
1.答題前,考生務(wù)必將自己的姓名?考生號填寫在試卷和答題卡上,并將考生號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置.
2.回答選擇題時,選出每小題后,用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的標(biāo)號涂黑.如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他標(biāo)號.回答非選擇題時,將寫在答題卡上.寫在本試卷上無效.
3.考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回.
一?單項選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的.
1. 已知為純虛數(shù),則( )
A. 3B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用復(fù)數(shù)乘法求出,再利用純虛數(shù)的意義求解即得.
【詳解】依題意,,由是純虛數(shù),得,
所以.
故選:B
2. 在空間直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),若點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于平面對稱,則( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)空間坐標(biāo)系的定義得對稱點(diǎn)的坐標(biāo),再求得向量坐標(biāo).
【詳解】由點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于平面對稱,可得,所以.
故選:A.
3. 若過點(diǎn)的直線的傾斜角為,且,則的方程為( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)同角三角函數(shù)恒等式,可求得的值,即為直線的斜率,再由點(diǎn)斜式方程得到答案.
【詳解】由及,可得,
所以的斜率,
所以由點(diǎn)斜式方程得的方程為:
,即.
故選:C.
4. 函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
求出函數(shù)的定義域,利用復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性可求得原函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間.
【詳解】對于函數(shù),,解得或.
所以,函數(shù)的定義域為,
內(nèi)層函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,
外層函數(shù)為增函數(shù),
由復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性可知,函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為.
故選:C.
【點(diǎn)睛】本題考查對數(shù)型復(fù)合函數(shù)單調(diào)區(qū)間的求解,考查計算能力,屬于基礎(chǔ)題.
5. 6萬多年一遇的紫金山—阿特拉斯彗星是中國科學(xué)院紫金山天文臺發(fā)現(xiàn)的第8顆彗星,它于2024年10月12日最接近地球,在北半球可觀測到.已知某彗星的運(yùn)行軌道是以太陽為一個焦點(diǎn)的橢圓,測得軌道的近日點(diǎn)(距太陽最近的點(diǎn))距太陽中心0.6天文單位,遠(yuǎn)日點(diǎn)(距太陽最遠(yuǎn)的點(diǎn))距太陽中心35天文單位,且近日點(diǎn)?遠(yuǎn)日點(diǎn)及太陽中心在同一條直線上,則該橢圓的離心率約是( )
A. 0.017B. 0.25C. 0.86D. 0.97
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)給定的信息,結(jié)合橢圓的概念特征,離心率公式列式計算即得.
【詳解】解析設(shè)該橢圓的半焦距為cc>0,長半軸長為,
根據(jù)題意有,可得,,
所以離心率.
故選:D.
6. 已知雙曲線的一個焦點(diǎn)到其漸近線的距離為,則的漸近線的斜率為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用點(diǎn)到直線的距離公式可得雙曲線的上焦點(diǎn)到其漸近線的距離為,則,再結(jié)合雙曲線的漸近線方程即可得答案.
【詳解】設(shè)的半焦距為,則,
根據(jù)對稱性,可知的上焦點(diǎn)到其漸近線的距離為,
所以,所以的漸近線的斜率為.
故選:A.
7. 已知直線與拋物線相交于兩點(diǎn),點(diǎn)在軸上,且,則點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)距離為( )
A. 4B. 2C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】設(shè),直線方程代入拋物線方程(消去)可得,把用坐標(biāo)表示后可求得,從而得結(jié)論.
【詳解】設(shè),將與聯(lián)立,得,所以.
設(shè),因為,所以
0,
解得,故點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離為.
故選:D.
8. 已知正四面體的棱長為3,點(diǎn)在棱上,且,若點(diǎn)都在球的球面上,則球的表面積為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】取的中點(diǎn),連接,在線段上取點(diǎn),使得,連接,點(diǎn)為等邊的中心,同時可得點(diǎn)即為球心,進(jìn)而可求表面積.
【詳解】如圖,取的中點(diǎn),連接,在線段上取點(diǎn),使得,連接.
在中,.易知點(diǎn)為等邊的中心,
所以.
易知,所以.
所以,點(diǎn)即為球心,球的半徑為,
表面積為.
故選:D.
二?多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項中,有多項符合題目要求,全部選對的得6分,部分選對的得部分分,有選錯的得0分.
