漳州市 2020-2021 学年 (上) 期末高中教学质量检测
高二数学参考答案
一、 单项选择题: 本大题共 8 小题ꎬ 每小题 5 分ꎬ 共 40 分ꎬ 在每小题给出的四个选项中ꎬ
只有一项是符合题目要求的 ?
1? B 2? A 3? D 4? C 5? A 6? C 7? D 8? C
二、 多项选择题: 本大题共 4 小题ꎬ 每小题 5 分ꎬ 共 20 分ꎬ 在每小题给出的四个选项中ꎬ
有多个选项符合题目要求ꎬ 全部选对的得 5 分ꎬ 选对但不全的得 3 分ꎬ 有选错的得 0 分 ?
9? BC 10? ABD 11? ACD 12? AC
三、 填空题: 本大题共 4 题ꎬ 每小题 5 分ꎬ 共 20 分 ?
13? 91 14? 35 15? 1
2
16? y = ± 3
3
xꎬ 2 6 + 2( )
四、 解答题: 本大题共 6 小题ꎬ 共 70 分ꎬ 解答应写出文字说明ꎬ 证明过程或演算步骤 ?
17? (本小题满分 10 分)
解法一: (1) 圆 C 的方程可化为(x - 1) 2 + (y + 2) 2 = 4ꎬ 3 分??????????
圆心 C(1ꎬ - 2)ꎬ 半径 r = 2? 5 分????????????????
(备注: 直接写出圆心坐标和半径ꎬ 只要正确不扣分 ? )
(2) 因为圆心 C(1ꎬ - 2) 到直线 l 的距离 d = 1 - 2 - 1
2
= 2 ꎬ 7 分???
所以直线 l 被圆 C 截得的弦长为 2 r2 - d2 = 2 22 - ( 2 )
2 = 2 2 ?
10 分
??
????????????????????????????
解法二: (1) 同解法一 ? 5 分?????????????????????????
(2) 设直线 l 与圆 C 交于点 A(x1ꎬ y1)ꎬ B(x2ꎬ y2)ꎬ
联立
x + y - 1 = 0ꎬ
x2 + y2 - 2x + 4y + 1 = 0ꎬ{ 解得
x = 1ꎬ
y = 0ꎬ{ 或
x = 3ꎬ
y = - 2ꎬ{
所以 A(1ꎬ 0)ꎬ B(3ꎬ - 2)ꎬ 8 分?????????????????
所以弦长 AB = (1 - 3) 2 + 22 = 2 2 ? 10 分????????????
18? (本小题满分 12 分)
解法一: (1) 因为 PA ⊥ 平面 ABCDꎬ AB ⊂ 平面 ABCDꎬ AD ⊂ 平面 ABCDꎬ
所以 PA ⊥ ABꎬ PA ⊥ ADꎬ
又底面 ABCD 是正方形ꎬ 所以 AB ⊥ AD? 1 分????????????
以 A为原点ꎬ AB→ꎬ AD→ꎬ AP→为 x轴ꎬ y轴ꎬ z轴正方向建立空间直角坐标系ꎬ
如图 ?
设 AB = 2ꎬ 则 A 0ꎬ 0ꎬ 0( ) ꎬ C 2ꎬ 2ꎬ 0( ) ꎬ M 0ꎬ 1ꎬ 1( ) ꎬ P 0ꎬ 0ꎬ 2( ) ꎬ
高二数学参考答案 第 1 页 (共 8 页)1
B 2ꎬ 0ꎬ 0( ) ꎬ
PB→ = 2ꎬ 0ꎬ - 2( ) ? 则AM→ = (0ꎬ 1ꎬ 1)ꎬ AC→ = (2ꎬ 2ꎬ 0)ꎬ 2 分???
设面 ACM 的法向量为 n = xꎬ yꎬ z( ) ꎬ
P
M
D
C
A
B
O
z
y
x
由
n?AM→ = 0ꎬ
n?AC→ = 0ꎬ{
得
y + z = 0ꎬ
x + y = 0ꎬ{
取 n = 1ꎬ - 1ꎬ 1( ) ꎬ 4 分???
