浙江省2021年高二数学上学期期中考试卷(一)
浙江省浙东北联盟(ZDB)2020-2021学年高二上学期期中考试数学试题含答案
6．设 ， 为两条不同的直线， ， 为两个不同的平面，则下列命题正确的是（）
A．若 ， ，则 B．若 ， ， ，则
C．若 ， ，则 D．若 ， ， ，则
7．若 ，则方程 能表示的不同圆的个数为（）
A．1B．2C．3D．4
8．设直线 ： 与圆 ： 交于 ， 两点，当实数 变化时， 的最大面积为9，则此时 的值为（）
又∵ ， ，
∴
19．解析：（Ⅰ）设 ，则直线 与 有公共点，
所以圆心到直线的距离 ，解得 ．
（Ⅱ）当直线 垂直于 轴时，此时直线方程为 ， 与圆的两个交点坐标为 ， ，这两点的距离为 ，满足题意；
当直线 不垂直于 轴时，设其方程为 ，
即 ，设圆心到此直线的距离为 ，则 ，
得 ，从而 ，得 ，此时直线方程为 ，
11． .12． 13． ； ．
14．3； ．15．0； .
16． .17． ； .
三、解答题：本大题共5小题，解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤
18．（Ⅰ）证明：连结 ， ，则 ，
∵ 是正方形，∴ ．
∵ ，∴ ．又 ， ．
∵ ，∴ ，
∴ ．
（Ⅱ）证明：连结 ，与 相交于点 ．
∵ ， 分别是 ， 的中点，∴ ，
12．圆锥底面半径为1，高为 ，轴截面为 ．如图，从 点拉一绳子绕圆锥侧面一周回到 点，则最短绳长为________.
13．已知 ： 与 ： 相交于 ， 两点，则直线 的方程为________，以线段 为直径的圆的方程为________.
14．一个几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为________，表面积为________.
A．4B．1或4C．1D．1或
浙江省宁波市镇海2024-2025学年高二上学期期中测试数学试卷含答案
镇海2024学年第一学期期中考试高二数学试题卷（答案在最后）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{}n a 中，已知12a =，315S =，则4a 等于（）A.11B.13C.15D.16【答案】A 【解析】【分析】根据等差数列通项公式和前n 项和表达式即可得到方程，解出即可.【详解】设等差数列的公差为d ，则3111215S a a d a d =++++=，即6315d +=，解得3d =，则4132911a a d =+=+=.故选：A.2.若椭圆2212x y m +=的右焦点与抛物线24y x =的焦点重合，则m 的值为（）A .1B.3C.4D.5【答案】B 【解析】【分析】求出抛物线的焦点坐标，可得出关于m 的等式，即可得解.【详解】对于抛物线24y x =，24p =，可得2p =，12p=，故该抛物线的焦点为()10F ,，由题意可知，椭圆的右焦点为()10F ,，则22221c a b m =-=-=，解得3m =，故选：B.3.若点P 到直线1x =-和它到点()1,0的距离相等，则点P 的轨迹方程为（）A.2x y =B.2y x= C.24x y= D.24y x=【答案】D 【解析】【分析】分析可知点P 的轨迹是以点()1,0为焦点，直线1x =-为准线的抛物线，即可得解.【详解】因为点P 到直线1x =-和它到点()1,0的距离相等，所以，点P 的轨迹是以点()1,0为焦点，直线1x =-为准线的抛物线，设其方程为22y px =，则12p=，可得2p =，故点P 的轨迹方程为24y x =.故选：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，必进入循环圈1421→→→.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{}n a 满足：11a =，1,231,nn n n n a a a a a +⎧⎪=⎨⎪+⎩当为偶数当为奇数，则2024S =（）A.4720B.4722C.4723D.4725【答案】C 【解析】【分析】根据“冰雹猜想”结合递推关系，利用规律求解即可【详解】1234561,4,2,1,4,2,a a a a a a ====== ,可知数列{}n a 是以3为周期的数列，因为202423674-=⨯，所以()2024674142144723S =⨯++++=，故选：C5.已知函数()f x 是奇函数，函数()g x 是偶函数，且当0x >时，()0f x '>，()0g x '>，则0x <时，以下说法正确的是（）A.()()0f x g x ''+>B.()()0f xg x ''->C.()()0f x g x ''> D.()()0f x g x ''>【答案】B 【解析】【分析】通过函数的奇偶性与导函数的符号，判断当0x <时导函数的符号结合不等式性质即可判断各项.【详解】因为函数()f x 是奇函数，所以函数在对称区间上单调性相同，又当0x >时，()0f x '>；所以当0x <时，()0f x '>；因为函数()g x 是偶函数，所以函数在对称区间上单调性相反；又当0x >时，()0g x '>；所以当0x <时，()0g x '<；而当()()g x f x ''>时，()()0f x g x ''+<，故A 错；由()0g x '<，则()0g x '->，又()0f x '>，所以()()0f x g x ''->，故B 对；()(),f x g x ''异号，所以()()0f x g x ''<，()()0f x g x ''<，故CD 错；故选：B6.若函数()211kx f x x +=+在[)2,+∞上单调递增，则k 的取值范围为（）A.43k ≥-B.1k ≤- C.1k ≤ D.43k ≤-【答案】D 【解析】【分析】求出导函数，根据单调性把问题转化为不等式恒成立，利用函数单调性求出最值即可【详解】由()211kx f x x +=+，得()()22221kx x k f x x --++'=，又()f x 在[)2,+∞上单调递增，所以′≥0在[)2,+∞上恒成立，即220kx x k +-≤在[)2,+∞上恒成立，即21k x x ≤-在[)2,+∞上恒成立，只需求出21x x-的最小值即可，又1t x x =-在[)2,+∞单调递减，所以32t ≤-，则2103t -≤<，所以4203t-≤<，故43k ≤-.故选：D7.已知2023log 2024a =，2024log 2025b =，2025log 2026c =，则（）A.a b c >>B.a c b>> C.c b a>> D.c a b>>【答案】A【解析】【分析】构造函数()()ln 1ln x f x x+=，其中1x >，利用导数分析函数()f x 在()1,+∞上的单调性，可得出()2023a f =，()2024b f =，()2025c f =，结合函数()f x 的单调性可得出a 、b 、c 的大小关系.【详解】构造函数()()ln 1ln x f x x+=，其中1x >，当1x >时，11x x +>>，()ln 1ln 0x x +>>，由不等式的性质可得()()1ln 1ln x x x x ++>，()()()()()()()22ln 1ln ln 1ln 110ln 1ln x x x x x x x x f x x x x x +--+++'==<+⋅，所以，函数()f x 在()1,+∞上为减函数，因为()2023ln 2024log 20242023ln 2023a f ===，()2024ln 2025log 20252024ln 2024b f ===，()2025ln 2026log 20262025ln 2025c f ===，所以，()()()202320242025f f f >>，即a b c >>，故选：A.8.已知椭圆22:13627x y C +=，左焦点为F ，在椭圆C 上取三个不同点P 、Q 、R ，且2π3PFQ QFR RFP ∠=∠=∠=，则123FP FQ FR ++的最小值为（）A.4336- B.4339- C.42339- D.4333-【答案】B 【解析】【分析】以F 为顶点，x 轴的正方向为θ始边的方向，FP 为角θ的终边，推导出92cos PF θ=-，同理可得出92π2cos 3FQ θ=⎛⎫-+ ⎪⎝⎭，94π2cos 3FR θ=⎛⎫-+ ⎪⎝⎭，然后利用三角恒等变换化简可得出123FP FQ FR++的最小值.【详解】在椭圆C 中，6a =，b =3c =，如下图所示：椭圆的左准线为212a x c=-=-，以F 为顶点，x 轴的正方向为θ始边的方向，FP 为角θ的终边，当π02θ<<时，过点P 作PN l ⊥，过点F 作FM PN ^，垂足分别为点N 、M ，易知四边形EFMN 为矩形，则21239a MN EF c c==-=-=，由椭圆第二定义可得12PF e PN==，则2PN PF =，又因为//PN x 轴，则FPN θ∠=，所以，cos PM PFθ=，所以，cos PM PF θ=，因为PN PM MN =+，即2cos 9PF PF θ=+，所以，92cos PF θ=-，同理可知，当θ为任意角时，等式92cos PF θ=-仍然成立，同理可得92π2cos 3FQ θ=⎛⎫-+ ⎪⎝⎭，94π2cos 3FR θ=⎛⎫-+ ⎪⎝⎭，因此，2π4π42cos 63cos 1232cos 33999FP FQ FR θθθ⎛⎫⎛⎫-+-+ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭++=++412π4πcos 2cos 3cos 3933θθθ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=-++++ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦413cos cos cos 3922θθθθθ⎛⎫=--+-- ⎪ ⎪⎝⎭4134πsin cos 3922393θθθ⎛⎫⎛⎫=++=++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，故123FP FQ FR ++的最小值为4339-.故选：B.【点睛】方法点睛：圆锥曲线中的最值问题解决方法一般分两种：一是几何法，特别是用圆锥曲线的定义和平面几何的有关结论来求最值；二是代数法，常将圆锥曲线的最值问题转化为二次函数或三角函数的最值问题，然后利用基本不等式、函数的单调性或三角函数的有界性等求最值．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.1y x =，21y x'=- B.2x y =，2ln2x y '=C.ln y x =，1y x'=D.cos2y x =，sin2y x=-'【答案】ABC 【解析】【分析】对于ABC ，由基本初等函数的导数公式即可判断；对于D ，由复合函数的求导法则即可求出函数cos2y x =的导函数，从而得解.【详解】对于A ，1y x =，则21y x'=-，故A 正确；对于B ，2x y =，则2ln2x y '=，故B 正确；对于C ，ln y x =，则1y x'=，故C 正确；对于D ，cos2y x =，则()22sin 2sin2x x y =⨯=--'，故D 错误.故选：ABC.10.已知抛物线2:4C y x =，F 为其焦点，直线l 与抛物线交C 于()11,M x y ，()22,N x y 两点，则下列说法正确的是（）A.若点A 为抛物线上的一点，点B 坐标为()3,1，则AF AB +的最小值为3B.若直线l 过焦点F ，则以MN 为直径的圆与1x =-相切C.若直线l 过焦点F ，当MN OF ⊥时，则5OM ON ⋅=D.设直线MN 的中点坐标为()()000,0x y y ≠，则该直线的斜率与0x 无关，与0y 有关【答案】BCD 【解析】【分析】利用抛物线的定义以及数形结合可判断A 选项；利用抛物线的焦点弦公式可判断B 选项；求出M 、N 的坐标，利用两点间的距离公式可判断C 选项；利用点差法可判断D 选项.【详解】对于A 选项，如下图所示：抛物线的焦点为()10F ,，准线为:1l x =-，设点A 在直线l 上的射影点为D ，由抛物线的定义可得AD AF =，则AB AF AB AD +=+，当且仅当A 、B 、D 三点共线时，即当BD l ⊥时，AB AF +取最小值314+=，A 错；对于B 选项，若直线l 过焦点F ，则122=++MN x x ，线段MN 的中点E 到直线l 的距离为1212x x d +=+，所以，2MN d =，因此，以MN 为直径的圆与1x =-相切，B 对；对于C 选项，当MN OF ⊥时，直线MN 的方程为1x =，联立214x y x =⎧⎨=⎩可得12x y =⎧⎨=±⎩，不妨取()1,2M 、()1,2N -，则OM ON ==，此时，5OM ON ⋅=，C 对；对于D 选项，线段MN 的中点坐标为()()000,0x y y ≠，若MN x ⊥轴，则线段MN 的中点在x 轴上，不合乎题意，所以直线MN 的斜率存在，由题意可得12012022x x x y y y +=⎧⎨+=⎩，由21122244y x y x ⎧=⎨=⎩作差得()()()1212124y y y y x x -+=-，所以，121212004422MN y y k x x y y y y -====-+，D 对.故选：BCD.11.数列{}n a 满足11a =，22a =，21n n n a a a ++>+，则下列结论中一定正确的是（）A .1050a > B.20500a < C.10100a < D.20500a >【答案】AD 【解析】【分析】根据数列的递推关系可判断各项的取值范围.【详解】由题意得，数列{}n a 为递增数列.n *∀∈N ，21n n n a a a ++>+，11a =，22a =，所以，3213a a a >+=，4325a a a >+>，5438a a a >+>，65413a a a >+>，76521a a a >+>，87634a a a >+>，98755a a a >+>，109889a a a >+>，11109144a a a >+>，121110233a a a >+>，131211377a a a >+>，141312610a a a >+>，151413987a a a >+>，1615141597a a a >+>，1716152584a a a >+>，1817164181a a a >+>，1918176765a a a >+>，20191810946a a a >+>.故选：AD.【点睛】关键点点睛：解本题的关键在于利用递推公式逐项求解各项的范围即可.三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12.已知1n a +=，11a =，则100a =__________.【答案】110##0.1【解析】【分析】把递推公式变形并判断数列21n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列，然后求出通项即可求得【详解】由1n a +=，得221111n n a a +-=，又11a =，则2111a =，所以数列21n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭首项为1，公差为1的等差数列，所以21nn a =，又1n a +=可得10nn a a +>，又11a =，所以0n a >，得n a =，所以100110a ==，故答案为：11013.已知双曲线22221x y a b-=与直线1y x =-相交于A ，B 两点，其中AB 中点的横坐标为23-，则该双曲线的离心率为_____.【答案】2【解析】【分析】根据点差法可求,a b 的关系，从而可求离心率.【详解】设1,1,2,2，AB 中点为M ，则23M x =-，故53M y =-，因为2222112222221,1x y x y a b a b -=-=，故()()()()1212121222x x x x y y y y a b -+-+-=，所以()()12122225330x x y y a a ⎛⎫⎛⎫-⨯--⨯- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭-=，而1AB k =，故2225033a b -+=，故22222522b a c a ==-，故2c a =，故答案为：214.已知函数()()()5e ln 155xf x a x a x =++-+-，若()0f x ≥在()0,∞+上恒成立，则实数a 的取值范围为__________.【答案】5a ≤【解析】【分析】就0a >、0a ≤分类讨论，前者再就05,5a a ≤≤>分类后结合导数的符号讨论单调性后可得相应范围，后者结合常见的函数不等式可得恒成立，故可得参数的取值范围.【详解】当0a >时，()()15e 55e ,011x x a a f x a a x x x '=+--=+++-->，设()()5e ,011xa g x a x x =++-->，则()()25e 1x a g x x '=-+因为0a >，故()25e 1,xay x y =-+=均为()0,∞+上的增函数，故()g x '在()0,∞+上为增函数，若50a -≥即05a <≤，则()0g x '>在()0,∞+上恒成立，故()g x 在()0,∞+上为增函数，故()()00g x g >=恒成立，故()f x 为()0,∞+上为增函数，故()()00f x f >=恒成立，故05a <≤符合，若50a -<即5a >，此时()050g a '=-<，而)1110g '=->，故存在()01x ∈，使得()00g x '=，且()00,x x ∀∈，()0g x '<即()g x 在()00,x 上为减函数，故()00,x x ∀∈，()()00g x g <=即()f x 在()00,x 上为减函数，故()()00f x f <=，与题设矛盾，当0a ≤时，设()()ln 1,0s x x x x =-+>，则()01xs x x '=>+，故()s x 在()0,∞+上为增函数，故()()00sx s >=即ln(1)0,0x x x -+>>，设()e 1,0xt x x x =-->，则()e 10xt x '=->，()t x 在()0,∞+上为增函数，故()()00t x t >=即e 10,0x x x -->>，而0a ≤，故()()5e 1ln 10xx a x x ⎡⎤----+>⎣⎦，即()()5e ln 1550xa x a x ++-+->即()0f x >，故()0f x ≥也成立，综上，5a ≤，故答案为：5a ≤.【点睛】思路点睛：不等式的恒成立，注意验证区间的端点处的函数值，如果函数值为零，则往往需要讨论导数（或二阶导数）在端点处的函数值的符号，从而得到分类讨论的标准.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()e xf x x =.（1）求()f x 的最小值；（2）求()f x 在点()1,e 处的切线方程.