精品解析:河北省石家庄二中润德学校2024-2025学年高二上学期期中数学试题

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2024-11-20
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2024-2025学年第一学期11年级期中考试数学试题 一、单项选择题:本愿共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1. 若直线经过两点,则直线的倾斜角为( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 由斜率公式得出,进而得出直线的倾斜角. 【详解】 因为倾斜角,所以 故选:B 2. 设,向量,,且,,则( ) A. B. 3 C. D. 4 【答案】B 【解析】 【分析】由向量的关系列等式求解x,y的值,再运用向量加法的坐标表示公式,结合向量的模计算得出结果. 【详解】向量,且, ∴,解得, ∴, ∴, 故选:B 3. 已知直线(为常数)与圆交于点,当变化时,若的最小值为2,则 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】先求得圆心到直线距离,即可表示出弦长,根据弦长最小值得出 【详解】由题可得圆心为,半径为2, 则圆心到直线的距离, 则弦长为, 则当时,取得最小值为,解得. 故选:C. 4. 双曲线的两个焦点分别是和,焦距为8,M是双曲线上的一点,且,则的值为() A. 1 B. 4 C. 1或9 D. 9 【答案】D 【解析】 【分析】根据焦距,可得值,根据的关系,可得值,根据双曲线定义,分类讨论,即可求得答案. 【详解】因为,所以, 所以,解得, 根据双曲线定义可得, 所以,解得或, 当时,不合题意,故舍去, 当时,,满足题意, 综上,, 故选:D. 5. 已知抛物线,过其焦点F的直线与该抛物线交于A、B两点,A在第一象限,且,则直线AB的斜率为( ) A. 1 B. C. D. 无法确定 【答案】C 【解析】 【分析】结合题意及抛物线的定义,分析该几何图形,利用为直角三角形,得到边角关系,进而求得斜率. 【详解】结合题意:可知抛物线的准线为:, 如图所示:过分别作准线的垂线,垂足为, 过点作的垂线,垂足为点, 设,直线的倾斜角为, 因为,所以, 由抛物线的定义:, 结合图形易知:, 所以, 在直角三角形中,, 所以直线AB的斜率. 故选:C. 6. 如图所示,点是抛物线的焦点,点分别在抛物线及圆的实线部分上运动,且总是平行于轴,则的周长的取值范围是( )    A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】过点作准线的垂线,垂足为,则的周长为,求出后可得所求的范围. 【详解】   过点作准线的垂线,垂足为, 则的周长为, 由可得, 故,故的周长的取值范围为, 故选:D. 7. 如图,已知双曲线的左右焦点分别为,过的直线与圆相切,与双曲线在第四象限交于一点,且有轴,则离心率为( ) A. 3 B. C. D. 2 【答案】C 【解析】 【分析】求出的坐标,确定,由直线与圆相切于点,求出,再求出,,,再由得到,进而求出离心率. 【详解】圆的圆心,半径, 双曲线中,令,解得,则, 由直线与圆相切于点,得, 又, 则, 即,于是,即, 有,解得:或,而,所以. 故选:C. 8. 设抛物线,直线与抛物线交于、两点且,则的中点到轴的最短距离为( ) A. B. 1 C. D. 2 【答案】A 【解析】 【分析】设直线的方程并联立抛物线方程,可得根与系数关系,结合化简可得的关系式,表示出的中点到轴的距离的表达式,换元后利用函数的单调性即可求得答案. 【详解】由题意知直线l的斜率存在,设直线的方程为, 与抛物线方程联立得,,需满足, 设,,则, 则由弦长公式得, 两边平方得,,因为, 代入得,, 令,,则,而根据对勾函数性质知在单调递增, 因此当时,, 即的中点到轴的最短距离为, 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. 下列利用直线的方向向量、平面的法向量判断线、面位置关系的结论中,正确的是( ) A. 两条不重合直线的方向向量分别是,则 B. 平面外的直线l的方向向量为,平面的法向量为,则 C. 两个不同的平面的法向量分别是,则 D. 直线l的方向向量,平面的法向量是,则 【答案】BC 【解析】 【分析】根据直线的方向向量及法向量的位置关系分别判断各选项. 【详解】对于选项A,由已知,则不存在,使,即与不平行,故A选项错误; 对于B选项,由已知,则,即,则,故B选项正确; 对于C选项,由,则,即,则,故C选项正确; 对于D选项,由,则,即,则,故D选项错误. 