内容正文:
南昌二中2025-2026学年度上学期高二数学期中试卷
命题人:龙光鹏 审题人:周启新
一、单选题: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,则A,B两点间的距离为( )
A. B. C. 12 D. 24
【答案】B
【解析】
【分析】由空间两点间距离公式求解.
【详解】因为,
所以,
故选:B
2. 若方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由求解即可.
【详解】由题意可得:,
解得,
即的取值范围为,
故选:B
3. 若圆与圆有且仅有三条公切线,则( )
A. 6 B. 4 C. 36 D. 16
【答案】D
【解析】
【分析】由圆与圆有且仅有三条公切线,得到圆与圆外切,则有,计算求解即可.
【详解】,圆的半径为,
,圆的半径为,
圆与圆有且仅有三条公切线,
圆与圆外切,
,,.
故选:D.
4. 经过点和的椭圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用待定系数法求解椭圆标准方程.
【详解】根据题意设,
由在椭圆上,
则,解得
所以椭圆的标准方程.
故选:C
5. “”是“直线和直线平行”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】根据直线平行等价条件求出的值,结合充分条件和必要条件的定义进行判断即可.
【详解】当,则直线分别为和直线满足平行,即充分性成立,
若直线和直线平行,
当时,直线分别为和,不满足条件,
当时,满足,即,解得或,
当时,两直线重合,故不满足条件,故,即必要性成立,
综上“”是“直线和直线平行”的充要条件,
故选:C.
6. 已知圆,当圆心到原点的距离最小时,圆的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先求出圆心和半径,再利用两点间距离公式求出,利用二次函数求出最小值时的值,代入半径,求出半径,利用圆的面积公式求解.
【详解】由可知圆心为,
半径为,
设原点为,则,
设,对称轴为,开口向上,
则在处取得最小值,即在处的最小值,
此时圆的半径为,
圆的面积为.
故选:B.
7. 棱长为2的正四面体ABCD中,点E是AD的中点,则( )
A. 1 B. -1 C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由求解即可.
【详解】,所以.
故选:A.
8. 已知椭圆的左焦点为,为椭圆上任意一点,若点,则的最大值为( )
A. 4 B. 3 C. 6 D. 5
【答案】D
【解析】
【分析】由,结合图形即得.
【详解】因为椭圆,
所以,,
则椭圆的右焦点为,
.
由椭圆的定义得:
,
当点Q在点处,取等号,
所以的最大值为5,
故选:D.
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. 已知复数,则( )
A. B. 在复平面内对应的点在第四象限
C. 的虚部为 D. 和都是方程的解
【答案】BD
【解析】
【分析】对于A,由模的计算公式验算即可;对于B,由复数的几何意义、共轭复数的概念判断即可;对于C,由虚部的概念判断即可;对于D,由求根公式验算即可.
【详解】对于A,,故A错误;
对于B,在复平面内对应的点在第四象限,故B正确;
对于C,的虚部为1,故C错误;
对于D,方程的解为,故D正确.
故选:BD.
10. 椭圆的左、右焦点分别为,为椭圆上异于左、右顶点的任意一点,下列说法正确的是( )
A. 椭圆的离心率为
B. 的周长为
C. 存在点,使得
D. 的取值范围为
【答案】AB
【解析】
【分析】根据已知求得,,.又椭圆的定义,即可判断AB项;设出点的坐标,表示出,根据椭圆的范围即可得到范围,进而判断C项;由椭圆的定义可得,,,求出时的值域,即可判断D项.
【详解】
对于A:由椭圆方程可得,
即,
所以椭圆的离心率为,正确,
对于B:的周长为,正确;
对于C项,设,,,,.
则,,
则.因为,
所以,
所以,又,
所以,
所以的取值范围为,
即不成立,故C错误;
对于D项,由可得,,
由C知,,则,
因为,所以,所以,同理有.
所以,
当时有最大值4,当或时,值为3,
但是且,
所以的取值范围为,故D错误.
故选:AB
11. 如图,在棱长为2的正方体中,点P是正方体的上底面内(不含边界)的动点,点Q是棱的中点,则以下命题正确的是( )
A. 三棱锥的体积是定值
B. 存在点P,使得与所成的角为
C. 直线与平面所成角的正弦值的取值范围为
D. 若,则P的轨迹的长度为
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用等体积转换即可求得体积为定值判断A;建立空间直角坐标系,设,得,,利用向量夹角公式求解判断B;求平面的法向量,利用向量夹角公式求解判断C;由,可得,即可求解判断D.
