精品解析:安徽合肥市第八中学2026-2027学年高二上学期11月期中考试数学试题
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内容正文:
合肥八中2026-2027学年高二11月期中考试
数学
(时间:120分钟 分值:150分)
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,且,,,,分别为,上的点,且,,( )
A. 1 B. C. 2 D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据给定条件选定基底向量,并表示出,再利用向量运算即可得解.
【详解】在四棱锥中,底面为平行四边形,连接AC,如图,,,
则
,
又,,,
则,,
因此,
.
故选:B
2. 已知空间向量,,则下列结论正确的是( )
A. 向量在向量上的投影向量是
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【分析】对于A选项,根据投影向量的定义计算即可;对于B选项,根据空间向量的减法运算法则即可;对于C选项,根据向量法垂直的判别即可;对于D选项,根据向量夹角的余弦公式计算即可.
【详解】对于A:因为,,
所以, ,
所以向量在向量上的投影向量是,故A正确;
对于B:,故B错误;
对于C:因为,所以与不垂直,故C错误;
对于D:,故D错误.
故选:A.
3. 在矩形中,,,将沿着翻折,使点在平面上的投影恰好在直线上,则此时二面角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】如图所示,作于,于,求得,,利用向量的夹角公式可求二面角的余弦值.
【详解】如图所示,作于,于.
在中,,,
在中,,
,
同理可得,,,
因为,
所以
,
又因为,
所以.
因为与的夹角即为二面角的大小,
所以二面角的余弦值为.
故选:A.
4. 已知分别是曲线:,:上的两个动点,为直线上的一个动点,则的最小值为( )
A. B. 3 C. D. 4
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,将问题转化为求的最小值,求得的对称点,根据对称性即可求得结果.
【详解】曲线是以 为圆心,2为半径的圆,
是以为圆心,1为半径的圆,
则的最小值为的最小值为,
如下图所示,作点关于直线的对称点,设其坐标为,
可得,解得,即,
连接,分别交直线、圆于点,连接,交圆于点,
可得,
当且仅当三点共线时的最小值为,
则的最小值为,
故选:A.
【点睛】本题综合考查了点与圆,点关于直线对称的应用,需要学生能灵活运用所学知识.
5. 已知圆的方程为,为圆上任意一点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】将圆的方程化为标准式,表示圆上的点与点的连线的斜率,求出过点与圆相切的切线的斜率,即可求出的取值范围.
【详解】圆的方程为,即,圆心为,半径,
则表示圆上的点与点的连线的斜率,
过点作圆的切线方程,
显然,切线斜率存在,设切线方程为,即.
则,解得,
所以的取值范围为.
故选:C.
6. 在平面直角坐标系xOy中,已知圆,直线与圆相切,与圆相交于两点,分别以点为切点作圆的切线.设直线的交点为,则的最小值为( )
A. 9 B. 7 C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意得切点弦的方程为,进而根据其与圆相切得,即,进而根据二次函数性质得最小值.
【详解】解:设点,,,,
因为分别以点为切点作圆的切线.设直线的交点为,
所以,则,即,
所以,
因为,
所以,即是方程的解,
所以点在直线上,
同理可得在直线上,
所以切点弦的方程为,
因为直线与圆相切,
所以,解得,即
所以,
所以当时,直线方程为,此时
所以的最小值为.
故选:D
7. 已知椭圆的左右焦点分别是、,焦距为,若直线与椭圆交于点,且满足,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先根据的斜率得到,,,结合椭圆定义得到,,由勾股定理列出方程,求出离心率.
【详解】
因为经过左焦点,且斜率为,故,
为三角形内角,所以,所以,则,
设,则,
由椭圆的定义可知:,即,解得:,
所以,,
由勾股定理得:,
故,
解得:,故椭圆离心率.
故选:B
8. 如图,已知椭圆的离心率为且过点,,分别是椭圆在轴上的左、右焦点,过的直线与过的直线交于点,线段的中点为,线段的垂直平分线与的交点第一象限在椭圆上,且交轴于点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先根据椭圆的性质结合已知条件求出椭圆方程,结合已知条件作出示意图,设点,利用椭圆的性质结合角平分线定理得出三角形的相似关系,从而得出关于的表达式,构造函数,根据函数单调性求出函数的值域范围.
