
?2021-2022學(xué)年廣東省茂名市五校聯(lián)盟高二上學(xué)期期末聯(lián)考數(shù)學(xué)試題
一、單選題
1.在等差數(shù)列{an}中,a1=1,,則a7=(?????)
A.13 B.14 C.15 D.16
【答案】A
【分析】利用等差數(shù)列的基本量,即可求解.
【詳解】設(shè)等差數(shù)列的公差為,,解得:,
則.
故選:A
2.若拋物線的焦點(diǎn)與橢圓的左焦點(diǎn)重合,則m的值為(?????)
A.4 B.-4 C.2 D.-2
【答案】B
【分析】根據(jù)拋物線和橢圓焦點(diǎn)與其各自標(biāo)準(zhǔn)方程的關(guān)系即可求解.
【詳解】由題可知拋物線焦點(diǎn)為,橢圓左焦點(diǎn)為,
∴.
故選:B.
3.若直線與直線垂直,則a=(?????)
A.-2 B.0 C.0或-2 D.1
【答案】C
【分析】代入兩直線垂直的公式,即可求解.
【詳解】因?yàn)閮芍本€垂直,所以,解得:或.
故選:C
4.如圖,在平行六面體中, AC與BD的交點(diǎn)為M.設(shè),則下列向量中與相等的向量是( ?。?br />
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根據(jù)代入計(jì)算化簡(jiǎn)即可.
【詳解】
故選:B.
5.古希臘數(shù)學(xué)家阿波羅尼奧斯(約公元前262~公元前190年)的著作《圓錐曲線論》是古代世界光輝的科學(xué)成果,著作中有這樣一個(gè)命題:平面內(nèi)與兩定點(diǎn)距離的比為常數(shù)k(k>0且k≠1)的點(diǎn)的軌跡是圓,后人將這個(gè)圓稱為阿波羅尼斯圓.已知O(0,0),A(3,0),動(dòng)點(diǎn)P(x,y)滿,則動(dòng)點(diǎn)P軌跡與圓的位置關(guān)系是(?????)
A.相交 B.相離 C.內(nèi)切 D.外切
【答案】A
【分析】首先求得點(diǎn)的軌跡,再利用圓心距與半徑的關(guān)系,即可判斷兩圓的位置關(guān)系.
【詳解】由條件可知,,
化簡(jiǎn)為:,
動(dòng)點(diǎn)的軌跡是以為圓心,2為半徑的圓,
圓是以為圓心,為半徑的圓,兩圓圓心間的距離,
所以兩圓相交.
故選:A
6.在直三棱柱中,,M,N分別是,的中點(diǎn),,則AN與BM所成角的余弦值為(???????)
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】構(gòu)建空間直角坐標(biāo)系,根據(jù)已知條件求AN與BM對(duì)應(yīng)的方向向量,應(yīng)用空間向量夾角的坐標(biāo)表示求AN與BM所成角的余弦值.
【詳解】建立如下圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
∴,,,,
∴,,
∴,
所以AN與BM所成角的余弦值為.
故選:D
7.拋物線C:的焦點(diǎn)為F,P,R為C上位于F右側(cè)的兩點(diǎn),若存在點(diǎn)Q使四邊形PFRQ為正方形,則(???????)
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】不妨設(shè),不妨設(shè),則,利用拋物線的對(duì)稱性及正方形的性質(zhì)列出的方程求得后可得結(jié)論.
【詳解】如圖所示,設(shè),不妨設(shè),則,由拋物線的對(duì)稱性及正方形的性質(zhì)可得,解得(正數(shù)舍去),所以.
故選:A.
8.2021年小林大學(xué)畢業(yè)后,9月1日開(kāi)始工作,他決定給自己開(kāi)一張儲(chǔ)蓄銀行卡,每月的10號(hào)存錢至該銀行卡(假設(shè)當(dāng)天存錢次日到賬).2021年9月10日他給卡上存入1元,以后每月存的錢數(shù)比上個(gè)月多一倍,則他這張銀行卡賬上存錢總額(不含銀行利息)首次達(dá)到1萬(wàn)元的時(shí)間為(???????)
