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2023學(xué)年河北省衡水市武邑中學(xué)高二(上)期中數(shù)學(xué)試卷(理科)一、選擇題:本大題共12個(gè)小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.1.拋物線y2=8x的焦點(diǎn)坐標(biāo)()A.(0,2) B.(2,0) C.(4,0) D.(0,4)2.已知命題p:?x>0,總有2x>1,則¬p為()A.?x>0,總有2x≤1 B.?x≤0,總有2x≤1C. D.3.點(diǎn)A(a,1)在橢圓+=1的內(nèi)部,則a的取值范圍是()A. B. C.(﹣2,2) D.(﹣1,1)4.若雙曲線﹣=1(b>0)的一個(gè)焦點(diǎn)到一條漸近線的距離等于焦距的,則該雙曲線的虛軸長是()A.2 B.1 C. D.5.若橢圓+=1的離心率為,則m=()A. B.4 C.或4 D.6.已知平面α的一個(gè)法向量=(2,1,2),點(diǎn)A(﹣2,3,0)在α內(nèi),則P(1,1,4)到α的距離為()A.10 B.4 C. D.7.空間四邊形ABCD中,若向量=(﹣3,5,2),=(﹣7,﹣1,﹣4)點(diǎn)E,F(xiàn)分別為線段BC,AD的中點(diǎn),則的坐標(biāo)為()A.(2,3,3) B.(﹣2,﹣3,﹣3) C.(5,﹣2,1) D.(﹣5,2,﹣1)8.設(shè)F為拋物線C:y2=3x的焦點(diǎn),過F且傾斜角為30°的直線交于C于A,B兩點(diǎn),則|AB|=()A. B.6 C.12 D.79.雙曲線x2﹣y2=1的兩條漸近線與拋物線y2=4x交于O,A,B三點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),則|AB|等于()A.4 B.6 C.8 D.1610.直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,若∠BAC=90°,AB=AC=AA1,則異面直線BA1與AC1所成的角等于()A.30° B.45° C.60° D.90°11.正方體AC1的棱長為1,過點(diǎn)A作平面A1BD的垂線,垂足為點(diǎn)H.有以下四個(gè)命題:①點(diǎn)H是△A1BD的垂心;②AH垂直平面CB1D1;③AH=;④點(diǎn)H到平面A1B1C1D1的距離為.其中真命題的個(gè)數(shù)為()A.1 B.2 C.3 D.412.設(shè)點(diǎn)P(x,y)是曲線a|x|+b|y|=1(a≥0,b≥0)上任意一點(diǎn),其坐標(biāo)(x,y)均滿足,則a+b取值范圍為()A.(0,2] B.[1,2] C.[1,+∞) D.[2,+∞)二、填空題(每題5分,滿分20分,將答案填在答題紙上)13.已知=(1,﹣3,1),=(﹣1,1,﹣3),則|﹣|=.14.拋物線y=4x2的準(zhǔn)線方程為.15.已知兩定點(diǎn)M(﹣2,0),N(2,0),若直線kx﹣y=0上存在點(diǎn)P,使得|PM|﹣|PN|=2,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是.16.如圖,在底面半徑和高均為4的圓錐中,AB、CD是底面圓O的兩條互相垂直的直徑,E是母線PB的中點(diǎn),若過直徑CD與點(diǎn)E的平面與圓錐側(cè)面的交線是以E為頂點(diǎn)的拋物線的一部分,則該拋物線的焦點(diǎn)到圓錐頂點(diǎn)P的距離為.三、解答題(本大題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟.)17.已知命題p:空間兩向量=(1,﹣1,m)與=(1,2,m)的夾角不大于;命題q:雙曲線﹣=1的離心率e∈(1,2).