广东省部分名校2021-2022学年高二上学期期中考试数学注意事项:1.答题前,考生务必将自己的姓名.考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教A 版选择性必修第一册到第二章占70%,高一必修内容占30%。
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.已知{}2230A x x x =--<,{}0B x x =-<,则A B ⋂=A.{}30x x -<<B.{}10x x -<<C.{}01x x <<D.{}03x x <<2.设复数z 满足()21i 1i z -=+,则z 的虚部为 A.1B.iC.12D.1i 23.直线l :10x y +-=的倾斜角为 A.45°B.60°C.120°D.135°4.函数()4cos 13f x x ππ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭图象的对称中心可能是 A.5,16⎛⎫-⎪⎝⎭B.1,13⎛⎫- ⎪⎝⎭C.5,06⎛⎫- ⎪⎝⎭D.1,03⎛⎫- ⎪⎝⎭5.某工厂12名工人某天生产同-类型零件,生产的件数分别是10,15,12,16,17,12,15,13,11,14,16,17,则这组数据的第70百分位数是 A.11 B.12 C.15.5 D.166.已知平面α的一个法向量为()1,2,2n =--,点()0,1,0A 为α内一点,则点()1,0,1P 到平面α的距离为 A.4 B.3C.2D.17.如图,在直三棱柱111ABC A B C -中,D 为棱11A B 的中点,2AC =,11CC BC ==,AC BC ⊥,则异面直线CD 与1BC 所成角的余弦值为A.6C.4D.38.已知圆M :22x y m +=,圆N :2266160x y x y +--+=,圆N 上存在点P ,过P 作圆M 的两条切线P A ,PB ,若90APB ∠=︒,则m 的取值范围为 A.[]2,4B.[]4,8C.[]2,16D.[]4,16二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分. 9.下列函数中,在()0,+∞上的值域是()0,+∞的是 A.12y x =B.221y x x =-+C.3y x=-D.3y x =10.已知直线l 的一个方向向量为(),1,3a m =,平面α的一个法向量为()2,,1b n =-,则下列结论正确的有A.若l α∥,则23m n -=B.若l α⊥,则23m n -=C.若l α∥,则20mn +=D.若l α⊥,则20mn +=11.已知直线210mx y m -+-=与曲线y =1个公共点,则m 的取值可能是 A.13B.23C.1D.4312.正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2,且()101DP DB λλ=<<,过P 作垂直于平面11BDD B 的直线l ,分别交正方体1111ABCD A B C D -的表面于M ,N 两点.下列说法不正确的是A.1BD ⊥平面1DMB NB.四边形1DMB N 面积的最大值为C.若四边形1DMB N ,则14λ=D.若12λ=,则四棱锥1B DMB N -的体积为三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上. 13.已知0ab >,且22a b ab +=,则2a b +的最小值是___________.14.已知直线l 过点()2,1A -,且与直线2350x y ++=垂直,则直线l 的方程为___________. 15.在平行六面体1111ABCD A B C D -中,点P 是AC 与BD 的交点,若12AB AD AA ===,且111111160AA B AA D B A D ∠=∠=∠=︒,则1A P =___________.16.已知不经过坐标原点O 的直线l 与圆C :22440x y x y +-+=交于A ,B 两点,若锐角ABC △的面积为AB =___________,cos AOB ∠= ___________.(本题第一空2分,第二空3分)四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明证明过程或演算步骤. 17.(10分)已知直线l :()()21150a x a y a -+++-=.(1)若直线l 与直线l ':210x y +-=平行,求a 的值; (2)若直线l 在两坐标轴上的截距相等,求直线l 的方程. 18.(12分)在①()41f =-,()32f =,②当2x =时,()f x 取得最大值3,③()()22f x f x +=-,()01f =-这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并作答.问题:已知函数()22f x x ax b =--+,且 (1)求()f x 的解析式;(2)若()f x 在[],m n 上的值域为[]32,32m n --,求m n +的值. 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分. 19.(12分)如图,四棱锥P ABCD -的底面ABCD 为矩形,PA PC =,PB PD =,AC 与BD 相交于点O .(1)证明:平面PAC ⊥平面ABCD .(2)若2PA AD AB ==,求平面P AD 与平面PAB 夹角的余弦值.20.(12分)已知圆M 经过()0,2A ,()3,3B ,()1,1C -三点. (1)求圆M 的方程.