所以PB→?n = 2 - 2 = 0ꎬ
所以PB→⊥ nꎬ 6 分???????
又因为 PB ⊄ 平面 MACꎬ 7 分???????????????????
所以 PB ∥ 平面 ACM? 8 分????????????????????
(2) 由(1) 知ꎬ D 0ꎬ 2ꎬ 0( ) ꎬ 所以CD→ = - 2ꎬ 0ꎬ 0( ) ꎬ
由(1) 知平面 ACM 的法向量为 n = 1ꎬ - 1ꎬ 1( ) ꎬ
所以 cos < CD→ꎬ n > = CD→?n
CD→ n
= - 2
2? 3
= - 3
3
ꎬ 10 分???????
设直线 CD 与平面 ACM 所成的角为 θꎬ
则 sinθ = cos < CD→ꎬ n > = 3
3
ꎬ 11 分??????????????
所以直线 CD 与平面 ACM 所成的角的正弦值为
3
3
? 12 分???????
解法二: (1) 证明: 连接 BD 交 AC 于点 Oꎬ 连接 MO? 1 分????????????
因为底面 ABCD 是正方形ꎬ 所以 O 是 BD 的中点ꎬ
又因为 M 是 PD 的中点ꎬ 所以 PB / / MO? 2 分????????????
因为 PB ∥ MOꎬ PB ⊄ 平面 MACꎬ MO ⊂ 平面 MACꎬ
所以 PB ∥ 平面 ACM? 4 分????????????????????
(2) 因为 PA ⊥ 平面 ABCDꎬ AB ⊂ 平面 ABCDꎬ AD ⊂ 平面 ABCDꎬ
所以 PA ⊥ ABꎬ PA ⊥ ADꎬ
又底面 ABCD 是正方形ꎬ 所以 AB ⊥ AD? 5 分????????????
以 A为原点ꎬ AB→ꎬ AD→ꎬ AP→为 x轴ꎬ y轴ꎬ z轴正方向建立空间直角坐标系ꎬ
如图 ?
设 AB = 2ꎬ 则 A 0ꎬ 0ꎬ 0( ) ꎬ C 2ꎬ 2ꎬ 0( ) ꎬ M 0ꎬ 1ꎬ 1( ) ꎬ D 0ꎬ 2ꎬ 0( ) ꎬ
所以CD→ = - 2ꎬ 0ꎬ 0( ) ꎬ AM→ = 0ꎬ 1ꎬ 1( ) ꎬ AC→ = 2ꎬ 2ꎬ 0( ) ꎬ 6 分??
高二数学参考答案 第 2 页 (共 8 页)2
设平面 ACM 的法向量为 n = xꎬ yꎬ z( ) ꎬ
由
n?AM→ = 0ꎬ
n?AC→ = 0{ 得
y + z = 0ꎬ
x + y = 0ꎬ{
取 n = 1ꎬ - 1ꎬ 1( ) ? 8 分????????????????????
所以 cos < CD→ꎬ n > = CD→?n
CD→ n
= - 2
2? 3
= - 3
3
ꎬ 10 分???????
设直线 CD 与平面 ACM 所成的角为 θꎬ
则 sinθ = cos < CD→ꎬ n > = 3
3
ꎬ 11 分??????????????
所以直线 CD 与平面 ACM 所成的角的正弦值为
3
3
? 12 分???????
19? (本小题满分 12 分)
解: (1) 因为 2a = 4ꎬ 所以 a = 2ꎬ 2 分????????????????????
又因为
1
a2
+ 9
4b2
= 1ꎬ 所以 b2 = 3ꎬ 4 分?????????????????
所以椭圆 C 的方程为
x2
4
+ y2
3
= 1? 5 分?????????????????
(2) 因为 c2 = a2 - b2 = 1ꎬ 所以 F2 1ꎬ 0( ) ꎬ 所以直线方程为 y = x - 1ꎬ 6 分??
代入 C 得ꎬ 7x2 - 8x - 8 = 0? 7 分???????????????????
