{}n n a b +的前n 项和n S .17.已知圆C ：2244100x y x y m +----=，点()1,0P ．（1）若17m =-，过P 的直线l 与C 相切，求l 的方程；（2）若C 上存在到P 的距离为1的点，求m 的取值范围．18.已知数列{}n a 满足：()*312232222n na a a a n n +++⋅⋅⋅+=∈N ，数列{}nb 满足5012n nb a =+.（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）求100n n b b -+的值；（3）求12399b b b b +++⋅⋅⋅+的值.19.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，11a =，410S =，数列{}n b 满足13b =，121n n b b +=-．（1）证明：数列{}1n b -是等比数列；（2）证明：2112n n n n S b S b ++⋅>⋅；（3）若()421nn n a c b =-，求数列{}n c 的前n 项和nT 2024-2025学年酒泉市高二数学上学期期中考试卷考试时间120分钟，满分150分一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.已知数列1，3，……，则该数列的第25项是（）A.7B.C. D.5【答案】A 【解析】【分析】根据数列的规律及通项可得数列的项.【详解】由已知数列1，，3，……，，……，则数列的第n第257=，故选：A.2.已知数列{}n a 的前n 项和()22n S n =+，则567a a a ++的值为（）A.81B.36C.45D.33【答案】C 【解析】【分析】根据数列的前n 项和，可得数列的项，进而可得值.【详解】由已知数列{}n a 的前n 项和()22n S n =+，则75746a a a S S ++=-()()227242=+-+45=，故选：C.3.在等差数列{}n a 中，67821a a a ++=，则59a a +的值为（）A.7B.14C.21D.28【答案】B 【解析】【分析】由等差中项的性质计算即可；【详解】因为在等差数列{}n a 中，67821a a a ++=，所以678773217a a a a a ++==⇒=，所以759214a a a ==+，故选：B.4.20y -+=的倾斜角为（）A.π6B.π 3 C.2π3D.5π6【答案】B 【解析】【分析】先由直线方程得到斜率，进而可得其倾斜角.【详解】由题意可得直线的斜率为k =设其倾斜角为α，则tan α=，又[)0,πα∈，所以π3α=，故选：B5.设n S 为数列{}n a 的前n 项和，若21n n S a =-，则791012a a a a ++的值为（）A.8B.4C.14D.18【答案】D 【解析】【分析】易知数列前n 和求出通项公式，再由等比数列的性质化简求得结果.【详解】当1n =时，11121a S a ==-，∴11a =，当2n ≥时，1121n n S a --=-，则1122n n n n n a S S a a --=-=-，∴12n n a a -=，即数列{}n a 是首项11a =，公比2q =的等比数列，即12n n a -=，∴()()27793210121011181a q a a a a q a q ++===++故选：D.6.若点()1,2P -在圆22:0C x y x y m ++++=的外部，则m 的取值一定不是（）A.4-B.1- C.0D.2【答案】D 【解析】【分析】根据点在圆外及方程表示圆求出m 的范围得解.【详解】因为点()1,2P -在圆C ：220x y x y m ++++=的外部，所以22(1)2120m -+-++>，解得6m >-，又方程表示圆，则1140m +->，即12m <，所以162m -<<，结合选项可知，m 的取值一定不是2.故选：D.7.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，10a >，且316=S S ，则下列说法正确的是（）A.公差0d >B.190S >C.使0nS <成立的n 的最小值为20D.110a >【答案】C 【解析】【分析】根据等差数列的通项公式，前n 项和公式，结合条件10a >，逐项进行判断即可求解.【详解】设等差数列{}n a 的公差为d ，由316=S S ，得113316120a d a d +=+，即1131170a d +=，即11090a d a +==，又10a >，所以0d <，所以110a <；故AD 错，()1191910191902a a S a +===，故B 错因为190S =，0d <，所以180S >，200S <，所以0nS <成立的n 的最小值为20.故C 正确.故选：C8.已知,A B 是圆224x y +=上的两个动点，且AB =，点()00,M x y 是线段AB 的中点，则004x y +-的最大值为（）A.12 B.C.6D.【答案】C 【解析】【分析】先根据题意求出M 的轨迹方程为222x y +=，设()00,M x y 到直线40x y +-=的距离为d ，由此可得004x y +-=，将问题转化为求圆222x y +=上的点到直线40x y +-=距离的最大值，先求圆心到直线的距离再加半径即可求解.【详解】根据已知有，圆心0,0，半径2r =，因为弦AB =，所以圆心到AB 所在直线的距离d ==又因为M 为AB 的中点，所以有OM =，所以M 的轨迹为圆心为0,0，半径为1r =的圆，M 的轨迹方程为222x y +=；令直线为40x y +-=，则()00,M x y 到直线40x y +-=的距离为d ，则d =，即004x y +-=，所以当d 最大时，004x y +-=也取得最大值，由此可将问题转化为求圆222x y +=上的点到直线40x y +-=距离的最大值的2倍，设圆心0,0到直线的距离为0d ，则0d ==，所以max 0d d =+=所以004x y +-的最大值为6.故选：C二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分.9.已知直线l 过点()0,4，40y -+=及x 轴围成等腰三角形，则直线l 的方程可能为（）A.40y +-=B.40y -+=C.30y -+= D.3120y -+=【答案】AD 【解析】【分析】由题意知直线l 过点()0,4，所以根据直线l 是否存在斜率进行分类讨论，结合等腰三角形等知识，即可求解.【详解】设()0,4为点A ，易知点()0,4A 40y -+=上，直线40y -+=与x轴的交点,03B ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭，当直线l 的斜率不存在时，因为直线l 过点()0,4，所以直线l 的方程为0x =，与x 轴的交点为()0,0O ；此时4OA =，3OB =，3AB =，所以AOB V 不是等腰三角形，故直线l 存在斜率；设B 关于y轴的对称点为C ⎫⎪⎭，当直线l 过A ，C 两点时，AB AC =，ABC V 是等腰三角形，同时直线ABπ3，所以ABC V 是等边三角形，所以AC BC =，此时直线l 的方程为144x y +=40y +-=，设直线l 与x 轴相交于点D，如图所示，若AB BD =，则π6ADB ∠=，所以直线AD ，即直线l的斜率为3，此时方程为343y x =+3120y -+=；所以直线l40y +-=3120y -+=故选：AD.10.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，则下列说法中正确的是（）A.若2n S n =，则{}n a 是等差数列B.若2nn S =，则{}n a 是等比数列C.若{}n a 是等差数列，则202510132025S a =D.若{}n a 是等比数列，且0n a >，则221212n n nS S S -+⋅>【答案】AC 【解析】【分析】利用n S 和n a 的关系即可判断A ，B 选项；利用等差数列的求和公式即可判断C 选项；通过举例即可判断D 选项.【详解】对于A ，若2n S n =，则当1n >时，121n n n a S S n -=-=-，当1n =时，111a S ==，符合21n a n =-，故21n a n =-，则{}n a 是等差数列，故A 正确；对于B ，若2nn S =，则112a S ==，2212a S S =-=，3324a S S =-=，故a a a a ≠2312，{}n a 不是等比数列，故B 错误；对于C ，若{}n a 是等差数列，则()1202520251013202520252a a S a +==，故C 正确；对于D ，若1n a =，符合{}n a 是等比数列，且0n a >，此时()()22121212141n n S S n n n -+⋅-+==-，2224n S n =，不满足221212n n n S S S -+⋅>，故D 错误.故选：AC11.已知圆221:20x y x O +-=和圆222:240O x y x y ++-=，则下列结论中正确的是（）A.圆1O 与圆2O 相交B.圆1O 与圆2O 的公共弦AB 所在的直线方程为0x y -=C.圆1O 与圆2O 的公共弦AB 的垂直平分线方程为10x y +-=D.若AB 为圆1O 与圆2O 的公共弦，P 为圆1O 上的一个动点，则△PAB 面积的最大值为1+【答案】ABC 【解析】【分析】根据圆的一般方程确定圆心、半径，判断1212||,,O O r r 的关系判断A ，两圆方程相减求相交线方程判断B ；应用点斜式写出公共弦AB 的垂直平分线方程判断C ；数形结合判断使△PAB 面积最大时P 点的位置，进而求最大面积判断D.【详解】由题设2121)1:(x O y -+=，则1(1,0)O ，半径11r =，222:(1)(2)5O x y ++-=，则2(1,2)O -，半径2r =，所以12||1,1)O O =，两圆相交，A 对；两圆方程相减，得公共弦AB 所在直线为0x y -=，B 对；公共弦AB 的垂直平分线方程为20(1)(1)11y x x -=⋅-=----，即10x y +-=，C 对；如下图，若O 与B 重合，而1O 到0x y -=的距离d =，且||2AB ==，要使△PAB 面积最大，只需P 到AB 的距离最远为11d r +=，所以最大面积为1121)22+=，D 错.故选：ABC三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12.已知直线l 的方向向量为()1,2，且直线l 经过点()2,3-，则直线l 的一般式方程为________．【答案】270x y --=【解析】【分析】根据点斜式求得直线方程，并化为一般式.【详解】直线l 的方向向量为()1,2，所以直线l 的斜率为2，所以直线方程为()32224,270y x x x y +=-=---=.故答案为：270x y --=13.圆C ：22650x y x +-+=，0,0为圆C 上任意一点，则0y x 的最大值为______．【答案】5【解析】【分析】设0y k x =，则直线00y kx =与圆有公共点，联立方程消元后，利用判别式即可得解.【详解】设y k x =，则00y kx =，联立0022000650y kx x y x =⎧⎨+-+=⎩，消元得()22001650k x x +-+=，由()2Δ362010k=-+≥，解得252555k -≤≤，所以00y x 的最大值为5.故答案为：514.已知等比数列{}n a 的前n 项和2n n S a =-，N n +∈，则a ＝________；设数列{}n a 的前n 项和为n T ，若5n T n λ>+对N n +∈恒成立，则实数λ的取值范围为________．【答案】①.1②.9λ<-【解析】【分析】根据等比数列的性质，结合2n n S a =-，有(2)(21)2n n a a --=-，即可求a 值，进而有12n n a -=即(1)l 2n n =-，结合5n T n λ>+对N n +∈恒成立求λ的范围即可.【详解】由等比数列的前n 项和2n n S a =-知，1q ≠，所以1(1)21n n n a q S a q-==--，所以2q =，而112a S a ==-，2q =，∴(2)(21)2n n a a --=-，即1a =，由上知：12nn a -=，则(1)l 2n n =-，∴==2−>5+，即226(3)9,N n n n n λ+<-=--∈，当3n =时，2(3)9,N n n +--∈的最小值为9-，所以9λ<-.故答案为：1；9λ<-四、解答题：本题共5小题，共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.已知直线()1:220l x m y +-=，2:220l mx y +-=，且满足12l l ⊥，垂足为C .（1）求m 的值及点C 的坐标.（2）设直线1l 与x 轴交于点A ，直线2l 与x 轴交于点B ，求ABC V 的外接圆方程.【答案】（1）12m =；()1,1C .（2）()2211x y -+=【解析】【分析】（1）根据题意，求得两直线的斜率，结合121k k ×=-，求得12m =，得出直线的方程，联立方程组，求得交点坐标.（2）由（1）中的直线方程，求得()0,0A ，()2,0B ，得到ABC V 的外接圆是以AB 为直径的圆，求得圆心坐标和半径，即可求解.【小问1详解】解：显然1m ≠，可得1122k m =--，22k m =-，由12l l ⊥，可得121k k ×=-，即()12122m m ⎛⎫-⋅-=- ⎪-⎝⎭，解得12m =，所以直线1l ：0x y -=，直线2l ：20x y +-=，联立方程组020x y x y -=⎧⎨+-=⎩，解得11x y =⎧⎨=⎩，所以点()1,1C ．【小问2详解】解：由直线1l ：0x y -=，直线2l ：20x y +-=，可得()0,0A ，()2,0B ，所以ABC V 的外接圆是以AB 为直径的圆，可得圆心1,0，半径112r AB ==，所以ABC V 的外接圆方程是()2211x y -+=．16.设{}n a 是等差数列，{}n b 是各项都为正数的等比数列，且111a b ==，3521a b +=，5313a b +=.（1）求{}n a ，{}n b 的通项公式；（2）求数列{}n n a b +的前n 项和n S .【答案】（1）21n a n =-，12n n b -=；（2）221nn S n =+-.【解析】【分析】（1）设公差为d ，公比为q ()0q >，根据已知列出方程可求出2=d ，2q =，代入通项公式，即可求出结果；（2）分组求和，分别求出{}n a 和{}n b 的前n 项和，加起来即可求出结果.【小问1详解】设{}n a 公差为d ，{}n b 公比为q ()0q >，因为111a b ==，则由3521a b +=可得，41221d q ++=，即4202q d =-，由5313a b +=可得，21413d q ++=，解得2124q d =-，则3d <.所以有()24202124q d d =-=-，整理可得2847620d d -+=，解得2=d 或3138d =>（舍去）.所以2=d ，则212424q =-⨯=，解得2q =±（舍去负值），所以2q =.所以有()12121n a n n =+-=-，11122n n n b --=⨯=.【小问2详解】由（1）知，21n a n =-，12n n b -=，则1212n n n a b n -+=-+.()()()1122n n n S a b a b a b =++++++L 1212n n a a a b b b =+++++++ ()()112112212n n n n ⨯--=⨯++-221n n =+-.17.已知圆C ：2244100x y x y m +----=，点()1,0P ．（1）若17m =-，过P 的直线l 与C 相切，求l 的方程；（2）若C 上存在到P 的距离为1的点，求m 的取值范围．【答案】（1）1x =或3430x y --=（2）1212⎡---+⎣【解析】【分析】（1）对直线l 的斜率是否存在讨论，根据直线与圆的位置关系列式运算；（2）要使圆C 上存在到点P 的距离为1的点，则圆心C 到()1,0P 的距离d 满足，11180r d r m -≤≤+⎧⎨+>⎩，运算得解.【小问1详解】因为17m =-，所以圆C 的方程为()()22221x y -+-=①当l 的斜率不存在时，l 的方程为1x =，与圆C 相切，符合题意；②当l 的斜率存在时，设l 的方程为()1y k x =-，即kx y k 0--=，圆心C 到l 的距离1d =，解得34k =，则l 的方程为()314y x =-，即3430x y --=，综上可得，l 的方程为1x =或3430x y --=．【小问2详解】由题意可得圆C ：()()222218x y m -+-=+，圆心()2,2C ，半径r =，则圆心C 到()1,0P 的距离d ==要使C 上存在到P 的距离为1的点，则11180r d r m -≤≤+⎧⎨+>⎩，即11180m -≤+>⎪⎩，解得1212m ---+≤≤，所以m 的取值范围为1212⎡---+⎣．18.已知数列{}n a 满足：()*312232222n n a a a a n n +++⋅⋅⋅+=∈N ，数列{}n b 满足5012n n b a =+.（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）求100n n b b -+的值；（3）求12399b b b b +++⋅⋅⋅+的值.【答案】（1）2nn a =（2）5012（3）51992【解析】【分析】（1）根据题意，当2n ≥时，可得311223112222n n a a a a n --+++⋅⋅⋅+=-，两式相减，求得2n n a =，再由1n =，得到12a =，即可求得数列的通项公式.（2）由（1）得50122n n b =+，结合指数幂的运算法则，即可求得100n n b b -+的值；.（3）由（2）知1005012n n b b -+=，结合倒序相加法，即可求解.【小问1详解】由数列满足：()*312232222n n a a a a n n +++⋅⋅⋅+=∈N ，当2n ≥时，可得311223112222n n a a a a n --+++⋅⋅⋅+=-，两式相减，可得12n n a=，所以2n n a =，当1n =，可得112a =，所以12a =，适合上式，所以数列的通项公式为2n n a =.【小问2详解】由数列满足505011222n n n b a ==++，则100100505010050502222211122222nn n nn nn b b --+++++++==⋅5050505505005022+212(2+2)(222)21+22n n n n n =+==+.【小问3详解】由（2）知1005012n n b b -+=，可得123995050129509111222222b b b b +++⋅⋅⋅+++++++=，则999899997150580510211122222b b b b +++⋅⋅⋅++++++=+ ，两式相加可得123995099(2)2b b b b +++⋅⋅=⋅+，所以1239951992b b b b +++⋅⋅⋅=+.19.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，11a =，410S =，数列{}n b 满足13b =，121n n b b +=-．（1）证明：数列{}1n b -是等比数列；（2）证明：2112n n n n S b S b ++⋅>⋅；（3）若()421nn n a c b =-，求数列{}n c 的前n 项和n T ．【答案】（1）证明见解析；（2）证明见解析；（3）11634994n n n T -+=-⋅.【解析】【分析】（1）由递推关系得112(1)n n b b +-=-，结合等比数列定义证明；（2）由等差数列前n 项和求基本量，结合（1）结论，写出等差、等比数列通项公式、前n 项和公式，再应用作差法比较大小即可；（3）应用错位相减、等比数列前n 项和求结果.【小问1详解】由题设112112(1)n n n n b b b b ++=-⇒-=-，而112b -=，所以{}1n b -是首项、公比均为2的等比数列，得证.【小问2详解】令数列{}n a 的公差为d ，而414646101S a d d d =+=+=⇒=，所以(1)(1)22n n n n n S n -+=+=，又12nn b -=，则2111(21)()222(1)22222n n n n n n n S b n n b n S ++++++=⨯-⨯⋅⋅-⨯(21)(1)22(1)2n n n n n n =++⨯-+⨯(1)20n n =+⨯>恒成立，所以2112n n n n S b S b ++⋅>⋅，得证.【小问3详解】由上知n a n =，则()4214441nn n n n a n nc b -===-，则21231444n n n T -=++++L ，即2311231444444n n n T n n --=+++++ ，所以2311131111411444444414n n n n n T n n --=+++++-=-- ，即11634994n n n T -+=-⋅。
山东省德州市2024-2025学年高二上学期11月期中考试数学试题含答案
高二数学试题（答案在最后）2024.11主考学校：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷1-2页，第Ⅱ卷3-4页，共150分，测试时间120分钟.注意事项：选择题每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，不能答在测试卷上.第Ⅰ卷选择题（共58分）一、选择题（本题共8个小题，每小题5分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的.）1.已知直线l 320y --=，则l 的倾斜角为（）A.30°B.60°C.120°D.150°【答案】A 【解析】【分析】由直线方程计算直线斜率，由斜率得到倾斜角.【详解】由题意得，直线斜率为3k =，即tan 3α=，又0180α≤< ，则30α=︒.故直线的倾斜角为30︒.故选：A.2.已知直线()1:1210l m x y +++=与直线2:310l x my ++=平行，则m 的值为（）A.3-B.1- C.2D.3-或2【答案】A 【解析】【分析】由两直线平行公式计算m 的值，代入验证排除直线重合的情况即可得到结果.【详解】由两直线平行得：(1)230m m +-´=，解得2m =或3m =-.当2m =时，1:3210l x y ++=，2:3210l x y ++=，两直线重合，不合题意.当3m =-时，1:2210l x y -++=，即2210x y --=，23310:x y l -+=，两直线平行，符合题意.故m 的值为3-.故选：A.3.已知双曲线()2222:10,0x y E a b a b -=>>，若点()0,2到E的渐近线距离为3，则双曲线E 的离心率为（）A.B.C.2D.3【答案】B 【解析】【分析】利用点到直线的距离公式结合已知条件求出ba的值，即可求出该双曲线的离心率的值.【详解】双曲线的渐近线方程为b y x a=±，即0bx y a ±=，因为点()0,2到E 的渐近线距离为233，即233=，解得ba=，因此，该双曲线的离心率为c e a ====.故选：B.4.在四面体O ABC -中，点D 为BC 的中点，点E 在AD 上，且2AE ED =，用向量OA ，OB ，OC 表示OE ，则OE =（）A.111333OA OB OC-++u u ur u u u r u u u r B.1133OA OB OC-+u u u r u u u r u u u rC.111333OA OB OC +-u u ur u u u r u u u r D.111333OA OB OC ++【答案】D 【解析】【分析】利用空间向量的线性运算即可得到结果.【详解】如图，由题意得，()221332OE OA AE OA AD OA AB AC=+=+=+⋅+ ()11113333OA OB OA OC OA OA OB OC =+-+-=++ .故选：D.5.已知圆()()221x m y n -+-=不经过坐标原点，且与圆224x y +=相切，则mn 的最大值为（）A.1B.32C.92D.814【答案】C 【解析】【分析】根据两圆相切以及()()221x m y n -+-=不过原点先求解出,m n 的关系式，然后结合基本不等式求解出最大值.【详解】因为()()221x m y n -+-=与224x y +=相切，21=+21=-，所以229m n +=或221m n +=，因为()()221x m y n -+-=不经过原点，所以221m n +≠，所以229m n +=，又因为222m n mn +≥，所以22922m n mn +≤=，当且仅当2m n ==±时取等号，所以mn 的最大值为92，故选：C.6.已知菱形ABCD 的边长为2，60BAC ∠=︒，现将ACD 沿AC 折起，当BD =时，二面角D AC B--平面角的大小为（）A.30︒B.60︒C.120︒D.150︒【答案】B 【解析】【分析】设AC BD E = ，由菱形的性质得出BED ∠就是二面角D AC B --的平面角，求出BED 的边长可得答案.【详解】设AC BD E = ，菱形ABCD 满足2AB BC ==，60BAC ∠=︒，则ABC V 和ADC △都为等边三角形，所以2AC =，BE DE ==，又AC BD ⊥，则,BE AC DE AC ⊥⊥，所以BED ∠就是二面角D AC B --的平面角，由于BD =，所以BE DE BD ==，所以BED 是等边三角形，所以60BED ∠=︒，即二面角D AC B --平面角的大小为60︒.故选：B.7.已知椭圆()2222:10x y C a b a b +=>>上存在两点M 、N 关于直线10x y --=对称.若椭圆离心率为33，则MN 的中点坐标为（）A.()5,4 B.()4,3 C.()3,2 D.()2,1【答案】C 【解析】【分析】设点1,1、2,2，线段MN 的中点为()00,E x y ，由已知条件可得出2223b a =，利用点差法以及点M 在直线10x y --=上，可得出关于0x 、0y 的值，解出这两个量的值，即可得出线段MN 的中点坐标.【详解】设点1,1、2,2，线段MN 的中点为()00,E x y ，则12012022x x x y y y +⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩，由题意，椭圆的离心率为3c e a ===，可得2223b a =，因为M 、N 关于直线10x y --=对称，且直线10x y --=的斜率为1，则12121MN y y k x x -==--，将点M 、N 的坐标代入椭圆方程可得22112222222211x y a b x y a b ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩，上述两个等式作差可得22221212220x x y y a b--+=，可得222121212222121212y y y y y y b x x x x x x a -+-=⋅=--+-，即()0022123y x ⋅-=-，即0023y x =，即0023x y =，①又因为点()00,E x y 在直线10x y --=上，则0010x y --=，②联立①②可得0032x y =⎧⎨=⎩，故线段MN 的中点为()3,2E .故选：C.8.已知四棱锥P ABCD -的各侧棱与底面所成的角都相等，其各个顶点都在球O 的球面上，满足4PA =，6AB AD ==，120BCD ∠=︒，则球O 的表面积为（）A.100πB.64πC.36πD.32π【答案】B 【解析】【分析】首先根据侧棱与底面所成角相等推出顶点在底面的射影是底面外接圆的圆心，然后利用底面四边形的条件求出底面外接圆的半径，再结合四棱锥的棱的长度求出该几何体外接球的半径，最后根据球的表面积公式求出表面积即可.【详解】因为四棱锥P ABCD -的各侧棱与底面所成的角都相等，所以顶点P 在底面ABCD 的射影O '是底面四边形ABCD 外接圆的圆心.因为6AB AD ==，所以△ABD 为等腰三角形.因为120BCD ∠=︒，所以60BAD ∠=︒，故△ABD 为等边三角形，则6BD =.设底面四边形ABCD 外接圆半径为r ，则根据正弦定理得2sin BD r BAD =∠，即62sin60r =，解得r =.设线段BD 的中点E ,则AE BD ⊥，那么由勾股定理可知AE ===，所以32AE r =，故O '是等边三角形ABD 的中心，则2PO '===.设球O 的半径为R ，根据题意可知球心O 在射线PO '上，当球心O 在线段PO '上时，如图1所示，则222OA O A O O ''=+，即222(2)R r R =+-，解得4R =，此时220R -=-<，不符合题意舍去.当球心O 在射线PO '上且在平面ABD 的下方时，如图2所示，222OA O A O O ''=+，即222(2)R r R =+-，解得4R =，此时220R -=>符合题意，故球O 的半径4R =，所以根据球体的表面积公式知该四棱锥外接球的表面积为24π64πR =.故选：B.【点睛】求解几何体外接球问题的关键是通过找到球体球心的位置确定球体的半径.二、选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分.）9.已知空间中四点()0,1,0A ，()2,2,0B ，()1,3,1C -，()1,1,1D ，则（）A.3AB = B.AC BD⊥ C.BC 在AD上的投影数量为 D.,AB AD为锐角【答案】BCD 【解析】【分析】A ：表示出AB的坐标，利用模长公式计算；B ：表示出,AC BD 的坐标，然后根据数量积判断是否垂直；C ：计算出,BC AD AD ⋅ ，根据BC AD AD⋅可计算出投影数量；D ：根据AB AD ⋅的正负并结合是否共线作判断.【详解】A ：因为()2,1,0AB =，所以AB == ，故错误；B ：因为()()1,2,1,1,1,1AC BD =-=-- ，所以1210AC BD ⋅=-+= ，所以AC BD ⊥ ，故正确；C ：因为()()3,1,1,1,0,1BC AD =-= ，所以312BC AD ⋅=-+=-，AD == ，所以BC 在AD上的投影数量为BC AD AD ⋅==，故正确；D ：因为()()2,1,0,1,0,1AB AD == ，所以20AB AD ⋅=>，由坐标可知,AB AD不共线，所以,AB AD 为锐角，故正确；故选：BCD.10.已知直线:0-+=l kx y k ，圆22:430C x y x +-+=，()00,P x y 为圆C 上任意一点，则（）A.直线l 过定点()1,0B.若圆C 关于直线l 对称，则0k =C.00y x的最大值为3D.2200x y +的最大值为3【答案】BC 【解析】【分析】A ：将直线方程化为():10l k x y +-=，根据100x y +=⎧⎨=⎩可确定出定点坐标；B ：考虑直线经过圆心的情况；C ：根据0y x 的几何意义，考虑OP 与圆相切；D ：根据2200x y +的几何意义，先计算max OP ，然后可求结果.【详解】22:430C x y x +-+=化为标准方程为()22:21C x y -+=，圆心为2,0，半径为1；A ：因为():0:10l kx y k l k x y -+=⇔+-=，令100x y +=⎧⎨=⎩，可得10x y ⎧⎨⎩=-=，所以l 过定点()1,0-，故错误；B ：若圆C 关于l 对称，则l 过圆心2,0，所以200k k -+=，解得0k =，故正确；C ：0y x 表示OP 连线的斜率，设:OP y kx =，即:0OP kx y-=，如下图，当:0OP kx y -=与()22:21C x y -+=相切时，此时k 取最值，1=，解得3k =±，所以k的最大值为3，即00yx的最大值为3，故正确；D ：2200x y +表示2OP ，因为max 213OP OC r =+=+=，所以()2max9OP=，故错误；故选：BC.11.在直三棱柱111ABC A B C -中，AB AC ⊥，AB =，1AC =，12AA =，点M 为线段1CC 的中点，N 为线段1A M 上的动点，则（）A.1BM A M⊥B.存在点N 使得1C N 垂直于平面1A BM C.若1//C N 平面ABM ，则1A N NM =D.直线BN 与平面11ACC A 所成角的最大值为π4【答案】ACD 【解析】【分析】建立空间直角坐标系，利用空间向量逐项判断即可.【详解】如图，以A 为原点，以1,,AB AC AA 所在直线为,,x y z 轴建立空间直角坐标系，则())()()()()110,0,0,,0,1,0,0,0,2,0,1,2,0,1,1A BC A C M ，对于A，因为()()1,0,1,1BM A M ==-，所以()1011110BM A M ⋅=+⨯+⨯-=，则1BM A M ⊥，即1BM A M ⊥，故A 正确；对于B ，由A知，()()1,0,1,1BM A M ==-，设()1101A N A M λλ=≤≤ ，则()10,,A N λλ=-，即()0,,2N λλ-，所以()10,1,C N λλ=--，又1C N ⊥平面1A BM ，则1111010C N BM C N A M λλλλ⎧⋅=--=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩ ，无解，所以不存在点N 使得1C N 垂直于平面1A BM ，故B 错误；对于C ，由B 知，设()1101A N A M λλ=≤≤ ，可得()10,1,C N λλ=--，又()(),0,1,1BM AM ==，设平面ABM 的一个法向量为 =1,1,1，则11111100m BM y z m A M y z ⎧⋅=++=⎪⎨⋅=+=⎪⎩ ，令11y =，得()0,1,1m =- ，因为1//C N 平面ABM ，所以1C N m ⊥，则110C m N λλ⋅=-+= ，解得12λ=，此时1A N NM =，故C 正确；对于D ，由B 知，设()1101A N A M λλ=≤≤，可得()0,,2N λλ-，所以(),2BN λλ=- ，易知平面11ACC A 的一个法向量为()1,0,0n =，设直线BN 与平面11ACC A 所成角为θ，则sin cos ,BN n BN n BN nθ⋅===⋅，所以当1λ=时，sin θ取得最大值2，即直线BN 与平面11ACC A 所成角的最大值为π4，故D 正确.故选：ACD.第Ⅱ卷非选择题（共92分）三、填空题（本题共3小题，每小题5分，共15分）12.已知ABC V 的三个顶点()2,1A -，()2,13B ，()5,12C ，则AB 边上的高为________.【答案】10【解析】【分析】求出直线AB 的方程，再利用点到直线的距离公式即可.【详解】131322AB k -==+，则直线AB 的方程为()132y x -=+，即370x y -+=，则点()5,12C 到直线AB 351271010⨯-+=，则AB 10.10.13.