【文档说明】江苏省常州市第一中学2023-2024学年高二上学期期中考试数学试题 含解析.docx,共(19)页,1.139 MB,由小赞的店铺上传
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常州市第一中学2023~2024学年第一学期期中考试高二年级数学试卷一、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项是符合题目要求的.1.直线310xy++=的倾斜角是A.6B.3C.23D.56【答案】C【解析】【分析】求出直线的斜率,可得出
该直线的倾斜角.【详解】直线310xy++=的斜率为331k=−=−,因此,该直线的倾斜角为23,故选C.【点睛】本题考查直线倾斜角的计算,解题的关键就是求出直线的斜率,同时要熟悉直线的倾斜角和斜率之间的关系,考查计算能
力,属于基础题.2.已知直线12:210,:4210lxylxy+−=++=,则12,ll间的距离为()A.255B.55C.3510D.510【答案】C【解析】【分析】利用平行直线的距离公式可得.【详解】将直线1l方程化
为4220xy+−=,由平行直线的距离公式得()2212351042d−−==+.故选:C3.点()5,0到双曲线221169xy−=的一条渐近线的距离为()A.4B.3C.5D.94【答案】B【解析】【分析】写出渐近线方程,利用
点到直线的距离公式可得.【详解】双曲线221169xy−=中,4,3ab==,且焦点在x轴上,所以渐近线方程为34yx=?,即340xy=,由对称性可知,点()5,0到两条渐近线的距离相等,不妨求点()5,0到340xy+
=的距离,得2215334d==+.故选:B4.抛物线24yx=的准线方程是A.x=1B.x=-1C.116y=−D.116y=【答案】C【解析】【分析】先把抛物线方程整理成标准方程,进而求得p,再根据抛物线性质得
出准线方程.【详解】解:整理抛物线方程得214xy=,∴p=18∵抛物线方程开口向上,∴准线方程是y=﹣116故答案为C.【点睛】本题主要考查抛物线的标准方程和简单性质.属基础题.5.已知双曲线22221xyab−=(0
a,0b)的右焦点为F,若过点F且倾斜角为60°的直线l与双曲线的右支有且只有一个交点,则此双曲线的离心率e的取值范围是()A.)2,+B.()1,2C.()2,+D.(1,2【答案】A【解析】【分析】根据直线与双曲线的位置关系,结合图形
,得到直线的斜率与双曲线的渐近线的斜率的关系,求得结果.【详解】已知双曲线22221xyab−=(0a,0b)的右焦点为F,若有且只有一个交点,则该直线的斜率的绝对值小于等于渐近线的斜率ba,∴3ba,离心率22224abea+=,∴2e.故选:
A.【点睛】该题考查的是有关直线与双曲线的位置关系的问题,解决该题的关键是结合图形,得到其斜率所满足的关系,属于基础题目.6.设B是椭圆22:154xyC+=的上顶点,点P在C上,则PB的最大值为()A.16B.4C.3D.5【答案】B
【解析】【分析】设()00,Pxy得2200154xy+=,利用()()22002=+−PBxy,配方后利用0y的范围可得答案.【详解】()0,2B,设()00,Pxy,则022y−,所以2200154xy+=,()()()22220000525
24=+−=−+−PBxyyy()2018254=−++y,因为022y−,所以当02y=−时,PB有最大值为4.故选:B.7.已知椭圆2212yx+=,过点1,12P的直线l与椭圆相交于AB、两点
,且P是线段AB的中点,则直线AB的斜率k为()A.1−B.14−C.1D.4【答案】A【解析】【分析】设1122(,),(,)AxyBxy,则由题意可得121212xxyy+=+=,221122221212yxyx+=
+=,两式相减化简结合斜率公式可求得结果.【详解】设1122(,),(,)AxyBxy,因为1,12P是线段AB的中点,所以121212xxyy+=+=,因为1122(,),(,)AxyBxy在椭圆2212yx+=上,所以221122221212y
xyx+=+=,两式相减得()22221212102xxyy−+−=,121212122()()()()xxxxyyyy+−=−+−,即121212122()212yyxxxxyy−+=−=−=−−+,所以直线AB的斜率12121yykxx−==−−,故选:A8.若存在实数k
