内容正文:
武安一中2024—2025学年第一学期11月考试
高二数学
时间:120分钟 满分:150分
一、单项选择题(本大题共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. 若直线经过,两点,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 抛物线的准线方程是
A. B.
C. D.
3. 已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是
A. B. C. D.
4. 等差数列的前项和为,若,则( )
A. 37 B. 38 C. 39 D. 40
5. 设是双曲线上一点,,分别是双曲线左、右两个焦点,若,则等于( )
A. 1 B. 17
C. 1或17 D. 以上答案均不对
6. 在四棱锥中,底面ABCD是正方形,E为PD的中点,若,,,则用基底表示向量为( )
A. B.
C. D.
7. 古希腊著名数学家阿波罗尼斯发现:平面内到两个定点,的距离之比为定值(,且)的点所形成的图形是圆,后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系中,,,点满足,则点的轨迹的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
8. 已知双曲线的一条渐近线方程是分别为双曲线的左、右焦点,过点且垂直于轴的垂线在轴上方交双曲线于点,则( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,有选错的得0分,部分选对的得部分)
9. 已知两条直线、方程分别为与,下列结论正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则两条平行直线之间距离为
C. 若,则
D. 若,则直线、一定相交
10. 等差数列是递增数列,满足,前n项和为,下列选项正确的是( )
A. B.
C. 时n的最小值为8 D. 当时最小
11. 在平面直角坐标系中,点在抛物线上,抛物线的焦点为F,延长MF与抛物线相交于点N,则下列结论中正确的是( )
A. 抛物线的准线方程为
B. 线段MN的长度为
C. 点N的坐标为
D. 的面积为
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 过点,且到点距离为的直线方程为________.
13. 已知数列的前n项和,则______.
14. 已知双曲线C:的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点.若,,则C的离心率为____________.
四、解答题(本大题共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,,设直线l1,l2的交点为P.
(1)求P的坐标;
(2)若直线l过点P且在两坐标轴上截距相等,求直线l的方程.
16. 已知圆C的圆心C在直线上,且圆C过,两点,
(1)求圆C的标准方程;
(2)过点作圆C的切线l,求切线l的方程.
17. 如图,是三棱锥的高,,,E是的中点.
(1)证明:平面;
(2)若,,,求二面角的正弦值.
18. 已知抛物线的焦点为F,点在抛物线C上,且.
(1)求实数m的值及抛物线C的标准方程;
(2)不过点M的直线l与抛物线C相交于A,B两点,若直线MA,MB的斜率之积为-2,试判断直线l能否与圆相切?若能,求此时直线l的方程;若不能,请说明理由.
19. 已知椭圆E:的一个顶点为,离心率.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点作斜率为k直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与x轴交于点M,N.设椭圆的左顶点为D,求的值.
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武安一中2024—2025学年第一学期11月考试
高二数学
时间:120分钟 满分:150分
一、单项选择题(本大题共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. 若直线经过,两点,则直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】两点求斜率,斜率为倾斜角的正切值.
【详解】斜率,∴倾斜角.
故选:A.
2. 抛物线的准线方程是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析:由题意得,抛物线可化为,则,所以准线方程为,故选C.
考点:抛物线的几何性质.
3. 已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】∵方程表示焦点在x轴上的椭圆,
∴m2>m+2>0,
解得m>2或﹣2<m<﹣1.
故选A.
4. 等差数列的前项和为,若,则( )
A. 37 B. 38 C. 39 D. 40
【答案】C
【解析】
【分析】根据等差数列下标的运算法则可知,代入等差数列求和公式即可求得答案.
【详解】解:由题意得:
等差数列中,
.
故选:C
5. 设是双曲线上一点,,分别是双曲线左、右两个焦点,若,则等于( )
A. 1 B. 17
C. 1或17 D. 以上答案均不对
【答案】B
【解析】
【分析】根据双曲线定义直接求解.
【详解】由双曲线有.则.
由题意知,所以点在双曲线的左支,
则由双曲线的定义有,故.选.
【点睛】本题主要考查双曲线定义的简单运用.解题中很容易因忽略双曲线上的点到焦点的距离的取值范围而错选.
6. 在四棱锥中,底面ABCD是正方形,E为PD的中点,若,,,则用基底表示向量为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据空间向量的加法、减法、数乘运算求解即可.
【详解】连接BD,E为PD的中点,
.
故选:C.
