【文档说明】河南省部分学校大联考2024-2025学年高二上学期11月期中数学试题 Word版含解析.docx,共(20)页,1.774 MB,由管理员店铺上传
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大联考2024—2025学年(上)高二年级期中考试数学考生注意:1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.3.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的倾斜角为3π4,且l经过点()1,2−,则l的方程为()A.30xy++=B.10xy+−=C.240xy−+=D.20xy+=【答案】B【解析】【分析】先求出直线的斜率,由点斜式方程可得直线方程.【详解】由题意,直线l的斜率为3πtan14=−,又过点()1,2−,故其方程为2(
1)yx−=−+,即10xy+−=.故选:B.2.椭圆22194xy+=与221(494xymmm+=−−,且0)m的()A.长轴长相等B.短轴长相等C.焦距相等D.离心率相等【答案】C【解析】【分析】根据椭圆的标准方程和几何性质,结合选
项计算即可求解.【详解】对应椭圆22194xy+=,3,2ab==,所以225cab=−=,所以该椭圆的长轴为6,短轴为4,焦距为25,离心率为53cea==;对于221(494xymmm+=−−且0
m),则90,40mm−−,该方程表示的是焦点在x轴上的椭圆,9,4ambm=−=−,所以225cab=−=,长轴为29m−,短轴为24m−,所以该椭圆的焦距为25,离心率为59ceam==−,所以两个圆锥
曲线的的焦距为25,故C正确.故选:C3.已知中心在原点的双曲线C的一条渐近线的斜率为2,且一个焦点的坐标为()0,10,则C的方程为()A.22128xy−=B.2214yx−=C.22146yx−=D.22182−=yx【答案】D【解析】【分析】由题意,判断双曲
线焦点位置,求出,ab的值,即得双曲线方程.【详解】由题意,双曲线的焦点在y轴上,且10c=,2ab=,即2ab=,利用222abc+=可联立求得22,2ab==,故双曲线C的方程为:22182−=yx.故选:D.4.在四面体ABCD中,M为棱CD的中点,E为线段AM的中点,
若BEaBCbBDcBA=++,则ca=()A.12B.1C.2D.3【答案】C【解析】【分析】根据空间向量的线性运算即可求解.【详解】如图,()()11112222BEBAAEBAAMBABMBABABDDMBA=+=+=+−=++−1111111111111()2222222224442
BABDDMBABDDCBABDBCBDBCBDBA=++=++=++−=++,又BEaBCbBDcBA=++,所以111,,442abc===,则2ca=.故选:C5.若直线:40laxby−−=与圆22:4
Oxy+=相离,则点(),Pab()A.在圆O外B.在圆O内C.在圆O上D.位置不确定【答案】B【解析】【分析】利用点线距离公式及O到:40laxby−−=的距离2d,即可判断点与圆位置关系.【详解】由题意,O到:40laxby
−−=的距离2242dab=+,即224ab+,所以(),Pab在在圆O内.故选:B6.设P为椭圆221259xy+=上一动点,12,FF分别为椭圆的左、右焦点,()1,0Q−,则2||||PFPQ+的最小值为()A.8B.7C.6D.4【答案】B【解析
】【分析】利用椭圆的定义式,将2||||PFPQ+转化为110||||PQQF+−,结合图形分析判断得出1||||PQPF−的最小值,即得2||||PFPQ+的最小值.【详解】如图,连接1PF,因21||||210
PFPFa+==,则21||||10||||PFPQPQPF+=+−,由图知,当1,,PQF三点共线,且点Q在1,PF之间时,1||||PQPF−的值最小,最小值为1||(14)3QF−=−−+=−,此时,2||||PFPQ+的最小值为1037−=.故选:B.7.已知F为抛物线()
2:20Expyp=的焦点,ABCV的三个顶点都在E上,且F为ABCV的重心.若FAFB+的最大值为10,则p=()A.1B.2C.3D.4【答案】D【解析】【分析】设112233(,),(,),(,)AxyBxyCxy,利