使得直线:20lkxyk−−+=与圆22:220Cxaxya++−+=无公共点,则实数a的取值范围是()A.()7,−+B.()(),21,−−+C.()2,1−D.()()7,21,−−+【答案】D【解析】【详解】根据直线和圆的位置
关系求得正确答案.【分析】圆22:220Cxaxya++−+=,即()2222xayaa++=+−,由()()22210aaaa+−=+−,解得2a−或1a,直线:20lkxyk−−+=,即()120kxy−−
+=,所以直线l过()1,2,要使直线l和圆C没有公共点,则点()1,2在圆C外,即22121220,7aaa++−+−,综上所述,a的取值范围是()()7,21,−−+.故选:D二、多选题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.9.已知曲线22:1Cmxny+=,以下说法正确的是()A.若0nm,则C是椭圆,其焦点在y轴上B.若0,0mn=,则C是两条直线C.若0mn,则C是双曲线,其渐近线方程
为myxn=−D.若0mn=,则C是圆,其半径为n【答案】BC【解析】【分析】根据0nm,结合椭圆的标准方程即可判断A;0,0mn=时,方程化为1yn=,即可判断B;根据条件结合双曲线标准方程以及双曲线渐近线方程可判断C;结合圆的方程判断D.【详解】对于A,若0
nm,则22:1Cmxny+=化为22111xymn+=,则110mn,则C是椭圆,其焦点在x轴上,A错误;对于B,若0,0mn=,22:1Cmxny+=即为21ny=,即1yn=,即C是两条直线,B正确;对于C,若0mn,不妨设0,0mn,则221mx
ny+=化为22111xymn−=−,则C表示焦点在x轴上的双曲线,11,abmn==−,故其渐近线方程为bmyxxan==−;同理当0,0mn,则221mxny+=化为22111xymn−+=−,则C表示焦点在y轴上的双曲线,11,abnm==−,故其渐近线方程为am
yxxbn==−;综合知C是双曲线,其渐近线方程为myxn=−,C正确;对于D,若0mn=,则221mxny+=即为221xyn+=,则C是圆,其半径为1n或1m,D错误,故选:BC10.已知圆
221:(2)1Cxy++=,圆222:(1)1Cxy++=,圆223:(1)16Cxy−+=,圆224:(2)4Cxy−+=,直线:2lx=,则()A.与圆14,CC都外切的圆的圆心轨迹是双曲线的一支B.与圆2C外切、3C内切的圆的圆心轨迹是椭圆C.
过点1C且与直线l相切的圆的圆心轨迹是抛物线D.与圆12,CC都外切的圆的圆心轨迹是一条直线【答案】ABC【解析】【分析】根据几何关系确定411ACAC−=,A正确,235BCBC+=,B正确,根据抛物
线定义知C正确,确定12DCDC=,得到D错误,得到答案.【详解】对选项A:设圆心为A,半径为1r,则111ACr=+,412ACr=+,故411ACAC−=,圆心轨迹是双曲线的一支,正确;对选项B:设圆心为B,半径为2r,则221BCr=+,324BCr=−,故2352BC
BC+=,圆心轨迹是椭圆,正确;对选项C:设圆心为C,半径为3r,故到定点1C和定直线l的距离相等为3r,圆心轨迹是抛物线,正确;对选项D:设圆心为D,半径为4r,则141DCr=+,241DCr=+,故12DCDC=,D在两
圆外,圆心轨迹两条射线,错误;故选:ABC.11.瑞士数学家欧拉(Euler)1765年在其所著的《三角形的几何学》一书中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上,后人称这条直线为欧拉线.已知△ABC的顶点A(-4,0),B(0,4),其欧拉线方程为x-y+2=0,则顶点C
的坐标可以是()A.(2,0)B.(0,2)C.(-2,0)D.(0,-2)【答案】AD【解析】【分析】由已知求出AB垂直平分线方程,与欧拉线方程联立求得外心坐标,从而得到圆的方程,设(,)Cxy,根据三角形ABC的重心44,33xy−+在欧拉线上,再与圆的方
程联立即可求出C的坐标.【详解】(4,0)−A,(0,4)B,AB的垂直平分线方程为0xy+=,又外心在欧拉线20xy−+=上,联立020xyxy+=−+=,解得三角形ABC的外心为(1,1)G−,又22||(14
)(10)10rGA==−++−=,ABC外接圆的方程为22(1)(1)10xy++−=.设(,)Cxy,则三角形ABC的重心44,33xy−+在欧拉线上,即442033xy−+−+=.是的整理得20xy−−=.联立22(1)(1)1020xyxy