在三棱锥P ABC -中，已知1AB AC AP ===，2BC =P 到AC ，AB 的距离均为32，那么点P 到平面ABC 的距离为________.【答案】22【解析】【分析】如图，取BC 中点为D ，连接PD ，AD ，过P 作AD 垂线，垂足为G ，可证PG 与平面ABC 垂直及D 和G 重合，即可得答案.【详解】过P 作AC ，AB 垂线，垂足为E ，F ，由题，则32PE PF ==.又π2PA PA PE PF PEA PFA ==∠=∠=，，，则PAE PAF ≅△△，又1AP =，32PE PF ==，则1212AE AF FB EC ==⇒==.则1212AE AF FB EC ==⇒==，又由勾股定理，可得1PB PC ==.取BC 中点为D ，连接PD ，AD .由以上分析可知PD BC AD BC ⊥⊥，.因PD AD D PD AD ⋂=⊂，，平面PAD ，则⊥BC 平面PAD .过P 作AD 垂线，垂足为G ，则PG AD ⊥，又PG ⊂平面PAD ，则PG BC ⊥.因BC AD D BC AD ⋂=⊂，，平面ABC ，则PG ⊥平面ABC ，即PG 为P 到平面ABC 的距离.在PBC △中，因1PB PC ==，2BC =，则22PD =.又在ABC V 中，12AB AC BC ===，，则22AD =；又1AP =，则APD △为以D 为直角顶点的直角三角形，则PD AD⊥即D 和G 重合，则22PD PG ==.故答案为：2214.已知直线24y x =-+与抛物线()220y px p =>交于A 、B 两点，且OA OB ⊥（O 为坐标原点），则p =________；AOB V 的面积为________.【答案】①.1②.17【解析】【分析】设点1,1、2,2，将直线AB 的方程与抛物线的方程联立，列出韦达定理，由题意可得出0OA OB ⋅= ，结合韦达定理可求得p 的值，然后利用三角形的面积公式可求得AOB V 的面积.【详解】设点1,1、2,2，联立2242y x y px =-+⎧⎨=⎩可得240y py p +-=，2160p p ∆=+>，由韦达定理可得12y y p +=-，124y y p =-，所以，221212*********y y OA OB x x y y y y p p⋅=+=+=-= ，解得1p =，所以，121y y +=-，124y y =-，则()2121212411617y y y y y y -=+-=+=，直线24y x =-+交x 轴于点()2,0E ，所以，12112171722OAB S OE y y =⋅-=⨯= 故答案为：117.四、解答题（本题共5小题，共77分，解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.）15.在平面直角坐标系xOy 中，已知圆C 过点(3，()3,2，且圆关于x 轴对称.（1）求圆C 的标准方程；（2）已知直线l 经过点()0,1，与圆C 交于A ，B 两点，若2AB =，求直线l 的方程.【答案】（1）()2234x y -+=（2）770x y -+=或10x y +-=【解析】【分析】（1）设出圆心并根据圆上的两点坐标，即可得出圆心和半径可得圆C 的标准方程；（2）利用弦长公式计算求得圆心到直线的距离，即可求得直线方程.【小问1详解】由圆关于x 轴对称可知圆心在x 轴上，设圆心(),0C a ，半径为r ；即可得()(()()2222203302a a -+-=-+-，解得3a =，半径2r =，所以圆C 的标准方程为()2234x y -+=【小问2详解】当直线l 的斜率不存在时，直线方程为0x =，显然不合题意；当直线l 的斜率存在时，设方程为1y kx =+；易知圆心到直线1y kx =+的距离d =又AB ==可解得17k =或1k =-，即直线l 的方程为770x y -+=或10x y +-=.16.已知点F 为抛物线()220y px p =>的焦点，点()2,P m 在抛物线上，且4PF =.（1）求抛物线的方程及m ；（2）斜率为2的直线l 与抛物线的交点为A 、B （A 在第一象限内），与x 轴的交点为M （M 、F 不重合），若2AM MB =，求ABF △的周长.【答案】（1）抛物线方程为28y x =，4m =±（2）14+【解析】【分析】（1）由抛物线的定义结合4=PF 可求得p 的值，可得出抛物线的方程，再将点P 的坐标代入抛物线方程，即可求得m 的值；（2）设点(),0M n ，则2n ≠，可得直线l 的方程为12x y n =+，设点1,1、2,2，则10y >，由平面向量的坐标运算可得出122y y =-，将直线l 的方程与抛物线方程联立，结合韦达定理可求出n 、1y 、2y 的值，进而可求得ABF △的周长.【小问1详解】抛物线的焦点为,02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭，准线方程为2p x =-，由抛物线的定义可得242p PF =+=，可得4p =，所以，抛物线的方程为28y x =，将点P 的坐标代入抛物线方程可得28216m =´=，解得4m =±.【小问2详解】设点(),0M n ，则2n ≠，因为直线l 的斜率为2，则直线l 的方程为12x y n =+，设点1,1、2,2，则10y >，由2AM MB =，可得()()1122,2,n x y x n y --=-，则122y y -=，可得122y y =-，联立2128x y n y x ⎧=+⎪⎨⎪=⎩，可得2480y y n --=，16320n ∆=+>，可得12n >-，由韦达定理可得124y y +=，128y y n =-，所以，1211111422y y y y y +=-==，可得18y =，24y =-，所以，12832n y y -==-，可得4n =，所以，12122AB y y =-=⨯=，()12121484284142AF BF x x y y +=++=+++=++=，所以，ABF △的周长为14AF BF AB ++=+.17.如图，在四棱锥P ABCD -中，底面是边长为2的正方形，4PA =，60PAD ∠=︒，120PDC ∠=︒.（1）求证：AD PC ⊥；（2）求平面DPA 与平面BPA 所成角的余弦值.【答案】（1）证明见详解；（2）1313【解析】【分析】（1）通过线面垂直的判定定理证明AD ⊥平面PCD 即可证得；（2）建立空间直角坐标系，利用向量法求解即可.【小问1详解】在PAD △中，由余弦定理得222142cos cos 602242PD PAD +-∠===⨯⨯ ，解得23PD =所以222PD AD PA +=，故AD PD ⊥，又,,,AD CD CD PD D CD PD ⊥=⊂ 平面PCD ，所以AD ⊥平面PCD ，又PC ⊂平面PCD ，所以AD PC ⊥；【小问2详解】以D 为坐标原点，,DA DC 分别为,x y 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，则(0,0,0),(2,0,0),(2,2,0),(0,3,3)D A B P -，所以(2,0,0),(0,3,3),(0,2,0),(2,3,3)DA DP AB AP ====--，设平面DPA 的一个法向量为111(,,)m x y z = ，则11120330m DA x m DP z ⎧⋅==⎪⎨⋅=+=⎪⎩ ，令11z =，则110,3x y ==3,1)m = ，设平面BPA 的一个法向量为222(,,)n x y z = ，则222220230n AB y n AP x z ⎧⋅==⎪⎨⋅=--+=⎪⎩ ，令23x =，则220,2y z ==，所以(3,0,2)n = ，故cos ,13m n m n m n ⋅=== ，所以平面DPA 与平面BPA所成角的余弦值为13.18.已知双曲线G22−22=1>0,>0过点2,30y -=.（1）求双曲线C 的标准方程；（2）若点P 为双曲线右支上一点，()(),00A t t >，求PA 的最小值；（3）过点()2,0F 的直线与双曲线C 的右支交于M ，N 两点，求证：11||||MF NF +为定值.【答案】（1）2213y x -=（2）答案见解析（3）证明见解析【解析】【分析】（1）根据题意列方程组，即可求得答案；（2）设()000,,1P x y x ≥，表示出PA ，结合二次函数性质，讨论即可得答案；（3）讨论直线斜率是否存在，存在时，设直线方程并联立双曲线方程，可得根与系数关系，求出11||||MF NF +的表达式，化简即可证明结论.【小问1详解】由题意知双曲线G 22−22=1>0,>0过点2,30y -=，则22491a b b a⎧-=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，解得1a b =⎧⎪⎨=⎪⎩故双曲线C 的标准方程为2213y x -=；【小问2详解】点P 为双曲线右支上一点，设()000,,1P x y x ≥，()(),00A t t >，则PA ====当14t ≤，即04t <≤时，PA1t =-，当14t >，即4t >时，PA；【小问3详解】当过点()2,0F 的直线斜率不存在时，方程为2x =，此时不妨取(2,3),(2,3)M N -,则11112||||333MF NF +=+=；当当过点()2,0F 的直线斜率存在时，设直线方程为()()1122(2),,,,y k x M x y N x y =-，不妨令122,12x x ><<，联立22(2)13y k x y x =-⎧⎪⎨-=⎪⎩，得()222234430k x k x k -+--=，由于直线过双曲线的右焦点，必有0∆>，直线与双曲线C 的右支交于M ，N两点，需满足k >k <则22121222443,33k k x x x x k k---+==--，则11MF NF +=()()121212112222x x x x x x ⎛⎫-=+=⎪----⎭()12121224x x x x x x -=+--1212=222433k k=-----⎪--⎝⎭293k=-26129933k --===--，综合以上可知11||||MF NF +为定值.【点睛】难点点睛：本题考查了直线和双曲线位置关系的综合应用，综合性强，计算量大，难点在于证明定值问题，解答时要注意计算的准确性，基本都是字母参数的运算，需要十分细心.19.已知椭圆的中心为坐标原点，左、右焦点分别为1F ，2F 1-，直线:l y x m =+与椭圆交于A 、B 两点（其中点A 在x 轴上方，点B 在x 轴下方），当AB 过1F 时，2ABF △的周长为.（1）求椭圆的标准方程；（2）将平面xOy 沿x 轴折叠，使y 轴正半轴和x 轴所确定的半平面（平面12A F F '）与y 轴负半轴和x 轴所确定的半平面（平面12B F F '）垂直.①当B 为椭圆的下顶点时，求折叠后直线1A F '与平面2A B F ''所成角的正弦值；②求三棱锥12A B F F ''-体积的最大值.【答案】（1）2212x y +=（2）①15025；②1445【解析】【分析】（1）由题意列出方程组，解得,,a b c 的值，直接写出椭圆方程；（2）①求出平面中,A B 坐标，再建立空间直角坐标系得到,A B ''坐标，利用空间向量求得线面角的正弦值；②在平面内求出,A B 坐标的关系，再建立空间直角坐标系得到,A B ''坐标，从而列出三棱锥的体积的表达式，利用二次函数求得最大值.【小问1详解】由题意可得221442ABF a c C a ⎧-=⎪⎨==⎪⎩ 21a c ⎧=⎪⎨=⎪⎩1b =，∴椭圆的标准方程为：2212x y +=，【小问2详解】翻折后，如图：①当B 为椭圆的下顶点时，由题意知()0,1B -，直线:1l y x =-，联立方程组可得22112y x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩，解得4313x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩或01x y =⎧⎨=-⎩，∴41,33A ⎛⎫ ⎪⎝⎭令原来y 轴负半轴为z 轴，则41,,033A ⎛'⎫ ⎪⎝⎭，()0,0,1B '，()11,0,0F -，()21,0,0F ，∴171,,033A F ⎛⎫=--⎪⎝⎭' ，41,,133A B ''⎛⎫=-- ⎪⎝⎭ ，211,,033A F ⎛⎫=--⎪⎝⎭' ，设 =s s 为平面2A B F ''的一个法向量，则24103311033A B n a b c A F n a b ⎧⋅=--+=⎪⎪⎨⎪⋅=⎪⎩'-''-= ，令1a =，所以111a b c =⎧⎪=-⎨⎪=⎩，即()1,1,1n =- ，设直线1A F '与平面2A B F ''的夹角为θ，则()1122212271015033sin cos ,257111133A F n A F n A F n θ-++⋅===⎛⎫⎛⎫-+-⨯+-+ '''⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ，②联立方程组2212x y y x m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩，整理得2234220x mx m ++-=，()()222Δ443222480m m m =-⨯⨯-=->，∴33m -<<，设1,1，2,2，则1243m x x +=-，212223m x x -=，()()222212121212224542333m m m m y y x m x m x x x x m m ---=++=+++=-+=，()11,,0A x y '，()22,0,B x y -，∴()121212112111542233239A B F F B F F y y m m V y S y y ''-'-++==⨯⨯⨯-=-= ，令函数()(2542,f m m m m =-++<，由二次函数的对称轴：25m =，∴()21455f m f ⎛⎫≤= ⎪⎝⎭，所以当25m =时，12A B F F ''-的体积最大，此时121445A B F F V ''-=.【点睛】方法点睛：本题由平面解析几何转变成立体几何，需要自己建立新的坐标系，并能通过平面直角坐标系的点坐标得到对应在空间直角坐标系的坐标，然后利用立体几何的知识来解得答案.。
南京市南师附中2024-2025学年高二上学期期中考试数学试卷及答案
南京师大附中2024—2025学年度第1学期高二年级期中考试数学试卷命题人：高二数学备课组 审阅人：高二数学备课组一．选择题1．过两点()2,4-和()4,1-的直线在x 轴上的截距为（ ）A ．145B ．145-C ．73D ．73-2．过圆225x y +=上一点()2,1M --作圆的切线l ，则直线l 的方程为（ ） A ．230x y -+=B ．250x y ++=C ．250x y --=D ．250x y +-=3．若k ∈R ，则“22k -<<”是“方程221362x y k k+=+-表示椭圆”的（ ） A ．充分不必要条件B ．必要不充分条件C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件4．若抛物线24y x =上的一点M 到坐标原点O M 到该抛物线焦点的距离为（ ） A ．5B ．3C ．2D ．15．设直线l 的方程为()sin 10x y θθ+-=∈R ，则直线l 的倾斜角α的范围是（ ） A ．()0,πB ．πππ3π,,4224⎡⎫⎛⎤⎪ ⎢⎥⎣⎭⎝⎦C ．π3π,44⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．ππ,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭6．若直线上存在到曲线T 上一点的距离为d 的点，则称该直线为曲线T 的d 距离可相邻直线．已知直线:430l x y m +-=为圆()()22:2716C x y -++=的3距离可相邻直线，则m 的取值范围是（ ）A ．[]48,22-B ．[]18,8--C ．(][),4822,-∞-+∞D ．(][),188,-∞--+∞7．已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ，2F ，M 为双曲线右支上的一点．若M 在以12F F 为直径的圆上，且12π5π,312MF F ⎛⎫∠∈ ⎪⎝⎭，则该双曲线离心率的取值范围为（ ）A ．(B ．)+∞C ．()1D ．)18．已知A ，B 分别是椭圆2214x y +=的左、右顶点，P 是椭圆在第一象限内一点．若2PBA PAB ∠=∠，则PA PB的值是（ ）A ．5BC ．5D ．5二．多选题9．已知椭圆22:143x y C +=的左、右焦点分别为1F ，2F ，P 为椭圆C 上一点．则下列说法错误的是（ ）A ．椭圆CB ．12PF F △的周长为5C ．1290F PF ∠<︒D ．113PF ≤≤10．已知()0,2M ，()0,3N ，在下列方程表示的曲线上，存在点P 满足2MP NP =的有（ ） A ．370x -=B ．4320x y +-=C ．221x y +=D ．2222140x y x y +-+-=11．天文学家卡西尼在研究土星及其卫星的运行规律时发现：同一平面内到两个定点的距离之积为常数的点的轨迹是卡西尼卵形线．已知定点()1,0F c -，()2,0F c ，动点P 满足212PF PF a ⋅=（a ，0c >且均为常数）．设动点P 的轨迹为曲线E ．则下列说法正确的是（ ） A ．曲线C 既是轴对称图形，又是中心对称图形B ．12PF PF +的最小值为2aC ．曲线E 与x 轴可能有三个交点D ．2ca ≥时，曲线E 上存在Q 点，使得12QF QF ⊥ 三．填空题12．与双曲线2212x y -=有公共渐近线，且过点的双曲线的方程为______．13．若直线l 过抛物线24y x =的焦点．与抛物线交于A ，B 两点．且线段AB 中点的横坐标为2．则弦AB 的长为______．14．已知点()5,4P ，点F 为抛物线2:8C y x =的焦点．若以点P ，F 为焦点的椭圆与抛物线有公共点，则椭圆的离心率的最大值为______．四．解答题15．已知直线1:220l ax y +-=与直线2:220l x ay +-=．（1）当12l l ⊥时，求a 的值；（2）当12l l ∥时，求1l 与2l 之间的距离．16．已知点()1,2A ，()1,2B --，点P 满足4PA PB ⋅=． （1）求点P 的轨迹Γ的方程；（2）过点()2,0Q -分别作直线MN ，RS ，交曲线Γ于M ，N ，R ，S 四点，且MN RS ⊥，求四边形MRNS 面积的最大值与最小值．17．已知椭圆()2222:10x y E a b a b +=>>的一个焦点坐标为()2,0，离心率为23．（1）求椭圆E 的标准方程；（2）设动圆22211:C x y t +=与椭圆E 交于A ，B ，C ，D 四点．动圆()222222212:C x y t t t +=≠与椭圆E 交于A '，B '，C '，D '四点．若矩形ABCD 与矩形A B C D ''''的面积相等，证明：2212t t +为定值．18．已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>和抛物线()2:20E y px p =>．从两条曲线上各取两个点，将其坐标混合记录如下：(1P -，(22,P，)31P -，()49,3P ．（1）求椭圆C 和抛物线E 的方程；（2）设m 为实数，已知点()3,0T -，直线3x my =+与抛物线E 交于A ，B 两点．记直线TA ，TB 的斜率分别为1k ，2k ，判断2121m k k +是否为定值，并说明理由． 19．设a 为实数，点()2,3在双曲线2222:12x y C a a -=+上． （1）求双曲线C 的方程； （2）过点1,12P ⎛⎫⎪⎝⎭作斜率为k 的动直线l 与双曲线右支交于不同的两点M ，N ，在线段MN 上取异于点M ，N 的点H ，满足PM MHPN HN=． （ⅰ）求斜率k 的取值范围；（ⅱ）证明：点H 恒在一条定直线上．南京师大附中2024—2025学年度第1学期高二年级期中考试数学试卷命题人：高二数学备课组 审阅人：高二数学备课组一．选择题1．【答案】A【解析】直线的斜率()415246k --==---，∴直线的方程为()5426y x -=-+，即5763y x =-+， ∴直线在x 轴上的截距为145，故选A ． 2．【答案】B【解析】00525xx yy x y +=⇒--=，故选B ． 3．【答案】B【解析】方程221362x y k k +=+-表示椭圆3602021362k k k k k+>⎧⎪⇒->⇒-<<-⎨⎪+≠-⎩或12k -<<，故选B ． 4．【答案】C【解析】设点2,4y M y ⎛⎫⎪⎝⎭，由MO =()2220054y y ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭， ∴24y =或220y =-（舍去），即214y x ==， ∴M 到抛物线24y x =的准线1x =-的距离()112d =--=，根据抛物线定义得选项C ．5．【答案】C【解析】当sin 0θ=时，则直线的斜率不存在，即直线的倾斜角为π2， 当sin 0θ≠时，则直线的斜率(][)1,11,sin k θ=-∈-∞-+∞，即直线倾斜角为πππ3π,,4224⎡⎫⎛⎤⎪ ⎢⎥⎣⎭⎝⎦， 综上所述，直线的倾斜角的范围为π3π,44⎡⎤⎢⎥⎣⎦．故选C ． 6．【答案】A【解析】圆C 的半径为4，直线l 上存在到圆C 上一点的距离为3的点， 故圆心()2,7C -到直线l 的距离7d ≤，即()423775m⨯+⨯--≤，解得[]48,22m ∈-，故选A ．7．【答案】D【解析】设21MF F θ∠=，则12sin MF c θ=，22cos MF c θ=， 根据双曲线定义122sin 2cos 2MF MF c c a θθ-=-=，1π4c aθ=⎛⎫- ⎪⎝⎭，π5π,312θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，故πππ,4126θ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭1c e a =<，故选D ． 8．【答案】C【法一】由题意知()2,0A -，()2,0B ，设()00,P x y ， 直线P A ，PB 的斜率分别为1k ，2k ，则1214k k =-， 由正弦定理得sin 2cos sin PA PBAPAB PB PAB∠==∠∠， 又22tan tan tan 21tan PABPBA PAB PAB∠∠=∠=-∠，则122121k k k -=-， 联立解得2119k =，即22211cos tan 9cos PAB PAB PAB -∠=∠=∠，所以cos PAB ∠=，即5PA PB =， 【法二】设()00,P x y ，则00tan 2y PAB x ∠=+，00tan 2y PBA x ∠=--， 0000200022102tan tan 221312y y x PBA PAB PBA PAB x x y x +∠=∠⇒-=∠=∠=⇒=-⎛⎫- ⎪+⎝⎭，20144169y =5PAPB==二．多选题9．【答案】AB对于选项A ：由题意可知2a =，1c ===，∴离心率12c e a ==，故选项A 错误， 对于选项B ：由椭圆的定义1224PF PF a +==，1222F F c ==， ∴12PF F △的周长为426+=，故选项B 错误，对于选项C ：当点P 为椭圆短轴端点时，12tan23F PF c b ∠==， 又∵120902F PF ∠︒<<︒，∴12302F PF∠=︒，即1260F PF ∠=︒， ∴1290F PF ∠<︒，故选项C 正确， 对于选项D ：由椭圆的几何性质可知1a c PF a c -≤≤+，∴113PF ≤≤，故选项D 正确．10．【答案】BC【解析】()2254,39P x y x y ⎛⎫⇒=+-= ⎪⎝⎭对于A ，7233d R -=>=，所以直线与圆相离，不存在点P ； 对于B ，5232553d R -==<=，所以直线与圆相交，存在点P ； 对于C ，121252133C C R R ==+=+，所以两圆外切，存在点P ；对于D ，()()22121221116433x y C C R R -++=⇒=<-=-，所以两圆内含，不存在点P ． 11．【答案】ACD【解析】212a PF PF =⋅==对于A ，用x -代x 得222x y c ++=y 轴对称，用y -代y 得222x y c ++=x 轴对称，用x -代x ，y -代y 得222x y c ++=所以曲线C 既是中心对称图形，又是轴对称图形，所以A 正确；对于B ，当0a >时，122PF PF a +≥=，当0a =时，显然P 与1F 或2F 重合，此时122PF PF c +=，所以B 错误； 对于C ，根据对称性可得，曲线E 与x 轴可能有三个交点，所以C 正确； 对于D ，若存在点P ，使得12PF PF ⊥，则12PF PF ⊥，因为()1,PF c x y =---，()2,PF c x y =--，所以222x y c +=，由222x y c ++=22c =222c a ≥，所以D 正确．三．填空题12．【答案】2212x y -= 【解析】设所求双曲线方程为()2202x y λλ-=≠，将点代入双曲线方程得121λ=-=-，故方程为2212x y -=．13．【答案】6【解析】设A 、B 两点横坐标分别为1x ，2x ， 线段AB 中点的横坐标为2，则1222x x +=，故12426AB x x p =++=+=． 14．【答案】57【解析】由抛物线方程得()2,0F ，准线方程为2x =-， 又点()5,4P ，则25c PF ==，在抛物线上取点H ，过H 作HG 垂直直线2x =-，交直线2x =-于点G ， 过P 作PM 垂直直线1x =-，交直线1x =-于点M ，由椭圆和抛物线定义得()2527a HF HP HG HP PM =+=+≥=--=，故椭圆离心率2527c e a =≤．四．解答题15．【解析】（1）由12l l ⊥，则20a a +=，解得0a =．（2）由12l l ∥得22244a a ⎧=⎨-≠-⎩，解得1a =-，直线2l 的方程为220x y -+-=，即220x y -+=， 直线1l 的方程为220x y --=， 因此，1l 与2l 之间的距离为d ==． 16．【解析】（1）设(),P x y ，则()()41,21,2PA PB x y x y =⋅=--⋅----，故轨迹方程为229x y +=． （2）假设点O 到MN 的距离为m ，到RS 的距离为n，则12S MN RS == 因为MN RS ⊥，所以224m n +=，所以)204S m ==≤≤，所以S ⎡⎤∈⎣⎦，所以四边形MRNS 面积的最大值14，最小值17．【解析】（1） 222249253a b a b e ⎧-=⎧=⎪⎪⇒⇒⎨⎨=⎪==⎩⎪⎩椭圆22:195x y E += （2）设()33,A x y '，矩形ABCD 与矩形A B C D ''''的面积相等 ∴331144x y x y =，即22221133x y x y=∵A ，A '均在椭圆上，∴22223113515199x x x x ⎛⎫⎛⎫⨯-=⨯- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，即22139x x +=，222231135151599x x y y ⎛⎫⎛⎫+=-+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 故()()()()()22222222222212113313131314t t x y x y x x x x y y +=+++=+=+++=为定值． 18．【解析】（1）将四个点带入抛物线方程解得12p =-，12，2，12，故抛物线E 方程为2y x =故(1P -，)31P -为椭圆上的点22222242186141a a b b a b ⎧+=⎪⎧=⎪⎪⇒⇒⇒⎨⎨=⎪⎩⎪+=⎪⎩椭圆C 方程22184x y += （2）设()12,A x x ，()22,B x y ，则1222123303x my y y m y my y y y x =++=⎧⎧⇒--=⇒⎨⎨=-=⎩⎩()()()121222212121212666136212my my m y y m m m k k y y y y y y ++++=+=++=-为定值． 19．【解析】（1）因为点()2,3在双曲线C 上，所以22222312a a -=+，整理得42780a a +-=， 即()()22180a a -+=，解得21a =，则双曲线C 的方程为2213y x -=； （2）（ⅰ）易知直线l 的方程为112y k x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭，即112y kx k =+-， 联立2211213y kx k y x ⎧=+-⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩，消去y 并整理得()()222132404k x k k x k k ⎛⎫-+---+= ⎪⎝⎭， 设()11,M x y ，()22,N x y ，因为直线l 与双曲线的右支有两个不同的交点M ，N ， 所以关于x 的方程()()222132404kxk k x k k ⎛⎫-+---+= ⎪⎝⎭有两个不同的正数根1x ，2x ，()()()()()()()()()22222222212434033416043202301303404k k k k k k k k k k k k k k k k k ⎧⎛⎫-+--+> ⎪⎪⎧-+->⎝⎭⎪⎪⎪⎪--<⇒-->⎨⎨⎪⎪-<⎛⎫⎪⎪⎩---+> ⎪⎪⎝⎭⎩，解得k ∈⎝则斜率k的取值范围为⎝； （ⅱ）设()00,H x y ，由（ⅰ）得()()12222233k k k k x x k k --+=-=--，()222122221144416443343k k k k k k x x k k k ⎛⎫--+-+ ⎪-+⎝⎭===---， 因为1112x a ≥=>，2112x a ≥=>，()()01020x x x x --<， 又P ，M ，N ，H 在同一直线l 上，所以111222112122112122x x PM x PN x x x ---===---，0120MH x x HN x x -=-， 由PM MH PN HN=得0112202121x x x x x x --=--，即()()()()1202012121x x x x x x --=--， 化简得()()()1201212214x x x x x x x +-=-+，所以()()202222241621333k k k k k k x k k k --⎛⎫-+-=- ⎪---⎝⎭， 整理得()()()2202234162k k k x k k k k --+=-+--，解得0832kx k -=-，即003821x k x -=- 又点()00,H x y 在直线112y k x ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭上，所以()001136911223264k k y k x k k +⎛⎫=-+=+= ⎪--⎝⎭ 即00000386921386421x x y x x -+⋅-=--⋅-，故点H 恒在定直线3260x y --=上．。
江西省景德镇市2024-2025学年高二上学期11月期中考试数学试题含答案