9. 已知直線和圓,則( )
A. 直線過定點(diǎn)
B. 直線與圓有兩個交點(diǎn)
C. 存在直線與直線垂直
D. 直線被圓截得的最短弦長為
【答案】ABC
【解析】
【分析】利用直線方程求定點(diǎn)可判斷選項A;利用直線恒過定點(diǎn)在圓內(nèi)可判斷選項B;利用兩直線的垂直關(guān)系與斜率的關(guān)系判斷選項C;利用弦長公式可判斷選項D.
【詳解】對A,由可得,,
令,即,此時,所以直線l恒過定點(diǎn),A正確;
對B,因為定點(diǎn)到圓心的距離為,
所以定點(diǎn)在圓內(nèi),所以直線l與圓O相交,B正確;
對C,因為直線的斜率為,所以直線l的斜率為,即,
此時直線l與直線垂直,滿足題意,C正確;
對D,因為直線l恒過定點(diǎn),圓心到直線l的最大距離為,
此時直線l被圓O截得的弦長最短為,D錯誤;
故選:ABC.
10. 如圖,在直三棱柱中,分別為棱的中點(diǎn),則( )
A.
B. 平面
C.
D. 點(diǎn)到平面的距離為
【答案】BC
【解析】
【分析】由題意建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法表示出線段的方向向量和平面的法向量,根據(jù)向量的數(shù)量積判斷線線垂直、線面平行,再利用向量方法計算點(diǎn)到平面的距離,依次判斷選項正誤.
詳解】如圖所示,
設(shè)是棱的中點(diǎn),連接OC,
因為,所以且,
以為原點(diǎn),直線,分別為軸,
過作的平行線為軸建立空間直角坐標(biāo)系,
則,
所以,
,
對于選項A,因為,
所以CN與不垂直,故A錯誤;
對于選項B,設(shè)平面的一個法向量為,
則,即,所以取,
因為平面,
所以MN平面,故B正確;
對于選項C,,故C正確;
對于選項D,設(shè)平面的法向量為n=x,y,z,
則,可取,
所以點(diǎn)到平面的距離為,故D錯誤.
故選:BC.
11. 已知橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,上頂點(diǎn)為,離心率為為上關(guān)于原點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)(與的頂點(diǎn)不重合),則( )
A. 的方程為
B.
C. 的面積隨周長變大而變大
D. 直線和的斜率乘積為定值
【答案】AD
【解析】
【分析】對于A,由橢圓的離心率求解;于B,由橢圓的對稱性知:,從而,借助基本不等式可得的最小值;對于,表示出周長和面積分析可得;對D:設(shè),,則,,,由點(diǎn), 在橢圓上,即可化得的值.
【詳解】由題易知,解得,故橢圓方程為:,故A正確;
連接,由橢圓對稱性知為平行四邊形,
當(dāng)且僅當(dāng),時等號成立,故錯誤;
對選項C:由選項B可知:,
設(shè),,則‘
的面積為’
由對稱性,不妨設(shè)在第一象限及正半軸上,
故隨的增大而減小,的面積為隨的增大而增大,
即的面積隨周長變大而變小,C錯誤;
對選項D:設(shè),,則,,
又,所以,
點(diǎn), 在橢圓上,結(jié)合選項C,
,
所以,故D正確;
故選:AD.
【點(diǎn)睛】利用橢圓對稱性及定義推導(dǎo)出為平行四邊形是本題關(guān)鍵.
三?填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分.
12. 在中,內(nèi)角的對邊分別為,已知,則__________.
【答案】4
【解析】
【分析】利用正弦定理即可求解.
【詳解】因為,
所以由正弦定理可得.
故答案為:4.
13. 曲線的周長為__________.
【答案】
【解析】
【分析】曲線圍成的圖形關(guān)于x軸,y軸對稱,結(jié)合圓的方程運(yùn)算求解.
【詳解】當(dāng)時,方程可化為,
此時,曲線是一個半徑為的半圓,
由對稱性可得曲線在各個象限內(nèi)都是半徑為半圓,
故曲線的周長是4個半徑為的半圓之和,
即.
故答案為:.
14. 已知雙曲線的左焦點(diǎn)為,過的直線交圓于,兩點(diǎn),交的右支于點(diǎn),若,則的離心率為__________.