用抛物线的定义将FAFB+转化为12yyp++,再由三角形的重心性质和点C的坐标特征即可求得p值.【详解】如图,作抛物线的准线:2ply=−,分别过点,AB作11,AAlBBl⊥⊥,垂足为1A,1B,设112233(,
),(,),(,)AxyBxyCxy,则111212||||||||22ppFAFBAABByyyyp+=+=+++=++(*),因点(0,)2pF为ABCV的重心,则12332yyyp++=,即12332pyyy+=−,代入
(*),可得3335||||22ppFAFBypy+=−+=−,因点33(,)Cxy在抛物线()2:20Expyp=上,故30y,故5||||2pFAFB+,依题,5102p=,解得4p=.故选:
D.8.如图,在多面体EFABCD−中,底面ABCD是边长为1的正方形,M为底面ABCD内的一个动点(包括边界),AE⊥底面,ABCDCF⊥底面ABCD,且2AECF==,则MEMF的最小值与最大值分别为()A.7,42B.3,4C.7,52D.57,22【答案】A
【解析】【分析】由题意可得,,ADABAE两两垂直,所以以,,ADABAE所在的直线分别为,,xyz轴建立空间直角坐标系,设(,,0)(01,01)Mabab,然后表示出MEMF化简可求得结果.【详解】因为AE⊥底面,,ABCDADAB平面ABCD,所以,AEADAEAB⊥⊥
因为四边形ABCD为正方形,所以ADAB⊥,所以,,ADABAE两两垂直,所以以,,ADABAE所在的直线分别为,,xyz轴建立空间直角坐标系,则(0,0,2),(112)EF,,,设(,,0)(01,01)M
abab,则(,,2),(1,1,2)MEabMFab=−−=−−,所以22(1)(1)44MEMFaabbaabb=−−−−+=−+−+22117222ab=−+−+,因为01,
01ab,所以当12ab==时,MEMF取得最小值72;当0a=或1,0b=或1时,MEMF取得最大值4.故选:A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.已知方程(
)()22:251Cmxmy−+−=,则()A.当25m时,方程C表示椭圆B.当5m时,方程C表示焦点在x轴上的双曲线,C.存在m,使得方程C表示两条直线D.存在m,使得方程C表示抛物线【答案】BC【解析】【分析】根据椭
圆、双曲线和抛物线的标准方程,结合选项依次验证即可.【详解】当2m且5m时,方程C为2211125xymm+=−−,若1125mm=−−,即72m=,此时方程C表示圆;若1125mm−−,即72m,当25m或5
m时,110,025mm−−,方程C表示焦点在x轴的双曲线,故A错误;当2m时,110,025mm−−,方程C表示焦点在y轴的双曲线,故B正确;当2m=时,方程C为213y=,表示两条直线;当5m=时,方程C为212xm=−,表示两条直线;故C正确;方程C
不可能表示抛物线,故D错误.故选:BC10.已知直线l的方程为()()0,1,1,3,3axyaMN−−=−,则下列结论正确的是()A.点M不可能在直线l上B.直线l恒过点()1,0C.若点,MN到直线l的距离相等,则2a=D.直线l上恒存在点Q,满足0
MQNQ=【答案】ABD【解析】【分析】当1x=时0y=,即可判断A;将线l方程可化为(1)yax=−,即可判断B;利用点线的距离公式计算即可判断C;利用平面向量的坐标表示求出点Q的轨迹方程,证明点(1,0)在圆的内部即可判断D.【详解】A:当1x=时,0y=,所以点M不可
能在直线l上,故A正确;B:直线l方程可化为(1)yax=−,所以直线l恒过定点(1,0),故B正确;C:因为点,MN到直线l的距离相等,所以2212311aaaaa+−−=++,解得1a=或2,故C错误;D:设(,)Qxy,则(1,1),(3,3)
MQxyNQxy=−+=−−,所以(1)(3)(1)(3)0MQNQxxyy=−−++−=,整理得22(2)(1)5xy−+−=,即点Q的轨迹方程为22(2)(1)5xy−+−=.又直线l恒过定点(1,0),且22(12)(01)5−+−,所以点(1,0)在圆的内部,所以直线l与圆22(2
)(1)5xy−+−=恒有公共点,即直线l上恒存在点Q,满足0MQNQ=,故D正确.故选:ABD11.如图,在三棱锥ABCD−中,,BDBCAB⊥⊥平面,2,,,,BCDABBCBDEFGH===分别为,,,ABBDBCCD的中点,M是EF的中点,N是线段GH上的动点,则()A.存在0,