【详解】对于A,三棱锥的体积等于三棱锥的体积,
是定值,A正确;
以为坐标原点,分别为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,设,则
对于B,,使得与所成的角满足:
,
因为,故,故,
而,B错误;
对于C,平面的法向量,
所以直线与平面所成角的正弦值为:,
因为,故
故,
而,,
故即的取值范围为,C正确;
对于D,,由,
可得,化简可得,
在平面内,令,得,令,得,则P的轨迹的长度为
,D正确;
故选:ACD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知复数,则复数___________.
【答案】0
【解析】
【分析】由复数的乘除运算可得.
详解】,
.
故答案为:0.
13. 已知正方形,则以为焦点,且过两点的椭圆的离心率为______.
【答案】
【解析】
【详解】设正方形边长为1,则
14. 如图,在平面四边形中,,,,则的最大值为_______.
【答案】
【解析】
【分析】取AC中点O,连接BO,因为,根据勾股定理,可得,根据正弦定理角化边可得,如图建系,求得各点坐标,根据椭圆定义,可得D点轨迹为椭圆,进而可得其方程,根据两点间距离公式,可得,根据二次函数的性质,结合y的范围,即可得答案.
【详解】取AC中点O,连接BO,因为,
所以,又,则,
所以,
因
由正弦定理角化边得,
以O为原点,AC所在直线为x轴,BO所在直线为y轴,建系,如图所示,
则,设,
因为,
由椭圆的定义可得D点轨迹是以A、C为焦点的椭圆,
所以,解得,又,
则,所以D点轨迹方程为:,
即,且,
则,
因为,,为开口向下,对称轴为的抛物线,
所以当时,有最大值10,
则.
故答案为:
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步聚.
15. 圆过点和点,且圆心在轴上.
(1)求圆的方程;
(2)过点的直线被圆截得的弦长为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)由题意,设圆的方程为,再由圆过点和点,代入求解;
(2)分直线的斜率不存在和存在,利用圆的弦长公式求解.
小问1详解】
因为圆心在轴上,
所以设圆心坐标为,则圆的方程为,
因为圆过点和点,
所以,解得,
所以圆方程为;
【小问2详解】
由(1)知圆的半径,又直线被圆截得的弦长为,
所以圆心到直线的距离,
当直线的斜率不存在时,直线方程为,圆心到直线的距离,
则弦长为,符合题意;
当直线的斜率存在时,设直线方程为,
即,
由题意得,圆心到直线的距离为,
解得,
所以直线的方程为,
综上:直线的方程为或.
16. 已知椭圆的两个焦点分别为,且椭圆过点,经过点且斜率为1的直线与椭圆相交于两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求的中点和.
【答案】(1)
(2),
【解析】
【分析】(1)由点在椭圆上得到,再结合即可求解;
(2)直线方程、椭圆方程联立,由韦达定理和弦长公式即可求解.
【小问1详解】
设椭圆方程为,
由题意,,
又椭圆上,
所以,
所以,解得:,
所以椭圆方程为,
【小问2详解】
的方程:,联立椭圆方程
消去可得: ,
设,中点为,
则
则,,
即中点坐标为,
17. 如图,在多面体中,,,,侧面为矩形,平面,平面.
(1)求证:;
(2)求直线与平面所成角的正弦值;
(3)求点到平面的距离.
【答案】(1)证明见解析;
(2);
(3).
【解析】
【分析】(1)由为矩形得到,由平面得到,从而得到平面,又平面,从而得到.
(2)利用空间向量法求解;
(3)利用空间向量法求解.
【小问1详解】
为矩形,,
平面,平面,,
平面,平面,,平面,
平面,.
【小问2详解】
如图所示,以为原点,分别为轴建系.
则,
,
设平面的一个法向量为,
则,,取,解得,即,
设直线与平面所成角为,
则,
.即直线与平面所成角的正弦值为.
【小问3详解】
设点到平面的距离,,
.
18. 已知定点,,动点满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线与,直线交曲线于,两点,直线交曲线于,两点,求四边形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)7
【解析】
【分析】(1)设动点坐标为,根据题意列出等量关系并化简即可求得其轨迹方程;
(2)讨论直线斜率是否存在,先求出其中一条直线斜率不存在时四边形的面积.再设出两条直线的方程,求出圆心到两直线的距离,由垂径定理求得两条弦长,然后得到四边形面积的表达式.先讨论当时的面积,再当时利用基本不等式求出其最大值.然后得出四边形的最大值.
【小问1详解】
设动点的坐标为,
因为,,且,
所以,
整理得,即:,
所以动点的轨迹的方程为,
【小问2详解】
当直线与轴重合时,,,,
当直线不与轴重合,设直线的方程为,
则直线的方程为,
设圆的圆心到直线和直线的距离分别为,,圆的半径为,
则,,,
所以,
,
所以,
当时,,
当时,,
当且仅当时等号成立,
综上所述,四边形面积的最大值为7.