【答案】
【解析】
【分析】作出輔助線,結(jié)合題目條件得到方程組,求出,結(jié)合雙曲線定義得到方程,求出離心率.
【詳解】設(shè)的半焦距為cc>0,如圖,設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),的中點(diǎn)為的右焦點(diǎn)為,連接,.
因為,所以也是的中點(diǎn).設(shè),
由雙曲線的定義得,所以,
在中,由,得,所以,
在中,由,得.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解離心率的常用方法:(1)直接法:直接求出,,求解;(2)變用公式,整體求出;(3)利用題目中所給的幾何關(guān)系或者條件得出的關(guān)系;(4)構(gòu)造的齊次式,解出.
四?解答題:本題共5小題,共77分.解答應(yīng)寫出文字說明?證明過程或演算步驟.
15. 已知函數(shù).
(1)求的單調(diào)遞減區(qū)間;
(2)若在區(qū)間上的值域為,求實數(shù)的取值范圍.
【答案】(1).
(2).
【解析】
【分析】(1)利用二倍角的正弦公式、二倍角的余弦公式以及兩角和與差的正弦公式將函數(shù)化為,利用正弦函數(shù)的單調(diào)性解不等式,可得到函數(shù)的遞增區(qū)間;
(2) 要使得在上的值域為,即在上的值域為,可得,從而可得結(jié)果.
【小問1詳解】
因為
令,
得.
所以單調(diào)遞減區(qū)間為.
【小問2詳解】
當(dāng)時,,
在區(qū)間上的值域為,
令,得,有,
令,得,有.
所以,得,
即的取值范圍是.
16. 如圖,在四棱錐中,底面ABCD是邊長為2的正方形,且平面平面ABCD,.
(1)證明:平面PCD;
(2)若,E為棱PC的中點(diǎn),求直線PC與平面ABE所成角的正弦值.
【答案】(1)證明見詳解
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)面面垂直的性質(zhì)可得平面ABCD,進(jìn)而可得,,結(jié)合線面垂直的性質(zhì)定理分析證明;
(2)建系標(biāo)點(diǎn),求平面ABE的法向量,利用空間向量求線面夾角.
【小問1詳解】
因為平面平面ABCD,,
且平面平面,平面,
可得平面ABCD,
由平面ABCD,則,
因為ABCD為正方形,則,
且,平面PCD,
所以平面PCD.
【小問2詳解】
由(1)可知:平面ABCD,且ABCD為正方形,
以為坐標(biāo)原點(diǎn),分別為軸,建立空間直角坐標(biāo)系,如圖所示:
由題意可得:,
則,
設(shè)平面ABE的法向量為,則,
令,則,可得,
且,
所以直線PC與平面ABE所成角的正弦值為.
17. 已知拋物線C:與橢圓E:一個交點(diǎn)為,且E的離心率.
(1)求拋物線C和橢圓E的方程;
(2)過點(diǎn)A作兩條互相垂直的直線AP,AQ,與C的另一交點(diǎn)分別為P,Q,求證:直線PQ過定點(diǎn).
【答案】(1),
(2)證明見解析
【解析】
【分析】(1)將點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線方程可求出,從而可求出拋物線的方程,再將點(diǎn)的坐標(biāo)代入橢圓方程,結(jié)合和,從而可求出橢圓方程;
(2)設(shè)直線為,,將直線方程代入拋物線方程,化簡利用根與系數(shù)的關(guān)系,表示出,,由,得,化簡后可得,代入可求得直線過的定點(diǎn).
【小問1詳解】
因為點(diǎn)在拋物線C:y2=2pxp>0上,
所以,得,所以拋物線方程為,
因為點(diǎn)在橢圓E:上,離心率,
所以,解得,
所以橢圓方程為
【小問2詳解】
由題意可知直線的斜率不為零,所以設(shè)直線為,,
由,得,
由,得,則,
由題意可知直線,的斜率均存在且不為零,
所以,,
因為,所以,
所以,則,
所以,得,所以直線為,
所以,所以直線恒過定點(diǎn)
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:此題考查橢圓方程的求法,考查拋物線方程的求法,考查直線與拋物線的位置關(guān)系,第(2)問解題的關(guān)鍵是設(shè)出直線的方程代入拋物線方程化簡,利用根與系數(shù)的關(guān)系,再結(jié)合化簡求解,考查數(shù)形結(jié)合的思想和計算能力,屬于較難題.
