内容正文:
高二数学 第 1 页,共 4 页
2024-2025 学年度第一学期期末考试
高二级数学科试题
命题人:吴永恒 审题人:文钊颖
本试卷共 4 页,19 小题,满分 150 分,测试用时 120 分钟.
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.已知向量 ( )3,2,4m = − , ( )1, 3, 2n = − − ,则 m n+ =( )
A.2 2 B.8 C.3 D.9
2.《西游记》《三国演义》《水浒传》和《红楼梦》是中国古典文学瑰宝,并称为中国古典小说四大
名著.某中学为了解本校学生阅读四大名著的情况,随机调查了 100 学生,其中阅读过《西游记》
或《红楼梦》的学生共有 90 位,阅读过《红楼梦》的学生共有 80 位,阅读过《西游记》且阅读过
《红楼梦》的学生共有 60 位,则该校阅读过《西游记》的学生人数与该校学生总数比值的估计值
为( )
A.0.5 B.0.6 C.0.7 D.0.8
3.双曲线和椭圆
2
2 1
5
x
y+ = 共焦点,且一条渐近线方程是 3 0x y− = ,则此双曲线方程是( )
A.
2
2 1
3
x
y − = B.
2
2 1
3
y
x− =
C.
2
2 1
3
y
x − = D.
2
2 1
3
x
y− =
4.样本数据:11,12,15,13,17,18,16,22,36,30 的第 70 百分位数是( )
A.16 B.19 C.20 D.22
5.直线 sin 2 0x y + + = 的倾斜角的取值范围是( )
A. )0,π B.
π 3π
0 ,
4 4
,
C.
π
0,
4
D.
π π 3π
0
4 2 4
, ,
6.下列说法正确的是( )
A.若A , B 为两个事件,则“ A 与 B 互斥”是“ A 与 B 相互对立”的必要不充分条件
B.若A , B 为两个事件,则 ( ) ( ) ( )P A B P A P B+ = +
C.若事件A , B ,C 两两互斥,则 ( ) ( ) ( ) 1P A P B P C+ + =
D.若事件A , B 满足 ( ) ( ) 1P A P B+ = ,则A 与 B 相互对立
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7.已知抛物线C 的方程为
21
4
y x= ,F 为其焦点,点 N 坐标为 ( )0, 4− ,过点F 作直线交抛物线C
于A 、 B 两点,D是 x 轴上一点,且满足 DA DB DN= = ,则直线 AB的斜率为( )
A.
15
2
B.
11
2
C. 2 D. 3
8.设a c b ,如果把函数 ( )y f x= 的图象被两条直线 ,x a x b= = 所截的一段近似地看作一条
线段,则下列关系中, f (c) 的最佳近似表示式是( )
A. ( ) ( ) ( )
1
2
f c f a f b= + B. ( ) ( ) ( ) f c f a f b=
C. ( ) ( ) ( ) ( )
c a
f c f a f b f a
b a
−
= + − −
D. ( ) ( ) ( ) ( )
c a
f c f a f b f a
b a
−
= − − −
二、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.点 P 在圆
2 2
1 : 1C x y+ = 上,点Q在圆
2 2
2 : 6 8 24 0C x y x y+ − + + = 上,则( )
A. | |PQ 的最小值为 3 B. | |PQ 的最大值为 7
C.两个圆心所在的直线斜率为
4
3
− D.两个圆相交弦所在直线的方程为6 8 25 0x y− − =
10.已知椭圆
2 2
2 2
: 1( 0)
x y
C a b
a b
+ = 的左、右焦点分别为 1 2,F F ,点 P 在C 上,且 1PF 的最大值
为 3,最小值为 1,则( )
A.椭圆C 的离心率为
1
2
B. 2 1PF F 的周长为4
C.若 2 1 90F PF = ,则 2 1PF F 的面积为3 D.若 1 2 4PF PF = ,则 2 1 60F PF =
11.如图,在棱长为 2 的正方体 1 1 1 1ABCD A B C D− 中,M 是棱 BC的中点, N 是棱 1DD 上的动点
(含端点),则下列说法中正确的是( )
A.三棱锥 1A AMN− 的体积为定值
B.若 N 是棱 1DD 的中点,则过 A,M,N的平面截正方体
1 1 1 1ABCD A B C D− 所得的截面图形的周长为
7 5
2
C.若 CN与平面 1AB C 所成的角为,则
3 6
sin ,
3 3
D.若 N 是棱 1DD 的中点,则四面体 1D AMN− 的外接球的表面积为7π
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三、填空题:本题共 3小题,每小题 5 分,共 15分.
