安徽省宣城市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末考試 數(shù)學(xué) Word版含解析.docx

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宣城市2023—2024學(xué)年度高二第一學(xué)期期末調(diào)研測試數(shù)學(xué)試題注意事項：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名?考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置上.2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑.如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號，回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上寫在本試卷上無效.3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回.一、選擇題：本題共8小題，每小題5分，共40分.在每小題給出的四個選項中只有一項是符合題目要求的.1.設(shè)不同直線，若，則的值為（）A.B.C.1D.42.數(shù)列滿足，則（）A.B.C.D.33.直線過圓的圓心，并且與直線垂直，則直線的方程為（）A.B.C.D.4.在三棱柱中，分別是的中點，，則（）A.B.CD.5.設(shè)是等比數(shù)列的前項和，若，則（）A.2B.C.D.6.已知直線經(jīng)過點和點，下列點在直線上的是（）A.B.C.D.7.如圖，在兩條異面直線上分別取點和點，使，且.已知，則異面直線所成的角為（） A.B.C.D.8.設(shè)橢圓的左右兩個頂點分別為，點為橢圓上不同于的任一點，若將的三個內(nèi)角記作，且滿足，則橢圓的離心率為（）A.B.C.D.二、多選題：本題共4小題，每小題5分，共20分.在每小題給出的選項中，有多項符合題目要求.全部選對的得5分，部分選對的得2分，有選錯的得0分.9.已知雙曲線的兩個焦點分別為，且滿足條件，可以解得雙曲線的方程為，則條件可以是（）A.實軸長為4B.雙曲線為等軸雙曲線C.離心率D.漸近線方程為10.已知圓，直線則下列命題中正確的有（）A.直線恒過定點B.圓被軸截得的弦長為4C.直線與圓可能相離D.直線被圓截得的弦長最短時，直線的方程為11.已知等差數(shù)列滿足，前3項和，則（）A.數(shù)列的通項公式為B.數(shù)列的公差為 C.數(shù)列的前項和為D.數(shù)列前20項和為5612.已知四棱臺的下底面和上底面分別是邊長為4和2的正方形，則（）A.側(cè)棱上一點E，滿足，則平面B.若E為的中點，過，，的平面把四棱臺分成兩部分時，較小部分與較大部分的體積之比為C.D.設(shè)與面的交點為O，則三、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分.13.已知等差數(shù)列的前項和為，且，則__________.14.圓與圓的公共弦長等于______.15.在空間直角坐標(biāo)系中，已知向量，點，點.若平面經(jīng)過點，且以為法向量，是平面內(nèi)的任意一點，則點的坐標(biāo)滿足的關(guān)系式為__________.16.已知拋物線與圓交于兩點，且，直線過的焦點，且與交于兩點，則的最小值為__________.四、解答題：本題共6小題，共70分.解答應(yīng)寫出文字說明?證明過程或演算步驟.17.數(shù)列滿足（1）求數(shù)列通項公式； （2）求數(shù)列的前項和.18.如圖，在直三棱柱中，是的中點.（1）求證：平面；（2）求點到平面的距離.19.在平面直角坐標(biāo)系中，已知點，點滿足，記的軌跡為.（1）求的方程；（2）若過點的直線與交于兩點，且，求直線的方程.20.如圖，在五面體中，已知，且，.（1）求證：平面平面；（2）線段上是否存在一點，使得平面與平面夾角的余弦值等于，若存在，求的值；若不存在，說明理由.21.已知正項數(shù)列中，（1）求數(shù)列的通項公式； （2）記，求數(shù)列的前項和.22.已知分別是橢圓的左?右焦點，是橢圓上的一點，當(dāng)時，.（1）求橢圓的方程；（2）記橢圓的上下頂點分別為，過點且斜率為的直線與橢圓交于兩點，證明：直線與的交點在定直線上，并求出該定直線的方程. 宣城市2023—2024學(xué)年度第一學(xué)期期末調(diào)研測試高二數(shù)學(xué)試題注意事項：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名?