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2023届高考数学三轮冲刺保温练卷:直线与圆锥曲线
一、选择题(共20小题;)
1. 抛物线 x2=6 y 的准线方程为 ()
1 1 3 3
A. x= B. y=− C. x= D. y=−
24 24 2 2
2. 抛物线方程为 7x+8 y2=0,则其焦点坐标为 ()
( 7 ) ( 7 ) ( 7 ) ( 7 )
A. ,0 B. − ,0 C. 0,− D. 0,−
16 32 32 16
x2 y2
3. 已知对 k∈R,直线 y−kx−1=0 与椭圆 + =1 恒有公共点,则实数 m 的取值范围是
5 m
()
A. (0,1) B. (0,5)
C. [1,5)∪(5,+∞) D. [1,5)
4. 已知过点 P 且与抛物线 y2=2x 只有一个公共点的直线有且只有一条,则点 P 可以是 ()
A. P(2,1) B. P(0,2) C. P(2,2) D. P(2,−2)
5. 过点 (0,1) 且与抛物线 y2=4x 只有一个公共点的直线有 ()
A. 1 条 B. 2 条 C. 3 条 D. 0 条
6. 从抛物线 y2=4x 在第一象限内的一点 P 引抛物线准线的垂线,垂足为 M,且 ∣PM∣=9,
设抛物线的焦点为 F,则直线 PF 的斜率为 ()
6√2 18√2 4√2 2√2
A. B. C. D.
7 7 7 7
7. 过抛物线 y2=4x 的焦点 F 的直线交抛物线于 A,B 两点,点 O 是坐标原点,若
∣AF∣=5,则 △AOB 的面积为 ()
5 3 17
A. 5 B. C. D.
2 2 8
8. 已知点 P 在抛物线 y2=4x 上,那么点 P 到点 Q(2,−1) 的距离与点 P 到抛物线焦点距离
之和取得最小值时,点 P 的坐标为 ()
(1 ) (1 )
A. ,−1 B. ,1 C. (1,2) D. (1,−2)
4 4
9. 过抛物线 y2=4x 的焦点作直线交抛物线于 A(x ,y ) B(x ,y ) 两点,如果 x +x =6,那
1 1 2 2 1 2
么 ∣AB∣= ()
A. 6 B. 8 C. 9 D. 10
10. 抛物线 y2=4x 的焦点为 F,点 P(x,y) 为该抛物线上的动点,若点 A(−1,0),则
∣PF∣
的最小值是 ()
∣PA∣1 √2 √3 2√2
A. B. C. D.
2 2 2 3
11. 已知抛物线 C:y2=4x,直线 y=x−1 与 C 相交于 A, B 两点,与双曲线
x2 y2
E: − =1(a>0,b>0) 的渐近线相交于 M,N 两点,若线段 AB 与 MN 的中点相同,
a2 b2
则双曲线 E 离心率为 ()
√6 √15
A. B. 2 C. D. √3
3 3
12. 已知点 P 是抛物线 y2=4x 上的一个动点,则点 P 到点 A(0,2) 的距离与 P 到该抛物线准
线的距离之和的最小值为 ()
3 9
A. B. 3 C. √5 D.
2 2
y2
13. 设 F , F 是 双 曲 线 x2− =1 的 两 个 焦 点 , P 是 双 曲 线 上 的 一 点 , 且
1 2 24
3∣PF ∣=4∣PF ∣ ,则 △PF F 的面积等于 ()
1 2 1 2
A. 4√2 B. 8√3 C. 24 D. 48
x2 y2
14. 过双曲线 − =1(a>0,b>0) 的右焦点且垂直于 x 轴的直线与双曲线交于 A,B 两点,
a2 b2
3
与双曲线的渐近线交于 C,D 两点,若 ∣AB∣≥ ∣CD∣,则双曲线离心率的取值范围
5
为 ()
[5 ) [5 ) ( 5] ( 5]
A. ,+∞ B. ,+∞ C. 1, D. 1,
3 4 3 4
15. 过双曲线 x2−y2=4 上任意一点 M(x ,y ) 作它的一条渐近线的垂线段,垂足为 N,O 为
0 0
坐标原点,则 △MON 的面积是 ()
A. 1 B. 2 C. 4 D. 不确定
16. 已知抛物线 y2=8x 的焦点弦 AB 的两端点 A(x ,y ),B(x ,y ),则 y y = ()
1 1 2 2 1 2
A. −16 B. 16 C. −8 D. 8
17. 已知抛物线 x2=4 y,直线 y=k(k 为常数)与抛物线交于 A,B 两个不同点,若在抛物线上
存在一点 P(不与 A,B 重合),满足 ⃗PA⋅⃗PB=0,则实数 k 的取值范围为 ()
A. k≥2 B. k≥4 C. 00) 的焦点到准线的距离为 2,则直线 y=x+1 截抛物线所得的弦长等
于 .
