如圖，四棱錐P-ABCD中，PA⊥平面ABCD，四邊形ABCD是直角梯形，其中DA⊥AB，AD∥BC．PA=2AD=BC=2AB=2

2

．
（1）求異面直線(xiàn)PC與AD所成角的大小；
（2）若平面ABCD內(nèi)有一經(jīng)過(guò)點(diǎn)C的曲線(xiàn)E，該曲線(xiàn)上的任一動(dòng)點(diǎn)Q都滿(mǎn)足PQ與AD所成角的大小恰等PC與AD所成角．試判斷曲線(xiàn)E的形狀并說(shuō)明理由；
（3）在平面ABCD內(nèi)，設(shè)點(diǎn)Q是（2）題中的曲線(xiàn)E在直角梯形ABCD內(nèi)部（包括邊界）的一段曲線(xiàn)CG上的動(dòng)點(diǎn)，其中G為曲線(xiàn)E和DC的交點(diǎn)．以B為圓心，BQ為半徑的圓分別與梯形的邊AB、BC交于M、N兩點(diǎn)．當(dāng)Q點(diǎn)在曲線(xiàn)段GC上運(yùn)動(dòng)時(shí)，試提出一個(gè)研究有關(guān)四面P-BMN的問(wèn)題（如體積、線(xiàn)面、面面關(guān)系等）并嘗試解決．
（說(shuō)明：本小題將根據(jù)你提出的問(wèn)題的質(zhì)量和解決難度分層評(píng)分；本小題的計(jì)算結(jié)果可以使用近似值，保留3位小數(shù)）

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如圖，四棱錐P-ABCD中，PA⊥平面ABCD，四邊形ABCD是直角梯形，其中DA⊥AB，AD∥BC．PA=2AD=BC=2AB=2．
（1）求異面直線(xiàn)PC與AD所成角的大��；
（2）若平面ABCD內(nèi)有一經(jīng)過(guò)點(diǎn)C的曲線(xiàn)E，該曲線(xiàn)上的任一動(dòng)點(diǎn)Q都滿(mǎn)足PQ與AD所成角的大小恰等PC與AD所成角．試判斷曲線(xiàn)E的形狀并說(shuō)明理由；
（3）在平面ABCD內(nèi)，設(shè)點(diǎn)Q是（2）題中的曲線(xiàn)E在直角梯形ABCD內(nèi)部（包括邊界）的一段曲線(xiàn)CG上的動(dòng)點(diǎn)，其中G為曲線(xiàn)E和DC的交點(diǎn)．以B為圓心，BQ為半徑的圓分別與梯形的邊AB、BC交于M、N兩點(diǎn)．當(dāng)Q點(diǎn)在曲線(xiàn)段GC上運(yùn)動(dòng)時(shí)，試提出一個(gè)研究有關(guān)四面P-BMN的問(wèn)題（如體積、線(xiàn)面、面面關(guān)系等）并嘗試解決．
（說(shuō)明：本小題將根據(jù)你提出的問(wèn)題的質(zhì)量和解決難度分層評(píng)分；本小題的計(jì)算結(jié)果可以使用近似值，保留3位小數(shù)）

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已知點(diǎn)E、F的坐標(biāo)分別是（-2，0）、（2，0），直線(xiàn)EP、FP相交于點(diǎn)P，且它們的斜率之積為．
（1）求證：點(diǎn)P的軌跡在一個(gè)橢圓C上，并寫(xiě)出橢圓C的方程；
（2）設(shè)過(guò)原點(diǎn)O的直線(xiàn)AB交（1）中的橢圓C于點(diǎn)A、B，定點(diǎn)M的坐標(biāo)為，試求△MAB面積的最大值，并求此時(shí)直線(xiàn)AB的斜率k_AB；
（3）反思（2）題的解答，當(dāng)△MAB的面積取得最大值時(shí)，探索（2）題的結(jié)論中直線(xiàn)AB的斜率k_AB和OM所在直線(xiàn)的斜率k_OM之間的關(guān)系．由此推廣到點(diǎn)M位置的一般情況或橢圓的一般情況（使第（2）題的結(jié)論成為推廣后的一個(gè)特例），試提出一個(gè)猜想或設(shè)計(jì)一個(gè)問(wèn)題，嘗試研究解決．
[說(shuō)明：本小題將根據(jù)你所提出的猜想或問(wèn)題的質(zhì)量分層評(píng)分]．

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一、填空題（每題5分，理科總分55分、文科總分60分）：

1. ；      2. 理：2；文：；      3. 理：1.885；文：2；

4. 理：；文：1.885；   5. 理：；文：4；   6. 理：；文：；

7. 理：；文：；     8. 理：；文：6；    9. 理：；文：；

10. 理：1； 文：；    11. 理：；文：；     12. 文：；

二、選擇題（每題4分，總分16分）：

題號(hào)

理12；文13

理13；文14

理：14；文：15

理15；文：16

答案

A

C

B

C

三、解答題：

16.（理，滿(mǎn)分12分）

解：因?yàn)閽佄锞�(xiàn)的焦點(diǎn)的坐標(biāo)為，設(shè)、，

由條件，則直線(xiàn)的方程為，

代入拋物線(xiàn)方程，可得，則.

于是，.

…2

…4

…8

…12

17.（文，滿(mǎn)分12分）

解：因?yàn)?sub>，所以由條件可得，.

即數(shù)列是公比的等比數(shù)列.

又，

所以，.

