浙江省强基联盟2024-2025学年高二上学期11月期中联考数学试题(Word版附解析)
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考生注意:
1.本试卷满分150分,考试时间120分钟.
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
一、选择题:本大题共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. 若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据交集的概念可直接得到结果.
【详解】因.
故选:D
2. 如果椭圆的方程是,那么它的焦点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据椭圆的标准方程确定焦点坐标.
【详解】因为椭圆的标准方程为:,
所以椭圆的焦点在轴上,且,,所以.
所以椭圆的焦点为:.
故选:C
3. 已知点,,若,则( )
A. 1B. -5C. 1或-5D. -1或5
【答案】C
【解析】
【分析】应用距离公式即可求解.
【详解】解:因为点,,所以,
所以,则.
故选:C.
4. 已知圆和圆,则与的位置关系是( )
A. 外切B. 内切C. 相交D. 外离
【答案】A
【解析】
【分析】由圆方程可确定两圆的圆心和半径,由两圆圆心距与两圆半径的关系可判断出位置关系.
【详解】由圆方程知:圆心,半径;
由,得,
所以圆心,半径;
圆心距,所以圆与圆外切.
故选:A
5. 在正方体中,以下说法正确的是( )
A. 若E为的中点,则 平面
B. 若E为的中点,则 平面
C. 若E为的中点,则
D. 若E为的中点,则
【答案】A
【解析】
【分析】A.利用线面平行的判定定理判断;B.根据 平面,平面与平面平面不平行判断;C.利用余弦定理判断;D.取 CD的中点F,由,判断.
【详解】A.如图所示:
连接AC,BD交于点O,则O为BD的中点,所以,又 平面, 平面,所以 平面,故正确;
B. 易知 平面,平面与平面平面不平行,所以与平面不垂直,故错误;
C.如图所示:
在矩形中,,设正方体的棱长为1,在中,,则,所以,则不垂直,故错误;
D.如图所示:
取 CD的中点F,易知,又,所以不平行,故错误;
故选:A
6. 已知,则函数的最小值是( )
A. B. C. 3D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】分析函数在上的单调性,根据函数的单调性分析函数的最小值.
【详解】设,
则.
因为,所以,.
所以即.
所以函数在上单调递增.
所以.
故选:B
7. 在平行六面体中,若直线与的交点为.设,,,则下列向量中与共线的向量是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】把表示出来,根据向量的数乘运算判断向量的平行.
【详解】如图:
因为.
所以与平行.
故选:D
8. 如果函数那么( )
A. 2020B. 2021C. 2023D. 2025
【答案】B
【解析】
【分析】记,,根据的定义可求的周期,根据周期性求解即可.
【详解】记,,
根据可得,
,
而,
,,
,
,
,
所以的周期为5,取值分别为2023,2024,2020,2021,2022,
.
故选:B
二、多项选择题:本大题共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,以下说法正确的是( )
A. z的实部是3B.
C. D. 在复平面内对应的点在第一象限
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据复数实部的概念判断A的真假;计算复数的模判断B的真假;根据共轭复数的概念判断C的真假;根据复数的几何意义判断D的真假.
【详解】对A:复数的实部为3,故A正确;
对B:因,故B正确;
对C:根据共轭复数的概念,,故C正确;
对D:因为在复平面内对应的点的坐标为,位于第四象限,故D错误.