若¬q與p∧q均為假命題,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.18.已知拋物線y2=4x和點(diǎn)M(6,0),O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線l過點(diǎn)M,且與拋物線交于A,B兩點(diǎn).(1)求?;(2)若△OAB的面積等于12,求直線l的方程.19.如圖,在正方體ABCD﹣A1B1C1D1中,點(diǎn)M、N分別是面對(duì)角線A1B與B1D1的中點(diǎn),設(shè)=,=,=.(1)以{,,}為基底,表示向量;(2)求證:MN∥平面BCC1B1;(3)求直線MN與平面A1BD所成角的正弦值.20.如圖,在直三棱柱A1B1C1﹣ABC中,AB⊥AC,AB=AC=2,AA1=4,點(diǎn)D是BC的中點(diǎn).(1)求異面直線A1B與C1D所成角的余弦值;(2)求平面ADC1與ABA1所成二面角的正弦值.21.如圖,四棱錐P﹣ABCD中,底面ABCD為矩形,PA⊥平面ABCD,AP=1,AD=2,E為線段PD上一點(diǎn),記=λ.當(dāng)λ=時(shí),二面角D﹣AE﹣C的平面角的余弦值為.(1)求AB的長;(2)當(dāng)時(shí),求異面直線BP與直線CE所成角的余弦值.22.已知橢圓C的中心在原點(diǎn),離心率等于,它的一個(gè)短軸端點(diǎn)恰好是拋物線x2=8y的焦點(diǎn).(1)求橢圓C的方程;(2)已知P(2,m)、Q(2,﹣m)(m>0)是橢圓上的兩點(diǎn),A,B是橢圓上位于直線PQ兩側(cè)的動(dòng)點(diǎn),①若直線AB的斜率為,求四邊形APBQ面積的最大值;②當(dāng)A、B運(yùn)動(dòng)時(shí),滿足∠APQ=∠BPQ,試問直線AB的斜率是否為定值,請(qǐng)說明理由.

2023學(xué)年河北省衡水市武邑中學(xué)高二(上)期中數(shù)學(xué)試卷(理科)參考答案與試題解析一、選擇題:本大題共12個(gè)小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.1.拋物線y2=8x的焦點(diǎn)坐標(biāo)()A.(0,2) B.(2,0) C.(4,0) D.(0,4)【考點(diǎn)】拋物線的簡(jiǎn)單性質(zhì).【分析】確定拋物線的焦點(diǎn)位置,進(jìn)而可確定拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo).【解答】解:∵拋物線y2=8x的焦點(diǎn)在x軸上,且p=4,∴=2,∴拋物線y2=8x的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(2,0)故選:B.2.已知命題p:?x>0,總有2x>1,則¬p為()A.?x>0,總有2x≤1 B.?x≤0,總有2x≤1C. D.【考點(diǎn)】命題的否定.【分析】根據(jù)全稱命題否定的方法,結(jié)合已知中的原命題,可得答案.【解答】解:命題p:?x>0,總有2x>1,則?p:?,故選:D3.點(diǎn)A(a,1)在橢圓+=1的內(nèi)部,則a的取值范圍是()A. B. C.(﹣2,2) D.(﹣1,1)【考點(diǎn)】橢圓的簡(jiǎn)單性質(zhì).【分析】將點(diǎn)A代入橢圓方程可得+<1,解不等式可得a的范圍.【解答】解:點(diǎn)A(a,1)在橢圓的內(nèi)部,即為+<1,即有a2<2,解得﹣<a<,故選A.4.若雙曲線﹣=1(b>0)的一個(gè)焦點(diǎn)到一條漸近線的距離等于焦距的,則該雙曲線的虛軸長是()A.2 B.1 C. D.