【答案】（1）()min 1ef x =-（2）2e e y x =-【解析】【分析】（1）求出函数的导数后讨论其符号，结合单调性可求最小值；（2）求出函数在1x =处的导数后可求切线方程.【小问1详解】()()1e x f x x '=+，当1x <-时，()0f x '<；当1x >-时，()0f x '>，故()f x 在(),1∞--上为减函数，在()1,-+∞上为增函数，故()()min 11ef x f =-=-.【小问2详解】由（1）可得()12e f '=，而()1e f =，故切线方程为：()2e 1e 2e e y x x =-+=-，即切线方程为：2e e y x =-.16.设等比数列{}n a 的前n 项和为n S ，且11a =-，122n n n S S S ++=+.（1）求数列{}n a 的通项公式.（2）求数列()1nn n a ⎧⎫-⋅⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭的前n 项和n T .【答案】（1）()12n n a -=--（2）42219332nn T n ⎛⎫⎛⎫=-+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭【解析】【分析】（1）根据题设的递归关系可得212n n a a ++=-，故可得公比，从而可求通项；（2）利用错位相减法可求n T .【小问1详解】因为122n n n S S S ++=+，所以12122n n n n S S S S +++-=-，所以212n n a a ++=-，而为等比数列，故公比2q =-，故()12n n a -=--.【小问2详解】()()()1111122nnn n nnn n a ---⋅-⋅⎛⎫==- ⎪⎝⎭--，故012111111232222n n T n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯-+⨯-+⨯-++⨯- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭，所以1231111112322222nn T n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=⨯-+⨯-+⨯-++⨯- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ，所以01213111111222222n nn T n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯-+-+-++--- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭2112211322332n n n n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=----=-+-⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦，故42219332nn T n ⎛⎫⎛⎫=-+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭.17.已知双曲线22:13y C x -=（1）求双曲线C 的渐近线方程；（2）已知点()0,4P 、()2,0Q ，直线PQ 与双曲线C 交于A 、B 两点，1PQ QA λ=，2PQ QB λ=，求12λλ+的值.【答案】（1）y =（2）83-【解析】【分析】（1）根据双曲线的方程可得出其渐近线方程；（2）设点1,1、2,2，将直线PQ 的方程与双曲线的方程联立，列出韦达定理，利用平面向量的坐标运算结合韦达定理可求得12λλ+的值.【小问1详解】在双曲线22:13y C x -=中，1a =，b =，所以，该双曲线的渐近线方程为by x a=±=.【小问2详解】由题意可知，直线PQ 的方程为124x y+=，即24y x =-+，且()2,4PQ =- ，设点1,1、2,2，联立222433y x x y =-+⎧⎨-=⎩，可得216190x x -+=，2164190∆=-⨯>，由韦达定理可得1216x x +=，1219x x =，()112,QA x y =- ，()222,QB x y =- ，且1PQ QA λ=，2PQ QB λ=，则()()()1112222,42,2,x y x y λλ-=-=-，所以，()()1122222x x λλ-=-=，()()()()()12121212121212242422222224x x x x x x x x x x x x λλ+-+-+=+==-----++()216424819216493⨯-===--⨯+-.18.已知函数()()21ln f x mx x m x =+-∈R ，()21e 1x g x x x x=---，其中()f x 在1x =处取得极值（1）求m 的值；（2）求函数()f x 的单调区间；（3）若()()nx g x f x ≤-恒成立，求实数n 的取值范围.【答案】（1）1m =-（2）增区间为()0,1，减区间为()1,+∞（3）(],1-∞【解析】【分析】（1）由题意可得()10f '=，可求出m 的值，然后检验即可；（2）利用函数的单调性与导数的关系可求得函数()f x 的增区间和减区间；（3）由参变量分离法可得出ln 1e xx n x +≤-，利用导数求出函数()ln 1e xx h x x+=-在0,+∞上的最小值，即可得出实数n 的取值范围.【小问1详解】因为()()21ln f x mx x m x =+-∈R ，则()2112f x mx x x=++'，其中0x >，因为函数()f x 在1x =处取得极值，则()1220f m +'==，解得1m =-，经检验，合乎题意.因此，1m =-.【小问2详解】由（1）可知，()21ln f x x x x=-+-，其中0x >，则()()()23222122111212x x x x x f x x x x x x--++-++=-++=='，由()0f x '=，可得1x =，列表如下：所以，函数()f x 的增区间为0,1，减区间为1,+∞.【小问3详解】()()2211e 1ln e ln 1x x g x f x x x x x x x x x ⎛⎫-=-----+-=-- ⎪⎝⎭，当0x >时，由()()e ln 1xnx g x f x x x ≤-=--，可得ln 1e xx n x+≤-，令()ln 1e xx h x x +=-，其中0x >，则()()22221ln 1ln e ln e e x x x x x x x x x h x x x x ⋅-++=-=+='，令()2e ln xp x x x =+，其中0x >，则′=2+2e +1>0，所以，函数()p x 在区间0,+∞上单调递增，因为1=e >0，11e2e21e 1e 10e ep -⎛⎫=-=-< ⎪⎝⎭，由零点存在定理可知，存在唯一的1,1e t ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，使得2e ln 0t t t +=，即111e ln ln tt t t t t=-=，即11e ln e ln t ttt=，令()ln q x x x =，其中1x >，则′=1+ln >0，所以，函数()q x 在1,+∞上为增函数，因为1,1e t ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，则e 1t >，11t >，由11e ln e ln t tt t =，可得()1etq q t ⎛⎫= ⎪⎝⎭，则1e tt =，所以，1ln ln tt t ==-，且当0x t <<时，()0p x <，即ℎ′<0，当x t >时，()0p x >，即ℎ′>0，所以，函数ℎ的减区间为()0,t ，增区间为(),t ∞+，所以，()()min ln 111e 1tt th x h t t t t+-==-=-=，则1n ≤，所以，实数n 的取值范围是(],1-∞.【点睛】结论点睛：利用参变量分离法求解函数不等式恒（能）成立，可根据以下原则进行求解：（1）x D ∀∈，()()min m f x m f x ≤⇔≤；（2）x D ∀∈，()()max m f x m f x ≥⇔≥；（3）x D ∃∈，()()max m f x m f x ≤⇔≤；（4）x D ∃∈，()()min m f x m f x ≥⇔≥.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r 是函数=的一个零点，任意选取0x 作为r 的初始近似值，曲线=在点0,0处的切线为1l ，设1l 与x 轴交点的横坐标为1x ，并称1x 为r 的1次近似值；曲线=在点1,1处的切线为2l ，设2l 与x 轴交点的横坐标为2x ，称2x 为r 的2次近似值.一般地，曲线=在点()()(),N n n x f x n ∈处的切线为1n l+，记1n l +与x 轴交点的横坐标为1n x +，并称1n x +为r 的1n +次近似值.不断重复以上操作，在一定精确度下，就可取n x 为方程()0f x =的近似解.现在用这种方法求函数()22f x x =-的大于零的零点r 的近似值，取02x =.（1）求1x 和2x ；（2）求n x 和1n x -的关系并证明()*N n ∈；（3()1*1N i i n x n ∑=<<+∈.【答案】（1）132x =；21712x =（2）21122n n n x x x --+=，证明见解析（3）证明见解析【解析】【分析】（1）根据题干中的1x 为r 的1次近似值和2x 为r 的2次近似值的定义即可求解；（2）求出直线n l 的方程，直接求横截距即可.（3）借助第（22n x <≤，后面再根据此不等式进行放缩得到()2211224n n x x --<-，再进行放缩得12n n x <+，利用不等式的性质和数列分组求和即可【小问1详解】()2f x x '=，()24f '=，()1:242l y x -=-，令0y =，得132x =，332f ⎛⎫= ⎪⎭'⎝，所以213:342l y x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭，令0y =，得21712x =，【小问2详解】由题意得，()()2111:22n n n n l y x x x x -----=-，令0y =，得21122n n n x x x --+=【小问3详解】由（2）知，2111121222n n n n n x x x x x ----⎛⎫+==+ ⎪⎝⎭，所以221211444n n n x x x --⎛⎫=++ ⎪⎝⎭，由几何意义易知：2n x <≤，1iinx∑=<，由22nx>得，()222211121141414464424n n n nnx x x xx----⎛⎫⎛⎫=++<++=+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，即()221164n nx x-<+，所以()()22210112222444nn n nx x x-⎛⎫-<-<<-=⎪⎝⎭，所以12n nx<<，所以21111122111212nii nnx∑=⎛⎫-⎪⎝⎭<+=+-<+-，()1*1Niinx n∑=<<+∈【点睛】关键点点睛：第（1）问的关键是对新定义的理解，然后结合所学知识进行每一个的处理即可得出，第（2）问的关键是求出切线n l的方程即可得证，第（3）问的关键是由几何意义得到2nx<≤，从而可以放缩，放缩后的类比等比数列的构造，为不等式的证明提供了关键性的处理.。
期中考试模拟卷01(含解析)2022高二数学(选择性必修第一册)
2021-2022学年度高二第一学期数学期中考试模拟卷01测试范围：第1章—第2章第I 卷（选择题）一、单选题1．已知两平面的法向量分别为)0(()10011m n ==，，，，，，则两平面所成的二面角为（）A ．45°B ．135°C ．45°或135°D ．90°2．若直线1l ，2l 的方向向量分别为(2,1,1)m =--，(1,1,1)n = ，则这两条直线（）A ．平行B ．垂直C ．异面垂直D ．垂直相交3．已知直线21:20l x y t ++=和直线2:24230l x y t ++-=，则当1l 与2l 间的距离最短时，t 的值为（）A ．1B ．12C ．13D ．24．方程()2222040x y Dx Ey F D E F ++++=+->表示的曲线关于直线0x y +=成轴对称图形，则（）A ．0D E +=B ．0D F +=C ．0E F +=D ．0D E F ++=5．如图所示，空间四边形OABC 中，OA a = ，OB b = ，OC c = ，点M 在OA 上，且2OM MA =，N 为BC 中点，则MN等于（）A ．121232a b c-+ B ．211322a b c-++C ．112223a b c+- D ．221332a b c+- 6．已知()2,4A --，()1,5B 两点到直线:10l ax y ++=的距离相等，则实数a 的值为（）A ．3-B ．3-或3C ．1-D ．1-或17．圆()()22:236C x y -+-=截直线():110l a x y a +--+=的最短弦长为（）A ．2B ．C ．4D ．88．如图，平面ABCD ⊥平面ABEF ，四边形ABCD 是正方形，四边形ABEF 是矩形，若G 是EF 的中点，1AF =，2AC BG ⋅=-，则三棱锥C ABG -的外接球的表面积是（）A ．6πB ．10πC ．8πD ．12π二、多选题9．（多选题）下列说法中，正确的是（）A ．直线的倾斜角为α，则此直线的斜率为tan αB ．一条直线的倾斜角为30-C ．若直线的倾斜角为α，则sin 0α D ．任意直线都有倾斜角α，且90α≠︒时，斜率为tan α10．下列关于空间向量的命题中，正确的有（）A ．若向量,a b 与空间任意向量都不能构成基底，则//a b；B ．若非零向量,,a b c 满足,a b b c ⊥⊥ ，则有//a c ；C ．若OA ，OB ，OC是空间的一组基底，且111333OD OA OB OC =++ ，则,,,A B C D 四点共面；D ．若,,a b c是空间的一组基底，则向量,,a b b c c a +++ 也是空间一组基底；11．下列说法错误的是（）A ．“1a =-”是“直线210a x y -+=与直线20x ay --=互相垂直”的充要条件B ．经过点()1,1且在x 轴和y 轴上截距都相等的直线方程为20x y +-=C ．过()11,x y 、()22,x y 两点的所有直线的方程为112121y y x x y y x x --=--D ．若两直线()1:3454l a x y a ++=-与()2:259l x a y ++=平行，则7a =-12．已知实数x 、y 满足方程222410x y x y +--+=，则下列说法正确的是（）A ．22x y +的最大值为2B ．()()2221x y +++的最大值为22+C ．x y +的最大值为3+D ．43x y -的最大值为8第II 卷（非选择题）三、填空题13．已知m ，n 满足1m n +=，则点(1,1)到直线20mx y n -+=的距离的最大值为_______．14．直线()2110a y +++=的倾斜角的取值范围是___________.15．已知点A ､B ､C ､D 的坐标分别为(0,1,2),(1,2,3),(1,3,1),(,5,3)x ，且A ，B ，C ，D 四点共面，则x =___________.16．圆心在230x y --=上，过() 5,2和()3,2-的圆的标准方程___________.四、解答题17．如图，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 是边长为1的正方形，侧棱PA 的长为2，且PA 与AB 、AD 的夹角都等于60°，M 是PC 的中点，设AB a = ，AD b = ，c AP =.（1）试用a ，b ，c 表示向量BM；（2）求BM 的长.18．ABC 的三个顶点5,01,3(),()0)2,(A B C --，，边,AC BC 的中点分别是,E F .（1）求边AB 的中位线EF 所在的直线方程;（2）求边AB 的高线所在的直线方程.19．已知圆22:30C x y Dx Ey ++++=，圆心在直线10x y +-=上，且圆心在第二象限，半径，求（1）圆C 的一般方程（2）圆C 关于线0x y -=的对称圆方程.20．已知圆22:4440C x y x y +--+=.（1）若过点(1,0)P 的直线l 与圆C 相交所得的弦长为l 的方程;（2）若Q 是直线:3460l x y '++=上的动点，,QA QB 是圆C 的两条切线，,A B 是切点，求四边形QACB 面积的最小值.21．如图，//AD BC 且22AD BC ==，AD CD ⊥，平面ADGE ⊥平面ABCD ，四边形ADGE 为矩形，//CD FG 且22CD FG ==．（1）若M 为CF 的中点，N 为EG 的中点，求证：//MN 平面CDE ；（2）若CF 与平面ABCD 所成角的正切值为2，求直线AD 到平面EBC 的距离．22．长方体OABC O A B C ''''-中，AB BC a ==，BB b '=，,E F 分别为棱,AB BC 上的动点，且AE BF x ==(0)x a ≤≤，（1）当a b =时，求证：直线O B '⊥平面B AC '；（2）当2a b ==，且BEF 的面积取得是大值时，求点B 到平面B EF '的距离；（3）当2,1a b ==时，求从E 点经此长方体表面到达O '点最短距离．参考答案1．C 【分析】直接利用空间向量的夹角公式公式，求解二面角的大小即可．【详解】cos ,2m n m n m n ⋅=⋅〈〉，即45m n =︒ 〈,〉.∴两平面所成二面角为45︒或18045135︒︒=︒－.故选：C.2．B 【分析】根据方向向量的位置关系判断直线的位置关系即可.【详解】因为()()2111110m n ⋅=⨯+-⨯+-⨯= ，所以m n ⊥ ，所以1l ⊥2l .故选：B.3．B 【分析】利用平行线之间的距离公式可求出d 关于t 的二次函数解析式，再利用二次函数的单调性即可求解.【详解】解：∵直线2:24230l x y t ++-=即为直线23202t x y -++=，∴直线1//l 直线2l ．∴1l 与2l间的距离21524t d ⎛⎫-+ ⎪==12t =时取等号．∴当1l 与2l 间的距离最短时，t 的值为12．故答案选：B 4．A 【分析】依题意可知，方程表示的圆的圆心在直线0x y +=上，即可解出．【详解】因为()2222040x y Dx Ey F D E F ++++=+->，所以该方程表示圆心为,22D E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭的圆，而该方程表示的曲线关于直线0x y +=成轴对称图形，所以圆心,22D E ⎛⎫-- ⎝⎭在直线0x y +=上，即有0D E +=．