2022-2023學(xué)年福建省連城縣第二中學(xué)等校高二下學(xué)期期中聯(lián)考數(shù)學(xué)試題 一、單選題1.函數(shù)在區(qū)間上的平均變化率為(    A2 B6 C12 D48【答案】C【分析】根據(jù)平均變化率的計(jì)算公式,結(jié)合函數(shù)的解析式,準(zhǔn)確計(jì)算,即可求解.【詳解】根據(jù)平均變化率的計(jì)算公式,可得函數(shù)在區(qū)間的平均變化率為:.故選:C.2.設(shè)向量,,不共面,已知,,,若A,C,D三點(diǎn)共線,則    A1 B2 C3 D4【答案】C【分析】根據(jù)A,CD三點(diǎn)共線,可得,則存在唯一實(shí)數(shù),使得,再根據(jù)空間向量共線定理即可得解.【詳解】,,因?yàn)?/span>A,CD三點(diǎn)共線,所以,則存在唯一實(shí)數(shù),使得,解得.故選:C.3.如圖,在直三棱柱中,E為棱的中點(diǎn).設(shè),,則      A BC D【答案】A【分析】由空間向量線性運(yùn)算即可求解.【詳解】由題意可得.故選:A.4.《九章算術(shù)》中,將四個(gè)面都為直角三角形的四面體稱為鱉臑.在鱉臑中,平面,,.若建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,則平面的一個(gè)法向量為(      A B C D【答案】B【分析】根據(jù)題意,設(shè),可得、的坐標(biāo),由此可得向量的坐標(biāo),由此可得關(guān)于、的方程組,利用特殊值求出、的值,即可得答案.【詳解】根據(jù)題意,設(shè),則,,,設(shè)平面的一個(gè)法向量為則有,令,可得,則.故選:B5.現(xiàn)代建筑講究線條感,曲線之美讓人稱奇.衡量曲線彎曲程度的重要指標(biāo)是曲率,曲線的曲率定義如下:若的導(dǎo)函數(shù),的導(dǎo)函數(shù),則曲線在點(diǎn)處的曲率.函數(shù)的圖象在處的曲率為(    A B C D【答案】D【分析】求出、,代值計(jì)算可得出函數(shù)的圖象在處的曲率.【詳解】因?yàn)?/span>,所以,所以,,所以.故選:D.6.已知直線與函數(shù)的圖像分別交于A,B兩點(diǎn),則的最小值為(    A B C D【答案】D【分析】將兩個(gè)函數(shù)作差,得到函數(shù),再求出函數(shù)的最小值即可求出結(jié)果.【詳解】設(shè),當(dāng)時(shí),,當(dāng),所以在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,所以當(dāng)時(shí),取得最小值,所以的最小值為,故選:D.7.如圖,在圓錐中,是底面圓的直徑,,的中點(diǎn),的中點(diǎn),則點(diǎn)到平面的距離為(      A B C D【答案】B【分析】以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),、所在直線分別為、、軸建立空間直角坐標(biāo)系,利用空間向量法可求得點(diǎn)到平面的距離.【詳解】因?yàn)?/span>,的中點(diǎn),則,由圓錐的幾何性質(zhì)可知平面以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),、、所在直線分別為、、軸建立如下圖所示的空間直角坐標(biāo)系,  、、、、,設(shè)平面的法向量為,,,取,可得又因?yàn)?/span>,所以,點(diǎn)到平面的距離為.故選:B.8.如圖所示的幾何體由一個(gè)正四棱錐和一個(gè)正四棱柱組合而成.已知正四棱錐的側(cè)棱長為3,正四棱柱的高為1,則該幾何體的體積的最大值為(   A15 B16 C D【答案】D【分析】連接交于點(diǎn),連接,證得,設(shè)正四棱柱的底面邊長為,求得,得到幾何體的體積為,令,得到,求得,利用導(dǎo)數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性與最大值,即可求解.【詳解】如圖所示,連接交于點(diǎn),連接,因?yàn)樗睦忮F為正四棱錐,所以平面又因?yàn)?/span>平面,所以,由題意知,正四棱錐的側(cè)棱長為,且正四棱柱的側(cè)棱長為設(shè)正四棱柱的底面邊長為,在正方形中,可得,所以,則幾何體的體積為,可得,可得,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,所以當(dāng)時(shí),函數(shù)取得最大值,最大值為所以幾何體的體積的最大值為.故選:D. 二、多選題9.已知向量,,則下列結(jié)論正確的是(    A.若,則 B.若,則C的最小值為2 D的最大值為4【答案】ABC【分析】根據(jù)空間向量共線定理即可判斷A;根據(jù)空間向量垂直的坐標(biāo)表示即可判斷B;根據(jù)向量的模的坐標(biāo)表示結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)即可判斷CD.【詳解】對于A,若,且,則存在唯一實(shí)數(shù)使得,即,,解得,故A正確;對于B,若,則,,解得,故B正確;,故當(dāng)時(shí),取得最小值,無最大值,故C正確,D錯(cuò)誤.故選:ABC.10.