△ = 64 + 4 × 7 × 8 = 288 > 0
设 M x1ꎬ y1( ) ꎬ N x2ꎬ y2( ) ꎬ 则 x1 + x2 = 8
7
ꎬ x1x2 = - 8
7
ꎬ 8 分??????
所以 MN = 1 + k2 ? x1 + x2( ) 2 - 4x1x2 = 24
7
? 10 分?????????
点 O 0ꎬ 0( ) 到直线 x - y - 1 = 0 的距离为
2
2
ꎬ 11 分???????????
所以 ΔOMN 的面积为
1
2
× 24
7
× 2
2
= 6 2
7
? 12 分?????????????
20? (本小题满分 12 分)
解: (1) 根据题意ꎬ 设质量指标值位于 60ꎬ 70[ ) ꎬ 70ꎬ 80[ ) ꎬ 80ꎬ 90[ ) ꎬ 90ꎬ 100[ ) 的
频率分别为 p1ꎬ p2ꎬ p3ꎬ p4ꎬ
当 n = 6 时ꎬ k ∈ 60ꎬ 70[ ) ꎬ M = 1
100
ꎬ 所以 p1 = 1
10
ꎬ 1 分????????
当 n = 7 时ꎬ k ∈ 70ꎬ 80[ ) ꎬ M = 1
50
ꎬ 所以 p2 = 1
5
ꎬ 2 分?????????
高二数学参考答案 第 3 页 (共 8 页)3
当 n = 8 时ꎬ k ∈ 80ꎬ 90[ ) ꎬ M = 1
25
ꎬ 所以 p3 = 2
5
ꎬ 3 分?????????
因为 p1 + p2 = 1
10
+ 1
5
= 3
10
< 1 2 ꎬ p1 + p2 + p3 = 3 10 + 2 5 = 7 10 > 1
2
ꎬ
所以样本质量指标值 k 的中位数 m 的估计值位于 80ꎬ 90[ ) 之内ꎬ
所以
1
10
+ 1
5
+ m - 80( ) × 1
25
= 1
2
ꎬ 解得 m = 85ꎬ 5 分??????????
所以样本质量指标值 k 的中位数的估计值为 85? 6 分???????????
(2) 由(1) 中的数据知 p1 = 1
10
ꎬ p2 = 1
5
ꎬ p3 = 2
5
ꎬ
所以质量指标值位于 90ꎬ 100[ ) 的频率
p4 = 1 - p1 - p2 - p3 = 1 - 1
10
- 1
5
- 2
5
= 3
10
ꎬ 7 分???????????
所以 p3 ∶ p4 = 2
5
∶ 3
10
= 4 ∶ 3ꎬ
按比例分层抽样抽取的7件产品中ꎬ k∈ 80ꎬ 90[ ) 的有4件ꎬ 分别记为A1ꎬ A2ꎬ
A3ꎬ A4ꎻ k ∈ 90ꎬ 100[ ) 的有 3 件ꎬ 分别记为 B1ꎬ B2ꎬ B3ꎬ 8 分??????
从抽取的 7 件产品中任取 2 件产品ꎬ 所有的基本事件有 A1ꎬ A2( ) ꎬ A1ꎬ A3( ) ꎬ
A1ꎬ A4( ) ꎬ A1ꎬ B1( ) ꎬ A1ꎬ B2( ) ꎬ A1ꎬ B3( ) ꎬ A2ꎬ A3( ) ꎬ A2ꎬ A4( ) ꎬ
A2ꎬ B1( ) ꎬ A2ꎬ B2( ) ꎬ A2ꎬ B3( ) ꎬ A3ꎬ A4( ) ꎬ A3ꎬ B1( ) ꎬ A3ꎬ B2( ) ꎬ
A3ꎬ B3( ) ꎬ A4ꎬ B1( ) ꎬ A4ꎬ B2( ) ꎬ A4ꎬ B3( ) ꎬ B1ꎬ B2( ) ꎬ B1ꎬ B3( ) ꎬ
B2ꎬ B3( ) 共 21 个ꎬ 9 分???????????????????????
