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兰州一中2018-2019-1高二期末考试数学试题及答案(理科)

兰州一中2018-2019-1高二期末考试数学试题及答案(理科)
兰州一中2018-2019-1高二期末考试数学试题及答案(理科)

兰州一中2018-2019-1学期高二年级期末考试

数学试卷(理科)

说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分150分,考试时间120

分钟。请将所有试题的答案写在答题卡上,交卷时只交答题卡。

第Ⅰ卷(选择题,共

60分)

一、选择题(本大题共

12小题,每小题

5分,共60分)

1.王昌龄《从军行》中两句诗为“黄沙百战穿金甲,不破楼兰终不还”,其中后一句中“攻破楼兰”是“返回家乡”的(

)

A. 充分条件

B. 必要条件

C. 充要条件

D. 既不充分也不必要条件

2.已知空间四边形

OABC 中,OA a ,OB b ,OC c ,点M 在OA 上,且2OM MA ,N 为

BC 中点,则MN =

(

)

A.

1212

3

2

a b c B.

111222a b c C. 211322a

b

c

D.

2213

3

2

a

b

c

3.设命题p :函数sin 2y x 的最小正周期为

2

;命题q :函数cos y

x 的图象关于直线

2

x

对称.

则下列判断正确的是(

)

A.

p 为真

B.p 为假

C. p q 为真

D.

p q 为假

4.下列结论错误的是(

)

A. 命题“若2

34

0x x ,则4x ”的逆否命题为“若4x

,则2

340x x ”

B.命题“

2

30x

,x

x R ”的否定是

2

3

x ,x

x R C. 命题“若2

2

ac bc ,则a b ”的逆命题为真命题D. 命题“若2

2

0m

n

,则0m

且0n

”的否命题是“若2

2

0m

n

,则m ≠0或n ≠0”

5.已知两点M(-2,0),N(2,0),点P 为坐标平面内的动点,满足|MN →|·|MP →|+MN →·NP →

=0,则动点P(x ,y)

的轨迹方程为(

)

A.

2

8y

x

B.

2

8y

x

C.

2

4y

x

D.

2

4y

x

6.双曲线

222

2

1(0,0)x y a b a

b

的渐近线为正方形

OABC 的边OA ,OC 所在的直线,点B 为该双曲线

的焦点,若正方形OABC 的边长为2,则a =

(

)

A. 3

B.

2 C.

3 D. 2

7.已知椭圆

2

2

142

x

y

上有一点P ,F 1,F 2是椭圆的左、右焦点,若△

F 1PF 2为直角三角形,则这样的点

P 有( )

A .3个

B .4个

C .6个

D .8个

8.抛物线

2

2(0)y

px p 的焦点为F ,其准线与双曲线2

2

1y

x

相交于A ,B 两点,若△ABF 为等边三

角形,则p =

A.

22 B.

23

C. 2

D. 3

9.椭圆

2

2

1(0,0)ax

by

a b

与直线1y

x 交于A ,B 两点,过原点与线段

AB 中点的直线的斜率为

32

,则

b a

的值为

(

)

A.

233

B.

32

C .

93

2

D.

2327

10.直三棱柱

111ABC

A B C 中,

90BCA

,M ,N 分别是11A B ,11AC 的中点,1BC

CA CC ,

则BM 与AN 所成的角的余弦值为(

)

A .

110

B .

25

C .

22

D .

3010

11.抛物线2

2(0)y px p

的焦点为F ,准线为l ,,A B 是抛物线上的两个动点,且满足

3

AFB

.设

线段AB 的中点M 在l 上的投影为N ,则

||||

MN AB 的最大值是

()

A .

12

B .1

C .

22

D .

32

12.设椭圆C :

222

2

1(0)x y a b a

b

的左右焦点分别为

1F ,2F ,过点1F 的直线与C 交于点P ,Q . 若

212||||PF F F ,且113||4||PF QF ,则C 的离心率为

A .57

B .35

C .267

D .

