内容正文:
2025学年第一学期丽水发展共同体期中联考
高二年级数学学科试题
考生须知:
1.本卷共4页满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字.
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效.
4.考试结束后,只需上交答题纸.
选择题部分
一、单项选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.
1. 已知空间向量,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据空间向量的数量积坐标运算,计算即可.
【详解】对于A:,故A错误;
对于B:,故B错误;
对于C:,故C错误;
对于D:,故D正确.
故选:D
2. 顶点在坐标原点,焦点坐标为的抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据抛物线的标准方程与焦点的关系求解即可.
【详解】焦点坐标为在轴正半轴上,可设抛物线方程为,
又,则,故抛物线的标准方程为.
故选:C
3. 若直线被圆截得的弦长为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据圆的弦长公式和点到直线的距离公式求出结果.
【详解】圆圆心坐标为,半径为2,
圆心到直线的距离为.
因为圆的弦长为,所以根据勾股定理得,解得.
故选:A.
4. 已知是两条不同的直线,是两个不同的平面,则下列命题正确的是( )
A. 若且,则
B. 若且,则
C. 若且,则
D. 若且,则
【答案】D
【解析】
【分析】由空间中直线与直线、直线与平面及平面与平面位置关系逐一核对四个选项得答案.
【详解】若且,则可以是相交平面且交线平行,故A错误;
若且,则可以平行,故B错误;
若且,则可以平行,故C错误;
若且,则,故D正确.
故选:D.
5. 如图,在平行六面体中,,,则线段的长为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由空间向量线性运算,可得,利用数量积运算性质即可得出.
【详解】,
又,,,,
,
;
故选:B.
6. 已知点在棱长为1的正方体的内部且满足,则点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意画出图形,分别以为轴作出空间直角坐标系,写出相应的坐标,根据求出的坐标,然后利用点到直线距离的向量法公式计算即可.
【详解】分别以为轴建立如图所示的空间直角坐标系,
因为正方体的棱长为1,
所以
所以,
由,
所以,
所以,
又,
,
所以,
所以点到直线的距离为:
故选:C.
7. 已知抛物线的焦点为,斜率为的直线与交于两个不同的点,且为线段的一个三等分点,则( )
A. 4 B. 8 C. 12 D. 16
【答案】B
【解析】
【分析】设,,应用向量数量关系的坐标表示得到,再令有,结合斜率的两点式求.
【详解】设,不妨设,
所以,则,
令,所以,则,
由,所以.
故选:B
8. 阅读材料:空间直角坐标系中,过点且一个法向量为的平面的方程为.阅读上面材料,解决下面问题:已知平面的方程为,直线是平面与平面的交线,则直线与平面所成角的正弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题目材料确定平面的法向量,由于同时满足两个平面方程的点在交线上,因此可取两个特殊点,作为交线的方向向量,再求解即可.
【详解】由题意可知,平面的法向量.
因为直线是平面与平面的交线,
因此直线上的点均满足两个平面方程, 我们可以取上的两个点,来计算直线的一个方向向量.
令,则,即在交线上;
令,则,即在交线上.
故直线的方向向量.
设直线与平面所成角为,则.
故选:A.
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,有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错得0分.
9. 下列说法中不正确的是( )
A. 平面内与一个定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹是抛物线
B. 平面内与两个定点和的距离之和等于4的点的轨迹是椭圆
C. 平面内与两个定点和的距离之差等于3的点的轨迹是双曲线
D. 平面内与两个定点和的距离之比等于2的点的轨迹是圆
【答案】ABC
【解析】
【分析】对A,举反例,定点在直线上判断即可;对B,根据判断即可;对C,根据双曲线的定义判断即可;对D,设所求点为,再根据条件化简求解即可.
【详解】对A,当定点在直线上时,轨迹为过且与垂直的直线,故A错误;
对B,平面内与两个定点和的距离之和等于4的点的轨迹是线段,故B错误;
对C,平面内与两个定点和的距离之差等于3的点的轨迹是双曲线的一支,不是双曲线,故C错误;
对D,设所求点为,则,即,
则,化简可得,轨迹是圆,故D正确.
故选:ABC
10. 倾斜角为的直线与抛物线相交于不同两点,且,则( )
A. 的准线方程为
B. 当时,
C. 存在,使(为坐标原点)
D. 对任意的,总存在点,使(为坐标原点)
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据抛物线的性质、直线与抛物线的位置关系、向量的数量积以及角平分线的性质逐一分析.
