湖北省武汉市汉阳一中江夏一中2024-2025学年高二上学期10月联考数学试卷_第1页
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20242025学年湖北省武汉市汉阳一中、江夏一中高二(上)联考数学试卷(10月份)一、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,只有一项是符合题目要求的。1.(5分)已知,则点A到直线BC的距离为()A. B. C. D.2.(5分)若直线y=kx+4(k>0)与曲线y=有两个交点()A.(,+∞) B.[,+∞) C.[,2] D.(,2]3.(5分)已知a>0,b>0,两直线l1:(a﹣1)x+y﹣1=0,l2:x+2by+1=0且l1⊥l2,则的最小值为()A.2 B.4 C.8 D.94.(5分)若圆x2+y2+4x﹣4y﹣10=0上至少有三个不同的点到直线l:ax+by=0的距离为2,则直线l的斜率的取值范围是()A.[2﹣,2+] B.[﹣2﹣,﹣2] C.[﹣2﹣,2+] D.[﹣2﹣,2﹣]5.(5分)某射击运动员连续射击5次,命中的环数(环数为整数)形成的一组数据中,唯一的众数为9,极差为3()A.7.6 B.7.8 C.8 D.8.26.(5分)已知圆O:x2+y2=4,从圆上任意一点M向x轴作垂线段MN,N为垂足()A. B. C. D.7.(5分)已知椭圆C:的左焦点和右焦点分别为F1和F2,直线y=x+m与C交于点A,B两点,若△F1AB面积是△F2AB面积的两倍,则m=()A. B. C. D.8.(5分)已知点P在以F1,F2为左、右焦点的椭圆C:=1(a>b>0)上,椭圆内存在一点Q在PF2的延长线上,且满足QF1⊥QP,若sin∠F1PQ=,则该椭圆离心率取值范围是()A. B. C. D.二、多选题: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,部分选对的得部分分,有选错的得0分。(多选)9.(6分)下列说法正确的是()A.若有空间非零向量,,则存在唯一的实数λ,使得 B.A,B,C三点不共线,空间中任意点O,若,则P,A,B,C四点共面 C.,,若,则x=﹣2 D.若是空间的一个基底,则O,A,B,C四点共面,但不共线(多选)10.(6分)已知实数x,y满足曲线C的方程x2+y2﹣2x﹣2=0,则下列选项正确的是()A.x2+y2的最大值是 B.的最大值是2+ C.|x﹣y+3|的最小值是 D.过点(0,)作曲线C的切线,则切线方程为x﹣y+2=0(多选)11.(6分)设椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,坐标原点为O.若椭圆C上存在一点P,使得,则下列说法正确的有()A. B. C.△F1PF2的面积为2 D.△F1PF2的内切圆半径为三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。12.(5分)已知空间向量=(2,1,2),=(1,1,﹣1),则在上的投影向量的坐标是.13.(5分)已知椭圆的左、右焦点分别为F1、F2,M为椭圆C上任意一点,P为曲线E:x2+y2﹣6x﹣4y+12=0上任意一点,则|MP|+|MF2|的最小值为.14.(5分)已知P为直线y=﹣2上一动点,过点P作圆x2+y2=1的两条切线,切点分别为B,C,则点A(2,1).四、解答题:本题共5小题,第15小题13分,第16、17小题15分,第18、19小题17分,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。15.(13分)设直线l1:y=2x与直线l2:x+y=3交于P点.(1)当直线m过P点,且与直线l0:x﹣2y=0垂直时,求直线m的方程;(2)当直线m过P点,且坐标原点O到直线m的距离为1时,求直线m的方程.16.