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云浮市 2019~2020 学年第一学期高二期末考试
数 学
考生注意:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共 150 分.考试时间 120 分钟.
2.请将各题答案填写在答题卡上,
3.本试卷主要考试内容:人教 A 版必修 2 第二、三、四章,选修 2-1.
第Ⅰ卷
一、选择题:本大题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 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.已知直线l 经过原点 (0,0)O 和 (1,1)A 两点,则直线l 的倾斜角是( )
A.30 B. 45 C. 60 D.120
2.双曲线
2 2
161 36
x y 的焦距是( )
A.10 B. 4 7 C. 2 7 D.20
3.已知抛物线 2: 4C x y 的焦点为 F ,则点 F 到抛物线 C 的准线的距离是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.命题“ 0 0x , 2
0 04 3 0x x ”的否定是( )
A. 0x , 2 4 3 0x x B. 0 0x , 2
0 04 3 0x x
C. 0x , 2 4 3 0x x D. 0 0x , 2
0 04 3 0x x
5.已知双曲线
2 2
12
x y
m
的焦点与椭圆
2
2 14
x y 的焦点相同,则 m ( )
A.1 B.3 C.4 D.5
6.“ 8m ”是“椭圆
2 2
14
x y
m
的离心率为 2
2
”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
7.若直线 : 0l x y a 被圆 2 2:( 1) ( 2) 4C x y 截得的弦长为 4,则 a ( )
A. 3 B.3 C. 1 D.1
8.已知双曲线
2 2
116 48
x y 的左、右焦点分别为 1F , 2F ,点 P 是该双曲线上的一点,且 1 10PF ,则 2PF
( )
A.2 或 18 B.2 C.18 D.4
9.设 a ,b 表示两条不同的直线, , 表示两个不同的平面,则下列命题正确的是( )
A.若 a , a ,则
B.若 a , a b∥ ,b ∥ ,则 ∥
C.若 a ∥ , a b ,b ,则
D.若 a ,b ∥ ,则 a b∥
10.如图,在三棱锥 P ABC 中,点 D , E , F 分别是 AB , PA , CD 的中点,设 PA a , PB b ,
PC c ,则 EF ( )
A. 1 1 1
4 4 2a b c B. 1 1 1
4 4 2a b c
C. 1 1 1
4 4 2a b c D. 1 1 1
4 4 2a b c
11.已知椭圆
2 2
2 2: 1( 0)x yC a ba b
的左焦点为 F ,点 A 是椭圆C 的上顶点,直线 : 2l y x 与椭圆C
交于 M 、 N 两点.若点 A 到直线l 的距离是 1,且 6MF NF ,则椭圆 C 的离心率是( )
A. 1
3 B. 5
3 C. 2 5
3 D. 2
3
12.已知菱形 ABCD 的边长为 2 3 , 60A ,把菱形 ABCD 沿着对角线 BD 折成二面角 A BD C 为
120 的空间四边形,则该空间四边形外接球的表面积为( )
A. 4π B.12π C. 28π D.196π
第Ⅱ卷
二、填空题:本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分.将答案填在答题卡中的横线上.
13.已知向量 ( 2,3,1)a , (1, 2,4)b ,则 a b
________.
14.若直线 1 :( 1) 2 3 0l a x y 与直线 2 : 3 1 0l x ay 互相垂直,则 a ________.
15.直线 : 2l y kx 与椭圆
2
2: 12
xC y 有公共点,则 k 的取值范围是________.
16.已知抛物线 2: 4C y x ,点Q 在 x 轴上,直线 :( 2) 2 4 0l m x y m 与抛物线 C 交于 M ,N 两
点,若直线QM 与直线QN 的斜率互为相反数,则点Q 的坐标是________.
三、解答题:共 70 分.解答应写出文字说眀、证明过程或演算步骤.
17.(10 分)
已知直线l 经过点 1,3A ,斜率 1k .