7. 古希腊著名数学家阿波罗尼斯发现:平面内到两个定点,的距离之比为定值(,且)的点所形成的图形是圆,后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.已知在平面直角坐标系中,,,点满足,则点的轨迹的圆心坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题设,应用两点距离公式可得,整理并化为圆的标准形式,即可确定圆心.
【详解】令P(x,y),则,两边平方并整理得:,
∴圆心为(4,0).
故选:A.
8. 已知双曲线的一条渐近线方程是分别为双曲线的左、右焦点,过点且垂直于轴的垂线在轴上方交双曲线于点,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由双曲线的渐近线方程可得,再根据及M点坐标即可求出答案.
【详解】解:由题意得:
因为该双曲线的一条渐近线方程是,则,
又由,可得,
由过点且垂直于轴的垂线在轴上方交双曲线于点,可知M的横坐标为,
代入双曲线方程即可得:,,
又有,可知,
所以.
故选:D
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,有选错的得0分,部分选对的得部分)
9. 已知两条直线、的方程分别为与,下列结论正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则两条平行直线之间的距离为
C. 若,则
D. 若,则直线、一定相交
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据两直线平行求出的值,可判断A选项;利用平行线间的距离公式可判断B选项;根据两直线垂直求出的值,可判断C选项;根据两直线相交求出的范围,可判断D选项.
【详解】若,则,,A正确;
由A知,,直线的方程可化为,
故两条平行直线之间的距离为,B正确;
由,则,,C不正确;
由A知时,,所以时,则直线、一定相交,D正确.
故选:ABD.
10. 等差数列是递增数列,满足,前n项和为,下列选项正确的是( )
A. B.
C. 时n的最小值为8 D. 当时最小
【答案】ABC
【解析】
【分析】由等差数列性质、通项公式和求和公式逐项判断即可;
【详解】对A,设公差为d,因为等差数列是递增数列,则,故A正确;
对B,因为,则,即,故B正确;
对D,,则对称轴为,开口向上,所以当或4时,取得最小值,故D错误;
对C,由,即0,即,解得(舍去)或,所以时,n的最小值为8,故C正确.
故选:ABC
11. 在平面直角坐标系中,点在抛物线上,抛物线的焦点为F,延长MF与抛物线相交于点N,则下列结论中正确的是( )
A. 抛物线的准线方程为
B. 线段MN的长度为
C. 点N的坐标为
D. 的面积为
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于A:把点代入抛物线求得,进而求焦点和准线;对于BCD:求直线的方程,联立方程求点的坐标,结合抛物线的定义和性质逐项分析判断.
【详解】因为点在抛物线上,则,解得,
则抛物线方程为,可知,准线为,故A正确;
可知:,
则直线的方程为,即,
联立方程,解得或,即,故C正确;
可得,故B错误;
的面积为,故D正确;
故选:ACD
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 过点,且到点的距离为的直线方程为________.
【答案】或
【解析】
【分析】当直线的斜率存在时,设直线的斜率为,根据点到直线的距离公式解出即可;当直线的斜率不存在时,检验是否满足题意即可.
【详解】当直线斜率存在时,设直线的斜率为,则其方程为,
即,由点到直线距离公式得,解得,
此时直线方程;
当直线的斜率不存在时,也满足条件;
综上可知所求直线方程为或.
故答案为:或.
13. 已知数列的前n项和,则______.
【答案】
【解析】
【详解】试题分析:当时,,当时,,经验证,当时,,所以数列的通项公式是
考点:已知求
14. 已知双曲线C:的左、右焦点分别为F1,F2,过F1的直线与C的两条渐近线分别交于A,B两点.若,,则C的离心率为____________.
【答案】2.
【解析】
【分析】通过向量关系得到和,得到,结合双曲线渐近线可得从而由可求离心率.
【详解】如图,
由得又得OA是三角形的中位线,即由,得则有,
又OA与OB都是渐近线,得又,得.又渐近线OB的斜率为,所以该双曲线的离心率为.
【点睛】本题考查平面向量结合双曲线的渐近线和离心率,渗透了逻辑推理、直观想象和数学运算素养.采取几何法,利用数形结合思想解题.
四、解答题(本大题共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,,设直线l1,l2的交点为P.
(1)求P的坐标;
(2)若直线l过点P且在两坐标轴上的截距相等,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)联立两直线方程,即可求解.