A.2022年12月11日 B.2022年11月11日 C.2022年10月11日 D.2022年9月11日
【答案】C
【分析】分析可得每月所存錢數(shù)依次成首項(xiàng)為1,公比為2的等比數(shù)列,其前n項(xiàng)和為,
分析首次達(dá)到1萬(wàn)元的值,即得解
【詳解】依題意可知,小林從第一個(gè)月開(kāi)始,每月所存錢數(shù)依次成首項(xiàng)為1,公比為2的等比數(shù)列,
其前n項(xiàng)和為.
因?yàn)闉樵龊瘮?shù),
且,
所以第14個(gè)月的10號(hào)存完錢后,他這張銀行卡賬上存錢總額首次達(dá)到1萬(wàn)元,
即2022年10月11日他這張銀行卡賬上存錢總額首次達(dá)到1萬(wàn)元.
故選:C
二、多選題
9.下列說(shuō)法中,正確的有(?????)
A.直線在y軸上的截距為-2 B.直線的傾斜角為120°
C.直線(m∈R)必過(guò)定點(diǎn)(0,-3) D.點(diǎn)(5,-3)到直線y+2=0的距離為7
【答案】AC
【分析】根據(jù)一般式直線方程,結(jié)合公式,分別判斷直線的縱截距,斜率,定點(diǎn),點(diǎn)到直線的距離.
【詳解】A.直線中,當(dāng)時(shí),,故A正確;
B. 直線的斜率,所以傾斜角為,故B錯(cuò)誤;
C.直線,當(dāng)時(shí),,所以直線恒過(guò)定點(diǎn),故C正確;
D.點(diǎn)到直線的距離,故D錯(cuò)誤.
故選:AC
10.已知方程,則(?????)
A.時(shí),方程表示橢圓
B.時(shí),所表示的曲線離心率為
C.時(shí),所表示曲線的漸近線方程為
D.時(shí),方程表示焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線
【答案】BD
【分析】根據(jù)橢圓,雙曲線的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)計(jì)算可得結(jié)論.
【詳解】因?yàn)椋?br />
對(duì)于A:若方程表示橢圓,所以,
解得或故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B:若m=0,則,所以a2=16,b2=9,所以,
所以,故B正確;
對(duì)于C:若,則曲線方程為,則漸近線方程為,
故C錯(cuò)誤;
對(duì)于D:若方程表示焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線,則,解得m>16,
故時(shí),方程表示焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線,,故D正確;
故選:BD
11.(多選)將個(gè)數(shù)排成n行n列的一個(gè)數(shù)陣,如圖:
該數(shù)陣第一列的n個(gè)數(shù)從上到下構(gòu)成以m為公差的等差數(shù)列,每一行的n個(gè)數(shù)從左到右構(gòu)成以m為公比的等比數(shù)列(其中).已知,,記這個(gè)數(shù)的和為S,則(???????)
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】根據(jù)等差數(shù)列等比數(shù)列的通項(xiàng)公式計(jì)算判斷AB,分別按行、列由等差等比數(shù)列計(jì)算可判斷C,采用分組求和的方法計(jì)算可判斷D.
【詳解】由,,得,
所以或(舍去),故A正確;
,故B錯(cuò)誤;
,故C正確;
故D正確.
故選:ACD.
12.如圖,在棱長(zhǎng)為2的正方體ABCD-A1B1C1D1中,點(diǎn)E是線段CD1上的動(dòng)點(diǎn),則下列判斷正確的是(?????)
A.直線AC1⊥平面BCD1A1
B.點(diǎn)B1到平面BCD1A1的距離是
C.無(wú)論點(diǎn)E在線段CD1的什么位置,都有AC1⊥B1E
D.若異面直線B1E與AD所成的角為θ,則sinθ的最小值為
【答案】BCD
【分析】以點(diǎn)為原點(diǎn),建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量的坐標(biāo)表示,判斷ACD,結(jié)合等體積公式,求點(diǎn)B1到平面BCD1A1的距離,判斷選項(xiàng)B.