故选：A ．5．B 【分析】首先连接ON ，再利用向量加减法的几何意义求解即可.【详解】连接ON ，如图所示：因为2OM MA =，N 为BC 中点，所以121222311322M A a N ON OM OB O b c C O -=-=+=+-+ .故选：B 6．B 【分析】解法一：当A ，B 在直线l 的同一侧时，直线l 与直线AB 平行，利用平行线的斜率相等求得a 的值；当A ，B 在直线l 的两侧时，转化为直线l 经过线段AB 的中点求得，利用中点公式求得线段AB 的中点坐标，代入直线方程求得a 的值.解法二：直接由点到直线的距离公式列出方程求解即得.【详解】（1）()2,4A --，()1,5B 两点位于直线:10l ax y ++=同一侧，即直线AB 平行于直线:10l ax y ++=，所以45321a ---==--，即3a =-；（2）()2,4A --，()1,5B 两点位于直线:10l ax y ++=的两侧，所以直线l 过线段AB 的中点，线段AB 的中点坐标为2145,22-+-+⎛⎫ ⎪⎝⎭，即11,22⎛⎫- ⎪⎝⎭，∴111022a -++=,解得3a =.综上实数a 的值为3a =±.222415111a a a a --+++=++即236,a a +=+亦即()236a a +=±+,解得3a =±.故选：B.7．C 【分析】求出直线l 过定点P ，P 在圆内，则当CP l ⊥时，弦长最短，由勾股定理得弦长．【详解】由已知(2,3)C ，半径为6r =直线l 方程整理得(1)10x a x y -+-+=，由1010x x y -=⎧⎨-+=⎩，得12x y =⎧⎨=⎩，即直线l 过定点(1,2)P ，又22(12)(23)26-+-=<，因此P 在圆内，当CP l ⊥时，弦长最短．P 为弦中点．CP =4==．故选：C ．8．C 【分析】利用已知结合数量积的运算求解AB ，可得AGC 为直角三角形，再由ABC 为直角三角形，可知AC 为三棱锥C ABG -的外接球的直径，再由球的表面积公式得答案．【详解】解： AC AB AD =+ ，1122BG BE BA AF AB =+=-，∴1()()2AC BG AB AD AF AB ⋅=+⋅-，又AB Q 、AF 、AD 两两相互垂直，∴2122AC BG AB ⋅=-=-，即2AB =，2222AG AF FG ∴=+=，22226GC BC BE EG =++=，2228AC AB BC =+=，则AGC 为直角三角形，又ABC 为直角三角形，AC ∴为三棱锥C ABG -的外接球的直径，则三棱锥C ABG -的外接球的表面积24()82AC S ππ=⨯=．故选：C ．9．CD 【分析】根据题意，依次分析选项即可.【详解】对于A ，直线的倾斜角为α，当90α=︒时，斜率不存在，A 错误；对于B ，直线的倾斜角的范围为[0，)π，B 错误；对于C ，直线的倾斜角的范围为[0，)π，则有sin 0α ，C 正确；对于D ，任意直线都有倾斜角α，且90α≠︒时，斜率为tan α，D 正确；故选：CD.10．ACD【分析】结合空间向量基本定理逐项分析判断即可求出结果.【详解】A 选项由空间向量基底的概念可知A 正确；B 选项如图，非零向量,,a b c 满足,a b b c ⊥⊥ ，但a c ⊥，故B 错误；C 选项由于111333OD OA OB OC =++ ，所以()()1133OD OA OB OA OC OA -=-+-，因此1133AD AB AC =+，因此,,,A B C D 四点共面，故C 正确；D 选项假设向量,,a b b c c a +++ 也是空间一组基底，则空间中的任何一个向量d，存在唯一实数组(),,x y z ，使得()()()d x a b y b c z c a =+++++ ，即()()()d x z a x y b y z c =+++++，则,,a b c也是空间的一组基底，故D 正确，故选：ACD.11．ABC 【分析】利用集合的包含关系可判断A 选项的正误；利用直线的截距式方程可判断B 选项的正误；利用直线的两点式方程可判断C 选项的正误；利用两直线平行求实数a 的值，可判断D 选项的正误.【详解】对于A 选项，若直线210a x y -+=与直线20x ay --=互相垂直，则20a a +=，解得0a =或1a =-.因为{}1- {}1,0-，所以，“1a =-”是“直线210a x y -+=与直线20x ay --=互相垂直”的充分不必要条件，A 错；对于B 选项，经过点()1,1且在x 轴和y 轴上截距都相等的直线方程为20x y +-=或y x =，B 错；对于C 选项，当12x x =或12y y =，方程112121y y x x y y x x --=--无意义，C 错；对于D 选项，若直线()1:3454l a x y a ++=-与()2:259l x a y ++=平行，则()()358a a ++=，整理可得2870a a ++=，解得1a =-或7a =-.当1a =-时，1:2490l x y +-=，2:2490l x y +-=，两直线重合，不合乎题意；当7a =-时，1:44330l x y -+=，2:2290l x y --=，两直线平行，合乎题意，D 对.故选：ABC.12．BCD 【分析】利用圆上的点到圆外一点距离的最值可判断AB 选项的正误，利用直线与圆有公共点求出参数的取值范围，可判断CD 选项的正误.【详解】方程222410x y x y +--+=可变形为()()22124x y -+-=，方程222410x y x y +--+=表示的图形是以点()1,2C 为圆心，以2为半径的圆，如下图所示：对于A 选项，代数式22x y +表示圆C 上的点(),P x y 到原点O 的距离的平方，当点P 为直线OC 与圆C 的交点，且C 在线段OP 上时，OP 取得最大值，即max 22OP OC =+=()(222max29x y ∴+=+=+，A 错；对于B 选项，代数式()()2221x y +++表示圆C 上的点(),Q x y 到点()2,1A --的距离的平方，当点Q 为直线AC 与圆C 的交点，且点C 在线段AQ 上时，AQ 取得最大值，即max 222AQ AC =+==，所以，()()()222max21222x y ⎡⎤+++=+=+⎣⎦，B 对；对于C 选项，设x y k +=，则直线0x y k +-=与圆C 有公共点，2≤，解得33k -≤+所以，x y +的最大值为3+C 对；对于D 选项，设43x y t -=，则直线430x y t --=与圆C 有公共点，225t +=≤，解得128t -≤≤，所以，43x y -的最大值为8，D 对.故选：BCD.13【分析】首先判断直线20mx y n -+=恒过定点()2,2，再将距离的最大值转化为两点间的距离.【详解】1m n += ，∴直线20mx y n -+=恒过定点()2,2，所以点(1,1)到直线20mx y n -+=的距离的最大值为点()1,1和()2,2两点间的距离d =.14．20,,33πππ⎡⎤⎡⎫⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭U 【分析】首先求直线的斜率，分0a =和0a ≠两种情况，结合基本不等式，求斜率的取值范围，可得倾斜角的取值范围.【详解】直线的斜率为21k a =-+，①当0a =时，0k =；②当0a ≠时，1k a a =+可得k ≤≤0k≠．由①②，有k ≤≤可得直线的倾斜角的取值范围是20,,33πππ⎡⎤⎡⎫⎪⎢⎥⎢⎣⎦⎣⎭U ．15．3【分析】转化A ，B ，C ，D 四点共面为,R λμ∃∈，使得AB AC AD λμ=+，用坐标表示，解方程组，即得解【详解】由题意，A ，B ，C ，D 四点共面故,R λμ∃∈，使得AB AC AD λμ=+又(1,1,1),(1,2,1),(,4,1)AB AC AD x ==-=故12411x λμλμλμ+=⎧⎪+=⎨⎪-+=⎩解得113,,22x λμ==-=故答案为：316．()()222110x y -+-=【分析】已知圆上两点，这两点连接的线段的垂直平分线必过圆心，只需把两条直线联立方程组解出圆心，再求出半径写出圆的方程.【详解】因为圆过A ，B 两点，所以圆心一定在AB 的垂直平分线上，线段AB 的垂直平分线方程为1(4)2y x =--，则1(4)2230y x x y ⎧=--⎪⎨⎪--=⎩，解得21x y =⎧⎨=⎩.即圆心为(2,1)，r所以圆的标准方程为22(2)(1)10x y -+-=.故答案为：22(2)(1)10x y -+-=17．（1）111222a b c -++ ；（2）2.【分析】（1）利用向量的加、减法即可求解.（2）利用向量的数量积以及向量模的坐标表示即可求解.【详解】（1）M 是PC 的中点，1()2BM BC BP ∴=+ .AD BC = ，BP AP AB =-uur uuu r uuu r，1()]2BM AD AP AB ∴=+-，结合AB a = ，AD b = ，c AP = ，得1111[()]2222BM b c a a b c =+-=-++.（2）1AB AD == ，2PA =，||||1a b ∴==，||2c = .AB AD ⊥ ，60PAB PAD ∠=∠=︒，0a b ∴⋅=r r，21cos601a c b c ⋅=⋅=⨯⨯︒= .由（1）知111222BM a b c =-++ ，()2222211112222224BM a b c a b c a b a c b c⎛⎫∴=-++=++-⋅-⋅+⋅ ⎪⎝⎭13(114022)42=⨯++--+=，||BM ∴ BM18．（1）2410x y ++=；（2）220x y -+=.【分析】（1）求出中点,E F 坐标，得出直线斜率，写出直线方程并整理即得；（2）由垂直得直线斜率，由点斜式得直线方程，整理可得．【详解】（1）由题意511,1,,222E F ⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，1311225162222EFk +===----∴15:122EF l y x ⎛⎫∴-=-+ ⎪⎝⎭即边AB 的中位线EF 所在的直线方程为:2410x y ++=.（2）解:设高线为CD ，AB CD l l ⊥ ，·1CD AB k k ∴=-，解得2CD k =，:22CD l y x ∴=+，即边AB 的高线所在的直线方程为:220x y -+=.19．（1）222430x y x y ++-+=；（2）22(2)(1)2x y -++=．【分析】（1）由一般方程配方得出圆心和半径，列方程组求得,D E ，注意0,0D E ><即可；（2）求出圆心关于直线0x y -=的对称点的坐标，圆半径不变，由此可得结论．【详解】（1）圆的标准方程为2222(()3224D E D E x y ++++=-，圆心为(,)22D E--，半径为r =所以1022D E⎧---=⎪=，解得42D E =-⎧⎨=⎩或24D E =⎧⎨=-⎩，又圆心在第二象限，所以24D E =⎧⎨=-⎩，圆的一般方程为222430x y x y ++-+=；（2）由（1）圆心为(1,2)C -，设它关于直线0x y -=的对称点为(,)C m n '，则12022211m n n m -+⎧-=⎪⎪⎨-⎪=-⎪+⎩，解得2,1m n =⎧⎨=-⎩．所以对称圆方程为22(2)(1)2x y -++=．20．（1）3430x y --=或1x =；（2）【分析】（1）求出圆心坐标和半径，讨论斜率不存在时直线满足题意，然后设出直线方程，求出圆心到直线的距离，由勾股定理表示出弦长求得参数得直线方程；（2）面积最小，则切线长最小，从而圆心到直线的距离最小，因此只要QC l '⊥时，四边形QACB 面积取得最小值，由此求得切线长，得最小面积．【详解】圆C 的方程化为标准式为:22(2)(2)4x y -+-=（1）当斜率不存在时，1x =代入圆方程得2y =，弦长为;当斜率存在时，设:(1)l y k x =-，即kx y k 0--=，圆心到直线l的距离1d ==解得:34k =，3(1)4y x ∴=-，所以直线l 方程为3430x y --=或1x =，（2）当QC l '⊥时，四边形QACB面积取得最小值，4min QC =，min QA ∴=1222QACB min min S QA AC QA =⋅⋅⋅=⋅=.21．（1）证明见解析；（22【分析】(1)由给定条件证得DA ，DC ，DG 两两垂直，建立空间直角坐标系，借助空间向量证明MN 与平面CDE 平行；(2)结合(1)中信息，求出DG 长，证明//AD 平面EBC ，借助空间向量求出点D 到平面CDE 距离即可.【详解】（1）四边形ADGE 为矩形，即AD GD ⊥，而平面ADGE ⊥平面ABCD ，平面ADGE 平面ABCD AD =，则DG ⊥平面ABCD ，又AD CD ⊥，以D 为坐标原点，分别以DA 、DC 、DG的方向为x 轴，y 轴，z 轴的正方向建立空间直角坐标系，如图，则(0,0,0)D ，(2,0,0)A ，(1,2,0)B ，(0,2,0)C ，设DG t =，则(2,0,)E t ，(0,1,)F t ，(0,0,)G t ，3,)2,2(0M t，(1,0,)N t ，设()0000,,n x y z = 为平面CDE 的法向量，则000002020n DC y n DE x tz ⎧⋅==⎪⎨⋅=+=⎪⎩，不妨令02z =-，可得0(,0,2)n t =-，又3(1,,)22tMN =- ，则有00MN n t t ⋅=-= ，即0MN n ⊥ ，而直线MN ⊄平面CDE ，所以//MN 平面CDE ；（2）因为//AD BC ，AD ⊄平面EBC ，BC ⊂平面EBC ，则//AD 平面EBC ，从而有直线AD 到平面EBC 的距离等于点D 到平面EBC 的距离，由(1)知DG ⊥平面ABCD ，即(0,0,)DG t =是平面ABCD 的法向量，因CF 与平面ABCD 所成角θ的正切值为2，则CF 与平面ABCD 所成角θ，又(0,1,)CF t =-，2||sin |cos ,|||||DG CF DG CF DG CF θ⋅=〈〉===⋅解得2t =，则点(2,0,2)E ，(1,0,0),(1,2,2)BC BE =-=-，设()111,,n x y z = 为平面EBC 的法向量，则11110220n BC x n BE x y z ⎧⋅=-=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩，不妨令11z =，可得(0,1,1)n = ，而(0,2,0)DC =，则点D 到平面EBC的距离||||n DC h n ⋅== 所以直线AD 到平面EBC22．（1）证明见解析；（2）23；（3）当01x ≤<时，E 点经此长方体表面到达O '点最短距离12x ≤≤时，E 点经此长方体表面到达O '【分析】（1）以O 为原点，建立空间直角坐标系，证得0O B AC '⋅=uuu r uuu r ，0O B B A ''⋅=uuu r uuu r，利用线面垂直的判定定理可证得；（2）利用基本不等式可求得BEF 的面积取得是大值时，,E F 分别为棱,AB BC 的中点，再利用等体积法可求得距离.（3）分类讨论沿O C ''将长方体展开，O E '(02)x ≤≤；沿O O '将长方体展开，E O ='(02)x ≤≤，进而求得距离最小值.【详解】（1）如图，以O 为原点，直线,,OA OC OO '分别为,,x y z 轴建立空间直角坐标系，则(0,0,0)O ，(0,0,)O b '，(,,0)B a a ，(,,)B a a b '，(,0,0)A a ，(0,,0)C a 则(,,)O B a a b '=-uuu r ，(,,0)AC a a =-，(0,,)B A a b '=--uuu r ，a b =220O B AC a a '⋅=-+=uuu r uuu r Q ，O B AC'∴⊥uuu r uuu r220O B B A a b ''⋅=-+=uuu r uuu r Q ，O B B A''∴⊥uuu r uuu r 又B A AC A '=I ，所以直线O B '⊥平面B AC'（2）由AE BF x ==，知EB a x =-，则2211()2228BEF x a x a S x a x +-⎛⎫=-≤=⎪⎝⎭V ，当且仅当x a x =-，即2ax =时等号成立，此时,E F 分别为棱,AB BC 的中点，在B EF ' 中，5B E B F ''==，2EF =，()2212325222B EF S '⎛⎫=⨯⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭V ，利用等体积法知B B EF B BEF V V ''--=，设点B 到平面B EF '的距离为h ，则1133B EF BEF S h S BB ''⋅=⋅，即131********h ⨯⋅=⨯⨯⨯⨯，解得23h =所以点B 到平面B EF '的距离为23（3）沿O C ''将长方体展开，如图，22239O E x x =+=+'(02)x ≤≤沿O O '将长方体展开，如图，()2222145E x x x O =++=++'(02)x ≤≤当01x ≤<22459x x x ++≤+，此时()22min 215E O x ='++=当12x ≤≤22459x x x ++≥+，此时2min 910E x O =+='综上，当01x ≤<时，从E 点经此长方体表面到达O '5当12x ≤≤时，从E 点经此长方体表面到达O '10。
浙江省浙东北联盟2022-2023学年高二上学期期中联考数学试卷带讲解
从而西塘古镇景区抽取的人数为 ，
因此 ， ．
故选：B．
5.已知椭圆 ： 左、右焦点分别为 ， ．若斜率为1，且过点 的直线 交椭圆 于 ， 两点，则 的周长为（）
A.4B.6C.8D.12
【答案】C
【解析】
【分析】利用椭圆的定义即可求解
【详解】由椭圆 ： 可得 ，
【详解】当 时，直线 ： ， ： ，此时显然 ，符合题意；
当 时，整理可得直线 ： ， ： ，由 ，则 ，解得 .
故答案为：－3或0
16.直线 与曲线 恰有两个交点，则实数 的取值范围为_________．
【答案】
【解析】
【分析】由 ，得当 时， ，当 ，根据直线与曲线恰有两个交点，数形结合求得m的取值范围.
南北湖景区
东湖景区
西塘古镇景区
男性
30
60
女性
50
40
60
现要对这三条路线的选择情况进行抽样调查，从参加这三条路线的人中采用按小组分层随机抽样的方法抽取60人，从参加南北湖景区路线的人中抽出16人，则 （）
A.30B.60C.80D.100
【答案】B
【解析】
【分析】由分层抽样按比例求出各景区抽取的人数后可得 值．
综上： 的取值范围是 .
故答案为：
四、解答题：本题共6小题，共70分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．
17.求满足下列条件的直线方程．
（1）直线 的倾斜角为 ，且经过点 ；
（2）直线 过点 ，且在两坐标轴上的截距相等．
【答案】（1） ；
（2） 或 ．
【解析】
【分析】（1）先求出直线的斜率，然后利用点斜式可求出直线方程，（2）分截距等于零和截距不 零两种情况求解.
