【文档说明】湖南省名校大联考2024-2025学年高二上学期10月月考数学试题 Word版含解析.docx,共(20)页,1.297 MB,由小赞的店铺上传
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高二数学专版考生注意: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.复数4iiz+=在复平面内对应的点位于()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.
第四象限【答案】D【解析】【分析】由复数除法化简复数,即可得对应的点求解.【详解】由4iiz+=可得()()()()()4ii4ii14iiiz+−==+−=−−,故对应的点为()1,4−,位于第四象限,故选:D2.已知椭圆()222133xyaa+=的离心率为12,左、右焦点分别为
12,,FFA为椭圆上除左、右顶点外的一动点,则12AFF△的面积最大为()A.1B.3C.2D.23【答案】B【解析】【分析】根据离心率求出2a,进而可求12||FF,当点A在椭圆的上顶点或下顶点时,12AFF△的面积最大.【详解】由题可知椭圆的焦点在x轴上,3b=,因为椭圆的离心率为12,所
以22231112beaa=−=−=,解得24a=,所以221222FFab=−=,如图所示,当点A与椭圆的上顶点或下顶点重合时,12AFF△的面积最大,此时12AFF△的最大面积为121123322FFb==,故选:B
3.设Ra,直线()()12:110,:220laxylxaya++−=+−+=,则“1a=”是“1l//2l”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】A【解析】【分析】求出1l//2l的a值,再
利用充分条件和必要条件的判断方法,即可求解.【详解】因为直线()()12:110,:220laxylxaya++−=+−+=,当1a=时,12:210,:230lxylxy+−=+−=,此时1l//2l,即1a
=可以推出1l//2l,当1l//2l时,(1)2aa+=,解得1a=或2−,又2a=−时,12:10,:0lxylxy−+=−=,此时1l//2l,所以1l//2l推不出1a=,.所以“1a=”是“1l//2l”的充分不必要条件,故选:A.
4.若函数()()2391xxxaxfx+=+为偶函数,则a=()A.1−B.0C.1D.3【答案】B【解析】【分析】根据偶函数的定义求解即可.【详解】因为函数()fx为偶函数,所以()()fxfx−=,所以()()22339191xxxxxaxxax−−−+=++,解得0a=,经检验0
a=满足题意,故选:B.5.已知点()00,xy为直线260xy++=上任意一点,则()22001xy++的最小值是()A.3B.2C.5D.6【答案】C【解析】【分析】()22001xy++的几何意义为直线上的点到原点的距离,由点到直线的距离公式可得.【详解】点()00,xy
为直线260xy++=上任意一点,又()22001xy++的几何意义为直线上的点到()1,0−的距离,故最小值为()1,0−到直线的距离,即最小值为225521=+故选:C.6.如图,在异面直线,mn上分别取点,AB和,C
D,使2,4,6ABCDBD===,且,ACmACn⊥⊥,若π,3ABCD=,则线段AC的长为()A.2B.22C.26D.6【答案】C【解析】【分析】过C作//lAB,过B作BHl⊥于H,连接,BHHD,根据条件得到AC⊥面CDH,从而得到ACDH⊥,进而得BHDH
⊥,在CHDV中,利用余弦定理得到23HD=,从而可求出26ACBH==.【详解】如图,过C作//lAB,过B作BHl⊥于H,连接,BHHD,因为ACm⊥,所以ACCH⊥,又ACn⊥,nCHC=,,nCH面CDH,所以AC⊥面CDH,又DH面CDH,所以ACDH⊥,又易知//ACBH,所
以BHDH⊥,又π,3ABCD=,所以π3HCD=,在CHDV中,2,4CHABCD===,所以222π2cos416224cos123HDCHCDCHCDHCD=+−=+−=,在RtBH
DV中,6BD=,23HD=,所以222361224BHBDDH=−=−=,又//,//ACBHABCH,所以26ACBH==,故选:C.7.已知点P为椭圆221169xy+=上任意一点,则点P到直线:90lxy−+=的距离的最小值为()A.25B.4C.23D.22【答案】D