265

第Ⅱ卷(非选择题,共

90分)

二、填空题(本大题共4小题,每小题

5分,共20分)

13.抛物线

2

12y

x 的准线与双曲线2

2

193

x y

的两条渐近线所围成的三角形的面积等于

________.

14.已知长方体1111ABCD

A BC D 中,底面是边长为1的正方形,高为

2,则点1A 到截面11AB D 的距离

.

15.有甲、乙、丙、丁四位歌手参加比赛,其中只有一位获奖,有人走访了四位歌手,甲说“是乙或丙获奖”,乙说“甲、丙都未获奖”,丙说”我获奖了”,丁说“是乙获奖”.四位歌手的话只有一位是假的,则获奖

的歌手是_____.

16.设O 为坐标原点,P 是以F 为焦点的抛物线2

2(0)y

px p

上任意一点,M 是线段PF 上的点,且|PM |

=2|MF |,则直线OM 的斜率的最大值为.

三、解答题(本大题共6小题,共70分)17. (本小题满分10分)

①已知椭圆的中心在原点,以坐标轴为对称轴,且经过两点

35(,)22

,(3,5),求椭圆方程. ②已知双曲线222

2

:

1(0,0)x y C a b

a

b

与圆2

2

:(5)

9M x y . 双曲线C 的焦距为10,它的两条

渐近线恰好与圆

M 相切,求双曲线C 的方程.

18. (本小题满分12分) 设p :实数x 满足2

2

540x

ax a

(其中0a

),q :实数x 满足

50.

2

x x

(I)若1a ,且p

q 为真,求实数x 的取值范围.

(II)若

q 是

p 的必要不充分条件,求实数

a 的取值范围.

19.(本小题满分12分)

如图,三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,底面ABC 为等腰直角三角形,AB =AC =1,BB 1=2,∠ABB 1=60°. (I) 证明:AB ⊥平面AB 1C ;

(II) 若B 1C =2,求AC 1与平面BCB 1所成角的正弦值.

20.(本小题满分12分) 已知抛物线

C :

2

2(0)y

px p 的焦点为

F ,抛物线C 与直线

l 1:y x 的一个交点为M ,且

82OM (O 为坐标原点).

(Ⅰ)求抛物线C 的方程;(II)不过原点的直线l 2与l 1垂直,且与抛物线交于不同的两点

A ,

B ,若线段AB 的中点为P ,且|OP |=|PB |,

求△FAB 的面积.

21.(本小题满分12分) 如图,在四棱锥

P -ABCD 中,侧面PAB ⊥底面ABCD ,

底面ABCD 为矩形,PA =PB ,O 为AB 的中点,OD ⊥PC. (Ⅰ) 求证:OC ⊥PD ;

(II )若PD 与平面P AB 所成的角为30°,求二面角D -PC -B 的余弦值.

22.(本小题满分12分) 已知圆2

2

:(1)

8A x y

,圆A 内一定点(1,0)B ,动圆P 过点B 且与圆A 内切.记动圆圆心P 的轨迹

为C .

(Ⅰ)求轨迹C 方程;(II )过点1(0,

)3

S 的动直线l 交轨迹C 于M ,N 两点,试问:在坐标平面上是否存在一个定点

Q ,使得

以线段MN 为直径的圆恒过点

Q ?若存在,求出点

Q 的坐标;若不存在,请说明理由

.

兰州一中2018-2019-1学期期末考试高二数学

(理科)参考答案

一、

选择题(每题

5分,共60分)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B

C

D

C

A

D

C

B

A

D

B

A

二、填空题(每小题5分,共20分)

13.33

14.

23

15. 乙

16.

22

三、解答题(本大题共

6小题,共70分)

17.(本题满分10分)解:①设椭圆方程为

mx 2+ny 2

=1(m ,n>0,m ≠

n). 由-322m +522

n =1,3m +5n =1,解得m =16,n =110

.

