内容正文:
核心素养测评(时间:45分钟
分值:80分)
五十九 抛物线
基础保分练
一、单选题
1.(5分)若抛物线y=ax2的焦点坐标是(0,1),则a=( )
A.1 B. C.2 D.
【解析】选D.因为抛物线的标准方程为x2=y,所以其焦点坐标为(0,),则有=1,a=.
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2.(5分)抛物线x2=y的准线方程为( )
A.y=- B.x=- C.y= D.x=
【解析】选A.由抛物线的标准方程可得,抛物线的焦点位于y轴正半轴上,焦点坐标为(0,),准线方程为y=-.
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3.(5分)在平面直角坐标系Oxy中,动点P(x,y)到直线x=1的距离比它到定点(-2,0)的距离小1,则P的轨迹方程为( )
A.y2=2x B.y2=4x
C.y2=-4x D.y2=-8x
【解析】选D.由题意知动点P(x,y)到直线x=2的距离与到定点(-2,0)的距离相等,
由抛物线的定义知,P的轨迹是以(-2,0)为焦点,x=2为准线的抛物线,所以p=4,轨迹方程为y2=-8x.
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4.(5分)过抛物线y2=4x的焦点的直线l交抛物线于P(x1,y1),Q(x2,y2)两点,如果x1+x2=5,则|PQ|等于( )
A.9 B.8 C.7 D.6
【解析】选C.抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线方程为x=-1.根据题意可得,
|PQ|=|PF|+|QF|=x1+1+x2+1=x1+x2+2=7.
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5.(5分)已知点F为抛物线y2=2px(p>0)的焦点,点P在抛物线上且横坐标为8,O为坐标原点,若△OFP的面积为2,则该抛物线的准线方程为( )
A.x=- B.x=-1
C.x=-2 D.x=-4
【解析】选B.抛物线y2=2px(p>0)的焦点F(,0),
将点P的横坐标代入抛物线得y2=16p,可得y=±4,
不妨令P(8,4),则S△OFP=××4=p=2,解得p=2,
则抛物线方程为y2=4x,其准线方程为x=-1.
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6.(5分)(一题多法)(2020·全国Ⅲ卷)设O为坐标原点,直线x=2与抛物线C:y2=2px(p>0)交于D,E两点,若OD⊥OE,则C的焦点坐标为( )
A.(,0) B.(,0)
C.(1,0) D.(2,0)
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法二:因为抛物线C关于x轴对称,所以D,E两点关于x轴对称.因为OD⊥OE,所以D,E两点横、纵坐标的绝对值相等.不妨设点D(2,2),将点D的坐标代入C:y2=2px,得4=4p,解得p=1,故C的焦点坐标为(,0).
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二、多选题
7.(5分)(2025·连云港模拟)已知抛物线C的焦点在直线x-2y+3=0上,则抛物线C的标准方程为( )
A.y2=12x B.y2=-12x
C.x2=-6y D.x2=6y
【解析】选BD.易知直线x-2y+3=0与坐标轴的交点分别为(-3,0), (0,),
当焦点为(-3,0)时,可知抛物线方程为y2=-12x;
当焦点为(0,)时,可知抛物线方程为x2=6y.
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8.(5分)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,直线l的斜率为且经过点F,与抛物线C交于A,B两点(点A在第一象限),与抛物线C的准线交于点D.若|AF|=8,则以下结论正确的是( )
A.p=4 B. =
C.|BD|=2|BF| D.|BF|=4
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【解析】选ABC.如图所示,分别过点A,B作抛物线C的准线的垂线,垂足分别为点E,M,连接EF.设抛物线C的准线交x轴于点P,则|PF|=p.因为直线l的斜率为,所以其倾斜角为60°.
因为AE∥x轴,所以∠EAF=60°,
由抛物线的定义可知,|AE|=|AF|,
则△AEF为等边三角形,
所以∠EFP=∠AEF=60°,则∠PEF=30°,
所以|AF|=|EF|=2|PF|=2p=8,得p=4,故A正确;
因为|AE|=|EF|=2|PF|,且PF∥AE,
所以F为AD的中点,则 = ,故B正确;
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因为∠DAE=60°,所以∠ADE=30°,
所以|BD|=2|BM|=2|BF|,故C正确;
因为|BD|=2|BF|,
所以|BF|=|DF|=|AF|=,故D错误.
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三、填空题
9.(5分)以坐标原点为顶点,以y轴为对称轴,并经过点P(-6,-3)的抛物线的标准方程为
________.
【解析】由题意设抛物线方程为x2=-2py(p>0),则(-6)2=-2p×(-3),p=6,
所以抛物线的标准方程为x2=-12y.
x2=-12y
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10.(5分)已知F是抛物线y2=16x的焦点,M是抛物线上一点,若FM的延长线交y轴于点
N,若3 =2 ,则|NF|=____.