【点睛】本题考查了圆的方程与直线方程,在讨论动直线的时候需要考虑直线的斜率是否存在.
19. 如图,在三棱锥中,和都是等腰三角形,且,,.
(1)若.
(ⅰ)求证:平面平面;
(ⅱ)求平面与平面夹角的余弦值.
(2)求三棱锥外接球的半径的最小值.
【答案】(1)(ⅰ)证明见解析,(ⅱ);
(2)4.
【解析】
【分析】(1)(ⅰ)由和得到平面,平面平面;(ⅱ),过作交于,由平面平面, 得到平面,过作,以为原点,分别为轴建系,利用空间向量法求解;
(2)根据题中条件找到三棱锥外接球的球心为直线和直线的交点,求出的外接圆的半径为和的外接圆的半径为, 找到为二面角的平面角,设,利用余弦定理求出,利用四点共圆,得到为四边形的外接圆的半径,利用正弦定理得到,通过换元法及基本不等式得到的最小值,三棱锥外接球的半径为,由,得到的最小值.
【小问1详解】
(ⅰ),,,平面,平面,
平面,平面,平面平面;
(ⅱ)平面平面,过作交于,平面,
平面,过作,以为原点,分别为轴建系,如图所示.
是等腰三角形,,,,
是等腰三角形,,,,
,,,
,,,,
,,,
设平面的法向量为,
,,取,解得,
,
平面的法向量为,
设平面与平面的夹角为,
,
平面与平面的夹角的余弦值为;
【小问2详解】
设的中点为,,为的外心,过作平面,
设的外接圆的外心为,过作平面的垂线,
则球心在直线上,球心在直线上,
三棱锥外接球的球心为直线和直线的交点,
的外接圆的半径为,
在中,设的外接圆的半径为,,,,
,,
设的中点为,则,
则为二面角的平面角,设,
,,,
,,
,
,
,四点共圆,
为四边形的外接圆的半径,
,
设,则,,
,
当且仅当时,即时取等号,,
三棱锥外接球的半径为,,
,.
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南昌二中2025-2026学年度上学期高二数学期中试卷
命题人:龙光鹏 审题人:周启新
一、单选题: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,则A,B两点间的距离为( )
A. B. C. 12 D. 24
2. 若方程表示焦点在轴上的椭圆,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
3. 若圆与圆有且仅有三条公切线,则( )
A. 6 B. 4 C. 36 D. 16
4. 经过点和的椭圆的标准方程为( )
A. B.
C. D.
5. “”是“直线和直线平行”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
6. 已知圆,当圆心到原点的距离最小时,圆的面积为( )
A. B. C. D.
7. 棱长为2正四面体ABCD中,点E是AD的中点,则( )
A. 1 B. -1 C. D.
8. 已知椭圆的左焦点为,为椭圆上任意一点,若点,则的最大值为( )
A 4 B. 3 C. 6 D. 5
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. 已知复数,则( )
A. B. 在复平面内对应的点在第四象限
C. 虚部为 D. 和都是方程的解
10. 椭圆的左、右焦点分别为,为椭圆上异于左、右顶点的任意一点,下列说法正确的是( )
A. 椭圆的离心率为
B. 的周长为
C. 存在点,使得
D. 的取值范围为
11. 如图,在棱长为2的正方体中,点P是正方体的上底面内(不含边界)的动点,点Q是棱的中点,则以下命题正确的是( )
A. 三棱锥的体积是定值
B. 存在点P,使得与所成的角为
C. 直线与平面所成角的正弦值的取值范围为
D. 若,则P的轨迹的长度为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知复数,则复数___________.
13. 已知正方形,则以为焦点,且过两点的椭圆的离心率为______.
14. 如图,在平面四边形中,,,,则的最大值为_______.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步聚.
15. 圆过点和点,且圆心在轴上.
(1)求圆的方程;
(2)过点的直线被圆截得的弦长为,求直线的方程.
16. 已知椭圆两个焦点分别为,且椭圆过点,经过点且斜率为1的直线与椭圆相交于两点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)求的中点和.
17. 如图,在多面体中,,,,侧面为矩形,平面,平面.
(1)求证:;
(2)求直线与平面所成角的正弦值;
(3)求点到平面的距离.
18. 已知定点,,动点满足.
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点作两条互相垂直的直线与,直线交曲线于,两点,直线交曲线于,两点,求四边形面积的最大值.
19. 如图,在三棱锥中,和都是等腰三角形,且,,.
(1)若.
(ⅰ)求证:平面平面;
(ⅱ)求平面与平面夹角的余弦值.
(2)求三棱锥外接球的半径的最小值.
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