【详解】设椭圆方程为,椭圆的离心率为且过点,
,解得,
椭圆方程为,焦点
为中点,为中点,
由中位线定理可得,.
设点,点在椭圆上,
,即,且,
由两点间的距离公式得:
,
同理可得,
线段的垂直平分线与的交点第一象限在椭圆上,
,
,
,
,,
,
又,
,
,
令,
求导得恒成立,即在上单调递增,
,
,
故的取值范围为.
故选:D.
二、多选题:本题共3小题,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;若有3个符合题意的选项,每选对一个得2分;若有2个符合题意的选项,每选对一个得3分.
9. 下面四个结论正确的是( )
A. 若,,三点不共线,平面外任一点,有,则,,,四点共面
B. 有两个不同的平面,的法向量分别为,,且,,则
C. 已知向量,,若,则为钝角
D. 已知为平面的一个法向量,为直线的一个方向向量,若,则与所成角为
【答案】AD
【解析】
【分析】利用空间向量的线性运算与共面定理可判断A,利用空间向量的坐标判断两法向量平行与否,从而判断B,利用向量共线与数量积的坐标表示可判断C,利用方向向量与法向量的关系求得线面角,从而判断D.
【详解】对A,由可得,,
即,所以,,,四点共面,A正确;
对B,由题,,所以,不共线,
故与不平行,B错误;
对C,当,共线时,则,且,解得,
若为钝角,则,解得且,C错误;
对D,由,所以与所成角为,D正确;
故选:AD.
10. 以下四个命题表述正确的是( )
A. 直线恒过定点
B. 已知圆,点P为直线上一动点,过点P向圆C引两条切线PA、PB,A、B为切点,则直线AB经过定点
C. 曲线与曲线恰有三条公切线,则
D. 圆上存在4个点到直线的距离都等于1
【答案】BC
【解析】
【分析】根据直线与圆的相关知识对各选项逐个判断即可解出.直线恒过定点,判断错误;求出直线方程,判断直线经过定点,正确;根据两圆外切,三条公切线,可得正确;根据圆心到直线的距离等于1,判断错误.
【详解】对于,直线方程可化为,令,则,,,所以直线恒过定点,错误;
对于,设点的坐标为,所以,,以为直径的圆的方程为,
两圆的方程作差得直线的方程为:,消去得,,
令,,解得,,故直线经过定点,正确;
对于,根据两圆有三条公切线,所以两圆外切,曲线化为标准式得,
曲线化为标准式得,
所以,圆心距为5,因为有三条公切线,所以两圆外切,即,解得,正确;
对于,因为圆心到直线的距离等于1,所以直线与圆相交,而圆的半径为2,故到直线距离为1的两条直线,一条与圆相切,一条与圆相交,因此圆上有三个点到直线的距离等于1,错误;
故选:.
【点睛】本题主要考查直线系过定点的求法,以及直线与圆,圆与圆的位置关系的应用,属于中档题.
11. 已知椭圆:,过椭圆的左焦点的直线交于A,B两点(点在轴的上方),过椭圆的右焦点的直线交于C,D两点,则( )
A. 若,则的斜率
B. 的最小值为
C. 以为直径的圆与圆相切
D. 若,则四边形面积的最小值为
【答案】BCD
【解析】
【分析】A选项,由得到,再联立直线和椭圆,结合韦达定理即可求出斜率;B选项先联立直线和椭圆求出,再结合基本不等式求解即可;C选项由椭圆的定义结合两圆相切的圆心距和半径关系即可判断;D选项斜率存在和不存在时分别计算面积,求出面积范围即可判断.
【详解】易知:,对于A,若,显然直线的斜率存在且大于0,设直线,联立椭圆方程,化简整理得,显然,,又,故,整理得,由解得,又,故,A错误;
对于B,易知直线的斜率不为0,设直线,联立椭圆方程,化简整理得,显然,,由点在轴的上方,显然,又,,故,当且仅当,即时取等,B正确;
对于C,设, 的中点为,则,又,由椭圆定义知:,即,又的圆心为,半径为2,故以为直径的圆与圆内切,C正确;
对于D,当直线的斜率存在时,由上知:,同理,故四边形面积为,令,则,又,故,故;又当直线的斜率不存在时,直线的斜率为0,易得,此时,故,D正确.