浙江省绍兴市2023-2024学年高二上学期期中数学试题含解析
绍兴2023学年第一学期期中考试高二（数学）试卷（答案在最后）一、选择题（本大题共8题，每小题5分，共40分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选､多选､错选均不得分）1.已知向量()1,2,6a = ，()2,,1b y =- ，若a b ⊥ ，则y =（）A.﹣2B.﹣1C.1D.2【答案】D 【解析】【分析】根据空间向量垂直转化为数量积为0计算即可.【详解】因为向量()1,2,6a = ，()2,,1b y =- ，a b ⊥，所以()122610a b y ⋅=⨯++⨯-=，解得2y =，故选：D.2.已知过()3,1A 、()1,3B -的直线与过()3,C m -、(),2D n 的直线互相垂直，则点(),m n 有（）A.1个B.2个C.3个D.无数个【答案】D 【解析】【分析】根据直线的两个已知点，求得斜率，结合垂直直线的斜率关系，建立方程，可得答案.【详解】由()3,1A 与()1,3B -，则直线AB 的斜率13231AB k +==-，由AB CD ⊥，则直线CD 的斜率存在，即3n ≠-，且112CD AB k k -==-，由()3,C m -与(),2D n ，则2132m n -=-+，整理化简可得27n m =-，显然该方程有无数个解.故选：D.3.“圆”是中国文化的一个重要精神元素，在中式建筑中有着广泛的运用，最具代表性的便是园林中的门洞．如图，某园林中的圆弧形挪动高为2.5m ，底面宽为1m ，则该门洞的半径为（）A.1.2mB.1.3mC.1.4mD.1.5m【答案】B 【解析】【分析】设半径为R ，根据垂径定理可以列方程求解即可.【详解】设半径为R ，()22212.52R R ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭,解得251544R +=,化简得 1.3R =.故选：B.4.已知抛物线()220y px p =>的焦点在圆224x y +=上，则该抛物线的焦点到准线的距离为（）A.1B.2C.4D.8【答案】C 【解析】【分析】根据焦点坐标即可求解4p =，由p 的几何意义即可求解.【详解】由于抛物线()220y px p =>的焦点为x 正半轴上，224x y +=与x 正半轴的交点为()2,0，故抛物线的焦点为()2,0，所以242pp =⇒=，因此抛物线的焦点到准线的距离为4p =，故选：C5.已知()2,2A --，()2,6B -，()4,2C -三点，直线l 1：20kx y k --=与直线l 2：20x ky ++=相交于点P ，则222PA PB PC ++的最大值（）A.72B.80C.88D.100【答案】C 【解析】【分析】分析两直线特征，恒过定点，联立两直线方程，消去k ，得到交点P 的轨迹方程，然后借助于P 的坐标范围，求出222PA PB PC ++的最大值.【详解】直线l 1：20kx y k --=变形为()20k x y --=直线恒过定点()2,0，直线l 2：20x ky ++=直线恒过定点()2,0-，直线l 1：20kx y k --=与直线l 2：20x ky ++=相交于点P ，联立2020kx y k x ky --=⎧⎨++=⎩，消去k ，得224x y +=所以P 是以()0,0为圆心，半径为2的圆上一点，设(),P x y 且22y -≤≤，()()()()()()22222222222264+2P x y C x y x B P y A P =++++++-++-++[]22334681246880472,88x y y y y =+-+=-+=-∈，所以222PA PB PC ++的最大值为88，故选：C .6.已知双曲线()222210,0x y C a b a b-=>>：的左焦点为F 1，M 为C 的渐近线上一点，M 关于原点的对称点为N ，若190MF N ∠=︒，且11F N M ，则C 的渐近线方程为（）A.3y x =± B.y = C.6y x =±D.y =【答案】B 【解析】【分析】根据直角三角形的性质即可求解160,MOF ∠=︒即可求解.【详解】如图所示，根据对称性，不妨设M 在左支,由于190MF N ∠=︒，且11F N M ，所以1160,2M F N MN MF ∠=︒=，由于,M N 关于原点对称，所以=OM ON ,结合190MF N ∠=︒可得1||||F OM ON O ==，所以160,MOF ∠=︒故渐近线MN 的倾斜角为60 ，∴双曲线C 的渐近线方程为y =．故选：B7.如图，由点P (3,0)-射出的部分光线被椭圆22:14x C y +=挡住，图中光线照不到的阴影区域（包括边界）为椭圆C 的“外背面”．若()()2251O x y t -+-= ：位于椭圆C 的“外背面”，则实数t 的取值范围为（）A.3085853055t +-≤≤ B.3085853055t ≤≤C.30585555t +-≤≤ D.30585555t -≤≤【答案】B 【解析】【分析】设过点P 的切线方程为(3)y k x =+，进而可得切线方程，利用新定义可求t 的最值，进而可求实数t 的取值范围．【详解】设过点P 的切线方程为(3)y k x =+，联立方程组22(3)14y k x x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩，得()222214243640k x k x k +++-=，则()()()2222244143640k k k ∆=-+-=，即251k =，解得55k =±，所以切线PM 的方程为：(3)5y x =+50y -+=，切线PN 的方程为：(3)5y x =-+50y ++=，若()()2251O x y t -+-= ：位于椭圆C 的“外背面”，则与PN 相切时t 1=，解得5t =-或5t =，结合图形可得t 的最小值为30855-，则与PM 相切时t 1=，解得85305t =或85305t =，结合图形可得t 的最大值为5-，55t -≤≤．故选：B.8.教材44页第17题：在空间直角坐标系中，已知向量()(),,0u a b c abc =≠，点()0000,,P x y z ，点(),,P x y z ．（1）若直线l 经过点0P ，且以u为方向向量，P 是直线l 上的任意一点，求证：000x x y y z z a b c---==；（2）若平面α经过点0P ，且以u 为法向量，P 是平面α内的任意一点，求证：()()()0000a x x b y y c z z -+-+-=．利用教材给出的材料，解决下面的问题：已知平面α的方程为70x y z -+-=，直线l 是平面230x y +-=与10x z ++=的交线，则直线l 与平面α所成角的正弦值为（）A.9B.5C.15D.55【答案】A 【解析】【分析】根据题意得出平面的法向量，再求出平面的交线方向向量，最后用线面角公式即可.【详解】 平面α的方程为70x y z -+-=，∴平面α的一个法向量()1,1,1m =-，同理，可得平面230x y +-=的一个法向量()1,2,0n =，平面10x z ++=的一个法向量()1,0,1p = ，设平面230x y +-=与平面10x z ++=的交线的方向向量为(),,q x y z =，则200q n x y q p x z ⋅=+=⎧⎨⋅=+=⎩，取1y =，则()2,1,2q =- 设直线l 与平面α所成角为θ，则sin cos ,9m q m q m qθ⋅===故选：A【点睛】本题属于创新题目，是数学探索创新情境，具体是以平面方程为背景考查直线与平面所成的角，利用的法向量和方向向量的关系.二、选择题（本大题共4题，每小题5分，共20分.在每小题列出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对得5分，部分选对得2分，有选错的得0分）9.下列说法正确的是（）A.10y ++=的倾斜角为120︒B.经过点()2,1P ，且在,x y 轴上截距互为相反数的直线方程为10x y --=C.直线:20l mx y m ++-=恒过定点()1,2-D.直线1:210l x ay ++=，()2:140l a x y ---=，若12l l ⊥，则1a =-【答案】ACD 【解析】【分析】对于A ，根据直线方程，求得其斜率，利用斜率的定义，结合正切函数的定义，可得答案；对于B ，由题意，设出直线的点斜式方程，求出截距，建立方程，可得答案；对于C ，整理函数的一般方程，建立方程组，可得答案；对于D ，利用分类讨论思想，结合垂直直线的关系，建立方程，可得答案.【详解】对于A10y ++=，可得其斜率1k =，设其倾斜角为θ，则tan θ=，由[)0,πθ∈，则解得120θ= ，故A 正确；对于B ，由题意，直线斜率一定存在，可设为()220k k ≠，由过()2,1P ，则()212y k x -=-，令0y =，则212x k =-，令0x =，则212y k =-，由题意可得()221212k k -=--，整理可得2222310k k -+=，解得212k =或1，所以直线方程为20x y -=或10x y --=，故B 错误；对于C ，由直线方程20mx y m ++-=，整理可得()120x m y -++=，令1020x y -=⎧⎨+=⎩，解得12x y =⎧⎨=-⎩，所以直线过定点()1,2-，故C 正确；对于D ，当1a =时，直线1:210l x y ++=，则111,2A B ==，直线2:40l y +=，则220,1A B ==，由1212102120A A B B +=⨯+⨯=≠，则此时不符合题意；当1a ≠时，直线1:210l x ay ++=，则111,2A B a ==，直线()2:140l a x y ---=，则221,1A a B =-=-，由12l l ⊥，则()()121211210A A B B a a +=⨯-+⨯-=，解得1a =-，则此时符合题意，故D 正确.故选：ACD.10.已知点P 在⊙O ：x 2+y 2＝4上，点A （3，0），B （0，4），则（）A.线段AP 长度的最大值是5B.满足15PBO ∠= 的点P 有且仅有2个C.过直线AB 上任意一点作⊙O 的两条切线，切点分别为M ，N ，则直线MN 过定点（12，1）D.2|PA |+|PB |的最小值为【答案】AD 【解析】【分析】圆上点到圆外点距离最大值为圆心与圆外点的距离加上半径，判断A ；利用15PBO ∠= 找到PB 直线，求出圆心到直线的距离，判断直线与圆的位置关系判断B ；作图通过图象分析判断C ；设设(),P x y ，设存在定点()0,C t ，使得点P 在⊙O 任意移动时均有12PC PB =，进而求出点P 的轨迹方程，结合点P 在⊙O 上个求得答案，判断D.【详解】对于A ，x 2+y 2＝4圆心()0,0O ，半径2r =，3OA ==，所以max 5AP OA r =+=，故A 正确；对于B ，由题意知，当15PBO ∠= 时，()0,0O 到PB 直线距离等于4sin152=< ，此时符合要求PB 一共两条，且直线与⊙O 相交，故满足15PBO ∠= 的点P 有4个，故B 错误；对于C ，如图，显然过直线AB 上任意一点作⊙O 的两条切线，切点分别为M ，N ，则直线MN 不过定点（12，1），故C 错误；对于D ，2PA PB +的最小值，即为122PA PB ⎛⎫+⎪⎝⎭的最小值，假设存在定点()0,C t ，使得点P 在⊙O 任意移动时均有12PC PB =，设(),P x y ，=，化简得()2223381164x y t y t ++-=-，因为224x y +=，则有()2211t y t -=-，即()()1210t y t ---=，所以1t =，()0,1C ，所以()222PA PB PA PC AC +=+=≥，所以D 正确，故选：AD.11.如图，已知抛物线24y x =，过抛物线焦点F 的直线l 自上而下，分别交抛物线与圆()2211x y -+=于,,,A C D B 四点，则（）A.3OA OB ⋅=-B.1AC BD ⋅=C.当直线l643AB AF ⋅= D.418AF BF +≥【答案】ABC 【解析】【分析】根据联立直线方程与抛物线方程，即可得韦达定理，进而由向量的坐标运算即可求解A ，根据焦半径即可求解BC ，结合基本不等式即可求解D.【详解】由题意可得()1,0F 设直线l 方程为1x ty =+，()()1122,,,A x y B x y 241y xx ty ⎧=⎨=+⎩,则2440y ty --=，所以12124,4y y t y y +==-，对于A ，()21212121231416y y x x y y OA y y OB +=+=-=⋅=- ，故A 正确，对于B ，()()()()()1212212111111116AC BD AF BD x x x y x y ⋅=-⋅-=+-⋅+===-，B 正确，对于C ，当直线l 直线l 方程为)1y x =-，联立直线与抛物线方程可得231030x x -+=，解得1213,3x x ==，所以()12123102,33x x y y +=++=所以()()121166421433AB AF x x x ⋅=+++=⨯=，故C 正确，对于D ，()()()()()1212121212421111111122t y y x x AF BF x x x x ty ty +++++=+==++++++，将12124,4y y t y y +==-代入可得()()()()21221212124114412224t y y t AF BF ty ty t y y t y y ++++===+++++，所以()445549411F AF BF AF BF BF AF AF BF AF B ⎛⎫+=+=+≥+= ⎪+⎪⎝⎭+ ，故D 错误，故选：ABC12.已知棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中，P 为正方体内及表面上一点，且1AP mAB nAD =+ ，其中[]0,1m ∈，[]0,1n ∈，则下列说法正确的是（）A.当12n =时，1B P 与平面ABCD 所成角的最大值为π3B.当1m n +=时，11A C BP ⊥恒成立C.存在[]0,1n ∈，对任意[]0,1m ∈，CP 与平面11ABB A 平行恒成立D.当1m n +=时，22PA PC +的最小值为74【答案】BC 【解析】【分析】根据题意画出正方体，建立空间直角坐标系，利用空间向量进行逐项求解判断.【详解】由题意得：以点D 为坐标原点，DA 所在直线为x ，DC 所在直线为y 轴，1DD 所在直线为z 轴建立空间直角坐标系，如下图：则：()1,0,0A ，()11,0,1A ，()1,1,0B ，()11,1,1B ，()0,1,0C ，()10,1,1C ，()10,0,1D ，()0,1,0AB = ，()11,0,1AD =- ，(),,AP n m n =-，得：()1,,P n m n -对于A 项：当12n =时，11,,22P m ⎛⎫ ⎪⎝⎭，111,1,22B P m ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ，平面ABCD 的一个法向量为：()0,0,1m =，设1B P 与平面ABCD 所成的角为θ，所以：1111·2sin cos ,B P mB P m B P mθ===因为：[]0,1m ∈，所以：()21131222m ≤+-≤，所以：当1m =时，sin θ有最大值2，此时：π4θ=，故A 项错误；对于B 项：()111,1,0A C =- ，(),1,BP n m n =--则：11·10AC BP n m =+-= ，所以：11AC BP ⊥，所以：11A C BP ⊥，故B 项正确；对于C 项：由题意知平面11ABB A 的一个法向量为：()1,0,0n =，()1,1,CP n m n =-- ·1CP n n =- ，所以：当1n =时，·10CP n n =-= ，即：CP n ⊥，且CP 不在平面11ABB A 内，此时：对于任意[]0,1m ∈，CP 与平面11ABB A 平行恒成立，故C 项正确；对于D 项：当1m n +=时，得：(),,1P m m m -，()()()()22222222224111168433PA PC m m m m m m m m +=-++-++-+-=-+=-+⎭，当23m =时，有最小值43，故D 项错误.故选：BC.三、填空题（本大题共4题，每小题5分，共20分）13.两条平行直线3210x y --=与3210x y -+=间的距离______________．【答案】21313【解析】【分析】根据两平行线间距离公式计算．【详解】由题意13d==．故答案为：13．14.已知()2,4,a x=，()2,1,2b=r，()2,2,1c=-r，且,,a b c共面，则x的值为_____．【答案】5【解析】【分析】根据空间向量的基本定理，建立方程组，可得答案.【详解】设,Rλμ∈，则a b cλμ=+，可得222422xλμλμλμ=-⎧⎪=+⎨⎪=+⎩，解得215xλμ=⎧⎪=⎨⎪=⎩.故答案为：5.15.已知点()()0020A B，,，，圆()()222440M x y r r-+->=：（）上恰有两点()1,2iP i=满足3i iP A PB⋅=，则r的取值范围是__________．【答案】37r<<【解析】【分析】根据数量积的坐标运算可得点P的轨迹为以点()1,0为圆心，半径为2的圆，即可根据两圆有两个交点求解.【详解】设(),P x y，则()()22,2,23PA PB x y x y x x y⋅=--⋅--=-+=，由2223x x y-+=得()2214x y-+=，故点P的轨迹为以点()1,0为圆心，半径为2的圆，要使圆()()222440M x y r r-+->=：（）上恰有两点()1,2iP i=满足3i iP A PB⋅=，则()2214x y-+=与()()222440M x y r r-+->=：（）两圆有两个交点，故22r r-<+，解得37r<<，故答案为：37r<<16.已知椭圆2221(1)x y mm+=>和双曲线2221(0)x y nn-=>有共同的焦点12,F F，记椭圆和双曲线的离心率分别为12,e e ，则221211e e +的值为____________．【答案】2【解析】【分析】利用椭圆与双曲线的定义得到,m n 关于c 的表达式，结合离心率的定义求解即可.【详解】设椭圆与双曲线的半焦距为c ，则22211m n c -=+=，则22221222,c c e e m n==，22221,1m c n c =+=-，所以22222222122211211m n e e c cc c c c ++-=+=+=.故答案为：2．四、解答题（本大题共6题，共70分.解答应写出文字说明､证明过程或演算步骤）17.三棱柱111ABC A B C -中，12BM MA =uuu r uuu r ，11C N NB =uuu r uuu r ．设AB a =，AC b =，1AA c =．（1）试用,,a b c 表示向量MN；（2）若1160BAC BAA CAA ∠=∠=∠=︒，11AB AC AA ===，求MN 的长．【答案】（1）111623MN a b c=++（2）56【解析】【分析】（1）根据向量的数乘与加法运算，结合题意，可得答案；（2）根据向量的数量积运算，可得答案.【小问1详解】由12BM MA =uuu r uuu r ，则1113MA BA =uuu r uuu r ，由11C N NB =uuu r uuu r，则11112B N BC =uuu r uuu u r ，由图形知()()111111*********MN MA A B B N BA AB B C c a a b a =++=++=-++-111623a b c =++ ．