【詳解】如圖,建立空間直角坐標(biāo)系,,,,,,,,
A.,,
因?yàn)?,所以與不垂直,那么與平面不垂直,故A錯(cuò)誤;
B.點(diǎn)到平面的距離即點(diǎn)到平面的距離,設(shè)點(diǎn)到平面的距離為,
因?yàn)?,?
得,解得:,故B正確;
C.因?yàn)辄c(diǎn)在線段上,所以
,,,
所以,故C正確;
D.,,
,
因?yàn)椋郧蟮淖钚≈?,即求的最大值?br />
當(dāng)時(shí),取得最大值,最大值是,此時(shí),故D正確.
故選:BCD
三、填空題
13.直線l過(guò)點(diǎn)P(1,3),且它的一個(gè)方向向量為(2,1),則直線l的一般式方程為_(kāi)_________.
【答案】
【分析】根據(jù)直線方向向量求出直線斜率即可得直線方程.
【詳解】因?yàn)橹本€l的一個(gè)方向向量為(2,1),所以其斜率,
所以l方程為:,即其一般式方程為:.
故答案為:.
14.在空間直角坐標(biāo)系中,若三點(diǎn)、、滿足,則實(shí)數(shù)的值為_(kāi)_________.
【答案】
【分析】分析可知,結(jié)合空間向量數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算可求得結(jié)果.
【詳解】由已知可得,,
因?yàn)?,則,
即,解得.
故答案為:.
15.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且S2020>0,S20210,S20210)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,過(guò)點(diǎn)F1且傾斜角為的直線l與雙曲線的左、右支分別交于點(diǎn)A,B.且|AF2|=|BF2|,則該雙曲線的離心率為_(kāi)___________.
【答案】
【分析】由雙曲線的定義和直角三角形的勾股定理,以及解直角三角形,可得a,c的關(guān)系,再由離心率公式可得所求值.
【詳解】過(guò)F2作F2N⊥AB于點(diǎn)N,設(shè)|AF2|=|BF2|=m,
因?yàn)橹本€l的傾斜角為 ,
所以在直角三角形F1F2N中,,
由雙曲線的定義可得|BF1|﹣|BF2|=2a,所以|BF1|=2a+m,
同理可得|AF1|=m﹣2a,所以|AB|=|BF1|﹣|AF1|=4a,
即|AN|=2a,
所以|AF1|=c﹣2a,因此,
在直角三角形ANF2中,|AF2|2=|NF2|2+|AN|2,
所以(c)2=4a2+c2,所以c=a,
則 ,
故答案為:
四、解答題
17.設(shè)Sn是等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,已知,S2=-3.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.
【答案】(1);
(2)
【分析】(1)根據(jù)所給條件列出方程組,求得,即可求得答案;
(2)根據(jù)(1)的結(jié)果,寫(xiě)出,利用等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式求得答案.
【詳解】(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,
由,得????????
解得??????????????????????????????????????????
所以(n∈N);
(2)由(1)可知,???????????????
故,?????????????????????????????????
所以?????
18.已知圓C的方程為.
(1)直線l1過(guò)點(diǎn)P(3,1),傾斜角為45°,且與圓C交于A,B兩點(diǎn),求AB的長(zhǎng);
(2)求過(guò)點(diǎn)P(3,1)且與圓C相切的直線l2的方程.
【答案】(1)
(2)x=3或
【分析】(1)首先利用點(diǎn)斜式求出直線的方程,再利用點(diǎn)到直線的距離公式求出圓心到直線的距離,最后利用垂直定理、勾股定理計(jì)算可得;
(2)依題意可得點(diǎn)在圓外,分直線的斜率存在與不存在兩種情況討論,當(dāng)直線的斜率不存在直線得到直線方程,但直線的斜率存在時(shí)設(shè)直線方程為,利用點(diǎn)到直線的距離公式得到方程,解得,即可得解;
【詳解】(1)解:根據(jù)題意,直線的方程為,即,?????????????????
