摘要:
**基本信息**
聚焦选择性必修第一册核心内容,以篮球粘合线、阿波罗尼斯圆等情境融合数学文化与生活实践,通过基础计算、空间建模、综合证明的梯度设计,适配高二期中检测需求,体现数学眼光与思维的培养。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|11/58|空间向量运算、圆锥曲线定义、立体几何位置关系|第6题以篮球轮廓为背景,将双曲线与圆的交点问题生活化;第8题综合椭圆与双曲线离心率,考察逻辑推理|
|填空题|3/15|直线方程、圆与圆位置关系、阿波罗尼斯圆|第14题结合两圆动点距离,渗透数学史与模型思想|
|解答题|5/77|立体几何距离计算、椭圆方程与内切圆、二面角求解|第19题以椭圆上动点引圆切线为载体,求证斜率乘积与距离平方和为定值,体现综合应用能力|
内容正文:
*秘密 启用前
2025—2026学年第一学期厦门二中高二期中考试数学试卷
命卷教师: 审卷教师: 考试时间:2025年11月20日(满分150分,时间120分钟)
考试范围:选择性必修第一册
*祝考试顺利*
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
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a=(2,-1,4),b=(-1,5,-2),c=(1,4,λ),若(a+b)∥c,则实数λ= ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.(2025·潍坊开学考试)如图所示,在四面体A-BCD中,点E是CD的中点,记=a,=b,=c, 则= ( )
A.-a+b+c B.a-b+c C.a-b+c D.-a+b+c
3.过抛物线y2=2px(p>0)的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,如果x1+x2=6,且|AB|=8,那么抛物线方程为 ( )
A.y2=2x B.y2=4x C.y2=8x D.y2=6x
4.已知棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1的上底面A1B1C1D1的中心为O1,则· = ( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
5.已知斜率为-1的直线l被圆C:x2+y2+2x-4y+3=0截得的弦长为,则直线l的方程为 ( )
A.2x+2y+1=0或2x+2y-3=0 B.x+y+2=0或x+y-=0
C.2x+2y-=0或2x+2y+3=0 D.x+y=0或x+y-2=0
6.某个角度观察篮球(如图①),可以得到一个对称的平面图形,如图②所示,篮球的外轮廓为圆O,将篮球表面的粘合线看成坐标轴和双曲线,若坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,AB=BC=CD,则该双曲线的离心率为 ( )
A. B. C. D.
7.设F为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为 ( )
A. B. C.2 D.
8.设F1,F2同时为椭圆C1:+=1(a1>b1>0)与双曲线C2:-=1(a2>0,b2>0)的左、右焦点,设椭圆C1与双曲线C2在第一象限内交于点M,椭圆C1与双曲线C2的离心率分别为e1,e2,O为原点.若|F1F2|=4|MF2|,则e1e2的取值范围是 ( )
A. B. C. 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.已知双曲线-=1(a>0)的左焦点F1与抛物线y2=-4x的焦点重合,F2是双曲线的右焦点,则下列说法正确的有 ( )
A.抛物线的准线方程为x=1 B.双曲线的实轴长为4
C.双曲线的离心率为2 D.P为双曲线上一点,若|PF1|=,则|PF2|=
10.已知是椭圆上一动点,,分别是圆与圆上一动点,则( )
A.的最小值为 B.的最小值为
C.的最大值为 D.的最大值为
11.已知在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为2的正方形,PA⊥平面ABCD,PA=2,且以A为圆心、r为半径的圆分别交AB,AD于E,F两点,点M是劣弧上的动点,其中0<r<2,则 ( )
A.存在点M,使得PD与AM所成的角为
B.存在点M,使得BD∥平面PAM
C.当r=1时,动线段PM形成的曲面的面积为
D.当r=时,以点P为球心,PM为半径的球面与该四棱锥各侧面的交线长为
三、填空题.本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知点M(1,2)在直线l上的射影是H(-1,4),则直线l的方程为 .
13.若A为圆C1:x2+y2=1上的动点,B为圆C2:(x-3)2+(y+4)2=4上的动点,则线段AB长度的最大值是 .
14.古希腊著名数学家阿波罗尼斯(约公元前262年至公元前190年)与欧几里得、阿基米德齐名,著有《圆锥曲线论》八卷.平面内两个定点M,N及动点P,若=λ(λ>0且λ≠1),则点T的轨迹是圆.后来人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆.点P为圆A:(x-1)2+y2=4上一动点,Q为圆B:(x-3)2+(y-4)2=1上一动点,点C(-3,0),则|PC|+|PQ|+|PB|的最小值为 .