【小问2详解】由题设条件：1cos cos602a b a b BAC ⋅=∠==or r r r ，同理可得12a b b c ⋅=⋅= ，则()222221111||94612462336MN a b c a b c a b b c a c⎛⎫=++=+++⋅+⋅+⋅ ⎪⎝⎭()1251943623636=+++++=，∴11156236MN a b c =++= .18.如图，在平行四边形OABC 中，点O 是原点，点A 和点C 的坐标分别是()()3013D ，,，,为线段AB 上的动点．（1）当D 运动到AB 中点时，求直线CD 的一般式方程；（2）求线段CD 的中点M 的轨迹方程．【答案】（1）35180x y +-=（2）5629022x y x ⎛⎫--=≤≤ ⎪⎝⎭【解析】【分析】（1）根据斜率公式计算35CD k =-，即可由点斜式求解方程，（2）根据中点坐标公式，代入AB 方程中即可求解.【小问1详解】∵()()1,3,4,3C B ∴,故7322D ⎛⎫⎪⎝⎭，，35CD k =-．所以直线CD 方程为()3315y x -=--，即35180x y +-=∴CD 所在直线方程一般式是35180x y +-=．【小问2详解】设点M 的坐标是(),M x y ，点D 的坐标是()00,D x y ，由平行四边形的性质得()43B ，,∵M 是线段CD 的中点，∴0031,22y x y x ++==，于是有0021,23x x y y -==-，直线AB 的方程为()33y x =-，∵点D 在线段AB 上运动，∴()00039034x y x =≤--≤，，∴()()3212390x y -=---，即5629022x y x ⎛⎫--=≤≤ ⎪⎝⎭．19.已知圆C 过点()8,1A ，且圆C 与两坐标轴均相切．（1）求圆C 的标准方程；（2）若半径小于6的圆C 与直线:0l x y m -+=交于A 、B 两点，____，求m 的值．从下列两个条件中任选一个补充在上面问题中并作答：条件①：120ACB ∠= ；条件②：AB =．注：如果选择多个条件分别作答，按第一个解答计分．【答案】（1）()()225525x y -+-=或()()221313169x y -+-=（2）条件选择见解析，2m =±【解析】【分析】（1）设圆C 的方程为()()()2220x a y b r r -+-=>，根据已知条件得出()()22281a b r -+-=，r a b ==，分a b =、=-b a 两种情况讨论，求出a 的值，即可得出圆C 的方程；（2）求出圆C 的方程，选①或选②，过点C 作CD AB ⊥于点D ，求出CD ，即为圆心C 到直线l 的距离，再利用点到直线的距离公式可求出m 的值.【小问1详解】解：设圆C 的方程为()()()2220x a y b r r -+-=>，因为圆C 过点()8,1A ，所以()()22281a b r -+-=，又因为圆C 两坐标轴均相切，所以r a b ==，若a b =，则()()22281a a a -+-=，整理可得218650a a -+=，解得5a =或13，此时，圆C 的方程为()()225525x y -+-=或()()221313169x y -+-=；若=-b a ，则()()22281a a a -++=，整理可得214650a a -+=，2144650∆=-⨯<，方程214650a a -+=无解.综上所述，圆C 的方程为()()225525x y -+-=或()()221313169x y -+-=.【小问2详解】解：因为圆C 的半径小于6，所以，圆C 的方程为()()225525x y -+-=，如果选择条件①：由120ACB ∠= ，5AC BC ==，得30ACB ABC ∠=∠= ，过点C 作CD AB ⊥于点D ，则D 为AB 的中点，则1522CD AC ==，所以圆心C 到直线l 的距离52d =，则52d ===，解得2m =±；如果选择条件②：AB =，在ABC 中，5AC BC ==，过点C 作CD AB ⊥于点D ，则52CD ==，所以圆心C 到直线l 的距离52d =，则52d ===，解得2m =±.20.已知双曲线C ：()2222100x y a b a b-=＞，＞，点(A 在双曲线上．（1）求双曲线C 的方程；（2）双曲线C 上是否存在点B ，使得对双曲线C 上任意一点P （其中3P x ≠±），都有PA PB k k ⋅为定值？若存在，请求出该定值；若不存在，请说明理由．【答案】（1）22144x y -=（2）存在，定值为1【解析】【分析】（1）由离心率，双曲线所过点的坐标，及222+=a b c 列方程组求解可得；（2）设(,)P P P x y是双曲线上任一点，取点(3,B -，计算PA PB k k ⋅得定值．【小问1详解】由题意得22222951 ca abc a b⎧=⎪⎪⎪-=⎨⎪=+⎪⎪⎩，解得2 2 a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩，故双曲线C 的方程为22144x y-=；【小问2详解】法一：存在点B (3,-，使得对双曲线上任意一点P （其中3P x ≠±），都有PA PB k k ⋅为定值1，证明如下：设(,)P P P x y 是双曲线22144x y -=上任意一点P （其中3P x ≠±），则22144p p x y -=，即22p p x y -=4∴22225513395p p p p PB PAp p p p y y y y k k x x x y ---⋅====+---．法二：设定点为00(,)B x y ，设(,)P P P x y 是双曲线22144x y-=上任意一点P （其中3P x ≠±），则22144p p x y -=，即22p p x y -=4，22001x y -=，22000002200000))3(3)3(3)34P P P P P P PA PBP P P P P P y y y y y y y y y k k x x x x x x x y x x x ---++-++=⋅==---++-+++，由于224P P x y =+，而P y 是任意的实数，要使得它为常数，这个常数只有为1，由00030y x +=+=⎪⎩得003x y =-⎧⎪⎨=⎪⎩0034x =+，所以存在定点(3,B -，使得PA PB k k 为定值且定值为1.21.在如图所示的试验装置中，两个正方形框架ABCD ，ABEF 的边长都是1，且它们所在的平面互相垂直．活动弹子M ，N 分别在正方形对角线AC 和BF 上移动，且CM 和BN 的长度保持相等，记CM BN a ==(0a <<．（1）问a 为何值时，MN 的长最小？（2）当MN 的长最小时，求平面MNA 与平面MNB 夹角的余弦值．【答案】（1）2a =（2）13【解析】【分析】（1）建立空间直角坐标系，利用空间两点间距离公式、配方法进行求解即可；（2）利用空间向量夹角公式进行求解即可.【小问1详解】因为平面ABCD ⊥平面ABEF ，,BC AB BE AB ⊥⊥，根据面面垂直的性质定理易知，CB ⊥平面ABEF ，于是BC BE ⊥，从而,,BC AB BE 两两垂直，如图建立空间直角坐标系，设()1,0,0A ，()0,0,1C ，()1,1,0F ，()0,1,0E ，CM BN a ==，M ∴，N ⎫⎪⎭．MN=MN==当2a=时，MN 最小，最小值为22；【小问2详解】由（1）可知，当M，N为中点时，MN最短，则1111,0,,,,02222M N⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，取MN的中点G，连接AG，BG，则111,,244G⎛⎫⎪⎝⎭，2AM AN==，2BM BN==，AG MN∴⊥，BG MN⊥，AGB∴∠是平面MNA与平面MNB的夹角或其补角．111,,244GA⎛⎫=--⎪⎝⎭，111(,)244GB=---，1·18cos,3·GA GBGA GBGA GB-∴==-．∴平面MNA与平面MNB夹角的余弦值是13．22.已知椭圆22122:1(0)x yC a ba b+=>>的离心率为12e=，且过点31,2P⎛⎫- ⎪⎝⎭.点P到抛物线22:2(0)C y px p=->的准线的距离为32.（1）求椭圆1C 和抛物线2C 的方程；（2）如图过抛物线2C 的焦点F 作斜率为(0)k k >的直线交抛物线2C 于A ，B 两点（点A 在x 轴下方），直线PF 交椭圆1C 于另一点Q .记FBQ ，APQ △的面积分别记为12S S 、，当PF 恰好平分APB ∠时，求12S S 的值.【答案】（1）221:143x y C +=，22:2=-C y x（2）15(35)56【解析】【分析】（1）由椭圆离心率和经过点P 可得答案；（2）设1:2⎛⎫=+⎪⎝⎭AB y k x ，()2112,2-A t t ，()2222,2-B t t ，设直线,PA PB 的斜率为12,k k ，且A ，F ，B 共线得AB AF k k =，从而()222121212+=++t t t t ，12k k +，12k k ，可求出直线PF 的斜率为0k .当PF 平分APB ∠时，利用0120010211--=++k k k k k k k k ，求出12t t +，从而AB k k =的值，由此直线3:32=--PQ y x ，由于11212211||,,24||+=-=-=-AF tt t t t BF t ，联立直线PQ 和椭圆方程可得||||=-P Q y PF QF y ，再利用||||= APF AFQ S PF S FQ ，||||=AFQ QFBS AF S BF 可得答案.【小问1详解】由于椭圆22122:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为12e =，则2222214c a b a a -==，所以2234a b =，故设221:(0)43λλ+=>x y C ，由于椭圆1C 经过点31,2P ⎛⎫- ⎪⎝⎭，从而13144λ=+=，故椭圆1C 的方程为221:143x y C +=.由于点P 到抛物线22:2(0)C y px p =->的准线2p x =的距离为32，则3122p +=，故1p =，从而抛物线22:2=-C y x .【小问2详解】由于1,02F ⎛⎫- ⎪⎝⎭，设1:2⎛⎫=+ ⎪⎝⎭AB y k x ，()2112,2-A t t ，()2222,2-B t t ，设直线,PA PB 的斜率为12,k k ，由于31,2P ⎛⎫- ⎪⎝⎭，则1112211324322142--==-+-+t t k t t ，22224342-=-+t k t ，由于()1222121222122-==-+-+AB t t k t t t t ，1212122=-+AF t k t ，且A ，F ，B 共线得AB AF k k =，故1212112122=---+t t t t ，从而1214t t =-，()()222212*********+=+-=++t t t t t t t t ，从而()()()()22121212121212222222121212432343434242421-+++++---+=+==-+-+-++t t t t t t t t t t k k t t t t t t ()()()212122121212681+++-=-++t t t t t t ，()()()()12121212122222222121212121612912543434242168481-++-++--=⋅==-+-+-++-++t t t t t t t t k k t t t t t t t t ，由于31,2P ⎛⎫- ⎪⎝⎭，则直线PF 的斜率为0323112==--+k ，当PF 平分APB ∠时，则0120010211--=++k k k k k k k k ，即()()()212012012220++--+=k k k k k k k k ，即()()()()()21212122212121212612593228181⎡⎤+++--++⨯-⨯-⨯-⎢⎥-++-++⎢⎥⎣⎦t t t t t t t t t t ()()()2121221212126081+++-=-++t t t t t t 即()()21212610+++-=t t t t ，从而1212t t +=-或1213+=t t ，从而()1212===-+AB k k t t 或3-，由于0k >，故2k =，由此直线3:21,:32=+=--AB y x PQ y x .由于11212211||,,24||+=-=-=-AF t t t t t BF t ，考虑到()2121212************++-+===--t t t t t t t t t t ，从而12352+=-t t ，从而||35||2=AF BF ，联立2213:32:143PQ y x x y C ⎧=--⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩，即2131210+-=x x ，从而113=Q x ，则3453226=--=-Q Q y x ，从而3||13245||1526===-P Q PF y QF y ，由此||1326||1530=== APF AFQ S PF S FQ，||3||2+==== AFQ QFB S AF S BF。
浙江省温州市十校联合体2024-2025学年高二上学期11月期中联考数学试题(含答案)
浙江省温州市十校联合体2024-2025学年高二上学期11月期中联考数学试题考生须知：1.本卷共4页满分150分，考试时间120分钟；2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字．3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效；4.考试结束后，只需上交答题纸．选择题部分一、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，只有一项时符合题目要求的）1.直线的倾斜角为（ ）A.B.C.D.2.已知椭圆，则椭圆的短轴长为（ ）B. C.2D.43.直线与直线的距离为（ ）A.14.“”是“直线与双曲线只有一个公共点”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5.过直线上的点作圆的两条切线，当直线关于直线对称时，则点的坐标为（ ）A. B. C. D.6.已知点在确定的平面内，点是平面ABC 外任意一点，满足，且，则的最小值为（ ）y =π6π32π35π622:142x y C +=1:210l x y -+=2:2430l x y -+=12k =±1y kx =+2214x y -=21y x =-P 22:(2)(3)1C x y ++-=12,l l 12,l l 21y x =-P (1,1)21,55⎛⎫-⎪⎝⎭31,55⎛⎫⎪⎝⎭67,55⎛⎫ ⎪⎝⎭D ABC V O 2CD OC xOA yOB =--0,0x y >>21x y+A.B.C.D.7.已知椭圆的左、右焦点分别为为坐标原点，以为圆心，为半径的圆与椭圆交于M ，N 两点，若，则椭圆的离心率为（ ）B.D.8.如图所示，在四棱锥中，平面平面ABCD，四边形ABCD 为矩形，为等腰直角三角形，且，点在线段AD 上，则三棱锥外接球的表面积的取值范围为（ ）A. B. C.D.二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求.全部选对得6分，选对但不全的得部分分，有选错的得0分）9.在平面直角坐标系中，已知点，点是平面内的一个动点，则下列说法正确的是（ ）A.若，则点的轨迹是双曲线B.若，则点的轨迹是椭圆C.若，则点的轨迹是一条直线D.若，则点的轨迹是圆10.已知直三棱柱中，，点为的中点，则下列说法正确的是（ ）3432+94+3+2222:1(0)x y C a b a b+=>>12,,F F O 2F 12F F C 1||OM MF =C 12-1-2E ABCD -AED ⊥AED V 2,AE ED AB AD ====F E FBC -32π,12π3⎡⎤⎢⎥⎣⎦[11π,12π]31π,12π3⎡⎤⎢⎥⎣⎦31π,11π3⎡⎤⎢⎥⎣⎦(1,0),(1,0)A B -M ||||||1MA MB -=M ||||2MA MB +=M ||||MA MB =M 2MA MB ⋅=M 111ABC A B C -12,AB AC AA AB AC ===⊥E 11B CA. B.平面C.异面直线AE 与D.点到平面ACE11.已知圆，圆，直线，直线与圆相交于A ，B 两点，则以下选项正确的是（ ）A.若时，圆与圆有两条公切线 B.若时，两圆公共弦所在直线的方程为C.弦长的最小值为 D.若点，则的最大值为三、填空题（本题共3小题，每小题5分，共15分）12.经过椭圆的左焦点作直线交椭圆于A ，B 两点，为椭圆的右焦点，则的周长为______.13.在空间直角坐标系中，经过点且方向向量为的直线方程为，已知空间中一条直线方程为，则点到直线的距离为______.14.平面直角坐标系xOy 中，已知圆与双曲线有唯一公共点，若圆心在双曲线的一条渐近线上且直线MA 平行于另一条渐近线，则圆的方程为______.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.已知圆和圆外一点（1）求的取值范围（2）若，过点作圆的切线，求切线方程16.如图，在四棱台中，底面ABCD 为平行四边形，平面，11122AE AB AC AA =++ 1//AB 1ACE 1AC 1A 221:280C x y y +--=2222:240C x mx y m -++-=:210l tx y t+--=l 1C 0m =1C 2C 2m =240x y --=AB (2,4)P ||PA PB +2+22198x y +=1F l 2F 2AF B ∆O xyz -()000,,P x y z (,,)(0)n X Y Z XYZ =≠000x x y y z z X Y Z ---==l 2142z x y --=-=(4,3,3)A l ()()22200:M x x y y r -+-=2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>(8,1)A M C M 22:20C x y x y m +-++=C (1,2)P m *m N ∈P C 1111ABCD A B C D -1A A ⊥,45ABCD ABC ︒∠=1112AB A A C BC ===（1）证明：平面平面（2）求直线与平面所成角的大小17.在平面直角坐标系xOy 中，动点到点的距离之和为4，点的轨迹为，曲线与轴正半轴交于点.（1）求曲线的方程（2）若过点的直线与交于E ，F 两点（点在轴上方），点为BF 的中点，若，求直线的方程18.如图，在三棱锥中，为正三角形，平面，点为线段BC 上的动点，（1）若点为BC 中点，证明：（2）在（1）的条件下，求平面PAC 与平面ACF 夹角的余弦值（3）求线段长的最小值19.阅读材料：极点与极线，是法国数学家吉拉德•笛沙格（Girard Desargues ，1591-1661）于1639年在射影几何学的奠基之作《圆锥曲线论稿》中正式阐述，它是圆锥曲线的一种基本特征.已知圆锥曲线，则称点和直线是圆锥曲线的一对极点和极线.事实上，在圆锥曲线方程中，以替换，以替换（另一变量也是如此），即可得到点对应的极线方程．特别地，对于椭圆，与点对应的极线方程为；对于双曲线11CDD C ⊥11ACC A 1BB 1CDD C P (0,1),(0,1)A B -P C C y D C B l C E x M //OM DE l P ABC -ABC V PA ⊥1,12ABC PA AB ==E AF PE⊥E AF FC⊥CF 22:220C Ax By Dx Ey F ++++=()00,P x y ()()0000:0l Ax x By y D x x E y y F ++++++=C 0x x 2x 02x x+x y ()00,P x y 22221x y a b +=()00,P x y 00221x x y ya b+=，与点对应的极线方程为；即对于确定的圆锥曲线，每一对极点与极线是一一对应的关系.