∴椭圆方程为y 2

10+x

2

6

=1.………5分

②由210c

,知5c

. 渐近线方程为bx ±ay =0且a 2+b 2

=25,

又圆心M(0,5)到两条渐近线的距离为r =3.

|5a|

b 2+a

2=3,得a =3,b =4,∴双曲线C 的方程为x 2

9-y

2

16

=1.

………10分

18. (本题满分12分)解(I)当a =1时,x 2

-5ax +4a 2

<0即为x 2

-5x +4<0,解得1

当p 为真时,实数x 的取值范围是

1

当q 为真时,由

502

x x

,知2

若p ∧q 为真,则p 真且q 真,所以实数x 的取值范围是(2,4).………6分

(II)

q )是p 的必要不充分条件,即

p 是q 的必要不充分条件

.

设A ={x|p(x)},B ={x|q(x)},则B A. 由x 2

-5ax +4a 2

<0得(x -4a)(x -a)<0,∵a>0,∴A ={x|a

又B ={x|25,解得5

4

∴实数a 的取值范围是

5

4

,2.………12分

19.(本题满分12分)(I)证明连接AB 1,在△

ABB 1中,AB =1,BB 1=2,∠ABB 1=60°,

由余弦定理得,AB 21=AB 2+BB 2

1-2AB ·BB 1·cos ∠ABB 1=3,∴AB 1=3,∴BB 2

1=AB 2

+AB 2

1,∴AB 1⊥AB.

又△ABC 为等腰直角三角形,且AB =AC ,

∴AC ⊥AB ,∵AC ∩AB 1=A ,∴AB ⊥平面AB 1C.………6分

(II)解

∵AB 1=3,AB =AC =1,B 1C =2,

∴B 1C 2

=AB 2

1+AC 2

,∴AB 1⊥AC.

如图,以A 为原点,以AB →,AC →,AB 1→

的方向分别为x 轴,y 轴,z 轴的正方向建

立空间直角坐标系,则

A(0,0,0),B 1(0,0,3),

B(1,0,0),C(0,1,0),∴BB 1→

=(-1,0,3),BC →

=(-1,1,0).

设平面BCB 1的一个法向量为

n =(x ,y ,z),

由BB 1→·n =0,BC →·n =0,

-x +3z =0,-x +y =0,

令z =1,得x =y =3,

∴平面BCB 1的一个法向量为

n =(3,3,1).

∵AC 1→=AC →+CC 1→=AC →+BB 1→

=(0,1,0)+(-1,0,3)=(-1,1,3),

∴cos 〈AC 1→,n 〉=AC 1→·n |AC 1→||n |=35×7=10535,∴AC 1与平面BCB 1所成角的正弦值为105

35

.………12分

20.(本题满分12分)解

(I)易知直线与抛物线的交点坐标为

(8,-8),

∴(-8)2

=2p ×8,∴2p =8,∴抛物线方程为y 2

=8x.

………4分

(II)直线l 2与l 1垂直,故可设直线l 2:x =y +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),且直线l 2与x 轴的交点为

M.

y 2

=8x ,x =y +m ,

得y 2

-8y -8m =0,

Δ=64+32m>0,∴m>-2. y 1+y 2=8,y 1y 2=-8m ,………6分

∴x 1x 2=

y 21y 2

2

64

=m 2

.

由题意可知OA ⊥OB ,即x 1x 2+y 1y 2=m 2

-8m =0,

∴m =8或m =0(舍),………9分

∴直线l 2:x =y +8,M(8,0).

故S △FAB =S △FMB +S △FMA =1

2·|FM |·|y 1-y 2|

=3(y 1+y 2)2

-4y 1y 2=24 5.………12分

21.(本题满分12分)(I)证明如图,连接OP.

∵P A =PB ,O 为AB 的中点,∴OP ⊥AB.

∵侧面P AB ⊥底面ABCD ,∴OP ⊥平面ABCD ,∴OP ⊥OD ,OP ⊥OC.