++−=−−=,解得02xy==−或20xy==.所以顶点C的坐标可以是(0,2)−,()2,0故选:AD.12.已知斜率为3的直线l经过抛物线2:2(0)Cypxp=的焦点F,与抛物线C交于点,AB两点(点A在第一象限),与抛物线的准线交于点D,若8AB=,则以下结论
正确的是()A.32p=B.6AF=C.2BDBF=D.F为AD中点【答案】BCD【解析】【分析】作出图形,利用抛物线的定义、相似三角形等知识来判断各选项命题的正误.【详解】如下图所示:分别过点,AB作抛物线C的准线m的垂线,垂足分
别为点E、M.抛物线C的准线m交x轴于点P,则PFp=,由于直线l的斜率为3,其倾斜角为60,//AEx轴,60EAF=,由抛物线的定义可知,AEAF=,则AEF△为等边三角形,60EFPAEF==,则30PEF=,设||BDx=,,由RtRtDBMDAE,则MBBDAEAD
=,可得||2xBM=,||42xAE=+所以||||2xBMBF==,||||42xAEAF==+||||||44822xxABAFBFx=+=++=+=,解得4x=所以||2|,||6BFAF==,所以B正
确.226AFEFPFp====,得3p=,A选项错误;所以||4BD=,满足||42||BDBF==,所以C正确.而||||||426||DFBDBFAF=+=+==,所以D正确.故选:BCD三、填空题
:本题共4小题,每小题5分,共20分,请将答案填写在答题卡相应的位置上.13.点A(4,5)关于直线l的对称点为B(-2,7),则l的方程为_______【答案】3x-y+3=0【解析】【分析】先求出A、B的中点,再
求AB的斜率,求出中垂线的斜率,然后用点斜式求出直线方程.【详解】对称轴是以两对称点为端点的线段的中垂线,A、B的中点坐标(1,6),AB的斜率为:751243−=−−−中垂线斜率为:3则l的方程为:y−6=3(x−1)即:3x−y+3=0故答案
为:3x−y+3=0【点睛】本题主要考查直线垂直斜率之间的关系,考查了直线的点斜式方程的应用,属于基础题.14.设椭圆2212:1(1)xCyaa+=,双曲线222:14−=xCy的离心率为12ee、,且215ee=,
则=a__________.【答案】233##233【解析】的【详解】根据离心率公式得到241152aa+−=,解得答案.【分析】215ee=,即241152aa+−=,解得233a=.故答案为:233.15.12,FF分别为双曲线22221(0,0)xyab
ab−=左右焦点,P为双曲线左支上的任意一点,若221PFPF最小值为8a,则双曲线的离心率e的取值范围是__________.【答案】(1,3【解析】【分析】由双曲线定义()2212112PFaPFPFPF+=,变形后由基本不等式得最小值,从而得12PFa=,再利用双曲线中的范围有1PF
ca−,由此结合可得离心率的范围.【详解】12,FF是左、右焦点,P为双曲线左支上的任意一点,所以212PFPFa−=,代入221PFPF,得()2222121111112444248PFaPFaaPFaPFaaPFPFPFPF+=
=+++=,当且仅当12PFa=时取等号,即12PFa=,又点P是双曲线左支上任意一点,所以1PFca−,即:23,13acaee−.故答案为:(1,3.16.椭圆22:1126xyO+=的弦AB满足0OAOB=,
记坐标原点O在AB的射影为M,则到直线1xy+=的距离为1的点M的个数为__________.【答案】4【解析】【分析】根据给定条件,求出点M的轨迹方程,再结合直线与这个轨迹的位置关系求解即得.【详解】椭圆22:1126xyO+=的弦AB满足0OAOB=,即有OAO
B⊥设11(cos,sin)Arr,则22ππ(cos(),sin())22Brr++,120,0rr,于是222112n11co6s2sirr+=,解得222161n12cossir=+,同理222261s12sincor=+,则2222
221211cossinsincos1111264126126rr+++=+=+=,即1222122rrrr=+,由原点O在AB的射影为M,得12||||||||OMABOAOBrr==,而2212||ABrr=+,因此||2OM=,即点M的轨迹是以原点O为圆心,2为半径
的圆,方程为224xy+=,圆心O到直线1xy+=的距离2212211d==+,显然此直线与圆224xy+=相交,垂直于直线1xy+=的圆224xy+=的直径端点12,PP到直线1xy+=距离分别为2221,2122−+,于是圆224xy+=上到直线1xy+=的距离为1的点有4个,所以到直线