18. 已知橢圓的左?右焦點(diǎn)分別為,短軸長為2.
(1)求E的方程.
(2)若為上一點(diǎn),求的取值范圍.
(3)判斷上是否存在不同的三點(diǎn),使得線段(為坐標(biāo)原點(diǎn))的中點(diǎn)與的中點(diǎn)重合于直線上一點(diǎn).若存在,求出直線的方程;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)或.
【解析】
【分析】(1)由已知求得即可得;
(2)設(shè)Px,y,得,代入后可求得取值范圍;
(3)設(shè)直線的方程為,直線方程代入橢圓方程整理后可得,求出中點(diǎn)的坐標(biāo),再求得點(diǎn)坐標(biāo),代入橢圓方程得的關(guān)系式,結(jié)合韋達(dá)定理中,可求得得直線方程.也可設(shè)點(diǎn),得,代入橢圓方程求得,從而得點(diǎn)坐標(biāo),利用是中點(diǎn)(把坐標(biāo)代入橢圓方程相減)求得直線斜率后可得直線方程.
【小問1詳解】
因為,所以,
因為的短軸長為2,所以,
所以的方程為.
【小問2詳解】
設(shè)Px,y,則,
易知,
所以
.
因為,所以,
所以的取值范圍是.
【小問3詳解】
方法一:由題意得直線的斜率存在,設(shè)直線的方程為,
由得,
所以Δ=(10km)2?41+5k25m2?5>0,即,
.
因為的中點(diǎn)為,所以,①
.
因為點(diǎn)為線段的中點(diǎn),所以,
將點(diǎn)的坐標(biāo)代入,得,與①式聯(lián)立,
解得或均滿足,
所以直線的方程為或,
即,或.
方法二:設(shè)點(diǎn),則,由題意知直線的斜率存在,所以.
將點(diǎn)坐標(biāo)代入的方程,得,解得,所以.
若與的中點(diǎn)重合,則.
由點(diǎn)在上,得兩式相減,得,
整理可得.
當(dāng)點(diǎn)坐標(biāo)為時,,
當(dāng)點(diǎn)坐標(biāo)為時,,
所以直線的方程為或,
即或.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:已知橢圓的弦中點(diǎn)坐標(biāo),設(shè)弦兩端點(diǎn)坐標(biāo)為,代入橢圓方程有,兩式相減得:
,時,,即為弦所在直線斜率.
19. 在平面直角坐標(biāo)系中,定義為兩點(diǎn)的“切比雪夫距離”,又設(shè)點(diǎn)及直線上任意一點(diǎn),稱的最小值為點(diǎn)到的“切比雪夫距離”,記作.
(1)已知點(diǎn)和點(diǎn),直線,求和.
(2)已知圓和圓.
①若兩圓心的切比雪夫距離,判斷圓和圓的位置關(guān)系;
②若,圓與軸交于兩點(diǎn),其中點(diǎn)在圓外,且,過點(diǎn)任作一條斜率不為0的直線與圓交于兩點(diǎn),記直線為,直線為,證明:.
【答案】(1)3,.
(2)①圓與圓相切;②證明見解析
【解析】
【分析】(1)根據(jù)“切比雪夫距離”定義計算;(2)①轉(zhuǎn)化為圓與圓的位置關(guān)系判定即可;②運(yùn)用直線與圓聯(lián)立,借助韋達(dá)定理證明即可.
【小問1詳解】
.
設(shè)上任意一點(diǎn)為,
則.
當(dāng)時,;
當(dāng)時,,
所以的最小值為2,故.
【小問2詳解】
①由題可知圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,所以圓心為,半徑.由圓的方程知圓心為,半徑.
.
當(dāng),即時,由,解得,所以.
此時,所以圓與圓相切(答“內(nèi)切”也對).
當(dāng),即時,由,解得,所以.
此時,所以圓與圓相切.
②因為都在軸上,所以,
所以,得或(舍去).
此時圓,令,解得或,
因為點(diǎn)在圓外,所以.
由題意設(shè)直線的方程為.
由可得,
當(dāng),即時,
有.
,
因為,所以,
所以直線與關(guān)于軸對稱,即關(guān)于直線對稱,
由對稱性知.
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