考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置上.2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑.如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號，回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上寫在本試卷上無效.3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回.一、選擇題：本題共8小題，每小題5分，共40分.在每小題給出的四個選項中只有一項是符合題目要求的.1.設(shè)不同的直線，若，則的值為（）A.B.C.1D.4【答案】D【解析】【分析】由直線平行的性質(zhì)列方程求解即可.【詳解】由題意，解得，經(jīng)檢驗，符合題意.故選：D.2.數(shù)列滿足，則（）A.B.C.D.3【答案】C【解析】【分析】首先列舉數(shù)列的項，確定數(shù)列的周期，即可求解數(shù)列中的項.【詳解】由條件可知，，，，所以數(shù)列的周期為3，.故選：C3.直線過圓的圓心，并且與直線垂直，則直線的方程為（） A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】求圓心坐標(biāo)，由垂直可得斜率，然后根據(jù)點斜式可得.【詳解】由可知圓心為，又因為直線與直線垂直，所以直線的斜率為，由點斜式得直線，化簡得直線的方程是．故選：D．4.在三棱柱中，分別是的中點，，則（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【分析】根據(jù)條件，利用空間向量的線性運(yùn)算，即可求出結(jié)果.【詳解】如圖，因為分別是的中點，，又，所以，得到， 故選：A.5.設(shè)是等比數(shù)列的前項和，若，則（）A.2B.C.D.【答案】B【解析】【分析】成等比數(shù)列，得到方程，求出，得到答案.【詳解】由題意得，，成等比數(shù)列，故，即，解得，故.故選：B6.已知直線經(jīng)過點和點，下列點在直線上的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【分析】由題意將三點共線轉(zhuǎn)換為向量共線即可驗算求解.【詳解】對于A，若，則，故A正確；對于B，若，則不共線，故B錯誤； 對于C，若，則不共線，故C錯誤；對于D，若，則不共線，故D錯誤.故選：A.7.如圖，在兩條異面直線上分別取點和點，使，且.已知，則異面直線所成的角為（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】將直線平移到，使其過點A，即得為異面直線所成的角，于是需要求，即要解三角形，故要先證，而這可通過證明平面得到.詳解】如圖，過點A作直線，過點E作交直線于點B，連接,因，則，又，,平面，則平面，故平面,又平面，則.易得：,在中，,設(shè)異面直線所成角為，則,因, 由余弦定理可得：,又因，故.故選：C.8.設(shè)橢圓的左右兩個頂點分別為，點為橢圓上不同于的任一點，若將的三個內(nèi)角記作，且滿足，則橢圓的離心率為（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】由三角恒等變換首先得，進(jìn)一步通過數(shù)形結(jié)合、銳角三角函數(shù)以及離心率公式即可求解.【詳解】由題意，因為，所以，所以，由題意不妨設(shè)，又，過點作軸，所以，，所以，所以橢圓的離心率為. 故選：D.二、多選題：本題共4小題，每小題5分，共20分.在每小題給出的選項中，有多項符合題目要求.全部選對的得5分，部分選對的得2分，有選錯的得0分.9.已知雙曲線的兩個焦點分別為，且滿足條件，可以解得雙曲線的方程為，則條件可以是（）A.實軸長為4B.雙曲線為等軸雙曲線C.離心率為D.漸近線方程為【答案】ABD【解析】【分析】根據(jù)雙曲線實軸、離心率、漸近線方程等性質(zhì)逐項分析即可.【詳解】設(shè)該雙曲線標(biāo)準(zhǔn)方程為，則.對于A選項，若實軸長為4，則，，符合題意；對于B選項，若該雙曲線為等軸雙曲線，則，又，，可解得，符合題意；對于C選項，由雙曲線的離心率大于1知，不合題意；對于D選項，若漸近線方程為，則，結(jié)合，可解得，符合題意，故選：ABD.10.已知圓，直線則下列命題中正確的有（）A.直線恒過定點B.圓被軸截得的弦長為4C.直線與圓可能相離D.直線被圓截得的弦長最短時，直線的方程為【答案】AD【解析】【分析】A選項，變形后得到方程組，求出直線恒過定點；B選項，令得 ，求出被軸截得的弦長；C選項，先判斷出在圓內(nèi)，從而得到直線與圓相交；D選項，當(dāng)直線與垂直時，直線被圓截得的弦長最短，求出，得到直線方程.