四、解答题:本题共5小题,共77分
15.(本小题满分15分)
如图,正三棱柱ABC-A1B1C1中,各棱长均为4,N是CC1的中点.
(1)求点N到直线AB的距离;
(2)求点C1到平面ABN的距离.
16.(本小题满分15分)
如图,公路AM,AN围成一块顶角为α的三角形土地,其中tan α=-2,在该块土地中的点P处有一小型建筑,经测量,它到公路AM,AN的距离分别为3 km, km,现要过点P修建一条公路BC,将三条公路围成的区域ABC建成一个工业园区.
(1)以A为坐标原点,AM为x轴正方向,建立平面直角坐标系,求出点P的坐标;
(2)在(1)的条件下,三条公路围成的工业园区ABC的面积恰为15 km2,求公路BC所在直线的方程.
17.(本小题满分15分)
已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为,且点P(,)在C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过左焦点F1且斜率为的直线l与椭圆C交于A,B两点,求△ABF2内切圆的面积.
18.(本小题满分17分)
如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,PA=AC=2,BC=1,AB=.
(1)若AD⊥PB,证明:AD∥平面PBC;
(2)若AD⊥DC,且二面角A-CP-D的正弦值为,求AD.
19.(本小题满分17分)
在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,且右焦点F到直线l:x=-的距离为6.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设椭圆C上的任一点M(x0,y0),从原点O向圆M:(x-x0)2+(y-y0)2=8引两条切线,设两条切线的斜率分别为k1,k2(k1k2≠0).
①求证:k1k2为定值;
②当两条切线分别交椭圆于P,Q时,求证:|OP|2+|OQ|2为定值.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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2025—2026学年第一学期厦门二中高二数学期中考试卷
姓名:___________班级:___________考号:___________
1、 单选题
1.已知a=(2,-1,4),b=(-1,5,-2),c=(1,4,λ),若(a+b)∥c,则实数λ=( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:B 由a=(2,-1,4),b=(-1,5,-2),得a+b=(1,4,2),又c=(1,4,λ),且(a+b)∥c,则==,所以λ=2.故选B.
2.如图所示,在四面体A-BCD中,点E是CD的中点,记=a,=b,=c, 则= ( )
A.-a+b+c B.a-b+c C.a-b+c D.-a+b+c
解析:A 连接AE,如图所示,∵E是CD的中点,=b,=c,∴=(+)=(b+c).在△ABE中,=+=-+,又=a,∴=-a+(b+c)=-a+b+c.故选A.
3.过抛物线y2=2px(p>0)的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,如果x1+x2=6,且|AB|=8,那么抛物线方程为 ( )
A.y2=2x B.y2=4x C.y2=8x D.y2=6x
解析:B 因为直线AB过焦点F(,0),所以|AB|=x1+x2+p=6+p=8,所以p=2,所以抛物线方程为y2=4x.
4.已知棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1的上底面A1B1C1D1的中心为O1,则· = ( )
A.-1 B.0 C.1 D.2
解析:C 由于=+=+(+)=+(+).而=+.则·=[+(+)]·(+)=(+)2=(+)=1.
5.已知斜率为-1的直线l被圆C:x2+y2+2x-4y+3=0截得的弦长为,则直线l的方程为 ( )
A.2x+2y+1=0或2x+2y-3=0 B.x+y+2=0或x+y-=0
C.2x+2y-=0或2x+2y+3=0 D.x+y=0或x+y-2=0
答案 D
解析 圆C的标准方程为(x+1)2+(y-2)2=2,故半径为,圆心C(-1,2),又因为直线l被圆截得的弦长为,所以圆心到直线l的距离d==.设直线l的方程为x+y+m=0,则d==,则m=-2或m=0,所以直线l的方程为x+y=0或x+y-2=0.
6.某个角度观察篮球(如图①),可以得到一个对称的平面图形,如图②所示,篮球的外轮廓为圆O,将篮球表面的粘合线看成坐标轴和双曲线,若坐标轴和双曲线与圆O的交点将圆O的周长八等分,AB=BC=CD,则该双曲线的离心率为 ( )
A. B. C. D.
解析:C 以O为原点,AD所在的直线为x轴建立如图所示平面直角坐标系,设双曲线方程为-=1(a>0,b>0),不妨设|AB|=|BO|=|OC|=|CD|=1,则该双曲线过点(,),且a=1,所以-=1,解得b2=2,所以c2=a2+b2=3,得c=,所以双曲线的离心率为e==,故选C.