故选:BCD.
【点睛】本题关键点在于A选项由和韦达定理解方程即可;B选项要先求出求出,再结合基本不等式的知识求解;C选项要结合椭圆的定义得到圆心距和半径之间的关系;D选项斜率存在时求出面积的范围,斜率不存在时直接求出面积.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知直线的方向向量,平面的法向量,若,,则向量______.
【答案】
【解析】
【详解】由,,得,所以,
又因为,平面的法向量,
所以,解得,
故.
13. 已知圆,若圆与圆关于直线对称,且与直线交于、两点,则的取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】先根据直线的对称性得圆得方程为:,再根据直线过定点,且在圆内得当直线与过点和的直线垂直时,有最小值,当直线过圆心时,有最大值,最后计算即可得答案.
【详解】解:由圆得圆心,半径,
设圆的圆心为,
因为圆与圆关于直线对称,
所以有,整理得,解得:,
所以圆得方程为:,
将直线方程变形为:,
所以直线过定点,易知其在圆内,
所以当直线与过点和的直线垂直时,有最小值,
此时最小值为:,
显然当直线过圆心时,弦有最大值,
所以的取值范围是.
故答案为:
【点睛】本题考查点关于线的对称性问题,圆的弦长的取值范围问题,考查化归转化思想和数学运算能力,是中档题.
14. 以椭圆的左右顶点为焦点,焦点为顶点的双曲线,其左右焦点分别是,,已知点的坐标为,双曲线上的点满足,则_______________.
【答案】2
【解析】
【分析】由题意可求出双曲线方程,结合得出是的角平分线,联立由条件得出的点所在直线方程与双曲线方程,可求出点坐标和直线方程,再计算出点到直线的距离,可知点是的内切圆的圆心,最后按三角形面积公式计算即可.
【详解】由题,其顶点坐标为、,为双曲线焦点坐标,焦点坐标为、,为双曲线顶点坐标,
设双曲线方程为,因为,所以,即双曲线方程为.
由,可得在和在方向上的投影相等,
即点到与的距离相等,所以是的角平分线,如图:
因为,,,,
,,,
所以,
则,
因为,
又因为点在双曲线上,有,即,代入,
得,
因为,
将、代入,有,整理得,
化简得,则,
整理得,化简得,即,
解得,或,
当时,,不满足,舍去.
当时,,满足,因此点坐标为.
因为,所以直线方程为,
即,整理得,
因为点到直线的距离为,
又因为点到、、直线的距离都等于,即为内切圆的圆心,
又因为,
所以.
四、解答题:本题共5小题,共77分;第15题13分,第16、17题每题15分,第18、19题每题17分;解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 已知空间向量.
(1)若与互相垂直,求;
(2)记,且,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据向量的坐标运算结合运算求解;(2)根据理解可得,结合向量的坐标运算,整理求解.
【小问1详解】
由题意可得:,
因为与互相垂直,所以,
即,所以.
【小问2详解】
,
因为,所以
又因为,设为坐标原点,
所以,即.
16. 如图,在菱形中,沿对角线将△折起,使之间的距离为若分别为线段上的动点
(1)求线段长度的最小值;
(2)当线段长度最小时,求直线与平面所成角的正弦值
【答案】(1);(2).
【解析】
【详解】试题分析:取中点,连结,,则,,因为,所以,所以为直角三角形所以,所以平面.
以分别为轴
(1)设出点的坐标,由空间向量计算求出,由二次函数性质求最小值即可.
(2)由空间向量求出平面的法向量与向量,即可求之.
试题解析:取中点,连结,,则,
,,
因为,所以,
所以为直角三角形所以,
所以平面. 2分
以分别为轴,建立如图
所示空间直角坐标系,则, 3分
(1)设,
则
, 5分
当时,长度最小值为. 6分
(2)由(1)知,设平面的一个法向量为,
由,得,化简得,
取,设与平面所成角为,则.
故直线PQ与平面ACD所成角的正弦值为. 10分
考点:空间向量的应用.
17. 已知直线经过点.
(1)若原点到直线的距离为2,求直线的方程;
(2)若直线被两条相交直线和所截得的线段恰被点平分,求直线的方程.
