[好卷]2019-2020年北京市西城区高二数学上学期期末考试试题(理)(有答案)

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2020年08月16日 04:47
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北京市西城区高二数学上学期期末考试试题 理
试卷满分:150分 考试时间:120分钟

题号
分数

一、选择题:本大题共8 小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要
求的.





15

16

17

18

19

20

本卷总


x
2
y
2
1
的一个焦点坐标为( ) 1. 双曲线
3
(A)
(2,0)


2. 已知椭圆的短轴长是焦距的
2
倍,则椭圆的离心率为( )
(A)

3. 设

,

是两个不同的平面,
l
是一条直线 ,以下命题正确的是( )
(A)若




l
,则
l


(C)若


< br>,
l

,则
l



4. 设
mR
,命题“若
m0
,则方程
xm
有实根”的逆否命 题是( )
(A)若方程
xm
有实根,则
m0

(B)若方程
xm
有实根,则
m0

(C)若方程
xm
没有实根,则
m0

(D)若方程
xm
没有实根,则
m0


2
2
2
(B)
(0,2)

(C)
(2,0)
(D)
(0,2)

1

2
(B)
2

2
(C)
1

5
(D)
5

5
(B)若




l

,则
l


(D)若




l

,则
l


2
2
m
为平面

内的一条直线,5. 已知
,

表示两个不同的平面,则“



” 是“
m


的( )
(A)充分不必要条件
(C)充要条件
(B)必要不充分条件
(D)既不充分也不必要条件
6. 已知双曲线的焦点在
x
轴上,焦距为
25
,且双曲线的一条渐 近线与直线
x2y10


平行,则双曲线的标准方程为( )

(A)
C)(D)
x
y
2
1

4
2
(B)
x
2
y
1

4
2
3x
2
3y
2
1

205
3x
2
3y
2
1

520

7. 已知
A(3,0)

B(0,4)
,动点
P(x,y)
在线段
AB
上运动,则
xy
的最大值为 ( )
(A)
5


8. 用一个平面截正方体和正四面体,给出下列结论:
① 正方体的截面不可能是直角三角形;
② 正四面体的截面不可能是直角三角形;
③ 正方体的截面可能是直角梯形;
④ 若正四面体的截面是梯形,则一定是等腰梯形.
其中,所有正确结论的序号是( )
(A)②③

二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.把答案填在题中横线上.
9. 命题“
xR

使得
x2x50
”的否定是_______ _______________.

10. 已知点
M(0,1)
,
N(2,3)
. 如果直线
MN
垂直于直线
ax2y30
,那么
2
(B)
4

(C)
3

(D)
2

(B)①②④ (C)①③ (D)①④
a
等于_______.

11. 在正方体
ABCDA1
B
1
C
1
D
1
中,异面直线
AD, BD
1
所成角
的余弦值为_________.
12. 一个正三棱柱的正视图、俯视图如图所示,则该三棱柱的
侧视图的面积为_________.

13. 设
O
为坐标原点,抛物线
y4x
的焦点为< br>F

P
为抛物
线上一点. 若
PF3
,则
△OPF
的面积为_________.

俯视图
2
4

2

2

正(主)视图
14. 学完解析几何和立体几何后,某同学发现自己家碗的侧面可以看做抛物 线的一部分曲线围绕其对称轴
旋转而成,他很想知道抛物线的方程,决定把抛
定为原点,对称轴 确定为
x
轴,建立如图所示的
系,但是他无法确定碗底中心到原点的距离,请
相关数据的测量以及进一步的计算,帮助他求出
物线的顶点确
平面直角坐标
你通过对碗 的
抛物线的方程.


你需要测量的数据是__________________ _______(所有测量数据用小写英文字母表示),算出的抛物
线标准方程为__________ _.

三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15.(本小题满分13分)
如图,四棱锥
PABCD
的底面是正方形, 侧棱
PA
底面
ABCD

E

PA
的中 点.
(Ⅰ)求证:
PC
平面
BDE

(Ⅱ)证明:
BDCE
.








16.(本小题满分13分)
如图,
PA
平面
ABC
,
ABBC
,
ABPA2BC2
,< br>M

PB
的中点.
(Ⅰ)求证
AM
平面
PBC

(Ⅱ)求二面角
APCB
的余弦值.







17.(本小题满分13分)
已知直线
l
过坐标原点
O
,圆
C
的方程为
xy6y40
. < br>(Ⅰ)当直线
l
的斜率为
2
时,求
l
与圆
C
相交所得的弦长;
(Ⅱ)设直线
l
与圆
C
交于两点A,B
,且
A

OB
的中点,求直线
l
的方程 .




22
P

E
A
B
C
D
C
A
P
M
B





18.(本小题满分13分)
x
2
y
2
1
的左焦点,过
F
1
的直线
l< br>与椭圆交于两点
P,Q
. 已知
F
1
为椭圆
43(Ⅰ)若直线
l
的倾斜角为
45
,求
PQ

(Ⅱ)设直线
l
的斜率为
k
(k0)
,点
P
关于 原点的对称点为
P

,点
Q
关于
x
轴的对称点为< br>Q


P

Q

所在直线的斜率为
k

. 若
k

2
,求
k
的值.