x2 y2
24. 已知椭圆 C: + =1 的右焦点为 F(1,0),上顶点为 B,则 B 的坐标为
4 m
,直线 MN 与椭圆 C 交于 M,N 两点,且 △BMN 的重心恰为点 F,则直线 MN 斜
率为 .
25. 如图,过抛物线 y2=4x 的焦点 F 作直线,与抛物线及其准线分别交于 A,B,C 三点,若
⃗FC=4⃗FB,则 ∣⃗AB∣= .
三、解答题(共5小题;)
26. (1)已知椭圆长轴的两个端点到左焦点的距离分别是 2 和 4,求椭圆的离心率;
(2)设 F 是椭圆的一个焦点,B B 是短轴,∠B FB=60∘,求椭圆的离心率.
1 1
27. 如图,在平面直角坐标系 xOy 中,点 A(8,−4),P(2,t)(t<0) 在抛物线 y2=2px(p>0) 上.(1)求 p,t 的值;
(2)过点 P 作 PM 垂直于 x 轴,M 为垂足,直线 AM 与抛物线的另一交点为 B,点 C
在直线 AM 上,若 PA,PB,PC 的斜率分别为 k ,k ,k ,且 k +k =2k ,求点 C
1 2 3 1 2 3
的坐标.
x2 y2
28. 椭圆 + (a>b>0) 与直线 x+ y−1=0 相交于两点 P,Q,且 OP⊥OQ ( O 为原
a2 b2
点).
1 1
(1)求 + 的值;
a2 b2
[√3 √2]
(2)当椭圆离心率在 , 上变化时,求椭圆长轴长的取值范围.
3 2
x2 y2
29. 已知椭圆 C: + =1(a>b>0) 的左右焦点为 F ,F ,离心率为 e,直线 l:y=ex+a 与
a2 b2 1 2
x 轴、 y 轴分别交于 A,B,点 M 是直线 l 与椭圆 C 的一个公共点,设 ⃗AM=λ⃗AB.
(1)证明:λ=1−e2;
3
(2)若 λ= ,△M F F 的周长为 6,写出椭圆 C 的方程.
4 1 2
x2 y2 √2
30. 如图,椭圆 E: + =1(a>b>0) 经过点 A(0,−1),且离心率为 .
a2 b2 2
(1)求椭圆 E 的方程;
(2)经过点 (1,1),且斜率为 k 的直线与椭圆 E 交于不同的两点 P,Q(均异于点 A),
证明:直线 AP 与 AQ 的斜率之和为 2.答案
p 1 1 3
1. D 【解析】已知抛物线的方程为 x2=6 y,焦点在 y 轴正半轴上,且 = ×(2p)= ×6= ,
2 4 4 2
3
所以抛物线的准线方程为 y=− .
2
7
2. B 【解析】将已知抛物线的方程化为 y2=− x,焦点在 x 轴非正半轴上,且
8
p 1 1 7 7 ( 7 )
= (2p)= × = ,所以抛物线的焦点坐标为 − ,0 .
2 4 4 8 32 32
x2 y2
3. C 【解析】直线 y=kx+1 过定点 (0,1),于是只要点 (0,1) 不在椭圆 + =1 的外部即可,
5 m
故 m≥1.
x2 y2
又因为椭圆 + =1 中 m≠5,所以 m 的取值范围是 [1,5)∪(5,+∞).
