2019-2020学年上海中学高二(上)期末数学试卷(含详细解答)
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1、计算:1+2i+3i2+4i3+10i9 6 (3 分)已知抛物线 C:y24x,过焦点 F 作直线 l 与抛物线 C 交于 P、Q 两点,则|PQ| 的取值范围是 7 (3 分)已知 P 为双曲线 x2y21 右支上的一个动点,若点 P 到直线 yx+2 的距离大 于 m 恒成立,则实数 m 的取值范围是 8 (3 分)平面上一台机器人在运行中始终保持到点 P(2,0)的距离比到点 Q(2,0) 的距离大 2,若机器人接触不到过点 M(,3)且斜率为 k 的直线,则 k 的取值范围 是 9 (3 分)已知椭圆(ab0)的左、右焦点分别为 F1,F2,P 为椭圆 C 上一点,且,若 F1关于F
2、1PF2平分线的对称点在椭圆 C 上,则该椭圆 的离心率为 10 (3 分)已知一族双曲线 En:x2y2(nN*,且 n2019) ,设直线 x2 与 En 在第一象限内的交点为 An, 点 An在 En的两条渐近线上的射影分别为 Bn, n, 记AnBnn 的面积为 an,则 a1+a2+a3+a2019 11 (3 分)已知点 P(0,1) ,椭圆+y2m(m1)上两点 A,B 满足2,则当 m 时,点 B 横坐标的绝对值最大 12 (3 分)已知椭圆 G:左、右焦点分别为 F1,F2,短轴的两个 端点分别为 B1,B2,点 P 在椭圆 C 上,且满足|PF1|+|PF2|PB1|+|P
3、B2|,当 m 变化时, 给出下列四个命题:点 P 的轨迹关于 y 轴对称;存在 m 使得椭圆 C 上满足条件的 点 P 仅有两个;|OP|的最小值为 2;|OP|最大值为,其中正确命题的序号是 第 2 页(共 21 页) 二、选择题二、选择题 13 (3 分) “k1”是“方程表示焦点在 x 轴上的椭圆“的( )条件 A充分非必要 B必要非充分 C充分必要 D既非充分又非必要 14 (3 分)双曲线 kx2y21 的一条渐近线与直线 2x+y+10 垂直,则此双曲线的离心率 是( ) A B C D 15 (3 分)给出下列四个命题: 若复数 z1,z2满足|z1z2|0,则 z1z2; 若
4、复数 z1,z2满足|z1+z2|z1z2|,则 z1z20; 若复数 z 满足 z2|z|2,则 z 是纯虚数; 若复数 z 满足|z|z,则 z 是实数, 其中真命题的个数是( ) A1 个 B2 个 C3 个 D4 16 (3 分)已知 F 为抛物线 y2x 的焦点,点 A,B 在该抛物线上且位于 x 轴的两侧, 2(其中 O 为坐标原点) ,则ABO 与AFO 面积之和的最小值是( ) A2 B3 C D 三、解答题三、解答题 17已知复数 z 满足,求 z 18已知复数 z(2+i)m+(其中 i 是虚数单位,mR) (1)若复数 z 是纯虚数,求 m 的值; (2)求|z1|的取值
5、范围 19假定一个弹珠(设为质点 P,半径忽略不计)的运行轨迹是以小球(半径 R1)的中 心 F 为右焦点的椭圆 C,已知椭圆的右端点 A 到小球表面最近的距离是 1,椭圆的左端 点 B 到小球表面最近的距离是 5 (1)求如图给定的坐标系下椭圆 C 的标准方程; 第 3 页(共 21 页) (2)弹珠由点 A 开始绕椭圆轨道逆时针运行,第一次与轨道中心 O 的距离是时, 弹珠由于外力作用发生变轨,变轨后的轨道是一条直线,称该直线的斜率 k 为“变轨系 数” ,求 k 的取值范围,使弹珠和小球不会发生碰撞 20已知曲线 C 的参数方程是(参数 tR) (1)曲线 C 的普通方程; (2)过点
6、A (2,1)的直线与该曲线交于 P,Q 两点,求线段 PQ 中点 M 的轨迹方程 21如图,由半圆 x2+y21(y0)和部分抛物线 ya(x21) (y0,a0)合成的曲线 C 称为“羽毛球形线” ,且曲线 C 经过点(2,3) (1)求 a 的值; (2)设 A(1,0) ,B(1,0) ,过 A 且斜率为 k 的直线 l 与“羽毛球形”相交于 P,A, Q 三点,问是否存在实数 k 使得QBAPBA?若存在,求出 k 的值;若不存在,请说 明理由 22已知椭圆 C:1(ab0)经过点 M,N(0,1) ,直线 l:y kx+m 与椭圆 C 相交于 A,B 两点,与圆 x2+y2相切与点
