安徽省六安第一中学2025-2026学年高二上学期11月期中数学试卷(Word版附解析)
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满分:150分 时间:120分钟
一、单项选择题: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,只有一个选项是符合题目要求的.
1. 两条平行直线与间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用两条平行直线的距离公式计算即可.
【详解】直线的方程化为,则与间的距离
.
故选:D.
2. 设直线的方程,则直线的倾斜角的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】首先求直线的斜率,再根据余弦函数的值域和直线斜率的范围可求倾斜角范围.
【详解】由直线的方程,可得其斜率,
依题意,直线的倾斜角满足,且,
结合正切函数的图象,可得.
故选:C
3. 若双曲线C:的一条渐近线平行于直线,则C的虚轴长为( )
A. 1B. 2C. 4D. 8
【答案】D
【解析】
【分析】根据渐近线平行于直线,利用斜率相等求出,再根据虚轴定义求得答案.
【详解】双曲线C:的渐近线方程为,
因为双曲线C:的一条渐近线平行于直线,
即,
解得,
所以双曲线方程为:,
所以虚轴长为,
故选:D.
4. 如图所示,在正三棱柱中,,则异面直线与所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由,,利用空间向量数量积的运算律及夹角公式求,即可得答案.
【详解】由,,而且,
则
,
显然,则,
所以异面直线与所成角的余弦值为.
故选:C
5. “太极图”因其形状如对称的阴阳两鱼互抱在一起,故也被称为“阴阳鱼太极图”.如图是放在平面直角坐标系中的“太极图”,图中曲线为圆或半圆,已知点是阴影部分(包括边界)的动点,则值不可能是( )
A.
B. -1
C. 0
D. 1
【答案】A
【解析】
【分析】将问题转化为点与点连线的斜率,然后结合图象由直线与圆的位置关系求解.
详解】
记,则为直线AP的斜率,故当直线AP与半圆,相切时,斜率k最小,
设:,则,解得或(舍),
当直线过点时,直线AP的斜率取得最大值1,即的最大值为1,因此,
故选:A.
6. 已知椭圆的下焦点是,上焦点是,点在椭圆上,如果线段的中点在轴上,那么( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据中点坐标公式,可求得点的纵坐标,再代入椭圆方程,得到点的横坐标;
根据两点距离公式,可分别求得的长,即可得到答案.
【详解】设点,由题意可知:,所以,
所以,因为线段的中点在轴上,
所以由中点坐标公式可知:,所以,
代入椭圆方程得:,所以点,
则,,
所以.
故选:A.
7. 若P为直线上动点,,B在圆上,则的最小值为( )
A. B. 3C. D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】先求出点关于直线对称的点,再数形结合有求最小值.
【详解】设点关于直线对称的点为,
则,解得,即,
圆的圆心为,半径为1,
则,
当且仅当P、、B、C四点共线,且B在线段上时取得最小值,为
故选:D
8. 设椭圆与双曲线离心率分别为,双曲线渐近线的斜率小于,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据给定条件,求得,再利用椭圆、双曲线离心率的意义列式求出范围.
【详解】双曲线的渐近线方程为,由双曲线的渐近线的斜率小于,得,
因此,由,得,
则,即,,
所以的取值范围是.
故选:D
二、多项选择题: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,有选错的得0分,部分选对的得部分分.
9. 已知直线,直线,则( )
A. 直线可以与轴平行B. 直线可以与轴平行
C. 当时,D. 当时,
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据两直线平行和垂直时的系数关系逐个选项计算判断即可.
【详解】当时,直线:,此时直线与轴平行,故A项正确;
当时,直线:,此时直线与轴平行,故B项正确;
若,则,解得,此时直线与重合,故C项错误;
若,则,解得,故D正确.
故选:ABD.
10. 已知双曲线的左右焦点分别为,,点是上一点,经过点作斜率为的直线与交于A,B两点,则下列结论正确的有( )
A. 若,则或1
B. 的最小值为2
C. 点到的两条渐近线的距离的乘积为
D. 若,则A,B两点位于的两支
【答案】BC
【解析】
【分析】A根据双曲线的定义和性质可解;B根据双曲线的性质判断;C根据点到直线的距离公式化简;D联立方程组,根据韦达定理判断.