(1)求直线l 的方程;
(2)求圆心在原点,且经过直线l 与 y 轴的交点 B 的圆的方程.
18.(12 分)
已知空间三点 2,1,0A , 2,2,1B , 0,1,2C .
(1)求 AB AC 的值;
(2)若 ( ) ( )AB k AC AB AC ,求 k 的值
19.(12 分)
在三棱柱 1 1 1ABC A B C 中, 1AA 平面 ABC ,底面 ABC 是边长为 2 的等边三角形, M 为 1AA 的中
点,点 P 为 AM 的中点,Q 在线段 1CA 上,且 1 3AQ QC .
(1)证明: PQ∥平面 ABC ;
(2)求点Q 到平面 ABM 的距离.
20.(12 分)
已知抛物线 2: 8C x y 的焦点为 F ,直线l 与抛物线 C 交于 M , N 两点.
(1)若直线l 的方程为 3y x ,求 MF NF 的值;
(2)若直线l 的斜率为 2,l 与 y 轴的交点为 P ,且 2MP NP ,求| |MN .
21.(12 分)
如图,在四棱锥 P ABCD 中, AB AD , AD BC∥ , PA PB PD , 2PE EC , O为 BD
的中点.
(1)证明:OP 平面 ABCD ;
(2)若 2AB , 2 4 3BC AD , 4PA ,求二面角C BD E 的余弦值.
22.(12 分)
已知椭圆
2 2
2 2: 1( 0)x yE a ba b
的焦距为 2 2 ,点 A 在椭圆 E 上,且 OA 的最小值是 2 (O 为
坐标原点).
(1)求椭圆 E 的标准方程;
(2)已知动直线l 与圆 2 2 2: ( 0)O x y t t 相切,且与椭圆 E 交于 P ,Q 两点,是否存在实数t ,使
得OP OQ ?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.
云浮市 2019~2020 学年第一学期高二期末考试
数学参考答案
1.B 由题意可得直线l 的斜率 1k ,则直线l 的倾斜角是 45.
2.D 由题意可得 64 36 10c ,则该双曲线的焦距是 2 20c .
3.B 由题意可得 0,1F ,抛物线 C 的准线为 1y ,
则点 F 到抛物线C 的准线的距离是 1 1 2 .
4.C 特称命题的否定是全称命题.
5.A 由题意可得 2 4 1m ,则 1m .
6.A 因为椭圆
2 2
14
x y
m
的离心率为 2
2
,
所以 4 2
2
m
m
或 4 2
2 2
m ,解得 8m 或 2m ,
故“ 8m ”是“椭圆
2 2
14
x y
m
的离心率为 2
2
”的充分不必要条件.
7.B 由题意可知直线l 经过圆心 1,2 ,代入直线方程解得 3a .
8.C 因为 1 10 12PF a c ,所以点 P 在该双曲线左支上,
则 2 12 2 4 10 18PF a PF .
9.A 对于 D, a 与b 可能异面,故 D 错误;对于 B,
若 a ,b ∥ , a b∥ ,则 ,故 B 错误;
对于 C,在正方体 1 1 1 1ABCD A B C D 中,记直线 1 1A D 为 ,平面 ABCD 为 ,直线 1AA 为b ,
平面 1 1 1 1A B C D 为,满足 a ∥ , a b ,b ,但 不成立,故 C 错误;
对于 A,由面面垂直判定定理可得 ,故选 A.
10.D 如图,连接 DE .
因为点 D , E 分别是 AB , PA 的中点,所以 1
2ED b .
因为点 D 是 AB 的中点,
所以 1 1 1 1( ) ( )2 2 2 2CD CA CB PA PC PB PC a b c .
因为点 F 是CD 的中点,所以 1 1 1 1
2 4 4 2DF CD a b c ,
则 1 1 1
4 4 2EF ED DF a b c .
11.D 由点 0,A b 到直线l 的距离是 1,得 5b .