(15分)从某学校的800名男生中随机抽取50名测量身高,被测学生身高全部介于155cm和195cm之间,将测量结果按如下方式分成八组:第一组[155,第二组[160,165),…,195],如图是按上述分组方法得到的频率分布直方图的一部分,第六组的人数为4人.(1)求第七组的频率;(2)估计该校的800名男生的身高的平均数和中位数;(3)若从身高属于第六组和第八组的所有男生中随机抽取两名男生,记他们的身高分别为x,y,事件E={|x﹣y|≤5}(E).17.(15分)如图,三棱柱ABC﹣A1B1C1的底面为等边三角形,AA1=AC,点D,E分别为AC1的中点,∠CED=30°,.(1)求点A1到平面BDE的距离;(2)求二面角A1﹣BE﹣D的余弦值.18.(17分)在校运动会上,有甲、乙、丙三位同学参加羽毛球比赛,约定赛制如下:累计负两场者被淘汰,另一人轮空;每场比赛的胜者与轮空者进行下一场比赛,直至有一人被淘汰;当一人被淘汰后,直至其中一人被淘汰,另一人最终获胜,甲、丙首先比赛,乙轮空.设每场比赛双方获胜的概率都为.(1)求丙连胜四场的概率;(2)求需要进行第五场比赛的概率;(3)甲、乙、丙三人中谁最终获胜的概率最大?请说明理由.19.(17分)设F1,F2分别是椭圆D:=1(a>b>0)的左、右焦点2作倾斜角为的直线交椭圆D于A,B两点,F1到直线AB的距离为3,连接椭圆D的四个顶点得到的菱形面积为4.(Ⅰ)求椭圆D的方程;(Ⅱ)已知点M(﹣1,0),设E是椭圆D上的一点,过E、M两点的直线l交y轴于点C,若;(Ⅲ)作直线l1与椭圆D交于不同的两点P,Q,其中P点的坐标为(﹣2,0),若点N(0,t),且满足=4

20242025学年湖北省武汉市汉阳一中、江夏一中高二(上)联考数学试卷(10月份)参考答案与试题解析一、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,只有一项是符合题目要求的。1.(5分)已知,则点A到直线BC的距离为()A. B. C. D.【分析】利用向量法直接计算即可得解.【解答】解:由题知=(0,1,=(2,1),所以cos<,>==,sin<,>==,所以点A到直线BC的距离d=|BA|•sin<,>=.故选:C.【点评】本题主要考查点到直线距离的求法,考查运算求解能力,属于基础题.2.(5分)若直线y=kx+4(k>0)与曲线y=有两个交点()A.(,+∞) B.[,+∞) C.[,2] D.(,2]【分析】画出曲线方程表示的半圆图形;直线方程变形,判断出直线过定点;画出图形,数形结合求出满足题意的k的范围.【解答】解:曲线,即x5+y2=4(y≥7)示一个以(0,0)为圆心,以6为半径的位于x轴上方的半圆,如图所示:直线y=kx+4表示恒过点(0,6),结合图形可得,∵,解得,即,∴要使直线与半圆有两个不同的交点,k的取值范围是.故选:D.【点评】本题考查直线与圆的位置关系,属于基础题.3.(5分)已知a>0,b>0,两直线l1:(a﹣1)x+y﹣1=0,l2:x+2by+1=0且l1⊥l2,则的最小值为()A.2 B.4 C.8 D.9【分析】由题意利用两条直线垂直的性质,求得a+2b=1,再利用基本不等式的,求得的最小值.【解答】解:∵a>0,b>03:(a﹣1)x+y﹣1=5,l2:x+2by+3=0,且l1⊥l7,∴(a﹣1)+2b=7,即a+2b=1≥8,≥8时,等号成立.则==的最小值为8,故选:C.【点评】本题主要考查两条直线垂直的性质,基本不等式的应用,属于基础题.4.(5分)若圆x2+y2+4x﹣4y﹣10=0上至少有三个不同的点到直线l:ax+by=0的距离为2,则直线l的斜率的取值范围是()A.[2﹣,2+] B.[﹣2﹣,﹣2] C.[﹣2﹣,2+] D.