0ab,使得GMaGHbGE=+B.不存在点N,使得MNEH⊥C.MN的最小值为52D.异面直线AG与EF所成角的余弦值为105【答案】BCD【解析】【分析】建立空间直角坐标系,利用空间向量法一一计算可得.【详解】如图
建立空间直角坐标系,则()1,0,0G,()1,1,0H,𝐸(0,0,1),110,,22M,()0,1,0F,()0,0,2A,所以111,,22GM=−,()0,1,0GH=,()1,0,1GE=−,因为GMaGHbGE=+,则11212bab−=−=
=,方程无解,故不存在a、b使得GMaGHbGE=+,故A错误;因为N是线段GH上的动点,设()1,,0Nb()01b,所以111,,22MNb=−−,()1,1,1EH=−,所以1111022MNEHbb=+−+=+,所以不存在点N,
使得MNEH⊥,故B正确;因为25142MNb=+−,所以当12b=时MN取得最小值,即min52MN=,故C正确;因为()1,0,2AG=−,()0,1,1EF=−,所以210cos,552AGEF==,所以异面直线AG与EF所成角的余弦值为105,故D正确.故选:BCD三、填空题
:本题共3小题,每小题5分,共15分.12.在空间直角坐标系Oxyz中,点(),0,23Pab−与(),0,Qab关于原点O对称,则点Q的坐标为__________..【答案】(0,0,1)【解析】【分析】根据给定条件,利用对称性列式
计算得解.【详解】依题意,20,330ab=−=,解得0,1ab==,所以点Q的坐标为(0,0,1).故答案为:(0,0,1)13.若圆22:(2)(1)1Cxy−+−=关于直线220axby++=对称,则点(),ab与圆心C的距离的最小值是_____
_____.【答案】22【解析】【分析】根据题意得到10ab++=,再利用数形结合思想将问题转化为圆心到直线10ab++=的距离.【详解】由题意可知直线经过圆心,所以2220ab++=,即10ab++=,点(),ab到圆心距离最小值就是圆心到直线10ab++=的距离的最小值,又
圆心到直线10ab++=的距离211222d++==.故答案为:2214.已知椭圆的任意两条相互垂直的切线的交点的轨迹是圆,这个圆被称为“蒙日圆”,它的圆心与椭圆的中心重合,半径的平方等于椭圆长半轴长和短半轴长的平方和.如图为椭圆()2222Ω:10xyabab+=
及其蒙日圆,ΩO的离心率为63,点,,,ABCD分别为蒙日圆O与坐标轴的交点,,,,ABBCCDAD分别与Ω相切于点,,,EFGH,则四边形ABCD与四边形EFGH的面积的比值为__________.【答案】83##223【解析】【分析】根据蒙
日圆定义得到点,AD的坐标,即可得到直线AD的方程,然后联立直线和椭圆的方程得到点H,最后计算面积求比值即可.【详解】由题意得蒙日圆O为2222xyab+=+,则()220,Aab+,()22,0Dab+,直线AD
的方程为:22yxab=−++,联立2222221yxabxyab=−+++=得()222222420abxaabxa+−++=,()()2422422440aabaab=+−+=,解得222Haxab=+,222Hbyab=+,所以()()()()222222222422424222
24222222222214244448222222324ABCDEFGHababacSaacceeabSabaaceaacabab++−−+−+======−−−++.故答案为:83.四、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C的圆心在直线2yx=和直线240xy+−=的交点上,且圆C过点()1,1−.(1)求圆C的方程;(2)若圆B的方程为224430xyxy+−++=,判断圆B与圆C的位置关系.【答案】(1)22
(1)(2)5xy−+−=(2)圆C与圆B相交.【解析】【分析】(1)先求出两直线的交点,结合两点的距离公式和圆的标准方程计算即可求解;(2)由题意知B的圆心为()2,2B−,半径25r=,结合两圆的位置关系即可下结论.【小问1详解】的由
2240yxxy=+−=,得12xy==,即圆心坐标为()1,2.()22[11](21)5−−+−=,圆C的方程为22(1)(2)5xy−+−=.【小问2详解】由(1)知,圆C的圆心为()1,2C,半径15r=.圆B的方程224430xyxy+−++=可化为22(