【解析】易知焦点F的坐标为(4,0),准线l的方程为x=-4,如图,抛物线的准线l与x轴的
交点为A,作MB⊥l于点B,NC⊥l于点C,AF∥MB∥NC,
则=,
由3 =2 ,得=,又|CN|=4,|OF|=4,
所以=,|BM|=,|MF|=|BM|=,=,所以|NF|=16.
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四、解答题
11.(10分)过抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点F作直线l与抛物线C交于A,B两点.
(1)当点A的纵坐标为1时,|AF|=2,求抛物线C的方程;
【解析】(1)抛物线C:x2=2py(p>0)的准线方程为y=-,焦点为F(0,).
当点A的纵坐标为1时,|AF|=2,
所以1+=2,解得p=2,
所以抛物线C的方程为x2=4y.
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(2)若抛物线C上存在点M(-2,y0),使得MA⊥MB,求直线l的方程.
【解析】(2)因为点M(-2,y0)在抛物线C上,
所以y0==1,M点的坐标为(-2,1).
又直线l过点F(0,1),所以设直线l的方程为y=kx+1.
由得x2-4kx-4=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=4k,x1x2=-4,
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所以(x1+2)(x2+2)+(y1-1)(y2-1)=0,
所以-4+8k+4-4k2=0,解得k=2或k=0.
当k=0时,l过点M,不符合题意,所以k=2,
所以直线l的方程为y=2x+1.
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12.(10分)已知在抛物线C:x2=2py(p>0)的第一象限的点P(x,1)到其焦点的距离为2.
(1)求抛物线C的方程和点P的坐标;
【解析】(1)由1+=2,可得p=2,
故抛物线的方程为x2=4y,
当y=1时,x2=4,
又因为x>0,所以x=2,
所以点P的坐标为(2,1).
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(2)过点(-1,)的直线l交抛物线C于A,B两点,若∠APB的平分线与y轴垂直,求弦AB的长.
【解析】(2)由题意可得直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=k(x+1)+,A(x1,y1),
B(x2,y2),
由得x2-4kx-4k-2=0,
所以Δ=16k2+4(4k+2)>0,x1+x2=4k,x1x2=-4k-2,
因为∠APB的平分线与y轴垂直,所以kPA+kPB=0,
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所以kPA+kPB=+=0,
即+=0,
即x1+x2+4=0,又x1+x2=4k,
所以k=-1,x1+x2=-4,x1x2=2,
所以|AB|=|x1-x2|==4.
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创新提分练
13.(5分)(多选题)(2025·兰州模拟)如图,抛物线有如下光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出.已知抛物线y2=4x的焦点为F,一束平行于x轴的光线l1从点M(3,1)射入,经过抛物线上的点P(x1,y1)反射后,再经抛物线上另一点Q(x2,y2)反射,沿直线l2射出,则下列结论中正确的是( )
A.x1x2=1
B.kPQ=-
C.|PQ|=
D.l1与l2之间的距离为5
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【解析】选ABD.由抛物线的光学性质可知,直线PQ过抛物线的焦点F(1,0),
又MP是水平的,所以可得P(,1),
因此kPQ=kPF==-,故B正确;
易知直线PQ的方程为y=-(x-1),
联立直线PQ和抛物线方程得
消去y可得4x2-17x+4=0,
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由根与系数的关系可知x1+x2=,x1x2=1,故A正确;
由x1=可得x2=4,
所以点Q的坐标为(4,-4),
利用抛物线定义可知|PQ|=|PF|+|QF|=x1+x2+p=+2=,故C错误;
因为l1与l2平行,所以l1与l2之间的距离d=|y1-y2|=5,故D正确.
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14.(5分)(2025·锦州模拟)南宋晩期的龙泉窑粉青釉刻花斗笠盏如图1所示,这只杯盏
的轴截面如图2所示,其中光滑的曲线是抛物线的一部分,已知杯盏盛满茶水时茶水
的深度为3 cm,则该杯盏的高度为________.
cm
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【解析】以抛物线的顶点为坐标原点,对称轴为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系,依题意可得A(,3),
设抛物线的标准方程为x2=2py(p>0),
则=6p,解得p=,
所以抛物线的标准方程为x2=y,
可设B(,t),代入抛物线方程得=t,
可得t=,所以该杯盏的高度为3-+1=(cm).
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【解析】选B.法一:因为抛物线C关于x轴对称,所以D,E两点关于x轴对称.可得出直线x=2与抛物线的两交点的坐标分别为(2,2),(2,-2).不妨设D(2,2),E(2,-2),则=(2,2),=(2,-2).又因为OD⊥OE,所以·=4-4p=0,解得p=1,所以C的焦点坐标为(,0).
=(x1+2,y1-1),=(x2+2,y2-1).
因为MA⊥MB,所以·=0,
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