(2)设O 为坐标原点,直线l :10ax y +-=与圆M 交于P ,Q 两点,是否存在实数a ,使得OP OQ =?若存在,求PQ 的值;若不存在,说明理由. 21.(12分)已知P A ,PB ,PC 是从点P 出发的三条线段,每两条线段的夹角均为60°,1PA =,2PB =,3PC =,点G 为ABC △的重心,即点G 是ABC △三条中线的交点,且PG xPA yPB zPC =++.(1)求x ,y ,z 的值;(2)求点G 到直线P A 的距离, 22.(12分)已知A ,B 是圆C :224x y +=与y 轴的两个交点,且A 在B 上方.(1)若直线l 过点,且与圆C 相切,求l 的方程;(2)已知斜率为k 的直线m 过点()0,1,且与圆C 交于M ,N 两点,直线AM ,BN 相交于点T ,证明点T 在定直线上.高二数学参考答案1.D 因为{}13A x x =-<<,{}0B x x =>,所以{}03A B x x ⋂=<<. 2.C ()()221i i 1i1i 1i 11i2i 2i 2221i z +++-+=====-+---,则z 的虚部为12. 3.D 因为直线l 的斜率为-1,所以l 的倾斜角为135°. 4.A 令32x k ππππ+=+,k ∈Z ,解得16x k =+,k ∈Z .当1k =-时,56x =-,则5,16⎛⎫- ⎪⎝⎭是函数()f x 图象的一个对称中心.5.D 这组数据按从小到大的顺序排列为10,11,12,12,13.14,15,15,16,16,17,17.因为12×70%=8.4,所以这组数据的第70百分位数是16..6.D 因为()1,1,1AP =-,()1,2,2n =--,所以1223AP n ⋅=-++=,143n =++=,则点P 到平面α的距离1nAP n d ⋅==.7.A 以C 为坐标原点,分别以CA ,CB ,1CC 的方向为x ,y ,z 轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系.由已知可得()0,0,0C ,()10,0,1C ,11,,12D ⎛⎫⎪⎝⎭,()0,1,0B ,则()10,1,1C B =-,11,,12CD ⎛⎫= ⎪⎝⎭,111112cos ,6||2C B CD C B CD C B CD -⋅===-.所以异面直线CD 与1BC 所成角的余弦值为6.8.D 圆N :2266160x y x y +--+=可化为()()22332x y -+-=,因为90APB ∠=︒,所以四边形MAPB是正方形,所以MP=P的轨迹是圆心在原点,半径为的圆.又因为点P 在圆N 上,≤≤解得416m ≤≤.9.AD 函数12y x =和3y x =在()0,+∞上的值域是()0,+∞,则A ,D 正确;函数221y x x =-+在()0,+∞上的值域是[)0,+∞,则B 错误;函数3y x=-在()0,+∞上的值域是(),0-∞,则C 错误.10.AD 由l α∥,得a b ⊥,则230m n -++=,即23m n -=,故A 正确,C 错误;由l α⊥,得a b ∥,则:1:32::1m n =-,即20mn +=,故B 错误,D 正确.11.ABD曲线y =210mx y m -+-=过定点()2,1A --.当14,133m ⎡⎫⎧⎫∈⋃⎨⎬⎪⎢⎣⎭⎩⎭时,直线210mx y m -+-=与曲线y =1个公共点.12.ACD 因为1BD 与1B D 不垂直.所以1BD 与平面1DMB N 不垂直.A 不正确.如图,以1D 为坐标原点,11D A ,11D C ,1D D 的方向分别为x ,y ,z 轴的正方向,建立空间直角坐标系1D xyz -,则()0,0,2D ,()12,2,0B ,()12,0,0A ,()10,2,0C .因为1DP DB λ=.所以()2,2,22P λλλ-.因为11AC ⊥平面11BDD B ,所以11MP PN AC μ==,则()22,22,22M λμλμλ+--,()22,22,22N λμλμλ-+-.若M ∈平面11ADD A ,则λμ=,即()4,0,22M λλ-,()0,4,22N λλ-,102λ<≤;若M ∈平面11ABB A .则1λμ+=,即()2,42,22M λλ--,()42,2,22N λλ--,112λ≤<.因为1MN B D ⊥,所以四边形1DMB N 的面积)11,0,12121, 1.2S B D M N M N λλλ⎧<≤⎪⎪===⎨⎪-<<⎪⎩当12λ=时,四边形1DMB N的面积最大,且最大值为,点B 到直线1B D的距离为3=,即点B 到平面1DMB N的距离为,故四棱锥1B DMB N -的体积1833V =⨯=,B 正确,D 不正确.若四边形1D M B N 的面积为.则102λ⎫=<≤⎪⎭或)1112λλ⎫-=<<⎪⎭,解得14λ=或34,C 不正确.13.92因为22a b ab+=,所以1112a b+=,则()115592222222a ba b a b a b b a⎛⎫+=++=++≥+= ⎪⎝⎭,当且仅当32a b ==时,等号成立.14.3280x y -+=设直线l 的方程为320x y m -+=,则()32210m ⨯--⨯+=,解得8m =.所以直线l 的方程为3280x y -+=.由题意可得,11111111122A A A AP A A A A D PB =+=++,则 221111111122A P A A A B A D ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭22211111111111111111111442A A AB A D A A A B A A A D A B A D =+++⋅+⋅+⋅=,故111A P =16.;2或2- 因为圆C 的半径r =,所以ABC △的面积21s i n 4s i n 232S r A C B A C =∠=∠sin 2ACB ∠=.