7、 T (1)求椭圆 C 的方程; 第 4 页(共 21 页) (2) 以线段 OA, OB 为邻边作平行四边形 OAPB, 若点 Q 在椭圆 C 上, 且满足 (O 是坐标原点) ,求实数 的取值范围; (3)线段|AT|BT|是否为定值,如果是,求|AT|BT|的值;如果不是,求|AT|BT|的取值 范围 第 5 页(共 21 页) 2019-2020 学年上海学年上海中学高二(上)期末数学试卷中学高二(上)期末数学试卷 参考答案与试题解析参考答案与试题解析 一、填空题一、填空题 1 (3 分)若复数(1+2i)z3i1,则|z| 【分析】把已知等式变形,再由商的模等于模的商求解 【解答】解
8、:由(1+2i)z3i1,得 z, 则|z| 故答案为: 【点评】本题考查复数模的求法,考查数学转化思想方法,是基础题 2 (3 分)抛物线 y2x 的准线方程为 x 【分析】抛物线 y2x 的焦点在 x 轴上,且开口向右,2p1,由此可得抛物线 y2x 的 准线方程 【解答】解:抛物线 y2x 的焦点在 x 轴上,且开口向右,2p1 抛物线 y2x 的准线方程为 x 故答案为:x 【点评】本题考查抛物线的标准方程,考查抛物线的几何性质,定型与定位是关键 3 (3 分)椭圆 x2+3y26 的焦距是 4 【分析】将椭圆的方程化为标准方程可得 a,b 的值,进而求出 c 的值,求出焦距 【解答】
9、解:椭圆的方程整理可得+1,可得 a26,b22, 所以 c2a2b24,即 c2, 所以焦距 2c4, 故答案为:4 【点评】本题考查椭圆的性质,属于基础题 4 (3 分)已知复数 a,b 满足集合a,ba2,b+1,则 ab 1 第 6 页(共 21 页) 【分析】根据集合相等的条件,得到元素关系,即可得到结论 【解答】解:根据集合相等的条件可知,若a,ba2,b+1, 则或, 由得:b 不存在,不满足条件 由得,若 ba2,ab+1; 则两式相结合得或, ab1; 故答案为:1 【点评】本题主要考查集合相等的应用,根据集合相等得到元素相同是解决本题的关键, 注意要进行分类讨论 5 (3
10、分)计算:1+2i+3i2+4i3+10i9 5+6i 【分析】令 S1+2i+3i2+4i3+10i9,两边同时乘以 i,再由错位相减法求和即可 【解答】解:令 S1+2i+3i2+4i3+10i9, 则 iSi+2i2+3i3+10i10, (1i)S1+i+i2+i910i10 , 则 S 故答案为:5+6i 【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查错位相减法求数列的前 n 项和,是中 档题 6 (3 分)已知抛物线 C:y24x,过焦点 F 作直线 l 与抛物线 C 交于 P、Q 两点,则|PQ| 的取值范围是 4,+) 【分析】由题意讨论直线 l 的斜率是否存在,若直线 l 的斜
11、率不存在,求得|PQ|;若直线 l 的斜率存在,设直线的方程,与抛物线联立可得两根之和,由抛物线的性质可得|PQ|的 表达式,|PQ|x1+x2+p,可得|PQ|的范围 【解答】解:易知 F(1,0) ,设 P(x1,y1) ,Q(x2,y2) ,直线 l 的斜率不存在时,|PQ| 第 7 页(共 21 页) 2p4, 由题意可得直线 l 的斜率存在,设其方程为:ykxk, 联立直线与椭圆的方程,整理可得:k2x22k2x4x+4k20,可得 x1+x2 , 所以|PQ|x1+x2+22+4, 综上,|PQ|的取值范围是4,+) 故答案为:4,+) 【点评】本题考查抛物线的性质及直线与抛物线的