【解析】【分析】根据条件,设(4cos,3sin)P,利用点到直线的距离公式得到4cos3sin92d−+=,再利用辅助角公式及cosyx=的性质,即可求解.【详解】由题可设(4cos,3sin)P,则点P到直线:90lxy−+=的距离为4
cos3sin95cos()922d−+++==,其中3tan4=,所以当cos()1+=−时,d最小,最小值为4222d==.故选:D.8.如图所示,在四棱锥PABCD−中,底面ABCD是边长为2的菱形,π3,3PAABCBAP===,且1cos6P
AD=,则cosPBC=()A.277−B.277C.3714−D.3714【答案】D【解析】【分析】利用基底ABADAP、、表示出向量PC,然后求出PC的模,余弦定理求出PB的长,在PBC中,利用余弦定理的变形即可求出cos.PBC【详解】如图连接AC,则PCACAPABADAP=
−=+−2222()||||222PCABADAPABADADABADABAPADAP=+−=+++−−由题可知π12,3,,cos36ABPAABCBAPPAD=====,∴222||4,||9,ABADAP===122cos2224
2ABADABADBAD==−=−,122cos22362ABAPABAPPAD===,122cos22326ADAPADAPPAD===,∴4494625PC=++−−−=,在ABP中,22212cos4922372PBABAPA
BAPPAB=+−=+−=,7PB=,PBC中22274537,cos214272PBBCPCPBCPBBC+−+−===,故选: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.党的二十大作出“发展海洋经济,保护海洋生态环境,加快建设海洋强国”的战略部署.如图是2018—2023年中国海洋生产总值的条形统计图,根据图中
数据可知下列结论正确的是()在A.从2018年开始,中国海洋生产总值逐年增大B.从2019年开始,中国海洋生产总值的年增长率最大的是2021年C.这6年中国海洋生产总值的极差为15122D.这6年中国海洋生产总值的80%分位数是94628【答案】BD【解析】【分析】对A,根据
条形图数据可判断;对B,根据数据计算年增长率可判断;对C,计算极差可判断;对D,根据80%分位数概念计算可判断.【详解】对于A,根据条形图数据可以看到2020年较2019年海洋生产总值是下降的,故A错误;对于B,2019年海洋生产总值年增长率是8941510.07283
415−=,2020年海洋生产总值年增长率是8001010.10589415−=−,2021年海洋生产总值年增长率是9038510.13080010−=,2022年海洋生产总值年增长率是9462810.04790385−=,2023年海洋生产总值年增长率是9
853710.04194628−=,故年增长率最大的是2021年,故B正确;对于C,这6年中国海洋生产总值的极差为985378001018527−=,故C错误;对于D,将这6年的海洋生产总值按照从小到大排列80010,83415,89415,90385,94628,98537,
又680%4.8=,所以这6年中国海洋生产总值的80%分位数是94628,故D正确.故选:BD.10.已知圆22:(1)1Mxy−+=与圆22:(2)4Nxy+−=相交于,AB两点(点A在第一象限),则()A.直线AB的方程是20xy−=B.,,,AMBN四点不共圆C.圆M的过点A
的切线方程为3480xy+−=D.4cos5AMB=−【答案】AC【解析】【分析】选项A,利用两圆方程相减,即可求解;选项B,联立直线AB的方程与圆的方程,直接求出84(,)55A,(0,0)B,进而可得MN中点到,,,AMBN四点距离相等
,即可求解;选项C,利用选项B中结果,先求出43MAk=,进而得到切线方程的斜率为34−,即可求解;选项D,直接求出455AB=,1MAMB==,利用余弦定理即可求解.【详解】对于选项A,因为圆22:(1)1Mxy−+=与圆22:(2)4Nxy+−=,两圆方程相减得到20x
y−=,即直线AB的方程是20xy−=,所以选项A正确,对于选项B,由20xy−=和22(1)1xy−+=,解得00xy==或8545xy==,即84(,)55A,(0,0)B,又(1
,0),(0,2)MN,所以MN中点为1(,1)2P,则52PBPA==,又5MN=,所以P到,,,AMBN四点距离相等,即,,,AMBN四共圆,所以选项B错误,对于选项C,由选项B知84(,)55A,所以4458315MAk==−,得到圆M的过点A的切线方程为438()545yx−=−−,整理得