故选:BC 10. 已知直线:和直线:,下列说法正确的是( ) A. 当时, B. 当时, C. 直线过定点,直线过定点 D. 当,平行时,两直线的距离为 【答案】AD 【解析】 【分析】A选项:把的值分别代入两直线,根据直线垂直时,斜率相乘为,直接判断即可; B选项,把的值分别代入两直线,根据直线平行时,斜率相等判断即可; C选项,把直线的方程变形,根据直线过定点的定义判断即可; D选项,由直线平行时,斜率相等,可求得得值,排除重合情况,再利用平行直线的距离公式直接求解即可. 【详解】对于A,当时,那么直线为,直线为,此时两直线的斜率分别为和,所以有,所以,故A选项正确; 对于B,当时,那么直线为,直线为,此时两直线重合,故B选项错误; 对于C,由直线:,整理可得: ,故直线过定点,直线:,整理可得:,故直线过定点,故C选项错误; 对于D,当,平行时,两直线的斜率相等,即,解得:或,当时,两直线重合,舍去;当时,直线为,为,此时两直线的距离,故D选项正确. 故选:AD. 11. 已知椭圆的左,右两焦点分别是,其中.直线与椭圆交于两点,则下列说法中正确的有( ) A. 的周长为 B. 若的中点为,则 C. 若,则椭圆的离心率的取值范围是 D. 若时,则的面积是 【答案】ACD 【解析】 【分析】根据椭圆定义可知的周长为,可判断A正确;联立直线和椭圆方程求出点的坐标,表示出斜率公式即可得,可得B正确;由易知点在以为圆心,半径为的圆上,即可得圆与椭圆有交点,需满足,可得离心率,可知C正确;将代入联立的方程可得的面积,可得D正确. 【详解】由可知,; 显然直线过点,如下图所示: 由椭圆定义可知的周长为,所以A正确; 设,中点; 将直线和椭圆方程联立,消去整理可得; 由韦达定理可得,所以, 代入直线方程解得,即; 所以, 可得,所以B错误; 根据B选项,由可得, 可得,即点在以为圆心,半径为的圆上; 又点在椭圆上,即可得圆与椭圆有交点, 根据对称性可知,即,所以可得离心率,即C正确; 若时,由选项B可知联立直线和椭圆方程可得; 所以可得; 所以 易知的面积 即可得的面积是,故D正确. 故选:ACD 【点睛】方法点睛:在求解圆锥曲线与直线的位置关系时,特别是在研究跟焦点三角形有关的问题时,经常将直线和圆锥曲线联立并利用韦达定理求解,注意变量间的相互转化即可. 三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分. 12. 已知椭圆的左、右焦点分别为点、,若椭圆上顶点为点,且为等边三角形,则是______. 【答案】3 【解析】 【分析】先确定,然后根据为等边三角形得到,带入已知计算即可. 【详解】由已知得,则, 又为等边三角形,则,即 所以,解得. 故答案为:. 13. 正方体的棱长为,是正方体外接球的直径,为正方体表面上的动点,则的取值范围是___________. 【答案】 【解析】 【分析】利用向量数量积的运算律可知,,进一步只需求出即可得解. 【详解】由题意等于正方体的体对角线长,设点为的中点, 所以, 则, 当点与某个侧面的中心重合时,最小,且, 当点与正方体的顶点重合时,最大,且, 由于点是在正方体表面连续运动,所以的取值范围是, 的取值范围是. 故答案为: 14. 已知抛物线的焦点为F,直线l过点F且倾斜角为,若抛物线C上存在点M与点关于直线l对称,则________. 【答案】1 【解析】 【分析】由倾斜角得到斜率,写出对称直线方程,设对称点坐标得到:①中点在直线上;②两点直线与对称直线垂直.分别得出对应方程并解出的代数式,再代入抛物线求得的值. 【详解】,∴, 设点,则中点在直线上, 则,即①, 又∵,即∴②, 联立①②可得,又∵对称点在上, ∴,即,∴(舍去)或 故答案为:1 四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 15. 已知点和点关于直线:对称. (1)若直线过点,且使得点到直线的距离最大,求直线的方程; (2)若直线过点且与直线交于点,的面积为2,求直线的方程. 【答案】(1)(2)或 【解析】 【分析】根据对称先求出B点坐标(1)过点B到点A距离最大的直线与直线AB垂直,从而求出直线方程;(2)画出图像,可求出点C到直线AB的距离,又点C在直线上,可设出C点的坐标,利用点到直线的距离公式求出C,又直线过点A,利用两点A、C即可求出直线的方程. 【详解】解:设点 则 ,解得:,所以点关于直线:对称的点的坐标为 (1)若直线过点,且使得点到直线的距离最大,则直线与过点的直线垂直,所以,则直线为:,即. (2)由条件可知:,的面积为2,则的高为, 又点C在直线上,直线与直线 垂直,所以点到直线AB的距离为. 直线方程为,设,则有,即或 又,解得: 或 则直线为:或 【点睛】本题考查求点关于直线的对称点,考查直线与直线相交的综合应用.. 