(2)由已知条件可得,直线l的斜率为或直线l经过原点,再分类讨论,即可求解.
【小问1详解】
联立方程,解得,即P.
【小问2详解】
∵直线l在两坐标轴上的截距相等,∴直线l的斜率为或直线l经过原点,当直线l过原点时,∵直线l过点P,∴l的方程为;
当直线l斜率为时,∵直线l过点P,∴l的方程为,
综上所述,直线l的方程为或.
16. 已知圆C的圆心C在直线上,且圆C过,两点,
(1)求圆C的标准方程;
(2)过点作圆C的切线l,求切线l的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)求出线段的中垂线方程,和直线,即求得圆心坐标,接着求得半径,可得答案;
(2)设切线的方程,利用圆心到切线的距离等于半径,即可求得答案.
【小问1详解】
∵,∴线段的中垂线斜率为.
又线段的中点为,∴线段的中垂线方程为,即.
由可得,即,∴半径为,
∴圆C的标准方程为.
【小问2详解】
由题知,切线l的斜率存在,设切线l的斜率为k,
则,即.
∴,解得,,
∴l的方程为或.
17. 如图,是三棱锥的高,,,E是的中点.
(1)证明:平面;
(2)若,,,求二面角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)连接并延长交于点,连接、,根据三角形全等得到,再根据直角三角形的性质得到,即可得到为的中点从而得到,即可得证;
(2)建立适当的空间直角坐标系,利用空间向量法求出二面角的余弦的绝对值,再根据同角三角函数的基本关系计算可得.
【小问1详解】
证明:连接并延长交于点,连接、,
因为是三棱锥的高,所以平面,平面,
所以、,
又,所以,即,所以,
又,即,所以,,
所以
所以,即,所以为的中点,又为的中点,所以,
又平面,平面,
所以平面
【小问2详解】
解:过点作,如图建立空间直角坐标系,
因为,,所以,
又,所以,则,,
所以,所以,,,,
所以,
则,,,
设平面的法向量为,则,令,则,,所以;
设平面的法向量为,则,
令,则,,所以;
所以.
设二面角的大小为,则,
所以,即二面角的正弦值为.
18. 已知抛物线的焦点为F,点在抛物线C上,且.
(1)求实数m的值及抛物线C的标准方程;
(2)不过点M的直线l与抛物线C相交于A,B两点,若直线MA,MB的斜率之积为-2,试判断直线l能否与圆相切?若能,求此时直线l的方程;若不能,请说明理由.
【答案】(1);
(2)能与圆相切;.
【解析】
【分析】(1)根据点在抛物线上和抛物线的定义列出关于m、p的方程组,解之即可;
(2)设点和直线AB方程,根据两点坐标表示直线斜率和韦达定理求得,可知直线AB恒过定点且该定点在圆上M上,根据点M、N坐标求出k即可.
【小问1详解】
由题意得,
因为点在抛物线上,所以,
由抛物线的定义,得,
则,解得,
所以抛物线C的标准方程为;
【小问2详解】
由(1)得,设点,
则,所以,
得;设直线AB方程为,
有,
所以,所以,
得,所以直线AB方程为,
即直线AB恒过抛物线内部的定点,
又圆正好经过点,
当且仅当直线AB与半径MN垂直时直线AB与圆M相切,
此时,所以直线AB方程为.
19. 已知椭圆E:的一个顶点为,离心率.
(1)求椭圆E的方程;
(2)过点作斜率为k的直线与椭圆E交于不同的两点B,C,直线AB,AC分别与x轴交于点M,N.设椭圆的左顶点为D,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)依题意可得,,进而求出椭圆方程;
(2)首先表示出直线方程,设、,联立直线与椭圆方程,消元列出韦达定理,由直线,的方程,表示出,得到点为线段的中点,进而求解.
【小问1详解】
由题意可知,,所以,
则所求椭圆的方程为.
【小问2详解】
依题意过点的直线为,设、,不妨令,
由,消去整理得,
所以,解得,
所以,,
直线的方程为,令,解得,
直线的方程为,令,解得,
所以
,
因为点,则点为线段的中点,
所以.
【点睛】直线与圆锥曲线相交所成线段比值的求解步骤:
设出直线方程,利用韦达定理和判别式求出取值范围;
结合韦达定理将线段比值的表达式表示出来;
根据判别式中的范围采用分离变量,换元,基本不等式等方法进行求值.
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