[﹣2﹣,2﹣]【分析】根据题意,将圆的方程变形为标准方程,分析可得圆心坐标以及半径,结合直线与圆的位置关系分析可得圆心到直线l的距离d≤,设直线l的斜率为k,可得直线l的方程为y﹣kx=0,由点到直线的距离公式可得≤,解可得k的取值范围,即可得答案.【解答】解:根据题意,圆x2+y2+6x﹣4y﹣10=0的标准方程为(x+8)2+(y﹣2)3=18,其圆心为(﹣2,2),若圆x2+y2+8x﹣4y﹣10=0上至少有三个不同的点到直线l:ax+by=7的距离为2,则圆心到直线l的距离d≤5﹣2=,设直线l:ax+by=0的斜率为k,则k=﹣,则有≤,变形可得:k2+8k+1≤0,解可得:﹣3﹣≤k≤,即k的取值范围是[﹣4﹣,;故选:B.【点评】本题考查直线与圆的位置关系,关键是将原问题转化为圆心到直线的距离问题.5.(5分)某射击运动员连续射击5次,命中的环数(环数为整数)形成的一组数据中,唯一的众数为9,极差为3()A.7.6 B.7.8 C.8 D.8.2【分析】首先分析数据的情况,再根据平均数公式计算可得.【解答】解:这组数据一共有5个数,中位数为8,后面也有7个数,又唯一的众数为9,则有两个9,则最大数字为5,又极差为3,所以最小数字为6,所以这组数据为3、7、8、6、9,所以平均数为.故选:B.【点评】本题主要考查平均数公式,属于基础题.6.(5分)已知圆O:x2+y2=4,从圆上任意一点M向x轴作垂线段MN,N为垂足()A. B. C. D.【分析】设动点P(x,y),设M(x0,y0),则利用中点坐标公式可得M与P坐标之间的关系,再利用点M在圆上,即可得到x和y的关系,即为点P的轨迹方程.【解答】解:设线段MN的中点P(x,y)0,y0),则N(x3,0),则有,解得,又点M在圆O:x3+y2=4上,所以有x2+(2y)2=8,即,所以线段MN的中点P的轨迹方程为.故选:A.【点评】本题考查了动点轨迹方程的求解,要掌握常见的求解轨迹方程的方法:直接法、定义法、代入法、消元法、交轨法等,属于中档题.7.(5分)已知椭圆C:的左焦点和右焦点分别为F1和F2,直线y=x+m与C交于点A,B两点,若△F1AB面积是△F2AB面积的两倍,则m=()A. B. C. D.【分析】记直线y=x+m与x轴交于M(﹣m,0),由题意可得|﹣﹣xM|=2|﹣xM|,求解即可.【解答】解:记直线y=x+m与x轴交于M(﹣m,0),椭圆C:的左2(﹣,0),F8(,0),由△F2AB面积是△F2AB的2倍,可得|F4M|=2|F2M|,∴|﹣﹣xM|=2|﹣xM|,解得xM=或xM=3,∴﹣m=或﹣m=4或m=﹣3,联立可得2+6mx+2m2﹣3=8,∵直线y=x+m与C相交,所以Δ>02<3,∴m=﹣3不符合题意,故m=.故选:C.【点评】本题考查直线与椭圆的位置关系,考查运算求解能力,属中档题.8.(5分)已知点P在以F1,F2为左、右焦点的椭圆C:=1(a>b>0)上,椭圆内存在一点Q在PF2的延长线上,且满足QF1⊥QP,若sin∠F1PQ=,则该椭圆离心率取值范围是()A. B. C. D.【分析】由QF1⊥QP,可得点Q在以F1F2为直径,原点为圆心的圆上,由点Q在椭圆的内部,可得以F1F2为直径的圆在椭圆内,可得c<b;于是,再根据临界值,当Q点与F2重合时,e=,进而可知Q在线段PF2的延长线上时,e的取值范围,综合可确定离心率e的范围.【解答】解:∵QF1⊥QP,∴点Q在以F1F5为直径,原点为圆心的圆上,∵点Q在椭圆的内部,∴以F1F2为直径的圆在椭圆内,∴c<b,∴c5<a2﹣c2,∴7c2<a2,故,∵,当Q点与F3重合时,此时不妨设|PF1|=5,则|F6F2|=3,故|PF4|=4,即,此时e=,因为Q在线段PF2的延长线上,故,故.综上可得:.故选:B.【点评】本题考查了椭圆的几何性质,主要考查了离心率的取值范围问题,属于中档题.