【详解】对于选项A,抛物线中,,准线方程为,故A正确.
对于选项B,当时,直线的斜率为,设直线的方程为,
联立直线与抛物线,得,
由韦达定理可知,,,
当,方程,此时判别式,直线与抛物线只有一个交点,不符合题意,舍去,
当,方程,由韦达定理可知,
根据抛物线的焦点弦长公式,故B正确.
对于选项C,
设直线的方程为,联立直线与抛物线,得,
由韦达定理可知,
,且,,即,则
若,则,,,
当时,;当时,,
不存在,使(为坐标原点)故C错误.
对于选项D,设,若(为坐标原点),则直线与直线的斜率之和为,即,
,则,
即,将代入,得,化简得,即,
不一定为,,即,
由以上可知,则,
对任意的,总存在点,使(为坐标原点),故D正确.
故选:.
11. 已知E,F,G,H分别是正方体的棱的中点,,则( )
A. 直线与直线异面
B. 直线交于同一点
C. 过三点的平面截正方体所得截面图形的周长为
D. 动点K在侧面内(含边界),且,则动点K的轨迹长度为
【答案】BC
【解析】
【分析】根据题意画出立体图形,再依据平行直线共面、中位线性质、动点轨迹等知识逐一对每个选项进行分析,从而选出正确选项.
【详解】A选项,G,H分别是的中点,则,又,则,所以共面,所以A错误;
B选项,取中点为M,延长交于点N,连接,如图1,因为且是的中点,
所以,且.同理,延长交于点T,则,
即点N与点T重合,直线交于同一点,所以B正确;
C选项,延长交于点Q,连接交于点P,如图2,则同B选项,易证,P为的中点,
所以四边形为过点的截面,,
所以截面周长为,所以C正确;
图1 图2
D选项,因为平面,所以,即,所以,
因此K的轨迹是以A为圆心,为半径的圆,所以轨迹长度为,所以D错误.
故选:BC.
非选择题部分
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知直线经过,两点,则直线的倾斜角为______.
【答案】##
【解析】
【分析】先根据过两点的直线斜率公式求出直线的斜率,再结合直线倾斜角与斜率的关系求出倾斜角.
【详解】由直线经过,两点,得直线的斜率,
设直线的倾斜角为,所以,解得.
故答案为:
13. 有一个封闭的正三棱柱容器,高为,内装水若干(如图1,底面处于水平状态),将容器放倒(如图2,一个侧面处于水平状态),这时水面与各棱交点、、、分别为所在棱的中点,则图1中水面的高度为_______.
【答案】
【解析】
【分析】设正三棱柱的底面边长为,在图1中,设水面的高度为,根据图1和图2中水的体积相等可得出关于的等式,即可解得的值.
【详解】设正三棱柱的底面边长为,则,
在图1中,设水面的高度为,则水的体积为,
在图2中,易知几何体为直棱柱,
因为为等边三角形,且、分别为、的中点,
则,且,则是边长为的等边三角形,
且,
则水的体积为,解得.
故答案为:.
14. 设椭圆与双曲线的离心率分别为,双曲线的渐近线的斜率的绝对值小于,则的取值范围是___________.
【答案】
【解析】
【分析】因为,再由,,设,可得,两边平方即可求解.
【详解】因为双曲线的渐近线的斜率绝对值小于,
所以,则,,
设,则
所以;由于,
因为,所以,则,则,
因为,所以
故答案为:
四、解答题:本大题共5小题,共77分.
15. 已知圆过,两点,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)设点是直线上的动点,、是圆的两条切线,、为切点,求切线长的最小值及此时四边形的面积.
【答案】(1);(2)2, .
【解析】
【分析】(1)设出圆心坐标和半径,由待定系数法即可得圆的方程.
(2)由题意利用圆的几何性质将原问题进行等价转化,然后结合点到直线的距离公式即可求得最终结果.
【详解】(1)根据题意,设圆的圆心为,半径为,
则有,解可得,,;
故要求圆的方程为;
(2)根据题意,而,
当最小时,的最小
而的最小值为点到直线的距离,则的最小值为
;
故的最小值为2,
四边形的面积,
故此时四边形面积为.
【点睛】本题主要考查了圆的方程的求解,求某一动点所作圆的切线的最小值,以及切线与半径所围成的四边形面积的最小值,属于中档题.