方法点睛:(1)设出交点坐标 (2)两点的中点在直线上,两点连线与原直线垂直,列方程组; (3)解出点坐标. 16. 已知圆关于直线对称,且在圆上. (1)求圆C的标准方程; (2)若直线与圆C交于点A,B,求面积的最大值,并求此时直线l的方程. 【答案】(1); (2),或. 【解析】 【分析】(1)根据题意 ,圆心在直线,得到,再由在圆上,列出方程组,求得的值,即可求解; (2)根据题意,得到过定点,求得,结合,当时,面积最大,求得面积的最大值,再利用点到直线的距离公式,列出方程求得的值,即可求解. 【小问1详解】 解:由圆关于直线对称, 即圆心在直线,满足, 即圆, 又因为在圆上,所以,解得, 所以圆的方程为. 【小问2详解】 解:由,可得, 联立方程组,解得,即直线过定点, 又由由(1)圆心为,可得,因为, 所以当时,面积最大, 此时为等腰直角三角形,面积最大值为,其中为圆的半径, 此时点C到直线l的距离,, 所以可以取到,所以,解得或, 故所求直线l的方程为或. 17. 已知双曲线的离心率分别为其两条渐近线上的点,若满足的点在双曲线上,且的面积为8,其中为坐标原点. (1)求双曲线的方程; (2)过双曲线的右焦点的动直线与双曲线相交于两点,在轴上是否存在定点,使得为常数?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由. 【答案】(1) (2)存在,,理由: 由(1)可得,所以为 当直线的斜率存在时,设方程为:,, 则,所以,则 恒成立,所以, 假设在轴上是否存在定点,设,则 要使得为常数,则,解得,定点,; 又当直线的斜率不存在时,直线的方程为,代入双曲线可得,不妨取, 若,则,符合上述结论; 综上,在轴上存在定点,使为常数,且. 【解析】 【分析】(1)根据双曲线的离心率得关系,从而可得关系,即可得双曲线渐近线方程,不妨设,,确定点为的中点代入双曲线方程可得与的关系,再由的面积即可求得的值,从而可得双曲线的方程; (2)当直线的斜率存在时,设直线方程与交点坐标,代入双曲线方程后可得交点坐标关系,设,满足为常数即可求得的值,并且检验直线的斜率不存在时是否满足该定值即可. 【小问1详解】 由离心率,得,所以,则双曲线的渐近线方程为, 因为,分别为其两条渐近线上的点,所以,不妨设,,由于,则点为的中点,所以, 又点在双曲线上,所以,整理得: 因为的面积为8,所以,则, 故双曲线的方程为; 【小问2详解】 略 【点睛】关键点睛:解决本题的关键是利用交点坐标关系,假设在轴上是否存在定点,设,验证所求定值时,根据数量积的坐标运算与直线方程坐标转换可得,要使得其为定值,则与直线斜率无关,那么在此分式结构中就需满足分子分母对应系数成比例,从而可得含的方程,通过解方程确定的存在,使得能确定定点坐标的同时还可得到定值,并且要验证直线斜率不存在的情况. 18. 如图,在四棱锥中,平面平面,,,,,. (1)证明:平面. (2)若,求点到平面的距离. (3)求直线与平面所成角的正弦值的最大值. 【答案】(1)证明:因为平面平面,平面平面,, 所以平面, 又平面,所以. 因为,且,平面, 所以平面. (2) (3) 【解析】 【分析】(1)根据面面垂直的性质定理,结合线面垂直的判断定理,即可证明; (2)以点为原点建立空间直角坐标系,求平面的法向量,利用向量法求点到平面的距离; (3)设,利用垂直关系构造线面角,并利用三角函数表示边长,并表示线面角的正弦值,利用三角函数求解最大值. 【小问1详解】 略 【小问2详解】 在中,,. 以为原点,,的方向分别为轴,轴的正方向, 过点作垂直于平面的直线为轴,建立如图所示的空间直角坐标系, 则,,,, 得,,. 设为平面的一个法向量, 则取,得, 所以点到平面的距离. 【小问3详解】 取为的中点,连接,过点作,垂足为,连接. 易知平面,平面BCD,所以,则. 设,则,, 因为,平面平面,平面平面, 所以平面,所以为直线与平面所成的角, 故, 当且仅当时,取得最大值, 所以直线与平面所成角的正弦值的最大值为. 19. 已知椭圆,C的上顶点为B,左右顶点分别为A1、A2,左焦点为F1,离心率为.过F1作垂直于x轴的直线与C交于D,E两点,且. (1)求C的方程; (2)若M,N是C上任意两点 ①若点,点N位于x轴下方,直线MN交x轴于点G,设和的面积分别为,,若,求线段MN的长度; ②若直线MN与坐标轴不垂直,H为线段MN的中点,直线OH与C交于P,Q两点,已知P,Q,M,N四点共圆, 求证:线段的长度不大于. 【答案】(1) (2)①3; ②证明:设直线, ,则 联立可得, 所以,, ,得. 所以中点H的坐标为,所以, 故直线OH:. 由P,Q,M,N四点共圆,则, 由; 联立可得,,所以, 所以, 所以得, 所有,得 即. 