12.总体由编号为01,02,03, ,49,50的 50 各个体组成,利用随机数表(以下摘取了随机数表中第
1 行和第 2 行)选取 5 个个体,选取方法是从随机数表第 1 行的第 9 列和第 10 列数字开始由左向
右读取,则选出来的第 4 个个体的编号为 .
66 67 40 67 14 64 05 71 95 86 11 05 65 09 68 76 83 20 37 90
57 16 00 11 66 14 90 84 45 11 75 73 88 05 90 52 27 41 14 86
13.如果双曲线
2 2
1
4 12
− =
x y
上一点 P 到它的右焦点的距离是8,那么点 P 到它的左焦点的距离
是 .
14.已知抛物线 C: 2 8y x= 的焦点为 F, ( )4,0M ,过点 M作直线 ( )3 3 2 0x a y a+ − − − = 的
垂线,垂足为 Q,点 P是抛物线 C上的动点,则(1)抛物线C 的准线方程为__________________;
(2) PF PQ+ 的最小值为 .
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.(本小题 13 分)
某校组织全体学生参加“数学以我为傲”知识竞赛,现从中随机抽取了 100 名学生的成绩组成样本,
并将得分分成以下 6 组: )40,50 , )50,60 , )60,70 ,……, 90,100 ,统计结果如图所示:
(1)试估计这 100 名学生得分的众数、中位数;(中位数保留小数点后 2 位)
(2)试估计这 100 名学生得分的平均数(同一组中的数据用
该组区间中点值代表);
(3)现在按分层抽样的方法在 )80,90 和 90,100 两组中抽取
5 人,再从这 5 人中随机抽取 2 人参加这次竞赛的交流会,
求至少有一人在 90,100 的概率.
16.(本小题 15 分)
已知 (1, 2)A 、 (3,6)B ,动点 P 满足 4PA PB = − ,设动点 P 的轨迹为曲线C .
(1)求曲线C 的标准方程;
(2)求过点 (1, 2)A 且与曲线C 相切的直线的方程.
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17.(本小题 17 分)
在四棱锥P ABCD− 中,PD ⊥底面 , ,ABCD CD AB∥
1, 2, 3AD DC CB AB DP= = = = = .
(1)证明: AB //平面 PDC ;
(2)证明:BD PA⊥ ;
(3)求 PD与平面PAB所成的角的正切值.
18.(本小题 15 分)
某项选拔共有四轮考核,每轮设有一个问题,能正确回答问题者进入下一轮考核,否则即被淘
汰.已知某选手能正确回答第一、二、三、四轮的问题的概率分别为
4 3 2 1
, , ,
5 5 5 5
,且各轮问题能否
回答正确互不影响.
(1)求该选手进入第四轮才被淘汰的概率;
(2)求该选手至多进入第三轮考核的概率.
19.(本小题 17 分)
对抛物线
21 ( 0)
2
y x p
p
= ,定义:点 0,
2
p
F
叫做该抛物线的焦点,直线
2
p
y = − 叫做该抛物线的准
线,且该抛物线上任意一点到焦点的距离与它到准线的距离相等.运用上述材料解决以下问题:
如图,已知抛物线C : 2 8y ax ax= − 的图象与 x 轴交于O、A 两点,且过点 ( )2, 3B − .
(1)求抛物线C 的解析式和点 A坐标;
(2)若将抛物线 C的图象向左平移 4 个单位,再向上平移 4 个单位得到抛物线 D的图象.
①设M 为抛物线D上任意一点,MN x⊥ 轴于点 N,求 MN MA+ 的最小值;
②直线 l过抛物线 D的焦点且与抛物线 D交于 ,P Q 两点,证明:以 PQ为直径的圆与抛物线 D的准
线相切.
答案第 1 页,共 11 页
高二期末考试数学科参考答案:
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C C C B A B C
题号 9 10 11
答案 ABC AD AC
12. 09. 13. 4或12 . 14. (1) 2x = − ;(2)
11
2
.