【考點(diǎn)】雙曲線的簡(jiǎn)單性質(zhì).【分析】由題設(shè)知b=,b==,由此可求出雙曲線的虛軸長.【解答】解:雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)到一條漸近線的距離等于=b,∵雙曲線的一個(gè)焦點(diǎn)到一條漸近線的距離等于焦距的,∴b=,∴b==,∴b=1,∴該雙曲線的虛軸長是2.故選A.5.若橢圓+=1的離心率為,則m=()A. B.4 C.或4 D.【考點(diǎn)】橢圓的簡(jiǎn)單性質(zhì).【分析】分焦點(diǎn)在x軸和y軸得到a2,b2的值,進(jìn)一步求出c2,然后結(jié)合離心率求得m值.【解答】解:當(dāng)焦點(diǎn)在x軸上時(shí),a2=3,b2=m,c2=3﹣m,由,得,即,解得m=;當(dāng)焦點(diǎn)在x軸上時(shí),a2=m,b2=3,c2=m﹣3,由,得,即,解得m=4.∴m=或4.故選:C.6.已知平面α的一個(gè)法向量=(2,1,2),點(diǎn)A(﹣2,3,0)在α內(nèi),則P(1,1,4)到α的距離為()A.10 B.4 C. D.【考點(diǎn)】空間向量的夾角與距離求解公式.【分析】利用d=,即可得出.【解答】解:=(3,﹣2,4),則P(1,1,4)到α的距離d===4,故選:B.7.空間四邊形ABCD中,若向量=(﹣3,5,2),=(﹣7,﹣1,﹣4)點(diǎn)E,F(xiàn)分別為線段BC,AD的中點(diǎn),則的坐標(biāo)為()A.(2,3,3) B.(﹣2,﹣3,﹣3) C.(5,﹣2,1) D.(﹣5,2,﹣1)【考點(diǎn)】空間向量的概念.【分析】點(diǎn)E,F(xiàn)分別為線段BC,AD的中點(diǎn),可得=,,=.代入計(jì)算即可得出.【解答】解:∵點(diǎn)E,F(xiàn)分別為線段BC,AD的中點(diǎn),∴=,,=.∴=﹣==[(3,﹣5,﹣2)+(﹣7,﹣1,﹣4)]==(﹣2,﹣3,﹣3).故選:B.8.設(shè)F為拋物線C:y2=3x的焦點(diǎn),過F且傾斜角為30°的直線交于C于A,B兩點(diǎn),則|AB|=()A. B.6 C.12 D.7【考點(diǎn)】拋物線的簡(jiǎn)單性質(zhì).【分析】求出焦點(diǎn)坐標(biāo),利用點(diǎn)斜式求出直線的方程,代入拋物線的方程,利用根與系數(shù)的關(guān)系,由弦長公式求得|AB|.【解答】解:由y2=3x得其焦點(diǎn)F(,0),準(zhǔn)線方程為x=﹣.則過拋物線y2=3x的焦點(diǎn)F且傾斜角為30°的直線方程為y=tan30°(x﹣)=(x﹣).代入拋物線方程,消去y,得16x2﹣168x+9=0.設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2)則x1+x2=,所以|AB|=x1++x2+=++=12故選:C9.雙曲線x2﹣y2=1的兩條漸近線與拋物線y2=4x交于O,A,B三點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),則|AB|等于()A.4 B.6 C.8 D.16【考點(diǎn)】雙曲線的簡(jiǎn)單性質(zhì).【分析】求出雙曲線的漸近線方程,代入拋物線的方程,求得交點(diǎn)A,B的坐標(biāo),可得AB的長.【解答】解:雙曲線x2﹣y2=1的兩條漸近線方程為y=±x,代入拋物線的方程y2=4x,可得A(4,4),B(4,﹣4),可得|AB|=8.故選:C.10.直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,若∠BAC=90°,AB=AC=AA1,則異面直線BA1與AC1所成的角等于()A.30° B.45° C.60° D.90°【考點(diǎn)】異面直線及其所成的角.