由椭圆的对称性、| | | 6MF NF ∣ 以及椭圆定义,
可得 3a ,则 2c ,故离心率为 2
3
.
12.C 如图, P 为 BD 的中点, 1O , 2O 分别为 ABD△ 和 BCD△ 的外心,
1OO 平面 ABD , 2OO 平面 BCD.
由题意可知 120APC ,所以 60APO .
由正三角形 ABD 的性质,得 1 1O P ,所以 2OP .
又 3BP ,所以 7R OB ,故 24 28S R .
13. ( 1,1,5)
因为 ( 2,3,1)a , (1, 2,4)b ,所以 ( 1,1,5)a b .
14. 1
5
因为 1 2l l ,所以 ( 1) 2 ( 3 ) 0a a ,所以 1a .
15. 6 6, ,2 2
,联立
2
2 12
2
x y
y kx
,
整理得 2 22 1 8 6 0k x kx .
因为直线l 与椭圆 C 有公共点,所以 2 2(8 ) 24 2 1 0k k ,
解得 6
2k 或 6
2k .
16. 2,0
设 1 1,M x y , 2 2,N x y , ( ,0)Q t .
由题意可得直线l 过定点 2,0 且斜率存在,
则可设直线l 的方程为 ( 2)y k x ,联立 2
( 2)
4
y k x
y x
,
整理得 2 2 2 24 1 4 0k x k x k ,则
2
1 2 2
1 2
4 4
4
kx x k
x x
,
因为 0QM QNk k ,所以 1 2
1 2
0y y
x t x t
,
所以 1 2 2 12 2 0k x x t k x x t ,
即 1 2 1 2 1 22 2 4x x x x t x x ,
所以 2t ,故点Q 的坐标是 2,0 .
17.解:(1)由点斜式方程(或 0 0y y k x x ,
得 3 1 ( 1)y x ,
化简得 2y x (或 2 0x y ).(直接写答案只给 3 分)
(2)由(1)得直线l 与 y 轴的交点 (0,2)B ,
则圆的半径 2r .
由圆的标准方程(或 2 2 2( ) ( )x a y b r )
得 2 2 4x y .
18.解:(1)因为 (2,1,0)A , (2,2,1)B ,所以 (0,1,1)AB .
因为 (2,1,0)A , (0,1,2)C ,所以 ( 2,0,2)AC ,
则 0 ( 2) 1 0 1 2 2AB AC .
(2)由(1)可知 (0,1,1)AB , ( 2,0,2)AC ,
所以 ( 2 ,1,2 1)AB k AC k k , ( 2,1,3)AB AC .
因为 ( ) ( )AB k AC k AB AC ,
所以 4 1 3(2 1) 0k k ,解得 2
5k .
19.(1)证明:因为点 M 为 1A A 的中点,所以 1
1
2AM A A .
因为 P 为 AM 的中点,所以 1
2AP AM ,
所以 1 3A P AP .
因为 1 3AQ QC ,所以 1 1 3AQ A P
QC PA
,所以 PQ AC∥ .
因为 AC 平面 ABC ,所以 PQ∥平面 ABC .
(2)解:过 C 作CH AB ,垂足为 H ,
又 1AA 底面 ABC ,则 1AA CH ,
因为 1AA AB A ,所以CH 平面 ABM .
因为底面 ABC 是边长为 2 的等边三角形,所以 3CH .
设点Q 到平面 ABM 的距离为 h ,
则 1
1
AQh
CH AC
,即 1
1
AQ CHh AC
.
因为 1 3AQ
QC
,所以 1
1
3
4
AQ
AC
,所以 3 3 3
4 4h CH .
20.解:(1)设 1 1,M x y , 2 2,N x y .
联立
2 8
3
x y
y x
,整理得 2 14 9 0y y ,
则 1 2 14y y .
因为 M , N 均在抛物线C 上,
所以 1 2| | | | 4 18MF NF y y .
(2)设 (0, )P t ,则直线l 的方程为 2y x t .