故选:ABC
10. 抛掷一颗质地均匀的骰子,记随机事件“点数为i”,其中,则以下说法正确的是( )
A. 若随机事件“点数不大于3”,则与互斥
B. 若随机事件“点数为偶数”,则
C. 若随机事件“点数不大于2”,则与对立
D. 若随机事件“点数为奇数”,则与相互独立
【答案】BD
【解析】
【分析】对于选项中的事件,分别写出对应的基本事件构成的集合,根据互斥事件、对立事件、独立事件的定义依次分析,即可
【详解】,故,所以与不互斥,故A错;
,故B对;
但,所以与不对立,故C错;
,故D对;
故选:BD
11. 棱长为1的正四面体ABCD的内切球球心为O,点P是该内切球球面上的动点,则以下说法正确的是( )
A. 记直线AO与直线AB的夹角是α,则
B. 记直线AO与平面ABC的夹角是β,则
C. 记的最小值为n,则
D. 记在上的投影向量为,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据正四面体内切球的性质结合正四面体结构特征求解判断A、C;根据点到平面的距离求解判断C;根据投影定义求解判断D;
【详解】如图,设内切球的半径为r,球O与平面BCD的切点为H,
则,
根据等体积法可得,正四面体ABCD的体积,所以,
可知,故A对;
由直线AO与平面ABC的夹角是β,设球O与平面ABC的切点为G,连接OG,
所以平面ABC,所以,,
所以在直角中,,故B错;
令,则Q是平面BCD内一动点,
,
即球面上的点到平面BCD上点之间的距离,
最小值n表示球面上的点到平面BCD的距离,
所以,即,故C对;
点A在线段BC上的投影为线段BC的中点E,点P在线段BC上的投影点位于点的左侧和右侧,且的最大值为,则,
故选:ACD
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 点A(2,1)到直线l:的距离是________.
【答案】
【解析】
【分析】利用点到直线的距离公式即可求得答案.
【详解】点A(2,1)到直线l:的距离为,
故答案为:
13. 已知圆锥的侧面展开图是圆心角为2π3,弧长为2π的扇形,则该圆锥的体积是________.
【答案】
【解析】
【分析】先根据条件确定圆锥的底面半径和高,根据锥体的体积公式求圆锥的体积.
【详解】设圆锥的底面半径为,高为,母线长为.
则由题意:,
所以.
所以圆锥的体积为:.
故答案为:.
14. 设O是坐标原点,是椭圆的左焦点,椭圆上的点P关于O的对称点是Q,若,,则该椭圆的离心率是______.
【答案】##0.5
【解析】
【分析】利用对角线相互平分判断四边形为平行四边形,利用,中的余弦定理,面积公式列方程,得关于,,的方程,构造出离心率,求解即可.
【详解】
由题意,点P关于O的对称点是Q,所以点是线段的中点,
根据椭圆的对称性知,点是线段(为椭圆的右焦点)的中点,
则四边形为平行四边形;
由,得,则,
在平行四边形中,由,得,
所以,
在中,由余弦定理得,
所以,
由题意,,
又,
所以,则,即,
得,所以离心率.
故答案为:.
四、解答题:本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.
15. 已知圆C:,点P(1,4),且直线l经过点P.
(1)若l与C相切,求l的方程;
(2)若l的倾斜角为,求l被圆C截得的弦长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)对直线l的斜率不存在和存在两种情况进行讨论,根据点到直线的距离等于半径即可求解.;
(2)根据点到直线的距离公式及垂径定理即可求解.
【小问1详解】
由知,圆C的圆心坐标为,半径为5.
当直线l的斜率不存在时,即直线的方程为:,
圆心C到直线l的距离为,故与圆C不相切,不满足题意;
当直线l的斜率存在时,设直线为:,即,
则圆C的圆心到直线l的距离,解得,
故直线l的方程为,
综上:直线l的方程为
【小问2详解】
由l的倾斜角为,
所以直线l的方程为,
圆C的圆心到直线l的距离为,
由垂径定理得,l被圆C截得的弦长为,
16. 在中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,记的面积为S,已知.
(1)若,求外接圆的半径;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据三角形内角和求出,再根据正弦定理求半径;
(2)根据面积公式和余弦定理求解即可
【小问1详解】
由,得,
由,可得,
所以外接圆的半径为
【小问2详解】
,
17. 如图,在四棱锥P-ABCD中,△PAD是正三角形,四边形ABCD为等腰梯形,且有,E,F分别是AD,BC的中点,动点Q在PF上.
(1)证明:平面平面;
(2)当时,求平面QAB与平面QCD所成角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意,由线面垂直的判定定理可证平面,即可证明平面平面;
(2)根据题意,建立空间直角坐标系,结合空间向量的坐标运算以及二面角的夹角公式代入计算,即可得到结果.
小问1详解】
因为四边形为等腰梯形,E,F分别是AD,BC的中点,所以,
又因为,所以,
又因为,平面,所以平面,
而平面,所以平面平面.