7.设F为双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点,O为坐标原点,以OF为直径的圆与圆x2+y2=a2交于P,Q两点.若|PQ|=|OF|,则C的离心率为 ( )
A. B. C.2 D.
7.选A 设双曲线C:-=1(a>0,b>0)的右焦点F的坐标为(c,0),则c=,如图所示,由圆的对称性及条件|PQ|=|OF|可知,PQ是以OF为直径的圆的直径,且PQ⊥OF.设垂足为M,连接OP,则|OP|=a,|OM|=|MP|=.在Rt△OPM中,由|OM|2+|MP|2=|OP|2得,()2+()2=a2,故=,即e=.
8.设F1,F2同时为椭圆C1:+=1(a1>b1>0)与双曲线C2:-=1(a2>0,b2>0)的左、右焦点,设椭圆C1与双曲线C2在第一象限内交于点M,椭圆C1与双曲线C2的离心率分别为e1,e2,O为原点.若|F1F2|=4|MF2|,则e1e2的取值范围是 ( )
A. B. C. D.
解析:C 设|MF1|=m,|MF2|=n,|F1F2|=2c.如图,因为点M是双曲线和椭圆的交点,所以根据椭圆和双曲线的定义,知m+n=2a1,m-n=2a2,所以m=a1+a2,n=a1-a2.又因为|F1F2|=4|MF2|,所以2c=4(a1-a2),即-=,所以=+,所以e1=.因为椭圆离心率0<e1<1,所以>1,即<<1,所以e1e2==.令t=,<t<1,则e1e2==,在<t<1时单调递减,所以<e1e2<2.故选C.
9.已知双曲线-=1(a>0)的左焦点F1与抛物线y2=-4x的焦点重合,F2是双曲线的右焦点,则下列说法正确的有 ( )
A.抛物线的准线方程为x=1 B.双曲线的实轴长为4
C.双曲线的离心率为2 D.P为双曲线上一点,若|PF1|=,则|PF2|=
解析:BD 对于A,抛物线y2=-4x的准线方程是x=,A选项错误.对于B,抛物线y2=-4x的焦点是(-,0),所以F1(-,0),F2(,0),c=.在双曲线中,c2=a2+b2,则a2+3=7,解得a=2或a=-2(舍去),所以双曲线的实轴长为2a=4,B选项正确.对于C,双曲线的离心率e==,C选项错误.对于D,由双曲线定义||PF1|-|PF2||=2a,即=4,解得|PF2|=或|PF2|=<-2(舍去),D选项正确.故选B、D.
10.已知是椭圆上一动点,,分别是圆与圆上一动点,则( )
A.的最小值为 B.的最小值为
C.的最大值为 D.的最大值为
【答案】AD
【解析】圆与圆的圆心分别为:;,
则、是椭圆的两个焦点坐标,两个圆的半径为,
所以的最大值为;
的最小值.
故选:AD.
11.已知在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为2的正方形,PA⊥平面ABCD,PA=2,且以A为圆心、r为半径的圆分别交AB,AD于E,F两点,点M是劣弧上的动点,其中0<r<2,则 ( )
A.存在点M,使得PD与AM所成的角为 B.存在点M,使得BD∥平面PAM
C.当r=1时,动线段PM形成的曲面的面积为
D.当r=时,以点P为球心,PM为半径的球面与该四棱锥各侧面的交线长为
答案 ACD
解析 以A为原点,以AB,AD,AP所在直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,如图所示,
对于A,设∠EAM=θ时满足条件,所以M(rcos θ,rsin θ,0),A(0,0,0),P(0,0,2),D(0,2,0),
所以=(rcos θ,rsin θ,0),=(0,2,-2),
所以cos〈,〉===sin θ=,
所以θ=,即M为的中点时满足条件,故A正确;
对于B,在平面ABCD中,AM的延长线始终与BD相交,由此可知BD∥平面PAM一定不成立,故B错误;
对于C,由题意可知,动线段PM形成的曲面为以PA为轴,PM为母线的圆锥侧面的,
因为PM=PE===,所以曲面的面积为×π×1×=,故C正确;
对于D,将四棱锥的侧面展开,设球与AB,AD的交点为G,H,连接CG,CH,如图所示,
因为球的半径R==,所以PG=R=,所以AG=r=,所以GB=AB-AG=2-,
又因为∠ABC=∠ABP+∠CBP=+=,所以CG2=GB2+BC2-2GB·BC·cos =6,所以CG=,
又因为PG=,PC=2,所以CG2+PG2=PC2,所以PG⊥CG,所以△PGC为等腰直角三角形,
由对称性可知∠GPC=∠HPC=,所以∠GPH=,
所以以PM为半径的球面与该四棱锥各侧面的交线长为×=,故D正确.