15.(1)众数 75;中位数71.67 (2) 70.5 (3)
7
10
【详解】(1)由频率分布直方图可知,第 4 组频率最大,估计众数为:75; ----2 分
在 )40,70 内频率之和为10 (0.010 0.015 0.020) 0.45 + + = ,
设中位数为m ,由图可知中位数在[70,80) ,
由 ( 70) 0.03 0.05m− = ,得中位数 71.67m -------4 分
(2)由频率分布直方图的数据,估计这 100 名学生得分的平均数:
(45 0.01 55 0.015 65 0.02 75 0.03x = + + + 85 0.015 95 0.01) 10 70.5+ + =
-----8 分(列式 2 分,答案 2 分)
(3)在[80,90)和 90,100 两组中的人数分别为:
100 (0.015 10) 15 = 人和100 (0.01 10) 10 = 人, -----9 分
所以在[80,90)分组中抽取的人数为
15
5 3
10 15
=
+
人,记为 a,b,c,
在 90,100 分组中抽取的人数为 2 人,记为 1,2,
所以这 5 人中随机抽取 2 人的情况有:
{( ), ( ), ( ), ( 1), ( 2), ( 1), ( 2), ( 1), ( 2), (12)}ab ac bc a a b b c c = ,
-----10 分 (要列举才给分,可以是列表,或树状图等)
共 10 种等可能取法, -----11 分
至少有一人得分在 90,100 的情况有 7 种, -----12 分 (不列举不扣分)
所以所求概率为
7
10
P = . -------------13 分
16.(1) ( ) ( )
2 2
2 4 1x y− + − = (2) 1x = 或3 4 5 0x y− + = .
【详解】(1)设𝑃(𝑥, 𝑦),则 (1 ,2 )PA x y= − − , (3 ,6 )PB x y= − − , ----2 分
答案第 2 页,共 11 页
由 ( )( ) ( )( )1 3 2 6 4PA PB x x y y = − − + − − = − , ------4 分
得 ( ) ( )
2 2
2 4 1x y− + − = ,
所以曲线C 的标准方程为 ( ) ( )
2 2
2 4 1x y− + − = . ------7 分
(2)曲线C 是以 ( )2,4 为圆心,1 为半径的圆,
过点 (1, 2)A 的直线若斜率不存在,直线方程这 1x = ,
满足与圆C 相切; -------9 分
过点 (1, 2)A 的切线若斜率存在,
设切线方程为 ( )2 1y k x− = − ,即 2 0kx y k− + − = , ---10 分
有圆心到直线距离
2
2 4 2
1
1
k k
d
k
− + −
= =
+
, -----12 分
解得
3
4
k = , ---13 分
则方程为3 4 5 0x y− + = . --------14 分
过点 (1, 2)A 且与曲线C 相切的直线的方程为 1x = 或3 4 5 0x y− + = . -------15 分
17.(1)证明: ,CD AB∥ 又 ,AB PDC DC PDC 平面 平面 , --------2 分
AB //平面 PDC ; -----3 分
(2)证明:在四边形 ABCD中,作DE AB⊥ 于E,CF AB⊥ 于F ,
因为 / / , 1, 2CD AB AD CD CB AB= = = = ,
所以四边形 ABCD为等腰梯形, -----4 分
所以
1
2
AE BF= = ,
故
3
2
DE = , 2 2 3BD DE BE= + = ,
所以 2 2 2AD BD AB+ = ,
所以 AD BD⊥ , -------6 分
因为PD ⊥平面 ABCD,BD平面 ABCD,
所以PD BD⊥ , -------7 分
又 =PD AD D , -------8 分
所以BD ⊥平面PAD, ------9 分
答案第 3 页,共 11 页
又因为PA平面PAD,
所以BD PA⊥ ; ---------10 分
(3)解: , ,DA DP DB 两两互相垂直,以D为原点建立如图所以的空间直角坐标系,
------11 分
3BD = ,则 ( ) ( ) ( )1,0,0 , 0, 3,0 , 0,0, 3A B P , ------12 分
则 ( ) ( ) ( )1,0, 3 , 0, 3, 3 , 0,0, 3AP BP DP= − = − = ,
设平面PAB的法向量 ( ), ,n x y z= ,
则有
3 0
{
3 3 0
n AP x z
n BP y z
= − + =
= − + =
, -------13 分
可取 ( )3,1,1n = , ------14 分
则
5
cos ,
5
n DP
n DP
n DP
= = , ------15 分
设PD与平面PAB所成角为 , [0, ]
2
,
所以
5 2 5
sin cos , , cos
5 5
n DP = = = ------16 分
所以
sin 1
tan
cos 2
= =
所以PD与平面PAB所成角的正切值为
1
2
. -------17 分
18.【详解】(1)记D :该选手进入第四轮才被淘汰, ------1 分
记 ( )1,2,3,4iA i = 表示该选手能正确回答第 i个问题,
则 ( ) ( ) ( ) ( )1 2 3 4
4 3 2 1
, , ,
5 5 5 5
P A P A P A P A= = = = .