事件“抽取 2 件产品中至少有 1 件 A 级品” 所包含的基本事件有 A1ꎬ B1( ) ꎬ
A1ꎬ B2( ) ꎬ A1ꎬ B3( ) ꎬ A2ꎬ B1( ) ꎬ A2ꎬ B2( ) ꎬ A2ꎬ B3( ) ꎬ A3ꎬ B1( ) ꎬ
A3ꎬ B2( ) ꎬ A3ꎬ B3( ) ꎬ A4ꎬ B1( ) ꎬ A4ꎬ B2( ) ꎬ A4ꎬ B3( ) ꎬ B1ꎬ B2( ) ꎬ
B1ꎬ B3( ) ꎬ B2ꎬ B3( ) 共 15 个ꎬ 10 分?????????????????
因此至少有 1 件 A 级品的概率为 P = 15
21
= 5
7
? 12 分???????????
A B
D CE
O
21? (本小题满分 12 分)
解: (1) 设 BD 与 AE 相交于点 Oꎬ
由 tan∠DAO = tan∠ABO = 2
2
ꎬ 得 ∠DAO = ∠ABO?
又 ∠DAO + ∠BAO = 90°ꎬ
所以 ∠ABO + ∠BAO = 90°ꎬ
所以 DB ⊥ AE?
所以 AE ⊥ D1Oꎬ AE ⊥ BOꎬ 2 分???????????????????
又因为 D1O ∩ BO = Oꎬ D1O ⊂ 平面 D1OBꎬ BO ⊂ 平面 D1OBꎬ
高二数学参考答案 第 4 页 (共 8 页)4
所以 AE ⊥ 平面 D1OBꎬ 3 分?????????????????????
又因为 D1B ⊂ 平面 D1OBꎬ
故 AE ⊥ D1B? 4 分?????????????????????????
(2) 由(1) 知ꎬ AO = 2 ꎬ DO = 1ꎬ EO = 2
2
ꎬ BO = 2? 5 分??????????
过点 D1 作 D1T ⊥ OB 交 OB 于点 Tꎬ
因为 AE ⊥ 平面 D1OBꎬ D1T ⊂ 平面 D1OBꎬ
所以 AE ⊥ D1Tꎬ 6 分????????????????????????
又因为 AE ∩ OB = Oꎬ AE ⊂ 平面 ABCEꎬ OB ⊂ 平面 ABCEꎬ
所以 D1T ⊥ 面 ABCE? 7 分??????????????????????
选条件 ①: 因为 D1T ⊥ 面 ABCEꎬ
所以直线 D1B 与平面 ABCE 所成角为 ∠D1BO = π
6
ꎬ
在 ΔOD1B 中ꎬ 由正弦定理得
1
sin π
6
= 2
sin∠BD1O
ꎬ
所以 sin∠BD1O = 1ꎬ 故 ∠BD1O = π
2
ꎬ
所以 ∠D1OB = π
3
ꎬ
所以 D1T = D1O?sin π
3
= 3
2
? 8 分??????????????????
选条件 ②: 因为 BO = 2ꎬ
又因为 ΔD1OB 的面积为
1
2
BO?D1T = 3
2
ꎬ
所以 D1T = 3
2
? 8 分?????????????????????????
选条件 ③: 由于 D1T ⊥ 面 ABCEꎬ 所以点 D1 到平面 ABCE 的距离为 D1T = 3
2
?
8 分??????????????????????????????
以 O 为原点ꎬ 以OE→ꎬ OB→ꎬ TD1
→
为 x 轴ꎬ
y 轴ꎬ z 轴正方向建立空间直角坐标系ꎬ 如
图.
O 0ꎬ 0ꎬ 0( ) ꎬ B 0ꎬ 2ꎬ 0( ) ꎬ
E 2
2
ꎬ 0ꎬ 0
æ
è
ç
ö
ø
÷ ꎬ D 0ꎬ 1
2
ꎬ 3
2
æ
è
ç
ö
ø
÷ ꎬ
高二数学参考答案 第 5 页 (共 8 页)5
BE→ = 2
2
ꎬ - 2ꎬ 0
æ
è
ç
ö
ø
÷ ꎬ BD1
→ = 0ꎬ - 3
2
ꎬ 3
2
æ
è
ç
ö
ø
÷ ?