乐平2024-2025学年度上学期期中考试高二数学试卷（答案在最后）满分：150分考试时间：120（分钟）命题人：第一部分选择题（共58分）一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.已知直线l 过点()1,2A ，()3,4B ，则直线l 的倾斜角为（）A.π6-B.π3-C.π4 D.π3【答案】C 【解析】【分析】求出直线的斜率，由斜率与倾斜角关系即可求解.【详解】由题可得：42131l k -==-，所以直线l 的倾斜角为：45︒；故选：C2.直线210x y -+=的方向向量是（）A.()2,1 B.()2,1- C.()1,2 D.()1,2-【答案】A 【解析】【分析】根据直线的斜率及方向向量定义判断即可.【详解】直线210x y -+=的斜率为12，所以方向向量是()2,1.故选：A.3.“13m =-”是“两条直线10x my +-=，()3210m x y -+-=平行”的（）A .充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】【分析】利用直线平行的条件计算可得结论.【详解】当13m =-时，两条直线330x y --=，310x y -+=，两直线平行，所以“13m =-”是“两条直线10x my +-=，()3210m x y -+-=平行”的充分条件；因为直线()3210m x y -+-=的斜率存在且为23m -，由两直线平行，所以10x my +-=的斜率存在且为1m-，所以123m m -=-，解得1m =或13m =-，当1m =时，直线方程均为10x y +-=，此时直线重合，故1m =不符合题意，舍去；所以“13m =-”是“两条直线10x my +-=，()3210m x y -+-=平行”的充要条件.故选：C .4.定义：通过24小时内降水在平地上的积水厚度（mm ）来判断降雨程度；其中小雨（0mm 10mm -），中雨（10mm 25mm -），大雨（25mm 50mm -），暴雨（50mm 100mm -）；小明用一个圆锥形容器（如图）接了24小时的雨水，则这天降雨属于哪个等级（）A .小雨B.中雨C.大雨D.暴雨【答案】B 【解析】【分析】计算圆锥的体积，进而可得降雨高度，即可判断.【详解】做出容器的轴截面，如图所示，则200AB =，300OC =，150CF =，则F 为OC 中点，则11002DE AB ==，50DF =，由已知在直径为200mm 的圆柱内的降雨总体积231π125000πmm 3V DF CF =⋅⋅⋅=，则降雨高度为2125000π12.5mm π10000πV OA ==⋅，所以降雨级别为中雨，故选：B.5.直线3y x =关于=1对称直线l ，直线l 的方程是（）A.20y +-= B.20y ++=C.20x +-=D.20x +=【答案】C 【解析】【分析】根据题意可知直线3y x =与直线1x =交于点(1,3A ，求出原点关于直线1x =对称的对称点B ，利用两点坐标求直线斜率公式和直线的点斜式方程即可得出结果.【详解】如图，直线33y x =与直线1x =交于点(1,3A ，直线33y x =过原点(0,0)，因为直线33y x =与直线l 关于直线1x =对称，所以原点关于直线1x =的对称点为(2,0)B ，且直线l 过点A 、B ，则直线l 的斜率为03123l k -==--，所以直线l 的方程为0(2)3y x -=--，即20x +-=.故选：C6.若P 是ABC V 所在平面外一点，且PA BC ⊥，PB AC ⊥，则点P 在ABC V 所在平面内的射影O 是ABC V 的（）A.内心B.外心C.重心D.垂心【答案】D 【解析】【分析】根据且PA BC ⊥，PB AC ⊥，利用线面垂直的判定定理得到BC OA ⊥，OB AC ⊥即可.【详解】解：如图所示：因为,⊥⊥PA BC PO BC ，且PA PO P =I ，所以⊥BC 平面PAO ，则BC OA ⊥，同理得OB AC ⊥，所以O 是ABC V 的垂心．故选：D7.四边形ABCD 是矩形，3AB AD =，点E ，F 分别是AB ，CD 的中点，将四边形AEFD 绕EF 旋转至与四边形BEFC 重合，则直线,ED BF 所成角α在旋转过程中（）A.逐步变大B.逐步变小C.先变小后变大D.先变大后变小【答案】D 【解析】【分析】根据初始时刻ED 与BF 所成角可判断BC ，由题可知D 在平面BCFE 内的投影P 一直落在直线CF上，进而某一时刻EP BF ⊥，可得DE 与BF 所成角为π2，可判断AD.【详解】由题可知初始时刻ED 与BF 所成角为0，故B C ,错误，在四边形AEFD 绕EF 旋转过程中，,EF DF EF FC ⊥⊥，,,DF FC F DF FC =⊂ 平面DFC ，所以⊥EF 平面DFC ，EF ⊂平面EFCB ，所以平面DFC⊥平面EFCB ，故D 在平面BCFE 内的投影P 一直落在直线CF 上，所以一定存在某一时刻EP BF ⊥，而DP⊥平面EFCB ，DP BF ⊥，又,,DP PE P DP PE =⊂ 平面DPE ，所以BF ⊥平面DPE ，此时DE 与BF 所成角为π2，然后α开始变小，故直线,ED BF 所成角α在旋转过程中先变大后变小，故选项A 错误，选项D 正确.故选：D.8.半径是（）A.1+B.+ C.+ D.【答案】D 【解析】【分析】根据条件求出以三个小球的球心1O 、2O 、3O 构成的三角形的外接圆半径，再通过勾股定理求解即可.【详解】三个小球的球心1O 、2O 、3O 构成边长为的正三角形，则其外接圆半径为2．设半球的球心为O ，小球1O 与半球底面切于点A ．如图，经过点O 、1O 、A 作半球的截面，半圆O 的半径OC OA ⊥，1O B OC ⊥于点B ．则12OA O B ==．在1Rt OAO 中，由(()2222R R =+⇒=．故选：D二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分.9.下列命题中，正确的有（）A.若向量a 、b 与空间任意向量都不能构成一组基，则//a b r rB.若非零向量a ，b ，c满足a b ⊥ ，b c ⊥ ，则有//a cr r C.“倾斜角相等”是“斜率相等”的充要条件D.若{},,a b b c c a +++ 是空间的一组基，则{},,a b c也是空间的一组基【答案】AD 【解析】【分析】根据空间向量共线、垂直、基底、共面、倾斜角和斜率的关系、充要条件等知识对选项进行分析，从而确定正确答案.【详解】A 选项，∵a ，b与任何向量都不构成空间向量的基底，∴a ，b 只能为共线向量，∴//a b r r，A 对；B 选项，取()1,0,1a = ，()1,1,1b =- ，()1,2,1c =-，显然满足a b ⊥ ，a c ⊥ ，但b 与c不平行，B 不对；C 选项，倾斜角相等时，可能倾斜角都是90︒，此时直线没有斜率，所以C 选项错误.D 选项，∵a b + ，b c + ，c a +为一组基底，∴对于空间任意向量d，存在实数m ，n ，t ，使()()()()()()d m a b n b c t c a m t a m n b n t c =+++++=+++++，∴a ，b ，c也是一组基底，D 对；故选：AD10.用一个平面去截正方体，所得截面不．可能是（）A.直角三角形 B.直角梯形C.正五边形D.正六边形【答案】ABC 【解析】【分析】根据正方体的几何特征，我们可分别画出用一个平面去截正方体得到的几何体的图形，然后逐一与四个答案中的图形进行比照，即可判断选项．【详解】当截面为三角形时，可能出现正三角形，但不可能出现直角三角形；截面为四边形时，可能出现矩形，平行四边形，等腰梯形，但不可能出现直角梯形；当截面为五边形时，不可能出现正五边形；截面为六边形时，可能出现正六边形，故选：ABC ．11.如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，点P 在线段1B C 上运动，则下列结论正确的是（）A.直线1BD ⊥平面11A C DB.三棱锥11P AC D -的体积为定值C.异面直线AP 与1A D 所成角的取值范围是ππ,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦D.直线1C P 与平面11A C D 所成角的正弦值的最大值为3【答案】ABD 【解析】【分析】在选项A 中，利用线面垂直的判定定理，结合正方体的性质进行判断即可；在选项B 中，根据线面平行的判定定理、平行线的性质，结合三棱锥的体积公式进行求解判断即可；在选项C 中，根据异面直线所成角的定义进行求解判断即可；在选项D 中，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，利用向量法进行求解即可.【详解】在选项A 中，∵1111AC B D ⊥，111A C BB ⊥，1111B D BB B ⋂=，且111,B D BB ⊂平面11BB D ，∴11A C ⊥平面11BB D ，1BD ⊂平面11BB D ，∴111A C BD ⊥，同理，11DC BD ⊥，∵1111A C DC C ⋂=，且111,AC DC ⊂平面11A C D ，∴直线1BD ⊥平面11A C D ，故A 正确；在选项B 中，∵11//A D B C ，1A D ⊂平面11A C D ，1B C ⊄平面11A C D ，∴1//B C 平面11A C D ，∵点P 在线段1B C 上运动，∴P 到平面11A C D 的距离为定值，又11A C D 的面积是定值，∴三棱锥11P AC D -的体积为定值，故B 正确；在选项C 中，∵11//A D B C ，∴异面直线AP 与1A D 所成角为直线AP 与直线1B C 的夹角.易知1AB C △为等边三角形，当P 为1B C 的中点时，1AP B C ⊥；当P 与点1B 或C 重合时，直线AP 与直线1B C 的夹角为π3.故异面直线AP 与1A D 所成角的取值范围是ππ,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦，故C 错误；在选项D 中，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，如图，设正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1，则(),1,P a a ，()10,1,1C ，()1,1,0B ，()10,0,1D ，所以()1,0,1C P a a =- ，()11,1,1D B =-.由A 选项正确：可知()11,1,1D B =-是平面11A C D 的一个法向量，∴直线1C P 与平面11A C D所成角的正弦值为：1111C P D B C P D B⋅==⋅ ∴当12a =时，直线1C P 与平面11A C D所成角的正弦值的最大值为3，故D 正确.故选：ABD第二部分非选择题（共92分）三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12.设直线1l ，2l 的方向向量分别为()2,2,1a =-，()3,2,b m =- ，若12l l ⊥，则m =__________.【答案】10【解析】【分析】根据向量垂直的坐标表示可得方程，解方程即可.【详解】由已知12l l ⊥，即a b ⊥，则()()232210a b m ⋅=-⨯+⨯-+⨯=，解得10m =，故答案为：10.13.有一根高为3π，底面半径为1的圆柱形铁管，用一段铁丝在铁管上缠绕2圈，并使铁丝的两个端点落在圆柱的同一母线的两端，则铁丝的最短长度为________.【答案】5π【解析】【分析】考虑圆柱的侧面展开图，将其延展一倍后矩形的对角线的长度即为铁丝的最短长度.【详解】如图，把圆柱的侧面展开图再延展一倍，所以铁丝的最短长度即为AB 的长，又5AB π==，填5π.【点睛】几何体表面路径最短问题，往往需要考虑几何体的侧面展开图，把空间问题转为平面问题来处理.14.如图，已知正三棱锥P ABC -的侧棱长为l ，过其底面中心O 作动平面α，交线段PC 于点S ，交PA ，PB 的延长线于M ，N 两点.则111PS PM PN++=______.【解析】【分析】利用空间向量的线性运算得到333PA PB PC PO PM PN PS x y z=⋅+⋅+⋅ ，再利用空间四点共面的性质即可得解.【详解】依题意，设,,PM x PN y PS z ===，则PA PA PM x =⋅ ，PB PB PN y =⋅ ，PC PC PS z=⋅，由O 为底面ABC V 中心，连接PO ，OA ，()2132PO PA AO PA AB AC =+=+⨯+ ()()133PA PB PC PA PB PA PC PA ++⎡⎤=+-+-=⎣⎦ 111333zPA PB PC PM PN PS x y =⨯⋅+⨯⋅+⨯⋅ 333PA PB PC PM PN PS x y z =⋅+⋅+⋅ ，又因为,,,S M N O 四点共面，所以+1333PA PB PCx y z += 且PA PB PC l === ，所以+1333l l l x y z +=，即1113+x y z l+=，即1113PS PM PN l++=.【点睛】关键点睛：空间向量的有效运用：空间向量是解决空间几何问题的有力工具.通过设定向量的关系，可以有效地将几何问题转化为代数问题，简化求解过程.共面条件的判断：四点共面的条件在空间几何中非常重要.利用这一条件，可以将空间中的复杂关系转化为简单的线性关系，方便求解.四、解答题：本题共5小题，共77分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.已知直线():20R l x ky k k -++=∈．（1）若直线l 不经过．．．第一象限，求k 的取值范围；（2）若直线l 交x 轴负半轴于A ，交y 轴正半轴于B ，AOB V 的面积为S （O 为坐标原点），求S 的最小值和此时直线l 的方程．【答案】（1）[]2,0-（2）S 的最小值为4，此时直线l 的方程为240x y -+=【解析】【分析】(1)验证0k =时，直线l 是否符合要求，当0k ≠时，将直线方程化为斜截式，结合条件列不等式求k 的取值范围；(2)先求直线在x 轴和y 轴上的截距，表示AOB V 的面积，利用基本不等式求其最小值.【小问1详解】当0k =时，方程20x ky k -++=可化为2x =-，不经过第一象限；当0k ≠时，方程20x ky k -++=可化为121y x k k=++，要使直线不经过第一象限，则10210k k⎧≤⎪⎪⎨⎪+≤⎪⎩解得20k -≤<．综上，k 的取值范围为[]2,0-．【小问2详解】由题意可得0k >，由20x ky k -++=取0y =得2x k =--，取0x =得2k y k+=，所以()11214124442222k S OA OB k k k k ⎛⎫+⎛⎫==⋅⋅+=++≥+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，当且仅当4k k =时，即2k =时取等号，综上，此时min 4S =，直线l 的方程为240x y -+=．16.如图，AE ⊥平面ABCD ，//CF AE ，//AD BC ，AD AB ⊥，1AB AD ==，22AE BC CF ===．（1）求证：//BF 平面ADE ；（2）求直线CE 与平面BDE 所成角的正弦值；【答案】（1）证明见解析（2）49【解析】【分析】（1）根据题意可利用面面平行的判定定理证明平面//BCF 平面ADE ，再由面面平行的性质可得结论；（2）由几何体特征建立以A 为原点的空间直角坐标系A xyz -，利用空间向量求出直线CE 的方向向量与平面BDE 的法向量，即可求出直线CE 与平面BDE 所成角的正弦值.【小问1详解】由//CF AE ，CF ⊂/平面ADE ，AE ⊂平面ADE ，则//CF 平面ADE ，由//AD BC ，BC ⊂/平面ADE ，AD ⊂平面ADE ，则//BC 平面ADE ，而CF BC C = ，,CF BC ⊂平面BCF ，故平面//BCF 平面ADE ，又BF ⊂平面BCF ，则//BF 平面ADE ；【小问2详解】AE ⊥平面ABCD ，,AB AD ⊂平面ABCD ，则AE AB ⊥，AE AD ⊥，又AD AB ⊥，以A 为原点，分别以,,AB AC AE 为,,x y z 轴构建空间直角坐标系A xyz -，如下图所示：又1AB AD ==，22AE BC CF ===，所以()1,0,0B ，()1,2,0C ，()0,1,0D ，()0,0,2E ，则(1,2,2)CE =-- ，(1,0,2)BE =- ，(0,1,2)DE =- ，令平面BDE 的一个法向量(),,m x y z = ，则2020m BE x z m DE y z ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩ ，令1z =，则2,2x y ==，即(2,2,1)m = ，所以44cos ,339m CE m CE m CE⋅〈〉===⨯ ，即直线CE 与平面BDE 所成角的正弦值为49．17.如图，PDCE 为矩形，ABCD 为梯形，平面PDCE ⊥平面ABCD ，90BAD ADC ∠=∠=︒，112AB AD CD ===，2PD =（1）若M 为PA 中点，求证：//AC 平面MDE ；（2）求直线PB 与直线CD 所成角的大小；（3）设平面PAD ⋂平面EBC l =，试判断l 与平面ABCD 能否垂直？并证明你的结论.【答案】（1）证明见解析（2）π3（3）能垂直，证明见解析【解析】【分析】（1）先证明MN AC ∥，再利用线面垂直的判定定理即可证明；（2）利用线线平行可得PBA ∠是直线PB 与直线CD 所成角，利用面面垂直可得PD AB ⊥，结合已知条件可得PA =，利用线面垂直可得AB PA ⊥，可得出tan PBA ∠的值，即可求解.（3）根据题意可得EC l ∥，利用平行的传递性，可证明l ⊥平面ABCD .【小问1详解】连结PC ，交DE 于N ，连接MN ，∵PDCE 为矩形，∴N 为PC 的中点，在PAC 中，M ，N 分别为PA ，PC 的中点，∴MN AC ∥，因为MN ⊂面MDE ，AC ⊄面MDE ，所以AC ∥平面MDE .【小问2详解】∵90BAD ADC ∠=∠=︒，∴AB CD ∥，∴PBA ∠是直线PB 与直线CD 所成角.∵PDCE 为矩形，∴PD CD ⊥，∵平面PDCE ⊥平面ABCD ，又PD ⊂平面PDCE ，平面PDCE ⋂平面ABCD CD =，∴PD ⊥平面ABC ，∵,AD AB ⊂平面ABCD ，∴PD AD ⊥，PD AB ⊥，在Rt PDA 中，∵1AD =，PD =PA =，∵90BAD ∠=︒，∴AB AD ⊥，又∵PD AB ⊥，=PD AD D ⋂，PD ⊂平面PAD ，AD ⊂平面PAD ，∴AB ⊥平面PAD ，∵PA ⊂平面PAD ，∴AB PA ⊥，在Rt PAB △中，∵1AB =，∴tan PA PBA AB ∠==∴π3PBA ∠=，从而直线PB 与直线CD 所成的角为π3；【小问3详解】l 与平面ABCD 垂直.证明如下：∵PDCE 为矩形，∴EC PD ∥，∵PD ⊂平面PAD ，EC ⊄平面PAD ，∴EC ∥平面PAD ，EC ⊂平面EBC ，∵平面PAD ⋂平面EBC l =，∴EC l ∥，则∥l PD ，由（2）可知PD ⊥平面ABCD ，∴l ⊥平面ABCD .18.如图，平行六面体1111ABCD A B C D -的所有棱长均为，底面ABCD 为正方形，11π3A AB A AD ∠=∠=，点E 为1BB 的中点，点F 为1CC 的中点，动点P 在平面ABCD 内．（1）若O 为AC 中点，求证：1A O AO ⊥；（2）若//FP 平面1D AE ，求线段CP 长度的最小值．【答案】（1）证明见解析（2）5【解析】【分析】（1）由条件先求1AD AA ⋅ ，1AB AA ⋅ ，AD AB ⋅ ，再证明10AO AO ⋅= ，由此完成证明；（2）建立空间直角坐标系，设(),,0P m n ，求平面1D AE 的法向量和直线FP 的方向向量，由条件列方程确定,m n 的关系，再求CP 的最小值即可.【小问1详解】由已知1AB A A AD ===1π3A AD ∠=，1π3A AB ∠=，π2BAD ∠=，所以11π122cos 232AD AA ⋅=⨯⨯⨯= ，11π122cos 232AB AA ⋅=⨯⨯⨯= ，0AD AB ⋅= ，因为O 为AC 中点，所以111222AO AC AB AD ==+ ，又()11111112222A O AO AO AA AO AB AD AA AB AD ⎛⎫⎛⎫⋅=-⋅=+-⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ，所以111110002244A O AO ⋅=+++--= ，所以1AO AO ⊥ 所以1A O AO⊥【小问2详解】连接1A D ，1A B ，∵12A A AD ==1π3A AD ∠=∴12A D =，∵12A A AB ==，1π3A AB ∠=∴12A B =连接BD ，由正方形的性质可得,,B O D 三点共线，O 为BD 的中点，所以1AO BD ⊥，由第一问1A O AO ⊥，,AO BD ⊂平面ABCD ，AO BD O = ，所以1A O ⊥平面ABCD ，以O 为坐标原点，1,,OA OB OA 所在直线为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系()1,0,0A 、()0,1,0D -、()10,0,1A 、()0,1,0B 、()1,0,0C -()112,1,1AD AD AA =+=-- 1131,1,222AE AB BE AB AA ⎛⎫=+=+=- ⎪⎝⎭，设平面1D AE 法向量为n ，(),,n x y z =r，则100n AD n AE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ ，所以203022x y z z x y --+=⎧⎪⎨-++=⎪⎩，∴73022x z -+=，令3x =，则7z =，1y =．∴()3,1,7n =为平面1D AE 的一个法向量，因为点P 在平面ABCD 内，故设点P 的坐标为(),,0m n ，因为()112FP OP OF OP OC CF OP OC AA =-=-+=-- ，所以31,,22FP m n ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭ ，0FP n ⋅= ，则310m n ++=，所以CP ==== ，所以当25m =-时，CP有最小值，最小值为5.19.在空间直角坐标系中，若平面α过点()000,,P x y z ，且平面α的一个法向量为 =s s ，则平面α的方程为()()()0000a x x b y y z z z -+-+-=，该方程称为平面α的点法式方程，整理后为0ax by cz t +++=（其中000t ax by cz =---），该方程称为平面α的一般式方程.如图，在四棱柱1111ABCD A B C D -中，底面ABCD 是平行四边形，BC ，BD ，1BC 两两垂直，1AD =，BD =，直线1CC 与平面ABCD 所成的角为π4，以B 为坐标原点，BC ，BD ，1BC 的方向分别是x ，y ，z 轴的正方向，建立如图所示的空间直角坐标系.（1）求平面11DC D 的一般式方程.（2）求1A 到直线11C D 的距离.（3）在棱1BB 是否存在点M ，使得平面1A DM ⊥平面11C D M ？若存在，求出1MB BB 的值；若不存在，请说明理由.【答案】（10y ++-=（2）2（3）存在，且14MB BB =-【解析】【分析】（1）根据直线1CC 与平面ABCD 所成的角求得1BC ，根据平面的点法式方程求得正确答案.（2）利用等面积法来求得1A 到直线11C D 的距离.（3）设出M 点的坐标，利用面面垂直列方程，化简求得正确答案.【小问1详解】由于11,,,,BC BC BC BD BC BD B BC BD ⊥⊥⋂=⊂平面ABCD ，所以1⊥BC 平面ABCD ，所以1C BC ∠是直线1CC 与平面ABCD 所成的角，所以14πC BC ∠=，所以11BC BC ==.所以()()()()111,0,0,1,1,0,0,1,D C C CD C D =-= ，所以()()()111110,0,11,BD BC C D BC CD =+=+=+-=- ,()11,0,1DD =- ，设平面11DC D 的法向量为(),,n x y z = ，则11100n C D x n DD x z ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩，故可设n = ，D ∈平面11DC D ，则平面11DC D的方程为()(()0100x y z -+⋅-+-=，0y +=.【小问2详解】在Rt BCD △中，π2CBD ∠=，1,2BC BD CD ===，设B 到CD 的距离为h，则1121,222h h ⨯==，由于平行四边形ABCD 和平行四边形1111D C B A 全等，所以1A 到直线11C D 的距离等于设B 到CD 的距离，即1A 到直线11C D 的距离为32.【小问3详解】()11,0,1B -，()11,0,1BB =-，()A -，()()()1111,0,1BA BA AA BA BB =+=+=-+-=- ，即()1A -，而()()1,1,D D -，所以()12,0,1DA =- ，设1,01MB BB λλ=≤≤，则()1,0,BM BB λλλ==- ，即(),0,M λλ-，所以()12,1A M λλ=--，(),DM λλ=-，()11,1D M λλ=--，()11C D =- ，设平面1A DM 的法向量为()111,,u x y z =，则111111200u DA x z u DM x z λλ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=--+=⎪⎩，故可设,u λ= .设平面11C D M 的法向量为()222,,v x y z = ，则()()112212220110v C D x v D M x z λλ⎧⋅=-=⎪⎨⋅=-+-=⎪⎩，故可设)v λ=-- ，若平面1A DM ⊥平面11C D M ，则0u v ⋅= ，即()()23116830λλλλλλ-+-+=+-=，解得4λ=-，负根舍去，所以存在符合题意的点M，且14MB BB =-.。
山东省济南市山东省实验中学2024-2025学年高二上学期11月期中考试数学试题(含答案)
山东省实验中学2024～2025学年第一学期期中高二数学试题 2024.11（选择性必修—检测）说明：本试卷满分150分，分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷为第1页至第2页，第Ⅱ卷为第3页至第4页.试题答案请用2B 铅笔或0.5mm 签字笔填涂到答题卡规定位置上，书写在试题上的答案无效。
考试时间120分钟。
第Ⅰ卷（共58分）一、单选题（本题包括8小题，每小题5分，共40分。
每小题只有一个选项符合题意）1.已知空间向量，，，若，，共面，则实数（ ）A.1B.2C.3D.42.“”是“直线与直线平行”的（ ）A.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件3.给出下列说法，其中不正确的是（）A.若，则，与空间中其它任何向量都不能构成空间的一个基底向量B.若，则点是线段的中点C.若，则，，，四点共面D.若平面，的法向量分别为，，且，则3.若三条直线，，不能围成三角形，则实数的取值最多有（ ）A.2个B.3个C.4个D.5个4.实数，满足，则的最小值为（ ）A. B.7C. D.36.若直线与曲线有两个不同的交点，则实数的取值范围是（ ）A.()1,2,0a = ()0,1,1b =- ()2,3,c m = a b cm =1m =-()1:2310l mx m y +++=2:30l x my ++=a b ∥a b c2PM PA PB =+M AB 2OA OB OC OD =+-A B C D αβ()12,1,1n =- ()21,,1n t =-αβ⊥3t =1:43l x y +=2:0l x y +=3:2l x my -=m x y 2222x y x y +=-3x y -+3+:20l kx y --=:1C x =-k k >5k <≤k <<1k <≤7.在三棱锥中，为的重心，，，，，，若交平面于点，且，则的最小值为（ ）A.B.C.1D.8.已知椭圆的左、右焦点分别为，，点在上且位于第一象限，圆与线段的延长线，线段以及轴均相切，的内切圆为圆.若圆与圆外切，且圆与圆的面积之比为4，则的离心率为（ ）A.C.二.多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，有选错的得0分，部分选对的得部分分.）9.下列说法正确的是（）A.若直线的倾斜角越大，则直线的斜率就越大B.圆与直线必有两个交点C.在轴、轴上的截距分别为，的直线方程为D.设，，若直线与线段有交点，则实数的取值范围是10.已知椭圆的离心率为，长轴长为6，，分别是椭圆的左、右焦点，是一个定点，是椭圆上的动点，则下列说法正确的是（ ）A.焦距为2B.椭圆的标准方程为P ABC -G ABC △PD PA λ= PE PB μ= 12PF PC =λ()0,1μ∈PG DEF M 12PM PG =λμ+122343()2222:10x y C a b a b+=>>1F 2F P C 1O 1F P 2PF x 12PF F △2O 1O 2O 1O 2O C 123522:4O x y +=10mx y m +--=x y a b 1x y a b+=()2,2A -()1,1B :10l ax y ++=AB a (]322⎡⎫-∞-+∞⎪⎢⎣⎭，，()2222:10x y E a b a b +=>>23F F '()1,1A P E E 22195x y +=C.D.的最大值为11.立体几何中有很多立体图形都体现了数学的对称美，其中半正多面体是由两种或两种以上的正多边形围成的多面体，半正多面体因其最早由阿基米德研究发现，故也被称作阿基米德体.如图，这是一个棱数24，棱长为的半正多面体，它所有顶点都在同一个正方体的表面上，可以看成是由一个正方体截去八个一样的四面体所得的，下列结论正确的有（）A.平面B.，，，四点共面C.点到平面的距离为D.若为线段上的动点，则直线与直线所成角的余弦值范围为第Ⅱ卷（非选择题，共92分）三、填空题（本题共3小题，每小题5分，共15分，其中14题第一空2分，第二空3分.）12.已知直线的倾斜角，则直线的斜率的取值范围为______.13.如图，已知点，，从点射出的光线经直线反射后再射到直线上，最后经直线反射后又回到点，则光线所经过的路程是______.14.杭州第19届亚运会的主会场——杭州奥体中心体育场，又称“大莲花”（如图1所示）.会场造型取意于杭州丝绸纹理与纺织体系，建筑体态源于钱塘江水的动态，其简笔画如图2所示.一同学初学简笔画，先AF '=PA PF +6AG ⊥BCDG A F C D B ACD E BC DE AF 12⎡⎢⎣l 2,43ππθ⎛⎫∈⎪⎝⎭l ()8,0A ()0,4B -()3,0P AB OB OB P画了一个椭圆与圆弧的线稿，如图3所示.若椭圆的方程为，下顶点为，为坐标原点，为圆上任意一点，满足，则点的坐标为______；若为椭圆上一动点，当取最大值时，点恰好有两个，则的取值范围为______.图1 图2 图3四、解答题（本题共5小题，共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.）15.（13分）已知两直线和的交点为.（1）直线过点且与直线平行，求直线的一般式方程；（2）圆过点且与相切于点，求圆的一般方程.16.（15分）已知椭圆，且过点.（1）求椭圆的方程；（2）若斜率为的直线与椭圆交于，两点，且点在第一象限，点，分别为椭圆的右顶点和上顶点，求四边形面积的最大值.17.（15分）在梯形中，，，，为的中点，线段与交于点（如图1）.将沿折起到位置，使得（如图2）.图1 图2（1）求证：平面平面；（2）线段上是否存在点，使得与平面的值；若不存在，请说明理由.E()222210x ya ba b+=>>10,2A⎛⎫-⎪⎝⎭O P C2PO PA=C Q QC Q a1:20l x y++=2:3210l x y-+=Pl P310x y++=lC()1,01l P C()2222:10x yC a ba b+=>>⎛⎝C12l C M N M A B CAMBN SABCD AB CD∥3BADπ∠=224AB AD CD===P AB AC DP O ACD△AC ACD'△D O OP'⊥D AC'⊥ABCPD'Q CQ BCD'PQPD'18.（17分）已知直线，半径为2的圆与相切，圆心在轴上且在直线的右上方.（1）求圆的方程；（2）直线与圆交于不同的，两点，且，求直线的斜率；（3）过点的直线与圆交于，两点（在轴上方），问在轴正半轴上是否存在定点，使得轴平分？若存在，请求出点的坐标：若不存在，请说明理由.19.（17分）已知点，是平面内不同的两点，若点满足（，且），则点的轨迹是以有序点对为“稳点”的-阿波罗尼斯圆.若点满足，则点的轨迹是以为“稳点”的-卡西尼卵形线.已知在平面直角坐标系中，，.（1）若以为“稳点”的-阿波罗尼斯圆的方程为，求，，的值；（2）在（1）的条件下，若点在以为“稳点”的5-卡西尼卵形线上，求（为原点）的取值范围；（3）卡西尼卵形线是中心对称图形，且只有1个对称中心，若，，求证：不存在实数，，使得以—阿波罗尼斯圆与—卡西尼卵形线都关于同一个点对称.:40l x ++=C l C x l C 2y kx =-C M N 120MCN ︒∠=2y kx =-()0,1M C A B A x y N y ANB ∠N A B P PAPBλ=0λ>1λ≠P (),A B λQ ()0QA QB μμ⋅=>Q (),A B μ()2,0A -()(),2B a b a ≠-(),A B λ221240x y x +-+=a b λQ (),A B OQ O 0b =λ=a μ(),A B μ山东省实验中学2024～2025学年第一学期期中高二数学试题参考答案 2024.11选择题1234567891011ABCBDDCCBDBCDABD填空题12..13.，.解答题15.【答案】（1）（2）.【详解】（1）直线与直线平行，故设直线为，……1分联立方程组，解得.直线和的交点.……3分又直线过点，则，解得，即直线的方程为.……5分（2）设所求圆的标准方程为，的斜率为，故直线的斜率为1，由题意可得，……8分解得，……11分故所求圆的方程为.(()1,-∞-+∞ ,20,3⎛⎫-⎪⎝⎭a >340x y ++=221140333x y x y +++-=l 310x y ++=l 130x y C ++=203210x y x y ++=⎧⎨-+=⎩11x y =-⎧⎨=-⎩∴1:20l x y ++=2:3210l x y -+=()1,1P --l P 1130C --+=14C =l 340x y ++=()()222x a y b r -+-=1:20l x y ++=1-CP ()()()()2222221110111a b r a b r b a ⎧--+--=⎪⎪-+-=⎨⎪+⎪=+⎩216162518a b r ⎧=-⎪⎪⎪=-⎨⎪⎪=⎪⎩2211256618x y ⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭化为一般式：.……13分16.【答案】（1）（2）【详解】（1）由椭圆，解得，……2分由椭圆过点，得，联立解得，，……4分所以椭圆的方程为.……5分（2）由题意可设，点在第一象限，，……6分设，，点，到直线的距离分别为，，由，消可得，，，……8分10分，，直线的一般式方程：，，，，……12分14分当时，有最大值为……15分17.【答案】（1）证明见解析（2）存在，【详解】（1）证明：在梯形中，，22114333x y x y+++-=2214xy+=2222:1x yCa b+==2a b= C⎛⎝221314a b+=2a=1b=C2214xy+=1:2l y x m=+M11m∴-<<()11,M x y()22,N x y A B l1d2d221412xyy x m⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩y222220x mx m++-=122x x m∴+=-21222x x m=-MN∴===()2,0A()0,1B l220x y m-+=1d∴=2d=12d d∴+=()121122AMN BMNS S S MN d d∴=+=⋅+==△△m=S13ABCD AB CD∥，，为的中点，，，，……1分是正三角形，四边形为菱形，，，……3分，，又，，平面，平面，……5分平面，平面平面.……6分（2）存在，，理由如下：……8分平面，，，，两两互相垂直，如图，以点为坐标原点，，，所在直线为，，轴建立空间直角坐标系.则，，，，，，设平面的一个法向量为，则，即，令，则，，，……11分设，，，， (12)分设与平面所成角为，则，即，，解得，224AB AD CD ===3BAD π∠=P AB CD PB ∴∥CD PB =BC DP =ADP ∴△DPBC AC BC ∴⊥AC DP ⊥AC D O ⊥' D O OP '⊥AC OP O = AC OP ⊂ABC D O ∴'⊥ABC D O ⊂' D AC '∴D AC '⊥ABC 13PQ PD '=D O ⊥' BAC OP AC ⊥OA ∴OP OD 'O OA OP OD 'x y z ()C ()2,0B ()0,0,1D '()0,1,0P )2,1BD ∴'=- )CD '=CBD '(),,n x y z =00n BD n CD ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩'' 200y z z -+=+=⎪⎩1x =0y =z =(1,0,n ∴=()01PQ PD λλ'=≤≤)CP =()0,1,1PD =-'),CQ CP PQ CP PD λλλ∴=+=+=- CQ BCD 'θsin cos ,CQ n CQ n CQ n θ⋅====23720λλ-+=01λ≤≤ 13λ=线段上存在点，且，使得与平面……15分18.【答案】（1）（2）（3）【详解】（1）设圆心，则，……2分解得或（舍），故圆的方程为.……4分（2）由题意可知圆心到直线的距离为，……6分，解得.……8分（3）当直线的斜率存在时，设直线的方程为，，，，由得，……10分，……12分若轴平分，则，即，即，即，即，即，……14分当时，上式恒成立，即；……15分当直线的斜率不存在或斜率为0时，易知满足题意；综上，当点的坐标为时，轴平分.……17分19.【答案】（1），，（2）（3）证明见解析【详解】（1）因为以为“稳点”的—阿波罗尼斯圆的方程为，设是该圆上任意一点，则，……1分所以，……3分∴PD 'Q 13PQ PD '=CQ BCD '224x y +=k =()0,4N ()(),04C a a >-422a +=0a =8a =-C 224x y +=C 2y kx =-2sin 301︒=1=k =AB AB ()10y kx k =+≠()()0,0N t t >()11,A x y ()22,B x y 224,1x y y kx ⎧+=⎨=+⎩()221230k x kx ++-=12221k x x k -∴+=+12231x x k -=+y ANB ∠AN BN k k =-12120y t y t x x --+=1212110kx t kx tx x +-+-+=()()1212210kx x t x x +-+=()()22126011t k k k k -⨯--+=++40k kt -+=4t =()0,4N AB ()0,4N N ()0,4y ANB ∠2a =0b =λ=[]1,3(),A B λ221240x y x +-+=(),P x y 22124x y x +=-()()()()22222222222222244162212224PA x y x y x x x y ax by a b a x by a bx a y b PB+++++===+--++--+-+-+-因为为常数，所以，，且，……5分所以，，.……6分（2）解：由（1）知，，设，由，所以，……7分，整理得，即，所以，……9分，……10分由，得，即的取值范围是.……12分（3）证明：若，则以—阿波罗尼斯圆的方程为，整理得，该圆关于点对称.……15分由点，关于点对称及，可得—卡西尼卵形线关于点对称，令，解得，与矛盾，所以不存在实数，，使得以—阿波罗尼斯圆与—卡西尼卵形线都关于同一个点对称……17分22PA PB2λ2240a b -+=0b =2a ≠-2a =0b =λ==()2,0A -()2,0B (),Q x y 5QA QB ⋅=5=()222242516x y x ++=+2240y x =--≥42890x x --≤()()22190x x +-≤209x ≤≤OQ ==209x ≤≤13OQ ≤≤OQ []1,30b =(),A B ()()222222x y x a y ⎡⎤++=-+⎣⎦()22244240x y a x a +-++-=()22,0a +()2,0A -(),0B a 2,02a -⎛⎫⎪⎝⎭QA QB μ⋅=μ2,02a -⎛⎫⎪⎝⎭2222a a -+=2a =-2a ≠=-a μ(),A B μ。