该选手进入第四轮才被淘汰就是前三轮答题成功,第四轮没有成功,
即 1 2 3 4D A A A A= -----2 分
各轮问题能否回答正确互不影响,
所以所求概率是
答案第 4 页,共 11 页
( ) ( ) ( ) ( ) ( )1 2 3 4 1 2 3 4
4 3 2 1 96
( ) 1
5 5 5 5 625
P D P A A A A P A P A P A P A
= = = − =
.
--------7 分(互不影响或独立,占 1 分)
(2)记M :该选手至多进入第三轮考核,即可能第一轮被淘汰,可能第二轮被淘汰,
可能第三轮被淘汰,这三种情况又是互斥的, -------9 分(事件 1 分,互斥 1 分)
所以所求概率为 ( ) ( ) ( ) ( )1 1 2 1 2 3 1 1 2 1 2 3( )P M P A A A A A A P A P A A P A A A= + + = + + ---
4 4 3 4 3 2 101
1 1 1
5 5 5 5 5 5 125
= − + − + − =
. ------14 分(部分对得部分分)
综上,(1)求该选手进入第四轮才被淘汰的概率为
96
625
;(2)求该选手至多进入第三轮考核的
概率为
101
125
. ---------15 分(下结论 1 分)
19.【详解】(1)把 (2, 3)B − 代入 2 8y ax ax= − 得: 4 16 3a a− = − ,解得
1
4
a = ,
所以抛物线 C的解析式为
21 2
4
y x x−= ; -------3 分
在
21 2
4
y x x−= 中,令 0y = 得, 0x = 或 8x = ,所以 (8,0)A . -----5 分
(2)①根据题意,抛物线D解析式为
2 21 1( 4) 2( 4) 4
4 4
y x x x= + − + + = , ----6 分
所以抛物线D的焦点为(0,1),准线为 1y = − , -----7 分
设抛物线D的焦点为F ,延长MN 交直线 1y = − 于点 R ,连接 AF 、MF , AF 交抛物线于
点T ,如图:
由抛物线焦点和准线的性质可得 RM MF= ,
RN MN NA MF MA+ + = + , ----8 分
因为 1RN = ,所以 1MN NA MF MA+ = + − ,
因为 MF MA AF+ ,
所以点M 与点T 重合时 MF MA+ 的值最小, -------9 分
此时 1 1MN NA MF MA AF+ = + − = − 的值最小,
因为 90AOF = , 1OF = , 8OA = , 2 21 8 65AF = + = , 1 65 1AF − = − ,
所以 MN MA+ 的最小值为 65 1− . ---------11 分
答案第 5 页,共 11 页
②证明:设直线 l的解析式为 1y mx= + , -------12 分
由 2
1
1
4
y mx
y x
= +
=
,得
2
2 2
2 2 1
2 2 1 1
x m m
y m m m
= + +
= + + +
或
2
2 2
2 2 1
2 2 1 1
x m m
y m m m
= − +
= − + +
, -----13 分
不妨设 2 2 2(2 2 1,2 2 1 1)P m m m m m+ + + + + , 2 2 2(2 2 1,2 2 1 1)Q m m m m m− + − + + ,
以 PQ为直径的圆,圆心为 PQ的中点即 2(2 ,2 1)m m + , -----14 分
2 2 2 2 2(4 1) (4 1 4( )) 1m mP m mQ + += =+ + , ------15 分
抛物线D的准线为 1y = − ,以 PQ为直径的圆圆心到准线的距离为
( ) ( )2 2 2
1
2 1 1 2 2 2 1
2
m m m PQ+ − − = + = + = , -------16 分
所以以 PQ为直径的圆与抛物线D的准线相切. ------17 分
【客观题详解】
1.C
【详解】 ( ) ( ) ( )3,2,4 1, 3, 2 2, 1,2m n+ = − + − − = − −
( ) ( )
2 2 22 1 2 3m n+ = − + − + = 故选:C
2.C
【详解】由题意得,阅读过《西游记》的学生人数为 90-80+60=70,则其与该校学生人数
之比为 70÷100=0.7.故选 C.