…4

…6

…8

…12

（理）17.（文）18. （滿(mǎn)分14分）

解：因?yàn)?sub>

所以，

即或，

或，

又由，即

當(dāng)時(shí)，或；當(dāng)時(shí)，或.

所以，集合.

…3

…7

…11

…14

18.(理，滿(mǎn)分15分，第1小題6分，第2小題9分）

解：（1）當(dāng)時(shí)，

故，，所以.

（2）證：由數(shù)學(xué)歸納法

（i）當(dāng)時(shí)，易知，為奇數(shù)；

（ii）假設(shè)當(dāng)時(shí)，，其中為奇數(shù)；

則當(dāng)時(shí)，

所以，又、，所以是偶數(shù)，

而由歸納假設(shè)知是奇數(shù)，故也是奇數(shù).

綜上（i）、（ii）可知，的值一定是奇數(shù).

證法二：因?yàn)?sub>

當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，

則當(dāng)時(shí)，是奇數(shù)；當(dāng)時(shí)，

因?yàn)槠渲?sub>中必能被2整除，所以為偶數(shù)，

于是，必為奇數(shù)；

當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，

其中均能被2整除，于是必為奇數(shù).

綜上可知，各項(xiàng)均為奇數(shù).

…3

…6

…8

…10

…14

…15

…10

…14

…15

19. （文，滿(mǎn)分14分）

解：如圖，設(shè)中點(diǎn)為，聯(lián)結(jié)、.

由題意，,,所以為等邊三角形，

故，且.

又，

所以.

而圓錐體的底面圓面積為,

所以圓錐體體積.

…3

…8

…10

…14

（理）19. （文）20. （滿(mǎn)分16分，第1小題4分，第2小題6分，第3小題6分）

解：（1）由題意，當(dāng)和之間的距離為1米時(shí)，應(yīng)位于上方，

且此時(shí)中邊上的高為0.5米.

又因?yàn)?sub>米，可得米.

所以，平方米，

即三角通風(fēng)窗的通風(fēng)面積為平方米.

（2）1如圖（1）所示，當(dāng)在矩形區(qū)域滑動(dòng)，即時(shí)，

的面積；

2如圖（2）所示，當(dāng)在半圓形區(qū)域滑動(dòng)，即時(shí)，

，故可得的面積

；

綜合可得：

（3）1當(dāng)在矩形區(qū)域滑動(dòng)時(shí)，在區(qū)間上單調(diào)遞減，

則有；

2當(dāng)在半圓形區(qū)域滑動(dòng)時(shí)，

，

等號(hào)成立，.

因而當(dāng)（米）時(shí)，每個(gè)三角通風(fēng)窗得到最大通風(fēng)面積，最大面積為（平方米）.

…2

…4

…6

…9

…10

…12

…15

…16

21（文，滿(mǎn)分18分，第1小題5分，第2小題6分，第3小題7分）

解：（1）設(shè)右焦點(diǎn)坐標(biāo)為（）.

因?yàn)殡p曲線(xiàn)C為等軸雙曲線(xiàn)，所以其漸近線(xiàn)必為，

由對(duì)稱(chēng)性可知，右焦點(diǎn)到兩條漸近線(xiàn)距離相等，且.

于是可知，為等腰直角三角形，則由，

又由等軸雙曲線(xiàn)中，.

即，等軸雙曲線(xiàn)的方程為.

（2）設(shè)、為雙曲線(xiàn)直線(xiàn)的兩個(gè)交點(diǎn).

因?yàn)?sub>，直線(xiàn)的方向向量為，直線(xiàn)的方程為

.

代入雙曲線(xiàn)的方程，可得，

于是有

而

          .

（3）假設(shè)存在定點(diǎn)，使為常數(shù)，其中，為直線(xiàn)與雙曲線(xiàn)的兩個(gè)交點(diǎn)的坐標(biāo).

   ①當(dāng)直線(xiàn)與軸不垂直時(shí)，設(shè)直線(xiàn)的方程為

代入，可得.

   由題意可知，，則有 ，．

于是，

要使是與無(wú)關(guān)的常數(shù)，當(dāng)且僅當(dāng)，此時(shí).

 ②當(dāng)直線(xiàn)與軸垂直時(shí)，可得點(diǎn),，

 若，亦為常數(shù).

綜上可知，在軸上存在定點(diǎn)，使為常數(shù).

…3

…5

…7

…9

…11

…13

…16

…17

…18

20（理，滿(mǎn)分22分，第1小題4分，第2小題6分，第3小題12分）

解：（1）解法一：由題意，四邊形是直角梯形，且∥，

則與所成的角即為.

因?yàn)?sub>，又平面，

所以平面，則有.

    因?yàn)?sub>，,

所以，則，

即異面直線(xiàn)與所成角的大小為.

解法二：如圖，以為原點(diǎn)，直線(xiàn)為軸、直線(xiàn)為軸、直線(xiàn)為軸，

建立空間直角坐標(biāo)系.

于是有、，則有，又

則異面直線(xiàn)與所成角滿(mǎn)足,

    所以，異面直線(xiàn)與所成角的大小為.

（2）解法一：由條件，過(guò)作，垂足為，聯(lián)結(jié).

于是有，故與所成角即為.

在平面中，以為原點(diǎn)，直線(xiàn)為軸，直線(xiàn)為軸，建立平面直角坐標(biāo)系. 設(shè)動(dòng)點(diǎn)，

則有

又平面