2024-2025学年黑龙江省哈尔滨市高二上学期11月期中考试数学检测试题(含解析)
2024-2025学年黑龙江省哈尔滨市高二上学期11月期中考试数学检测试题一、单选题（本大题共10小题）1．直三棱柱中，若，则（ ）111ABC A B C -1,,CA a CB b CC c === 1A B =A ．B ．a b c+-r r ra b c-+r r r C ．D ．a b c -++ a b c-+- 2．已知点，，若直线的斜率为，则（ ）()1,0A (),B n m AB 21n m -=A ．B ．C ．D ．22-1212-3．已知，则（ ）()()1,5,1,3,2,5a b =-=-a b -= A ．B ．C ．D ．()4,3,6--()4,3,6--()4,3,6-()4,3,64．已知焦点在轴上的椭圆的焦距为6，则实数等于（ ）x 2213x y m +=mA ．B ．C ．12D ．3421412-5．已知正方体的棱长为1，则（ ）1111ABCD A B C D -A ．B ．C ．D ．11ACB D ⊥1AC BC⊥1B D BC⊥1B D AC^6．已知圆，圆，则这两圆的位置关系为（ 22:(2)(4)25E x y -+-=22:(2)(2)1F x y -+-=）A ．内含B ．相切C ．相交D ．外离7．设直线的方向向量为，平面的法向量为，若，则（ ）l a αb0a b ⋅= A ．B ．C ．D ．或//l αl α⊂l α⊥l α⊂//l α8．与平行，则（ ）1:10l ax y -+=2:2410l x y +-==aA ．B ．C ．D ．21212-2-9．经过点，斜率为的直线方程为（ ）(3,1)12A ．B ．210x y --=250x y +-=C ．D ．250x y --=270x y +-=10．已知，则该圆的圆心坐标和半径分别为（ ）221:202C x y x y ++-+=A ．，B ．，1,12⎛⎫- ⎪⎝⎭()1,2-C ．，D ．，1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭()1,2-二、多选题（本大题共2小题）11．下列结论错误的是（ ）A ．过点，的直线的倾斜角为()1,3A ()3,1B -30︒B ．若直线与直线平行，则2360x y -+=20ax y ++=23a =-C ．直线与直线之间的距离是240x y +-=2410x y ++=D ．已知，，点在轴上，则的最小值是5()2,3A ()1,1B -P x PA PB+12．以A （1，1），B (3，-5)两点的线段为直径的圆，则下列结论正确的是（）A ．圆心的坐标为（2，2）B ．圆心的坐标为（2，-2）C ．圆心的坐标为（-2，2）D ．圆的方程是()222)210x y ++-=（E ．圆的方程是22(2)(2)10x y -++=三、填空题（本大题共4小题）13．已知平面的法向量是，平面的法向量是，若，则的α()2,3,1-β()4,,2λ-//αβλ值是.14．直线与圆的位置关系是.34120x y ++=()()22119-++=x y 15．三条直线与相交于一点，则的值为.280,4310ax y x y +-=+=210x y -=a16．在空间直角坐标系中，直线的一个方向向量为，平面的一个法向l ()1,0,3m =-α量为，则直线与平面所成的角为.()2n =l α四、解答题（本大题共3小题）17．求满足下列条件的直线方程（要求把直线的方程化为一般式）：(1)已知，，，求的边上的中线所在的直线方程.(1,2)A (1,4)B -(5,2)C ABC V AB (2)直线经过点，倾斜角为直线的倾斜角的2倍，求的方程.l (2,1)B --12y x=l 18．如图，在棱长为2的正方体中，分别是的中点，G 在棱CD 上，且,E F 1,DD DB ，H 是的中点．建立适当的空间直角坐标系，解决下列问题：13CG CD=1C G(1)求证：；1EF B C ⊥(2)求异面直线EF 与所成角的余弦值.1C G 19．已知圆C 经过坐标原点O 和点（4，0），且圆心在x 轴上(1)求圆C 的方程；(2)已知直线l ：34110x y +-=与圆C 相交于A 、B 两点，求所得弦长的值．AB答案1．【正确答案】D【详解】.()11111A A B B a b B A B cCC C CB =+=-+=-+--+ 故选：D ．2．【正确答案】C【详解】若直线的斜率为，则，AB 221mn =-所以，211n m -=故选：C.3．【正确答案】C【详解】向量，则.()()1,5,1,3,2,5a b =-=- (4,3,6)a b -=- 故选：C4．【正确答案】C【详解】由题意知，，3,3m a b c >==又，所以，222a b c =+3912m =+=即实数的值为12.m 故选：C5．【正确答案】D 【详解】以为原点，为单位正交基底建立空间直角坐标系，D {}1,,DA DC DD 则，，，，，，()0,0,0D A (1,0,0)1(1,0,1)A ()1,1,0B ()11,1,1B ()0,1,0C 所以，，，．()11,1,1A C =-- ()11,1,1B D =--- ()1,0,0BC =- ()1,1,0AC =-因为，所以．111111,1,1,0AC B D AC BC BC B D AC B D ⋅=⋅==⋅=⋅ 1B D AC ^故选：D.6．【正确答案】A【详解】圆的圆心为，半径；22:(2)(4)25E x y -+-=E (2,4)15r =圆的圆心为，半径，22:(2)(2)1F x y -+-=F (2,2)11r =，故，所以两圆内含；2=12EF r r <-故选：A7．【正确答案】D【详解】∵直线的方向向量为，平面的法向量为且，即，l a αb0a b ⋅= a b ⊥ ∴或.l α⊂//l α故选：D8．【正确答案】B【详解】由与平行，得，所以.1:10l ax y -+=2:2410l x y +-=11241a -=≠-12a =-故选：B9．【正确答案】A【详解】经过点，斜率为的直线方程为，即.(3,1)1211(3)2y x -=-210x y --=故选：A.10．【正确答案】A【详解】的标准方程为，故所求分别为221:202C x y x y ++-+= ()2213124x y ⎛⎫++-= ⎪⎝⎭，1,12⎛⎫- ⎪⎝⎭故选：A.11．【正确答案】AC 【详解】对于A ，，即，故A 错误；131tan 312AB k α-===--30α≠︒对于B ，直线与直线平行，所以，解得，故B 2360x y -+=20ax y ++=123a =-23a =-正确；对于C ，直线与直线（即）之间的距离为240x y +-=2410x y ++=1202x y ++=C 错误；d 对于D ，已知，，点在轴上，如图()2,3A ()1,1B -P x取关于轴的对称点，连接交轴于点，此时()1,1B -x ()1,1B '--AB 'x P，5=所以的最小值是5，故D 正确；PA PB+故选：AC.12．【正确答案】BE 【详解】AB 的中点坐标为，则圆心的坐标为()2,2-()2,2-=r =所以圆的方程是22(2)(2)10x y -++=故选：BE13．【正确答案】6【详解】∵，∴的法向量与的法向量也互相平行.//αβαβ∴，∴.23142λ-==-6λ=故6.14．【正确答案】相交【详解】圆的圆心为，半径为，()()22119x y -++=()1,1-3因为圆心到直线，()1,1-34120x y ++=1135<所以直线与圆相交.34120x y ++=()()22119x y -++=故相交15．【正确答案】3【详解】由，即三条直线交于，431042102x y x x y y +==⎧⎧⇒⎨⎨-==-⎩⎩(4,2)-代入，有.280ax y +-=44803a a --=⇒=故316．【正确答案】π6【分析】应用向量夹角的坐标表示求线面角的正弦值，即可得其大小.【详解】设直线与平面所成的角为，l απ20θθ⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭则，所以.1sin cos ,2m n m n m n θ⋅====π6θ=故π617．【正确答案】(1)x +5y ﹣15＝0(2)4x ﹣3y +5＝0【详解】（1）因为，则的中点，(1,2),(1,4)A B -AB (0,3)D 因为的边上的中线过点，ABC V AB (5,2),(0,3)C D 所以的方程为，即，CD 233050y x --=--（）5150x y +-=故的边上的中线所在的直线方程为；ABC V AB 5150x y +-=（2）设直线的倾斜角为， 则，则所求直线的倾斜角为，12y x=απ0,4α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭2α因为，所以，1tan 2α=22tan 4tan 21tan 3ααα==-又直线经过点，故所求直线方程为，即4x ﹣3y+5＝0；(2,1)B --4123y x +=+（）18．【正确答案】(1)证明见解析【详解】（1）证明：如图，以D 为原点，以射线DA 、DC 、分别为x 轴、y 轴、1DD z 轴的正半轴，建立空间直角坐标系，D xyz -则，，，，，()0,0,0D E (0,0,1)()1,1,0F ()0,2,0C ()10,2,2C ，，()12,2,2B 40,,03G ⎛⎫ ⎪⎝⎭所以，，()1,1,1EF =- ()12,0,2B C =--所以，()()()()()11,1,12,0,21210120EF B C ⋅=-⋅--=⨯-+⨯+-⨯-=所以，故．1EF B C ⊥1EF B C ⊥（2）因为，所以120,,23C G ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭1C G =因为，EF =()12241,1,10,,22333EF C G ⎛⎫⋅=-⋅--=-+=⎪⎝⎭所以．1114cos ,3EF C G EF C G EF C G ⋅=====19．【正确答案】(1)()2224x y -+=(2)【分析】（1）求出圆心和半径，写出圆的方程；（2）求出圆心到直线距离，进而利用垂径定理求出弦长.(1)由题意可得，圆心为(2，0)，半径为2．则圆的方程为()2224x y -+=；(2)由（1）可知：圆C 半径为2r =，设圆心（2，0）到l 的距离为d ，则61115d -==，由垂径定理得：AB ==。
河北省张家口市2024-2025学年高二上学期11月期中考试数学试题含答案
2024－2025学年第一学期11月高二期中考试数学（答案在最后）考试说明：1．本试卷共150分.考试时间120分钟.2．请将各题答案填在答题卡上.一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有—项是符合题目要求的.1.三点()2,2A ，()5,1B ，(),4C m 在同一条直线上，则m 的值为（）A.2B.4C.2- D.4-【答案】D 【解析】【分析】根据两点斜率表达式得到方程，解出即可.【详解】显然5m ≠，则BC AB k k =，即4112552m --=--，解得4m =-.故选：D .2.若点()1,1P 在圆22222240x y mx my m m +-++-=的外部，则实数m 的取值范围是（）A.()2,+∞B.()1,+∞C.()()0,11,+∞ D.()()0,22,+∞U 【答案】C 【解析】【分析】根据圆的一般式结合点与圆的位置关系计算即可.【详解】根据题意有()()()2222222242401122240m m m m m m m m ⎧-+-->⎪⎨+-++->⎪⎩，即()2010m m >⎧⎪⎨->⎪⎩，解之得()()0,11,m ∈+∞ .故选：C3.如图，直线1l ，2l ，3l ，4l 的斜率分别为1k ，2k ，3k ，4k ，则（）A.1234k k k k <<<B.2134k k k k <<<C.1243k k k k <<<D.2143k k k k <<<【答案】D 【解析】【分析】由图可知直线12,l l 的倾斜角为钝角，斜率为负，直线34,l l 的倾斜角为锐角，斜率为正，以及根据倾斜角的大小判断斜率的大小可得答案.【详解】直线12,l l 的倾斜角为钝角，斜率为负，且直线1l 的倾斜角大于直线2l 的倾斜角，直线34,l l 的倾斜角为锐角，斜率为正，直线3l 的倾斜角大于直线4l 的倾斜角，所以21430k k k k <<<<．故选：D.4.已知动圆过点()1,0A -，并且在圆22:(1)16B x y -+=内部与其相切，则动圆圆心的轨迹方程为（）A.22132x y += B.221169x y += C.22143x y += D.22154x y +=【答案】C 【解析】【分析】设动圆圆心为(,)P x y ，半径为R 2222(1)(1)4x y x y +++-+=，再利用椭圆的定义，即可求解.【详解】设动圆圆心为(,)P x y ，半径为R因为圆22:(1)16B x y -+=的圆心为(1,0)B ，半径为4r=，由题有r R PB -=，又动圆过点()1,0A -，得22224(1)(1)x y x y -++=-+，2222(1)(1)4x y x y +++-+=，则(,)P x y 到两定点(1,0),(1,0)-的距离之和为4，由椭圆的定义可知，点(,)P x y 在以12(1,0),(1,0)F F -为焦点，长轴长为24a =的椭圆上，因为2,1a c ==，得到2413b =-=，所以动圆圆心的轨迹方程为22143x y+=，故选：C.5.已知圆221:20C x y x +-=，圆222:40C x y mx y n ++-+=，若圆2C 平分圆1C 的周长，则m n +=（）A.2B.－2C.1D.－1【答案】B 【解析】【分析】根据两圆的方程作差求出公共弦所在直线方程，再由题中条件，得到公共弦所在直线过点1(1,0)C ，由此列出方程求解，即可得出结果.【详解】由2220x y x +-=与2240x y mx y n ++-+=两式作差，可得两圆的相交弦所在的直线为(2)40m x y n +-+=，又圆1C 的标准方程为22(1)1x y -+=，记圆心为1(1,0)C ；因为圆2C 平分圆1C 的圆周，所以公共弦所在直线过点1(1,0)C ，因此20m n ++=，所以2m n +=-.故选：B .6.如图，四棱锥P ABCD -的底面ABCD 为矩形，且1AB =，PA ⊥平面ABCD ，且E 为PC 的中点，则AE CD ⋅= （）A.13B.12C.13-D.12-【答案】D 【解析】【分析】首先利用基底{},,AB AD AP 表示向量AE，然后再根据空间向量的数量积的运算法则进行求解即可【详解】已知点E 为PC 中点，则1111122222AE AP AC AP AB AD =+=++ ，因为PA ⊥平面ABCD ，CD ⊂平面ABCD ，所以PA CD ⊥，又四边形ABCD 为矩形，所以AD CD ⊥；因此111111222222AE CD AP AB AD CD AP CD AB CD AD CD ⎛⎫⋅=++⋅=⋅+⋅+⋅ ⎪⎝⎭()110111022=+⨯⨯⨯-+=-.故选：D7.已知点(),P x y 为直线0x y +=上的动点n =，则n 的最小值为（）A.5B.6C.D.【答案】C 【解析】【分析】根据两点之间距离最小，结合点关于直线的对称性即可利用两点间距离公式求解.【详解】n =+(,)P x y 到点(2,4)B -和点(2,1)A 的距离之和，令点(2,4)B -关于直线0x y +=的对称点为(,)B a b '，则41224022b a a b -⎧=⎪⎪+⎨-+⎪+=⎪⎩，解得42a b =-⎧⎨=⎩，即(4,2)B '-，因此||||||||||n PB PA PB PA AB ''=+=+≥=，当且仅当点P 为线段AB '与直线0x y +=的交点时取等号，所以n.故选：C8.阿波罗尼斯是古希腊著名数学家，与欧几里得、阿基米德被称为亚历山大时期数学三巨匠，他对圆锥曲线有深刻且系统的研究，主要研究成果集中在他的代表作《圆锥曲线》一书中，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A ，B 的距离之比为(0,1)λλλ>≠，那么点M 的轨迹就是阿波罗尼斯圆.如动点M 与两定点()()0,0,2,0O A 22时，则直线:1l x =-被动点M 所形成的轨迹截得的弦长为（）A.2 B.23C.25D.27【答案】D 【解析】【分析】设(,)M x y ，利用两点间距离公式代入2MA MO=化简得到点M 的轨迹，再联立轨迹与直线:1l x =-得弦长.【详解】设(,)M x y ，()()0,0,2,0O A ，则2222(2)2MA x y MOx y-+==+，整理得22440x x y +-+=，与直线:1l x =-联立得7y =±，所以所求弦长为27.故选：D二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分.9.关于空间向量，以下说法正确的是（）A.若两个不同平面α，β的法向量分别是,u v，且()1,1,2u =- ，()6,4,1v =- ，则αβ⊥B.若直线l 的方向向量为()0,4,0e = ，平面α的法向量为()3,0,2n =-，则直线//l αC.若对空间中任意一点O ，有23AP OA OB OC =+-，则P ，A ，B ，C 四点共面D.两个非零向量与任何一个向量都不能构成空间的一个基底，则这两个向量共线【答案】ACD 【解析】【分析】由面面垂直的向量表示可判断A ；由线面平行的向量表示可判断B ；根据向量共线定理，可判断C ；由空间向量基底的表示可判断D.【详解】对于A ，6420u v ⋅=--= ，所以u v ⊥，则αβ⊥，A 正确；对于B ，0e n ⋅= ，所以e n⊥，则直线//l α或者l α⊂，B 错误;对于C ，对空间中任意一点O ，有23AP OA OB OC =+-，即23OA OB O OA C OP =--+ ，则223OP OA OB OC =+-满足2231+-=，则P ，A ，B ，C 四点共面，可知C 正确；对于D ，两个非零向量与任何一个向量都不能构成空间的一个基底，则这两个向量共线，所以D 正确.故选：ACD.10.直线l 经过点()1,3，且在两坐标轴上的截距的绝对值相等，则直线l 的方程可能是（）A.30x y -=B.30x y += C.40x y +-= D.20x y -+=【答案】ACD 【解析】【分析】根据条件，分截距为0和不为0两种情况讨论，再利用点斜式和截距式，即可求解.【详解】当直线在两坐标轴上的截距均为0时，直线方程为3y x =，即30x y -=，当直线在两坐标轴上的截距不为0时，设直线方程为1(0,0)x ya b a b+=≠≠，由题有131a b a b ⎧+=⎪⎨⎪=⎩或131a b a b⎧+=⎪⎨⎪=-⎩，由131a b a b ⎧+=⎪⎨⎪=⎩，得到4a b ==，此时直线方程为144x y +=，即40x y +-=，由131a b a b ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩，得到2,2a b =-=，此时直线方程为122x y +=-，即20x y -+=，故选：ACD.11.下列结论正确的是（）A.已知0ab ≠，O 为坐标原点，点(),P a b 是圆222x y r +=外一点，直线m 的方程是2(0)ax by r r +=>，则m 与圆相交B.直线:230l kx y k +--=与圆22:(1)9C x y +-=恒相交C.若直线:230l kx y k +--=平分圆22:(1)9C x y +-=的周长，则1k =-D.若圆222:(4)(4)(1)M x y r r -+-=>上恰有两点到点()1,0N 的距离为1，则r 的取值范围是()3,6【答案】ABC 【解析】【分析】利用点到直线距离公式计算判断A ；求出直线所过定点判断B ；求出圆心坐标计算判断C ；利用相交两圆求出范围判断D.【详解】对于A ，由点(),P a b 在圆222x y r +=外，得222a b r +>，圆心(0,0)到直线m的距离2r d r r =<=，m 与圆相交，A 正确；对于B ，直线:(2)30l k x y -+-=恒过定点(2,3)，而222(31)89+-=<，即点(2,3)在圆C 内，因此直线:230l kx y k +--=与圆22:(1)9C x y +-=恒相交，B 正确；对于C ，圆22:(1)9C x y +-=的圆心为(0,1)，依题意，点(0,1)在直线:230l kx y k +--=上，则1230k --=，解得1k =-，C 正确；对于D ，依题意，以()1,0N 为圆心，1为半径的圆与圆M 相交，而圆M 的圆心为()4,4，半径为r ，则11r MN r -<<+，又5MN ==，151r r -<<+，解得46r <<，D 错误.故选：ABC三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12.平面内，已知两点()13,0F -，()23,0F 及动点M ，若直线1MF ，2MF 的斜率之积是3-，则点M 的轨迹方程为______．【答案】221(3)927x y x +=≠±【解析】【分析】设动点(,)M x y ，斜率用坐标表示，由斜率之积为3-可得出,x y 之间的关系式，进而得M 的轨迹方程.【详解】设动点M 的坐标为(,)x y ，又()13,0F -，()23,0F ，所以1MF 的斜率1(3)3MF y k x x =≠-+，2MF 的斜率2(3)3MF y k x x =≠-，由题意可得3(3)33y y x x x ⨯=-≠±+-，化简，得点M 的轨迹方程为221(3)927x y x +=≠±.故答案为：221(3)927x y x +=≠±13.已知圆22:(1)(3)8M x y -++=与圆22:(3)(1)8N x y ++-=，则圆M 和圆N 的一条公切线的方程为_______.【答案】0x y -=；20x y +-=；60x y ++=（三个任意一个都算正确）【解析】【分析】先判断两个圆的位置关系，再判断公切线的条数，然后求公切线即可.【详解】由题可知：()()1,3,3,1M N --所以MN ==两个圆的半径和为+=所以两个圆外切，所以有三条公切线,设公切线为y kx b =+由圆心到切线的距离等于半径得==解得10k b =⎧⎨=⎩或12k b =-⎧⎨=⎩或16k b =-⎧⎨=-⎩所以切线方程为y x =，2y x =-+或6y x =--故答案为：0x y -=；20x y +-=；60x y ++=14.在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -中，点P 满足1AP AA AB λ=+，点Q 满足1AQ AA AB AD μ=++，其中[]0,2λ∈，[]0,2μ∈当μ=________时，DP BQ ⊥．【解析】【分析】将点P 和点Q 满足的向量式转化，分析得出P ,Q 的位置，然后利用线面垂直的判定以及性质即可求得答案.【详解】111AP AA AB AP AA AB A P AB λλλ=+⇔-=⇔=，又[]0,2λ∈，所以点P 在射线11A B 上；11111AQ AA AB AD AQ AA AC AQ AC AA CQ AA μμμμ=++⇔=+⇔-=⇔=，又[]0,2μ∈，所以点Q 在射线1CC 上；因为当λ变化时，DP ⊂平面11A B CD ，故只需考虑过B 且与平面11A B CD 垂直的线，因为正方体有11A B ⊥平面11BB C C ，而1BC ⊂平面11BB C C ，所以111,A B BC ⊥又11,BC B C ⊥，1111111,,A B B C B A B B C =⊂ 平面11A B CD ，所以1⊥BC 平面11A B CD ，DP ⊂平面11A B CD ，所以1BC DP ⊥，所以当点Q 在1C 上时DP BQ ⊥，即1μ=时DP BQ ⊥，故答案为：1.四、解答题：本题共5小题，共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.已知ABC V 的顶点()3,2A -，若AB 边上的中线CM 所在直线方程为10x y -+=，AC 边上的高线BN 所在直线方程为530x y +-=．（1）求顶点B 的坐标；（2）求直线BC 的方程．【答案】（1）()1,2-（2）570x y --=【分析】（1）设()00,B x y ，则0032,22x y M -+⎛⎫ ⎪⎝⎭，根据已知列出方程组，求解即可得出答案；（2）根据已知求出直线AC 的方程，进而联立方程得出C 的坐标，代入两点式方程化简即可得出答案.【小问1详解】设()00,B x y ，则0032,22x y M -+⎛⎫⎪⎝⎭，由已知可得0000530321022x y x y +-=⎧⎪⎨-+-+=⎪⎩，解得0012x y =⎧⎨=-⎩，所以点B 的坐标为()1,2-.【小问2详解】由已知可设直线AC 的方程为50x y m -+=，又点A 在直线上，所以有3100m --+=，解得13m =，所以，直线AC 的方程为5130x y -+=.联立直线AC 与CM 的方程513010x y x y -+=⎧⎨-+=⎩可得，C 点坐标为2,3.将,B C 坐标代入两点式方程有213221y x +-=+-，整理可得，570x y --=.16.已知()4,2P -，()1,3Q -，(0,T 在圆C 上．（1）求圆C 的标准方程；（2）若直线//l PQ ，且l 与圆C 交于点A 、B ，O 为坐标原点，90AOB ∠=︒，求直线l 的方程．【答案】（1）22(1)13x y -+=（2）30x y ++=或40x y +-=【解析】【分析】（1）先设圆C 的标准方程为222()()x a y b r -+-=，根据条件建立方程组，求出,,a b r ，即可求解；（2）根据条件设直线方程为0x y m ++=，联立直线与圆的方程得222(22)120x m x m +-+-=，由韦达定理得21212121,2m x x m x x -+=-=，进而可求得2122122m m y y +-=，结合条件12120x x y y +=，即可求解.【小问1详解】设圆C 的标准方程为222()()x a y b r -+-=，因为()4,2P -，()1,3Q -，(0,T 在圆C 上，所以222(4)(2)a b r -+--=①，222(1)(3)a b r --+-=②，222())a b r -+=③，由①②③解得1,0,a b r ===，所以圆C 的标准方程22(1)13x y -+=.【小问2详解】因为3(2)114PQ k --==---，又直线//l PQ ，不妨设l 为0x y m ++=，由()220113x y m x y ++=⎧⎪⎨-+=⎪⎩，消y 得222(22)120x m x m +-+-=，则22(22)8(12)0m m ∆=--->，即22250m m --+>，设1122()A x y B x y ,,(,)，则21212121,2m x x m x x -+=-=，所以222221212121212212()()()22m m m y y m x m x m m x x x x m m m -+-=----=+++=+-+=，又90AOB ∠=︒，则OA OB ⊥ ，又1122(,),(,)OA x y OB x y == ，所以12120x x y y +=，得到2221212022m m m --+=+，即2120m m +-=，解得3m =或4m =-（均满足0∆>），所以直线l 的方程为30x y ++=或40x y +-=.17.已知椭圆22:184x y C +=的左，右焦点分别为1F ，2F ，P 为椭圆C 上一点．（1）当P 为椭圆C 的上顶点时，求12F PF ∠的大小；（2）直线()2y k x =-与椭圆C 交于A ，B ，若1627AB =，求k 的值．【答案】（1）π2（2）3【解析】【分析】（1）根据条件得21(2,0),(2,0),(0,2)F P F -，从而可得2221212F F PF PF =+，即可求解；（2）联立直线与椭圆方程，消y 得2222()128880k x k x k +-+-=，再利用弦长公式，即可求解.【小问1详解】因为椭圆方程为22184x y +=，则22,2a b ==，842c =-=，所以21(2,0),(2,0),(0,2)F P F -，又121224,2F F c PF PF ====2221212F F PF PF =+，所以12π2F PF ∠=.【小问2详解】设1122()A x y B x y ,,(,)，由()221842x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩，消y 得2222()128880k x k x k +-+-=，则42226432(12)(1)32(1)0k k k k ∆=-+-=+>，由韦达定理知22121222888,1212-+==++k k x x x x k k ，由求根公式可得221232(1)12k x x k +-=则22221232(1)16211127k AB k x k k +=+-=+=，化简得到23k =，解得3k =.18.如图所示，四棱锥P ABCD -的底面ABCD 是矩形，PB ⊥底面ABCD ，3AB BC BP ===，2AE ED =.（1）在PC 上找一点F ，使得//EF 平面ABP ；（2）在（1）的条件下，求平面ADF 与平面ABCD 夹角的余弦值.【答案】（1）F 为PC 的三等分点，且2PF FC=（2【解析】【分析】（1）当F 为PC 的三等分点，且2PF FC =，在CB 上取点H ，且13CH CB =，利用几何关系可得//FH PB ，//EH BA ，从而可得面//HEF 面ABP ，再利用面面平行的性质即可说明结果成立；（2）建立空间直角坐标系，求出平面ADF 与平面ABCD 的法向量，再利用面面角的向量法，即可求角.【小问1详解】当F 为PC 的三等分点，且2PF FC =时，//EF 平面ABP ，理由如下，在CB 上取点H ，使13CH CB =，连接,FH EH ，因为13CF CHCP CB ==，所以//FH PB ，又FH ⊄平面ABP ，PB ⊂平面ABP ，所以//FH 平面ABP ，又因为2AE ED =，即13DE DA =，所以//EH BA ，又EH ⊄平面ABP ，AB ⊂平面ABP ，所以//EH 平面ABP ，又,,EH HF H EH HF ⋂=⊂面HEF ，所以面//HEF 面ABP ，又EF ⊂面HEF ，所以//EF 平面ABP .【小问2详解】因为PB ⊥底面ABCD ，底面ABCD 是矩形，建立如图所示的空间直角坐标系，又3AB BC BP ===，则(0,3,0),(3,3,0),(2,0,1)A D F ，所以(3,0,0)AD = ，(2,3,1)AF =-，设平面ADF 的一个法向量为(,,)n x y z =，则30230n AD x n AF x y z ⎧⋅==⎪⎨⋅=-+=⎪⎩ ，取0,1,3x y z ===，所以(0,1,3)n = ，易知平面ABCD 的一个法向量为(0,0,1)m = ，设平面ADF 与平面ABCD 的夹角为θ，则cos cos ,10n m n m n m θ⋅====⋅ ，所以平面ADF 与平面ABCD夹角的余弦值为10.19.已知椭圆C 的中心在原点，焦点在x 轴上，离心率为12，短轴长为（1）求椭圆C 的标准方程；（2）已知点1A ，2A 分别为椭圆的左、右顶点，P 为椭圆C 上异于1A ，2A 的动点，()3,0N -，直线PN 与曲线C 的另一个公共点为Q ，直线1A P 与2A Q 交于点M ，求证：当点P 变化时，点M 恒在一条定直线上．【答案】（1）22143x y +=；（2）证明见解析.【解析】【分析】（1）根据给定条件，求出椭圆知半轴长，结合离心率求出长半轴长即可.（2）设直线PQ 的方程为：3x my =-，()()1122,,,P x y Q x y ，联立直线与椭圆，再表示出直线又直线1A P 与2A Q 的方程，联立求出交点，即可计算推理得证.【小问1详解】设椭圆C 的标准方程为22221(0)x y a b a b+=>>，由短轴长为b =，由离心率为12，得12a ==，解得2a =，所以椭圆C 的标准方程为22143x y +=.【小问2详解】设直线PQ 的方程为：3x my =-，()()1122,,,P x y Q x y ，而12(2,0),(2,0)A A -，由223143x my x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩消去x 得：22(34)18150m y my +-+=，22232460(34)48(35)0m m m ∆=-+=->，则1212221815,3434m y y y y m m +==++，121252()3my y y y =+，又直线1PA 的方程为：11(2)2y y x x =++，即11(2)1y y x my =+-，又直线2QA 的方程为：22(2)2y y x x =--，即22(2)5y y x my =--，由1122(2)1(2)5y y x my y y x my ⎧=+⎪-⎪⎨⎪=-⎪-⎩，得2121122121212121042()(5)2(25)43335553y y y y my y y y x y y y y y y ----====--+-+-+，所以当点P 运动时，点M 恒在定直线43x =-上.。