1xy+=的距离为1的点M的个数为4.故答案为:4【点睛】思路点睛:涉及用椭圆上的动点处理问题时,可以借助正余弦函数设出此点坐标,再利用三角函数关系求解.三、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.在平
面直角坐标系xoy中,矩形ABCD的一边AB在x轴上,另一边CD在x轴上方,且8AB=,6BC=,其中(4,0),(4,0)AB−,如图所示.(1)若,AB为椭圆的焦点,且椭圆经过,CD两点,求该椭圆的方程;(2
)若,AB为双曲线的焦点,且双曲线经过,CD两点,求双曲线的方程.【答案】(1)2216448xy+=;(2)221412xy−=.【解析】【分析】(1)根据,AB为焦点和椭圆定义得162CACBa+==,求得a,c;利用222bac=−求得2b,进而得到椭圆方程;(2
)根据,AB为焦点和双曲线定义得42CACBa−==,求得a,c;利用222bca=−求得2b,进而得到双曲线方程.【详解】(1),AB为椭圆的焦点,且椭圆经过,CD两点根据椭圆的定义:22686162CACBa+=++==8a=,4c=222641648bac
=−=−=椭圆方程为:2216448xy+=(2),AB为双曲线的焦点,且双曲线经过,CD两点,根据双曲线的定义:2268642CACBa−=+−==2a=,4c=22216412bca=−=−=双曲线方程
为:221412xy−=【点睛】本题考查利用椭圆、双曲线定义求解椭圆、双曲线的标准方程问题,属于基础题.18.在平面直角坐标系xOy中,设命题:p直线1:10lxmy+−=与()2:2350lmxy++−=平行;命题q:圆()222:222400Cxymxmymm+−−+−=与圆
22:4Oxy+=相交.若命题p、命题q中有且只的有一个为真命题,求实数m的取值范围.【答案】()()()22,00,11,223−−【解析】【分析】求出命题p、p为真时m的取值范围,再根据命题p、q中有且只有一个为真命题
,分p真q假和p假q真时两种情况,求出实数m的取值范围.【详解】解:命题p为真:由题意得,()23,1mmm+==或3m=−,检验符合,命题q为真:()()224:Cxmym−−=+,圆22:4Oxy+=相交,所以2204220mmm+−
或022m,因为命题p、命题q中有且只有一个为真命题,若p真q假,则:1322220mmmm=−−=或或或,解得3m=−,若p假q真,则:1322220mmmm−−且且,解得
:()()()22,00,11,22m−,综上:实数m的取值范围是()()()22,00,11,223−−.19.已知椭圆的右焦点F()0m,,左、右准线分别为l1:x=-m-1,l2:x=m+1,且l1、l2分别与直线y=x相交于A、B两点.(1
)若离心率为22,求椭圆的方程;(2)当7AFFB时,求椭圆离心率的取值范围.【答案】(1)22x+y2=1.(2)20,2【解析】【分析】(1)由准线方程,焦点坐标可求得,ac的值,从而利用离心率可得到m的关系式,求得m,进而得到,ab值,确定椭圆方程;(2)将
A,B,F坐标代入向量中可得到关于m的不等式,得到m的范围,将离心率用m表示可求得离心率范围【详解】(1)由已知,得c=m,2ac=m+1,从而2a=m(m+1),2b=m.由e=22,得b=c,从而m=1.故a=2,b=1,得所求椭圆方程为2212xy+=.(2)易得A(-m-1
,-m-1),B(m+1,m+1),从而AF=(2m+1,m+1),FB=(1,m+1),故·AFFB=2m+1+(m+1)2=2m+4m+2<7,得0<m<1.由此离心率()1111cmeammm===++故所求的离心率取值范围为20,2
.20.有一块以点O为圆心,半径为2百米的圆形草坪,草坪内距离O点2百米的D点有一用于灌溉的水笼头,现准备过点D修一条笔直小路交草坪圆周于A、B两点,为了方便居民散步,同时修建小路OA、OB,其中小路的宽度忽略不计.(1)若要使修建的小路的费用最省,试求小路的最短长度;(
2)过D再做一条与AB垂直的笔直小路交草坪圆周于,EF两点,求四点构成的四边形AEBF面积的最大值.【答案】(1)422+(百米)(2)6【解析】【分析】(1)建立平面直角坐标系,结合圆的几何性质求得小路的最短长度.(2)先求得四边形AEBF面积的表达式,利用基本不等式求得面积
的最大值.【小问1详解】建立如图所示的平面直角坐标系,则()0,2D,小路的长度为OAOBAB++,因为,OAOB为定值,故只需要AB最小即可.作OMAB⊥,垂足为M,记OMd=,则222224ABOAOMd=−=−,又2dOD=,故24222AB−