12、综合,属于中档题 7 (3 分)已知 P 为双曲线 x2y21 右支上的一个动点,若点 P 到直线 yx+2 的距离大 于 m 恒成立,则实数 m 的取值范围是 (, 【分析】双曲线 x2y21 的渐近线方程为 xy0,m 的最大值为直线 xy+20 与直 线 xy0 的距离 【解答】解:由题意,双曲线 x2y21 的渐近线方程为 xy0, 由点 P 到直线 xy+20 的距离大于 m 恒成立, m 的最大值为直线 xy+20 与渐近线 xy0 的距离,即 d 实数 m 的取值范围是(, 故答案为: (, 【点评】本题考查双曲线的性质,考查两平行线之间的距离公式,考查学生的计算能力, 属于基础
13、题 8 (3 分)平面上一台机器人在运行中始终保持到点 P(2,0)的距离比到点 Q(2,0) 的距离大 2,若机器人接触不到过点 M(,3)且斜率为 k 的直线,则 k 的取值范围是 ,2) 【分析】由题意可知机器人的运动轨迹方程为: (x0) ,联立直线和双曲 线方程,对二次项系数分类讨论,再利用0,即可求出 k 的取值范围 第 8 页(共 21 页) 【解答】解:由题意可知机器人的运动轨迹是双曲线的右支,由 2a2,c2,可得 b , 所以机器人的运动轨迹方程为: (x0) , 直线的方程为:y3k(x) ,即 yk(x)+3, 联立方程,消去y得: , 当 3k20 时,若 k,则此时
14、直线方程为 y恰好为双曲线的渐近线,符合 题意;若 k,显然不符合题意, 当 3k20 时,由0 得:, 解得, 综上所述,k 的取值范围为:,2) , 故答案为:,2) 【点评】本题主要考查了双曲线的定义,以及直线与双曲线的位置关系,是中档题 9 (3 分)已知椭圆(ab0)的左、右焦点分别为 F1,F2,P 为椭圆 C 上一点,且,若 F1关于F1PF2平分线的对称点在椭圆 C 上,则该椭圆 的离心率为 【分析】可得 P,F2,M 三点共线,又|PF1|+|PM|+|MF1|4a 可得|PF1|, |PF2| 由余弦定理可得|PF1|2+|PF2|22|PF1|PF2|cos30 |F1F
15、2|2 可得 a,c 的关系,即可求离心率 【解答】解:如图,F1关于F1PF2平分线的对称点在椭圆 C 上,P,F2,M 三点 共线, 设|PF1|m,则|PM|m,|MF1|m 又|PF1|+|PM|+|MF1|4a3m |PF1|,|PF2| 第 9 页(共 21 页) 由余弦定理可得|PF1|2+|PF2|22|PF1|PF2|cos60|F1F2|2, a23c2,e 故答案为: 【点评】本题考查了椭圆的离心率,属于中档题 10 (3 分)已知一族双曲线 En:x2y2(nN*,且 n2019) ,设直线 x2 与 En 在第一象限内的交点为 An, 点 An在 En的两条渐近线上的
16、射影分别为 Bn, n, 记AnBnn 的面积为 an,则 a1+a2+a3+a2019 【分析】求得双曲线的渐近线方程,应用点到直线的距离公式可得|AnBn|,|Ann|,可得 AnBnAnn,由三角形的面积公式,可得 an,运用等差数列的求和公式,计算可得所求 和 【解答】解:设 An(x0,y0) ,可得 x02y02 双曲线 En:x2y2(nN*,且 n2019)的渐近线方程为 xy0,x+y0, 点 An在 En的两条渐近线上的射影分别为 Bn,n,可得|AnBn|, |Ann|,由双曲线 En的两条渐近线互相垂直,可得 AnBnAnn, 则AnBnn的面积 an|AnBn|Ann
17、|, n, 第 10 页(共 21 页) 则 a1+a2+a3+a201920192020 故答案为: 【点评】本题考查数列与双曲线的综合应用,考查双曲线的渐近线方程和等差数列的求 和公式,考查方程思想和运算能力,属于中档题 11 (3 分)已知点 P(0,1) ,椭圆+y2m(m1)上两点 A,B 满足2,则当 m 5 时,点 B 横坐标的绝对值最大 【分析】设 A(x1,y1) ,B(x2,y2) ,运用向量共线的坐标表示,以及点满足椭圆方程, 求得 y1,y2,有 x22m()2,运用二次函数的最值求法,可得所求最大值和 m 的值 【解答】解:设 A(x1,y1) ,B(x2,y2) ,
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