山东省烟台市2024-2025学年高二上学期11月期中考试数学试题(含答案)
2024∼2025学年度第一学期期中学业水平诊断高二数学注意事项：1、本试题满分150分，考试时间为120分钟，2、答卷前，务必将姓名和准考证号填涂在答题卡上，3．使用答题纸时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写，要字迹工整，笔迹清晰．超出答题区书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效．一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求．1．在空间直角坐标系中，点关于面对称的点的坐标为（ ）A ．B ．C ．D ．2．已知直线和直线平行，则实数m 的值为（ ）A ．0B ．C ．1D ．或13．在三棱锥中，点M 在线段上，且，N 为中点，设，，，则（ ）A ．B ．C ．D ．4．已知直线的一个方向向量为且过点，则的方程为（ ）A ．B ．C ．D ．5．正四棱柱中，，E ，F ，G 分别是，，的中点，则直线与所成角的余弦值为（ ）ABCD6．过点的直线与曲线）A ．B ．C ．D ．7．在平行六面体中，底面是正方形，，，，M 是棱的中点，与平面交于点H ，则线段的长度为（ ）O xyz -()2,3,1P -xOy ()2,3,1--()2,3,1--()2,3,1---()2,3,1--210x my m ++-=10mx y ++=1-1-A BCD -AB 2AM MB = CD AB a = AC b =AD c = MN =111322a b c-- 111322a b c -++ 211322a b c--211322a b c-++()3,2-()2,12310x y ++=2370x y +-=3280x y +-=3240x y ++=1111ABCD A B C D -12AA AB =1CC BD 11A B 1C G EF ()1,2--y =22,3⎡⎤-⎢⎥⎣⎦[)22,00,3⎛⎤- ⎥⎝⎦422,0,33⎡⎫⎛⎤--⎪ ⎢⎥⎣⎭⎝⎦322,0,43⎡⎫⎛⎤--⎪ ⎢⎥⎣⎭⎝⎦ABCD A B C D '-'''ABCD 60A AB A AD ''∠=∠=︒2AB =4AA '=A B ''A C 'AMD 'A H 'ABCD8．过直线上一点P 作圆的切线，，切点为A ，B ，当最小时，直线的方程为（ ）A ．B ．C ．D ．二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。
重庆市学校2024-2025学年高二上学期期中考试数学试题含答案
2024-2025学年度上期期中考试高二数学试题（答案在最后）（满分：150分；考试时间：120分钟）注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号、准考证号填写在答题卡上.2.答选择题时，必须使用2B 铅笔填涂；答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色签字笔书写；必须在题号对应的答题区域内作答，超出答题区域书写无效；保持答卷清洁、完整.3.考试结束后，将答题卡交回（试题卷自行保管，以备评讲）.一、单选题：本大题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.在复平面内，复数z 对应的点的坐标是(，则z 的共轭复数z =（）A.1+B.1-C.1-D.1-【答案】B 【解析】【分析】根据复数的几何意义得到1z =+，再利用共轭复数的定义，即可求解.【详解】因为复数z 对应的点的坐标是(，得到1z =+，所以1z =，故选：B.2.已知直线1:10l ax y ++=与()2:130l a x ay ++-=，则“2a =-”是“12l l ⊥”的（）条件.A.充分不必要B.必要不充分C.充要D.既不充分也不必要【答案】A 【解析】【分析】利用两直线垂直的充要条件得到220a a +=，从而得到2a =-或0a =，再利用充分条件与必要条件的判断方法，即可求解.【详解】当直线1:10l ax y ++=与()2:130l a x ay ++-=垂直时，(1)0a a a ++=，即220a a +=，解得2a =-或0a =，所以2a =-可以推出12l l ⊥，但12l l ⊥推不出2a =-，即“2a =-”是“12l l ⊥”的充分不必要条件，故选：A.3.下列函数中，在区间(0,)+∞上单调递增的是（）A.()ln f x x =- B.1()2xf x =C.1()f x x=- D.|1|()3x f x -=【答案】C 【解析】【分析】利用基本初等函数的单调性，结合复合函数的单调性判断ABC ，举反例排除D 即可.【详解】对于A ，因为ln y x =在()0,∞+上单调递增，y x =-在()0,∞+上单调递减，所以()ln f x x =-在()0,∞+上单调递减，故A 错误；对于B ，因为2x y =在()0,∞+上单调递增，1y x=在()0,∞+上单调递减，所以()12x f x =在()0,∞+上单调递减，故B 错误；对于C ，因为1y x=在()0,∞+上单调递减，y x =-在()0,∞+上单调递减，所以()1f x x=-在()0,∞+上单调递增，故C 正确；对于D ，因为111221332f -⎛⎫=== ⎪⎝⎭()()112101331,233f f --=====，显然()13x f x -=在()0,∞+上不单调，D 错误.故选：C.4.国家射击运动员甲在某次训练中的5次射击成绩（单位：环）为9,6,,4,8m ，其中m 为整数，若这5次射击成绩的第40百分位数为6，则m =（）A.4B.6C.8D.9【答案】B 【解析】【分析】根据条件，利用百分位数的求法，即可求解.【详解】将5次射击成绩除m 外，从小排到大为4,6,8,9，因为50.42i np ==⨯=，所以第40百分位数是：从小排到大后的第二个数与第三个数的平均数，又这5次射击成绩的第40百分位数为6，所以6m =，故答案为：B.5.已知直线1y kx =+与圆224x y +=交于点M ，N ，当k 变化时，则MN 的最小值为（）A.1B.2C.D.【答案】D 【解析】【分析】根据条件得直线过定点，且定点在圆内，先求得圆心到直线距离d ，即可表示出弦长，从而知d 最大时，弦长最短，再利用几何关系，即可求解.【详解】易知直线1y kx =+过定点(0,1)P ，又1014+=<，所以点(0,1)在224x y +=内，又易知圆心为(0,0)O ，半径为2r =，设圆心(0,0)O 到直线的距离为d ，则MN ==，当d 最大时，M 最小，此时直线1y kx =+与直线OP 垂直，即1d OP ==，所以M 的最小值为MN ==故选：D.6.如图，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 是边长为4的正方形，4PA PB ==，PC PD ==该棱锥的高为（）.A.1B.2C.D.【答案】D 【解析】【分析】取点作辅助线，根据题意分析可知平面PEF ⊥平面ABCD ，可知⊥PO 平面ABCD ，利用等体积法求点到面的距离.【详解】如图，底面ABCD 为正方形，当相邻的棱长相等时，不妨设4,PA PB AB PC PD =====，分别取,AB CD 的中点,E F ，连接,,PE PF EF ，则,PE AB EF AB ⊥⊥，且PE EF E ⋂=，,PE EF ⊂平面PEF ，可知AB ⊥平面PEF ，且AB ⊂平面ABCD ，所以平面PEF ⊥平面ABCD ，过P 作EF 的垂线，垂足为O ，即PO EF ⊥，由平面PEF 平面ABCD EF =，PO ⊂平面PEF ，所以⊥PO 平面ABCD ，由题意可得：2,4PE PF EF ===，则222PE PF EF +=，即PE PF ⊥，则1122PE PF PO EF ⋅=⋅，可得PE PF PO EF⋅==，当相对的棱长相等时，不妨设4PA PC ==，PB PD ==，因为BD PB PD ==+，此时不能形成三角形PBD ，与题意不符，这样情况不存在.故选：D.7.直线()()21250x y λλλ+--=∈R 的倾斜角范围为（）A.3,44ππ⎡⎤⎢⎣⎦ B.,42ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦C. D.30,,44πππ⎡⎤⎡⎫⋃⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭【答案】A 【解析】【分析】先对λ进行讨论，当0λ=时得到直线倾斜角为2π，当0λ≠时，由直线方程得到斜率，再由斜率可得倾斜角的范围.【详解】当0λ=时，直线为：5x =，故直线的倾斜角为：2π；当0λ≠时，直线为：21522y x λλλ+=-，设直线的倾斜角为θ，即211tan 222λλθλλ+==+，当0λ>时，1tan 122λθλ=+≥=，当且仅当“122λλ=”，即1λ=时取等号；即,42ππθ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭，当0λ<时，11tan 12222λλθλλ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=+=--+-≤=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦，当且仅当“122λλ-=-”，即1λ=-时取等号；即3,24ππθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦，综上所述：3,44ππθ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦.故选：A8.根据气象学上的标准，连续5天的日平均气温低于10℃即为入冬，将连续5天的日平均温度的记录数据（记录数据都是自然数）作为一组样本，现有4组样本①、②、③、④，依次计算得到结果如下：①平均数4x <；②平均数4x <且极差小于或等于3；③平均数4x <且标准差4s ≤；④众数等于5且极差小于或等于4．则4组样本中一定符合入冬指标的共有（）A.1组B.2组C.3组D.4组【答案】B 【解析】【分析】举反例否定①；反证法证明②符合要求；举反例否定③；直接法证明④符合要求.【详解】①举反例：0，0，0，4，11，其平均数34x =<．但不符合入冬指标；②假设有数据大于或等于10，由极差小于或等于3可知，则此组数据中的最小值为1037-=，此时数据的平均数必然大于7，与4x <矛盾，故假设错误.则此组数据全部小于10.符合入冬指标；③举反例：1，1，1，1，11，平均数34x =<，且标准差4s =.但不符合入冬指标；④在众数等于5且极差小于等于4时，则最大数不超过9.符合入冬指标.故选：B ．二、多项选择题：本大题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，部分选对得部分分，有选错的得0分.9.连续抛掷一枚质地均匀的骰子两次.记事件A 为两次数字之和为7，事件B 为第一次数字小于等于3，事件C 为两次数字之积为奇数，则（）A.()14P C =B.A 与B 相互独立C.A 与C 为对立事件D.B 与C 相互独立【答案】AB 【解析】【分析】先求出总的样本空间数，再用列举法求出事件,,A B C ，选项A ，利用古典概率公式，即可求解；选项B 和D ，利用相互独立的判断方法，即可求解；选项C ，利用互斥事件和对立事件的定义，即可求解.【详解】用(,)x y 中的,x y 分别表示第一次、第二次掷一枚质地均匀的骰子的点数，易知，总的样本空间数为6636⨯=，事件A 包含的基本事件为：(1,6),(6,1),(2,5),(5,2),(3,4),(4,3)，共6个，事件B 包含的基本事件为：(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6)，(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6)，(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6)，共18个，事件C 包含的基本事件为：(1,1),(1,3),(1,5),(3,1),(3,3),(3,5),(5,1),(5,3),(5,5)，共9个对于选项A ，由古典概率公式得()91364P C ==，故选项A 正确，对于选项B ，由古典概率公式得61()366P A ==，181()362P B ==，31()3612P AB ==，因为()()()P AB P A P B =，所以A 与B 相互独立，故选项B 正确，对于选项C ，易知A 与C 互斥但不对立，所以选项C 错误，对于选项D ，由古典概率公式得61()366P BC ==，又111()()428P B P C =⨯=，所以()()()P BC P B P C ≠，即B 与C 不相互独立，故选项D 错误，故选：AB.10.已知点(),P x y 是圆:M ()()22424x y -+-=上任意一点，直线l ：2y x =-+分别与x 轴、y 轴相交于点,A B ，则（）A.直线l 与圆M 相离B.PBA △面积的最小值为4+C.y x 的最大值为43D.PBA ∠的最小值为15︒【答案】ACD 【解析】【分析】对于A ，由圆心到直线距离与半径大小即可判断，对于B ，确定圆心到直线的距离，即可求解，对于C ，设yk x=，通过直线与圆恒有交点即可，对于D ，由BP 与圆相切即可求解.【详解】对于A ，由()()22424x y -+-=，得圆心()4,2,2r =，圆心到2y x =-+2=>，直线与圆相离，A 正确；对于B ，易知()()2,0,0,2A B，AB =，由A知，圆心到直线距离为，故圆上点到直线距离的最小值为2-，所以PBA △面积最小值为)242-=-B 错误；对于C ，令yk x=，得y kx =，因为(),x y 为圆上的点，所以y kx =与圆()()22424x y -+-=有交点，2≤，解得403k ≤≤，C 正确；对于D ，结合图象可知当BP 与圆这种相切时，PBA ∠最小，设BP 斜率为()0k k <，直线方程为：2y kx =+2421k k=+，解得33k =-，即BP 的倾斜角为150︒，所以60PBO ︒∠=，易知45ABO ︒∠=，所以15PBA ︒∠=，D 正确.故选：ACD11.如图，在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -中，E ，F 分别为棱11,BB CC 的中点，G 是棱11B C 上的一个动点，则下列说法正确的是（）A.平面AEF 截正方体1111ABCD A B C D -所得截面为六边形B.点G 到平面AEF 的距离为定值C.若11111=++AG xA A y A E z A D uuu r uuu r uuu r uuuu r ，且1x y z ++=，则G 为棱11B C 的中点D.直线AG 与平面AEF 所成角的正弦值的取值范围为1510,1510⎣⎦【答案】BCD 【解析】【分析】利用平行线的传递性与平行线共面判断A ，利用线面平行的判定定理判断B ，利用空间向量推得1,,,A E D G 四点共面，结合面面平行的性质定理判断C ，建立空间直角坐标系，利用空间向量法求得线面角的取值范围判断D ，从而得解.【详解】对于A ，连接DF ，在正方体1111ABCD A B C D -中，E ，F 分别为棱11,BB CC 的中点，所以//,EF BC EF BC =，//,AD BC AD BC =，所以//,EF AD EF AD =，则平面AEF 与平面AEFD 为同一平面，所以平面AEF 截正方体1111ABCD A B C D -所得截面为平面AEFD ，为四边形，故A 错误；对于B ，在正方体1111ABCD A B C D -中，E ，F 分别为棱11,BB CC 的中点，所以11//B C EF ，又EF ⊂平面AEF ，11B C ⊄平面AEF ，所以11//B C 平面AEF ，又点G 是棱11B C 上的一个动点，所以点G 到平面AEF 的距离为定值，故B 正确；对于C ，连接111,,,AD D G GE BC ，因为11111=++AG xA A y A E z A D uuu r uuu r uuu r uuuu r ，且1x y z ++=，所以1,,,A E D G 四点共面，因为在正方体1111ABCD A B C D -中，平面11//ADD A 平面11BCC B ，又平面11ADD A ⋂平面11AEGD AD =，平面11BCC B 平面1AEGD GE =，所以1//AD GE ，在正方体1111ABCD A B C D -中，1111//,AB C D AB C D =，所以四边形11ABC D 是平行四边形，则11//AD BC ，则1//GE BC ，因为E 为棱1BB 的中点，所以G 为棱11B C 的中点，故C 正确；对于D ，以D 为原点，建立空间直角坐标系，如图，设()102C G x x =≤≤，则()()()()2,0,0,2,2,1,0,2,1,,2,2A E F G x ，所以()()()0,2,1,2,0,0,2,2,2AE EF AG x ==-=-，设平面AEF 的法向量为 =s s ，则2020AE n b c EF n a ⎧⋅=+=⎪⎨⋅=-=⎪⎩，令1b =，则0,2a c ==-，故()0,1,2n =-，设直线AG 与平面AEF 所成角为π02θθ⎛⎫≤≤⎪⎝⎭，则sin cos ,AG n AG n AG nθ⋅=〈〉==，因为02x ≤≤，所以()2024x ≤-≤，则≤≤所以1510=≤≤=，所以直线AG与平面AEF 所成角的正弦值的取值范围为,1510⎣⎦，故D 正确.故选：BCD.三、填空题：本大题共3小题，每小题5分，共15分.12.已知圆221:1C x y +=与圆()()()222:1160C x a y a -+-=>有3条公切线，则实数a 的取值是_____.【答案】【解析】【分析】根据条件得到圆1C 与圆2C 外切，再利用圆与圆的位置关系，即可求解.【详解】因为圆221:1C x y +=与圆()()()222:1160C x a y a -+-=>有3条公切线，所以圆1C 与圆2C 外切，又圆221:1C x y +=的圆心为1(0,0)C ，半径为11r =，()()()222:1160C x a y a -+-=>的圆心为2(,1)C a ，半径为24r =，145=+=，得到224a =，又0a >，所以a =，故答案为：13.已知点()(),0110,N i i A x i i ≤≤∈与点()(),10110,N i i B y i i ≤≤∈关于点()2,5对称.若1x ，2x ，⋯，10x 的平均数为5，方差为3.则1y ，2y ，⋯，10y 这组数的平均数为_____，方差为_____.【答案】①.1-②.3【解析】【分析】根据条件得到()1,N 410i i y i i x ≤=-≤∈，再结合平均数、方差计算公式，即可求解.【详解】因为点()(),0110,N i i A x i i ≤≤∈与点()(),10110,N i i B y i i ≤≤∈关于点()2,5对称，则()N 4110,i i x i y i ≤+=≤∈，得到()1,N 410i i y i i x ≤=-≤∈，因为1x ，2x ，⋯，10x 的平均数为5，方差为3，则1y ，2y ，⋯，10y 这组数的平均数为451-=-，方差为2(1)33-⨯=，故答案为：1-；3.14.已知圆221x y +=上任意一点(),P x y ，23239x y a x y -++--的取值与P 的位置无关，则a 的取值范围是_____.【答案】a ≥【解析】【分析】由题意可知直线1:2390l x y --=，直线2:230l x y a -+=位于圆的两侧，且与圆均不相交，从而可列出不等式得出a 的范围．【详解】设直线1:2390l x y --=，直线2:230l x y a -+=，则s 到直线1l 的距离为1d =，s 到直线2l 的距离为2d =因为23239x y a x y -++--的取值与P 的位置无关，所以12d d +为常数，所以圆221x y +=在平行线12,l l 之间，又直线1l 在圆下方，所以直线2l 在圆上方，1≥，得到a ≥a ≤，故答案为：13a ≥四、解答题：本大题共5小题，共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.某高校承办了成都世乒赛志愿者选拔的面试工作.现随机抽取了100名候选者的面试成绩，并分成五组：第一组[45,55)，第二组[55,65)，第三组[65,75)，第四组[75,85)，第五组[85,95]，绘制成如图所示的频率分布直方图.已知第三､四､五组的频率之和为0.7，第一组和第五组的频率相同.（1）求,a b 的值；（2）估计这100名候选者面试成绩的众数､平均数和60%分位数（分位数精确到0.1）；（3）在第四､第五两组志愿者中，采用分层抽样的方法从中抽取5人，然后再从这5人中选出2人，以确定组长人选，求选出的两人来自不同组的概率.【答案】（1）0.005a =，0.025b =（2）众数为70，平均数为69.5，60%分位数为71.7（3）25【解析】【分析】（1）由第三､四､五组的频率之和为0.7，所有组频率之和为1，列方程求,a b 的值；（2）由频率分布直方图中众数､平均数和百分位数的定义公式计算；（3）根据分层抽样确定的人数，解决古典概型概率问题.【小问1详解】因为第三､四､五组的频率之和为0.7，所以()0.0450.020100.7a ++⨯=，解得0.005a =，所以前两组的频率之和为10.70.3-=，即()100.3a b +⨯=，所以0.025b =.【小问2详解】众数为70,平均数为500.05600.25700.45800.2900.0569.5⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=，前两个分组频率之和为0.3，前三个分组频率之和为0.75，所以60%分位数在第三组，且为0.60.3651071.70.45-+⨯≈.【小问3详解】第四､第五两组志愿者分别有20人，5人，采用分层抽样的方法从中抽取5人，则第四组抽4人，记为a b c d ,,,，第五组抽1人，记为A ，则从这5人中选出2人，有()()()()()()()()()(),,,,,,,,,,,,,,,,,,,a b a c a d a A b c b d b A c d c A d A 共10种结果，两人来自不同组有()()()(),,,,,,,a A b A c A d A 共4种结果，所以两人来自不同组的概率为42105P ==.16.已知ABC V 的三个顶点分别是()5,1A ，()7,3B -，()9,5C -.（1）求AB 边上的高所在的直线方程；（2）求AB 边上的中线所在的直线方程；（3）求ABC ∠角平分线所在的直线方程.【答案】（1）2190x y -+=（2）2570x y +-=（3）40x y +-=【解析】【分析】（1）利用斜率坐标公式及垂直关系求出高所在直线的斜率，再利用直线的点斜式方程求解即得；（2）求出中点坐标及中线所在直线的斜率，再利用直线的点斜式方程求解即得；（3）先求出直线,BA BC 的单位向量，结合角平分线求出ABC ∠角平分线所在的直线的方向向量，结合方向向量和直线斜率的关系即可求出斜率，再根据点斜式即可求解.【小问1详解】直线AB 的斜率1(3)257AB k --==--，则AB 边上的高所在的直线斜率为12，直线又过()9,5C -，所以A 边上的高所在的直线方程为[]15(9)2y x -=⨯--，即2190x y -+=.【小问2详解】依题意，AB 边的中点(6,1)-，因此AB 边上的中线所在直线的斜率()512965k --==---，直线又过(6,1)-，所以AB 边上的中线所在直线的方程为()21(6)5y x --=-⨯-，即2570x y +-=.【小问3详解】由题意知：()()2,4,16,8BA BC =-=-,故与BA 同方向的单位向量为：()2,455a ⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭ ，与BC同方向的单位向量为：()25516,855b ⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭，故ABC ∠角平分线所在的直线的方向向量为：(),1,1555a b ⎛⎫+=-=-- ⎪ ⎪⎝⎭ ，设ABC ∠角平分线所在的直线的斜率为k ，又 直线的方向向量可以表示为()1,k ，1k ∴=-，直线又过()7,3B -，故ABC ∠角平分线所在的直线方程为：()()37y x --=--，即40x y +-=.17.在ABC V 中，a ，b ，c 为A ∠，B ∠，C ∠sin cos 2C c B c +=.（1）求B ∠；（2）若BD 为ABC V 的角平分线，交AC 于点D ，7BD =，AC =，求ABC V 的面积.【答案】（1）π3B =（2）【解析】【分析】（1cos 2B B +=，再利用辅助角公式和特殊角的三角函数值，即可求角；（2）根据条件，利用等面积法，得到12()7ac a c =+，再利用余弦定理得213()3a c ac =+-，联立求出ac ，即可求解.【小问1详解】sin cos 2C c B c +=sin sin cos 2sin B C C B C +=，又sin 0C ≠cos 2B B +=，即π2sin()26B +=，得到πsin(16B +=，又ππ7π666B <+<，所以ππ62B +=，解得π3B =.【小问2详解】因为ABC ABD CBD S S S =+ ，π3B =，所以1π1π1πsin sin sin 232626ac a BD c BD =+，又1237BD =，得到12()7ac a c =+，在ABC V 中，由余弦定理得到22222cos ()3b a c ac B a c ac =+-=+-，又AC =236()()137a c a c +-+=，解得7a c +=(舍负)，所以12ac =，故ABC V 的面积为11sin 12222S ac B ==⨯=.18.如图，三棱柱111ABC A B C -的底面是等腰直角三角形，90ACB ∠= ，侧面11ACC A 是菱形，160A AC ∠= ，4AC =，平面ABC ⊥平面11ACC A .（1）证明：11A C AB ⊥；（2）求点1C 到平面11ABB A 的距离；（3）线段11A B 是否存在一点D ，使得平面1AC D ⊥平面11ABB A ，如果存在找出D 点的位置，不存在请说明理由.【答案】（1）证明见解析（2）217（3）存在，答案见解析【解析】【分析】（1）利用线面垂直的判定可得1A C ⊥平面11AB C ，然后利用线面垂直性质定理结合平行即可得证.（2）根据给定条件，结合余弦定理，利用等体积法求出点1C 到平面11ABB A 的距离.（3）由面面垂直的性质得到点1C 到平面11ABB A 的距离为4217即是1C D 的长度，再由勾股定理确定D 点的位置即可.【小问1详解】连接1AC ，由四边形11A ACC 为菱形，得11AC A C ⊥，由90ACB ︒∠=，得BC AC ⊥，又平面ABC ⊥平面11ACC A ，平面ABC 平面11ACC A AC =，⊂BC 面ABC ，则⊥BC 平面11ACC A ，又1A C ⊂平面11ACC A ，于是1BC A C ⊥，而11//BC B C ，则111B C A C ⊥，又111AC BC C ⋂=，111,AC B C ⊂平面11AB C ，因此1A C ⊥平面11AB C ，又1AB ⊂平面11AB C ，所以11A C AB ⊥【小问2详解】点1C 到平面11ABB A 的距离，即三棱锥111C AA B -的底面11AA B 上的高，由（1）知11B C ⊥平面11ACC A ，则三棱锥111B AA C -的底面11AA C 上的高为11B C ，设点1C 到平面11ABB A 的距离为d ，由111111B AA C C AA B V V --=，得1111111133AA C AA B S B C S d ⋅⋅= ，而14BC AA AC ===，160A AC ︒∠=，则11AA C 的面积113AA C S = ，由1114AA A C ==，11120AAC ︒∠=，得143AC =，又114B C =，111B C AC ⊥，则18AB =，又14AA =，1142A B =，由余弦定理得(222114823cos 2484A AB +-∠==⨯⨯，则117sin 4A AB ∠=，11AA B的面积1117484724AA B S =创� 则347d =，即4217d =，所以点1C 到平面11ABB A 的距离为4217.【小问3详解】设存在，如图，由平面1AC D ⊥平面11ABB A 可得1C D ⊥平面11ABB A ，由（2）可得点1C 到平面11ABB A 的距离为217即是1C D 的长度，在11Rt A DC 中，11121,47A C C D ==，所以221111121071677A D AC C D =-=-=.19.已知二次曲线220Ax Bxy Cy Dx Ey F +++++=表示圆的充要条件为0A C =≠，0B =且224D E AF +>.关于二次曲线，有以下结论：若11:0l f =，22:0l f =，33:0l f =，为平面内三条直线，且12l l A ⋂=，23l l B ⋂=，31l l C ⋂=，则过A ，B ，C 三点的二次曲线系方程为1223310f f f f f f λμ++=（λ，μ为参数）.若11:0l f =，22:0l f =，33:0l f =，44:0l f =为平面内四条直线，且12l l A ⋂=，23l l B ⋂=，34l l C = ，41l l D = ，则过,,,A B C D 四点的二次曲线系方程为13240f f f f λ+=（λ为参数）.（1）若三角形三边所在直线方程分别为：320x y -+=，220x y ++=，340x y +-=.求该三角形的外接圆方程.（2）记（1）中所求的外接圆为ω，直线()110y k x k =>与ω交于A ，B 两点（A 在第一象限），直线()220y k x k =<与ω交于C ，D 两点（C 在第二象限），直线BC 交x 轴于点M ，直线AD 交x 轴于点N ，直线BC 与直线AD 交于点P .（i ）求证：=OM ON ；（ii ）求OP 的最小值.【答案】（1）22240x y y ++-=（2）（i ）证明见解析；（ii ）4【解析】【分析】（1）由题意，根据三条直线方程设出二次曲线系方程，通过方程表示圆的充要条件待定系数可得；（2）由四条直线方程设出二次曲线系方程，再由已知圆的一般方程，对比两方程寻找系数的等量关系，由关系120t t +=可证得OM ON =，由关系式212tm m =-（t 即1t ）可得交点P 在定直线上4y =上，进而求解最值.【小问1详解】则由题意，可设所求三角形的外接圆方程为：(32)(22)(22)(34)x y x y x y x y λ-+++++++-(34)(32)0x y x y μ++--+=（λ，μ为参数），即()()()()22133178623422x xy y xλμλμλμλμ+++-+-+-+-+++()26144880y λμλμ+--++--=，（*）若方程表示圆，则133********λμλμλμ++=-+-≠⎧⎨-+-=⎩，解得11λμ=-⎧⎨=-⎩.将11λμ=-⎧⎨=-⎩代入（*）式化简得22240x y y ++-=，验证：由22024(4)200+-⨯-=>，可知该方程表示圆.故该三角形的外接圆方程为22240x y y ++-=.【小问2详解】如图，在平面直角坐标系中，设直线BC 与x 轴的交点1(,0)M t ，直线AD 与x 轴的交点2(,0)N t ，由题意知直线,BC AD 均不与y 轴垂直，则直线BC 方程可设为11x m y t =+，直线AD 方程可设为22x m y t =+，由题意可知12m m ≠，且120,0t t ≠≠.不妨记直线,,,BA AD DC CB 分别为1234,,,l l l l ，且12233441,,,l l A l l D l l C l l B ==== ，其中11:0l k x y -=，222:0l x m y t --=，32:0l k x y -=，411:0l x m y t --=.故由题意，过,,,A D C B 四点的二次曲线系方程可设为()()()()1222110k x y k x y x m y t x m y t λ--+----=（λ为参数），即()()()22121212121k k x k k m m xy m m yλλλ⎡⎤+-+++++⎣⎦()12122112()0t t x m t m t y t t λλλ-++++=①，若0λ=时，方程()()120k x y k x y --=表示两条直线13,l l ，不表示圆，故0λ≠.由,,,A D C B 四点不共线，且都在圆22240x y y ++-=②上，所以方程①②表示同一圆，则有()120t t λ-+=③，且122112211212()2142m t m t m t m t t t t t λλ++===--④.（i ）由③式及0λ≠，可得120t t +=，即OM ON =；故（i ）得证；（ii ）由③式可得12t t =-，令1t t =，则2t t =-，代入④式可得212tm m =-，联立,BC AD 直线方程12x m y tx m y t=+⎧⎨=-⎩，解得2124t y m m ==-，即交点P 在定直线4y =上，故4OP ≥.如图2，由对称性可知，当12k k =-时，交点P 在y 轴上，即(0,4)P ，此时min 4OP .故OP 的最小值为4.【点睛】关键点点睛：解决本题的关键有两点，一是理解二次曲线系方程的设法，能够根据题目提供的条件由直线方程设出二次曲线方程；二是二次曲线系方程的应用，本题主要是三角形外接圆与四边形外接圆的应用，第（1）问通过方程表示圆的充要条件待定系数，第（2）问通过同一圆的两种不同方程表达形式寻求等量关系从而解决问题.。
安徽省重点高中2023-2024学年高二上学期期中考试 数学[含答案]
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心、|OF1|为半径的圆与该椭圆左半部分的两个交点，且△F2AB 是正三角形，则此椭圆的离心率为（ ）
A. 3
3 B. 2
C. 2 1
D. 3 1
【答案】D
【解析】
【分析】由题意有
A,
B
坐标为
(
1 2
c,
3 c)
2 ，代入椭圆方程结合参数关系求离心率.