其中，极点与极线有以下基本性质和定理①当在圆锥曲线上时，其极线是曲线在点处的切线；②当在外时，其极线是曲线从点所引两条切线的切点所确定的直线（即切点弦所在直线）；③当在内时，其极线是曲线过点的割线两端点处的切线交点的轨迹.根据上述材料回答下面问题：已知双曲线，右顶点到，已知点是直线上的一个动点，点对应的极线与双曲线交于点A ，B ，（1）若证明：极线AB 恒过定点.（2）在（1）的条件下，若该定点为极线AB 的中点，求出此时的极线方程（3）若，极线AB 交的右支于A ，B 两点，点在轴上方，点是双曲线的左顶点，直线AE ，直线BP 分别交轴于M ，N 两点，点为坐标原点，求的值22221x y a b -=()00,P x y 00221x x y y a b-=P C l C P P C l C P P C l C P 2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>(1,0)E C G 0mx ny q ++=G 3,1m n q ===-1102m n q ===-，，C A x P C y O ||||OM ON参考答案一、单选题题号12345678答案CBDADBBA二、多选题题号91011答案ACDABDBD三、填空题四、解答题15.（5分+8分）解：（1）根据题意：…………………………………………2分点在圆外，则…………………………………………………………4分………………………………………………………………………………………………5分（2）……………………………………………………………………………………6分则圆的方程为：当不存在时，直线，满足题意……………………………………………………………………8分当存在时，设切线方程为.………………………………………………………………………………………10分……………………………………………………………………………………………………12分切线方程为…………………………………………………………………………13分综上，切线方程为：或16.（6分+9分）解：（1）不妨设，则，由余弦定理得225414404D E F mm +-=+->⇒<P 141408m m +-++>⇒>-584m ∴-<<*1m N m ∈∴= 2211(1)24x y ⎛⎫-++=⎪⎝⎭k 1x =k 2(1)y k x -=-12d 3512k ∴=∴3512110x y --=3512110x y --=1x =4BC =0145AB A A ABC ==∠= ∴222AC AB AC BC AB AC=+=∴⊥四边形ABCD 是平行四边形………………………………………………2分平面……………………………………………………………………4分又平面平面平面………………………6分（2）法1：延长线段交于点，过点作交PC 于点，由（1）知，平面平面PAC ，平面平面平面PAC平面平面平面PCD点到平面PCD 的距离等于点到平面PCD 的距离在Rt 中，……………………………………9分过点作平面PCD 于点，则为直线PB 与平面PCD 所成的角………………11分…………………………………………………………………………13分，即所以与平面所成的角为…………………………………………………………15分几何法采分点说明：1.正确PB 的值给2分；2.正确AH 的值给3分；2.指出线面角或作出线面角给2分；3.答案给2分法2：由（1）可知AB ，AC ，AP 两两相互垂直，则分别以AB ，AC ，AP 为轴，轴，轴的正半轴，建立如图所示空间直角坐标系则.....................................................................8分 (10)分//AB CD CD AC ∴∴⊥1A A ⊥ 1,ABCD A A CD ∴⊥1A A AC A CD ⋂=∴⊥11AC CA ∴11C D DC ⊥11AC CA 1111,,,AA BB CC DD P A AHPC ⊥H PCD ⊥PCD ⋂,PAC PC AH =⊂AH ∴⊥//,PCD AB CD AB ⊂/ //PCD AB ∴∴A B PACV 4,2PA AC PC AH ==∴==B BO ⊥O BPO ∠2,4BO AH PB === 1sin 2BPO ∴∠=30BPO ︒∠=1BB 11C D DC 30︒x yz 11(0,0,0),(0,((A B C D D B -1(CD DD ∴=-=1(BB ∴=设平面的法向量为则令，则………………………………13分所以与平面所成的角为………………………………………………………………15分建系法采分点说明：1.有正确的两两垂直的空间直角坐标系给2分2.有正确的给2分3.正确法向量给3分4.答案给2分（其他方式建系情况同样给分）17.（4分+11分）解：（1）由题意可知：动点的轨迹是焦点在轴的椭圆所以即分所以轨迹方程为……………………………………………………………………………4分（2）显然直线的斜率存在，则设直线的方程为：………………………………………6分由设11CDD C (,,)n x y z =10000n CD n DD ⎧⎧⋅=-=⎪⎪⇒⎨⋅==⎪⎩1y =(0,1,1)n = 111sin 2||BB n BB n θ⋅∴==⋅1BB 11C D DC 30︒1BBP C y 24,2||2a c AB ===2,1,a cb ===C 22134x y +=l l 1y kx =+()2222143690134y kx k x kx x y =+⎧⎪⇒++-=⎨+=⎪⎩()()1122,,,E x y F x y由韦达定理可得：①…………………………………………8分（有写出韦达定理就给2分）分别是BF ，AB 的中点，②……………………………………………………………………11分（其他方式得到的关系，同样给分）由①②可得分所以直线的方程为：…………………………………………………………………15分18.（4分+6分+7分）解：（1）法1：为正三角形平面平面PAE ……………………………………………………2分又平面………………………………………………………………………4分法2：在中，，………………………………………………………………………………2分（正确写出任意一条给2分）………………………………………………………………………………………………4分（2）以为原点，建立如图所示空间直角坐标系，其中EC ，EA 为轴，轴的正半轴则……………………………………………6分设平面PAC 的法向量为12122269,4343k x x x xk k -+=-⋅=++,M O //////OM AF OM DE DE AF∴∴1212||12||2x BD x x AB x ∴==∴=-21,x x k =l 1y x =+ABC V AE BC∴⊥PA ⊥ ABC PA BC BC ∴⊥∴⊥BC AF ∴⊥,PE AF BC PE E⊥∴⋂= AF ∴⊥PBC AF FC ∴⊥,,PA AE AF PE ⊥⊥∴ Rt PAE V 3|||2AF EF ==||EF EC FC ⊥∴=AF FC ，222||||||FC AF AC ∴+=AF FC ∴⊥E x y 3(0,0,0),(1,0,0),4E P A C F ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭3(0,0,1),(1,4AP AC AF ⎛⎫∴=== ⎪ ⎪⎝⎭(,,)m x y z =则，令，则法向量为同理可得平面ACF 的法向量为…………………………………………………………8分设平面PAC 与平面ACF 夹角为，则…………………………………………………………10分（有其它的方法或建系同样给分）建系法采分点说明：1.有正确的两两垂直的空间直角坐标系给2分2.有任意一条正确的法向量给2分3.答案给2分（其他建系方式同样给分）（3）法1：建系同（2）设………………………………………………………………………………11分………………………………………………………13分令则………………………………………………………15分（有写出就给2分）000z m AP x m AC ⎧=⎧⋅=⎪⎪⇒⎨⎨=⎪⋅=⎪⎩⎩ 1y =m = n =θ||cos |cos ,|||||m n m n m n θ⋅=<>==(,0,0)(11),(,,)E t t PF PE t λλλ-≤≤==-(,1)F t λλ∴-(,,1),(,1)AF t PE t λλ∴=-=-22104104AF PE t t λλλ⋅=∴+-=∴=+()222222227||(1))(1)42(4)554t CF t t t t λλλλ--∴=-++-=+-++=++ 27,[9,5]t x x --=∈--2244||5565146514x CF x x x x=+=+++++ 2CF = 一次式二次式在上单调递减，上单调递增当时，……………………………………17分（其他建系方式或方法同样给分）法2：设BC 的中点为，取PA 中点，过点作平面PBC 垂线，垂足为且平面点的轨迹为以PA 为直径，即的球与平面PBC 的相交圆弧，…………13分由（1）可知，，相交圆半径………………15分点轨迹为在平面PBC 中的以为圆心，为半径的圆弧，………………………………………………17分19.（5分+4分+8分）解：（1）右顶点为由双曲线的标准方程为 (2)分点在直线上，设，根据阅读材料可得极线AB 为：………………………………………………4分则由定点为………………………………………………………………………………5分（2）若定点为AB 的中点，设，则2||CF [9,x∈-[5]x ∈-∴x =2min min ||||CF CF == ,E AF PE '''⊥T T ,H PA PF ⊥ F ∈,PBC F ∴12R =2A PBC T PBC d d --==平面平面14r ==F ∴H 14min 111444CF CH ∴=-=-= (1,0),1E a ∴=d b ===∴2213y x -= G 310x y --=∴()00,31G x x -()003113x y x x --=1,3x y y =⎧⎪∴⎨=⎪⎩(3,3)(3,3)()()1122,,,A x y B x y由点差法可得…………………………………………………………………7分所以极线方程为：……………………………………………………………………………9分（3）由题意，设：则极线AB 为：即…………………………11分由设，由韦达定理可得………………………………………………13分（有写出韦达定理就给2分）直线，得直线，得（其它方法所得给同样分）…………………………………………………………………………17分221122221313y x y x ⎧-=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩①②3AB k =36y x =-12G t ⎛⎫ ⎪⎝⎭1123ty x -=223ty x =+()2222223432427013ty x t y ty y x ⎧=+⎪⎪⇒-++=⎨⎪-=⎪⎩()()1122,,,A x y B x y 12122224274343t y y y y t t +=-=--11:(1)1y AE y x x =--110,1y M x ⎛⎫- ⎪-⎝⎭22:(1)1y BP y x x =++220,1y M x ⎛⎫ ⎪-⎝⎭()()()()1212112121211221222393331||344433312||114443t y y y y y y y y x OM ty ON y x y y y y y y ⎛⎫+-++- ⎪+⎝⎭∴=====-⎛⎫-++-++ ⎪⎝⎭。
浙江省台州市2023-2024学年高二上学期期中数学试题含解析
台州市2023学年第一学期期中考试试卷高二数学（答案在最后）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，只有一项符合题目要求.1.直线210x y +-=的一个方向向量是（）A.()2,1- B.()2,1 C.()1,2- D.()1,2【答案】A 【解析】【分析】根据方向向量的定义即可求解.【详解】210x y +-=的一个方向向量是()2,1-,故选：A2.在平面直角坐标系xOy 中，双曲线221x y -=的渐近线方程为（）A.22y x =±B.y =C.y x =±D.24y x =±【答案】C 【解析】【分析】根据等轴双曲线即可求解.【详解】221x y -=的渐近线方程为y x =±，故选：C3.圆1C ：22210240x y x y +-+-=与圆2C ：222260x y x y +++-=的公共弦所在直线方程为（）A.240x y ++=B.2490x y -+=C.240x y -+=D.240x y --=【答案】B 【解析】【分析】将两圆方程作差即可得相交弦方程.【详解】由221:(1)(5)50C x y -++=，即1(1,5)C -，半径为由222:(1)(1)8C x y +++=，即2(1,1)C --，半径为，所以12||C C <=<，即两圆相交，将两圆方程作差得2222210222604x y x y x y x y +-+----+=-，整理得2490x y -+=，所以公共弦所在直线方程为2490x y -+=.故选：B4.已知(2,0)(4,)A B a -，两点到直线:10l x y -+=的距离相等，则=a （）A.4 B.6C.2D.4或6【答案】D 【解析】【分析】直接根据点到直线距离公式进行求解即可.【详解】已知点()2,0A -，()4,B a ，直线:10l x y -+=，由于点A 与点B 到直线l 的距离相等，，解得：4a =或6a =.故选：D5.“直线10x ay +-=与直线10ax y -+=相互垂直”是“1a =”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【答案】B 【解析】【分析】根据两直线垂直，求出a 的值，则可判断充分性和必要性.【详解】因为直线10x ay +-=与直线10ax y -+=相互垂直，所以()()110a a ⨯+⨯-=，所以R a ∈．当1a =时，直线10x ay +-=与直线10ax y -+=相互垂直，而当直线10x ay +-=与直线10ax y -+=相互垂直时，1a =不一定成立，所以“直线10x ay +-=与直线10ax y -+=相互垂直”是“1a =”的必要而不充分条件，故选:B ．6.已知抛物线2:4C y x =的焦点为F ，准线为l ，过C 上一点A 作l 的垂线，垂足为B .若3AF =，则AFB △的外接圆面积为（）.A.27π8 B.64π27C.9π4D.25π16【答案】A 【解析】【分析】根据抛物线的定义求得1x ，进而得到1y ，利用勾股定理求得BF ，进而得到sin BAF ∠，然后利用正弦定理中的外接圆直径公式，求得AFB △的外接圆半径为R ，然后计算其面积.【详解】设()11,A x y ，由抛物线的定义可知113x AF AB =+==，所以12x =，代入抛物线的方程中得到1y ==由几何关系可知BF ==1sin 3y BAF AF ∠==.设AFB △的外接圆半径为R ，由正弦定理可知2sin BFR BAF=∠，解得R =，所以AFB △的外接圆面积为227ππ8R =.故选：A7.有以下三条轨迹：①已知圆22:(1)9A x y ++=，圆22:(1)1B x y -+=，动圆P 与圆A 内切，与圆B 外切，动圆圆心P 的运动轨迹记为1C ；②已知点A ，B 分别是x ，y 轴上的动点，O 是坐标原点，满足||4AB =，AB ，AO 的中点分别为M ，N ，MN 的中点为P ，点P 的运动轨迹记为2C ；③已知A ，直线l ：x =，点P 满足到点A 的距离与到直线l 的距离之比为2，点P 的运动轨迹记为3C .设曲线123,,C C C 的离心率分别是123,,e e e ，则（）A.123e e e << B.132e e e << C.321e e e << D.231e e e <<【答案】A 【解析】【分析】由题意求出点P 的运动轨迹方程，进而求出曲线的离心率，比较它们大小即可得出答案.【详解】对于①，因为圆22:(1)9A x y ++=，圆22:(1)1B x y -+=．所以为()1,0A -，A 的半径13r =，()10B ,，B 的半径21r =，设动圆P 的半径为R ，则21PB r R R =+=+，13PA R r R =-=-，可得314PB PA R R +=-++=为定值，所以圆心P 在以A 、B 为焦点的椭圆上运动，由24a =，1c =得2a =，b =，所以椭圆方程为22143x y +=，即动圆P 圆心的轨迹1C 方程为22143x y+=，所以143122e ==，对于②，设(),P x y ，()(),0,0,A a B b ，因为||4AB =，所以2216a b +=，因为AB ，AO 的中点分别为M ，N ，所以,22a b M ⎛⎫⎪⎝⎭，,02a N ⎛⎫⎪⎝⎭，MN 的中点为P ，所以,24a b P ⎛⎫⎪⎝⎭，所以2244a x a x bb y y ⎧=⎪=⎧⎪⇒⎨⎨=⎩⎪=⎪⎩，因为2216a b +=，所以2241616x y +=，故点P 的运动轨迹记为2C ：()22104xy y +=≠，所以222e ==；对于③，设点()00,P x y2=，整理可得2200142x y -=.所以，点P 的运动轨迹3C的方程为：22142x y -=，所以3=22e =，所以123e e e <<.故选：A .8.已知1F 、2F 是椭圆()222210x y a b a b+=>>的两个焦点，P 是椭圆上一点，1260F PF ∠=，121||||(2)2PF PF λλ=≤≤，则椭圆的离心率的最大值为（）A.3B.2C.D.2【答案】A 【解析】【分析】根据椭圆定义，结合余弦定理可得()22211e λλλ-+=+，进而利用换元法，结合二次函数的性质即可求解.【详解】设2||,|PF x =则12||PF PF x λλ==，122PF PF a +=,所以221ax x a x λλ+=⇒=+，由余弦定理可得()22222214212c x x x x x λλλλ=+-⋅⋅=-+，故()()22224411a c λλλ=-++，进而可得()22211e λλλ-+=+，令1t λ=+，则3,32t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，222233331t t e t t t-+==-+，令112,,33m m t ⎡⎤=∈⎢⎥⎣⎦，所以222331331e m m t t =-+=-+，对称轴为12m =，所以2331y m m =-+在11,32m ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦单调递减，在12,33⎡⎤⎢⎥⎣⎦单调递增，故当13m =和23m =时，213313y m m =-+=，故2331y m m =-+的最大值为13，所以()2max13e=，故e 的最大值为3，故选：A二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，部分选对的得2分，有选错的得0分.9.已知双曲线C ：221x y m-=的焦点在x 轴上，且实轴长是虚轴长的3倍，则下列说法正确的是（）A.双曲线C 的实轴长为6B.双曲线C 的虚轴长为2C.双曲线C 的焦距为22D.双曲线C 的离心率为223【答案】AB 【解析】【分析】由题设可得3a b =，结合已知方程得双曲线方程为2219x y -=，进而判断各项正误.【详解】由题设23263a b b a b =⨯=⇒=，而1b =，故3a =，则29m a ==，所以双曲线方程为2219x y -=，实轴长为26a =，虚轴长为22b =，焦距为210c =103，故A 、B 对，C 、D 错.