已知定義在區(qū)間上的函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,的圖象如圖所示,則(    A上單調(diào)遞增B.曲線處的切線的斜率為0CD1個(gè)極大值點(diǎn)【答案】ABD【分析】根據(jù)導(dǎo)函數(shù)為的圖象,結(jié)合導(dǎo)函數(shù)與函數(shù)的關(guān)系,以及函數(shù)的極值點(diǎn)的概念,逐項(xiàng)判定,即可求解.【詳解】根據(jù)定義在區(qū)間上的函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象,對于A中,當(dāng)時(shí),,且僅當(dāng)時(shí),,所以上單調(diào)遞增,所以A正確;對于B中,當(dāng)時(shí),可得,所以曲線處的切線的斜率為,所以B正確;對于C中,因?yàn)?/span>上單調(diào)遞增,所以不是函數(shù)的最大值,所以C不正確;對于D中,由的圖象,可得時(shí),,單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,所以只有當(dāng)時(shí),函數(shù)取得極大值,所以1個(gè)極大值點(diǎn),所以D正確.故選:ABD.11十字貫穿體是學(xué)習(xí)素描時(shí)常用的幾何體實(shí)物模型,圖1是某同學(xué)繪制十字貫穿體的素描作品.“十字貫穿體是由兩個(gè)完全相同的正四棱柱垂直貫穿構(gòu)成的多面體,其中一個(gè)四棱柱的每一條側(cè)棱分別垂直于另一個(gè)四棱柱的每一條側(cè)棱,兩個(gè)四棱柱分別有兩條相對的側(cè)棱交于兩點(diǎn),另外兩條相對的側(cè)棱交于一點(diǎn)(該點(diǎn)為所在棱的中點(diǎn)).若該同學(xué)繪制的十字貫穿體由兩個(gè)底面邊長為2,高為的正四棱柱構(gòu)成,在其直觀圖中建立如圖2所示的空間直角坐標(biāo)系,則(    AB.點(diǎn)的坐標(biāo)為CO,E,FA四點(diǎn)共面D.直線CE與直線DG所成角的余弦值為【答案】BCD【分析】先求出正方形的對角線從而可得;根據(jù)即可得出點(diǎn)的坐標(biāo);判斷是否可以用表示即可判斷C;利用向量法即可判斷D.【詳解】由題意正方形的對角線,,故A錯(cuò)誤;因?yàn)?/span>,則,故B正確;對于C,,,所以為三個(gè)向量的公共起點(diǎn),所以O,E,F,A四點(diǎn)共面,故C正確;,得,,所以直線CE與直線DG所成角的余弦值為,故D正確.故選:BCD.12.已知定義在上的奇函數(shù)滿足當(dāng)時(shí),,若存在等差數(shù)列,其中,使得成等比數(shù)列,則a的取值可能為(   A B C D【答案】ABC【分析】設(shè)等差數(shù)列的公差為,不妨設(shè),由,得到,又由等比數(shù)列,設(shè)公比為,根據(jù)函數(shù)為奇函數(shù),求得,再由,得出,轉(zhuǎn)化為上有解,令,求得,得出函數(shù)的單調(diào)性與,結(jié)合,求得,進(jìn)而結(jié)合選項(xiàng),即可求解.【詳解】當(dāng)時(shí),則,因?yàn)楹瘮?shù)上的奇函數(shù),所以,即函數(shù),設(shè)等差數(shù)列的公差為,不妨設(shè)因?yàn)?/span>,可得,解得,所以,,又因?yàn)?/span>等比數(shù)列,設(shè)公比為,可得,且函數(shù)為奇函數(shù),所以點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)對稱,所以,即,解得所以,因?yàn)?/span>,可得,所以,即方程上有解,,即上有解,,可得,,即,解得當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,所以當(dāng)時(shí),,所以,解得,所以A正確;又由,,所以B正確,D不正確;,可得,所以單調(diào)遞減,又因?yàn)?/span>,所以,即,可得又由,所以,所以B符合題意.故選:ABC【點(diǎn)睛】方法技巧:對于利用導(dǎo)數(shù)研究不等式的恒成立與有解問題的求解策略:1、通常要構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值,從而求出參數(shù)的取值范圍;2、利用可分離變量,構(gòu)造新函數(shù),直接把問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問題.3、根據(jù)恒成立或有解求解參數(shù)的取值時(shí),一般涉及分離參數(shù)法,但壓軸試題中很少碰到分離參數(shù)后構(gòu)造的新函數(shù)能直接求出最值點(diǎn)的情況,進(jìn)行求解,若參變分離不易求解問題,就要考慮利用分類討論法和放縮法,注意恒成立與存在性問題的區(qū)別. 三、填空題13.已知點(diǎn),都在直線上,寫出一個(gè)直線的方向向量:       .【答案】(答案不唯一)【分析】由方向向量的定義求解即可.【詳解】,因?yàn)辄c(diǎn)都在直線上,所以都是直線的方向向量,則可取.故答案為:.14.