2)(2)5xy−++=,则圆B的圆心为()2,2B−,半径25r=.22(12)(22)17CB=−++=,1212025rrCBrr=−+=,圆C与圆B相交.16.如图,在四棱锥PABCD−中,四边形ABCD是矩形,2,4,22,25,PAAB
ADPBPDN=====为CD的中点.(1)证明:PABN⊥;(2)求直线AB与平面PBN所成角的正弦值.【答案】(1)证明见解析(2)43333.【解析】【分析】(1)根据已知数据结合勾股定逆定理可证得PAAD⊥,PAAB⊥,然后利用线面垂直的判定定理得PA⊥平面ABCD,再由线面
垂直的性质可证得结论;(2)由题意可得,,ABADAP两两垂直,所以以A为坐标原点,直线,,ABADAP分别为x轴、y轴、z轴建立如图所示的空间直角坐标系,利用空间向量求解即可.【小问1详解】证明:2,25,4PAPDAD===,222PDPAAD=+,PAAD
⊥.2,22PAABPB===,222PBPAAB=+,PAAB⊥.,,ABADAABAD=平面ABCD,PA⊥平面ABCD,又BN平面ABCD,PABN⊥.【小问2详解】解:四边形ABCD是矩形,ABAD⊥,P
A⊥平面ABCD,,ABAD平面ABCD,,PAABPAAD⊥⊥,所以以A为坐标原点,直线,,ABADAP分别为x轴、y轴、z轴建立如图所示的空间直角坐标系,则()()()()0,0,0,2,0,0,1,4,0,0,0,2ABNP,()()()2,0,0,1,4,0,2,0,2AB
BNBP==−=−.设平面PBN的法向量为𝑛⃗=(𝑥,𝑦,𝑧),则40220nBNxynBPxz=−+==−+=,令1y=,可得4,4xz==,平面PBN的一个法向量为()4,1,4n=.设直线AB与平面PBN所成的角为
,则222240104433sin332414ABnABn++===++,直线AB与平面PBN所成角的正弦值为43333.17.已知F是抛物线2:2(03)Cypxp=的焦点,()0,4Px是C上一点,且P在C的准线
上的射影为,5QPQ=.(1)求C的方程;(2)过点P作斜率大于43的直线l与C交于另一点M,若PFM△的面积为3,求l的方程.【答案】(1)24yx=;(2)240xy−−=.【解析】【分析】(1)根据点在抛物线上得08xp=,
结合抛物线定义列方程求参数,即可得方程;(2)设直线()3:4404lxtyt−=−,联立抛物线,应用韦达定理、弦长及点线距离公式,结合三角形面积列方程求参数t,即可得结果.【小问1详
解】()0,4Px是C上一点,2042px=,则01682xpp==,由抛物线的定义,知852pPQp=+=,03p,则2p=,C的方程为24yx=.【小问2详解】由(1),知()()1,0,4,4FP.设直线()3:4404lxtyt−=−
,即44xtyt=−+,代入24yx=,整理得2416160ytyt−+−=,4161644MPMMyyytyt==−=−,()22211444421MPPMtyytttt=+−=+−−=−+,又点F到l的距离为2211044341()1tttdtt−+−−==+−+,()2
211344213221PMFtSPMdttt−==−+=+,即2(2)(34)3tt−−=,解得12t=或94t=(舍去),直线l的方程为()1442xy−=−,即240xy−−=.18.如图,在斜三棱柱
111ABCABC−中,平面11AACC⊥平面,ABCABC△是边长为2的等边三角形,11,AAACO=为AC的中点,且12,AOD=为1AC的中点,E为AD的中点,114BFBB=.(1)设向量a为平面ABC的法向量,证明:0EFa=;(2
)求点A到平面BCD的距离;(3)求平面BCD与平面1BDC夹角的余弦值.【答案】(1)证明见解析(2)45719(3)1119【解析】【分析】(1)先建立空间直角坐标系,应用面面垂直性质定理得出1AO⊥平面
ABC,进而得出法向量,最后应用空间向量数量积运算即可;(2)应用空间向量法求法向量及向量()0,2,0,AC=应用公式运算即可;(3)应用空间向量法求二面角余弦值即可.【小问1详解】如图,连接BO.111,AAACAOAC=
⊥,平面11AACC⊥平面ABC,平面11AACC平面1,ABCACAO=平面11AACC,1AO⊥平面ABC.ABC是边长为2的等边三角形,,3BOACBO⊥=.以O为坐标原点,直线1,,OBOCOA分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,则()()0,0,0,0,1,0OA−