( 1 c, 3 c) B( 1 c, 3 c)
B. 34
C. 5
D. 37
【答案】D
【解析】
【分析】求出对称点坐标，根据将军饮马模型即可求出最小值.
【详解】作出图形知 A, B 在直线的同侧，点 A 关于直线 x y 0 的对称点 A1 1, 1 ，
则
PA
PB
min
A1B
2 12 5 12
37
.
故选：D.
5. 已知直线 l ： x ay 1 0(a R) 是圆 C : x2 y2 4x 2 y 1 0 的对称轴.过点 A(4, a) 作圆 C 的一 条切线，切点为 B ，则| AB |
25
A. 25
B. 2
C. 12
D. 24
【答案】A
【解析】
【分析】计算得到 BC 2c 24 ， AB AC 2a 26 ，根据正弦定理得到答案.
x2 【详解】由椭圆 169
y2 25
1 ，可得 a
13， b
5
，所以
c
a2 b2 12 ，
所以 BC 2c 24 ， AB AC 2a 26 ．
拉图多面体 EABCDF ， P,Q, M , N 分别为 DE, AB, AD, BF 的中点，则 PQ MN （ ）
扬州中学2024-2025学年高二上学期11月期中考试数学试题及答案
江苏省扬州中学2024-2025学年第一学期期中试卷 高 二 数 学 2024.11一、单项选择题:本题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的. 1．圆()()22232x y +++=的圆心和半径分别是（ ） A ．()2,3-，1B ．()2,3-，3C ．()2,3--，D ．()2.3-，2．经过两点(2,7)A ，(4,6)B 的直线的斜率为（ ） A ．12- B ．2-C ．12D ．23．椭圆的焦点为12,,F F P 为椭圆上一点，若13PF =，则2PF =（ ）A ．4B ．3C ．5D ．74．已知双曲线22:1y C x m -=的离心率大于实轴长，则m 的取值范围是（ ）A ．(3,)+∞B．)+∞C ．(0,3)D．5．两平行直线320mx y --=与4670x y --=之间的距离为（ ） ABCD6．已知圆22:330C x y mx y +-++=关于直线:0l mx y m +-=对称，则实数m =（ ） A ．1或3-B ．1C ．3D ．1-或37．已知抛物线 的焦点为F ，若抛物线上一点M 满足 ， ，则p =（ ） A ．3B ．4C ．6D ．88．如图，双曲线2218y x -=的左右焦点分别为1F 、2F ，过1F 的直线l 与该双曲线的两支分别交于A 、B 两点（A 在线段1F B 上），⊙1O 与⊙2O 分别为12AF F △与2ABF △的内切圆，其半径分别为1r 、2r ，则12r r 的取值范围是（ ） A ．1132⎛⎫ ⎪⎝⎭， B ．1233⎛⎫ ⎪⎝⎭， C ．1223⎛⎫ ⎪⎝⎭，D ． ，二、多项选择题:本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，部分选对的得部分分，选对但不全的得部分分，有选错的得0分. 9．下列说法正确的是（ ）A ．若0abc ≠，且直线0ax by c ++=不经过第二象限，则0ab >，0bc <.B ．方程()()21250x y λλ++--=（R λ∈）表示的直线都经过点()2,1.C ．m ∈R ，直线220m x y ++=不可能与y 轴垂直.D ．直线3310x y +-=的横、纵截距相等.10．已知曲线:44C x x y y =-．点1F ，2(0,F ，则以下说法正确的是（ ）A ．曲线C 关于原点对称B ．曲线C 存在点P ，使得124PF PF -= C ．直线2y x =与曲线C 没有交点D ．点Q 是曲线C 上在第三象限内的一点，过点Q 向2y x =±作垂线，垂足分别为A ，B ，则45QA QB ⋅=.11．已知集合(){}22,(cos )(sin )4,0πP x y x y θθθ=-+-=≤≤∣.由集合P 中所有的点组成的图形如图中阴影部分所示，中间白色部分形如美丽的“水滴”.给出下列结论，正确的有（ ）A ．白色“水滴”区域（含边界）任意两点间距离的最大值为1+B ．在阴影部分任取一点M ，则M 到坐标轴的距离小于等于3.C ．阴影部分的面积为8π.D ．阴影部分的内外边界曲线长为8π.三、填空题:本题共3小题，每小题5分，共15分.12．若双曲线()222210,0y x a b a b -=>>的离心率为2，则其两条渐近线所成的锐角的大小为 .13．已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>的左、右焦点分别为 、 ，过点2F 的直线交椭圆于A 、B 两点，若1AB F B ⊥，14sin 5F AB ∠=，则该椭圆的离心率为 . 14．已知(),P a b 为曲线 上的动点，则223a b a b --++的最大值为 .四、解答题:本题共5小题，共77分.解答题写出文字说明、证明过程或演算步骤. 15．已知 的顶点坐标是()()()2,0,6,2,2,3,A B C M --为AB 的中点. (1)求中线CM 的方程；(2)求经过点B 且与直线AC 平行的直线方程.16．已知双曲线的离心率为()5,,03F c 为双曲线的右焦点，且点F 到直线2a x c=的距离为165. (1)求双曲线C 的方程；(2)若点()12,0A ，点P 为双曲线C 左支上一点，求PA PF +的最小值.17．已知()6,2A m +，()24,8B m +是抛物线C ：()221y px p =>上的两点．(1)求抛物线C 的方程；(2)若斜率为()0k k ≠的直线l 经过C 的焦点，且与C 交于P ，Q 两点，求2PQ k +的最小值．18．椭圆C 与椭圆1C ：2212x y +=有相同的焦点，且经过点31,2Q ⎛⎫ ⎪⎝⎭.(1)求椭圆C 的方程；(2)椭圆C 的右焦点为B ，设动直线l 与坐标轴不垂直，l 与椭圆C 交于不同的M ，N 两点，且直线BM 和BN 的斜率互为相反数.①证明：动直线l 恒过x 轴上的某个定点，并求出该定点的坐标. ②求 面积的最大值.19．定义：M 是圆C 上一动点，N 是圆C 外一点，记MN 的最大值为m ，MN 的最小值为n ，若2m n =，则称N 为圆C 的“黄金点”；若G 同时是圆E 和圆F 的“黄金点”，则称G 为圆“E F -”的“钻石点”.已知圆A ：()()221113x y +++=，P 为圆A 的“黄金点” (1)求点P 所在曲线的方程.(2)已知圆B ：()()22221x y -+-=，P ，Q 均为圆“A B -”的“钻石点”. ①求直线PQ 的方程.②若圆H 是以线段PQ 为直径的圆，直线l ：13y kx =+与圆H 交于I ，J 两点，对于任意的实数k ，在y 轴上是否存在一点W ，使得y 轴平分IWJ ∠？若存在，求出点W 的坐标；若不存在，请说明理由.江苏省扬州中学2024-2025学年第一学期期中试卷 高二数学（参考答案） 2024.118．【详解】设11222,,6,2,2AF m BA p F F AF m BF m p ====+=+-，，，()()11224m r S m S p m p r +∴==+.在 12AF F 与 2AF B 中：122cos cos F AF F AB ∠=-∠， 即()()()()()2222222262222224m m m p m p m p m m m pm++-++-+-=-⇒=⋅⋅+⋅+⋅-，32212324444444m m r m mp m m m r p mp m m m++-∴===+++--， 当//l 双曲线的斜率为正的渐近线时，m 取最大，此时p →+∞，404m m ∴-=⇒=， 当l 与x 轴重合时，m 取最小，此时2m =，经上述分析得：()2,4m ∈，1212,23r r ⎛⎫∴∈ ⎪⎝⎭.故选：C. 10．【详解】当0,0x y ≥>时，曲线22:44x y =-，即2214y x -=；当0,0x y ≥<时，曲线22:44C x y =--，即2214y x +=-；不存在；0,0x y ≤≥时，曲线22:44C x y -=-，即2214y x +=；0,0x y <≤时，曲线22:44C x y -=--，即2214y x -=；画出图形如右：对于A ，由图可得A 错误，故A 错误；对于B ，方程2214y x -=是以12,F F 为上下焦点的双曲线，当0,0x y ≥>时，曲线C 存在点P ，使得214PF PF -=，故B 错误；对于C ，一三象限曲线的渐近线方程为2y x =，所以直线2y x =与曲线C 没有交点，故C 正确； 对于D ，设()00,Q x y ，设点A 在直线2y x =上，点B 在直线2y x =-， 则由点到直线的距离公式可得QA QB所以220045x y QA QB -⋅==，又点Q 是曲线C 上在第三象限内的一点， 代入曲线方程可得22004455x y QA QB -⋅==，故D 正确；故选：CD.11．【详解】对于A ，由于22(cos )(sin )4x y θθ-+-=，令0x =时，整理得[]32sin 0,2y yθ=-∈，解得[1][3,3]y ∈-，“水滴”图形与y 轴相交，最高点记为A ，则点A 的坐标为，点(0,1)B -，白色“水滴”区域（含边界）任意两点间距离的最大值为||1AB =A 正确；对于B ，由于22(cos )(sin )4x y θθ-+-=，整理得：2cos cos 2sin sin x y αθαθ=+⎧⎨=+⎩，所以2cos cos ,2sin sin )(M αθαθ++，所以M 到坐标轴的距离为||2cos cos αθ+或|2sin sin |αθ+， 因为cos [1,1],sin [0,1]θθ∈-∈，所以2cos cos ||2cos ||cos |213|αθαθ+≤+≤+=，|2sin sin ||2sin ||sin |213αθαθ+≤+≤+=， 所以M 到坐标轴的距离小于等于3，故B 正确；对于C ，由于22(cos )(sin )4x y θθ-+-=，令0y =时，整理得[]32cos 2,2y yθ=-∈-， 解得[3,1][1,3]x ∈--，因为22(cos )(sin )4x y -+-=θθ表示以()cos ,sin Q θθ为圆心，半径为2r =的圆， 则13r OQ OP OQ r =-≤≤+=，且0πθ≤≤，则()cos ,sin Q θθ在x 轴上以及x 轴上方，故白色“水滴”的下半部分的边界为以O 为圆心，半径为1的半圆，阴影的上半部分的外边界是以O 为圆心，半径为3的半圆，根据对称可知：白色“水滴”在第一象限的边界是以以()1,0M -为圆心，半径为2的圆弧， 设()1,0N ，则2AN AM MN ===，即 所对的圆心角为π3，同理所在圆的半径为2，所对的圆心角为π3，阴影部分在第四象限的外边界为以()1,0N 为圆心，半径为2的圆弧，设()()3,0,3,0G H -，可得π1,3ON OD OND ==∠=， 所对的圆心角为2π3， 同理 所在圆的半径为2，所对的圆心角为2π3，故白色“水滴”图形由一个等腰三角形，两个全等的弓形，和一个半圆组成，所以它的面积是212π111π2π1222326S S S S ⎛=++=⨯⨯+⨯+⨯⎝弓形半圆x 轴上方的半圆（包含阴影和水滴的上半部分）的面积为219π3π22⨯=，第四象限的阴影和水滴部分面积可以看作是一个直角三角形和一个扇形的面积的和，且等于2114π21π323⨯⨯+=所以阴影部分的面积为941116π2(πππ2363+-+=+C 错误；对于D ，x 轴上方的阴影部分的内外边界曲线长为1π4132π3223πππ2333⨯⨯+⨯⨯=+=，x 轴下方的阴影部分的内外边界曲线长为111112π1(2π2π2)2π2233⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯=，所以阴影部分的内外边界曲线长为13π11π8π33+=，故D 正确.故选：ABD.12．π3 13【详解】如图，设14BF t =，因为1AB F B ⊥，14sin 5F AB ∠=，所以15,3AF t AB t ==．由椭圆定义可知，21212=25,224AF a AF a t BF a BF a t =--=-=-，由22493AB AF BF a t t =+=-=，可得13t a =，所以1242,33BF a BF a ==．在 中，由2221212||||||F F BF BF =+，可得222424()()33a a c =+，即得2295c a =，故得c e a ==.14．9+【详解】曲线1y =()()22141x y y +-=≥，由于(),P a b 在曲线上，令()2cos ,0π12sin a b θθθ=⎧≤≤⎨=+⎩， 则()()222232cos 12sin 32cos 12sin a b a b θθθθ--++=---+++2cos 2sin 454sin 42sin 2cos 54sin θθθθθθ=--++=+-++()96sin 2cos 9θθθϕ=+-=+-，（其中sinϕcos ϕ=π0,2ϕ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭），[][]0,π,πθθϕϕϕ∈∴-∈--，又π,02ϕ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭，ππ,π2ϕ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭，∴当π2θϕ-=时223a b a b --++取得最大值9+15．【详解】（1）因为()()2,0,6,2A B -，所以()4,1M -， 故CM 的方程是143124y x +-=+--，即2350x y +-=； （2）因为直线AC 的斜率303224AC k -==---， 所以经过点B 且与直线AC 平行的直线方程为()3264y x +=--，即34100x y +-=. 16．【详解】（1）由题意知253165c a a c c ⎧=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩，解得35a c =⎧⎨=⎩，则4b =， 所以双曲线C 的方程为221916x y -=.（2）记双曲线C 的左焦点为0F ，则()05,0F -， 可得0026PA PF PA PF a PA PF +=++=++，当0,,P F A 三点共线时，0PA PF +最小，且最小值为017AF =.故PA PF +的最小值为17623+=.17．【详解】（1）∵()6,2A m +，()24,8B m +是抛物线C ：()221y px p =>上的两点， ()()22212,848m p m p⎧+=⎪⎨+=⎪⎩，则()()22842m m +=+，整理得216m =，解得4m =±， 当4m =-时，()21224p m =+=，解得113p =<，不合题意； 当4m =时，()212236p m =+=，解得31p =>．故抛物线C 方程为 ．（2）由（1）知C 的焦点为3,02⎛⎫⎪⎝⎭，故直线l 的方程为32y k x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，联立2632y xy k x ⎧=⎪⎨⎛⎫=- ⎪⎪⎝⎭⎩，得()222293604k x k x k -++=，必有0∆>， 设()11,P x y ，()22,Q x y ，则212236k x x k ++=， 2122236636k PQ x x p k k +=++=+=+，222666PQ k k k +=++≥+226k k =，即2k =所以2PQ k +的最小值为6+18．【详解】（1）椭圆1C ：2212x y +=的焦点坐标为()1,0±，所以椭圆C 的焦点坐标也为()1,0±，即得焦距为22c =，∵椭圆C 过点31,2Q ⎛⎫⎪⎝⎭，24a ==，2a =，b = 椭圆的标准方程为22143x y +=.（2）①设直线l ：x my t =+（0m ≠），由223412x my t x y =+⎧⎨+=⎩，得()2223463120m y mty t +++-=， 设 ， ，所以122634mt y y m +=-+，212231234t y y m -=+， 所以()()()()1221121212111111MF NF y x y x y yk k x x x x -+-+=+=----()()()()1221121111y my t y my t x x +-++-=--， 因为直线BM 和BN 的斜率互为相反数，所以0MB NB k k =+，所以()()()()12211211011y my t y my t x x +-++-=--，所以()()1221110y my t y my t +-++-=，所以()()1212210my y t y y +-+=.即()22231262103434t mtm t m m --⨯+-⨯=++，所以()640m t -=，因为0m ≠，所以4t =，所以动直线l 恒过x 轴上的定点()4,0T ②由①知，1222434m y y m +=-+，1223634y m =+且()()22Δ24434360m m =-+⋅>，即24m >， 又224==令240n m =->，则24m n =+，（当且仅当316n =时取“＝”）.19．【详解】（1）因为点P 为圆A 的“黄金点”，所以2PA PA ⎛= ⎝⎭，即PA 所以点P 的轨迹是以A P 所在曲线的方程为()()2211 3.x y +++= （2）①因为P 为圆B 的“黄金点”，则()121PB PB +=-所以||3PB =，即点P 在圆()()22229x y -+-=上， 则P 是圆()()22113x y +++=和()()22229x y -+-=的交点. 因为P ，Q 均为圆“A B -”的“钻石点”，所以直线PQ 即为圆()()22113x y +++=和()()22229x y -+-=的公共弦所在直线， 两圆方程相减可得0x y +=，故直线PQ 的方程为0x y +=. ②设22(1)(1)3x y +++=的圆心为(11),S --()()22229x y -+-=的圆心为(2,2)T ，半径为3.直线ST 的方程为y x =，得PQ 的中点坐标为(0,0)，点S 到直线0x y +== 则12PQ ==，所以圆H 的方程为221x y +=.假设y 轴上存在点(0),W t 满足题意，设()()1122,,,I x y J x y ，120x x ≠. 若y 轴平分IWJ ∠，则0IM JW k k +=，即12120y t y tx x --+=， 整理得()()21120.x y t x y t -+-=又11223,113y kx y kx =+=+，所以代入上式可得211211)33(()0x kx t x kx t +-++-=，整理得()12121203kx x t x x ⎛⎫+-+= ⎪⎝⎭①，由22131y kx x y ⎧=+⎪⎨⎪+=⎩可得()22281039k x kx ++-=， 所以，代入①并整理得2203k kt -+=，此式对任意的k 都成立，所以3t =. 故y 轴上存在点()0,3W ，使得y 轴平分IWJ ∠.。
浙江省余姚中学2024-2025学年高二上学期期中考试数学参考答案
余姚中学2024学年第一学期高二上期中数学试题一、选择题: 本大题共 8 小题, 每小题 5 分, 共 40 分. 每小题给出的四个选项中, 只有一选项是正确的，请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上.1.M 是双曲线x 24−y 212=1上一点，点F 1，F 2分别是双曲线的左、右焦点，若|MF 1|=5，则|MF 2|= ( ) A. 9或1 B. 1 C. 9 D. 9或2【答案】C【解析】【分析】本题考查双曲线的性质，考查运算求解能力，属于中档题． 根据双曲线的定义即可求解结论． 【解答】解：由x 24−y 212=1，得{a 2=4,c 2=a 2+b 2=16,所以{a =2,c =4, 由双曲线的定义可知||MF 1|−|MF 2||=2a =4，所以|MF 2|=1或9，又|MF 2|≥c −a =2，所以|MF 2|=9． 故选C ．2.在各项均为正数的等比数列{a n }中，a 6=2a 5+3a 4，若存在两项a m ，a k 使得√ a m a k =3a 1，则1m+4k 的最小值为 ( )A. 73B. 52C. 94D. 2【答案】A 【解析】【分析】本题考查了等比数列的性质，属于简单题本题先求出该等比数列的公比，再将后式化简，得出m 和k 的关系，即可求解 【解答】设等比数列{a n }的公比为q(q >0)， 因为a 6=2a 5+3a 4，所以q 2=2q +3，即q 2−2q −3=0，解得q =3或q =−1(舍去).因为√ a m a k =3a 1，所以a m a k =9a 12，即a 12⋅3m+k−2=9a 12，所以m +k =4， 所以{m =1,k =3或{m =2,k =2或{m =3,k =1,所以1m +4k 的值为73或52或133，所以1m+4k 的最小值为73.故选A ．3．若动点P (x,y )3=，则动点P 的轨迹方程为（ ）A ．2219744x y −= B ．2219744x y += C ．22184x y += D ．2211612x y −=解析：由题意得点P (x,y )到点A (−2,0)与点()2,0B 的距离之差的绝对值为3，且43>， 故动点P 的轨迹方程是以A (−2,0)与()2,0B 为焦点的双曲线，故23,2a c ==，所以222397,4244a b c a ==−=−=，所以双曲线的方程为2219744x y −=.故选：A. 4．阅读材料: 在空间直角坐标系Oxyz 中, 过点()000,,P x y z 且一个法向量为(,,)a b c =n 的平面α的方程为()()00(a x x b y y c z −+−+− )00z =. 阅读上面材料,解决下面问题: 已知平面α的方程为22x y z −+=, 点(1,2,1)M−, 则点M 到平面α的距离为（ ）A.102B. 34C. 6D . 6 [解] 因为平面 α 的方程为 22x y z −+=, 所以平面 α的一个法向量为(2,1,1)=−n , 在平面 α 上任取一点 (1A , 1,1), 则 (2,1,0)MA =−, 所以点 M到平面 α的距离 d =||||6MA ⋅==n n . 故选 C. 5. 已知直四棱柱1111ABCD A B C D −的底面AB −CD 为矩形,1,3AB BC ==,且1112C M MB=,若点B 到平面11AB D 的距离为2, 则点C 到直线AM 的距离为（）B.2[解] 以D 为原点, 建立如图所示的空间直角坐标系，连接AC ，由题得(3,0,0),(3,1,0),(0,1,0)A B C , 令1(0)DD a a =>, 则11(0,0,),(3,1D a B , a),M(1,11,),(3,0,)a AD a =−,1(0,1,)AB a =, 设平面11AB D 的法向量为(,,)x y z =n , 则1130,0,AD x az AB y az ⎧⋅=−+=⎪⎨⋅=+=⎪⎩n n 令3z =, 得(,3,3)a a =−n . 而(0,1,0)AB =, 由点B 到平面11AB D的距离为2, 得||||2AB ⋅==n n ,解得4a =,于是1,1,,2,1,44M AM ⎛⎫⎛⎫=− ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 而 (3,1,0)AC =−,则||||AC AM AM ⋅==, 所以点C 到直线AM 的距离为2||(2AC −==. 故选D .6. 长方体11ABCD ABC D −，1AB BC ==，12BB =，动点P 满足1(,[0,1])BP BC BB λμλμ=+∈，1AP BD ⊥，则二面角P AD B −−的正切值的取值范围是（ ）A ．10,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦B ．10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦C ．11,42⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦【详解】以D 为原点，分别以1,,DA DC DD 所在直线为,,x y z 轴建立空间直角坐标系.已知1AB BC ==，12BB =，则(1,0,0)A ，()1,1,0B ，()11(1,1,2),0,0,2B D ，()()0,0,0,0,1,0D C . 因为1(,[0,1])BP BC BB λμλμ=+∈，所以()()()11,0,00,0,2,0,2BP BC BB λμλμλμ=+=−+=−,(0,1,0AP AB BP =+=,(11,BD =−，所以1AP BD λ⋅=−的法向量为1(0,0,1)n =的法向量为(22,n x =，(1,0,0)DA =(AP λ=−220n DA n AP ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，即，令20x =，则2μ，2z =则2(0,2n =为平面ADP 的一个法向量AD B −为α，由图可知α为锐角，所以1212cos n n n n α⋅.1200n n ⋅=⨯+11n =，22222||(1)404n μμ=−+=2,sin αμ则1tan 0,2α⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦.则二面角的正切值的取值范围是故选：B.7. 若圆2244100x y x y +−−−=上至少有三个不同的点到直线:0l ax by +=的距离为，则直线l 的倾斜角的取值范围是（ ）5.,1212A ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ 5.,912B ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦5.,1211C ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦ 5.,911D ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦解：为使得圆2244100x y x y +−−−=上至少有三个不同的点到直线:0l ax by +=的距离为，只要圆228x y +=的两条平行切线与圆2244100x y x y +−−−=都相交或者一条与圆相交，另一条与圆相切。
福建省厦门2024-2025学年高二上学期期中考试数学试题(含答案)
福建省厦门2024-2025学年高二上学期期中考试数学试题本试卷共4页。
全卷满分150分。
考试用时120分钟。
注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
一、单选题:本题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.若经过两点的直线的倾斜角为，则等于（）A.-3B.-1C.0D.22.已知双曲线的离心率为，则该双曲线的渐近线方程为（）A. B. C. D.3.已知圆与圆关于直线对称，则的方程为（）A. B. C. D.4.已知抛物线的焦点为，过点且斜率大于0的直线交于A，B两点，若，则的斜率为（）5.如图，椭圆的两个焦点分别为，以线段为边作等边三角形若该椭圆恰好平分的另两边，则椭圆的离心率为（）(3,1)(2,1)A y B+-、3π4y22221(0,0)x ya ba b-=>>542y x=±12y x=±43y x=±34y x=±22:(1)(2)1M x y+++=22(3)(4)1N x y-++=：l l 250x y++=250x y--=250x y++=250x y--=2:4C y x=F F l C16||3AB=l22221(0)x ya ba b+=>>12,F F12F F12AF F 12AF FV12,AF AF6.已知为双曲线的右焦点，过点作的一条渐近线的垂线，垂足为E ，O 为坐标原点，若的面积为1，则的焦距的最小值为（ ）A.1B.2C.4D.7.如图，已知直线与抛物线交于A ，B 两点，且交AB 于点，点的坐标为，则方程为（ ）A. B. C. D.8.已知是椭圆与双曲线的公共焦点，是它们的一个公共点，且，线段的中垂线经过.记椭圆的离心率为，双曲线的离心率为，则的取值范围是（ ）A. B. C. D.二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，部分选对得部分分，有选错的得0分.9.已知为双曲线的一个焦点，则下列说法中，正确的是（ ）A.的虚轴长为6B.的离心率为C.的渐近线方程为D.点到的一条渐近线的距离为410.已知动点在直线上，动点在圆上，过点作圆的两条切线，切点分别为A 、B ，则下列描述正确的有（ ）1-F 2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>F C OEF V C l 22y x =,OA OB OD AB ⊥⊥D D (1,1)l 20x y +-=20x y ++=20x y -+=20x y --=12,F F P 12PF PF >1PF 2F 1e 2e 2114e e +(5,)+∞(6,)+∞(7,)+∞(6,7)F 22:1169x y Γ-=ΓΓ54Γ430x y ±=F ΓP :60l x y +-=Q 22:(1)(1)4C x y -+-=P CA.直线与圆相交B.|PQ |的最小值为C.四边形PACB 面积的最小值为4D.存在点，使得11.如图，曲线可以看作“蝴蝶结”的一部分，已知曲线上除原点外的所有点均满足其到原点的距离的立方与该点横纵坐标之积的绝对值的商恒为定值，则（ ）A.曲线关于直线对称B.曲线经过点，其方程为C.曲线围成的图形面积小于D.存在，使得曲线上有5个整点（即横、纵坐标均为整数的点）三、填空题:本题共3小题，每小题5分，共15分.12.已知椭圆的焦距是2，则的值是_____________.13.已知抛物线，从抛物线内一点发出平行于轴的光线经过抛物线上点反射后交抛物线于点，则的面积为____________.14.双曲线的离心率可以与其渐近线有关，比如函数的图象是双曲线，它的实轴在直线上，虚轴在直线上，实轴顶点是，焦点坐标是，已知函数.则其在一象限内的焦点横坐标是__________.四、解答题：共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.（本小题13分）已知圆与轴交于A ，B 两点，动点与点A 的距离是它与点距离倍.（1）求点的轨迹方程;l C 2-P 120APB ︒∠=C C (0)a a >C y x =C (1,1)--()322||x yxy +=C 2π8a (2,6)a ∈C 221(4)4x y m m +=>m 24y x =A x B C ABC V 1y x=y x =y x =-(1,1),(1,1)--(y x =+e 22O :4x y +=x P B P（2）过点作倾斜角为直线交点的轨迹于M ，N 两点，求弦长|MN |.16.（本小题15分）已知双曲线的一条渐近线方程为，且经过点.（1）求双曲线的方程;（2）直线与双曲线相交于两点，若线段AB 的中点坐标为，求直线的方程.17.（本小题15分）已知椭圆分别为椭圆的左、右顶点.（1）求椭圆的方程;（2）过点作斜率不为0的直线，直线与椭圆交于P ，Q 两点，直线AP 与直线BQ 交于点，记AP 的斜率为的斜率为.求证:为定值.18.（本小题17分）已知抛物线的焦点为，点是上的一点，且.（1）求抛物线的方程;（2）设点（其中）是上异于的两点，的角平分线与轴垂直，为线段AB 的中点.（i ）求证:点N 在定直线上;（ii ）若的面积为6，求点A 的坐标.19.（本小题17分）通过研究，已知对任意平面向量，把绕其起点沿逆时针方向旋转角得到向量，叫做把点绕点逆时针方向旋转角得到点，（1）已知平面内点，点，把点绕点逆时针旋转得到点，求点的坐标；（2）已知二次方程的图像是由平面直角坐标系下某标准椭圆绕原点逆时针旋转所得的斜椭圆，B 45︒l P 2222:100x y C a b a b-=>>（，）0x -=P C l C ,A B (3,2)l 2222:1(0)x y C a b a b+=>>,F A B C C (1,0)D l l C M 1,k BQ 2k 12k k 2:2(0)C y px p =>F (,2)M t C ||2MF =C ()()1122,,,A x y B x y 12x x <C M AMB ∠x N MAB ∆(,)AB x y =AB A θ(cos sin ,sin cos )AP x y x y θθθθ=-+B A θP (A B -B A π3P P 221x y xy +-=22221(0)x y a b a b+=>>O π4C（i ）求斜椭圆的离心率;（ii ）过点作与两坐标轴都不平行的直线交斜椭圆于点M 、N ，过原点作直线与直线垂直，直线交斜椭圆于点G 、H是否为定值，若是，请求出定值，若不是，请说明理由.C Q 1l C O 2l 1l 2l C 21||OH +福建省厦门2026届高二上期中考试数学试题参考答案及评分标准一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分。
浙江省宁波市镇海中学2024-2025学年高二上学期期中考试数学试题(含答案)