5 m
4. A
5. C
6. C 【解析】设 P(x ,y ),由抛物线 y2=4x,可知其焦点 F 的坐标为 (1,0),
0 0
故 ∣PM∣=x +1=9,解得 x =8,故 P 点坐标为 (8,4√2),
0 0
0−4√2 4√2
所以 k = = .
PF 1−8 7
7. B
8. A 【解析】
如图,因为点 Q(2,−1) 在抛物线的内部,由抛物线的定义,∣PF∣ 等于点 P 到准线 x=−1 的
距离.过 Q 作 x=−1 的垂线 QH 交抛物线于点 K,则点 K 为取最小值时的所求点.当 y=−1
1 (1 )
时,由 1=4x 得 x= .所以点 P 的坐标为 ,−1 .
4 4
9. B 【解析】由题意,p=2,故抛物线的准线方程是 x=−1,
因为抛物线 y2=4x 的焦点作直线交抛物线于 A(x ,y ) B(x ,y ) 两点
1 1 2 2
所以 ∣AB∣=x +x +2,
1 2
又 x +x =6
1 2
所以 ∣AB∣=x +x +2=8
1 2
10. B【解析】抛物线 y2=4x 的准线方程为 x=−1,如图,过 P 作 PN 垂直直线 x=−1 于 N,由抛
物线的定义可知 ∣PF∣=∣PN∣,连接 PA,
∣PN∣
在 Rt△PAN 中,sin∠PAN= ,
∣PA∣
∣PN∣ ∣PF∣
当 = 最小时,sin∠PAN 最小,
∣PA∣ ∣PA∣
即 ∠PAN 最小,即 ∠PAF 最大,
此时,PA 为抛物线的切线,设 PA 的方程为 y=k(x+1),
{y=k(x+1),
联立 得 k2x2+(2k2−4)x+k2=0,
y2=4x,
所以 Δ=(2k2−4) 2 −4k4=0,解得 k=±1,
∣PF∣ ∣PN∣ √2
所以 ∠PAF=∠NPA=45∘, = =cos∠NPA= .
∣PA∣ ∣PA∣ 2
11. C
12. C 【解析】过点 P 作准线的垂线,垂足为 Q,由抛物线的定义知 ∣PQ∣=∣PF∣,
所以 ∣PA∣+∣PQ∣=∣PA∣+∣PF∣≥∣AF∣=√5.
13. C 【解析】F (−5,0),F (5,0),∣F F ∣=10 ,
1 2 1 2
4
因为 3∣PF ∣=4∣PF ∣ ,所以设 ∣PF ∣=x ,则 ∣PF ∣= x ,
1 2 2 1 3
4
由双曲线的性质知 x−x=2,解得 x=6,
3
所以 ∣PF ∣=8,∣PF ∣6 ,所以 ∠F PF =90∘ ,
1 2 1 2
1
所以 △PF F 的面积= ×8×6=24 .
1 2 2
x2 y2 b2
14. B 【解析】将 x=c 代入 − =1 得 y=± ,
a2 b2 a
(
b2
) (
b2
)
不妨取 A c, ,B c,− ,
a a
2b2
所以 ∣AB∣= .
a
b bc
将 x=c 代入双曲线的渐近线方程 y=± x,得 y=± ,
a a( bc) ( bc)
不妨取 C c, ,D c,− ,
a a
2bc
所以 ∣CD∣= .
a
3
因为 ∣AB∣≥ ∣CD∣,
5
2b2 3 2bc
所以 ≥ × ,
a 5 a
3
即 b≥ c,
5
9
则
b2≥ c2
,
25
9
即
c2−a2≥ c2
,
25
16
即
c2≥a2
,
25
25
所以
e2≥
,
16
5
所以 e≥ .
4
15. A
16. A 【解析】设直线 AB 的方程为 x=ty+2,代入 y2=8x,得 y2−8ty−16=0,则
y y =−16.
1 2
17. B 【解析】满足 ⃗PA⋅⃗PB=0 的 P 点都在圆 x2+(y−k) 2=4k 上,只需 x2=4 y 与圆有除 A
、 B 外的交点即满足题意,联立两式有 (y−k)[y−(k−4)]=0.当 y=k 时交点为 A 、 B.故另
一根 k−4 必须大于或等于零.解得 k≥4.