16. 如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点,作EF⊥PB交PB于点F.
(1)求证:PA∥平面EDB;
(2)求证:PB⊥平面EFD;
(3)求平面CPB与平面PBD的夹角的大小.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析 (3).
【解析】
【分析】(1)连接AC,交BD于O,连接EO,通过证明PA//EO 可证明结论;
(2)通过证明DE平面PBC,可得,结合可得平面;
(3)由题意易知是平面与平面的夹角,且,分别求出的值,利用,即可求出答案.
【小问1详解】
连接AC,交BD于O,连接EO.
因O,E分别为中点,则,
又平面EDB,平面EDB,
则面;
小问2详解】
因四边形ABCD是正方形,则BC,
又底面平面,则BC.
因平面,,则平面.
又平面,则,
因,E是PC中点,则.
又平面,,则平面PBC,
因平面PBC,则,又,平面,,
则平面;
【小问3详解】
由(2)及平面可知,
故是平面与平面的夹角,
不妨设,∴,
在中,,,,
又面,∵面,∴,
在中,,
∴,故平面CPB与平面PBD的夹角的大小.
17. 已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,过右焦点的直线与椭圆交于两点,且的周长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,求直线的方程.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)根据题意,由椭圆定义,可得,再由离心率以及椭圆中a,b,c之间的关系即可求出椭圆方程;
(2)先根据可设直线,代入椭圆方程,根据韦达定理,利用数量积,从而求出直线方程.
【小问1详解】
由题意得的周长为,
所以,即,
又离心率,所以,所以,
所以椭圆的方程是;
【小问2详解】
显然直线的斜率不为0,所以设直线,
与椭圆联立得,,
所以,
因为,所以,
即,
所以,
解得,
所以直线的方程为.
18. 如图1是一个由菱形和两个直角三角形和所组成的平面图形,其中,现将和分别沿折起,使得点与点重合于点,连接,得到如图2所示的四棱锥.
(1)求证:平面;
(2)若为棱上一点,记
(i)若,求直线与平面所成角的正切值;
(ii)是否存在点使得直线与直线所成角为,若存在请求出值,若不存在请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)(i);(ii)存在,.
【解析】
【分析】(1)利用,,可得到平面,从而得到,再利用菱形可得,最后就可得到平面;
(2)①由平面,可知直线与平面所成角就是,从而利用已知数据进行计算即可;
②由可得或其补角为直线与直线所成角,再利用余弦定理解得,利用勾股定理得,最后由已知角的余弦定理得到关于的方程,从而可解得.
【小问1详解】
连结AC,交BD于点O,又∵底面为菱形,∴,
由题可得,,且,平面 ,平面,
∴平面,又平面,∴,
∵,平面 ,平面,
∴平面.
【小问2详解】
(i)连结SO交CE于点G,由(1)得平面,
∴为直线CE与平面SBD所成角,
∵,,,
∴,
∵,∴,
在三角形中,由,,所以由余弦定理得:
,
,
∴,即 ,
∴,
∴直线与平面所成角正切值为.
(ii)连结,∵,
∴或其补角为直线与直线所成角,则假设存在点,满足,
由得,,
在三角形中,由,所以由余弦定理得:
,
过点作,交于,
由平面,平面,得,所以,
由可得,因为,所以,,
在三角形中,由余弦定理得:
,
再由,平面可得平面,
又因为平面,所以,
在直角三角形中,由勾股定理得:
.
在三角形中,又因为,,所以由余弦定理得:
,
解得,
∴存在使得直线与直线所成角为.
19. 已知双曲线的渐近线方程是,且过点.
(1)求的标准方程;
(2),分别为双曲线的左、右顶点,,分别为的左、右焦点,与轴不垂直的直线与双曲线的左支相交于,两点,记直线,,,的斜率分别为已知.
(i)证明直线过定点,并求出该定点的坐标;
(ii)求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析,(ii)
【解析】
【分析】(1)由已知渐近线方程,设设双曲线的方程为,代入点求解即可;
(2)(i)设直线的方程为,联立直线与双曲线,由韦达定理代入关系式,化简整理得的关系,求得定点;
(ii)由(2)得的关系,代入韦达定理,代入面积表达式,换元结合基本不等式求最值即可..
【小问1详解】
设双曲线的方程为,
因为双曲线过点,
所以,
所以双曲线的方程为.