又ABC △为锐角三角形,所以60ACB ∠=︒,AB r ==因为点O 在圆C 上,所以30AOB ∠=︒或150°,故cos 2AOB ∠=或2-. 17.解:(1)因为l l '∥,所以()()()()22110,2510,a a a a --+=⎧⎪⎨-++≠⎪⎩解得1a =.(2)令0x =,得51a y a -=-+,即直线l 在y 轴上的截距为51a a --+. 令0y =,得521a x a -=--,即直线l 在x 轴上的截距为521a a ---.因为直线l 在两坐标轴上的截距相等,所以55121a a a a ---=-+-. 所以()()520a a --=,解得5a =或2a =.则直线l 的方程是960x y +=或3330x y +-=,即320x y +=或10x y +-=. 18.解:(1)若选①, 由题意可得()()41681,3962,f a b f a b =--+=-⎧⎪⎨=--+=⎪⎩解得2a =-,1b =-. 故()241f x x x =-+-. 若选②,由题意可得()2,2443,a f a b -=⎧⎨=--+=⎩解得2a =-,1b =-.故()241f x x x =-+-若选③.因为()()22f x f x +=-,所以()f x 图象的对称轴方程为2x =,则2a -=,即2a =-. 因为()01f =-,所以1b =-. 故()241f x x x =-+-.(2)因为()241f x x x =-+-在R 上的值域为(],3-∞,所以323n -≤,即53n ≤. 因为()f x 图象的对称轴方程为2$x =,且523n ≤<,所以()f x 在[],m n 上单调递增, 则()()224132,4132,f m m m m f n n n n ⎧=-+-=-⎪⎨=-+-=-⎪⎩整理得220n m m n -+-=,即()()10n m n m -+-=. 因为0n m -≠,所以10n m +-=,即1n m +=.19.(1)证明:因为底面ABCD 为矩形,所以O 为AC ,BD 的中点,连接PO .因为PA PC =,PB PD =,所以PO AC ⊥,PO BD ⊥,又AC 与BD 相交于点O ,所以PO ⊥平面ABCD . 因为PO ⊂平面P AC ,所以平面PAC ⊥平面ABCD .(2)解:取AB 的中点E ,BC 的中点F ,连接OE ,OF .因为底面ABCD 为矩形,所以OE OF ⊥.设2AD =,则AB =以O 为原点,建立如图所示的空间直角坐标系,则()1,A,()B,()1,D -,()0,0,1P ,()2,0,0AD =-,()AP =-,()AB =.设平面PAB 的法向量为()111,,n x y z =,由1111220,0,n AB n AP x z ⎧⋅==⎪⎨⋅=-++=⎪⎩令11x =,所以()1,0,1n =.设平面PAD 的法向量为()222,,m x y z =,由222220,0,m AD x m AP x z ⎧⋅=-=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩令21y =-,所以(0,m =-.故cos ,3m n ==,所以平面P AD与平面P AB 夹角的余弦值为3.20.解:(1)设圆M 的方程为220x y Dx Ey F ++++=,则240,33180,20,E F D E F D E F ++=⎧⎪+++=⎨⎪-++=⎩ 解得4,2,0,D E F =-⎧⎪=-⎨⎪=⎩故圆M 的方程为22420x y x y +--=. (2)假设存在实数a ,使得OP OQ =.由(1)可知,圆M 的圆心坐标为()2,1M ,点O 在圆M 上,因为OP OQ =,所以直线OM l ⊥,所以12OM k =,所以2a =, 此时点M 到直线l的距离d ==<,符合条件,5PQ ==. 21.解:(1)PG PC CG =+, 因为点G 为ABC △的重心,所以()()()1112333CG CA CB PA PC PB PC PA PB PC =+=-+-=+-,则111333PG PA PB PC =++,即13x =,13y =,13z =.(2)2111333PG PA PB PC⎛⎫=++⎪⎝⎭22222PB PC PA PB PA PC PB PC=+++⋅+⋅+⋅53==,()13PG PA PA PB PC PA⋅=++⋅()21137113326PA PB PA PC PA⎛⎫=+⋅+⋅=++=⎪⎝⎭.故点G到直线P A的距离22PG PAPGPA⎛⎫⋅⎪=-=⎪⎝⎭22.(1)解:点P的坐标满足224x y+=,所以P为圆C上一点.圆C:224x y+=的圆心为()0,0C,则1CPk=,所以直线l的斜率为-1,所以直线l的方程为(y x=-,即0x y+-=,(2)证明:设()11,M x y,()22,N x y,直线m的方程为1y kx=+,由圆C:224x y+=,可得()0,2A,()0,2B-.联立方程组224,1,x yy kx⎧+=⎨=+⎩消去y并化简得()221230k x kx++-=,所以12221kx xk+=-+,12231x xk=-+.直线AM的方程为1122yy xx-=+,①直线BN的方程为2222yy xx+=-,②由①②知()()222112122121212122231221132 22333311k xx kxy x kx x xy kky x y x kx kx x xk xk k-⋅-----+=⋅====--++++⎛⎫⋅+-⎪++⎝⎭. 由2123yy-=+,化简得4y=.故点T在定直线4y=上.。