12.已知点M(1,2)在直线l上的射影是H(-1,4),则直线l的方程为x-y+5=0.
解析:因为kMH==-1,所以直线l的斜率k=1,所以直线l的方程为y-4=x+1,即x-y+5=0.
13.若A为圆C1:x2+y2=1上的动点,B为圆C2:(x-3)2+(y+4)2=4上的动点,则线段AB长度的最大值是 .
答案:8
解析:圆C1:x2+y2=1的圆心为C1(0,0),半径r1=1,圆C2:(x-3)2+(y+4)2=4的圆心为C2(3,-4),半径r2=2,所以|C1C2|=5.又A为圆C1上的动点,B为圆C2上的动点,所以线段AB长度的最大值是|C1C2|+r1+r2=5+1+2=8.
14.古希腊著名数学家阿波罗尼斯(约公元前262年至公元前190年)与欧几里得、阿基米德齐名,著有《圆锥曲线论》八卷.平面内两个定点M,N及动点P,若=λ(λ>0且λ≠1),则点T的轨迹是圆.后来人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆.点P为圆A:(x-1)2+y2=4上一动点,Q为圆B:(x-3)2+(y-4)2=1上一动点,点C(-3,0),则|PC|+|PQ|+|PB|的最小值为9.
解析:由P为圆A:(x-1)2+y2=4上一动点,得A(1,0),|AP|=2,Q为圆B:(x-3)2+(y-4)2=1上一动点,得B(3,4),|BQ|=1,|AO|=1,|AC|=4.因为==,∠OAP=∠PAC,所以△ACP∽△APO,于是|PC|=2|PO|.当P,Q,B共线且|PQ|<|PB|时|PQ|+|PB|取得最小值,即|PQ|+|PB|≥2|PB|-1.所以|PC|+|PQ|+|PB|≥2|PO|+2|PB|-1≥2|OB|-1=2-1=9,当且仅当O,P,B共线时等号成立.
二、填空题
15.(本小题满分13分)
如图,正三棱柱ABC-A1B1C1中,各棱长均为4,N是CC1的中点.
(1)求点N到直线AB的距离;
(2)求点C1到平面ABN的距离.
解:建立如图所示的空间直角坐标系,则A(0,0,0),B(2,2,0),C(0,4,0),C1(0,4,4),A1(0,0,4),∵N是CC1的中点,∴N(0,4,2).
(1)=(0,4,2),=(2,2,0),则||=2,||=4,·=8.
设点N到直线AB的距离为d1,则d1===4.
(2)设平面ABN的一个法向量为n=(x,y,z),由得
令z=2,则y=-1,x=,即n=(,-1,2).
易知=(0,0,-2),设点C1到平面ABN的距离为d2,则d2=||==.
16.(本小题满分15分)
如图,公路AM,AN围成一块顶角为α的三角形土地,其中tan α=-2,在该块土地中的点P处有一小型建筑,经测量,它到公路AM,AN的距离分别为3 km, km,现要过点P修建一条公路BC,将三条公路围成的区域ABC建成一个工业园区.以A为坐标原点,AM为x轴正方向,建立平面直角坐标系
(1)求出点P的坐标;
(2)在(1)的条件下,三条公路围成的工业园区ABC的面积恰为15 km2,求公路BC所在直线的方程.
解:(1)因为tan α=-2,所以直线AN的方程是y=-2x.
设点P(x0,y0),且点P到直线AM的距离为3,故y0=3.
由点P到直线AN的距离为,可得=,解得x0=1或x0=-4(舍去),
所以点P(1,3).
(2)显然,直线BC的斜率存在.设直线BC的方程为y-3=k(x-1),k∈(-2,0).
令y=0得xB=1-.
由解得yC=,
故S△ABC=xByC=-1+=15,
解得k=-.
故公路BC所在直线的方程为3x+4y-15=0.
17.(本小题满分15分)
已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,离心率为,且点P(,)在C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过左焦点F1且斜率为的直线l与椭圆C交于A,B两点,求△ABF2内切圆的面积.