【解析】 【分析】(1)根据椭圆离心率及弦长计算求出即可得出椭圆方程; (2)①应用图形特征结合已知,再联立方程得出即可求出弦长; ②先设方程再联立方程得出H的坐标为,再由P,Q,M,N四点共圆,则,计算得出. 【小问1详解】 由离心率为,得, 由得在椭圆上,可得, 解得, 所以故椭圆C的方程为. 【小问2详解】 ①由(1)可得, 连接,因为, , 所以,得; 所以,所以直线ON的方程为, , 由得(舍去). 所以. ②略 【点睛】关键点点睛:解题的关键点是由P,Q,M,N四点共圆,则,进而结合弦长公式即可得出. 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $ 2024-2025学年第一学期11年级期中考试数学试题 一、单项选择题:本愿共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1. 若直线经过两点,则直线的倾斜角为( ) A. B. C. D. 2. 设,向量,,且,,则( ) A. B. 3 C. D. 4 3. 已知直线(为常数)与圆交于点,当变化时,若的最小值为2,则 A. B. C. D. 4. 双曲线的两个焦点分别是和,焦距为8,M是双曲线上的一点,且,则的值为() A. 1 B. 4 C. 1或9 D. 9 5. 已知抛物线,过其焦点F的直线与该抛物线交于A、B两点,A在第一象限,且,则直线AB的斜率为( ) A. 1 B. C. D. 无法确定 6. 如图所示,点是抛物线的焦点,点分别在抛物线及圆的实线部分上运动,且总是平行于轴,则的周长的取值范围是( )    A. B. C. D. 7. 如图,已知双曲线的左右焦点分别为,过的直线与圆相切,与双曲线在第四象限交于一点,且有轴,则离心率为( ) A. 3 B. C. D. 2 8. 设抛物线,直线与抛物线交于、两点且,则的中点到轴的最短距离为( ) A. B. 1 C. D. 2 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. 下列利用直线的方向向量、平面的法向量判断线、面位置关系的结论中,正确的是( ) A. 两条不重合直线的方向向量分别是,则 B. 平面外的直线l的方向向量为,平面的法向量为,则 C. 两个不同的平面的法向量分别是,则 D. 直线l的方向向量,平面的法向量是,则 10. 已知直线:和直线:,下列说法正确的是( ) A. 当时, B. 当时, C. 直线过定点,直线过定点 D. 当,平行时,两直线的距离为 11. 已知椭圆的左,右两焦点分别是,其中.直线与椭圆交于两点,则下列说法中正确的有( ) A. 的周长为 B. 若的中点为,则 C. 若,则椭圆的离心率的取值范围是 D. 若时,则的面积是 三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分. 12. 已知椭圆的左、右焦点分别为点、,若椭圆上顶点为点,且为等边三角形,则是______. 13. 正方体的棱长为,是正方体外接球的直径,为正方体表面上的动点,则的取值范围是___________. 14. 已知抛物线的焦点为F,直线l过点F且倾斜角为,若抛物线C上存在点M与点关于直线l对称,则________. 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. 已知点和点关于直线:对称. (1)若直线过点,且使得点到直线的距离最大,求直线的方程; (2)若直线过点且与直线交于点,的面积为2,求直线的方程. 16. 已知圆关于直线对称,且在圆上. (1)求圆C的标准方程; (2)若直线与圆C交于点A,B,求面积的最大值,并求此时直线l的方程. 17. 已知双曲线的离心率分别为其两条渐近线上的点,若满足的点在双曲线上,且的面积为8,其中为坐标原点. (1)求双曲线的方程; (2)过双曲线的右焦点的动直线与双曲线相交于两点,在轴上是否存在定点,使得为常数?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由. 18. 如图,在四棱锥中,平面平面,,,,,. (1)证明:平面. (2)若,求点到平面的距离. (3)求直线与平面所成角的正弦值的最大值. 19. 已知椭圆,C的上顶点为B,左右顶点分别为A1、A2,左焦点为F1,离心率为.过F1作垂直于x轴的直线与C交于D,E两点,且. (1)求C的方程; (2)若M,N是C上任意两点 ①若点,点N位于x轴下方,直线MN交x轴于点G,设和的面积分别为,,若,求线段MN的长度; ②若直线MN与坐标轴不垂直,H为线段MN的中点,直线OH与C交于P,Q两点,已知P,Q,M,N四点共圆, 求证:线段的长度不大于. 第1页/共1页 学科网(北京)股份有限公司 $

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