∵OD ⊥PC ,∴OD ⊥平面OPC ,∴OD ⊥OC ,

又OP ⊥OC ,OP ∩OD =O ,∴OC ⊥平面OPD ,∴OC ⊥PD.………6分

(II)解:法一

取CD 的中点E ,以O 为原点,OE ,OB ,OP 所在的直线分别为

x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系

O -xyz.在矩形ABCD 中,由(1)得OD ⊥OC ,∴AB =2AD ,不妨设AD =1,则AB =2.

∵侧面P AB ⊥底面ABCD ,底面ABCD 为矩形,∴DA ⊥平面P AB ,CB ⊥平面PAB ,△DPA ≌△CPB ,∴∠DPA 为直线PD 与平面P AB 所成的角,∴∠DPA =30°,∠CPB =30°,PA =PB =3,

∴B(0,1,0),C(1,1,0),D (1,-1,0),P(0,0,2),从而PC →

=(1,1,-2),CD →

=(0,-2,0).

设平面PCD 的法向量为n 1=(x 1,y 1,z 1),

由PC →·n 1=0,CD →·n 1=0,

x 1+y 1-2z 1=0,-2y 1=0,

可取n 1=(2,0,1).

同理,可取平面PCB 的一个法向量为n 2=(0,-2,-1).

于是cos 〈n 1,n 2〉=n 1·n 2|n 1|·|n 2|=-1

3,

∴二面角D -PC -B 的余弦值为-1

3

.………12分

法二

在矩形ABCD 中,由(1)得OD ⊥OC ,∴AB =2AD ,不妨设AD =1,则AB =2.

∵侧面P AB ⊥底面ABCD ,底面ABCD 为矩形,∴DA ⊥平面P AB ,CB ⊥平面PAB ,△DPA ≌△CPB ,∴∠DPA 为直线PD 与平面P AB 所成的角,

∴∠DPA=30°,∠CPB=30°,PA=PB=3,

∴DP=CP=2,

∴△PDC为等边三角形.

设PC的中点为M,连接DM,则DM⊥PC.

在Rt△CBP中,过M作NM⊥PC,交PB于点N,连接ND,则∠DMN为二面角D-PC-B的一个平面角.

由于∠CPB=30°,PM=1,故在Rt△PMN中,MN=

3

3

,PN=

23

3

.

∵cos∠APB=

3+3-4

2×3×3

1

3

∴AN2=23

3

2

+3-2×

23

3

×3×

1

3

=3,

∴ND2=3+1=4,

∴cos∠DMN=

3

3

2

+3-4

3

3

×3

=-

1

3

即二面角D-PC-B的余弦值为-1 3 .

22.(本题满分12分)解(Ⅰ)解:设动圆圆心(,)

P x y,半径为r.

22,22 2.

PA r PB r PA PB AB………3分故点P的轨迹为椭圆,

2222;22 1.

a a c c

2222

2,21 1.

a b a c

故圆心P的轨迹方程为

2

2 1.

2

x

y………6分

(II)当l与x轴平行时,以线段MN为直径的圆的方程为x2+y+1

3

2

16

9

当l与y轴平行时,以线段MN为直径的圆的方程为x2+y2=1.

由x2+y+

1

3

2

16

9

x2+y2=1,

x=0,

y=1,

故若存在定点Q,则Q的坐标只可能为Q(0,1). 下面证明Q(0,1)为所求:

若直线l的斜率不存在,上述已经证明.

若直线l的斜率存在,设直线l:y=kx-1

3

M(x1,y1),N(x2,y2),

由y =kx -1

3,x 2+2y 2-2=0,得(9+18k 2)x 2-12kx -16=0,Δ=144k 2

+64(9+18k 2

)>0,x 1+x 2=12k

18k 2+9,x 1x 2=-1618k 2

+9

,QM =(x 1,y 1-1),QN =(x 2,y 2-1),QM QN =x 1x 2+(y 1-1)(y 2-1)

=(1+k 2

)x 1x 2-4k 3(x 1+x 2)+

16

9

=(1+k 2

)·-169+18k

2-4k 3·12k 9+18k 2

+16

9=0,∴

QM ⊥QN ,即以线段MN 为直径的圆恒过点

Q(0,1).………12分

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