因为 OE ⊥ 面 OD1Bꎬ
所以平面 OD1B 的一个法向量为OE→ = 2
2
ꎬ 0ꎬ 0
æ
è
ç
ö
ø
÷ ? 9 分?????????
设平面 D1BE 的法向量为 n = xꎬ yꎬ z( ) ꎬ
由
n?BE→ = 0ꎬ
n?BD1
→ = 0{ 得
2 x = 4yꎬ
z = 3 yꎬ{
取 n = 2 2 ꎬ 1ꎬ 3( ) ꎬ 10 分?????????????????????
所以 cos < OE→ꎬ n > = OE→?n
OE→ n
= 2
2
2
× 2 3
= 6
3
ꎬ 11 分?????????
设锐二面角 O - D1B - E 的大小为 θꎬ
则 cosθ = cos < OE→ꎬ n > = 6
3
ꎬ
故锐二面角 O - D1B - E 的余弦值为
6
3
? 12 分??????????????
22? (本小题满分 12 分)
解法一: (1) 因为点 T 1ꎬ 2p( ) 在抛物线上ꎬ
所以 1 + p
2
= 3
2
ꎬ 所以 p = 1ꎬ 1 分????????????????
所以抛物线 C 的方程为 y2 = 2x? 2 分????????????????
(2) (ⅰ) 因为 n = 0ꎬ 则 D - 1
2
ꎬ 0æ
è
ç
ö
ø
÷ ꎬ
又因为 F 1
2
ꎬ 0æ
è
ç
ö
ø
÷ ꎬ E 5
2
ꎬ 0æ
è
ç
ö
ø
÷ ꎬ 点 Aꎬ B 关于 x 轴对称ꎬ
所以 AB = 2ꎬ ME = 2ꎬ MD = 1ꎬ 3 分?????????????
所以 SΔ EAB = 1
2
× 2 × 2 = 2ꎬ SΔ DAB = 1
2
× 2 × 1 = 1ꎬ
所以四边形 DAEB 的面积为 SΔ EAB + SΔ DAB = 2 + 1 = 3? 5 分??????
(ⅱ) 因为直线 AB 的斜率不为 0ꎬ 设 AB 方程为 x = my + 1
2
ꎬ 6 分???
设 A x1ꎬ y1( ) ꎬ B x2ꎬ y2( ) ꎬ
由
x = my + 1
2
ꎬ
y2 = 2x
ì
î
í
ïï
ïï
得 y2 - 2my - 1 = 0ꎬ
高二数学参考答案 第 6 页 (共 8 页)6
Δ = 4m2 + 4 > 0ꎬ y1 + y2 = 2mꎬ y1y2 = - 1ꎬ
x1 + x2 = m y1 + y2( ) + 1 = 2m2 + 1ꎬ
所以 M 1
2
+ m2ꎬ mæ
è
ç
ö
ø
÷ ? 7 分????????????????????
kME = m - 0
m2 + 1
2
- 5
2
= m
m2 - 2
ꎬ
当直线 AB 斜率不存在时ꎬ 由(ⅰ) 知ꎬ 四边形 DAEB 的面积为 3?
当直线 AB 斜率存在时ꎬ kAB = 1
m
ꎬ 所以 kME?kAB = 1
m2 - 2
= - 1ꎬ
所以 m2 - 2 = - 1ꎬ 所以 m = ± 1? 8 分???????????????
所以 AB = x1 + x2 + p = m y1 + y2( ) + 2 = 2m2 + 2 = 4ꎬ
所以点 E 5
2
ꎬ 0æ
è
ç
ö
ø
÷ 到直线 x - my - 1
2
= 0 的距离 d1 = 2
m2 + 1
= 2 ꎬ
所以 SΔ EAB = 1
2
× AB ?d1 = 1
2
× 4 × 2 = 2 2 ꎬ 9 分????????