解:(1)由椭圆C离心率为,得=,即=,所以b2=a2,
故椭圆C的方程为+=1,代入点P(,),得+=1,故a2=4,b2=3,所以椭圆C的标准方程为+=1.
(2)法一 由题意得,直线l的方程为y=(x+1),设A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去y,得5x2+4x-10=0,所以Δ=16-4×5×(-10)=216,x1+x2=-,x1x2=-2,
则|AB|=|x1-x2|==×=,
又F2(1,0),直线l的方程为x-y+1=0,则点F2到直线AB的距离d==,所以=|AB|·d=××=,设△ABF2内切圆的半径为r,由×4ar==,
解得r=,故△ABF2内切圆的面积为πr2=.
法二 由题意得,直线l的方程为x=y-1,设A(x1,y1),B(x2,y2),由消去x,得10y2-6y-9=0,所以y1+y2=,y1y2=-,
则=|F1F2|·|y1-y2|=×2×==.
设△ABF2内切圆的半径为r,由×4ar==,
解得r=,故△ABF2内切圆的面积为πr2=.
18.(本小题满分17分)
如图,四棱锥P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,PA=AC=2,BC=1,AB=.
(1)若AD⊥PB,证明:AD∥平面PBC;
(2)若AD⊥DC,且二面角A-CP-D的正弦值为,求AD.
解:(1)证明:因为PA⊥平面ABCD,而AD⊂平面ABCD,所以PA⊥AD,
又AD⊥PB,PB∩PA=P,PB,PA⊂平面PAB,所以AD⊥平面PAB,
而AB⊂平面PAB,所以AD⊥AB.
因为BC2+AB2=AC2,所以BC⊥AB, 根据平面知识可知AD∥BC,
又AD⊄平面PBC,BC⊂平面PBC,所以AD∥平面PBC.
(2)法一 如图所示,过点D作DE⊥AC于E,再过点E作EF⊥CP于F,连接DF,
因为PA⊥平面ABCD,所以平面PAC⊥平面ABCD,而平面PAC∩平面ABCD=AC,
所以DE⊥平面PAC,又EF⊥CP,所以CP⊥平面DEF,所以CP⊥DF,
根据二面角的定义可知,∠DFE即为二面角A-CP-D的平面角,
即sin∠DFE=,即tan∠DFE=.
因为AD⊥DC,设AD=x,则CD=,
由等面积法可得,DE=,
又CE==,而△EFC为等腰直角三角形,所以EF=,
故tan∠DFE==,解得x=,即AD=.
法二 以DA,DC分别为x轴,y轴,过D作与平面ABCD垂直的直线为z轴建立如图所示空间直角坐标系D-xyz,
令AD=t,则A(t,0,0),P(t,0,2),D(0,0,0),DC=,C(0,,0),
设平面ACP的法向量为n1=(x1,y1,z1),则所以
不妨设x1=,则y1=t,z1=0,n1=(,t,0).
设平面CPD的法向量为n2=(x2,y2,z2),则所以
不妨设z2=t,则x2=-2,y2=0,n2=(-2,0,t).
因为二面角A-CP-D的正弦值为,则余弦值为,所以=|cos<n1,n2>|==,
所以t=,所以AD=.
19.(本小题满分17分)
在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,且右焦点F到直线l:x=-的距离为6.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)设椭圆C上的任一点M(x0,y0),从原点O向圆M:(x-x0)2+(y-y0)2=8引两条切线,设两条切线的斜率分别为k1,k2(k1k2≠0).
①求证:k1k2为定值;
②当两条切线分别交椭圆于P,Q时,求证:|OP|2+|OQ|2为定值.
解:(1)由题意得解得a=2,c=2,b=2,所以椭圆C的方程为+=1.
(2)证明:①依题意,两条切线方程分别为y=k1x,y=k2x,由=2,化简得(-8)-2x0y0k1+-8=0,
同理(-8)-2x0y0k2+-8=0,所以k1,k2是方程(-8)k2-2x0y0k+-8=0的两个不相等的实数根,则k1k2=.
又因为+=1,所以=12-,所以k1k2===-,即k1k2为定值.
②由①得,k1k2=-,设P(x1,y1),Q(x2,y2),则·=-,即=,
因为所以得(12-)(12-)=,
即144-6(+)+=,解得+=24,
所以+=12-+12-=24-(+)=24-×24=12,
所以|OP|2+|OQ|2=+++=36,即|OP|2+|OQ|2为定值.
答案第1页,共2页
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