【詳解】A選項，變形為，令，解得，故直線恒過定點，A正確；B選項，中令得，故圓被軸截得的弦長為，B錯誤；C選項，將代入中得，故在圓內(nèi)，直線與圓相交，C錯誤；D選項，的圓心為，當(dāng)直線與垂直時，直線被圓截得的弦長最短，其中，此時，方程為，故直線被圓截得的弦長最短時，直線的方程為，D正確.故選：AD11.已知等差數(shù)列滿足，前3項和，則（）A.數(shù)列的通項公式為B.數(shù)列的公差為C.數(shù)列的前項和為D.數(shù)列的前20項和為56【答案】BCD【解析】【分析】首先由條件，建立關(guān)于首項和公差的方程組，即可求解首項和公差，再代入求通項公式和前項和公式，即可判斷ABC，再去絕對值，求數(shù)列的前20項和，即可判斷D.【詳解】設(shè)等差數(shù)列的首項為，公差為， 則，解得：，，所以，故A錯誤，B正確；，故C正確；當(dāng)時，，當(dāng)時，，所以，，，，故D正確.故選：BCD12.已知四棱臺的下底面和上底面分別是邊長為4和2的正方形，則（）A.側(cè)棱上一點E，滿足，則平面B.若E為的中點，過，，的平面把四棱臺分成兩部分時，較小部分與較大部分的體積之比為C.D.設(shè)與面的交點為O，則【答案】AC 【解析】【分析】選項A：先把平面與四棱錐的截面補(bǔ)全，從而得到G為BC中點，進(jìn)而判斷得四邊形為平行四邊形，再利用線面平行的判定定理即可判斷；選項B：通過兩個多面體的體積和計算可以判斷；選項C：利用空間向量的線性計算即可判斷；選項D：利用等體積法計算求得點D、到平面的距離，再利用直線與面所成角的定義可得的比值，從而得以判斷.【詳解】對于A：連結(jié)，并延長交DC于F，，連AF交BC于G點，則G為BC中點，連，由四棱臺的結(jié)構(gòu)可知，，所以四邊形為平行四邊形，則，平面，平面，面，故A正確；對于B：設(shè)四棱臺的高為h，若E為中點，則，，，，，故B錯誤；對于C： ，故C正確；對于D：連接AC、BD交于點P，連接，，由四棱臺的結(jié)構(gòu)特征可得，，故四邊形為平行四邊形，，又平面，平面，平面，，，，故點D、到平面的距離相等，設(shè)直線與面所成角為，則，故，故D錯誤.故選：AC.【點睛】方法點睛：空間向量的綜合問題：①掌握線性運(yùn)算：加法口訣“首尾相連，從頭到尾”、減法口訣“共起點，從后向前”；②幾何體的體積：線面平行或面面平行時，線或面上的點到平面的距離都相等；③點到平面的距離：等體積轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用；④線面平行的判定：注意事項，標(biāo)注線不在平面內(nèi).三、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分.13.已知等差數(shù)列的前項和為，且，則__________.【答案】4【解析】【分析】根據(jù)條件，求出公差，即可求出結(jié)果.【詳解】設(shè)等差數(shù)列的公差為， 因為，得到，所以，故答案為：.14.圓與圓的公共弦長等于______.【答案】【解析】【分析】兩圓相減得出公共弦所在直線方程，再根據(jù)勾股定理計算公共弦長【詳解】聯(lián)立,得公共弦所在直線方程為.圓心到距離所以公共弦長為故答案為：15.在空間直角坐標(biāo)系中，已知向量，點，點.若平面經(jīng)過點，且以為法向量，是平面內(nèi)的任意一點，則點的坐標(biāo)滿足的關(guān)系式為__________.【答案】【解析】【分析】由法向量定義可知，由此即可得解.【詳解】由題意，若平面經(jīng)過點，且以為法向量，則，則點的坐標(biāo)滿足的關(guān)系式為.故答案為：.16.已知拋物線與圓交于兩點，且，直線過的焦點，且與交于兩點，則的最小值為__________.【答案】## 【解析】【分析】由已知可求得拋物線方程，設(shè)直線與拋物線聯(lián)立方程組可求得，進(jìn)而根據(jù)基本不式求|的最小值即可.【詳解】拋物線與圓交于兩點，且，得到第一象限交點(1，2)在拋物線上，所以，解得，所以C：，則，設(shè)直線，與聯(lián)立得，設(shè)，所以，，，，當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.即的最小值為.故答案為：.【點睛】方法點睛：直線與拋物線的位置關(guān)系和直線與橢圓、雙曲線的位置關(guān)系類似，一般要用到根與系數(shù)的關(guān)系；有關(guān)直線與拋物線的弦長問題，要注意直線是否過拋物線的焦點，若過拋物線的焦點，可直接使用公式，若不過焦點，則必須用一般弦長公式．四、解答題：本題共6小題，共70分.解答應(yīng)寫出文字說明?證明過程或演算步驟.17.