19.(本小题满分14分)
如图,四棱锥
EABCD
中,平面
EAD
平面
ABCD
,
DC
AB

BCCD< br>,
EAED
,且
AB4
,
BCCDEAED2
.
(Ⅰ)求证
BD
平面
ADE

(Ⅱ)求
BE
和平面
CDE
所成角的正弦值;
(Ⅲ)在线 段
CE
上是否存在一点
F
,使得
平面
CDE
,请说 明理由.











A
B
E
D
C
平面
BDF


20.(本小题满分14分)
2
2< br>如图,过原点
O
引两条直线
l
1
,l
2
与抛 物线
W
1
:y2px

W
2
:y4px
(其中
p
为常数,
p0

分别交于四个点
A
1
,B
1
,A
2
,B
2
.
(Ⅰ)求抛物线
W
1
,W
2
准线间的距离;
( Ⅱ)证明:
A
1
B
1
A
2
B
2

(Ⅲ)若
l
1
l
2
,求梯形
A
1
A
2
B
2
B
1
面积的最小值.












y

A
2

A
1

O

B
1

x

B
2

北京市西城区第一学期期末试卷
高二数学(理科)参考答案及评分标准

一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.
1.C; 2.D; 3. B ; 4. D; 5. B; 6. A; 7. C ; 8. D.
二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.
9. 对任意
xR
,都有
x
2
2x50
; 10.
1
; 11.
12.
83
; 13.
2

22
nm
14. 碗底的直径
m
,碗口的直径
n
,碗的高度
h

yx
.
4h
2
3

3
注:一题两空的题目,第一空2分,第二空3分.

三、解答题:本大题共6小题,共80分.
15.(本小题满分13分)
解 (Ⅰ)连结
AC

BD

O
,连结
OE


因为四边形
ABCD
是正方形,所以
O

A C
中点.
又因为
E

PA
的中点,所以
PCOE
, ………3分
因为
PC
平面
BDE

OE
平面
BDE

所以
PC
平面
BDE
. ……………6分
(Ⅱ)因为四边形
ABCD
是正方形,所以
BDAC
. ……8分
因为
PA
底面
ABCD
,且
BD
平面
ABCD

所以
PABD
. ……………10分
B
P

E
A
O
C
D
又因为
ACIPAA
,所以
BD
平面
PAC
, ……………12分

CE
平面
PAC

所以
BDCE
. ……………13分

16.(本小题满分13分)
解 (Ⅰ)因为
PA
平面
ABC

BC
平面
ABC
,所以
P ABC
.
因为
BCAB

PAABA

所以
BC
平面
PAB
. ……………2分
所以
AMBC
. ……………3分
因为
PAAB

M

PB
的中点,
所以
AMPB
. ……………4分
所以
AM
平面
PBC
. ……………5分
(Ⅱ)如图,在平面
ABC
内,作
Az
BC


AP,AB,AZ
两两互相垂直,
建立空间直角坐标系
Axyz
.
P
x
A
M
y
B
z
C

A(0,0,0),P( 2,0,0),B(0,2,0),C(0,2,1),M(1,1,0)
.
AP(2, 0,0)

AC(0,2,1)

AM(1,1,0)
. ……………8分


nAP0,
设平面
APC
的法向 量为
n(x,y,z)
,则




nAC0,

x0,



y1
,则
z2
.所以
n(0,1,2)
. ……………10分
2yz0.

由(Ⅰ)可知
AM(1,1,0)< br>为平面
BPC
的法向量,

n,AM
的夹角为



cos
< br>
nAM
nAM

110

. ……………12分
52
10
因为二面角
APCB
为锐角, < /p>


所以二面角
APCB
的余弦值为
17.(本小题满分13分 )
10
. ……………13分
10
解:(Ⅰ)由已知,直线
l
的方程为
y
所以,圆心到直线l
的距离为
2x
,圆
C
圆心为
(0,3)
,< br>半径为
5

………3分
3
3
3
. ……………5分
所以,所求弦长为
22
. ……………6分
(Ⅱ) 设
A(x
1
,y
1
)

因为
A

OB
的中点,则
B(2x
1
,2 y
1
)
. ……………8分

A,B

C
上,
所以
x
1
y
1
6y
1
40

22
4x
1
2
4y
1
2
12y
1< br>40
,即
x
1
2
y
1
2
3 y
1
10
. ……………10分
解得
y
1
1

x
1
1
, ……………11分

A(1,1)

A(1,1)
. ……………12分
所以,直线
l
的方程为
yx

yx
.
……………13分

18.(本小题满分13分)
解:(Ⅰ)设
P(x
1
,y
1
),Q(x
2
,y
2
)< br>,由已知,椭圆的左焦点为
(1,0)