镇海中学2024学年第一学期期中考试高二数学试题卷一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的.1.在等差数列中，已知，，则等于（ ）A.11B.13C.15D.162.若椭圆的右焦点与抛物线的焦点重合，则的值为（ ）A.1B.3C.4D.53.若点到直线和它到点的距离相等，则点的轨迹方程为（ ）A. B. C. D.4.任取一个正整数，若是奇数，就将该数乘3再加上1；若是偶数，就将该数除以2.反复进行上述两种运算，经过有限次步骤后，必进入循环图.这就是数学史上著名的“冰雹猜想”（又称“角谷猜想”等）.已知数列满足：，，则（ ）A.4720B.4722C.4723D.47255.已知函数是奇函数，函数是偶函数，且当时，，，则时，以下说法正确的是（ ）A. B.C. D.6.若函数在上单调递增，则的取值范围为（ ）A. B. C. D.7.已知，，，则（ ）A. B. C. D.8.已知椭圆：，左焦点为，在椭圆上取三个不同点，，，且，则的最小值为（ ）{}n a 12a =315S =4a 2212x y m +=24y x =m P 1x =-(1,0)P 2x y=2y x=24x y=24y x=1421→→→{}n a 11a =1,231,nn n n n a a a a a +⎧⎪=⎨⎪+⎩为偶数奇数当当为2024S =()f x ()g x 0x >()0f x '>()0g x '>0x <()()0f x g x ''+>()()0f xg x ''->()()0f xg x ''>()0()f xg x '>'21()1kx f x x +=+[)2,+∞k 43k ≥-1k ≤-1k ≤43k ≤-2023log 2024a =2024log 2025b =2025log 2026c =a b c>>a c b>>c b a>>c a b>>C 2213627x y +=F C P Q R 23PFQ QFR RFP π∠=∠=∠=123FP FQ FR ++A.B.C.D.二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分.9.下列选项正确的是（ ）A.，B.，C.，D.，10.已知抛物线：，为共焦点，直线与抛物线交于，两点，则下列说法正确的是（ ）A.若点为抛物线上的一点，点坐标为，则的最小值为3B.若直线过焦点，则以为直径的圆与相切C.若直线过焦点，当时，则D.设直线的中点坐标为，则该直线的斜率与无关，与有关11.数列满足，，，则下列结论中一定正确的是（ ）A. B. C. D.三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12.已知，，则______.13.已知双曲线与直线相交于A ，B 两点，其中AB 中点的横坐标为，则该双曲线的离心率为______.14.已知函数，若在上恒成立，则实数的取值范围为______.四、解答题：本题共5小题，共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.已知函数.（1）求的最小值；（2）求在点处的切线方程.16.设等比数列的前项和为，且，.43434343-1y x =21y x'=-2x y =2ln 2xy '=ln y x =1y x'=cos 2y x =sin 2y x'=-C 24y x =F l C ()11,M x y ()22,N x y A B (3,1)AF AB +l F MN 1x =-l F MN OF ⊥5OM ON ⋅=MN ()00,x y ()00y ≠0x 0y {}n a 11a =22a =21n n n a a a ++>+1050a >20500a <10100a <20500a >1n a +=11a =100a =22221x y a b -=1y x =-23-()5ln(1)(5)5xf x e a x a x =++-+-()0f x ≥(0,)+∞a ()xf x xe =()f x ()f x (1,)e {}n a n n S 11a =-122n n n S S S ++=+（1）求数列的通项公式.（2）求数列的前项和.17.已知双曲线：（1）求双曲线的渐近线方程；（2）已知点，，直线与双曲线交于，两点，，，求的值.18.已知函数，，其中在.（1）求的值；（2）求函数的单调区间；（3）若恒成立，求实数的取值范围.19.在必修一中，我们曾经学习过用二分法来求方程的近似解，而牛顿（Issac Newton ，1643-1727）在《流数法》一书中给出了“牛顿切线法”求方程的近似解.具体步骤如下：设是函数的一个零点，任意选取作为的初始近似值，曲线在点处的切线为，设与轴交点的横坐标为，并称为的1次近似值；曲线在点处的切线为，设与轴交点的横坐标为，称为的2次近似值.一般地，曲线在点处的切线为，记与轴交点的横坐标为，并称为的次近似值.不断重复以上操作，在一定精确度下，就可取为方程的近似解.现在用这种方法求函数的大于零的零点的近似值，取.（1）求和；（2）求和的关系并证明；{}n a (1)n n n a ⎧⎫-⋅⎨⎬⎩⎭n n T C 2213y x -=C (0,4)P (2,0)Q PQ C A B 1PQ QA λ= 2PQ QB λ=12λλ+21()ln (R)f x mx x m x =+-∈21()1x g x xe x x=---()f x 1x =m ()f x ()()nx g x f x ≤-n r ()y f x =0x r ()y f x =()()00,x f x 1l 1l x 1x 1x r ()y f x =()()11,x f x 2l 2l x 2x 2x r ()y f x =()(),()n n x f x n ∈N 1n l +1n l +x 1n x +1n x +r 1n +n x ()0f x =2()2f x x =-r 02x =1x 2x n x 1n x -()*Nn ∈（3.()*11N nii xn =<<+∈∑镇海中学2024学年第一学期期中考试高二数学试题卷标准答案一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.A2.B3.D4.C5.B6.D7.A8.B二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，有选错的得0分，部分选对的得部分.9.ABC10.BCD11.AD三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12.14.四、解答题：本题共5小题，共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.（1），在单调递减，单调递增，的最小值为（2）16.（1）（2）17.（1）（2）：，，，可得设点，，，18.（1）由题意可知，的定义域是，因为在处取得极值，所以，即，解得.当时，，单调递增；1105a ≤()(1)xf x x e '=+()f x (,1)-∞-(1,)-+∞()f x 1(1)f e-=-2y ex e =-1(1)2nn n a -=-⋅1242n n n T -+=-y =PQ 24y x =-+(2,4)PQ =- 222433y x x y =-+⎧⎨-=⎩216190x x -+=()11,A x y ()22,B x y 1216x x ∴+=1219x x ⋅=()()111222(2,4)2,2,PQ x y x y λλ=-=-=-()()()121212122422248222293x x x x x x λλ+-∴+=+===------()f x (0,)+∞211()2(0)f x mx x x x '=++>()f x 1x =(1)0f '=2110m ++=1m =-(0,1)x ∈()0f x '>()f x当时，，单调递减；所以在处取得极值.（2）此时，恒成立，当时，；当时，；所以的单调递增区间是，单调递减区间是.（3）在上恒成立，设，，，令，则，由，故恒成立，故在上单调递增，又，，故存在，使，即，即在上单调递减，在上单调递增，故，由，则，令，则有，，当时，恒成立，故在上单调递增，故，即，则，即的最小值为1；.(1,)x ∈+∞()0f x '<()f x ()f x 1x =()23222(1)2211121()2x x x x x f x x x x x x-++-++'=-++==22210x x ++> (0,1)x ∈()0f x '>(1,)x ∈+∞()0f x '<()f x (0,1)(1,)+∞ln 1xx n e x x ≤--(0,)+∞ln 1()e x x x x xϕ=--min ()n x ϕ∴≤22221ln 1e ln ()e (0)x xx x xx x x x xϕ-+'=-+=>2()e ln (0)xx x x x μ=+>()21()2e xx x x xμ'=++0x >()21()2e 0xx x x xμ'=++>()x μ(0,)+∞1112eee2221111e e e ln e 10e ee e e μ-⎛⎫=+=-=< ⎪⎝⎭(1)e ln l e 0μ=+=>01,1e x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭()00x μ=0200e ln 0xx x +=()x ϕ()00,x ()0,x +∞()0()x x ϕϕ≥0200e ln 0x x x +=01ln 0000ln 1e ln e x x x x x x =-=⋅()()1e (0)xx f x x x ω=+=>()001lnx x ωω⎛⎫= ⎪⎝⎭()()(1)e x x f x x ω''==+0x >()0x ω'>()x ω(0,)+∞001lnx x =00ln x x =-()001ln 000000000ln 1111e e 11x x x x x x x x x x x ϕ-=--=--=+-=()x ϕ1n ∴≤19.（1），：，，：，.（2），（3）左边：右边：，，，，求和，故()2f x x '=(2)4f '=1l 4(2)246y x x =-+=-132x =332f ⎛⎫'= ⎪⎝⎭2l 311733244y x x ⎛⎫=-+=- ⎪⎝⎭21712x =()()222nn n y x x x x --=-2122n n nxx x ++=1n x +=>22121444n n n xx x +⎛⎫=++ ⎪⎝⎭21202n n n n x x x x +--=<2n x <<22211134442n n n x x x +⎛⎫<+=+ ⎪⎝⎭()2211224n n x x +-<-()2201122244nnn x x ⎛⎫⎛⎫-<-=⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭12n nx <<11nii x=<+∑。
江苏省泰州2024-2025学年高二上学期11月期中考试 数学含答案
江苏省泰州2024~2025学年度第一学期期中考试高二数学试题（答案在最后）（考试时间：120分钟；总分：150分）命题人：一､选择题：（本题共8小题，每小题5分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请将答案填涂到答题卡相应区域.）1.直线x =的倾斜角为（）A.0B.30oC.60oD.902.“1a =-”是“直线330ax y ++=和直线()210x a y +-+=平行”的（）A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件3.抛物线214x y =的焦点到准线的距离是（）A.18B.14C.1D.24.与双曲线22154x y -=有公共焦点，且短轴长为2的椭圆方程为（）A.2212x y += B.22154x y += C.22110x y += D.221134x y +=5.已知圆2260x y x +-=，过点（1，2）的直线被该圆所截得的弦的长度的最小值为（）A.1B.2C.3D.46.油纸伞是中国传统工艺品，至今已有1000多年的历史，为宣传和推广这一传统工艺，某市文化宫于春分时节开展油纸伞文化艺术节.活动中，某油纸伞撑开后摆放在户外展览场地上，如图所示，该伞的伞沿是一个半径为1的圆，圆心到伞柄底端的距离为1，阳光照射油纸丛在地面上形成了一个椭圆形的影子（春分时，该市的阳光照射方向与地面的夹角为60o ），若伞柄底端正好位于该椭圆的左焦点位置，则（）A.该椭圆的离心率为312B.该椭圆的离心率为23C.该椭圆的焦距为3263- D.该椭圆的焦距为31-7.如图，平面直角坐标系中，曲线(实线部分)的方程可以是．A.()()22110x y x y --⋅-+= B.()22110x y x y ---+=C.()22110x y x y ---+ D.22110x y x y ---+=8.已知椭圆()221112211:10x y C a b a b +=>>与双曲线()222222222:10,0x y C a b a b -=>>具有相同的左、右焦点1F ，2F ，点P 为它们在第一象限的交点，动点Q 在曲线1C 上，若记曲线1C ，2C 的离心率分别为1e ，2e ，满足121e e ⋅=，且直线1PF 与y 轴的交点的坐标为230,2a ⎛⎫⎪⎝⎭，则12F QF ∠的最大值为（）A.π3B.π2C.2π3 D.5π6二､多选题：（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分，请将答案填涂到答题卡相应区域.）9.已知直线()()()()12:12250,:3480R l t x t y t l x y t +-+++=-+=∈，则（）A.直线1l 过定点()1,3B.当1t =时，12l l ⊥C.当2t =时，12l l ∥ D.当12l l ∥时，两直线12,l l 之间的距离为110.已知F 是抛物线2:C y x =的焦点，A ，B 是抛物线C 上的两点，O 为坐标原点，则（）A.若54AF =，则AOF 的面积为18 B.若BB '垂直C 的准线于点B '，且2BB OF '=，则四边形OFBB '的周长为354C.若直线AB 过点F ，则AB 的最小值为1D .若14OA OB ⋅=- ，则直线AB 恒过定点1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭11.已知双曲线22:13y C x -=的左、右焦点分别为12,F F ，点P 是双曲线C 的右支上一点，过点P 的直线l 与双曲线C 的两条渐近线分别交于,M N ，则（）A.2212PF PF -的最小值为8B.212PF PF OP -为定值C.若直线l 与双曲线C 相切，则点,M N 的纵坐标之积为2-；D.若直线l 经过2F ，且与双曲线C 交于另一点Q ，则PQ 的最小值为6.三､填空题：（本题共3小题，每小题5分，共15分.）12.经过点()1,2P ，且在x 轴上的截距是在y 轴上的截距的2倍的直线l 的方程是______.13.已知P 为椭圆22:193x y C +=上的一个动点，过P 作圆22:(1)2M x y -+=的两条切线，切点分别为,A B ，则AB 的最小值为__________.14.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>与平行于x 轴的动直线交于,A B 两点，点A 在点B 左侧，双曲线C 的左焦点为F ，且当AF AB ⊥时，AF AB =.则双曲线的离心率是__________；当直线运动时，延长BF 至点P 使AF FP =，连接AP 交x 轴于点Q ，则FQ FP的值是__________.四､解答题：（本题共5小题，共77分.解答应写出文字说明､证明过程或演算步骤.）15.已知ABC V 的顶点()1,2A ，AB 边上的中线所在直线的方程为30x y +=，AC 边上的高BH 所在直线的方程为2340x y --=．（1）求点B ，C 的坐标；（2）求ABC V 的面积．16.已知抛物线24y x =的焦点为F ，过点(5,2)-的直线与抛物线交于P ，Q 两点.（1）求||||PF QF +的最小值；（2）判断点(1,2)N 是否在以PQ 为直径的圆上，并说明理由.17.椭圆E 的中心在坐标原点O ，焦点在x 轴上，离心率为1.2点3(1,2P 、A 、B 在椭圆E 上，且(R)PA PB mOP m +=∈．（1）求椭圆E 的方程及直线AB 的斜率；（2）当3m =-时，证明原点O 是PAB 的重心，并求直线AB 的方程．18.已知A ，B 分别是双曲线22:14y E x -=的左，右顶点，直线l （不与坐标轴垂直）过点()2,0N ，且与双曲线E 交于C ，D 两点.（1）若3CN ND =，求直线l 的方程；（2）若直线AC 与BD 相交于点P ，求证：点P 在定直线上.19.已知曲线C 由()2240x x y +=≤和221(0)84x y x +=>组成，点()2,0A -，点()2,0B ，点,P Q 在C上.（1）求PA PB +的取值范围（当P 与A 重合时，0PA =）；（2）若OP OQ ⊥，求OPQ △面积的取值范围.江苏省泰州2024~2025学年度第一学期期中考试高二数学试题（考试时间：120分钟；总分：150分）命题人：一､选择题：（本题共8小题，每小题5分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，请将答案填涂到答题卡相应区域.）1.直线x =的倾斜角为（）A.0B.30oC.60oD.90【答案】D 【解析】【分析】根据直线斜率和倾斜角关系可直接求得结果.【详解】 直线x =的斜率不存在，∴直线x =的倾斜角为90 .故选：D.2.“1a =-”是“直线330ax y ++=和直线()210x a y +-+=平行”的（）A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】【分析】根据直线平行的等价条件求出a 的值，结合充分条件和必要条件的定义进行判断即可．【详解】当1a =-，则直线分别为330x y -++=和直线310x y -+=满足平行，即充分性成立，若直线330ax y ++=和直线(2)10x a y +-+=平行，当0a =时，直线分别为330y +=和210x y -+=，不满足条件，当0a ≠时，满足12133a a -=≠，即(2)3a a -=，解得3a =或1a =-，当3a =时，两直线重合，故不满足条件，故1a =-，即必要性成立，综上“1a =-”是“直线330ax y ++=和直线(2)10x a y +-+=平行”的充要条件，故选：C ．3.抛物线214x y =的焦点到准线的距离是（）A.18B.14C.1D.2【答案】A 【解析】【分析】根据抛物线方程确定焦准距p 的值，即得答案.【详解】因为抛物线方程为214x y =，故焦准距18p =，即焦点到准线的距离是18，故选：A.4.与双曲线22154x y -=有公共焦点，且短轴长为2的椭圆方程为（）A.2212x y += B.22154x y += C.22110x y += D.221134x y +=【答案】C 【解析】【分析】设出椭圆方程，由短轴长求出1b =，求出双曲线的焦点坐标，进而求出210a =，得到椭圆方程.【详解】设椭圆方程为22221x y a b+=，双曲线22154x y -=的焦点坐标为()()3,0,3,0-，又短轴长为2，故22b =，解得：1b =，则29110a =+=，故椭圆方程为22110x y +=.故选：C5.已知圆2260x y x +-=，过点（1，2）的直线被该圆所截得的弦的长度的最小值为（）A.1B.2C.3D.4【答案】B 【解析】【分析】当直线和圆心与点(1,2)的连线垂直时，所求的弦长最短，即可得出结论.【详解】圆2260x y x +-=化为22(3)9x y -+=，所以圆心C 坐标为(3,0)C ，半径为3，设(1,2)P ，当过点P 的直线和直线CP 垂直时，圆心到过点P 的直线的距离最大，所求的弦长最短，此时||CP ==根据弦长公式得最小值为2==.故选：B.【点睛】本题考查圆的简单几何性质，以及几何法求弦长，属于基础题.6.油纸伞是中国传统工艺品，至今已有1000多年的历史，为宣传和推广这一传统工艺，某市文化宫于春分时节开展油纸伞文化艺术节.活动中，某油纸伞撑开后摆放在户外展览场地上，如图所示，该伞的伞沿是一个半径为1的圆，圆心到伞柄底端的距离为1，阳光照射油纸丛在地面上形成了一个椭圆形的影子（春分时，该市的阳光照射方向与地面的夹角为60o ），若伞柄底端正好位于该椭圆的左焦点位置，则（）A.该椭圆的离心率为12B.该椭圆的离心率为2C.该椭圆的焦距为3- D.该椭圆的焦距为1-【答案】BC 【解析】【分析】先求得1BF ，结合椭圆的知识以及正弦定理求得,a c ，进而求得椭圆的离心率和焦距.【详解】()62sin 6045sin 60cos 45cos 60sin 454+︒+︒=︒︒+︒︒=，如图，,A B 分别是椭圆的左､右顶点，1F 是椭圆的左焦点，BC 是圆的直径，D 为该圆的圆心.因为111,BD DF DF BC ==⊥，所以1BF =设椭圆的长轴长为2a ，焦距为2c ，则a c +=因为60,45,2,2A B BC AB a ∠∠====，由正弦定理得()22sin60sin 6045a=+ ，解得6a =，所以6c a ==，所以223c c a ==-=.故选：BC7.如图，平面直角坐标系中，曲线(实线部分)的方程可以是．A.()()22110x y x y --⋅-+= B.()2210x y -+=C.()10x y -- D.=【答案】C 【解析】【分析】结合图象，对选项一一验证，找到方程所表示的曲线的图形满足题意即可.【详解】因为曲线表示折线段的一部分和双曲线，A 选项等价于10x y --=或2210x y -+=，表示折线y 1x =-的全部和双曲线，故错误；B 选项，等价于221010x y x y ⎧--≥⎨-+=⎩或10x y --=，又10x y --=表示折线y 1x =-的全部，故错误；C 选项，等价于221010x y x y ⎧--=⎨-+≥⎩或2210x y -+=，∴221010x y x y ⎧--=⎨-+≥⎩表示折线y 1x =-在双曲线外部（包含有原点）的部分，2210x y -+=表示双曲线2x -21y =，符合题中的图象，故C 正确.D 选项，等价于221010x y x y ⎧--=⎨-+≥⎩或221010x y x y ⎧--≥⎨-+=⎩，221010x y x y ⎧--=⎨-+≥⎩表示折线y 1x =-在双曲线外部（包含有原点）的部分，和221010x y x y ⎧--≥⎨-+=⎩表示双曲线在x 轴下方的部分，故错误.故选C.【点睛】本题考查曲线的方程和方程的曲线概念，关键在于考虑问题要周全，即在每个因式等于0时同时需保证另一个因式有意义，此题是中档题，也是易错题．8.已知椭圆()221112211:10x y C a b a b +=>>与双曲线()222222222:10,0x y C a b a b -=>>具有相同的左、右焦点1F ，2F ，点P 为它们在第一象限的交点，动点Q 在曲线1C 上，若记曲线1C ，2C 的离心率分别为1e ，2e ，满足121e e ⋅=，且直线1PF 与y 轴的交点的坐标为230,2a ⎛⎫⎪⎝⎭，则12F QF ∠的最大值为（）A.π3B.π2C.2π3 D.5π6【答案】A 【解析】【分析】根据椭圆、双曲线的定义可得112212PF a a PF a a ⎧=+⎪⎨=-⎪⎩，结合离心率可得11211a c e a e c⎧=⎪⎨⎪=⎩，在12PF F 中，利用余弦定理可得112e =，进而结合椭圆性质可知：当Q 为椭圆短轴顶点时，12F QF ∠取到最大值，分析求解即可.【详解】由题意可知：12112222PF PF a PF PF a ⎧+=⎪⎨-=⎪⎩，解得112212PF a a PF a a ⎧=+⎪⎨=-⎪⎩，又因为1122121c e a c e a e e ⎧=⎪⎪⎪=⎨⎪⎪⋅=⎪⎩，可得11211a c e a e c ⎧=⎪⎨⎪=⎩，由直线1PF 与y 轴的交点的坐标为230,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭可得12cos PF F ∠=，在12PF F 中，由余弦定理可得()()()()()2222221212112212112122cos 222a a c a a PF F F PF PF F PF F F a a c ++--+-∠==⋅+⋅()22212121111211a a c c c a a c e c e c c e e ++===+⎛⎫++ ⎪⎝⎭，1121e e =+，整理得42118210e e +-=，解得2114e =或2112e =-（舍去），且10e >，所以112e =，由椭圆性质可知：当Q 为椭圆短轴顶点时，12F QF ∠取到最大值，此时12111sin22F QF c e a ∠===，且()120,πFQF ∠∈，则12π0,22F QF ⎛∠⎫∈ ⎪⎝⎭，所以12π26F QF ∠=，即12π3F QF =∠.故选：A..【点睛】关键点睛：本题解决的关键在于找到12cos PF F ∠的两种表达方式，构造了关于1e 的方程，从而得解.二､多选题：（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对的得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分，请将答案填涂到答题卡相应区域.）9.已知直线()()()()12:12250,:3480R l t x t y t l x y t +-+++=-+=∈，则（）A.直线1l 过定点()1,3B.当1t =时，12l l ⊥C.当2t =时，12l l ∥ D.当12l l ∥时，两直线12,l l 之间的距离为1【答案】AC 【解析】【分析】对于A ，将直线1l 化简整理为()2250t x y x y -++-+=，令20250x y x y -+=⎧⎨-+=⎩，解方程组即可求出所过定点；对于B ，将1t =代入直线1l 中，分别求出直线1l 与2l 的斜率，通过两条直线垂直的判定条件判断选项正误即可；对于C ，将2t =代入直线1l 中，分别求出直线1l 与2l 的斜率，通过两条直线平行的判定条件判断选项正误即可；对于D ，通过12l l //，求出参数2t =，然后根据平行线间距离公式求解即可.【详解】对于A ，直线()()()1:12250l t x t y t +--++=化为()2250t x y x y -++-+=，令20250x y x y -+=⎧⎨-+=⎩，解得：13x y =⎧⎨=⎩，所以直线1l 过定点()1,3，故A 选项正确；设直线1l 的斜率为1k ，设直线2l 的斜率为2k ，对于B ，当1t =时， 1:2370l x y -+=，∴123k =，2:3480l x y -+= ，234k ∴=，又 1k 与2k 均存在且121k k ⋅≠-，1l ∴与2l 不垂直，故B 选项错误；对于C ，当2t =时，1:3490l x x -+= ，∴134k =，2:3480l x y -+= ，234k ∴=，又12k k = ，且1l 与2l 不重合，1l ∴与2l 平行，故C 选项正确；对于D ，12//l l ，()()4132t t ∴-+=-+，解得：2t =，得1:3490l x y -+=，2:3480l x y -+=，故两条直线之间的距离为15d =，故D 选项错误.故选：AC10.已知F 是抛物线2:C y x =的焦点，A ，B 是抛物线C 上的两点，O 为坐标原点，则（）A.若54AF =，则AOF 的面积为18 B.若BB '垂直C 的准线于点B '，且2BB OF '=，则四边形OFBB '的周长为354C.若直线AB 过点F ，则AB 的最小值为1D.若14OA OB ⋅=- ，则直线AB 恒过定点1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭【答案】ACD 【解析】【分析】利用抛物线焦点弦的性质，可判定A ，C 正确；利用拋物线的定义，数形结合求解四边形OFBB '的周长，可判定判断B 不正确；设直线AB 的方程为x my t =+，联立方程组，结合根与系数的关系，求得t 的值，可判定D 正确．【详解】对于选项A 中，设()11,A x y ，由焦半径公式得11544x +=，解得11x =，所以11y =±，所以1111248AOF S =⨯⨯=△，所以A 正确；对于选项B 中，由题意知14OF =，根据抛物线的定义可知12BF BB '==，设BB '与y 轴的交点为D ，易知12OD BF ==，14B D '=，故4OB '==，所以四边形OFBB '的周长为111542244++++=，所以B 错误；对于选项C 中，若直线AB 过点F ，则当AB x ⊥轴时，AB 最小，且最小值为1，所以C 正确；对于选项D ，设直线:AB x my t =+，()11,A x y ，()22,B x y ，联立直线AB 与抛物线方程得20y my t --=，则12y y t =-，所以2221212x x y y t ==，由14OA OB ⋅=- 可得121214x x y y +=-，即214t t -=-，解得12t =，故直线AB 的方程为12x my =+，即直线AB 恒过定点1,02⎛⎫⎪⎝⎭，选项D 正确．故选ACD ．【点睛】对于抛物线的焦点弦的性质的结论拓展：若AB 是一条过抛物线22(0)y px p =>焦点F 的弦，当AB 所在直线的倾斜角为α，设()11,A x y ，()22,B x y ，可得121cos p p AF x α=+=-，则221cos p p BF x α=+=+，弦长1222sin p AB x x p α=++=；同时通径是指过抛物线的焦点且垂直于抛物线对称轴的弦，弦长等于2p ，且通径是过焦点的最短的弦．11.已知双曲线22:13y C x -=的左、右焦点分别为12,F F ，点P 是双曲线C 的右支上一点，过点P 的直线l 与双曲线C 的两条渐近线分别交于,M N ，则（）A.2212PF PF -的最小值为8B.212PF PF OP -为定值C.若直线l 与双曲线C 相切，则点,M N 的纵坐标之积为2-；D.若直线l 经过2F ，且与双曲线C 交于另一点Q ，则PQ 的最小值为6.【答案】AB 【解析】【分析】设00(,)P x y ，由222128PF PF x -=，可判定A 正确；化简2122PF PF OP -=，可判定B 正确；设直线l 的方程为x my n =+，联立方程组，结合0∆=，得到2213n m =-，在化简123y y =-，可判定C 不正确；根据通经长和实轴长，可判定D 错误.【详解】由题意，双曲线2213y x -=，可得1,a b ==2c ==，所以焦点12(2,0),(2,0)F F -，且1222PF PF a -==，设00(,)P x y ，则01x ≥，且220013y x -=，即220033=-y x ，双曲线C 的两条渐近线的方程为y =，对于A 中，由()][()22222212000002288PF PF x y x y x ⎡⎤-=++--+=≥⎣⎦，所以A 正确；对于B中，2221200()PF PF OP x y -=-+2200(33)x x =-+-2000(21)(21)(43)2x x x =+---=（定值），所以B 正确；对于C 中，不妨设1122(,),(,)M x y N x y ，直线l 的方程为x my n =+，联立方程组2213x my ny x =+⎧⎪⎨-=⎪⎩，整理得222(31)6330m y mny n -++-=，若直线l 与双曲线C 相切，则22223612(31)(1)0m n m n ∆=---=，整理得2213n m =-，联立方程组x my n y =+⎧⎪⎨=⎪⎩，解得y =M的纵坐标为1y =联立方程组x my n y =+⎧⎪⎨=⎪⎩，解得y =N的纵坐标为2y =，则点,M N的纵坐标之积为21222233(13)33113y n m mm y ---==-=--所以C 不正确；对于D 中，若点Q 在双曲线的右支上，则通经最短，其中通经长为226b a=，若点Q 在双曲线的左支上，则实轴最短，实轴长为226a =<，所以D 错误.故选：AB.三､填空题：（本题共3小题，每小题5分，共15分.）12.经过点()1,2P ，且在x 轴上的截距是在y 轴上的截距的2倍的直线l 的方程是______.【答案】20x y -=和250x y +-=；【解析】【分析】根据直线过原点和不经过原点两种情况，即可由待定系数的方法求解.【详解】若直线经过原点，则设直线方程为y kx =，将()1,2P 代入可得20x y -=，若直线不经过原点，设直线方程为12x ya a+=，将()1,2P 代入可得52a =，所以直线方程为1552x y+=，即250x y +-=，故答案为：20x y -=和250x y +-=；13.已知P 为椭圆22:193x y C +=上的一个动点，过P 作圆22:(1)2M x y -+=的两条切线，切点分别为,A B ，则AB 的最小值为__________.【答案】5【解析】【分析】设(),,P x y MAB θ∠=，解三角形可得AB θ=，sin PMθ=，利用两点距离公式求PM 的最小值，结合平方关系可求A 的最小值.【详解】设(),,P x y MAB θ∠=，由已知MA AP ⊥，由对称性可得AB PM ⊥,所以ππ,22PAB MAB MPA PAB ∠+∠=∠+∠=，则AB θ=，MPA MAB ∠∠θ==，且sin PMθ=，因为PM ===，因为33x -≤≤，所以2PM ≥，当且仅当32x =时等号成立，所以sinPM θ=≤π0,2θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，所以cos5θ=，所以521055AB θ=≥=.所以A 的最小值为5.故答案为：5.14.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>与平行于x 轴的动直线交于,A B 两点，点A 在点B 左侧，双曲线C 的左焦点为F ，且当AF AB ⊥时，AF AB =.则双曲线的离心率是__________；当直线运动时，延长BF 至点P 使AF FP =，连接AP 交x 轴于点Q ，则FQ FP的值是__________.【答案】①.1+##1②.1##1-【解析】【分析】根据条件，设0(,)A c y -，代入双曲线方程得4202b y a =，再根据条件即可得22b c a=，从而求出结果；利用PQF PAB ，得到FQ AB AB FPBPAF BF==+，设(,)A x y ，则有2AB x =，AF =，BF =.【详解】当AF AB ⊥时，设0(,)A c y -，则有220221y c a b -=，解得4202b y a =，又AF AB =，所以22b c a=，又222b c a =-，所以222c a ac -=，两边同除2a ，得到2210e e --=，解得1e =+1e =-，因为PQF PAB ，有FQ AB AB FPBPAF BF==+，设(,)A x y ，则(,)B x y -，2AB x =，AF =，BF =所以22FQ a aFPc c==，又1ca=+，所以1a c ==，1+；1-.【点睛】关键点点晴：本题的关键在于第二空，利用PQF PAB ，得到FQ AB AB FPBPAF BF==+，设(,)A x y ，(,)B x y -，求出,,AB AF BF ，化简并结合双曲线定义，即可求解.四､解答题：（本题共5小题，共77分.解答应写出文字说明､证明过程或演算步骤.）15.已知ABC V 的顶点()1,2A ，AB 边上的中线所在直线的方程为30x y +=，AC 边上的高BH 所在直线的方程为2340x y --=．（1）求点B ，C 的坐标；（2）求ABC V 的面积．【答案】（1）()1,2B --,()3,1C -（2）7【解析】【分析】（1）设点(),B a b ，由题意可知点(),B a b 坐标满足BH 的方程，再表示出AB 的中点，代入AB 边上的中线方程，解方程组可求出点B 的坐标，求出AC 的斜率，可求出直线AC 的方程，再与30x y +=联立，可得点C 的坐标，（2）利用两点间的距离公式求出AC 的长，再利用点到直线的距离公式求出B 到直线AC 的距离，从而可求出三角形的面积.【小问1详解】设点(),B a b ，因为B 在直线BH 上，所以2340a b --=，①又A ，B 的中点为12,22a b D ++⎛⎫⎪⎝⎭，且点D 在AB 的中线上，所以123022a b+++⨯=，②联立①②，得12a b =-⎧⎨=-⎩，即点()1,2B --．由题意，得1AC BH k k ⋅=-，所以32AC k =-，所以AC 所在直线的方程为32(1)2y x -=--，即3270x y +-=，③因为点C 在AB 边上的中线上，所以点C 的坐标满足直线方程30x y +=，④联立③④，得31x y =⎧⎨=-⎩，即()3,1C -．【小问2详解】由（1）得AC =，B 到直线AC的距离为13d ==，所以17213ABC S ==△，故ABC V 的面积为7．16.已知抛物线24y x =的焦点为F ，过点(5,2)-的直线与抛物线交于P ，Q 两点.（1）求||||PF QF +的最小值；（2）判断点(1,2)N 是否在以PQ 为直径的圆上，并说明理由.【答案】（1）11（2）在，理由见解析【解析】【分析】（1）需对直线分斜率存在和不存在，分别将两种情况下的直线与抛物线联立，从而求解.（2）由（1）知分情况对以PQ 为直径的圆对点N 进行验证，从而求解．【小问1详解】从而求（2）由（1）中当直线斜率，由题意知：抛物线焦点()1,0F ，准线：=−1，直线过定点()5,2-，且定点在抛物线内，所以得：直线的斜率不为0，设直线方程为()25x m y =++，当0m =时，直线率不存在，即直线方程为：5x =，此时：(5,P，(5,Q -，所以：12255212PF QF x x +=++=++=；当0m ≠时，即直线斜率存在时，得直线方程为：()25x m y =++，将直线与抛物线联立得：()2425y x x m y ⎧=⎪⎨=++⎪⎩，化简得：()248200y my m --+=，()()22164820161640m m m ∆=+⨯+=++>，设：211,4y P y ⎛⎫ ⎪⎝⎭，222,4y Q y ⎛⎫⎪⎝⎭，由根与系数关系得：()12124820y y m y y m +=⎧⎨=-+⎩，()()22221212121228162820882444y y y y m m y y PF QF x x +-+++++++=++===()224412211111m m m =++=++≥，所以：当直线斜率存在时，PF QF +的最小值为：11.