【答案】(1)或;(2).
【解析】
【分析】(1)本题首先可以假设直线的斜率不存在,然后根据点得出直线方程,再然后假设直线斜率存在并设出直线方程,最后根据原点到直线的距离为2即可得出结果;
(2)本题首先可以设出直线与直线,的交点坐标、分别为、,然后根据中点坐标的相关性质得出、,再然后根据在上以及在上得出并解得的坐标是,最后根据直线的两点式方程即可得出结果.
【详解】(1)①直线的斜率不存在时,显然成立,直线方程为.
②当直线斜率存在时,设直线方程为,
由原点到直线的距离为2得,解得,
故直线的方程为,即,
综上,所求直线方程为或.
(2)设直线夹在直线,之间的线段为(在上,在上),
、的坐标分别设为、,
因为被点平分,所以,,
于是,
由于在上,在上,即,解得,,
即的坐标是,故直线的方程是,即.
【点睛】本题考查直线的方程的求法,主要考查直线的点斜式方程以及直线的两点式方程,考查中点坐标的相关性质以及点到直线的距离公式的应用,考查计算能力,在计算过程中要注意斜率不存在的情况,是中档题.
18. 已知圆的圆心的坐标为,且圆与直线:相切,过点的动直线与圆相交于,两点,直线与直线的交点为.
(1)求圆的标准方程;
(2)求的最小值;
(3)问:是否是定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
【答案】(1) . (2) ; (3) 是定值,定值为-10.
【解析】
【分析】(1)根据圆与直线:相切,即圆心到直线的距离等于半径,求出半径,即可写出圆;
(2)根据知当为最大值时,有最小值;
(3)设中点为,,再设直线,联立方程组,计算即可得出.
【详解】解:(1)∵圆与直线:相切,圆心为,
∴半径,
∴圆的方程为.
(2)∵,其中是圆心到直线的距离,
∴最大时,最小.
∵当是弦中点时,最大,且,
∴的最小值为.
(3)设中点为,则即,∴,
且,
∴.
当与轴垂直时,方程为,代入圆方程得,
∴中点的坐标为,直线与直线的交点坐标为,
∴.∵,∴,
∴;
当与轴不垂直时,设方程为,
由,得,
∴,
∴,
∴,
∴是定值,定值为-10.
【点睛】本题考查圆与直线的位置关系,需要注意的是,在设直线时,分直线斜率存在和不存在.属于中档题
19. 已知焦距为的椭圆:,如果满足“”,则称此椭圆为“等差椭圆”.
(1)如果椭圆:是“等差椭圆”,求的值;
(2)如果椭圆:是“等差椭圆”,过作直线与此“等差椭圆”只有一个公共点,求直线的斜率;
(3)对于焦距为12的“等差椭圆”,点为椭圆短轴的上端点,为椭圆上异于点的任一点,为关于原点的对称点(也异于),直线、分别与轴交于、两点,判断以线段为直径的圆是否过定点,说明理由.
【答案】(1).
(2)或.
(3)由焦距可得,由(1)知,又,
所以,,
所以椭圆的方程为.
图象如图所示:
由椭圆的方程可得上顶点,由题意设,,,
所以直线的方程为,令,可得,则,
直线的方程为,令,可得,则
设以为直径的圆上一点为,
则圆的方程为,
即,即,
因为在椭圆上,所以,即,即,
所以圆的方程为,
令,可得,即,
故以线段为直径的圆过定点,.
【解析】
【分析】(1)新定义等差椭圆,要把定义中的条件与椭圆的固有关系结合起来进行代数变形求解.
(2)由题意可得直线的斜率存在且不为0,表示出直线的点斜式方程,直线与椭圆的方程进行联立,判别式为0,进而可求出斜率.
(3)先根据关系求出椭圆的方程,再设出点坐标,根据对称性,写出点坐标,分别写出直线方程,求出坐标,进而写出以线段为直径的圆的方程,利用点在椭圆上,对圆的方程进行化简,令含参项的系数为0,解出定点.
【小问1详解】
解:因为椭圆为“等差椭圆”,所以,所以,又,
所以,整理可得,又,
所以.