又直线
l
的倾斜 角为
45
,所以直线
l
的方程为
yx1
, ……………1分



yx1,
22

3x 4y12

7x8x80
, ……………3分
2
所以
x
1
x
2

88

x
1
x
2

. ……………4分
77
8824
|PQ|1k
2
[(x
1
x
2
)
2
4x
1
x
2
] 2()
2
4
. ……………5分
777

yk(x1),
2222
(34k)x8kx4k120
, ……………6分 (Ⅱ)由

2

2

3x4y12< br>4k
2
12
8k
2
所以
x
1
 x
2


x
1
x
2

. ……………8分
2
2
34k
34k
依题意
P

(x
1
,y
1
),Q

(x
2,y
2
)
,且
y
1
k(x
1
1 )

y
2
k(x
2
1)

所以,< br>k


y
1
y
2
k(x
1
x
2
)

, ……………10分
x
1
x
2
x
1
x
2


121k
2
其中
x
1
x
2< br>(x
1
x
2
)4x
1
x
2

, ……………11分
34k
2
2< br>31k
2
8k
2
结合
x
1
x
2

,可得
k


2
. ……………12分
2
2k
34k
解得
7k9

k

19.(本小题满分14分)
解:(Ⅰ)由
BCCD
,
BCCD2
.
可得
BD22
.

EAED
,且
EAED2

可得
AD22
.

AB4
. 所以
BDAD
. …………2分
又平面
EAD
平面
ABCD

平面
ADE
平面
ABCD
AD

A
x
B
y
E
D
C
z
bn
2
3
7
. ……………13分
7
所以
BD
平面
ADE
.
……………4分
(Ⅱ)如图建立空间直角坐标系
Dxyz


D(0,0,0)

B(0,22,0)

C(2,2,0)
E(2,0,2)

BE(2,22,2)

DE( 2,0,2)
,
DC(2,2,0)
. …………6分
设< br>n(x,y,z)
是平面
CDE
的一个法向量,则
nDE0,
nDC0




xz0,

x1
,则
n(1,1,1)
. ……………7分

xy0.
设直线
BE
与平面
CD E
所成的角为



sin

|cosBE ,n|
|BEn||2222|2
. ……………8分

3
|BE||n|
233
所以
BE
和平面
CDE
所成的角的正弦值
(Ⅲ)设
CF

CE
,

 [0,1]
.
2
. ……………9分
3

DC(2,2,0)
,
CE(22, 2,2)
,
BD(0,22,0)
.

DFDCCFD C

CE2(2

1,

1,

)
. ……………10分

m(x',y',z')
是平面
BDF
一个法向量,则
mBD0

mDF0




y'0,
……………11分
(2

1)x'(

1)y'

z'0.



x'1< br>,则
m(1,0,
2

1

)
. ……………12分
2

11
0


[0 ,1]
.……13分
3
若平面
BDF
平面
CDE
,则
mn0
,即
1

所以,在线段
CE
上 存在一点
F
使得平面
BDF

平面
CDE
. ……………14分


20.(本小题满分14分)
解:(Ⅰ)由已知, 抛物线
W
1
,W
2
的准线分别为
x
所以,抛物 线
W
1
,W
2
准线间的距离为
p

x p
, ……………2分
2
p
. ……………4分
2
2p4p

2
. ………5分
k< br>1
2
k
1
(Ⅱ)设
l
1
:yk
1
x
,代入抛物线方程,得
A
1
,A
2
的横坐标分别 是
|OA
1
||OB
1
|
1
1

, ……………7分

,同理
22
| OA
2
||OB|2
2
16p16p
2

2
k
1
4
k
1
所以
△OA
1
B
1
△OA
2
B
2

所以
A
1
B< br>1
A
2
B
2
. ……………8分
(Ⅲ)设
A
1
(x
1
,y
1)

B
1
(x
2
,y
2
)
, 直线
A
1
B
1
方程为
l
A
1
B< br>1
:xtym
1

2
代入曲线
y2px,得
y2pty2pm
1
0

4p
2
4p
2

2
k
1
4
k
1
2
所以
y
1
y
2
2pt

y
1
y
2
2pm
1
. ……………9分
22

l
1
l
2
,得
x
1
x
2
y
1
y
2
0
,又< br>y
1
2px
1

y
2
2px
2

y
1
2
y
2
2
y
1
y
2
0
,由
y
1
y
2
2pm1
,得
m
1
2p
. ……………11分 所以
4p
2
所以直线
A
1
B
1
方程为
l
A
1
B
1
:xty2p

同理可求出直线
A
2
B
2
方程为
l
A2
B
2
:xty4p
.
所以
|A
1B
1
|1t
2
y
1
y
2
2p 1t
2
t
2
4
, ……………12分
|A
2
B
2
|4p1t
2
t
2
4

平行线
l
A
1
B
1

l
A
2
B
2
之间的距离为
d
2p
1t
2


所以梯形
A
1
A
2
B
2
B
1
的面积
S
1
(A< br>1
B
1
A
2
B
2
)d6p
2
t
2
4
, ……………13分
2
12p
2


t0
时,梯形
A1
A
2
B
2
B
1
的面积达最小,最小值为12p
. ……………14分




2

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