综上所述：PF QF +的最小值为：11.【小问2详解】在，理由如下：由（1）知：当直线斜率不存在时：直线为：5x =，(5,P，(5,Q -以PQ 为直径的圆方程为：()22520x y -+=，将()1,2N 代入得：()2215220-+=，所以点N 在以PQ 为直径的圆上；当直线斜率存在时：由（1）知：2114,24y NP y ⎛⎫-=-⎪⎝⎭ ，2224,24y NQ y ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭，()()()()22222212121212121241644·22244416y y y y y y NP NQ y y y y y y -++--=⨯+--=+-++ ()()()22254410820850m m m m m =+-++-+-+=，所以得：NP NQ ⊥，90PNQ ∠=︒，所以得：点N 在以PQ 为直径的圆上.综上所述：点N 在以PQ 为直径的圆上.17.椭圆E 的中心在坐标原点O ，焦点在x 轴上，离心率为1.2点3(1,2P 、A 、B 在椭圆E 上，且(R)PA PB mOP m +=∈．（1）求椭圆E 的方程及直线AB 的斜率；（2）当3m =-时，证明原点O 是PAB 的重心，并求直线AB 的方程．【答案】（1）22143x y +=，12-；（2）证明见解析，220x y ++=.【解析】【分析】（1）设出椭圆方程，利用给定条件列出方程组求解；再设出点,A B 的坐标，利用点差法求解作答；（2）证明PAB 的重心坐标为(0,0)，确定AB 中点坐标，点差法求出AB 的斜率，即可求解AB 的方程．【小问1详解】设椭圆E 的方程为22221(0)x y a b a b +=>>，则222114b e a =-=，且221914a b +=，解得224,3a b ==，所以椭圆E 的方程为22143x y +=；设1122()A x y B x y ,,(,)，而3(1,)2P ，则112233(1,),(1,)22PA x y PB x y =--=-- ，由PA PB mOP += ，得12122332x x m y y m +-=⎧⎪⎨+-=⎪⎩，即12122332x x m y y m +=+⎧⎪⎨+=+⎪⎩，又由22112222143143x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩，得12121212()()()()043x x x x y y y y -+-++=，则直线AB 的斜率121212123()3(2)134()24(3)2AB y y x x m k x x y y m -++==-=-=--++.【小问2详解】当3m =-时，由（1）知，点1122()A x y B x y ,,(,)的坐标满足1212132x x y y +=-⎧⎪⎨+=-⎪⎩，而3(1,)2P ，因此PAB 的重心坐标为(0,0)，所以原点O 是PAB 的重心；显然线段AB 的中点坐标为13(,)24--，此点在椭圆E 内，即直线AB 与椭圆E 必相交，由（1）知直线AB 的斜率121212123()3(1)134()24()2AB y y x x k x x y y -+⨯-==-=-=--+⨯-，所以直线AB 的方程为311(422y x +=-+，即220x y ++=.18.已知A ，B 分别是双曲线22:14y E x -=的左，右顶点，直线l （不与坐标轴垂直）过点()2,0N ，且与双曲线E 交于C ，D 两点.（1）若3CN ND = ，求直线l 的方程；（2）若直线AC 与BD 相交于点P ，求证：点P 在定直线上.【答案】（1）0y --=或0y +-=；（2）证明见解析.【解析】【分析】（1）设直线l 的方程为2x my =+并联立双曲线根据韦达定理可得1y 与2y 关系，结合3CN ND = 可得123y y =-，从而求得m 值得直线方程；（2）列出直线AC 与BD 方程，并求点P 坐标得12P x =，故得证.【详解】解：设直线l 的方程为2x my =+，设()11,C x y ，()22,D x y ，把直线l 与双曲线E 联立方程组，22214x my y x =+⎧⎪⎨-=⎪⎩，可得()224116120m y my -++=，则1212221612,4141m y y y y m m +=-=--，（1）()112,CN x y =-- ，()222,ND x y =- ，由3CN ND = ，可得123y y =-，即22841m y m =-①，22212341y m -=-②，把①式代入②式，可得22281234141m m m ⎛⎫-= ⎪--⎝⎭，解得2120m =，10m =±，即直线l的方程为0y --=或0y +-=．（2）直线AC 的方程为()1111y y x x =++，直线BD 的方程为()2211y y x x =--，直线AC 与BD 的交点为P ，故()1111y x x ++()2211y x x =--，即()1113y x my ++()2211y x my =-+，进而得到122121311my y y x x my y y ++=-+，又()121234my y y y =-+，故()()122121212133391433134y y y y y x x y y y y y -++-++===----++，解得12x =故点P 在定直线12x =上．【点晴】方法点晴：直线与圆锥曲线综合问题，通常采用设而不求，结合韦达定理求解.19.已知曲线C 由()2240x x y +=≤和221(0)84x y x +=>组成，点()2,0A -，点()2,0B ，点,P Q 在C 上.（1）求PA PB +的取值范围（当P 与A 重合时，0PA =）；（2）若OP OQ ⊥，求OPQ △面积的取值范围.【答案】（1）4,⎡⎣（2）2,⎡⎣【解析】【分析】（1）注意到,A B 是椭圆的左右焦点，且是圆与x 轴的交点，分点P 是否在y 轴的右侧两种情况讨论即可得解；（2）当两点在半椭圆上时（不含y 轴），设()1:,:0OP y kx OQ y x k k==-≠，求出O ，同理求出O ，进而可求出面积的表达式，再讨论两点都在半圆上，一点在半圆上一点在半椭圆上（不含y 轴）和一点在y 轴上一点在半椭圆上三种情况讨论，进而可得出答案.【小问1详解】注意到,A B 是椭圆的左右焦点，且是圆与x 轴的交点，当点P 在y 轴的右侧时，由椭圆的定义可得PA PB +=；当点P 不在y 轴的右侧时，设π,0,4PBA αα⎡⎤∠=∈⎢⎥⎣⎦，则π4sin 4cos 4PA PB ααα⎛⎫+=+=+ ⎪⎝⎭，因为π0,4α⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，所以πππ,442α⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦，所以π4,4PA PB α⎛⎫⎡+=+∈ ⎪⎣⎝⎭，综上所述，4,PA PB ⎡+∈⎣；【小问2详解】记OPQ △的面积为S ，当两点在半椭圆上时（不含y 轴），设()1:,:0OP y kx OQ y x k k==-≠，联立22184x y y kx ⎧+=⎪⎨⎪=⎩，则有22821P x k =+，故()()222222281121P P P k OP x y k x k +=+=+=+，同理可得()2222218181221k k OQ k k ⎛⎫+ ⎪+⎝⎭==++，故()()()22222221614212k OP OQS k k +==++，令21,1t k t =+>，则21k t =-，则()()222216161611211119224t S t t t t t ===-+⎛⎫-++--+ ⎪⎝⎭，由1t >，得101t<<，所以221664,8911924S t ⎡⎫=∈⎪⎢⎣⎭⎛⎫--+ ⎪⎝⎭，所以8,3S ⎡∈⎢⎣；当两点都在半圆上时，2OP OQ ==，则22OP OQS ==；当一点在半圆上一点在半椭圆上时（不含y 轴），由对称性，可设点P 在半椭圆上，则2OQ =，故()222222814442121k OP OQS k k +===+++，由0k ≠，可得2211k +>，所以()22444,821S k =+∈+，所以(2,S ∈；当一点在y 轴上一点在半椭圆上时，由对称性，可设点Q 是曲线与y 轴的交点，则点P 为椭圆的右顶点，则2,OQ OP ==2OP OQS ==，综上所述，OPQ △面积的取值范围为2,⎡⎣.【点睛】方法点睛：圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略：（1）利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系，从而确定参数的取值范围；（2）利用已知参数的范围，求新的参数的范围，解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系；（3）利用隐含的不等关系建立不等式，从而求出参数的取值范围；（4）利用已知的不等关系建立不等式，从而求出参数的取值范围；（5）利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数，求其值域，从而确定参数的取值范围.。
北京市延庆区2024-2025学年高二上学期期中考试数学试题(含答案)
延庆区2024-2025学年第一学期期中试卷高二数学2024.11本试卷共6页，150分.考试时长120分钟.考生务必将答案答在答题纸上，在试卷上作答无效.考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回.第一部分（选择题共40分）一､选择题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题列出的四个选项中，选出符合题目要求的一项.1.在复平面内，复数的共轭复数对应的点位于（）A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限2.已知向量且，那么（ ）A. B.6C.9D.183.在空间直角坐标系中，点关于坐标平面的对称点为（）A. B. C. D.4.设分别是空间中直线的方向向量，则直线所成角的大小为（ ）A. B. C. D.5.过和两点的直线的倾斜角是（）A. B.1 C. D.6.“”是“直线与平行”的（）A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件7.在平行六面体中，，点在上，且，则（ ）1i +()()1,2,1,3,,a b x y =-= a ∥b b = ()1,2,3P xOy ()1,2,3-()1,2,3-()1,2,3--()1,2,3-()()120,1,1,1,0,1v v ==- 12,l l 12,l l π65π6π32π3()2,0-()0,21-3π4π41a =1:20l ax y +-=()2:2120l x a y +++=1111ABCD A B C D -1,,AA a AB b AD c === P 1AC 1:1:2A P PC =AP =A. B.C. D.8.已知正方体的棱长为为的中点，则到平面的距离为（ ）9.在正方体中，点是线段上任意一点，则与平面所成角的正弦值不可能是（ ）A. B.10.已知点，直线，若直线上至少存在三个，使得为直角三角形，直线倾斜角的取值范围是（ ）211333a b c ++ 122333a b c ++ 112333a b c -++ 122333a b c -- 1111ABCD A B C D -2,E 1BB 1B 11A D E 1111ABCD A B C D -E 11A C AE ABCD 1323()()0,1,0,1A B -:2l y kx =-l M MAB V lA. B.C. D.第二部分（非选择题共110分）二､填空题共5小题，每小题5分，共25分.11.复数，则__________.12.已知点，点在线段上，且，则点坐标为__________.13.若平面，平面的法向量为，平面的法向量为，写出平面的一个法向量__________.14.已知点，直线与线段无交点，则直线在轴上的截距为__________；的取值范围是__________.15.如图：在直三棱柱中，，.记，给出下列四个结论：①存在，使得任意，都有；②对于任意点，都不存在点，使得平面平面；③的最小值为3；④当取最小时，过点作三棱柱的截面，则截面周长为.其中，所有正确结论的序号是__________.三､解答题共6小题，共85分.解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤.16.（本小题13分）已知的顶点坐标为.π5π0,,π66⎛⎤⎡⎤⋃ ⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦πππ2π,,3223⎡⎫⎛⎤⋃⎪ ⎢⎥⎣⎭⎝⎦πππ3π,,4224⎡⎫⎛⎤⋃⎪ ⎢⎥⎣⎭⎝⎦πππ5π,,6226⎡⎫⎛⎤⋃⎪ ⎢⎥⎣⎭⎝⎦5i 12iz =-z =()()1,1,4,1,4,2A B -C AB 2AC CB =C αβ⊥α()11,2,3n = β()2,,0n x y = β()()1,3,1,4A B -:2l y ax =-AB l y a 111ABC A B C -13,90AB BB BC ABC ∠==== 1,(01,01)CH xCB CP yCB x y ==<≤≤≤ (),f x y AH HP =+H P AH HP ⊥H P AHP ⊥11A B C (),f x y (),f x y ,,A H P 5ABC V ()()()1,52,14,3A B C ---､､（1）求过点且与直线平行的直线的方程；（2）求边上的中线所在直线的方程；（3）求边上的高所在直线的方程.17.（本小题14分）如图，在三棱柱中，底面是的中点，且.（1）求证：平面；（2）若，求直线与平面所成角的正弦值；（3）若，求平面与平面所成角的余弦值.18.（本小题14分）设的内角对应的边分别为，且.（1）求角的大小；（2）从下列三个条件中选择一组作为已知，使存在且唯一，并求的面积.条件①：；条件②：；条件③：.注：如果选择的条件使不存在或不唯一，第（2）问得0分.19.（本小题14分）已知函数，且的图像过点.（1）求函数的最小正周期和单调递减区间；（2）若函数在上与直线有交点，求实数的取值范围；（3）设函数，记函数在上的最大值为，求的最小B AC BC AB 111ABC A B C -1CC ⊥,ABC D 11A C 12AC BC CC ===1BC ∥1AB D AC BC ⊥1CC 1AB D AC BC ⊥1AB D 11ACC A ABC V ,,A B C ,,a bc sin cos b A B =B ABC V ABC V 3,sin 2sin b C A ==5b a ==b C ==ABC V ()22sin cos 2cos f x a x x x =+()f x π,06⎛⎫- ⎪⎝⎭()f x ()f x π,12m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦3y =m ()()()g x f x t t =-∈R ()g x π11π,612⎡⎤⎢⎥⎣⎦()M t ()M t值及此时的值.20.（本小题15分）如图，已知四棱锥中，底面是边长为4的正方形，平面是正三角形，分别为的中点.（1）求证：平面；（2）求点到平面的距离；（3）线段上是否存在点，使得三棱锥的值；若不存在，说明理由.21.（本小题15分）给定正整数，设集合.对于集合中的任意元素和，记.设，且集合，对于中任意元素，若则称具有性质.（1）判断集合是否具有性质，集合是否具有性质；（直接写出答案，结论不需要证明）（2）判断是否存在具有性质的集合，并加以证明；（3）若集合具有性质，证明：.t P ABCD -ABCD CD ⊥,PAD PAD V ,,,E F G O ,,,PC PD BC AD PO ⊥ABCD A EFG PC M M EFG -PM PC 2n ≥(){}{}12,,,,0,1,1,2,,n k M t t t t k n αα==∈= ∣M ()12,,,n x x x β= ()12,,,n y y y γ= 1122n n x y x y x y βγ⋅=+++ A M ⊆(){}12,,,,1,2,,i i i i in A t t t i n αα=== ∣A ,i j αα,,1,,i j p i j i j αα=⎧⋅=⎨≠⎩A (),T n p ()()(){}1,1,0,1,0,1,0,1,1A =()3,2T ()()()(){}1,1,0,0,1,0,1,0,0,1,1,0,1,0,0,1B =()4,2T ()4,T p A A (),T n p ()121,2,,j j nj t t t p j n +++==延庆区2024-2025学年第一学期期中考试高二数学参考答案及评分标准2024.11一､选择题（共10小题，每小题4分，共40分）1.D2.A3.B4.C5.D6.C7.A8.B9.A 10.B二､填空题（共5小题，每小题5分，共25分）12. 13.（不唯一，共线即可）14.，（注：第一问3分，第二问2分）15.①③④（注：对一个2分，两个3分，有选错0分）三､解答题（共6小题，共85分）16.（共13分）解：（1）直线的斜率过点且与直线平行的直线的斜率为过点且与直线平行的直线方程为（2）设边的中点为，因为，所以点的坐标为，即，所以边的中线所在直线方程为()1,3,0()2,1,0-2-()6,5-AC 532145AC k -==---B AC 25-B AC ()21225905y x x y +=-+⇒++=BC D ()()2,14,3B C --､D 2413,22-+-+⎛⎫ ⎪⎝⎭()1,1D 51211AD k -==---BC ()121230y x x y -=--⇒+-=（3）因为，所以边的高线所在直线的斜率为，因此边的高线所在直线方程为.17.（共14分）（1）证明：连接，设，连接，由为三棱柱，得.又是的中点，所以是的中位线，.平面平面，平面；（2）解：底面，以为原点，的方向分别为轴正方向建立如图所示的空间直角坐标系，则，，设平面的法向量为由，得；15621AB k --==-+AB 16-AB ()13462206y x x y -=--⇒+-=1A B 11A B AB E ⋂=DE 111ABC A B C -1A E BE =D 11A C DE 11ΔA BC 1BC ∴∥DE 1BC ⊄ 1,AB D DE ⊂1AB D 1BC ∴∥1AB D 1CC ⊥ ,ABC AC BC ⊥C 1,,CA CB CC ,,x y z ()()()0,0,0,2,0,0,0,2,0C A B ()()()()1112,0,2,0,2,2,0,0,2,1,0,2A B C D ()()()110,0,2,2,2,2,1,0,2CC AB AD ==-=- 1AB D (),,n x y z =12220220n AB x y z n AD x z ⎧⋅=-++=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩ ()2,1,1n =设直线与平面所成角为.则.直线与平面.（3）设平面与平面所成角为为锐角，平面的法向量为，，平面与平面.18.（共14分）解：（1），由正弦定理得，在中，，，.（2）若选①，由余弦定理，得，解得若选③，1CC 1AB Dθ111sin cos ,n CC n CC n CC θ⋅=<>== ∴1CC 1AB D 1AB D 11ACC A ,αα11ACC A ()0,1,0m =cos cos ,n m n m n m α⋅=<>== 1AB D 11ACC A sin cos b A B =sin sin a b A B =sin sin cos B A A B =ABC V sin 0,tan A B ≠=()0,πB ∈ π3B ∴=sin 2sin ,2C A c a== 2222cos b a c ac B =+-222944cos a a a B =+-a c ==1sin 2S ac B ∴==b C == ()sin sin sin cos cos sin A B C B C B C =+=+=由正弦定理可得：选择②，面积公式2分；余弦定理2分.不超过4分.19.（共14分）解：（1）由题意，，解得，，，的最小正周期；的单调减区间为（2）函数在区间上与直线有交点所以，函数在区间上的最大值为3，又因为所以，解得.实数的取值范围是.（3）当时，取最大值4c =1sin 2S bc A ==2πππ3sin 2cos 206364f a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=-+-=+⨯= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭a =()22cos f x x x ∴=+cos21x x =++π2sin 216x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭()f x 2ππ2T ==()f x π2ππ,π,63k k k z ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦()f x π,12m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦3y =()f x π,12m ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ππ20,266x m ⎡⎤+∈+⎢⎥⎣⎦ππ262m +≥π6m ≥∴m π,6∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭()()ππ11πππ2sin 21,,,2,2π661262g x f x t x t x x ⎛⎫⎡⎤⎡⎤=-=++-∈+∈ ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎣⎦ππ262x +=()f x t -3t -当时，取最小值所以，当时，当时，所以，当时，20.（共15分）（1）证明：因为是正三角形，是的中点，所以.又因为平面平面，平面，所以面；解：（2）因为两两互相垂直.以点为原点，的方向分别为轴正方向建立如图所示的空间直角坐标系.则，设平面的法向量为，由，得，点到平面的距离π3π262x +=()f x t -1t --1t ≤()3M t t=-1t >()1M t t =+1t =min ()2M t =PAD V O AD PO AD ⊥CD ⊥,PAD PO ⊂,PADCD PO ⊥,,AD CD D CD AD ⋂=⊂ABCD PO ⊥ABCD ,,OA OG OP O ,,OA OG OP,,x y z ()()()()()(0,0,0,2,0,0,2,4,0,2,4,0,2,0,0,0,0,O A B C D P --((()1,,,0,4,0,E F G --()((0,2,0,1,2,,1,4,EF EG FG =-==EFG (),,n x y z =2020n EF y n EG x y ⎧⋅=-=⎪⎨⋅=+=⎪⎩ )n = (3,AE =- A EFG AE n d n ⋅==（3）设所以点到面的距离为定值解得：或.21.（共15分）（1）集合具有性质，集合B 不具有性质.（2）当时，集合A 中的元素个数为4.由题设.假设集合A 具有性质，则①当时，，矛盾.②当时，，不具有性质，矛盾.③当时，.因为和至多一个在A 中；和至多一个在A 中；和至多一个在A 中，故集合A 中的元素个数小于4，矛盾.④当时，，不具有性质，矛盾.⑤当时，，矛盾.综上，不存在具有性质的集合.11,0,,122PM PC λλ⎡⎫⎛⎤=∈⋃⎪ ⎢⎥⎣⎭⎝⎦()()2,4,,12,4M EM λλλλ-=-- M EFG 2PF n d nλ⋅== cos ,||||EF EG EF EG EF EG ⋅<>=== 1sin ,22EFG S EF EG EF EG =<>=V 11sin ,36M EFGEFG V S h EF EG EF EG h -==<>=V 14PM PC λ==34A ()3,2T ()4,2T 4n ={}0,1,2,3,4p ∈()4,T p 0p =(){}0,0,0,0A =1p =()()()(){}1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1A =()4,1T 2p =()()()()()(){}1,1,0,0,1,0,1,0,1,0,0,1,0,1,1,0,0,1,0,1,0,0,1,1A ⊆()1,1,0,0()0,0,1,1()1,0,1,0()0,1,0,1()1,0,0,1()0,1,1,03p =()()()(){}1,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,1A =()4,3T 4p =(){}1,1,1,1A =()4,T p A（3）记，则.若，则，矛盾.若，则，矛盾.故.假设存在使得，不妨设，即.当时，有或成立.所以中分量为1的个数至多有.当时，不妨设.因为，所以的各分量有个1，不妨设.由时，可知，中至多有1个1，即的前个分量中，至多含有个1.又，则的前个分量中，含有个1，矛盾.所以.因为，所以.所以.()121,2,,j j j nj c t t t j n =+++= 12n c c c np +++= 0p =(){}0,0,,0A = 1p =(){}1,0,0,,0A = 2p ≥j 1j c p +…1j =11c p +…1c n =0j c =()12,3,,j c j n == 12,,,n ααα ()1212n n n n np +-=-<…11p c n +<…11211,111,0p n t t t t +===== n n p αα⋅=n αp 23,11n n n p t t t +==== i j ≠1i j αα⋅={}121,2,3,,1,,,,q q p q q p t t t +∀∈+ 121,,,p ααα+ 1p +121p p p ++=+()11,2,,1i n i p αα⋅==+ 121,,,p ααα+ 1p +()()1122p p p +++=+()1,2,,j c p j n = …12n c c c np +++= ()1,2,,j c p j n == ()121,2,,j j nj t t t p j n +++==。
重庆市2024-2025学年高二上学期期中考试数学试卷含答案
重庆市高2026届高二上期期中考试数学试题（答案在最后）2024.11注意事项：1．本试卷满分为150分，考试时间为120分钟．2．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上．3．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效．4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．一、单项选择题：本题共8小题，每题5分，共40分.1.直线l 过(,),(,)()P b c b Q a c a a b ++≠两点，则直线l 的斜率为（）A.a b a b+- B.a b a b-+ C.1D.1-【答案】C 【解析】【分析】利用直线上两点的坐标求斜率即可.【详解】由题意可知，斜率()()1a b a bk a c b c a b--===+-+-，故选：C.2.若平面α的法向量为()4,4,2n =--，方向向量为(),2,1x 的直线l 与平面α垂直，则实数x =（）A.4B.4- C.2D.2-【答案】D 【解析】【分析】根据直线垂直于平面，则直线的方向向量平行于平面的法向量，即可求解.【详解】由直线l 与平面α垂直，故直线l 方向向量(),2,1x 与平面α的法向量()4,4,2n =--平行，设()()4,4,2,2,1x λ--=，即4422xλλλ=⎧⎪-=⎨⎪-=⎩，解得22x λ=-⎧⎨=-⎩.故选：D.3.圆心为(1,1)-且过原点的圆的一般方程是（）A.22220x y x y ++-= B.22220x y x y +-+=C.22220x y x y +--= D.222210x y x y ++-+=【答案】B 【解析】【分析】先求半径，再得圆的标准方程，最后转化为圆的一般方程.【详解】由题意知，()0,0在圆上，圆心为(1,1)-，所以圆的半径r ==，所以圆的标准方程为()()22112x y -++=，则一般方程为：22220x y x y +-+=，故选：B.4.椭圆22221x y a b +=和2222(0,0,,0)x y k a b a b k a b+=>>≠>一定具有（）A.相同的离心率B.相同的焦点C.相同的顶点D.相同的长轴长【答案】A 【解析】【分析】先将方程化为标准方程，再根据离心率，焦点。
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济南外国语学校 2008-2009学年度第一学期
高二期中考试数学试题（2008. 11）
时间：120分 满分120分
一、选择题（本题共12小题，每小题4分）
1.在△ABC 中,若sinA.sinB ＜cosA.cosB,则△ABC 一定为( )
A.等边三角形 B 直角三角形 C.锐角三角形 D.钝角三角形 2.下列不等式的解集是R 的为( )
A.0122
>++x x B.02>x C.01)2
1(>+x
D.
x
x 1311<- 3.设等差数列{a n }的前n 项和为S n,,若58215a a a -=+,则S 9等于( )
A.60
B.45
C.36
D.46 4.在R 上定义运算⊗：x ⊗y=x(1-y),若不等式（x-a ）⊗(x+a)<1对任意实数x 都成立，则（ ） A.11<<-a B.0<a<2 C.2321<<-
a D.2
1
23<<-a 5.在△ABC 中，AB=3,AC=1,且B=300,则△ABC 的面积等于（ ）
A.
23 B.43 C. 23或3 D. 23或4
3
6.若02
>++c bx ax 的解集为（-∞，-2）∪（4，+∞），则对f(x)= c bx ax ++2
,有（ ） A. f(5)<f(2)<f(-1) B. f(2)<f(5)<f(-1) C. f(-1)<f(2)<f(5) D. f(2)<f(-1)<f(5)
7.在等差数列{a n }中，公差d=1,a 4+a 17=8,则a 2+a 4+a 6+…+a 20=( ) A.40 B.45 C.50. D.55
8.设x ∈R,[x]表示不大于x 的最大整数，如：[π]=3，[-1.2]=2-,[0.5]=0,则使[x 2-1]=3的x 的取值范围（ ）
A.[2,5）
B.(- 5,-2]
C. (-
5,-2] ∪[2,5） D. [-
5,-2] ∪[2,5]
9.若不等式组⎪⎩
⎪
⎨⎧≤+≥≤+≥-a y x y y x y x ,0220表示的平面区域是一个三角形，则a 的取值范围是（ ）
A.34≥
a B. 10≤<a C.341≤≤a D.10≤<a 或3
4≥a
10.设等比数列{a n }的公比为q ，前n 项和为S n ,若S n+1,S n ,S n+2成等差数列，则q 为（ ）
A.q=2-
B.q=1
C.q=2-或q=1
D.q=2或q=1- 11.若对x>0,y>0有（x+2y ）(
y
x 1
2+)≥m 恒成立，则m 的取值范围是（ ）
A.m ≤8
B.m>8
C.m<0
D.m ≤4
12.设a,b,c 为实数，3a,4b,5c 成等比数列，且
c b a 1,1,1成等差数列。
则a
c
c a +的值为（ ） A.1594 B.±1594 C.1534 D. ±15
34 二、填空题（本题共4小题，每题4分）
13.ΔABC 中，3a+b=2c,2a+3b=3c,则sinA:sinB:sinC= . 14.若实数a,b 满足a+b=2,则b
a
33+的最小值是 .
15.设数列{a n }的前n 项和S n =
*∈≥-N n n a n ,1(2
)
13(1)且4a =54,则1a = . 16.函数1)(2
-+=ax ax x f 在R 上恒满足f(x)<0，则a 的取值范围是 . 三、解答题（本题共6小题，共56分，请写出解答过程）
17.（本小题8分）已知集合A={x|}015722
<-+x x ，B={x|02
≤++b ax x },若A ∩B=
φ，且A ∪B={x|-5<x ≤2},求实数a,b 的值.
18. （本小题8分）ΔABC 中A,B,C 的对边分别为a,b,c ，且c
a b
C B +-
=2cos cos 求：（1）角B 的大小；
（2）若4,13=+=c a b ，求ΔABC 的面积.
19.（本小题
8分）已知数列{a n }的前n 项和为S n ，且
a 1=2,3S n =5113--+-n n n S a a ,(2,≥∈n N n ) 求（1）数列{a n }的通项公式;
（2）若b n =(2n-1)a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .
20.(本小题10分)某工厂可以生产两种不同原料生产的同一种产品，若采用甲原料，每吨成本1000元，运费500元，可得产品90千克；若采用乙原料，每吨成本1500元，运费400元，可得产品100千克。
现在预算每日总成本不得超过6000元，运费不得超过2000元，问此工厂每日最多可生产多少千克产品？
21.（本小题10分）已知22)(2
+-=ax x x f ，当x ∈[-1,+∞)时，f(x)≥a 恒成立，求实数a 的取值范围.
22.（本小题12分）数列{a n }的前n 项和为S n ，且满足)2
1(,12
1-==n n n S a S a （n ≥2） (1)证明数列{
n
S 1
}是等差数列，并求a n ; (2)设12+=n S b n n ，求{b n }的前n 项和T n ；若对任意的n ∈*
N 都有m T n 2
1log <，求m 的取值范围.
高二试题答案
一、D.C.B.C.D.D.B.C.D.A.A.C
二、3：5：7 6 2 -4<a 《0 三、 17.B={x|
223≤≤x },a=2
7
-,b=3 18.（1）由余弦定理得：a 2+c 2-b 2=-ac,得B=1200
（2）由⎪⎩⎪⎨⎧=++=++13
16
22
222ac c a ac c a 得ac=3,∴S Δ=433sin 21=B ac 19.(1)由已知的3（S n -S n-1）=3a n =5a n -a n-1,a n =
2
1a n-1,a n =22-n
(2) ∴n n n b --=22)12(,乘公比错位相减T n =n
n -+-22)32(12
20.设甲原料x 吨乙原料y 吨，y x z 10090+=，⎪⎩
⎪
⎨⎧≥≥≤+≤+0,02000400500600015001000y x y x y x 解得当
7
20
,712=
=
y x 时，z 的最大值时440元。
21.解：由已知可得x 2-2ax+2-a 》0在[-1,∞)上恒成立，即0)2(442
≤--=∆a a 或
⎪⎩
⎪
⎨⎧≥--<>∆0)1(10f a 解得-3《a 《1 22.解：（1）
)2
1)((12
--=-n n n n S S S S 即
1
212111-=∴=--n S S S n n v ，⎪⎩
⎪
⎨⎧
=≥--=)1(1)2()
23)(12(2n n n n a n （2）2
1
1211(21)121121(21)12)(12(1<+-=∴+--=+-=
）n T n n n n b n n
只须使2
2
0,21log 2
1≤
<∴≥
m m。