【分析】延長CA到D,根據(jù)異面直線所成角的定義可知∠DA1B就是異面直線BA1與AC1所成的角,而三角形A1DB為等邊三角形,可求得此角.【解答】解:延長CA到D,使得AD=AC,則ADA1C1為平行四邊形,∠DA1B就是異面直線BA1與AC1所成的角,又A1D=A1B=DB=AB,則三角形A1DB為等邊三角形,∴∠DA1B=60°故選C.11.正方體AC1的棱長為1,過點(diǎn)A作平面A1BD的垂線,垂足為點(diǎn)H.有以下四個(gè)命題:①點(diǎn)H是△A1BD的垂心;②AH垂直平面CB1D1;③AH=;④點(diǎn)H到平面A1B1C1D1的距離為.其中真命題的個(gè)數(shù)為()A.1 B.2 C.3 D.4【考點(diǎn)】命題的真假判斷與應(yīng)用.【分析】根據(jù)正方體AC1的棱長為1,AH⊥平面A1BD,逐一分析四個(gè)命題的真假,可得答案.【解答】解:∵正方體AC1的棱長為1,AH⊥平面A1BD,∴①點(diǎn)H是△A1BD的垂心,正確;②AH垂直平面CB1D1,正確;③AH=AC1=,正確;④點(diǎn)H到平面A1B1C1D1的距離為,錯(cuò)誤.故選:C.12.設(shè)點(diǎn)P(x,y)是曲線a|x|+b|y|=1(a≥0,b≥0)上任意一點(diǎn),其坐標(biāo)(x,y)均滿足,則a+b取值范圍為()A.(0,2] B.[1,2] C.[1,+∞) D.[2,+∞)【考點(diǎn)】拋物線的簡(jiǎn)單性質(zhì).【分析】曲線a|x|+b|y|=1(a≥0,b≥0),對(duì)x,y分類討論.畫出圖象:表示菱形ABCD.由,即+.設(shè)M(﹣1,0),N(1,0),可得:2|PM|≤2,|BD|≤2,解出即可.【解答】解:曲線a|x|+b|y|=1(a≥0,b≥0),當(dāng)x,y≥0時(shí),化為ax+by=1;當(dāng)x≥0,y≤0時(shí),化為ax﹣by=1;當(dāng)x≤0,y≥0時(shí),化為﹣ax+by=1;當(dāng)x≤0,y≤0時(shí),化為﹣ax﹣by=1.畫出圖象:表示菱形ABCD.由,即+.設(shè)M(﹣1,0),N(1,0),則2|PM|≤2,|BD|≤2,∴,,解得b≥1,,∴a+b≥1+1=2.∴a+b取值范圍為[2,+∞).故選:D.二、填空題(每題5分,滿分20分,將答案填在答題紙上)13.已知=(1,﹣3,1),=(﹣1,1,﹣3),則|﹣|=6.【考點(diǎn)】空間向量運(yùn)算的坐標(biāo)表示.【分析】根據(jù)空間向量的坐標(biāo)運(yùn)算,求出﹣,再求它的模長.【解答】解:∵=(1,﹣3,1),=(﹣1,1,﹣3),∴﹣=(2,﹣4,4),∴|﹣|==6.故答案為:6.14.拋物線y=4x2的準(zhǔn)線方程為.【考點(diǎn)】拋物線的簡(jiǎn)單性質(zhì).【分析】先把拋物線方程整理成標(biāo)準(zhǔn)方程,進(jìn)而求得p,再根據(jù)拋物線性質(zhì)得出準(zhǔn)線方程.【解答】解:整理拋物線方程得x2=y,∴p=∵拋物線方程開口向上,∴準(zhǔn)線方程是y=﹣故答案為:.15.已知兩定點(diǎn)M(﹣2,0),N(2,0),若直線kx﹣y=0上存在點(diǎn)P,使得|PM|﹣|PN|=2,則實(shí)數(shù)k的取值范圍是(﹣,).【考點(diǎn)】雙曲線的簡(jiǎn)單性質(zhì).【分析】由|PM|﹣|PN|=2<|MN|,由雙曲線的定義可得P的軌跡為以M,N為焦點(diǎn),實(shí)軸長為2的雙曲線的右支,求得雙曲線的方程,代入y=kx,解方程可令3﹣k2>0,解不等式即可得到所求范圍.