问题 解答题
已知两点A(-2,0),B(2,0),直线AM、BM相交于点M,且这两条直线的斜率之积为-
3
4

(Ⅰ)求点M的轨迹方程;
(Ⅱ)记点M的轨迹为曲线C,曲线C上在第一象限的点P的横坐标为1,直线PE、PF与圆(x-1)2+y2=r20<r<
3
2
)相切于点E、F,又PE、PF与曲线C的另一交点分别为Q、R.求△OQR的面积的最大值(其中点O为坐标原点).
答案

(Ⅰ)设点M(x,y),KAMKBM=-

3
4
,∴
y
x+2
y
x-2
=-
3
4

整理得点M所在的曲线C的方程:

x2
4
+
y2
3
=1(x≠±2).

(Ⅱ)把x=1代入曲线C的方程,可得

1
4
+
y2
3
=1,∵y>0,解得y=
3
2
,∴点P(1,
3
2
).

∵圆(x-1)2+y2=r2的圆心为(1,0),

∴直线PE与直线PF的斜率互为相反数.

设直线PE的方程为y=k(x-1)+

3
2

联立

y=k(x-1)+
3
2
x2
4
+
y2
3
=1
,化为

(4k2+3)x2+(12k-8k2)x+(4k2-12k-3)=0,

由于x=1是方程的一个解,

∴方程的另一解为xQ=

4k2-12k-3
4k2+3

同理xR=

4k2+12k-3
4k2+3

故直线RQ的斜率为kRQ=

yR-yQ
xR-xQ
=
-k(xR-1)+
3
2
-k(xQ-1)-
3
2
xR-xQ
=
-k(
8k2-6
4k2+3
-2)
24k
4k2+3
=
1
2

把直线RQ的方程y=

1
2
x+t代入椭圆方程,消去y整理得x2+tx+t2-3=0.

∴|RQ|=

[1+(
1
2
)2][t2-4(t2-3)]
=
15
2
4-t2

原点O到直线RQ的距离为d=

|2t|
5

S△ORQ=

1
2
15
2
4-t2
|2t|
5
=
3
2
t2(4-t2)
3
2
t2+(4-t2)
2
=
3
.当且仅当t=±
2
时取等号.

∴△OQR的面积的最大值为

3

实验题

(20分)工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程。

烧瓶C中发生反应如下:

Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq)  (I)

2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)                (II)

S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)                  (III)

(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注,若                                            ,则整个装置气密性良好。装置D的作用是  

                                        。装置E中为          溶液。

(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为             

(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择          

a.蒸馏水                     b.饱和Na2SO3溶液

c.饱和NaHSO3溶液            d.饱和NaHCO3溶液

实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是           。已知反应(III)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是              。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含有                  

a.烧杯    b.蒸发皿      c.试管      d.锥形瓶

(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论:

                                                                            

已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解:S2O32‾+2H+=S↓+SO2↑+H2O

供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液

选择题