到3480xy+−=,所以选项C正确,对于选项D,因为64164525255AB=+=,1MAMB==,在BMA△中,由余弦定理得222161135cos225MAMBABAMBMAMB+−+−===−,所以选项
D错误,故选:AC.11.在正方体1111ABCDABCD−中,点P满足1APABADAA=++,其中)1,+,则下列说法正确的是()A.若1,,,,ABDAP在同一球面上,则3=B.若AB∥平面1ADP,则2=C.若点
P到1,,,ABDA四点的距离相等,则2=D.若1AP⊥平面PBD,则32=【答案】BCD【解析】【分析】由题知点P在线段1AC上(不包含A点);对于A,若1,,,,ABDAP在同一球面上,则此球为正方体的
外接球,所以P与1C重合,由此求出的值;对于B,利用线面平行的性质定理得P为1AC的中点,据此求值;对于C,点P到1,,,ABDA四点的距离相等,则P为正方体外接球的球心,即1AC的中点,据此求值;对于D,若1AP⊥平面PBD,则1APPO⊥,由对称性
知11AAOAPO,所以RARP=,进而可得P是1AC上靠近1C的三等分点,据此求值.【详解】因为点P满足1APABADAA=++,所以点P在线段1AC上(不包含A点).对于A,若1,,,,ABDA
P在同一球面上,则此球为正方体的外接球,所以P与1C重合,所以1=,故A错误;对于B,如图1,设1AD的中点为Q,连接PQ,则平面11ABCD与平面1ADP的交线为直线PQ,要使//AB平面1ADP,则需//ABPQ,则P为1AC的中点,此时2=,故B正确;对于C,点P到1,
,,ABDA四点的距离相等,则P为正方体外接球的球心,即1AC的中点,此时2=,故C正确;对于D,如图2,设正方形ABCD的中心为O,连接1AO,与1AC交于点R,连接11AC易证11ACROAR,所以1112CRACAROA==,所以R是1AC
上靠近A的三等分点,假设正方体的边长12AA=,则22AC=,如图所示,在平面11ACCA中,建立如图所示的平面直角坐标系,则()()()()110,2,2,0,0,0,22,2AOAC,所以()()12,2,22,2AOAC=−=,因为1
·0AOAC=,所以11AOAC⊥,若1AP⊥平面PBD,PO面PBD,则1APPO⊥,由对称性易知11AAOAPO,则RARP=,从而P是1AC上靠近1C的三等分点,此时32=,故D正确.故选:BC
D.三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.12.已知直线:2lykx=+在x轴上的截距为1,则k=__________.【答案】2−【解析】【分析】根据条件,利用横截距的定义,即可求解.【详解】因为直线:2lykx=+,令0y=,得到2xk=−,由题有21k−=,解得2k=
−,故答案为:2−.13.已知tan2=,则2sincossin1−+=__________.【答案】35##0.6【解析】【分析】用弦切互化的方法即可求解.详解】22222sincossin1sincossinsincossinco
scos−+=−++=+2222sincoscostan1213sincostan1415+++====+++,故答案为:35.14.古希腊数学家阿波罗尼斯的著作《圆锥曲线论》中有这样一个结论:平面内与两点距离的比为常数()1
的点的轨迹是圆,后人称这个圆为阿波罗尼斯圆.已知点()7,0A−,B为直线:43110lxy++=上的动点,P为圆22:(2)9Cxy−+=上的动点,则3PAPB+的最小值为__________.【答案】9【【解析】【分析】根据阿波罗尼斯圆的定义可设||3||PAP
D=,利用待定系数法得D的坐标为(1,0),即可根据三点共线,结合点到直线的距离公式即可求解.【详解】令3PAPD=,则||3||PAPD=.由题意可得圆22:(2)9Cxy−+=是关于点A,D的阿波罗尼斯圆,且3=,设点D坐
标为(,)Dmn,则2222(7)||3||()()xyPAPDxmyn++==−+−,整理得22229794994948mnmnxyxy−−+−+=−,由题意得该圆的方程为22:(2)9Cxy−+=,即2245xyx+−=所以229744904499958mnmn+==−−=
,解得10mn==,所以点D的坐标为D(1,0),所以3333PAPBPDPBDB+=+,当BDl⊥时,此时DB最小,最小值为22411334+=+,因此当BDl⊥时,3PAPB+的值最小为339=,故答案为:9【点睛】关键点点睛:根据3PAPB+的形式,设3PA