3.C
【详解】椭圆方程为:
2
2 1
5
x
y+ = ,其焦点坐标为 ( 2 0) ,设双曲线的方程为
2 2
2 2
1
x y
a b
− =
椭圆与双曲线共同的焦点 2 2 4a b+ = ,①
一条渐近线方程是 3 0, 3
b
x y
a
− = = ,②
答案第 6 页,共 11 页
解①②组成的方程组得 1, 3a b= = ,所以双曲线方程为
2
2 1
3
y
x − = . 故选:C.
4.C
【详解】共有 10 个数,10 70% 7 = ,故从小到大排列,选择第 7 个数和第 8 个数的平均
数作为第 70 百分位数,即 20 为第 70 百分位数.
故选:C.
5.B 教材《选择性必修一》第 102 页第 1 题第(2)小题改编
【详解】设直线的倾斜角为 .
因为, 1 sin 1− , sink = − ,所以, 1 1k− .
又 tank = ,则 1 tan 1− .
当
π
0,
2
时, ( ) tanf = 单调递增,解 1 tan 1− ,可得
π
0
4
;
当
π
,π
2
时, ( ) tanf = 单调递增,解 1 tan 1− ,可得
3π
π
4
.
综上所述,
π 3π
0 ,π
4 4
, .
故选:B.
6.A
【详解】对于 A,若事件A 与 B 互斥,则A 与 B 不一定相互对立,
但A 与 B 相互对立,则A 与 B 一定互斥,故“ A 与 B 互斥”是“ A 与 B 相互对立”的必要不充分
条件,故 A 正确;
对于 B,若A , B 为两个事件,则 ( ) ( ) ( ) ( )P A B P A P B P A B+ = + − ,故 B 错误;
对于 C,若事件A , B ,C 两两互斥,则 ( ) ( ) ( ) 1P A P B P C+ + = 不一定成立,
如:抛掷一枚均匀的骰子一次,记 A =“向上的点数为 1”,B =“向上的点数为 2”,C = “向
上的点数为 3”,
事件A , B ,C 两两互斥,但
1 1 1 1
( ) ( ) ( )
6 6 6 2
P A P B P C+ + = + + = .故 C 错误;
对于 D,抛掷一枚均匀的骰子,所得的点数为偶数的概率是
1
2
,
抛掷一枚硬币,正面向上的概率是
1
2
,满足 ( ) ( ) 1P A P B+ = ,但是A 与 B 不对立,故 D 错
误. 故选:A.
7.B
【详解】设𝐴(𝑥1, 𝑦1),𝐵(𝑥2, 𝑦2), ( ),0D a ,直线 AB方程为 1y kx= + ,
答案第 7 页,共 11 页
联立直线与抛物线方程 2
1
1
4
y kx
y x
= +
=
,可得 2 4 4 0x kx− − = ,
显然 0 ,所以 1 2 4x x = − .
又 2 24DA DB DN a= = = + ,即 ( ) ( )
2 22 2 2 2
1 1 2 2 4x a y x a y a− + = − + = + ,
即
2 2
1 1 12 16 0x y ax+ − − = ,
2 2
2 2 22 16 0x y ax+ − − = ,
故𝐴(𝑥1, 𝑦1),𝐵(𝑥2, 𝑦2)是方程
2 2 2 16 0x y ax+ − − = 的解,
将 1y kx= + 代入方程 2 2 2 16 0x y ax+ − − = ,
整理得 ( ) ( )2 21 2 2 15 0k x k a x+ + − − = ,显然 0 ,
1 22
15
4
1
x x
k
− = = −
+
,
2 11
4
k = ,即
11
2
k = .