【小问2详解】
(i)设直线的方程为,,,
又,,
所以
同理,,
所以,所以,
由消去得,,
所以,
所以,
整理,得,
即
整理,得,
解得或,
当时,直线过点,不合题意,舍去,
当时,直线过点,满足题意,
所以直线过点.
(ii)因为,
又,所以,
由直线与双曲线的左支有两个交点,且与坐标轴不垂直,
得,令,
则,,
因为在上单调递减,
所以,
所以得的取值范围是.
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2025学年第一学期丽水发展共同体期中联考
高二年级数学学科试题
考生须知:
1.本卷共4页满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字.
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效.
4.考试结束后,只需上交答题纸.
选择题部分
一、单项选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.
1. 已知空间向量,则( )
A. B.
C. D.
2. 顶点在坐标原点,焦点坐标为的抛物线的标准方程为( )
A. B. C. D.
3. 若直线被圆截得的弦长为,则( )
A. B. C. D.
4. 已知是两条不同的直线,是两个不同的平面,则下列命题正确的是( )
A. 若且,则
B. 若且,则
C. 若且,则
D. 若且,则
5. 如图,在平行六面体中,,,则线段的长为( )
A. B.
C D.
6. 已知点在棱长为1的正方体的内部且满足,则点到直线的距离为( )
A. B. C. D.
7. 已知抛物线的焦点为,斜率为的直线与交于两个不同的点,且为线段的一个三等分点,则( )
A. 4 B. 8 C. 12 D. 16
8. 阅读材料:空间直角坐标系中,过点且一个法向量为的平面的方程为.阅读上面材料,解决下面问题:已知平面的方程为,直线是平面与平面的交线,则直线与平面所成角的正弦值为( )
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,有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错得0分.
9. 下列说法中不正确的是( )
A. 平面内与一个定点和一条定直线的距离相等的点的轨迹是抛物线
B. 平面内与两个定点和的距离之和等于4的点的轨迹是椭圆
C. 平面内与两个定点和的距离之差等于3的点的轨迹是双曲线
D. 平面内与两个定点和的距离之比等于2的点的轨迹是圆
10. 倾斜角为的直线与抛物线相交于不同两点,且,则( )
A. 的准线方程为
B. 当时,
C. 存在,使(为坐标原点)
D. 对任意的,总存在点,使(为坐标原点)
11. 已知E,F,G,H分别是正方体的棱的中点,,则( )
A. 直线与直线异面
B. 直线交于同一点
C. 过三点平面截正方体所得截面图形的周长为
D. 动点K在侧面内(含边界),且,则动点K的轨迹长度为
非选择题部分
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知直线经过,两点,则直线的倾斜角为______.
13. 有一个封闭正三棱柱容器,高为,内装水若干(如图1,底面处于水平状态),将容器放倒(如图2,一个侧面处于水平状态),这时水面与各棱交点、、、分别为所在棱的中点,则图1中水面的高度为_______.
14. 设椭圆与双曲线的离心率分别为,双曲线的渐近线的斜率的绝对值小于,则的取值范围是___________.
四、解答题:本大题共5小题,共77分.
15. 已知圆过,两点,且圆心在直线上.
(1)求圆的方程;
(2)设点是直线上的动点,、是圆的两条切线,、为切点,求切线长的最小值及此时四边形的面积.
16. 如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点,作EF⊥PB交PB于点F.
(1)求证:PA∥平面EDB;
(2)求证:PB⊥平面EFD;
(3)求平面CPB与平面PBD的夹角的大小.
17. 已知椭圆的离心率为,左、右焦点分别为,过右焦点的直线与椭圆交于两点,且的周长为.
(1)求椭圆的方程;
(2)若,求直线方程.
18. 如图1是一个由菱形和两个直角三角形和所组成的平面图形,其中,现将和分别沿折起,使得点与点重合于点,连接,得到如图2所示的四棱锥.
(1)求证:平面;
(2)若为棱上一点,记
(i)若,求直线与平面所成角的正切值;
(ii)是否存在点使得直线与直线所成角为,若存在请求出的值,若不存在请说明理由.
19. 已知双曲线的渐近线方程是,且过点.
(1)求标准方程;
(2),分别为双曲线的左、右顶点,,分别为的左、右焦点,与轴不垂直的直线与双曲线的左支相交于,两点,记直线,,,的斜率分别为已知.
(i)证明直线过定点,并求出该定点的坐标;
(ii)求面积的取值范围.
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