PD=,则||3||PAPD=,利用阿波罗尼斯圆的定义待定出点D(1,0),即可利用点到直线的距离求解.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1l的方程为()420axay+−+=,直线2
l经过点1,02A和10,Ba.(1)若12ll⊥,求a的值;(2)若当a变化时,1l总过定点C,求AC.【答案】(1)2a=−或4a=.(2)52【解析】【分析】(1)求出直线1l
和2l的斜率,利用斜率相乘为-1求解即可;(2)将直线1l的方程为()420axay+−+=进行变形,然后解方程组即可得到直线1l经过的定点,再利用两点间的距离公式求解即可.【小问1详解】直线2l经过点1,02A和10,Ba,所以
0a,所以直线2l的斜率为102102aka−==−−,因为直线1l的斜率为4aa+,12ll⊥,所以421aaa+−=−,解得2a=−或4a=.小问2详解】直线1l的方程为()420axay+−+=可以改写为(
)420axyx−++=,由0420xyx−=+=,解得12xy==−,所以1l总过定点11C,22−−,根据两点间的距离公式,221115(0).2222AC=−−+−−=16.已知ABCV的内角,,ABC的
对边分别为,,abc,且3sincosaCcAc=+.(1)求A;(2)若π,4CABC=△的面积为236+,求c.【【答案】(1)π3(2)4【解析】【分析】(1)利用正弦定理边转角得到3sincos1AA=+,再利用辅助角及特殊角
三角函数值,即可求解;(2)根据条件及(1)中结果,得到5π12B=,利用正弦定理得到312bc+=,再利用面积公式,即可求解.【小问1详解】由3sincosaCcAc=+,得到3sinsinsincossinACCAC=+,又(0,
π)C,sin0C,得到3sincos1AA=+,即3sincos1AA−=,所以π2sin()16A−=,得到π1sin()62A−=,又(0,π)A,所以ππ5π(,)666A−−,所以ππ66A−=,解
得π3A=.【小问2详解】因为π4C=,由(1)知π3A=,所以ππ5ππ3412B=−−=,由正弦定理sinsinsinabcABC==,得到5πsinsin5π122sinπsin12sin4ccBbcC===,又5π7πππ212326sinsin=
sin()12124322224+=+=+=,所以312bc+=,又ABCV面积为236+,所以211313sin2362222SbcAc+===+,整理得到216c=,解得4c=.17.已知圆221:202Exmxym−+−
=,点()1,0A关于直线:lyaxb=+的对称点为()2,3B−.(1)求l的方程;(2)若l与圆E相交于,MN两点,圆心E到l的距离为2,圆C的圆心在线段MN上,且圆C与圆E相切,切点在劣弧MN上,求圆C的
半径的最大值.的【答案】(1)2yx=+(2)142−【解析】【分析】(1)利用直线AB与l垂直,可得1a=,再利用AB中点在l上,即可求解;(2)根据条件求出4m=−,联立直线与圆的方程得到2630xx++=,解得1236,36xx=−−=−+,设出(,2)C
aa+,其中3636a−−−+,利用圆与圆的位置关系得到214142(3)2rCEa=−=−++,即可求解.【小问1详解】因为点()1,0A关于直线:lyaxb=+的对称点为()2,3B−,所以313a=−−,得到1a=,又易知AB中点为13(,)22−,则3122b=−+,解得2b=,所以
直线l的方程为2yx=+.【小问2详解】因为圆221:202Exmxym−+−=的圆心为(m,0)E,由题有222m+=,解得0m=或4m=−,当0m=时,圆22:0Exy+=,不合题意,所以4m=−,圆22:820Exxy+++=,即22(4)14xy++=,设112
2(,),(,)MxyNxy,由228202xxyyx+++==+,消y得到2630xx++=,所以1236,36xx=−−=−+,设圆C的圆心为(,2)Caa+,半径为r,又圆C与圆E相切,切点在劣弧MN上,则14CEr=−,得到222221414(4)(2)14
(4)(2)142(3)2rCEaaaaa=−=−+++=−+++=−++,又易知3636a−−−+,所以当3a=−时,圆C的半径最大,最大值为142−.18.如图,在三棱锥PABC−中,2,22,,,PAABBCPBACPABCMN=====⊥分别是棱PB,CA上的动点(不