故选:B.
8.C 教材《选择性必修一》第 102 页第 9 题
【详解】根据点斜式方程得
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ( ) ( ))
f b f a c a
f c f a c a f c f a f b f a
b a b a
− −
− = − = + −
− −
,选 C.
9.ABC
【详解】圆
2 2
1 : 1C x y+ = 的圆心坐标 1(0,0)C ,半径 1r =
圆
2 2
2 : 6 8 24 0C x y x y+ − + + = ,即
2 2( 3) ( 4) 1x y− + + = 的圆心坐标 2(3, 4)C − ,半径 1R =
∴圆心距 2 2
1 2 ( 4 0) (3 0) 5C C = − − + − =
又 P 在圆 1C 上,Q在圆 2C 上
则 PQ 的最小值为 1 2min 3PQ C C R r= − − = ,最大值为 1 2max 7PQ C C R r= + + = .
故 A、B 正确;
两圆圆心所在的直线斜率为
1 2
4 0 4
3 0 3
C Ck
− −
= = −
−
,C 正确;
圆心距 2 2
1 2 ( 4 0) (3 0) 5C C = − − + − = 大于两圆半径和,两圆外离,无相交弦,D 错误.
故答案为:ABC
答案第 8 页,共 11 页
10.AD
【详解】对 A,由题意 3a c+ = , 1a c− = ,故 2a = , 1c = ,故 A 正确;
对 B, 2 1PF F 的周长为 2 2 6a c+ = ,故 B 错误;
对 C,
( )
2 22 2 2
1 2 1 2 2 11 2 2 1
2 1
1 2 1 2
2
cos
2 2
PF PF PF PF F FPF PF F F
F PF
PF PF PF PF
+ − −+ −
= =
,
( ) ( )
2 22 2
2
1 2 2 1 1 2 2 1
2 2
1 2 1 2
2
1 1
2
2
2
PF PF F F PF PF F F b
PF PF aPF PF
+ − + −
= − = −
+
,当且仅当 1 2PF PF= 时,等
号成立,
因为 cosy = 在 (0,π)上递减,所以此时 2 1F PF 最大,又 2a = , 1c = ,所以 2 1F PF 的最大
值为60 , 2 1 90F PF = ,不成立,故 C 错误;
对 D,由余弦定理
2 2 2
2 1 1 2 1 2 2 12 cosF F PF PF PF PF F PF= + −
( ) ( )
2
1 2 1 2 2 12 1 cosPF PF PF PF F PF= + − + ,即 ( )2 14 16 2 4 1 cos F PF= − + ,
解得 2 1
1
cos
2
F PF = ,故 2 1 60F PF = ,故 D 正确; 故选:AD
11.AC
【详解】对于 A,连接 1A M ,因为 1 1/ /DD AA ,
1AA 平面 1A AM , 1DD 平面 1A AM ,所以 1 / /DD 平面 1A AM ,
又点 N 是棱 1DD 上的动点(含端点),
所以点 N 到平面 1A AM 的距离为定值,设为d ,
则
1 1 1
1 1 2 5 5
3 3 2 3
A AMN N A AM A AMV V S d d d− −
= = = = ,为定值,故 A 正确;
对于 B,如图,
四边形 AMHN 为过 A,M,N的平面截正方体 1 1 1 1ABCD A B C D− 所得的截面图形,
因为平面 1 1 / /A ADD 平面 1 1B BCC ,
且平面 1 1A ADD 平面 AMHN AN= , 且平面 1 1B BCC 平面 AMHN MH= ,
答案第 9 页,共 11 页
根据面面平行的判断定理知, / /AN MH ,
又因为 ,M N 为中点,所以H 为四等分点,
则四边形 AMHN 的周长为:
5 17 5 5 17
5 5
2 2 2
AM MH HN AN
+
+ + + = + + + = ,故 B 错误;
对于 D,如图所示,连接 1AD ,取 AD的中点为M ,
连接MM ,设 1AD N 外接圆圆心为O ,外接球球心为O ,
连接O M ,则OE O M= ,
在 1AD N 中,设其外接圆半径为 r ,
由正弦定理知,