則圓心到直線的距離為??????????????????????
故;
(2)解:根據(jù)題意,點(diǎn)在圓外,分兩種情況討論:
當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),過(guò)點(diǎn)的直線方程是,
此時(shí)與圓C:相切,滿足題意;????????
當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線方程為,
即,???????????????
直線與圓相切時(shí),圓心到直線的距離為????????
解得????????????????????????????????????????????????????????????
此時(shí),直線的方程為,??????????????????
所以滿足條件的直線的方程是或.
19.如圖,四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,O為底面正方形ABCD對(duì)角線的交點(diǎn),E為PD的中點(diǎn),且PA=AD.
(1)求證:PB∥平面EAC;
(2)求直線BD與平面EAC所成角的正弦值.
【答案】(1)證明見(jiàn)解析
(2)
【分析】(1)利用線面平行的判斷定理,證明線線平行,即可證明;
(2)建立空間直角坐標(biāo)系,求平面的法向量,利用公式,即可求解.
【詳解】(1)連結(jié)EO,???????????????????????????????????????????
由題意可得O為BD的中點(diǎn),又E是PD的中點(diǎn),
∴PB∥EO,???????????????????????????????????????????????????????
又∵EO平面EAC,PB平面EAC,????????????
∴PB∥平面EAC;
(2)如圖,以A為原點(diǎn),AB、AD、AP所在直線分別為x軸、y軸、z軸,建立空間直角坐標(biāo)系,
設(shè)AD=2,則A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,2,0),D(0,2,0),P(0,0,2),E(0,1,1),???????
∴=(-2,2,0),=(0,1,1),=(2,2,0),???????????????
設(shè)平面EAC的法向量為=(x,y,z),
則,即,即,
令y=1得x=-1,z=-1,
∴平面EAC的一個(gè)法向量為=(-1,1,-1),?????????????
∴????????????
設(shè)直線BD與平面EAC所成的角為θ,則sinθ=
∴直線BD與平面???????EAC所成的角的正弦值.?????????????????
20.已知數(shù)列{}的首項(xiàng)=2,(n≥2,),,.
(1)證明:{+1}為等比數(shù)列;
(2)設(shè)數(shù)列{}的前n項(xiàng)和,求證:.
【答案】(1)證明見(jiàn)解析
(2)證明見(jiàn)解析
【分析】(1)利用已知條件證明為常數(shù)即可;
(2)求出和通項(xiàng)公式,再求出通項(xiàng)公式,利用裂項(xiàng)相消法可求,判斷的單調(diào)性即可求其范圍.
【詳解】(1)∵=2,(n≥2,),
∴當(dāng)n≥2時(shí),(常數(shù)),
∴數(shù)列{+1}是公比為3的等比數(shù)列;
(2)由(1)知,數(shù)列{+1}是以3為首項(xiàng),以3為公比的等比數(shù)列,
∴,∴,
∴
∵,∴
∴,
∴
∴.
當(dāng)n≥2時(shí),
∴{}為遞增數(shù)列,故的最小值為,
∴.
21.如圖1,在邊長(zhǎng)為2的菱形ABCD中,∠BAD=60°,將△BCD沿對(duì)角線BD折起到△BDC′的位置,如圖2所示,并使得平面BDC′⊥平面ABD,E是BD的中點(diǎn),F(xiàn)A⊥平面ABD,且FA=.
圖1????????????????????????????????????????????????????????????圖2
(1)求平面FBC′與平面FBA夾角的余弦值;
(2)在線段AD上是否存在一點(diǎn)M,使得⊥平面?若存在,求 的值;若不存在,說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由見(jiàn)解析
【分析】(1)利用垂直關(guān)系,以點(diǎn)為原點(diǎn),建立空間直角坐標(biāo)系,分別求平面和平面的法向量和,利用公式,即可求解;
(2)若滿足條件,,利用向量的坐標(biāo)表示,判斷是否存在點(diǎn)滿足.