( 1)
18. A 【解析】由题意得点 F 坐标为 0, ,设点 M 的坐标 (x ,y ),点 N 的坐标 (a,0),
8 0 0
( 1)
所以向量:⃗FM= x ,y − ,⃗MN=(a−x ,−y ),
0 0 8 0 0
1 1
由向量线性关系可得:3x =a,2y − =−y ,解得:y = ,
0 0 4 0 0 12
√6 √6
代入抛物线方程可得:x =± ,则 a=± ,
0 12 4
5
由两点之间的距离公式可得:∣⃗FN∣= .
8
19. A 【解析】如图,设点 A,P 的坐标分别为 (m,n),(x,x−1),则点 B 的坐标为 (2m−x,2n−x+1).
因为 A,B 在 y=x2 上,
{ n=m2,
所以
2n−x+1=(2m−x) 2.
消去 n,整理,得关于 x 的方程 x2−(4m−1)x+2m2−1=0.⋯⋯①
因为 Δ=(4m−1) 2−4(2m2−1)=8m2−8m+5>0 恒成立,
所以方程 ① 恒有实数解,所以应选A.
20. A
【解析】设直线 l:2x+ y−4=0,
1
因为 ∣OC∣= ∣AB∣=d ,其中 d 为点 C 到直线 l 的距离,
2 1 1
所以圆心 C 的轨迹为以 O 为焦点,l 为准线的抛物线.
1 1 4 2
圆 C 半径最小值为 d = × = ,其中 d 为点 O 到直线 l 的距离,圆 C 的面积的最小
2 2 2 √5 √5 2
( 2 ) 2 4π
值为 π = .
√5 5
5
21.
4
22. k<−√2 或 k>√223. 8
1
【解析】由题设知 p= =2,
2a
1
所以 a= .
4
1
抛物线方程为 y= x2 ,焦点为 F(0,1),准线为 y=−1.
4
{ y= 1 x2,
联立 4 消去 x,整理得 y2−6 y+1=0,
y=x+1
所以 y + y =6,
1 2
因为直线过焦点 F,
所以所得弦 ∣AB∣=∣AF∣+∣BF∣= y +1+ y +1=8.
1 2
3√3
24. (0,√3),
4
x2 y2
【解析】空 1:因为 C: + =1 右焦点为 F(1,0),
4 m
所以有 4>m>0 且 a=2,b=√m,c=1,
而 a2=b2+c2,所以 4=m+1⇒m=3,
因此椭圆上顶点的坐标为:(0,√3);
空 2:设直线 MN 的方程为:y=kx+m,
x2 y2
由(1)可知:椭圆的标准方程为: + =1,
4 3
{x2 y2
+ =1,
直线方程与椭圆方程联立: 4 3
y=kx+m,
化简得:(3+4k2)x2+8kmx+4m2−12=0,
设 M(x ,y ),N(x ,y ),线段 MN 的中点为 D,
1 1 2 2
−8km 6m
于是有:x +x = ,y + y =k(x +x )+2m= ,
1 2 3+4k2 1 2 1 2 3+4k2
(−4km 3m )
所以 D 点坐标为: ,
3+4k2 3+4k2
因为 △BMN 的重心恰为点 F,所以有 ⃗BF=2⃗FD,
(−4km 3m )
即 (1,−√3)=2 −1, ,
3+4k2 3+4k2{ 2 (−4km −1 ) =1, { −4km = 3 , ⋯⋯①
3+4k2 3+4k2 2
因此有: ⇒
3m 6m
2⋅ =−√3 =−√3. ⋯⋯②
3+4k2 3+4k2
3 3√3
① ÷ ②得:k= √3,所以直线 MN 斜率为 .
4 4
9
25.
2
【解析】分别过 A,B 作准线的垂线,垂足分别为 A ,B ,
1 1
则 DF=p=2,由抛物线的定义可知 FB=BB ,AF=A A ,
1 1
DF FC 4
因为 ⃗FC=4⃗FB,所以 = = ,
BB BC 3
1
3
所以 FB=BB = .