故选：AB10.已知椭圆22:143x y M +=的左、右焦点分别是1F ，2F ，左、右顶点分别是1A ，2A ，点P 是椭圆上异于1A 和2A 的任意一点，则下列说法正确的是（）A.124PF PF += B.直线1PA 与直线2PA 的斜率之积为34-C.存在点P 满足1290F PF ∠=D.若12F PF △的面积为1，则点P 的横坐标为263±【答案】ABD 【解析】【分析】根据椭圆的定义判断A ，计算出1PA 和2PA 的斜率计算B ，根据圆的直径所对圆周角为90 判断C ，由三角形面积公式判断D.【详解】A 选项中，因为椭圆方程为22143x y +=，则24a =，所以2a =，由椭圆的定义知，122PF PF a +=，所以124PF PF +=，A 正确；B 选项中，椭圆的左、右顶点分别是()12,0A -，()22,0A ，设()00,P x y ，因为点P 是椭圆上异于1A 和2A 的任意一点，所以将()00,P x y 代入到椭圆方程得：2200143x y +=，且1002PA y k x =+，2002PA y k x =-，所以1220002000224PA PA y y y k k x x x ⋅=⋅=+--，因为2200143x y +=，所以()222000331444x y x 骣琪=-=×-琪桫，所以122020344PA PA y k k x ⋅==--，B 正确；C 选项中，由椭圆方程知，24a =，23b =，21c =，若1290F PF ∠=，则点P 在以线段12F F 为直径的圆上，以线段12F F 为直径的圆的方程为221x y +=的圆在椭圆内，所以椭圆上不存在P 满足1290F PF ∠=，C 错误；D 选项中，121200112122F PF S F F y y =�创= ，所以01y =，所以代入到2200143x y +=知，03x =±，D 正确.故选：ABD11.设直线系M :22(1)2220a x ay a --++=，则下面四个命题正确的是（）A.存在定点P 在M 中的任意一条直线上B.圆222:0.9N x y +=与M 中的所有直线都没有公共点C.对于任意整数()3n n ≥，存在正n 边形，其所有边均在M 中的直线上D.M 中的直线所能围成的正三角形面积都相等【答案】BC 【解析】【分析】由于点()0,0到直线系()22:12220M a x ay a --++=的距离均为2，则直线系M 表示与圆224x y +=的切线的集合，然后结合题意判断四个选项是否正确即可.【详解】由于点()0,0到直线系()22:12220M a x ay a --++=的距离为()222121a d a +===+，故直线系M 表示与圆224x y +=的切线的集合，对于A 选项，由于直线系表示圆224x y +=的切线，其中存在两条切线平行，所以M 中所有直线经过一个定点不可能，故A 选项错误；对于B 选项，由于直线系表示圆224x y +=的切线，而圆2220.9x y +=内含于圆224x y +=中，得M 中的所有直线均与圆()2220.9x y +=无公共点，故B 选项正确；对于C 选项，由于圆的所有外切正多边形的边都是圆的切线，所以对于任意正数()3n n ≥，存在正n 边形，其所有边均在M 中的直线上，故C 选项正确；对于D 选项，正ABC 的三边所在的直线均与圆相切，可以分为切点全在边上或者一个切点在边上，两个切点在边的延长线上两种情况，三角形面积不相等，故D 选项错误.故选：BC12.三支不同的曲线()|1|0,1,2,3i i y a x a i =⋅->=交抛物线24y x =于点,(1,2,3)i i A B i =，F 为抛物线的焦点，记i i A FB △的面积为i S ，下列说法正确的是（）A.11(1,2,3)i ii FA FB +=为定值 B.112233////A B A B A B C.若1232S S S +=，则1232a a a += D.若2123S S S =，则2123a a a =【答案】AD【解析】【分析】设直线()1i y a x =-与抛物线24y x =的交于点,i i C B ，则i A 与i C 关于x 轴对称，设()()1122,,,i i A x y B x y -，则()11,i C x y ，联立()214i y a x y x⎧=-⎨=⎩，利用韦达定理求得1212,y y y y +，进而可求得1212,x x x x +，结合焦半径公式即可判断A ；判断i i A B k 是否为定值即可判断B ；求出i S ，即可判断CD.【详解】如图，设直线()1i y a x =-与抛物线24y x =的交于点,i i C B ，则i A 与i C 关于x 轴对称，设()()1122,,,i i A x y B x y -，则()11,i C x y ，联立()214i y a x y x⎧=-⎨=⎩，消x 得2440iy y a --=，则12124,4iy y y y a +==-，又()1i y a x =-，则()()()()212121212411,114i i i iy y a x a x y y a x x a +=-+-==--=-，则21212224,1i i a x x x x a ++==，对于A ，()1,0F ，2212212121221111124221241111i i ii i iFA FB x x a a x x a x x x x a ++++++++++=+==+++，故A 正确；对于B ，212122212121444i i A B y y y y k y y x x y y ++====---因为i a 不是定值，所以i i A B k 不是定值，故B 错误；对于C ，设直线()1i y a x =-的倾斜角为i θ，则tan i i a θ=，则22222sin cos 2tan 2sin 2cos sin 1tan 1i i i ii i i i i a a θθθθθθθ===+++，所以()()122211sin 211221i i i i i i a S A F B F x x a θ==++⋅+()2121222222414111211i i i i i i ia a a x x x x a a a a ⎛⎫+=+++⋅=++= ⎪++⎝⎭，又因1232S S S +=，所以123448a a a +=，所以()1232a a a +=，故C 错误；对于D ，因为2123S S S =，所以21234416a a a ⋅=，所以2123a a a =，故D 正确.故选：AD.【点睛】方法点睛：解决直线和抛物线的位置关系类问题时，一般方法是设出直线方程并联立抛物线方程，得到根与系数的关系式，要结合题中条件进行化简，但要注意的是计算量一般都较大而复杂，要十分细心.三、填空题：本题共4小题，每题5分，共20分.13.已知直线l的方程为4y =+，则倾斜角为_______，在y 轴上的截距为________.【答案】①.60 ②.4【解析】【分析】根据给定的直线方程，求出直线的斜率，进而求出倾斜角，再求出直线与y 轴交点的纵坐标即得.【详解】直线l的方程为4y =+的斜率k =α，则tan α=，于是60α= ；当0x =时，4y =，所以直线l 在y 轴上的截距为4.故答案为：60 ；414.准线方程为2x =-的抛物线的标准方程为__________.【答案】28y x=【解析】【分析】根据准线方程确定抛物线开口方向并求出p 值，进而求其标准方程【详解】已知抛物线的准线方程为2x =-，得该抛物线开口向右，且22p =，得4p =，故抛物线的方程为：28y x =.故答案为：28y x=15.过点()0,1的直线l 与椭圆22:14x C y +=交于,P Q 两点，则PQ 的最大值是_________.【解析】【分析】由题意可知()0,1即为椭圆与直线的交点，设()00,Q x y ，利用两点间的距离公式以及二次函数性即可求出PQ .【详解】根据题意可知，显然()0,1在椭圆上，不妨取0p x =，则()0,1P ，设()00,Q x y ，由,P Q 不重合可知01y ≠，且220014x y +=，即220044x y =-所以()222220002000014412325P y y Q x y y y y =++--=-+-=-+，根据二次函数性质可知，当031y =-时，2PQ 取最大值为163，即可得PQ .16.已知12F F ，分别为双曲线22221()00a x y a bb >-=>，的左右焦点，过2F 的直线与双曲线的右支交于A 、B 两点，记12AF F △的内切圆的半径为1r ，12BF F △的内切圆的半径为2r ，21216r r a ≤，则双曲线的离心率的取值范围为_________.【答案】(1,5]【解析】【分析】设圆1O 切1AF 、2AF 、12F F 分别于点M 、N 、G ，推导出12122O GF O F O △∽△，可得出()212r r c a =-，可得出关于c 、a 的不等式，即可求得该双曲线离心率的取值范围.【详解】设12AF F △、12BF F △的内切圆圆心分别为1O 、2O ，设圆1O 切1AF 、2AF 、12F F 分别于点M 、N 、G，过2F 的直线与双曲线的右支交于A 、B 两点，由切线长定理可得AM AN =，11F M F G =，22F G F N =，所以，()()()21212121AF F F AF AN F N FG F G AM F M +-=+++-+222222F N F G F G c a =+==-，则2F G c a =-，所以点G 的横坐标为()c c a a --=.故点1O 的横坐标也为a ，同理可知点2O 的横坐标为a ，故12O O x ⊥轴，故圆1O 和圆2O 均与x 轴相切于(),0G a ，圆1O 和圆2O 两圆外切.在122O O F △中，()122122*********O F O O F G O F G AF F BF F ∠=∠+∠=∠+∠= ，即122O O F G ⊥，12212GO F F O O ∴∠=∠，1212290O GF O F O ∠=∠= ，所以，12122O GF O F O △∽△，所以，1121212O GO F O F O O =，则212112O F O G O O =⋅，所以22222121112112F G O F O G O G O O O G O G O G =-=⋅-=⋅，即()212c a r r -=⋅，由题意可得：()2216-≤c a a ，可得4-≤c a a ，即5<≤a c a ，所以(]1,5=∈c e a.故答案为：(]1,5.四、解答题：本题共5小题，共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤．17.已知直线l 经过点()1,0A -，(0,1)B .（1）求直线l 的一般式方程；（2）若点(1,2)C --，求点C 关于直线l 的对称点的坐标.【答案】（1）10x y -+=（2）()3,0-【解析】【分析】（1）先求出直线l 的斜率，从而利用点斜式求出直线l 的方程，化为一般式；（2）设出对称点(),D m n ，根据中点坐标和斜率关系得到方程组，求出30m n =-⎧⎨=⎩，得到对称点.【小问1详解】直线l 的斜率为()10101-=--，所以直线l 的方程为10y x -=-，即10x y -+=；【小问2详解】设点C 关于直线l 的对称点坐标为(),D m n ,显然CD 的中点坐标满足10x y -+=，即121022m n ---+=，又直线CD 与直线l 垂直，故211n m +=-+，联立121022m n ---+=与211n m +=-+，解得30m n =-⎧⎨=⎩，所以点C 关于直线l 的对称点的坐标为()3,0-.18.已知直线:4l y x =-，圆221:64120C x y x y +-++=，圆222:142140C x y x y +--+=.（1）求直线l 被圆1C 截得的弦AB 的长；（2）判断圆1C 和圆2C 的位置关系，并给出证明.【答案】（1）||AB =（2）内切，证明见详解【解析】【分析】（1）化简圆1C 为标准方程，求出1C ()3,2-到直线:4l y x =-的距离d ，则AB =，代入求解即可得出答案；（2）化简圆2C 为标准方程，求两圆的圆心距与21r r -，21r r +比较，即可得出答案.【小问1详解】因为圆221:64120C x y x y +-++=，所以221:(3)(21C x y -++=），则圆1C 的圆心为1C ()3,2-，11r =，则1C ()3,2-到直线:4l y x =-的距离为：2d ==，所以||AB ==【小问2详解】因为222:142140C x y x y +--+=，则222:(7)(136C x y -+-=），则圆2C 的圆心为2C ()7,1，26=r ，12215C C r r ====-，所以两圆内切.19.已知圆C 经过()2,0，(0,2)，(2,4).（1）求圆C 的方程；（2）若直线l 与圆C 相切，且与x 轴正半轴交于点(,0)A a ，交y 轴正半轴于点(0,)B b .求(4)(4)a b -⋅-的值.【答案】（1）22(2)(2)4x y -+-=；（2）(4)(4)8a b --=.【解析】【分析】（1）设圆的标准方程，根据点在圆上列方程组求参数，即得圆的方程；（2）设直线:1x y l a b+=，根据直线与圆相切及点线距离公式列方程整理，即可求值.【小问1详解】令圆222:()()C x a y b r -+-=，则()()()()()()222222222200224a b r a b r a b r ⎧-+-=⎪⎪-+-=⎨⎪-+-=⎪⎩，可得2224a b r =⎧⎪=⎨⎪=⎩，所以22:(2)(2)4C x y -+-=.【小问2详解】由题意，设直线:1x y l a b+=，即0bx ay ab +-=，而(2,2)C 且半径为2，直线l 与圆C2=，则222(22)4()a b ab a b +-=+，所以222224()4()4()a b ab a b a b a b +-++=+，化简得(4)(4)8a b --=.20.已知动点M 到定点(1,0)的距离比到直线2x =-的距离小1.（1）求动点M 的轨迹E 的方程；（2）取E 上一点(1,)(0)P a a >，任作弦PA PB ，，满足1PA PB k k ⋅=,则直线AB 是否经过一个定点？若经过定点，求出该点坐标，否则说明理由.【答案】（1）24y x=（2）定点为(3,2)--【解析】【分析】（1）根据抛物线的定义求解动点M 的轨迹方程；（2）首先将P 点代入抛物线中求得参数a 的值，然后假设2111,4A y y ⎛⎫ ⎪⎝⎭，2221,4B y y ⎛⎫ ⎪⎝⎭，利用已知条件1PA PB k k ⋅=，得到12122()12y y y y ++=，最后代入直线AB 方程中即可得到恒过定点.【小问1详解】已知动点M 到定点()1,0的距离比到直线2x =-的距离小1，可得动点M 到定点()1,0的距离与到直线=1x -的距离相等，由抛物线的定义易知轨迹E 的方程为24y x =.【小问2详解】将()1,P a 代入24y x =中，可得：24a =，0a > ，故得：2a =，即得：()1,2P ；如图，设2111,4A y y ⎛⎫ ⎪⎝⎭，2221,4B y y ⎛⎫ ⎪⎝⎭，由于122212*********PA PB y y k k y y --⋅=⋅=--，整理可得：()1212212y y y y ++=.2122122141144AB y y k y y y y -==+-，则根据点斜式方程可得：2111241:4AB l y y x y y y ⎛⎫-=- ⎪+⎝⎭，整理得：1212124:AB y y l y x y y y y =+++由直线AB 的方程()()1212121212121212244432y y y y y x x x y y y y y y y y y y -+=+=+=+-+++++，可知直线AB 恒过定点()3,2--21.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为32，椭圆上的点到左焦点1F 的距离的最大值为23+.（1）求椭圆C 的方程；（2）求椭圆C 的外切矩形（即矩形的四边所在直线均与椭圆相切）ABCD 的面积S 的取值范围.【答案】（1）2214x y +=（2）[]8,10【解析】【分析】（1）根据题意求出a b c ，，，进而可求出结果；（2）当矩形ABCD 的一组对边斜率不存在时，可求出矩形ABCD 的面积；当矩形ABCD 四边斜率都存在时，不防设AB CD 、所在直线斜率为k ，则BC AD 、斜率为1k -，设出直线AB 的方程为y kx m =+，联立直线与椭圆方程，结合韦达定理以及弦长公式等，即可求解.【小问1详解】因为2c e a ==，2c a +=+2==c a ，所以2221b a c =-=，所以椭圆方程为2214x y +=；【小问2详解】当矩形ABCD 一组对边斜率不存在时，矩形ABCD 的边长分别为4和2，则矩形ABCD 的面积为8，当矩形ABCD 的四边斜率都存在时，不妨设AB CD 、的斜率为k ，则AD BC 、的斜率为1k-，设直线AB 方程为y kx m =+，联立2214y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩，得222(41)84(1)0k x kmx m +++-=，由10∆=，可得2241m k =+，显然直线CD 的方程为y kx m =-，则直线AB CD 、之间的距离为1d ==，同理可得：AD BC 、之间的距离为2d =所以矩形ABCD的面积为1210S d d ==，取等条件：1k =±，当AB 斜率存在时，8S >.综上所述，面积S 的取值范围是[]8,10.。
浙江省9 1高中联盟2020-2021学年高二上学期期中考试数学试题 Word版含答案