二、多选题: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,部分选对的得部分分,有选错的得0分。(多选)9.(6分)下列说法正确的是()A.若有空间非零向量,,则存在唯一的实数λ,使得 B.A,B,C三点不共线,空间中任意点O,若,则P,A,B,C四点共面 C.,,若,则x=﹣2 D.若是空间的一个基底,则O,A,B,C四点共面,但不共线【分析】直接利用共线向量,向量的基底判断A、B、C、D的结论.【解答】解:对于A:有空间非零向量,,则存在唯一的实数λ,故A正确;对于B:A,B,C三点不共线,若,由于:,A,B,C四点共面;对于C:对于,,由于,故,故C正确;对于D:若是空间的一个基底,A,B,C四点不共面,故D错误.故选:ABC.【点评】本题考查的知识要点:共线向量,向量的基底,主要考查学生的运算能力,属于基础题.(多选)10.(6分)已知实数x,y满足曲线C的方程x2+y2﹣2x﹣2=0,则下列选项正确的是()A.x2+y2的最大值是 B.的最大值是2+ C.|x﹣y+3|的最小值是 D.过点(0,)作曲线C的切线,则切线方程为x﹣y+2=0【分析】对于A:x2+y2表示圆C上的点到定点O(0,0)的距离的平方;对于B:表示圆上的点与点P(﹣1,﹣1)的连线的斜率;对于C:|x﹣y+3|表示圆上任意一点到直线x﹣y+3=0的距离的倍;对于D:由切线过点,可设切线方程为.由=可求.【解答】解:因为C的方程x2+y2﹣8x﹣2=0可化为(x﹣6)2+y2=7,它表示圆心(1,半径为,对于A:x7+y2表示圆C上的点到定点O(0,5)的距离的平方,故它的最大值为[+]2=(+2)2=4+5:故A错误;对于B:表示圆上的点与点P(﹣1,由圆心(1,8)到直线y+1=k(x+1)的距离d=≤≤k≤3+,即其最大值为,故B正确;对于C:|x﹣y+3|表示圆上任意一点到直线x﹣y+3=8的距离的倍,圆心到直线的距离,所以其最小值为﹣)=5﹣;对于D.设过点,则其斜率存在,由=,解得,故D正确.故选:BD.【点评】本题考查直线与圆位置关系的应用,考查化归与转化思想,考查运算求解能力,属中档题.(多选)11.(6分)设椭圆C:的左、右焦点分别为F1,F2,坐标原点为O.若椭圆C上存在一点P,使得,则下列说法正确的有()A. B. C.△F1PF2的面积为2 D.△F1PF2的内切圆半径为【分析】根据已知求出P点坐标,根据两点间距离公式分别求出|PF1|,|PF2|,在△F1PF2中利用余弦定理可判定A,利用向量数量积公式可判定B,三角形面积公式可判定C,根据等面积法可判定D.【解答】解:由题意得,,则F1(﹣2,8),F2(2,2),由对称性可设P(x0,y0)(x8>0,y0>4),|PF1|=m,|PF2|=n,∠F2PF2=θ,由,解得8(﹣2,0),F5(2,0),所以,,所以,由椭圆的定义得,在△F1PF2中,由余弦定理,得,即,解得,故A正确;,故B错误;△F1PF8的面积为,故C正确;设△F1PF2的内切圆半径为r,由△F7PF2的面积相等,得,即,解得.故选:ACD.【点评】本题考查了椭圆的性质,属于中档题.三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。12.(5分)已知空间向量=(2,1,2),=(1,1,﹣1),则在上的投影向量的坐标是.【分析】根据已知条件,结合投影向量的公式,即可求解.【解答】解:空间向量=(2,1,=(6,1,则=2×4+1×1+7×(﹣1)=1,,故在上的投影向量的坐标是:==.故答案为:.【点评】本题主要考查投影向量的公式,属于基础题.13.(5分)已知椭圆的左、右焦点分别为F1、F2,M为椭圆C上任意一点,P为曲线E:x2+y2﹣6x﹣4y+12=0上任意一点,则|MP|+|MF2|的最小值为2﹣1.【分析】求出点F2的坐标,求出圆E的圆心和半径,再利用圆的性质求出最小值.