【详解】,双曲线的右支上到左焦点的最短距离为,
因,故点在双曲线的左支,
由双曲线的定义可知,,则,故A错误;
的最小值为,故B正确;
双曲线的渐近线方程为,
设,则,
则点到的两条渐近线的距离的乘积为,
故C正确;
由题意可知,,设,
联立,得,
则,,
故A,B两点位于的同支上,故D错误.
故选:BC
11. 在平面直角坐标系内,动点P到两定点,的距离之积等于6,点P的轨迹记为曲线C.曲线C与x轴正半轴,轴正半轴分别交于A,B两点,其部分图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 曲线C关于x轴对称,也关于y轴对称
B.
C. 当点P位于B点处时,最大
D. 点P到x轴的最大距离为
【答案】ACD
【解析】
【分析】设,根据得,以替换、替换,方程不变可得选项A正确;令得可得选项B错误;利用余弦定理结合题目条件得,当且仅当时等号成立,由点P位于B点处时满足此条件可得选项C正确;利用面积的两种表示形式可得选项D正确.
【详解】设,则,
由得,即.
A.以替换得, ,方程不变,曲线C关于y轴对称,
以替换得,,方程不变,曲线C关于x轴对称,
选项A正确.
B.令得,,即,或(舍),
解得,即,故,选项B错误.
C.由题意得,,.
,当且仅当时,.
在方程中令得,故.
当点P位于B点处时满足,有最小值,
由在上为减函数可得此时最大,选项C正确.
D.设点P到x轴的最大距离为,则,即,
由选项C得当时,,取得最大值,最大值为,
所以,选项D正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点点睛:本题考查曲线与方程综合问题,解决选项C的关键是利用基本不等式分析出取到最小值时,结合余弦函数的单调性可得结论正确.解决选项D的关键是利用面积转化点P到x轴的距离,根据三角形面积最大值距离最大即可得到结果.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知直线的一个方向向量为,且过,则直线的方程为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据直线方向向量的定义,求得直线的斜率,结合直线的点斜式方程,即可求解.
【详解】由直线的方向向量为,可得直线的斜率,
因为直线过点,所以直线的方程为,即.
故答案为:.
13. 若点和点分别为椭圆的中心和左焦点,点为椭圆上的任意一点,则的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】设,则,根据函数的最值得到答案.
【详解】点和点分别为椭圆的中心和左焦点,则,
设 ,
则
,
当时,函数最大值为,当时,函数最小值为 .
故答案为:
14. 如图,双曲线具有光学性质,从双曲线一个焦点发出的光线经过双曲线镜面反射,其反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.若双曲线的左、右焦点分别为,,从发出的光线经过图中的,两点反射后,分别经过点和,且,,则的离心率为________.
【答案】##
【解析】
【分析】连接,,设,表示出,,再由双曲线的定义得到,再在中利用余弦定理得到、的关系,即可得解.
详解】连接,,根据题意,,,三点共线,,,三点共线.
所以,
又由知,所以,
故,所以.
可设,则,.
由于
,故.
从而,,故,.
在中,由余弦定理得,解得,
所以.
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、证明过程或演算步骤
15. 已知圆C:,直线l:.
(1)求证:直线过定点;
(2)求直线l被圆C截得的弦长最短时,直线l的方程以及最短弦长.
【答案】(1)证明见解析
(2)直线的方程为,最短弦长为
【解析】
【分析】(1)参数提出来,即可求出定点;
(2) 令点,当直线时,直线被圆截得的弦长最短,由得直线的斜率,即可求出直线方程,此时根据弦长公式即可得到最短弦长.
【小问1详解】
直线的方程可化为,由,解得,所以直线恒过定点.
【小问2详解】
圆的圆心,半径,
令点,当直线时,直线被圆截得的弦长最短,
直线的斜率为,由得直线的斜率为,解得
此时的方程为,即,
圆心到直线的距离为,最短弦长为
所以当的方程为时最短;,最短弦长为.
16. 已知椭圆.
(1)求椭圆C的离心率e;
(2)若,斜率为1的直线l与椭圆交于A、B两点,且,求直线l的方程.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)直接根据椭圆的离心率公式得答案;
(2)由可得椭圆方程为:,再设直线l的方程,联立直线方程与椭圆方程,结合椭圆弦长的解法,利用韦达定理化简可求直线方程.
【详解】(1)椭圆.化为标准方程:,
椭圆长半轴长为,短半轴长为b,
.
(2),斜率为1的直线与椭圆交于A、B两点,
设斜率为1的直线l的方程为,且、,
,
椭圆C的方程为:,
由,消去y得,
,解得,
有,,
,
解得,即,
直线l的方程为.