數(shù)列滿足（1）求數(shù)列的通項公式；（2）求數(shù)列的前項和. 【答案】（1）（2）【解析】【分析】（1）由數(shù)列遞推式易得為等差數(shù)列，求出基本量，即可寫出通項公式；（2）將數(shù)列通項進(jìn)行裂項，即可正負(fù)相消求和.【小問1詳解】因為，所以故數(shù)列為等差數(shù)列，設(shè)數(shù)列的公差為，則故；【小問2詳解】記則.18.如圖，在直三棱柱中，是的中點.（1）求證：平面；（2）求點到平面的距離.【答案】（1）證明見解析（2）【解析】【分析】（1）連接交于，連接，由三角形中位線性質(zhì)得 ，再由線面平行的判定定理即可證明結(jié)果；（2）根據(jù)條件，建立空間直角坐標(biāo)系，由條件求得平面的法向量和，再利用空間距離的向量法，即可求出結(jié)果.【小問1詳解】連接交于，連接，在三角形中，是三角形的中位線，所以，又平面，平面，所以平面.【小問2詳解】由是直三棱柱，且，故，兩兩垂直，建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，又，則，則，設(shè)平面的法向量為，由，得到，令，得，所以，又，設(shè)點到平面的距離為，則.19.在平面直角坐標(biāo)系中，已知點，點滿足，記的軌跡為. （1）求的方程；（2）若過點的直線與交于兩點，且，求直線的方程.【答案】（1）（2）【解析】【分析】（1）由雙曲線定義可知點的軌跡是雙曲線的右支，由此即可得解；（2）由題意設(shè)直線的方程為，聯(lián)立橢圓方程，由可知，結(jié)合韋達(dá)定理即可求解參數(shù)，由此即可得解.【小問1詳解】因為，且，所以點的軌跡是雙曲線的右支，可設(shè)其方程為，所以，所以其軌跡方程為.【小問2詳解】 由題意可知，直線的斜率不為0，設(shè)直線的方程為，聯(lián)立方程，消去得，由題意，設(shè)，則，，，且，，直線的方程.20.如圖，在五面體中，已知，且，.（1）求證：平面平面；（2）線段上是否存在一點，使得平面與平面夾角的余弦值等于，若存在，求的值；若不存在，說明理由.【答案】（1）證明見解析（2）存在，【解析】【分析】（1 ）利用垂直關(guān)系的轉(zhuǎn)化，以及平行關(guān)系與垂直關(guān)系的轉(zhuǎn)化，結(jié)合面面垂直的性質(zhì)定理和判斷定理，即可證明；（2）根據(jù)（1）的結(jié)果，以點為原點，建立空間直角坐標(biāo)系，分別求平面與平面的法向量，利用法向量夾角的余弦值，即可求解點的坐標(biāo)，即可求解.【小問1詳解】證明：且平面，平面，平面平面平面，取的中點的中點，連接，，又平面，平面平面，平面平面，平面，又，所以，且，四邊形為平行四邊形，，面，則平面，又面，所以平面平面.【小問2詳解】因為，則，因為平面，以點為坐標(biāo)原點，所在直線分別為軸建立如下圖所示的空間直角坐標(biāo)系，則，， 設(shè)平面法向量為，則，取，可得，設(shè)在線段上存在點，使得平面與平面夾角的余弦值等于，設(shè)平面的法向量為，由，取，可得，由題意可得，.整理可得，解得或（舍去），，則，綜上所述：在線段上存在點，滿足，使得平面與平面夾角的余弦值等于.21.已知正項數(shù)列中，（1）求數(shù)列的通項公式；（2）記，求數(shù)列的前項和.【答案】（1）（2）【解析】【分析】（1）根據(jù)條件，利用與間的關(guān)系，即可求出結(jié)果； （2）由（1）知，分為奇數(shù)和偶數(shù)兩種情況，再利用分組求和、錯位相減法及等差數(shù)列前項和公式，即可求出結(jié)果.【小問1詳解】因為①，當(dāng)時，②，①②得，得到，當(dāng)時，有，所以，滿足上式，所以【小問2詳解】由（1）得，當(dāng)為偶數(shù)時，令，則令，所以，兩式相減得，，所以所以當(dāng)為奇數(shù)時，，得到， 所以.22.已知分別是橢圓的左?右焦點，是橢圓上的一點，當(dāng)時，.（1）求橢圓的方程；（2）記橢圓的上下頂點分別為，過點且斜率為的直線與橢圓交于兩點，證明：直線與的交點在定直線上，并求出該定直線的方程.【答案】（1）（2）證明見解析，【解析】【分析】（1）由橢圓的定義、、求出可得答案；（2）設(shè)，設(shè)直線的方程，與橢圓方程聯(lián)立，求出直線的方程、直線的方程，然后聯(lián)立利用韋達(dá)定理可得答案.【小問1詳解】由橢圓的定義得，且，得到，，因為，所以，解得，所以，故所求的橢圓方程為；【小問2詳解】由題意得，直線的方程，設(shè)， 聯(lián)立，消去，整理得，，直線的方程為，直線的方程為，聯(lián)立，得，解得，即直線與的交點在定直線上.【點睛】關(guān)鍵點點睛：第二問解題的關(guān)鍵點是求出直線、直線的方程，然后方程聯(lián)立利用韋達(dá)定理求出答案.