2020学年第一学期9+1高中联盟期中考试高二年级数学学科试题第Ⅰ卷（选择题 共40分）一、选择题：本大题共10个小题,每小题4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.直线3y =+的倾斜角为（ ）A ． 30°B ． 60°C ． 120°D ．150°2. 已知直线1:10l mx y +-=，()2:2310l m x my ++-=，m R ∈，则“2m =-”是“12l l ⊥”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.椭圆2241x y +=的离心率为 （ ）A ．34 B C ． 23D ．4. 在空间直角坐标系中，已知()()1,0,2,3,2,4M N --，则MN 的中点Q 关于平面xOy 的对称点坐标是（ ）A ．()1,1,1-B ．()1,1,1--C . ()1,1,1--D ．()1,1,1 5. 已知m 为空间的一条直线，,αβ为两个不同的平面，则下列说法正确的是（ ） A ．若//,//m ααβ，则//m β B ．若,m αβα⊥⊥，则//m β C . 若//,m ααβ⊥，则m β⊥ D ．若,//m ααβ⊥，则m β⊥6. 方程2x =所表示的曲线大致形状为（ ）A ．B ．C .D ．7. 已知点F 为椭圆221:+184x y C =的右焦点，点P 为椭圆1C 与圆()222:218C x y ++=的一个交点，则PF =（ ）A ． 1BC . 2D ．8. 设有一组圆()()()224*:1k C x y k k k N -+-=∈，给出下列四个命题：①存在k ，使圆与x 轴相切 ②存在一条直线与所有的圆均相交 ③存在一条直线与所有的圆均不相交 ④所有的圆均不经过原点 其中正确的命题序号是（ ）A ．①②③B ．②③④C .①②④D ．①③④9. 若三棱锥P ABC -满足，,,PA BC PB AC PC AB ===，则该三棱锥可能是（ ） A ．2,3,4AB BC CA === B ．3,4,5AB BC CA === C . 4,5,6AB BC CA === D ．以上选项都不可能10. 如图，在棱长为1的正方体中1111ABCD A B C D -，若点,M N 分别为线段1BD ，1CB 上的动点，点P 为底面ABCD 上的动点，则MN MP +的最小值为（ ）A ．23B ．CD ．1第Ⅱ卷（非选择题 共110分）二、填空题：本大题共7小题，多空题每题6分，单空题每题4分，共36分.11.已知直线():10l mx y m m R ++-=∈过定点P ，则点P 的坐标是___________，点P 关于直线20x y +-=的对称点Q 的坐标是__________.12.某几何体的三视图如图所示，其中俯视图中的圆弧为14圆周，则该几何体的体积为__________，表面积为___________.13.已知(),P m n 是椭圆2214x y +=上的动点，则23m n +的最大值是 ，点P 到直线:20l x y -+=的最小距离是___________.14.如图，在三棱锥P ABC -中，点B 在以AC 为直径的圆上运动，PA ⊥平面ABC ，AD PB ⊥，垂足为D ，DE PC ⊥，垂足为E ，若2PA AC ==，则PEEC= ，三棱锥P ADE -体积的最大值是__________.15.经过点()2,1M -作圆22:5O x y +=的切线，则切线的方程为 ．16.已知正三棱柱111ABC A B C -的棱长均为2，则异面直线AB 与1A C 所成角的余弦值为 ．17.已知O 为坐标原点，12,F F 分别是椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左右焦点，A 为椭圆的右顶点，P为C 上一点，且2PF x ⊥轴，过点A 的直线l 与线段2PF 交于点M ，与y 轴交于点N ，若直线1F M 与y 轴交于点Q ，且3ON OQ =，则C 的离心率为___________.三、解答题：本大题共5小题，共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.18. 已知m R ∈，命题:p 方程22119x y m m+=+-表示焦点在y 轴上的椭圆；命题:q 函数()2f x x x m =-+在[]2,2-上有零点.（1）若命题p 是真命题，求实数的取值范围；（2）若命题,p q 中有且只有一个真命题，求实数m 的取值范围. 19. 如图，三棱柱111ABC A B C -的棱长均相等，113CC B π∠=，平面ABC ⊥平面11BCC B ，,E F 分别为棱11A B 、BC 的中点.（1）求证：//BE 平面11A FC ； （2）求二面角111F AC B --的大小.20. 如图，已知三棱锥A BCD -中，点M 在BD 上，2BAD BDC π∠=∠=，BM MD DC ==，且ACD∆为正三角形.（1）证明：CM AD ⊥；（2）求直线CM 与平面ACD 所成角的正弦值.21.如图，已知圆()()221:112C x y -++=，圆()()222:215C x y +++=，过原点O 的直线l 与圆1C ，2C 的交点依次是,,P O Q .（1）若2OQ OP =，求直线l 的方程；（2）若线段PQ 的中点为M ，求点M 的轨迹方程.22.如图，已知椭圆22:143x y Γ+=，斜率为k 的直线l 与椭圆Γ交于,A B 两点，过线段AB 的中点M 作AB 的垂线交y 轴于点C .（1）设直线,OA OB 的斜率分别为12,k k ，若1k =，直线l 经过椭圆Γ的左焦点，求1211k k +的值； （2）若AB =23,14k ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，求OMC ∆面积的取值范围.试卷答案一、选择题1-5:CABDD 6-10:DBCCA 二、填空题11. ()()1,1,1,3- 12. 26π+，)144π+13. 5，5 14. 3，3415. 250x y -+=16. 4 17. 13三、解答题18.解：（1）命题:91014p m m m ->+>⇒-<<， 即实数m 的取值范围为()1,4-；（2）命题p 真：[]2,2x ∈-时，216,4m x x ⎡⎤=-∈-⎢⎥⎣⎦，p 真q 假时1,44m ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，p 假q 真时[]6,1m ∈--，∴[]16,1,44m ⎛⎫∈--⋃ ⎪⎝⎭. 19.证明：（1）取11A C 的中点G ，连接,EG FG ， 于是111//2EG B C ，又111//2BF B C ， 所以//BF EG ，所以四边形BFGE 是平行四边形，所以//BE FG ，而BE ⊄面11A FC ，FG ⊆面11A FC ， 所以直线//BE 平面11A FC ；（2）连接11,FB B G ，∵ 四边形11BCC B 为菱形，01160CC B ∠=，F 为BC 的中点，∴111FB B C ⊥，∵平面ABC ⊥平面11BCC B ，∴1FB ⊥平面111A B C ，又111B G AC ⊥，∴11FG A C ⊥， ∴1FGB ∠就是二面角11F A C B --的平面角，设棱长为2，则11FB BG ==14FGB π∠=，∴二面角11F A C B --的大小为4π. 20.解：（1）取AD 中点P ，连结,MP CP ，由条件CP AD ⊥， 又由,//2BAD MP AB π∠=得MP AD ⊥，∴AD ⊥面CMP ，又∵CM ⊂面MPC ，∴CM AD ⊥；（2）过M 作MH CP ⊥于点H ，由（1）可知，AD MH ⊥，∴MH ⊥面ACD ， ∴MCP ∠即为直线CM 与面ACD 所成的角， 不妨设1CD =，则CM MP CP ===，∴cos MCP ∠==∴sin 3MCP ∠=所以直线CM 与平面ACD21.解：（1）设直线l 的方程为：y kx =，12,C C 到直线l 的距离为12,d d .由条件=221243d d -=，所以2243⨯-=，整理，得240k k -=，解得0k =或4k =， 所以直线l 的方程为：0y =或4y x =；（2）设:l y kx =；则由()()22215y kx x y =⎧⎪⎨+++=⎪⎩消去y ，得()()221240k x k x +++=， 解得122240,1k x x k+==-+.其中2k ≠-， 所以()222424,11k k k Q k k +⎛⎫+-- ⎪++⎝⎭， 由()()22112y kx x y =⎧⎪⎨-++=⎪⎩消去y ，得()()221220k x k x ++-=， 解得342220,1kx x k -==+，其中1k ≠，所以()222222,11k k k P k k -⎛⎫- ⎪++⎝⎭， 设(),M x y ，则()22211211k x k k k y k +⎧=-⎪+⎪⎨+⎪=-⎪+⎩消去k ，得：2220x y x y +++=，（挖去点33,22⎛⎫-- ⎪⎝⎭和36,55⎛⎫- ⎪⎝⎭）. 22.解：（1）由已知可得直线l 的方程为：1y x =+，设()()1122,,,A x y B x y ，由221143y x x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩得：27880x x +-=，且121288,77x x x x +=-=-，所以12121212121212121221181113x x x x x x x x k k y y x x x x x x +++=+=+==+++++；（2）设直线l 的方程为：y kx m =+，()()1122,,,A x y B x y ，由22143y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩，得：()2224384120k x kmx m +++-=，由韦达定理可知21212228412,4343km m x x x x k k -+=-=++， 所以2443M kmx k =-+， 线段AB 的中垂线方程为：221434343km m y x k k k ⎛⎫=-++ ⎪++⎝⎭，整理得2143my x k m =--+， 所以243C my k =-+.又由()222221212228412414234343km m AB x x x x k k k -⎛⎫=+-=+--= ⎪++⎝⎭， 整理可得：2224343k k +-=+，即()222224314341k m k k +=+-+①， 所以()22222411222434343OMD M km m k S OC x m k k k ∆===+++将①代入整理可得：2211112231432124OMC kk S k k k k k k∆=-=-++++， 因为23,14k ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，所以2k ⎤∈⎥⎣⎦，而我们知道，1112,3124y y k k kk==-++都是关于k 在2⎤⎥⎣⎦上的单调递减函数，所以当1k =时，OMC S ∆有最小值128，当k =时，OMC S ∆所以1,2842OMC S ∆⎡∈⎢⎣⎦.。
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浙江省2021年高二数学上学期期中考试卷（一）（考试时间90分满分100分）一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分）1．数列的一个通项公式可能是（）A．（﹣1）n B．（﹣1）n C．（﹣1）n﹣1D．（﹣1）2．已知a＞b＞0，那么下列不等式成立的是（）A．﹣a＞﹣b B．a+c＜b+c C．（﹣a）2＞（﹣b）2D．3．已知△ABC中，a，b，c分别为角A，B，C的对应边，A=30°，B=45°，a=7，则边长b为（）A．B．C． D．4．已知数列{a n}，其通项公式a n=3n﹣18，则其前n项和S n取最小值时n的值为（）A．4 B．5或6 C．6 D．55．在等比数列{a n}中，a1=2，a n+1=3a n，则其前n项和为S n的值为（）A．3n﹣1 B．1﹣3n C．D．6．已知等比数列{a n}的各项均为正数，公比0＜q＜1，设，，则a3、a9、P与Q 的大小关系是（）A．a3＞P＞Q＞a9B．a3＞Q＞P＞a9C．a9＞P＞a3＞Q D．P＞Q＞a3＞a97．在△ABC中，若b=asinC，c=acosB，则△ABC的形状为（）A．等腰三角形B．直角三角形C．等腰直角三角形D．等腰或直角三角形8．不等式（a﹣2）x2+2（a﹣2）x﹣4＜0对一切x∈R恒成立，则实数a的取值范围是（）A．[﹣2，2] B．（﹣∞，2）C．（﹣∞，﹣2）D．（﹣2，2]9．在数列{a n}中，a1=1，a n+1﹣a n=ln（1+），则a n=（）A．1+n+lnn B．1+nlnn C．1+（n﹣1）lnn D．1+lnn10．若a，b，c＞0，且，则2a+b+c的最小值为（）A．B．C．D．二、填空题（本大题共7小题，每小题4分，共28分）11．在△ABC中，角A，B，C所对应的边分别是a，b，c，若a2+c2﹣b2=ac，则角B的值是．12．数列{a n}的前n项和为，则a4+a5+a6=．13．若x，y∈R，且，则z=x+2y的最大值等于．14．设数列{a n}、{b n}都是等差数列，且a1=15，b1=35，a2+b2=60，则a36+b36=．15．已知x＞0，y＞0，且=1，则4x+y的最小值为．16．已知f（x）=|2x﹣1|+x+3，若f（x）≥5，则x的取值范围是．17．已知数列{a n}的首项a1=1，且对每个n∈N*，a n，a n+1是方程x2+2nx+b n=0的两根，则b10=．三、解答题：（共42分，解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．）18．已知{a n}为等差数列，且a1+a3=8，a2+a4=12（1）求{a n}通项公式；（2）记{a n}的前n项和为S n，若a1，a k+1，S k+3成等比数列，求正整数k的值．19．在△ABC中，（角A，B，C的对应边分别为a，b，c），且．（1）求角B的大小；（2）若△ABC的面积是，且a+c=5，求b．20．已知函数f（x）=x2﹣2x﹣8，g（x）=2x2﹣4x﹣16，（1）求不等式g（x）＜0的解集；（2）若对一切x＞2，均有f（x）≥（m+2）x﹣m﹣15成立，求实数m的取值范围．21．在数列{a n}中，a1=，且3a n+1=a n+2．（1）设b n=a n﹣1，证明：数列{b n}是等比数列，并求出{a n}的通项公项；（2）设，数列的前n项和为T n，是否存在最小的正整数m，使得对于任意的n∈N*，均有T n＜成立，若存在，求出m的值，若不存在，请说明理由．参考答案一、单项选择题1．D2．C．3．C．4．B．5．A．6．A．7．C．8．D．9．D．10．B．二、填空题11．解：在△ABC中，角A，B，C所对应的边分别是a，b，c，若a2+c2﹣b2=ac，由余弦定理可知cosB==，因为B是三角形内角，所以B=．故答案为：．12．解：当n≥2时，a4+a5+a6=S6﹣S3=72﹣42=33．故答案为：33．13．解：由约束条件作出可行域如图，联立，解得B（3，3），化目标函数z=x+2y为，由图可知，当直线过B时，直线在y轴上的截距最大，z有最大值为3+2×3=9．故答案为：9．14．解：∵数列{a n}，{b n}都是等差数列，∴数列{a n+b n}为等差数列，又a1=15，b1=35，∴a1+b1=50，而a2+b2=60，故数列{a n+b n}的公差为10，∴a36+b36=50+35×10=400．故答案为：400．15．解：由4x+y=4（x+1）+y﹣4=[4（x+1）+y]•1﹣4=[4（x+1）+y]•（）﹣4=13++﹣4≥9+2=21．当且仅当x=，y=15取得最小值21．故答案为：21．16．解：f（x）≥5，即|2x﹣1|≥2﹣x，∴2﹣x≤0 ①，或②，解①求得x≥2，解②求得1≤x＜2 或x≤﹣1．综上可得，不等式的解集为{x|x≥1，或x≤﹣1}，故答案为：{x|x≥1，或x≤﹣1}．17．解：∵a n，a n+1是方程x2+2nx+b n=0的两根，∴a n+a n+1=﹣2n，a n•a n+1=b n．∴a n+2﹣a n=﹣2．∴数列{a n}的奇数项与偶数项分别成等差数列，公差都为﹣2，首项分别为1，﹣3．=1﹣2（n﹣1）=3﹣2n，a2k=﹣3﹣2（k﹣1）=﹣1﹣2k，∴a2k﹣1∴b10=a10a11=（﹣1﹣20）×（3﹣12）=189．故答案为：189．三、解答题18．解：（1）设等差数列{a n}的公差等于d，则由题意可得，解得a1=2，d=2，∴{a n}的通项公式a n =2+2（n﹣1）=2n；（2）由（1）可得{a n}的前n项和为S n==n（n+1），∵a1，a k+1，S k+3成等比数列，∴a k+12=a1S k+3，∴4（k+1）2 =2（k+3）（k+4），解得k=5或k=﹣2（舍去），故k=5．19．解：（1）∵，∴=，又∵=，∴cosB=sinB，∴tanB=，∵0＜B＜π，∴B=．===，（2）∵S△ABC∴ac=3∴a2+c2=（a+c）2﹣2ac=19，∴b2=a2+c2﹣2ac•cosB=16，∴b=4．20．解：由g（x）=2x2﹣4x﹣16＜0，得x2﹣2x﹣8＜0，即（x+2）（x﹣4）＜0，解得﹣2＜x＜4．所以不等式g（x）＜0的解集为{x|﹣2＜x＜4}；（2）因为f（x）=x2﹣2x﹣8，当x＞2时，f（x）≥（m+2）x﹣m﹣15成立，则x2﹣2x﹣8≥（m+2）x﹣m﹣15成立，即x2﹣4x+7≥m（x﹣1）．所以对一切x＞2，均有不等式成立．而（当x=3时等号成立）．所以实数m的取值范围是（﹣∞，2]．21．解：（1）∵3a n+1=a n+2，∴3（a n+1﹣1）=（a n﹣1），又∵b1=a1﹣1=﹣1=，∴==，故数列{b n}是以为首项，为公比的等比数列；∴b n=a n﹣1=•，∴a n=•+1；（2）=log3=log33﹣2n=﹣2n，∴==•=（﹣），∴T n=[（1﹣）+（﹣）+（﹣）+…+（﹣）+（﹣）]=（1+﹣﹣）=﹣（+）＜，故m≥3，故m=3．赠送励志修身名言警句可怕的敌人，就是没有坚强的信念。
——罗曼罗兰不要询问世界需要什么。
问问什么事情可以使你活跃，然后付诸实践。
因为世界需要活跃的人。
----霍华德瑟曼大鹏一日同风起，扶摇直上九万里。
——李白不为外撼，不以物移，而后可以任天下之大事。
吕坤《呻吟语应务》书，能保持我们的童心；书能保持我们的青春。
严文井一个没有受到献身的热情所鼓舞的人，永远不会做出什么伟大的事情来。
车尔尼雪夫斯基燕雀安知鸿鹄之志哉！——陈涉伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。
——易卜生只有经过长时间完成其发展的艰苦工作，并长期埋头沉浸于其中的任务，方可望有所成就。
——黑格尔坚强的信心，能使平凡的人做出惊人的事业。
——马尔顿人们心神不宁是因为总是拿自己平淡不起眼的生活与别人光鲜亮丽的一面相比较。
----史蒂文弗蒂克志当存高远。
——诸葛亮老骥伏枥，志在千里；烈士暮年，壮心不已。
——曹操古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。
苏轼燕雀戏藩柴，安识鸿鹄游。
——曹植生当作人杰，死亦为鬼雄，至今思项羽，不肯过江东。
——李清照穷且益坚，不坠青云之志。
——王勃勿以恶小而为之，勿以善小而不为。
惟贤惟德，能服于人。
刘备大鹏一日同风起，扶摇直上九万里。
——李白古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。
——苏轼壮心未与年俱老，死去犹能作鬼雄。
——陆游科学家的天职叫我们应当继续奋斗，彻底揭露自然界的奥秘，掌握这些奥秘便能在将来造福人类。
约里奥.居里书是人类进步的阶梯，终生的伴侣，最诚挚的朋友。
高尔基甘共苦书籍是全世界的营养品。
莎士比亚人的活动如果没有理想的鼓舞，就会变得空虚而渺小。
车尔尼雪夫斯基志不强者智不达。
——墨翟生当作人杰，死亦为鬼雄，至今思项羽，不肯过江东。
——李清照燕雀安知鸿鹄之志哉！——陈涉未来是光明而美丽的，爱它吧，向它突进，为它工作，迎接它，尽可能地使它成为现实吧！车尔尼雪夫斯基志当存高远。
——诸葛亮读书如饭，善吃饭者长精神，不善吃者生疾病。
——章学诚人，只要有一种信念，有所追求，什么艰苦都能忍受，什么环境也都能适应。
——丁玲壮心未与年俱老，死去犹能作鬼雄。
——陆游一个没有受到献身的热情所鼓舞的人，永远不会做出什么伟大的事情来。
——车尔尼雪夫斯基故立志者，为学之心也；为学者，立志之事也。
——王阳明共同的事业，共同的斗争，可以使人们产生忍受一切的力量。
——奥斯特洛夫斯基贫不足羞，可羞是贫而无志。
——吕坤我们以人们的目的来判断人的活动。
目的伟大，活动才可以说是伟大的。
——契诃夫毫无理想而又优柔寡断是一种可悲的心理。
——培根春蚕到死丝方尽，人至期颐亦不休。
一息尚存须努力，留作青年好范畴。
——吴玉章生活的理想，就是为了理想的生活。
——张闻天名言警句理想的人物不仅要在物质需要的满足上，还要在精神旨趣的满足上得到表现。
——黑格尔一个能思想的人，才真是一个力量无边的人。
——巴尔扎克我从来不把安逸和快乐看作是生活目的本身---这种伦理基础，我叫它猪栏的理想。
——爱因斯坦人生应该如蜡烛一样，从顶燃到底，一直都是光明的。
——萧楚女人生的价值，即以其人对于当代所做的工作为尺度。
——徐玮路是脚踏出来的，历史是人写出来的。
人的每一步行动都在书写自己的历史。
——吉鸿昌但愿每次回忆，对生活都不感到负疚——郭小川人的一生可能燃烧也可能腐朽，我不能腐朽，我愿意燃烧起来！——奥斯特洛夫斯基你若要喜爱你自己的价值，你就得给世界创造价值。