,()()()()111113,0,0,0,1,0,0,0,2,3,1,2,0,,1,0,,242BCABDE−.()10,0,2OA=是平面ABC的一个法向量,令1aOA=.()1
11110,1,2,0,,442BBBFBB===,1113,,,3,,0422FEF=,13000202EFa=++=.【小问2详解】()()10,2,0,3
,1,0,0,,12ACBCCD==−=−.设平面BCD的法向量为(),,mxyz=,则30,10,2mBCxymCDyz=−+==−+=令2x=,可得23,3z=,平面BCD的一个法向量为()2,23,3m=,点A到平面BCD的距离为222022
2303457192(23)(3)ACmdm++===++.【小问3详解】()13,0,2CB=.设平面1BDC的法向量为(),,nabc=,则1320,10,2nCBacnCDbc=+==−+=令2a=,可得23,3bc=−=−,平面1BDC的一个法向量为()
2,23,3n=−−.由(2)可知平面BCD的一个法向量为()2,23,3m=.设平面BCD与平面1BDC的夹角为,则2222222223233311cos192(23)(3)2(23)(3)nmnm−−===+−+−++,平面BCD与平面1BDC夹角的
余弦值为1119..19.已知双曲线()2222:10,0xyCabab−=离心率为2,左、右焦点分别是12,,FFP是C的右支上一点,1PF的中点为Q,且11QFQO−=(O为坐标原点),A是C的右顶点,,MN是C上两点(均与点A不重合)
.(1)求C的方程;(2)若,MN不关于坐标轴和原点对称,且MN的中点为H,证明:直线OH与直线MN的斜率之积为定值;(3)若,MN不关于y轴对称,且AMAN⊥,证明:直线MN过定点.【答案】(1)2213yx−=;
(2)证明见解析;(3)证明见解析.【解析】【分析】(1)由题设及双曲线定义得1a=,再结合离心率、双曲线参数关系求双曲线方程;(2)设()()()(1122000,,,,,0MxyNxyHxyx且)00
y,应用点在双曲线上、中点公式得0121203xyyxxy−=−,即可证结论;(3)设直线MN的方程为()1xmytt=+,联立双曲线,应用韦达定理及向量垂直的坐标表示列方程求参数t,即可证结论.【小问1详解】设()()()12,0,,00FcFcc−,连接2PF.Q是1
PF的中点,O是12FF的中点,//QO221,2PFQOPF=,1212222aPFPFQFQO=−=−=,则1a=.又e222ccaa====.22222213bca=−=−=,C的方程为2213yx−=.的【小问2详解
】设()()()(1122000,,,,,0MxyNxyHxyx且)00yMN的中点为H,则1201202,2xxxyyy+=+=,,MN是C上的两点,221113yx−=①,222213yx−=②,①−②,得2222121203yyxx−−−=,即()()
()()1212121203yyyyxxxx+−+−−=,即()()0120122203yyyxxx−−−=,可得0121203xyyxxy−=−,012120030MNOHyyykkxxx−−==−−,直线OH与直线MN的斜率之积为定值3.【小问3详解】易知()1,0A,且,MN不关于
y轴对称,直线MN的斜率不为0,设直线MN的方程为()1xmytt=+,代入2213yx−=,整理得()222316330mymtyt−++−=,()()()222222310,Δ(6)4313312310,mmtmtmt−=−−−=+−
2121222633,3131mttyyyymm−+=−=−−,AMAN⊥,()()()()112212121,1,11AMANxyxyxxyy=−−=−−+()()()()()22121212121111(1)mytmytyymyymtyyt=+−+−+=+
+−++−.()()()2222213361(1)3131mtmtmttmm+−−=−+−−−22222222222223333663632131mtmtmtmtmtmtmttm−+−−++−+−+−=−22224031ttm+−==−,解得2t
=−或1t=(舍去),直线MN过定点()2,0−.【点睛】关键点点睛:第二问,应用点差法找到()()()112200,,,,,MxyNxyHxy之间坐标关系,第三问,设直线并联立双曲线,应用韦达定理和向量垂直坐标表示求参数
.