含端点),且BMCN=.(1)证明:平面ABC⊥平面PAB.(2)设BMt=,则当t为何值时,MN的长度最小?(3)当MN的长度最小时,求平面AMN与平面PAB的夹角的余弦值.【答案】(1)证明见解析(2)2t=时,
MN的长度最小(3)33【解析】【分析】(1)根据,PABC⊥,PAAB⊥,利用线面垂直的判定定理,证得PA⊥平面ABC进而由面面垂直的判定即可求解;(3)根据线面垂直的性质,结合余弦定理和勾股定理,得到MN的表达式,即可由二次函数的性质求解最值.(3)建
立空间直角坐标系进而求得平面AMN的一个法向量,结合向量的夹角公式,即可求解.【小问1详解】由于2,22,,PAABPBPAAB===⊥又,PABC⊥,,BCABBBCAB=平面ABC,所以PA⊥
平面ABC,又因为PA平面PAB,所以平面ABC⊥平面PAB.【小问2详解】作//MDPA交AB于D,连接DN,由于PA⊥平面ABC,故MD⊥平面ABC,MN平面ABC,故MDMN⊥,BMt=,故2222BDDMBMt===,CNt=,故22,ANt=−又易知ABCV是等腰直角三角
形,由余弦定理可得2222cos45DNADANADAN=+−()()2222212222222224222tttttt=−+−−−−=−+,故()222222422NMMDDNttt=+=−+
=−+,故当2t=时,此时MN的最小值为2.【小问3详解】由于2,22ABBCAC===,故ABBC⊥,以B为坐标原点,以,BCBA所在的直线分别为x和y轴,以过点B垂直与平面ABC的直线为z轴,建立空间直角坐标系,如图所示,当2t=时,,M
N分别为,PBAC的中点,则()0,2,0A,()0,0,0B()()()2,0,0,0,1,1,1,1,0CMN,所以()()0,1,1,1,1,0AMAN=−=−,设平面AMN的法向量为(,,)nxyz=,则00nAMnAN==,即00yzxy−+=−
=,取1y=,可得平面AMN的一个法向量()1,1,1n=,平面PAB的一个法向量为()1,0,0m=,设平面AMN与平面PAB的所成角为,则3cos|cos,|||3||||nmnmnm===,故平面AMN与平面PAB的所成角的余弦值为33.19.已知椭圆()2222:10x
yEabab+=经过点()3,1,且离心率为6,3O为坐标原点.(1)求E的方程.(2)过点()0,3P且不与y轴重合的动直线l与E相交于,AB两点,AB的中点为Q.(i)证明:直线l与OQ的斜率之积为定值;(ii)当OAB△的面积最大时,求直线l
的方程.【答案】(1)221124xy+=(2)①证明见解析;②76360xy−+=或76360xy+−=..【解析】【分析】(1)根据已知点在椭圆上及离心率列方程组求解可得椭圆方程;(2)设方程()()1
122:3,,,,lykxAxyBxy=+,直线与椭圆联立消去y利用韦达定理和斜率公式证明直线l与OQ的斜率之积为定值;根据弦长公式和三角形面积公式求得直线斜率最后得到直线方程.【小问1详解】由已知,得22222911,6,3,abcaabc+===+解得23
,2,ab==故E的方程为221124xy+=.【小问2详解】①由题可设()()1122:3,,,,lykxAxyBxy=+.将2211243xyykx+==+,消去y,得()221318150kxkx+++=.当()
2Δ436150k=−,即2512k时,有1212221815,1313kxxxxkk−+==++.所以121212229,321322133xxyyxxkkkk+++−==+=++,即2293,1313kQkk−++,可得13OQkk=−,所以31OQ
kk=−,即直线l与OQ的斜率之积为定值.②由(1)可知()()222121212114ABkxxkxxxx=+−=++−22221361531kkk+−=+又点O到直线l的距离231dk=+,所以OAB△的面积22133615231OABkSdABk−==+.设23
615kt−=,则2391243627OABtSttt==++0,263,23272736362763OABtttStttt+===+,当且仅当33t=,即426k=时等号成立,且满足Δ0.所以当OAB△的面积最大时,直
线l的方程为76360xy−+=或76360xy+−=.【点睛】关键点点睛:求解面积最值的关键点是换元设23615kt−=,把面积转换为t的函数结合基本不等式计算最值即可,注意取等条件是否符合题意.