【解答】解:由題意可得|MN|=4,|PM|﹣|PN|=2<|MN|,由雙曲線的定義可得P的軌跡為以M,N為焦點(diǎn),實(shí)軸長為2的雙曲線的右支,由a=1,c=2,可得b2=c2﹣a2=3,可得方程為x2﹣=1(x>0),由y=kx代入雙曲線的方程,可得:(3﹣k2)x2=3,由題意可得3﹣k2>0,解得﹣<k<.故答案為:(﹣,).16.如圖,在底面半徑和高均為4的圓錐中,AB、CD是底面圓O的兩條互相垂直的直徑,E是母線PB的中點(diǎn),若過直徑CD與點(diǎn)E的平面與圓錐側(cè)面的交線是以E為頂點(diǎn)的拋物線的一部分,則該拋物線的焦點(diǎn)到圓錐頂點(diǎn)P的距離為.【考點(diǎn)】圓錐曲線的范圍問題;拋物線的簡(jiǎn)單性質(zhì);平面與圓錐面的截線.【分析】根據(jù)圓錐的性質(zhì),建立坐標(biāo)系,確定拋物線的方程,計(jì)算出EF的長度,結(jié)合直角三角形的關(guān)系進(jìn)行求解即可.【解答】解:如圖所示,過點(diǎn)E作EH⊥AB,垂足為H.∵E是母線PB的中點(diǎn),圓錐的底面半徑和高均為4,∴OH=EH=2.∴OE=2.在平面CED內(nèi)建立直角坐標(biāo)系如圖.設(shè)拋物線的方程為y2=2px(p>0),F(xiàn)為拋物線的焦點(diǎn).C(2,4),∴16=2p?(2),解得p=2.F(,0).即OF=,EF=,∵PB=4,PE=2,∴該拋物線的焦點(diǎn)到圓錐頂點(diǎn)P的距離為==,故答案為:.三、解答題(本大題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟.)17.已知命題p:空間兩向量=(1,﹣1,m)與=(1,2,m)的夾角不大于;命題q:雙曲線﹣=1的離心率e∈(1,2).若¬q與p∧q均為假命題,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.【考點(diǎn)】命題的真假判斷與應(yīng)用.【分析】由¬q與p∧q均為假命題,可得q為真命題,p為假命題.分別求出兩個(gè)命題對(duì)應(yīng)的參數(shù)的范圍,進(jìn)而可得答案.【解答】解:若命題p為真,則有0,即,解得m≤﹣1或m≥1,若命題q為真,則有1<<4,解得:0<m<15,∵¬q與p∧q均為假命題,∴q為真命題,p為假命題.則有解得0<m<1.故所求實(shí)數(shù)m的取值范圍是0<m<1.18.已知拋物線y2=4x和點(diǎn)M(6,0),O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線l過點(diǎn)M,且與拋物線交于A,B兩點(diǎn).(1)求?;(2)若△OAB的面積等于12,求直線l的方程.【考點(diǎn)】拋物線的簡(jiǎn)單性質(zhì).【分析】(1)由x=my+6與拋物線y2=4x得y2﹣4my﹣24=0,利用?=x1x2+y1y2,求?;(2)S△OAB=|OM|?|y1﹣y2|=3=12=12,求出m,即可求直線l的方程.【解答】解:(1)設(shè)直線l的方程為x=my+6,A(x1,y1),B(x2,y2),由x=my+6與拋物線y2=4x得y2﹣4my﹣24=0,顯然△>0,y1+y2=4m,y1y2=﹣24,x1x2=36可得?=x1x2+y1y2=12.…(2)S△OAB=|OM|?|y1﹣y2|=3=12=12,∴m2=4,m=±2.那么直線l的方程為x+2y﹣6=0和x﹣2y﹣6=0…19.如圖,在正方體ABCD﹣A1B1C1D1中,點(diǎn)M、N分別是面對(duì)角線A1B與B1D1的中點(diǎn),設(shè)=,=,=.(1)以{,,}為基底,表示向量;(2)求證:MN∥平面BCC1B1;(3)求直線MN與平面A1BD所成角的正弦值.【考點(diǎn)】直線與平面所成的角;直線與平面平行的判定.