【詳解】(1)∵,E為BD的中點(diǎn)
∴CE⊥BD,
又∵平面⊥平面ABD,平面平面,⊥平面,
∴⊥平面ABD,?????????????????
如圖以E為原點(diǎn),分別以EB、AE、EC′所在直線為x軸、y軸、z軸建立空間直角坐標(biāo)系,???????
則B(1,0,0),A(0,-,0),D(-1,0,0),F(xiàn)(0,-,2),(0,0,),
∴=(-1,-,2),=(-1,0,),=(1,,0),????????????
設(shè)平面的法向量為=(x,y,z),
則,
取z=1,得平面的一個(gè)法向量=(,1,1),????????????
設(shè)平面FBA的法向量為=(a,b,c),
則
取b=1,得平面FBA的一個(gè)法向量為=(-,1,0),?????????????
∴??????????????????
設(shè)平面ABD與平面的夾角為θ,則
∴平面ABD與平面夾角的余弦值為.
(2)假設(shè)在線段AD上存在M(x,y,z),使得平面,??????????
設(shè)(0≤λ≤1),則(x,y+,z)=(-1,,0),即(x,y+,z)=(-λ,,0),
∴,,z=0,??????????????????
∴,?????
是平面 的一個(gè)法向量??????????????????
由∥,得,此方程無(wú)解.???????????????
∴線段AD上不存點(diǎn)M,使得平面.????????????????????????????
22.已知在平面直角坐標(biāo)系中,圓A:的圓心為A,過(guò)點(diǎn)B(,0)任作直線l交圓A于點(diǎn)C、D,過(guò)點(diǎn)B作與AD平行的直線交AC于點(diǎn)E.
(1)求動(dòng)點(diǎn)E的軌跡方程;
(2)設(shè)動(dòng)點(diǎn)E的軌跡與y軸正半軸交于點(diǎn)P,過(guò)點(diǎn)P且斜率為k1,k2的兩直線交動(dòng)點(diǎn)E的軌跡于M、N兩點(diǎn)(異于點(diǎn)P),若,證明:直線MN過(guò)定點(diǎn).
【答案】(1)
(2)證明見(jiàn)解析
【分析】(1)作出圖象,易知|EB|+|EA|為定值,根據(jù)橢圓定義即可判斷點(diǎn)E的軌跡,從而寫(xiě)出其軌跡方程;
(2)設(shè),當(dāng)直線MN的斜率存在時(shí),設(shè)直線MN的方程為:,聯(lián)立MN方程和E的軌跡方程得根與系數(shù)的關(guān)系,根據(jù)解出k與m的關(guān)系即可以判斷MN過(guò)定點(diǎn);最后再考慮MN斜率不存在時(shí)是否也過(guò)該定點(diǎn)即可.
【詳解】(1)
由圓A:可得(,
∴圓心A(-,0),圓的半徑r=8,
,
,可得,
,
,
由橢圓的定義可得:點(diǎn)E的軌跡是以A(,0)、B(,0)為焦點(diǎn),2a=8的橢圓,
即a=4,c=,∴=16-7=9,
∴動(dòng)點(diǎn)E的軌跡方程為;
(2)由(1)知,P(0,3),設(shè),當(dāng)直線MN的斜率存在時(shí),
設(shè)直線MN的方程為:,
由,可得,
∴,,
∵,
∴,
即,
整理可得:,
∴k=m+3或m=3,
當(dāng)m=3時(shí),直線MN的方程為:,
此時(shí)過(guò)點(diǎn)P(0,3)不符合題意,
∴k=m+3,∴直線MN的方程為:
此時(shí)直線MN過(guò)點(diǎn)(-1,-3),
當(dāng)直線MN的斜率不存在時(shí),,
,解得,
此時(shí)直線MN的方程為:,過(guò)點(diǎn)(-1,-3),
綜上所述:直線MN過(guò)定點(diǎn)(-1,-3).
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