联立
2 8
2
x y
y x t
,整理得 2 16 8 0x x t ,
则 1 2 16x x , 1 2 8 x x t ,
且 216 32 0t ,即 8t .
因为 2MP NP ,所以点 N 为线段 MP 的中点,所以 1 22x x .
因为 1 2 16x x ,所以 1
32
3x , 2
16
3x ,
此时 5128 9t , 64 89t ,
故 2
1 2
32 16 16 5| | 1 5 3 3 3MN k x x
.
21.(1)证明:取 AD 的中点 F ,连接 PF ,OF .
因为 PA PD , F 为 AD 的中点,所以 AD PF .
因为O 为 BD 的中点, F 为 AD 的中点,所以OF AB∥ .
因为 AB AD ,所以OF AD ,
因为OF PF F ,OF 平面 POF , PF 平面 POF ,
所以 AD 平面 POF .
又OP 平面 POF ,所以 AD OF .
因为 PB PD ,O 为 BD 的中点,所以 PO BD .
因为 AD BD D , AD 平面 ABCD , BD 平面 ABCD ,
所以OP 平面 ABCD .
(2)解:以O 为坐标原点,平行 AD 的直线为 x 轴,FO 所在直线为 y 轴,OP 所在直线为 z 轴
建立如图所示的空间直角坐标系O xyz ,
则 (0,0,0)O , ( 3,1,0)B , ( 3, 1,0)D , (3 3,1,0)C , (0,0,2 3)P .
因为 2PE EC ,所以 2 2 32 3, ,3 3E
,
故 (2 3, 2,0)BD , 5 2 33, ,3 3DE
, (0,0,2 3)OP .
设平面 BDE 的法向量 ( , , )m x y z ,
则
2 3 2 0
5 2 33 03 3
m BD x y
m DE x y z
,
不妨取 1x ,则 (1, 3, 4)m .
记二面角C BD E 的大小为 ,由图可知 为锐角,
则 | | 8 3 2 5cos | cos , | 5| || | 2 3 2 5
m OPm OP
m OP
.
22.解:(1)因为| |OA 的最小值是 2 ,所以 2b .
因为椭圆 E 的焦距为 2 2 ,所以 2 2 2c ,即 2c ,
所以 2 2 2 4a b c .
故椭圆 E 的标准方程是
2 2
14 2
x y .
(2)①当直线l 的斜率不存在时,
因为直线l 与圆O 相切,所以直线l 的方程为 x t ,
则直线l 与椭圆 E 的交点为
28 2, 2
tt
或
28 2, 2
tt
.
因为 OP OQ ,所以
2
2
1 2 1 2
8 2 04
tx x y y t .
所以 2 4
3t ,即 2 3
3t .
②当直线l 的斜率存在时,可设直线l 的方程为 y kx m ,
1 1,P x y , 2 2,Q x y .
联立
2 2
14 2
x y
y kx m
,整理得 2 2 22 1 4 2 4 0k x kmx m ,
则 1 2 2
4
2 1
kmx x k
,
2
1 2 2
2 4
2 1
mx x k
.
因为 1 1,P x y , 2 2,Q x y 在直线l 上,
所以 2 2
1 2 1 2 1 2 1 2y y kx m kx m k x x km x x m ,
将 1 2 2
4
2 1
kmx x k
,
2
1 2 2
2 4
2 1
mx x k
代入上式,
得 2 2 2 2 2 2
2
1 2 2 2 2
2 4 4 4
2 1 2 1 2 1
k m k m m ky y mk k k
.
因为 OP OQ ,所以
2 2 2
1 2 1 2 2 2
2 4 4 02 1 2 1
m m kx x y y k k
,
即 2 23 4 1m k .
因为动直线l 与圆 O 相切,所以
2
| |
1
m t
k
,
所以
2
2
2
4
1 3
mt k
,即 2 3
3t .
综上,存在 2 3
3t ,使得 OP OQ .
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