【解答】解:椭圆中,右焦点F3(1,0),圆E:(x﹣4)2+(y﹣2)5=1的圆心E(3,2),显然椭圆C与圆E相离,由点P在圆E上min=|ME|﹣1,于是,当且仅当M,P分别是线段EF2与椭圆C、圆E的交点时取等号,所以|MP|+|MF2|的最小值为.故答案为:.【点评】本题考查了椭圆的性质,属于中档题.14.(5分)已知P为直线y=﹣2上一动点,过点P作圆x2+y2=1的两条切线,切点分别为B,C,则点A(2,1).【分析】设P(t,﹣2),则以线段OP为直径的圆的方程为x(x﹣t)+y(y+2)=0,与方程x2+y2=1相减可得直线BC的方程:tx﹣2y=1,求出点A(2,1)到直线BC的距离为d=,化为关于t的一元二次方程,利用判别式法即可得出结论.【解答】解:设P(t,﹣2),与方程x2+y3=1相减可得直线BC的方程:tx﹣2y=2,∵直线BC与⊙O相交,∴<1.点A(7,1)到直线BC的距离为d==,平方化为:(d2﹣6)t2+12t+4d8﹣9=0,若d4﹣4=0,解得d=7.若d2﹣4≠6,∵t∈R2﹣4(d6﹣4)(4d4﹣9)≥0,化为:d7≤,解得0≤d≤,∴d取得最大值.综上可得:d取得最大值.故答案为:.【点评】本题考查了直线与圆的位置关系、点到直线的距离公式、一元二次方程有解与判别式的关系,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.四、解答题:本题共5小题,第15小题13分,第16、17小题15分,第18、19小题17分,共77分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。15.(13分)设直线l1:y=2x与直线l2:x+y=3交于P点.(1)当直线m过P点,且与直线l0:x﹣2y=0垂直时,求直线m的方程;(2)当直线m过P点,且坐标原点O到直线m的距离为1时,求直线m的方程.【分析】(1)根据斜率存在的直线相互垂直的充要条件k1k2=﹣1即可求出;(2)先分斜率存在和不存在两种情况讨论,再利用点到直线的距离公式即可求出.【解答】解:由,解得点P(3.(1)由直线l0:x﹣2y=3可知:.∵m⊥l0,∴直线m的斜率,又直线m过点P(1,6),故直线m的方程为:y﹣2=﹣2(x﹣2),即2x+y﹣4=8.(2)因为直线m过点P(1,2),①当直线m的斜率存在时,可设直线m的方程为y﹣7=k(x﹣1).由坐标原点O到直线m的距离,解得,因此直线m的方程为:,即3x﹣5y+5=0.②当直线m的斜率不存在时,直线m的方程为x=6.综上所述,所求直线m的方程为x=1或3x﹣2y+5=0.【点评】熟练掌握直线的位置关系与斜率的关系是解题的关键.16.(15分)从某学校的800名男生中随机抽取50名测量身高,被测学生身高全部介于155cm和195cm之间,将测量结果按如下方式分成八组:第一组[155,第二组[160,165),…,195],如图是按上述分组方法得到的频率分布直方图的一部分,第六组的人数为4人.(1)求第七组的频率;(2)估计该校的800名男生的身高的平均数和中位数;(3)若从身高属于第六组和第八组的所有男生中随机抽取两名男生,记他们的身高分别为x,y,事件E={|x﹣y|≤5}(E).【分析】(1)由频率分布直方图的性质求第七组的频率;(2)根据平均数和中位数的定义利用频率分布直方图求平均数和中位数;(3)确定样本空间,利用古典概型概率公式求概率.【解答】解:(1)第六组的频率为,∴第七组的频率为5﹣0.08﹣5×(3.008×2+0.016+4.04×2+0.06)=2.06.