【分析】(1)利用向量的加法,即可得出結(jié)論;(2)連A1C1、BC1,則N為A1C1的中點(diǎn),證明MN∥BC1,即可證明結(jié)論;(3)以D為原點(diǎn),DA、DC、DD1分別為x軸、y軸、z軸建立空間直角坐標(biāo)系D﹣xyz,求出平面A1BD的法向量,即可求直線MN與平面A1BD所成角的正弦值.【解答】(1)解:.(2)證明:連A1C1、BC1,則N為A1C1的中點(diǎn),又M為A1B的中點(diǎn),∴MN∥BC1,又MN?平面BCC1B1,BC1?平面BCC1B1,∴MN∥平面BCC1B1.(3)解:∵DA、DC、DD1兩兩垂直,∴可以D為原點(diǎn),DA、DC、DD1分別為x軸、y軸、z軸建立空間直角坐標(biāo)系D﹣xyz.設(shè)正方體棱長為2,則M(2,1,1),N(1,1,2),A1(2,0,2),B(2,2,0),D(0,0,0),A(2,0,0),C1(0,2,2),∴,,,,∵,,∴,,∴為平面A1BD的法向量,設(shè)直線MN與平面A1BD所成的角為θ,則,所以直線MN與平面A1BD所成角的正弦值為.20.如圖,在直三棱柱A1B1C1﹣ABC中,AB⊥AC,AB=AC=2,AA1=4,點(diǎn)D是BC的中點(diǎn).(1)求異面直線A1B與C1D所成角的余弦值;(2)求平面ADC1與ABA1所成二面角的正弦值.【考點(diǎn)】與二面角有關(guān)的立體幾何綜合題;異面直線及其所成的角.【分析】(1)以{}為單位正交基底建立空間直角坐標(biāo)系A(chǔ)﹣xyz,利用向量法能求出異面直線A1B與C1D所成角的余弦值.(2)分別求出平面ABA1的法向量和平面ADC1的法向量,利用向量法能求出平面ADC1與ABA1所成二面角的余弦值,再由三角函數(shù)知識(shí)能求出平面ADC1與ABA1所成二面角的正弦值.【解答】解:(1)以{}為單位正交基底建立空間直角坐標(biāo)系A(chǔ)﹣xyz,則由題意知A(0,0,0),B(2,0,0),C(0,2,0),A1(0,0,4),D(1,1,0),C1(0,2,4),∴,=(1,﹣1,﹣4),∴cos<>===,∴異面直線A1B與C1D所成角的余弦值為.(2)是平面ABA1的一個(gè)法向量,設(shè)平面ADC1的法向量為,∵,∴,取z=1,得y=﹣2,x=2,∴平面ADC1的法向量為,設(shè)平面ADC1與ABA1所成二面角為θ,∴cosθ=|cos<>|=||=,∴sinθ==.∴平面ADC1與ABA1所成二面角的正弦值為.21.如圖,四棱錐P﹣ABCD中,底面ABCD為矩形,PA⊥平面ABCD,AP=1,AD=2,E為線段PD上一點(diǎn),記=λ.當(dāng)λ=時(shí),二面角D﹣AE﹣C的平面角的余弦值為.(1)求AB的長;(2)當(dāng)時(shí),求異面直線BP與直線CE所成角的余弦值.【考點(diǎn)】異面直線及其所成的角;點(diǎn)、線、面間的距離計(jì)算.【分析】(1)以A為坐標(biāo)原點(diǎn),AB,AD,AP的方向?yàn)閤軸、y軸、z軸的正方向,建立空間直角坐標(biāo)系A(chǔ)xyz,利用向量法能求出AB.(2)分別求出,,利用向量法能求出異面直線BP與直線CE所成角的余弦值.【解答】解:(1)∵PA⊥平面ABCD,ABCD為矩形,∴AB,AD,AP兩兩垂直.如圖,以A為坐標(biāo)原點(diǎn),AB,AD,AP的方向?yàn)閤軸、y軸、z軸的正方向,建立空間直角坐標(biāo)系A(chǔ)xyz,則D(0,2,0),E(0,1,),=(0,1,).設(shè)B(m,0,0)(m>0),則C(m,2,0),=(m,2,0).設(shè)=(x,y,z)為平面ACE的法向量,則,取z=2,得=(,﹣1,2).…又=(

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