17. 如图,在三棱锥中,,,平面,,,分别为棱,上的动点,且.
(1)证明:平面平面;
(2)若平面与平面所成角为,求的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)由线面垂直的性质得到,从而得到平面,再由,得到平面,即可得证;
(2)法一:建立空间直角坐标系,设,利用空间向量法求出二面角的余弦值,即可得到方程,求出即可;法二:依题意平面,设为平面与平面的交线,则即可证明,,从而得到为平面与平面所成角,再由面积比计算可得.
【小问1详解】
平面,平面,
又,,平面,平面
平面.
又,平面,又平面
平面平面.
【小问2详解】
法一(坐标法):如图,以为原点,、、过点且垂直于平面的直线分别为轴、轴、轴建立空间直角坐标系,
则,,,,
设,则.
设平面的法向量为,则可取,
取平面的法向量为.
设平面与平面所成角为则,
两边平方经整理可得解得或(舍去),
当平面与平面所成角为时,
法二(几何法):如图,由,平面,平面,
所以平面,设为平面与平面的交线,则
由(1)可得平面,,平面,所以,
而,,又,
为平面与平面所成角,
,所以是的角平分线,
在中,设点到的距离为,则由
可得,
18. 在平面直角坐标系中, 已知点,,动点满足直线与的斜率之积为.记的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)过原点的直线与曲线C交于两点,点在曲线上,且,直线与轴轴分别交于两点.
(i)设直线斜率分别为,证明存在常数使得,并求出的值;
(ii)求面积的最大值.
【答案】(1)()
(2)(ⅰ)证明见解析,;(ⅱ)
【解析】
【分析】(1)根据直线斜率之积的条件列出等式,化简得到曲线方程;
(2)(i)通过设点坐标,利用直线垂直的斜率关系和曲线方程求出直线与斜率的关系;
(ii)先求出直线的方程,进而得到的坐标,从而计算出的面积,再利用均值不等式求面积的最大值.
【小问1详解】
已知点,动点,可得直线斜率,直线的斜率,
因为直线与的斜率之积为,所以,
化简可得: ,即,
所以曲线的方程为;
【小问2详解】
(ⅰ)方法一:设,则,因为直线的斜率,
又,所以直线的斜率,设直线的方程为,由题意知,
由,可得,
所以,因此,
由题意知,,所以,
所以直线BD的方程为,
令,得,即,可得.
所以,即,因此存在常数使得结论成立.
方法二:设,直线的方程,
则,
又因为,所以,
联立方程组,得,则,
直线的方程为,
令,得,即,
所以,因此存在常数使得结论成立.
方法三:由方法二得:,,直线AB的方程,
直线的方程,
令,得,所以,
因此存在常数使得结论成立.
(ⅱ)直线的方程,令,得,即,
由(ⅰ)知,可得的面积为,
因为,当且仅当时等号成立,
此时S取得最大值,所以的面积的最大值为.
19. 在平面直角坐标系xOy中,已知双曲线的离心率为2,左、右顶点分别为A,B,且
(1)求的方程;
(2)直线l与的左、右两支分别交于点C,D,记直线BC,BD的斜率分别为,,且
(i)求证:直线l过定点;
(ii),直线OP与BD交于点Q,判断并证明直线AQ与BC的位置关系.
【答案】(1);
(2)(i)证明见解析;(ii)
【解析】
【分析】(1)由已知可得,,可求得双曲线方程;
(2)(ⅰ)设直线l的方程为,,,与双曲线联立方程组,由根与系数的关系可得,,结合已知可得或,可得定点坐标;(ⅱ)直线AQ与直线BC的位置关系是平行,理由如下:求得点的坐标,进而可得直线AQ的斜率,结合已知,可证结论.
【小问1详解】
设双曲线的焦距为2c,则,且,解得,,
所以,所以的方程为:;
【小问2详解】
(ⅰ)设直线l的方程为,,,,
联立与,消去y,得,
所以,,
由,得,
整理得,
所以,
整理得,所以或,
当时,直线l的方程为,过点,不符,故舍去;当时,直线l的方程为,过点,
所以直线l过定点;
(ⅱ)直线AQ与直线BC的位置关系是平行,理由如下:
因为,所以直线OP方程为:,
又直线BD方程为:,联立与,
解得,,即,
因为,所以直线AQ的斜率为,由,
得直线BD的斜率,所以
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