已知函數(shù)上單調(diào),則a的取值范圍為      【答案】【分析】求得,根據(jù)題意轉(zhuǎn)化為上恒成立,結(jié)合指數(shù)函數(shù)的性質(zhì),即可求解.【詳解】由函數(shù),可得,要使得函數(shù)上單調(diào),則上恒成立,上恒成立,當(dāng)上恒成立,可得;當(dāng)上恒成立,此時(shí)不存在,舍去,綜上可得,實(shí)數(shù)的取值范圍為.故答案為:.15.如圖,在墻角有一根長1米的直木棒AB緊貼墻面,墻面與底面垂直.時(shí),木棒的端點(diǎn)A0.1m/s的速度豎直向下勻速運(yùn)動(dòng),端點(diǎn)B向右沿直線運(yùn)動(dòng),則端點(diǎn)B這一時(shí)刻的瞬時(shí)速度為         m/s.  【答案】【分析】設(shè)運(yùn)動(dòng)的路程為,求出的表達(dá)式,在求出其導(dǎo)數(shù),將代入即可得解.【詳解】設(shè)運(yùn)動(dòng)的路程為,則,變形可得,其導(dǎo)數(shù),則,即端點(diǎn)B這一時(shí)刻的瞬時(shí)速度為.故答案為:.16.如圖,在棱長為2的正方體中,E是棱的中點(diǎn),OBE的中點(diǎn),過點(diǎn)О作平面的垂線,交平面于點(diǎn)F,則        .  【答案】【分析】的中點(diǎn),的中點(diǎn),連接,作于點(diǎn),證明平面,從而可得兩點(diǎn)重合,進(jìn)而可得出答案.【詳解】的中點(diǎn),的中點(diǎn),連接,作于點(diǎn),,平面,平面所以平面,因?yàn)?/span>OBE的中點(diǎn),所以,平面,平面所以平面平面,所以平面平面因?yàn)?/span>平面,所以平面,平面所以,又因平面,所以,平面所以平面因?yàn)?/span>平面,交平面于點(diǎn)F,且的公共點(diǎn),所以兩點(diǎn)重合,因?yàn)?/span>,所以中,所以所以,所以.故答案為:.  【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:取的中點(diǎn),的中點(diǎn),連接,作于點(diǎn),證明平面,說明點(diǎn)即為點(diǎn)時(shí)解決本題的關(guān)鍵. 四、解答題17.如圖,在直四棱柱中,,,EF,G分別為棱,的中點(diǎn).  (1)求線段的長度;(2).【答案】(1)(2) 【分析】1)以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系,求出即可;2)根據(jù)空間向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示即可得解.【詳解】1)如圖,以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系,,故所以,即線段的長度為;2,,所以.  18.已知函數(shù).(1)求曲線處的切線方程;(2)在區(qū)間上的值域.【答案】(1)(2) 【分析】1)求出、的值,利用點(diǎn)斜式可得出所求切線的方程;2)利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)在區(qū)間上的單調(diào)性與極值,并求出的值,即可得出在區(qū)間上的值域.【詳解】1)解:因?yàn)?/span>,則,則因此,曲線處的切線方程為.2)解:因?yàn)?/span>,則,可得,列表如下:極大值極小值又因?yàn)?/span>,因此,函數(shù)在區(qū)間上的值域?yàn)?/span>.19.如圖,在四棱錐中,底面ABCD,底面ABCD是矩形,,EPA的中點(diǎn),,.  (1)證明:平面DEF.(2)求平面DEF與平面CDP所成的銳二面角的余弦值.【答案】(1)證明見解析(2) 【分析】1)以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法證明即可;2)利用向量法求解即可.【詳解】1)如圖,以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系,,因?yàn)?/span>,所以,設(shè)平面的法向量為,則有,令,則,所以因?yàn)?/span>,所以,平面所以平面;2)因?yàn)槠矫?/span>與平面重合,故可取平面的法向量為,,所以平面DEF與平面CDP所成的銳二面角的余弦值為.  20.已知函數(shù).(1)處取得極值,求a的值;(2)有兩個(gè)零點(diǎn),求a的取值范圍.【答案】(1)(2) 【分析】1)求得,由,求得,經(jīng)驗(yàn)證,當(dāng)時(shí),函數(shù)取得極小值,符合題意;2)由,當(dāng)時(shí), 單調(diào)遞減,不符合題意;當(dāng)時(shí),利用導(dǎo)數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性與最小值,結(jié)合,即可求解.【詳解】1)解:由函數(shù),可得函數(shù)的定義域?yàn)?