1 2
所以 FC=4FB=6,
DF 1
所以 cos∠DFC= = ,
FC 3
A A AF 1
所以 cos∠A AC= 1= = ,解得 AF=3,
1 AC AF+6 3
3 9
所以 AB=AF+BF=3+ = .
2 2{a−c=2,
26. (1) 依题意得
a+c=4,
解得 a=3,c=1,
c 1
则离心率 e= = .
a 3
c √3
(2) e= =cos30∘= .
a 2
27. (1) 将点 A(8,−4) 代入 y2=2px,得 p=1.
将点 P(2,t) 代入 y2=2x,得 t=±2.
因为 t<0,
所以 t=−2.
2 4
(2) 由题意知,点 M 的坐标为 (2,0),直线 AM 的方程为 y=− x+ .
3 3
{ 2 4
y=− x+ ,
联立 3 3
y2=2x,
(1 )
解得 B ,1 ,
2
1 7 7 1
所以 k =− ,k =−2,代入 k +k =2k ,得 k =− ,故直线 PC 的方程为 y=− x+ ,联
1 3 2 1 2 3 3 6 6 3
2 4
{y=− x+ ,
3 3
立
7 1
y=− x+ ,
6 3
( 8)
解得 C −2, .
3
{x+ y−1=0,
28. (1) 由 x2 y2 消去 y 得 (a2+b2)x2−2a2x+a2−a2b2=0 .
+ =1,
a2 b2
{
2a2
x +x = ,
1 2 a2+b2
设 P(x,y),Q(x ,y ),则
2 2 a2−a2b2
x x = .
1 2 a2+b2
因为 OP⊥OQ ,所以 k ⋅k =−1,即 x x + y y =0,
OP OQ 1 2 1 2
所以 x x +(1−x )(1−x )=0 ,
1 2 1 2
2a2 a2−a2b2
1−(x +x )+2x x =0,1− +2 =0 .
1 2 1 2 a2+b2 a2+b2
1 1
所以 a2+b2−2a2b2=0 ,即 + =2 .
a2 b2√3 √2 1 1 1 c2 1
(2) 因为 ≤e≤ ,所以 ≤e2≤ ,即 ≤ ≤ ,
3 2 3 2 3 a2 2
1 a2−b2 1 a2 1 1 1
所以 ≤ ≤ .又由(1)知 b2= , ≤1− ≤ 得 √5≤a≤√6.
3 a2 2 2a2−1 3 2a2−1 2
29. (1) 因为 A,B 分别是直线 l:y=ex+a 与 x 轴、 y 轴的交点,
( a )
所以 A − ,0 ,B(0,a),
e
{ y=ex+a {x=−c
由 x2 y2 解得 b2,这里 c=√a2−b2.
+ =1 y=
a2 b2 a
(
b2
)
所以 M 的坐标为 −c, ,
a
由 ⃗AM=λ⃗AB,
( a b2 ) (a )
得 −c+ , =λ ,a ,
e a e
a a
{ −c=λ⋅ ,
e e
即 解得 λ=1−e2.
b2
=λa,
a
3 1
(2) 当 λ= 时,e= ,
4 2
所以 a=2c,
由 △M F F 的周长为 6,得 2a+2c=6,
1 2
所以 a=2,c=1,b2=a2−c2=3,
x2 y2
所以所求椭圆方程为 + =1.
4 3
c √2
30. (1) 由题设知 = ,b=1,结合 a2=b2+c2,解得 a=√2.
a 2
x2
所以椭圆 E 的方程为 + y2=1.
2
x2
(2) 由题设知,直线 PQ 的方程为 y=k(x−1)+1(k≠2),代入 + y2=1,得
2
(1+2k2)x2−4k(k−1)x+2k(k−2)=0.
由已知 Δ>0,设 P(x ,y ),Q(x ,y ),x x ≠0,则
1 1 2 2 1 2
4k(k−1) 2k(k−2)
x +x = ,x x = .
1 2 1+2k2 1 2 1+2k2
从而直线 AP,AQ 的斜率之和为y +1 y +1
k +k = 1 + 2
AP AQ x x
1 2
( 1 1 )
¿ =2k+(2−k) +
x x
1 2
4k(k−1)
¿ =2k+(2−k)
2k(k−2)
¿ =2.