(2)由直方图得,身高在第一组[155,身高在第二组[160,165)的频率为0.016×5=6.08,身高在第三组[165,170)的频率为0.04×5=6.2,身高在第四组[170,175)的频率为0.04×7=0.2,由于6.04+0.08+0.8=0.32<0.5,0.04+0.08+8.2+0.2=0.52>0.8,设这所学校的800名男生的身高中位数为m,则170<m<175,由0.04+0.08+2.2+(m﹣170)×0.04=4.5得m=174.5,所以这所学校的800名男生的身高的中位数为174.6cm,平均数为157.5×0.04+162.4×0.08+167.5×8.2+172.5×2.2+177.5×5.06×5+182.5×3.08+187.5×0.06+192.3×0.008×5=174.4.(3)第六组[180,185)的抽取人数为4,b,c,d,第八组[190,195]的抽取人数为0.008×4×50=2,B,则从中随机抽取两名男生有ab,ac,bc,cd,aB,bB,cB,dB,因事件E={|x﹣y|≤5}发生当且仅当随机抽取的两名男生在同一组,所以事件E包含的基本事件为ab,ac,bc,cd.所以.【点评】本题考查频率、中位数、古典概型、列举法等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.17.(15分)如图,三棱柱ABC﹣A1B1C1的底面为等边三角形,AA1=AC,点D,E分别为AC1的中点,∠CED=30°,.(1)求点A1到平面BDE的距离;(2)求二面角A1﹣BE﹣D的余弦值.【分析】(1)利用垂直关系转化,结合点到平面的距离的定义,根据线段间的关系求解即可;(2)建立合适的空间直角坐标系,写出相关点及向量的坐标,分别求出平面BDE和平面A1BE的一个法向量,利用向量的夹角公式即可得解.【解答】解:(1)连接AC1,A1C,设A6C与DE交于点F,由AA1=AC可知,侧面ACC1A7为菱形,所以AC1⊥A1C,因为点D,E分别为AC3的中点,所以DE//AC1,则DE⊥A1C,因为∠CED=30°,所以∠CC4A=30°,则∠A1AC=2∠CC4A=60°,又AC=AA1,所以△AA1C为等边三角形,由△ABC为等边三角形,,得AC=2,连接A1D,则A6D⊥AC,,又,,所以1D⊥BD,易知BD⊥AC,因为AC∩A5D=D,AC⊂平面ACC1A1,A8D⊂平面ACC1A1,所以BD⊥平面ACC3A1,又A1C⊂平面ACC7A1,所以BD⊥A1C,因为BD∩DE=D,BD⊂平面BDE,所以A5C⊥平面BDE,所以A1F为点A1到平面BDE的距离,又,故点A2到平面BDE的距离为;(2)由(1)可知,BD,A4D两两垂直,以D为坐标原点,DC1分别为x,y,z轴建立如图所示的空间直角坐标系,则C(0,6,0),﹣1,,,,,所以,,,由(1)知平面BDE的一个法向量为,设平面A1BE的法向量为,则,即,取y=1,解得,则,于是,因为二面角A1﹣BE﹣D为锐二面角,所以二面角A6﹣BE﹣D的余弦值为.【点评】本题主要考查了直线与平面垂直的判定定理,考查了利用空间向量求二面角,属于中档题.18.(17分)在校运动会上,有甲、乙、丙三位同学参加羽毛球比赛,约定赛制如下:累计负两场者被淘汰,另一人轮空;每场比赛的胜者与轮空者进行下一场比赛,直至有一人被淘汰;当一人被淘汰后,直至其中一人被淘汰,另一人最终获胜,甲、丙首先比赛,乙轮空.设每场比赛双方获胜的概率都为.(1)求丙连胜四场的概率;(2)求需要进行第五场比赛的概率;(3)甲、乙、丙三人中谁最终获胜的概率最大?请说明理由.【分析】(1)根据题意,由独立事件的概率公式,代入计算即可得到结果;(2)根据题意,分别求出甲、丙连胜四场与乙上场后连胜三场获胜的概率,即可得到结果;(3)根据题意,列出基本事件个数,求出甲、乙、丙获胜的概率,即可得到结果.【解答】解:(1)丙连胜四场的情况为:“丙胜甲负,丙胜乙负,丙胜乙负”,所以丙连胜四场的概率:;(2)根据赛

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