点 D - 1
2
ꎬ næ
è
ç
ö
ø
÷ 到直线 x - y - 1
2
= 0 的距离 d2 = 1 + n
2
ꎬ 10 分???
SΔDAB = 1
2
? AB?d2 =
1
2
× 4 × 1 + n
2
= 2 1 + n ∈ 0ꎬ 2 2( ) ꎬ - 1 < n < 1? 此时四边形 DABE 面积的取值范围为 2 2 ꎬ 4 2( ) ? 综上ꎬ 四边形 DABE 面积的取值范围为 2 2 ꎬ 4 2( ) ? 12 分?????? 解法二: (1) 同解法一 ? 2 分????????????????????????? (2) (ⅰ) 同解法一 ? 5 分?????????????????????? (ⅱ) 当直线 AB斜率不存在时ꎬ EF = 2ꎬ AB = 2ꎬ SΔEAB = 2ꎬ SΔDAB = 1ꎬ 此时四边形 DABE 面积为 3? 6 分????????????????? 当直线 AB 斜率存在时ꎬ 由题意可知 k ≠ 0? 设 AB 方程为 y = k x - 1 2 æ è ç ö ø ÷ ꎬ 7 分???????????????????????????? A x1ꎬ y1( ) ꎬ B x2ꎬ y2( ) ? 由 y = k x - 1 2 æ è ç ö ø ÷ y2 = 2x ì î í ïï ïï 得 k2x2 - k2 + 2( ) x + 1 4 k2 = 0? 由 Δ > 0 得 4k2 + 4 > 0?
x1 + x2 = 1 + 2
k2 ꎬ x1x2 = 1
4
ꎬ y1 + y2 = 2
k
ꎬ 8 分???????????
高二数学参考答案 第 7 页 (共 8 页)7
AB = 1 + k2 ? x1 + x2( ) 2 - 4x1x2 = 2 1 + k2( )
k2 ꎬ
M
1
2
+ 1
k2 ꎬ
1
k
æ
è
ç
ö
ø
÷ ?
圆 E 的半径 r = EM = 2 - 1
k2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
+ 1
k2
= 4 - 3
k2
+ 1
k4 ꎬ
又点 E 5
2
ꎬ 0æ
è
ç
ö
ø
÷ 到直线 kx - y - 1
2
k = 0 的距离 d1 = 2 k
1 + k2
= rꎬ
所以 4 - 3
k2
+ 1
k4
= 2 k
1 + k2
ꎬ 整理得 4 - 3
k2
+ 1
k4
= 4
1 + 1
k2
ꎬ
令 t = 1
k2 ꎬ t > 0ꎬ 则 t3 - 2t2 + t = 0ꎬ 解得 t = 1ꎬ 9 分????????
此时 k = ± 1ꎬ AB = 4ꎬ d1 = 2 ꎬ SΔEAB = 2 2 ? 10 分?????????
当 k = 1 时ꎬ 点 D - 1
2
ꎬ næ
è
ç
ö
ø
÷ 到直线 x - y - 1
2
= 0 的距离 d2 = 1 + n
2
ꎬ
所以 SΔDAB = 1
2
AB d2 = 1
2
× 4 × 1 + n
2
= 2 1 + n ꎬ
因为 - 1 < n < 1ꎬ 所以 1 + n ∈ 0ꎬ 2( ) ꎬ 所以 2 1 + n ∈ 0ꎬ 2 2( ) ꎬ 即 SΔDAB ∈ 0ꎬ 2 2( ) 此时四边形 DABE 面积的取值范围为 SΔEAB + SΔDAB ∈ 2 2ꎬ 4 2( ) ? 11 分 ?? ???????????????????????????? 同理当 k = - 1 时ꎬ 四边形 DABE 面积的取值范围为 2 2 ꎬ 4 2( ) ꎬ 综上ꎬ 四边形 DABE 面积的取值范围为 2 2 ꎬ 4 2( ) ? 12 分?????? 高二数学参考答案 第 8 页 (共 8 页)8