【小问2详解】
假设,所以,
得到,所以,
如图建立空间直角坐标系,得,
,则,
设,
则,
所以,
由可得,解得,
所以,
设平面的一个法向量,
,
则,取得,
设平面的一个法向量,
,
则,取得,
设平面QAB与平面QCD所成角为,
则,
所以平面QAB与平面QCD所成角的余弦值为.
18. 在平面直角坐标系中,已知O是坐标原点,点,,直线,相交于点,且它们的斜率之积是.记点的轨迹是曲线,点是曲线上的一点.
(1)求曲线的方程;
(2)若,直线l过点与曲线的另一个交点为,求面积的最大值;
(3)过点作直线交曲线于,两点,且,证明:为定值.
【答案】(1)()
(2).
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)设Mx,y,根据直线,的斜率之积是,可求的轨迹方程.
(2)设直线的点斜式,用斜率表示出的面积,结合基本(均值)不等式求最大值.
(3)设直线方程为,根据弦长公式表示出OP,根据直线垂直得到直线的方程,再根据在椭圆上,表示出,然后代入化简即可.
【小问1详解】
设Mx,y,因为,所以.
整理得:().
所以曲线的方程为:()
【小问2详解】
当时,可得.
当直线斜率不存在时,可得,此时.
当直线斜率存在时,设直线:,
代入椭圆的方程:,得:,
整理得:.
因为时该方程的一个解,所以.
所以,所以.
又点到直线的距离为:.
所以.
设,则(因为时,,此时直线经过点,则共线). 那么,所以
所以当时,;
当时,(当且仅当即时取“”)
综上可知:面积的最大值为:
【小问3详解】
如图:
因为曲线的方程为:()
所以过的直线可写为:,代入中,
可得,整理得:.
设Px1,y1,Qx2,y2,
则,,
所以.
所以.
此时,直线的方程为:,由且点纵坐标大于0,可得:
,所以
.
所以.为定值.
【点睛】方法点睛:解析几何中,遇到求最值的问题,通常有以下思路:
(1)转化成二次函数值域问题求解.
(2)通过换元,可以转化成基本(均值)不等式求最值的问题解决.
(3)通过换元,转化成三角函数的值域问题求解.
(4)通过分析函数的单调性,求最值.
19. 在平面直角坐标系中,我们可以采用公式(其中为常数),将点Px,y变换成点,我们称该变换为线性变换,上式为坐标变换公式.常见的线性变换有平移变换和旋转变换.
(1)将点Px,y向左平移个单位,再向上平移个单位,得到点,求该变换的坐标变换公式,并求将椭圆向左平移个单位,再向上平移个单位后,所得新椭圆的方程;
(2)将点Px,y绕原点逆时针旋转后,得到点,求上述变换的坐标变换公式,并求将椭圆绕原点逆时针旋转后,所得新椭圆的方程;
(3)若点Px,y满足,证明:点Px,y的轨迹是椭圆.
【答案】(1);.
(2);.
(3)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)根据坐标的平移可得坐标的变换公式,利用公式可得椭圆平移后的新方程.
(2)借助复数三角形式运算的几何意义,求坐标变换公式,利用公式可得椭圆平移后的新方程.
(3)利用(2)的结论,先把点Px,y的轨迹逆时针旋转,再配方,可证点Px,y的轨迹是椭圆.
【小问1详解】
由题意:,所以该变换的坐标变换公式为:.
由,
所以椭圆经过变换后,所得新椭圆的方程为:.
【小问2详解】
设Px,y对应复数,将点Px,y绕原点逆时针旋转后,得到点,
对应复数:,则.
所以.
由.
所以椭圆绕原点逆时针旋转后,
所得新椭圆的方程为:
.
【小问3详解】
先将曲线绕原点逆时针旋转,所得曲线的方程为:
整理得:
所以,
再将其向右平移个单位,向上平移个单位,可得,表示椭圆.
所以点Px,y的轨迹是椭圆.
【点睛】关键点点睛:处理第三问时,思路不好找,可先利用第二问的结论处理一下,就可以发现点Px,y的轨迹了.
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