【小问2详解】
由题意可得直线的斜率存在且不为0,
设直线的斜率为,则直线的方程为,
联立,整理可得,,整理可得,
由(1)知,所以,即或,
故直线的斜率为或.
【小问3详解】
略
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合肥八中2026-2027学年高二11月期中考试
数学
(时间:120分钟 分值:150分)
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,且,,,,分别为,上的点,且,,( )
A. 1 B. C. 2 D.
2. 已知空间向量,,则下列结论正确的是( )
A. 向量在向量上的投影向量是
B.
C.
D.
3. 在矩形中,,,将沿着翻折,使点在平面上的投影恰好在直线上,则此时二面角的余弦值为( )
A. B. C. D.
4. 已知分别是曲线:,:上的两个动点,为直线上的一个动点,则的最小值为( )
A. B. 3 C. D. 4
5. 已知圆的方程为,为圆上任意一点,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6. 在平面直角坐标系xOy中,已知圆,直线与圆相切,与圆相交于两点,分别以点为切点作圆的切线.设直线的交点为,则的最小值为( )
A. 9 B. 7 C. D.
7. 已知椭圆的左右焦点分别是、,焦距为,若直线与椭圆交于点,且满足,则椭圆的离心率是( )
A. B. C. D.
8. 如图,已知椭圆的离心率为且过点,,分别是椭圆在轴上的左、右焦点,过的直线与过的直线交于点,线段的中点为,线段的垂直平分线与的交点第一象限在椭圆上,且交轴于点,则( )
A. B.
C. D.
二、多选题:本题共3小题,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;若有3个符合题意的选项,每选对一个得2分;若有2个符合题意的选项,每选对一个得3分.
9. 下面四个结论正确的是( )
A. 若,,三点不共线,平面外任一点,有,则,,,四点共面
B. 有两个不同的平面,的法向量分别为,,且,,则
C. 已知向量,,若,则为钝角
D. 已知为平面的一个法向量,为直线的一个方向向量,若,则与所成角为
10. 以下四个命题表述正确的是( )
A. 直线恒过定点
B. 已知圆,点P为直线上一动点,过点P向圆C引两条切线PA、PB,A、B为切点,则直线AB经过定点
C. 曲线与曲线恰有三条公切线,则
D. 圆上存在4个点到直线的距离都等于1
11. 已知椭圆:,过椭圆的左焦点的直线交于A,B两点(点在轴的上方),过椭圆的右焦点的直线交于C,D两点,则( )
A. 若,则的斜率
B. 的最小值为
C. 以为直径的圆与圆相切
D. 若,则四边形面积的最小值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知直线的方向向量,平面的法向量,若,,则向量______.
13. 已知圆,若圆与圆关于直线对称,且与直线交于、两点,则的取值范围是__________.
14. 以椭圆的左右顶点为焦点,焦点为顶点的双曲线,其左右焦点分别是,,已知点的坐标为,双曲线上的点满足,则_______________.
四、解答题:本题共5小题,共77分;第15题13分,第16、17题每题15分,第18、19题每题17分;解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 已知空间向量.
(1)若与互相垂直,求;
(2)记,且,求点的坐标.
16. 如图,在菱形中,沿对角线将△折起,使之间的距离为若分别为线段上的动点
(1)求线段长度的最小值;
(2)当线段长度最小时,求直线与平面所成角的正弦值
17. 已知直线经过点.
(1)若原点到直线的距离为2,求直线的方程;
(2)若直线被两条相交直线和所截得的线段恰被点平分,求直线的方程.
18. 已知圆的圆心的坐标为,且圆与直线:相切,过点的动直线与圆相交于,两点,直线与直线的交点为.
(1)求圆的标准方程;
(2)求的最小值;
(3)问:是否是定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
19. 已知焦距为的椭圆:,如果满足“”,则称此椭圆为“等差椭圆”.
(1)如果椭圆:是“等差椭圆”,求的值;
(2)如果椭圆:是“等差椭圆”,过作直线与此“等差椭圆”只有一个公共点,求直线的斜率;
(3)对于焦距为12的“等差椭圆”,点为椭圆短轴的上端点,为椭圆上异于点的任一点,为关于原点的对称点(也异于),直线、分别与轴交于、两点,判断以线段为直径的圆是否过定点,说明理由.
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