/span>,因?yàn)楹瘮?shù)處取得極值,所以,解得,當(dāng)時(shí),可得當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,所以當(dāng)時(shí),函數(shù)取得極小值,符合題意.2)解:由,其中,當(dāng)時(shí),可得,單調(diào)遞減,函數(shù)至多有一個(gè)零點(diǎn),不符合題意;當(dāng)時(shí),令,解得,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),函數(shù)極小值,也是最小值,最小值為,當(dāng)時(shí),,且,要使得函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則滿足,即,解得,所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.21.如圖,在三棱柱中,側(cè)面為菱形,且.  (1)證明:.(2),,點(diǎn)M在直線上,求直線AB與平面所成角的正弦值的最大值.【答案】(1)證明見解析(2) 【分析】1)連接,交于點(diǎn)O,連接AO,證明出平面,再利用線面垂直的性質(zhì)推理作答;2)以點(diǎn)O為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法求解即可.【詳解】1)連接,交O,連接,因?yàn)閭?cè)面為菱形,則,O的中點(diǎn),即有,且平面,于是平面,平面,所以;2)設(shè),而,有,,則即有,因此,即,兩兩垂直,O為坐標(biāo)原點(diǎn),建立空間直角坐標(biāo)系,如圖,,,設(shè),因?yàn)?/span>,所以,設(shè)平面的法向量為,則有,令,則所以,設(shè)直線AB與平面所成角為,,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),取等號(hào),,所以,當(dāng)時(shí),,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),取等號(hào),,所以綜上所述,直線AB與平面所成角的正弦值的最大值為.  【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:計(jì)算線面角,一般有如下幾種方法:1)利用面面垂直的性質(zhì)定理,得到線面垂直,進(jìn)而確定線面角的垂足,明確斜線在平面內(nèi)的射影,即可確定線面角;2)在構(gòu)成線面角的直角三角形中,可利用等體積法求解垂線段的長度,從而不必作出線面角,則線面角滿足為斜線段長),進(jìn)而可求得線面角;3)建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法求解,設(shè)為直線的方向向量,為平面的法向量,則線面角的正弦值為.22.已知函數(shù),.(1)討論的單調(diào)性;(2),證明:.【答案】(1)答案見解析(2)證明見解析 【分析】1)求導(dǎo),再分兩種情況討論,即可得出答案;2)令,求導(dǎo),令,分兩種情況討論,得出函數(shù)的單調(diào)性,由此求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,從而可求出函數(shù)的最大值,即可得證.【詳解】1)函數(shù)的定義域?yàn)?/span>,當(dāng)時(shí),,所以函數(shù)上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),令,得,當(dāng)時(shí),,當(dāng),,所以函數(shù)上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,綜上所述,當(dāng)時(shí),函數(shù)上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),函數(shù)上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;2)令,,當(dāng)時(shí),令,,當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以函數(shù)上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,所以,又當(dāng)時(shí),,所以當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),令,所以函數(shù)上單調(diào)遞增,所以,則,,所以,所以當(dāng)時(shí),,所以函數(shù)上單調(diào)遞減,,所以當(dāng)時(shí),,即,當(dāng)時(shí),,即,所以函數(shù)上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,所以,即.【點(diǎn)睛】方法定睛:利用導(dǎo)數(shù)證明不等式的基本步驟(1)作差或變形.(2)構(gòu)造新的函數(shù)h(x)(3)利用導(dǎo)數(shù)研究h(x)的單調(diào)性或最值.(4)根據(jù)單調(diào)性及最值,得到所證不等式.特別地:當(dāng)作差或變形構(gòu)造的新函數(shù)不能利用導(dǎo)數(shù)求解時(shí),一般轉(zhuǎn)化為分別求左、右兩端兩個(gè)函數(shù)的最值問題. 

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