=,此时点D为AB中点.故小路的最短长度为422+(百米).【小问2详解】设O到AB的距离为1d,设O到EF的距离为2d,由垂径定理可得()22222121224,242ABdEFddDdO==−=−+=,所以222
212121244448262SABEFdddd==−−−+−=−=,当且仅当22121244,dddd−=−=时,四边形AEBF面积的最大值6.21.已知抛物线2:2Cxpy=−经过点()2,1-.(1)求抛物线
C的方程及其准线方程;(2)设O为原点,过抛物线C的焦点作斜率不为0的直线l交抛物线C于MN、两点,直线1y=−分别交直线,OMON于点A和点B,求证:以AB为直径的圆经过定点.【答案】(1)24xy=−,1y=(2)证明见解析【解析】【分析】(1)将点()2,1-的坐标
代入抛物线方程可求出p,从而可求出抛物线方程和准线方程;(2)设直线l的方程为()10ykxk=−,代入抛物线方程化简,利用根与系数关系,表示出直线,OMON方程,表示出点A和点B的坐标,设()0,Dn,由0DADB=可求得结
果.【小问1详解】由抛物线2:2Cxpy=−经过点()2,1-,得2p=所以抛物线C的方程为24xy=−,其准线方程为1y=.【小问2详解】抛物线C的焦点为()0,1−,设直线l的方程为()10ykxk=−.由241xyykx
=−=−,得2440xkx+−=.设()()1122,,,MxyNxy,则124xx=−.直线OM的方程为11yyxx=,令1y=−,得11Axxy=−,同理22Bxxy=−.由抛物线的对称性可得若以AB为直径的圆过定点,则定点必在y轴上.设()0,Dn,则121
2),(,1)(,1DxxnnyADBy=−−=−−−−,所以˙22212121216(1)(1)4(1)xxDADBnnnyyxx=++=++=−++.令0DADB=,即24(1)0n−++=,得1n=或3n=−.综上,以AB为直径的圆经过y轴上的定点(
)0,1和()0,3−..【点睛】关键点点睛:此题考查直线与抛物线的位置关系,考查直线与圆的位置关系,第(2)问解题的关键是根据题意表示出直线,OMON方程,从而可表示出点A和点B的坐标,设()0,Dn,再由0DADB
=化简计算可得结论,考查计算能力,属于较难题.22.已知双曲线C与双曲线22142xy−=有共同的渐近线,且过点63,2−.(1)求双曲线C的标准方程;(2)已知P为直线2x=上任一点,过点P作双曲线C
的两条切线PAPB、,切点分别为AB、,过C的实轴右顶点作垂直于x轴的直线与直线PAPB、分别交于MN、两点,点MN、的纵坐标分别为mn、,求mn的值.【答案】(1)22163xy−=;(2)6615−【解析】【分析】(1)设双曲线(
)22:042xyC−=,将点63,2−代入计算即可求解;(2)设()()12,,:2PtPAytkx−=−,()2:2PBytkx−=−,求出m、n的表达式并分别联立双曲线方程,利用Δ0=可得()
22112430ktkt+−+=、()22222430ktkt+−+=,即12,kk是方程()222430ktkt+−+=的解,根据韦达定理表示出1212kkkk+、,代入mn化简计算即可求解.【小问1详解】设
双曲线()22:042xyC−=,过点63,2−,代入坐标可得933442−==,所以双曲线C的标准方程为22163xy−=;【小问2详解】设()()12,,:2PtPAytkx−=−,()2:2PBytkx−=−,所以()()2211122222626ytkx
xkxtkxy−=−−+−=−=,即()()()222111112422260kxktkxtk−−−−−−=,则2122221111120Δ16(2)8(12)[(2)3]0kktkktk−=−+−−+=,化简可得:()22112430k
tkt+−+=,同理可得:()22222430ktkt+−+=;所以12,kk均是方程()222430ktkt+−+=的解;所以()()116622xmktytkx==−+−=−,()()226622xnktytkx
==−+−=−,12212Δ0232kkttkk+=−+=−,故()()221212(62)62mnkktkkt=−+−++()()()222310466222ttt+=−−+−−+6615=−.获得
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