1
5
10 2
sin 2
2
AN
r
AD N
= = =
,所以
10
2
r = ,即
10
2
O N = ,
依题易得 1AND DM A ,故 AM D AND = ,
弦 1AD 所对的圆周角相等,故 1, , ,A M N D 四点共圆,则
10
2
O M O N= = ,
设外接球半径为 R ,过O作OE MM⊥ ,交MM 于E ,
则在Rt OEM△ 中, 2 2 2OM OE ME= + , 即 ( )
2
22 10 2
2
R OO
= + −
,①
在Rt OO N 中, 2 2 2ON OO O N= + , 即
2
2 2 10
2
R OO
= +
,②
联立①②,解得
2 71,
2
OO R= = , 故外接球的表面积为 24π 14πR = , 故 D 错误;
对于 C,以A 为坐标原点,建立如下图所示空间直角坐标系,
则 ( ) ( ) ( ) ( ) 10,0,0 , 2,0,2 , 2,2,0 , 0,2, , 0,2A B C N ,
则 ( ) ( ) ( )1 2,0,2 , 2,2,0 , 2,0,AB AC CN = = = − ,
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设平面 1AB C 的法向量 ( ), ,n x y z= ,
则
1 0 2 2 0
2 2 00
n AB x z
x yn AC
= + =
+ = =
,
令 1x = ,则 1y z= = − ,故 ( )1, 1, 1n = − − ,
则
2
2
sin cos ,
3 4
n CN
n CN
n CN
+
= = =
+
,
2
2 2
3 4 4 3 4
1
3 4 3 4
+ +
= = +
+ +
,
当 0 = 时,
3
sin
3
= ,
当 0 时,
2
3 4 3 4 3 4 6
sin 1 1 1
43 4 3 3 34
2
= + = + + =
+
+
,
当且仅当 2 = 时等号成立,
又
2
3 4 3
sin 1
3 4 3
= +
+
,
综上可知,
3 6
sin ,
3 3
,故 C 正确, 故选:AC.
【点睛】与球有关的组合体问题,一种是内切,一种是外接.解题时要认真分析图形,明
确切点和接点的位置,确定有关元素间的数量关系,并作出合适的截面图,如球内切于正
方体,切点为正方体各个面的中心,正方体的棱长等于球的直径;球外接于正方体,正方
体的顶点均在球面上,正方体的体对角线长等于球的直径.
12.09
【分析】根据随机数表法选出满足要求的编号,依次是 14,05,11,09,得到答案.
【详解】从随机数表第 1 行的第 9 列和第 10 列数字开始,
依次是 14,05,11,09, ∴第四个数字是 09.
13. 4或12
【详解】设双曲线
2 2
1
4 12
− =
x y
的左、右焦点为 1 2,F F ,则 2, 4 12 4a c= = + = ;
则 2| | 8PF = ,
由双曲线定义可得 1 2|| | | || 2 4PF PF a− = = ,即 1|| | 8 | 4PF − = ,
答案第 11 页,共 11 页
所以 1| | 4PF = 或 1| | 12PF = ,由于 2c a− = ,
故点 P 到它的左焦点的距离是 4或12,
14.(1) 2x = − ;(2)
11
2
【详解】
由 ( )3 3 2 0x a y a+ − − − = 得 ( )3 3 2 0a y x y− + − − = ,
所以直线 ( )3 3 2 0x a y a+ − − − = 过点 ( )5, 3A .
连接 AM,则 1 3 2AM = + = ,由题意知点 Q在以 AM为直径的圆上,设 ( ),Q x y ,所以点
Q的轨迹方程为
22
9 3
1
2 2
x y
− + − =
(不包含点 ( )4, 3 ),
记圆
22
9 3
1
2 2
x y
− + − =
的圆心为
9 3
,
2 2
N
,过点 Q,P,N分别作准线 2x = − 的垂
线,垂足分别为 B,D,S,连接 DQ,则
9 11
1 2 1
2 2
PF PQ PD PQ DQ QB NS+ = + − = + − = ,当且仅当 B,P,Q,N四点
共线且点 Q在 PN中间时等号同时成立,所以 PF PQ+ 的最小值为
11
2
.
故答案为;
11
2