考生須知
1.本試卷共6頁,共兩部分,21道小題,滿分150分.考試時間120分鐘.
2.在答題卡上準(zhǔn)確填寫學(xué)校、姓名、班級和教育ID號.
3.試題答案一律填涂或書寫在答題卡上,在試卷上作答無效.
4.在答題卡上,選擇題用2B鉛筆作答,其他試題用黑色字跡簽字筆作答.
5.考試結(jié)束后,請將答題卡上交.
第一部分(選擇題共40分)
一、選擇題(本題共10小題,每小題4分,共40分,在每小題列出的四個選項(xiàng)中,選出符合題目要求的一項(xiàng).)
1. 直線l:的傾斜角為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)斜率即可求解傾斜角.
【詳解】直線的斜率為1,故傾斜角為,
故選:B
2. 在空間直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),若向量,則點(diǎn)B的坐標(biāo)是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】設(shè),從而得到方程組,求出,得到答案.
【詳解】設(shè),則,
故,解得,
所以點(diǎn)坐標(biāo)為
故選:C
3. 圓:與圓:的位置關(guān)系是( )
A. 外離B. 外切C. 相交D. 內(nèi)切
【答案】A
【解析】
分析】根據(jù)圓心距大于半徑之和,得到位置關(guān)系.
【詳解】圓:的圓心為,半徑為1,
圓:的圓心為,半徑為3,
圓心距,故兩圓外離.
故選:A
4. 在數(shù)列中,,且,則等于( )
A. 4B. 6C. 8D. 16
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)條件得到為公比為2的等比數(shù)列,從而求出答案.
【詳解】因?yàn)?,,所以為公比?的等比數(shù)列,
所以.
故選:C
5. 在長方體中,,,,則點(diǎn)D到平面的距離為( )
A. 1B. 3C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】建立適當(dāng)?shù)目臻g直角坐標(biāo)系,求出平面的法向量為,以及,由公式即可得解.
【詳解】由題意,以為原點(diǎn),分別為軸所在直線建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系:
因?yàn)?,,?br>所以,
則,
不妨設(shè)平面的法向量為,
所以,不妨令,解得,
即取平面的法向量為,
所以點(diǎn)D到平面距離為.
故選:D.
6. 已知雙曲線C經(jīng)過點(diǎn),其漸近線方程為,則雙曲線C的方程為( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由漸近線方程可設(shè)雙曲線為且,再由點(diǎn)在雙曲線上,將點(diǎn)代入求參數(shù)m,即可得雙曲線方程.
【詳解】由題設(shè),可設(shè)雙曲線為且,又在雙曲線上,
所以,則雙曲線的方程是.
故選:C.
7. 已知直線:,:.若,則實(shí)數(shù)( )
A. 0或B. 0C. D. 或2
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)兩直線平行得到方程,求出或,檢驗(yàn)后得到答案.
【詳解】由題意得,解得或,
當(dāng)時,直線:,:,滿足,
當(dāng)時,直線:,:,兩直線重合,不合要求,舍去,
綜上,.
故選:B
8. 已知等比數(shù)列的首項(xiàng),公比為q,記(),則“”是“數(shù)列為遞減數(shù)列”的( )
A. 充要條件B. 充分不必要條件
C. 必要不充分條件D. 既不充分也不必要條件
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,結(jié)合等差數(shù)列的前項(xiàng)和公式、充分性和必要性的定義進(jìn)行判斷即可.
【詳解】由題意,,
,
當(dāng)時,對于不一定恒成立,例如;
當(dāng)為遞減數(shù)列時,且對于恒成立,
又因?yàn)?,所以得?
因此“”是“數(shù)列為遞減數(shù)列”的必要不充分條件,
故選:C.
9. 《周髀算經(jīng)》中有這樣一個問題:從冬至日起,依次有小寒、大寒、立春、雨水驚蟄、春分、清明、谷雨、立夏、小滿、芒種這十二個節(jié)氣.立竿測影,得其最短日影長依次成等差數(shù)列,若冬至、立春、春分日影長之和為31.5尺,春分日影長為7.5尺,則這十二個節(jié)氣中后六個(春分至芒種)日影長之和為( )
A. 8.5尺B. 30尺C. 66尺D. 96尺
【答案】B
【解析】
【分析】利用等差數(shù)列基本量列方程組、方程求解.
【詳解】設(shè)這個等差數(shù)列為,公差為,首項(xiàng)為冬至日最短日影長,根據(jù)題意有
即,解得
所以.
故選:B
10. 如圖,在正方體中,E是棱上的動點(diǎn),則下列結(jié)論正確的是( )
A. 直線與所成角的范圍是
B. 直線與平面所成角的最大值為
C. 二面角的大小不確定
D. 直線與平面不垂直
【答案】D
【解析】
【分析】建立適當(dāng)?shù)目臻g直角坐標(biāo)系,對于A,由直線方向向量夾角余弦的范圍即可判斷;對于B,由線面角正弦值的公式即可判斷;對于C,由兩平面的法向量夾角余弦即可判斷;對于D,由即可判斷.
【詳解】以為原點(diǎn),分別為軸建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系:
不妨設(shè)正方體棱長為1, ,
對于A,,
不妨設(shè)直線與所成角為,
所以,
當(dāng)增大時,分別減小,增大,所以關(guān)于單調(diào)遞減,
所以,所以,故A錯誤;
對于B,由題意,且顯然平面的法向量為,
不妨設(shè)直線與平面所成角為,
則單調(diào)遞增,,
所以,所以,故B錯誤;
對于C,,
所以,
不妨設(shè)平面與平面的法向量分別為,
所以有和,令,解得,
即取平面與平面的法向量分別為,
二面角為銳角,不妨設(shè)為,
則,
所以二面角的大小為,故C錯誤;
對于D,,
所以,
所以與不垂直,所以直線與平面不垂直.
故選:D.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:C選項(xiàng)的關(guān)鍵是看兩平面法向量夾角是否固定不變,由此即可順利得解.
第二部分(非選擇題共110分)
二、填空題(本題共5道小題,每小題5分,共25分,把答案填在答題卡上.)
11. 已知等差數(shù)列的首項(xiàng)為,且,則______.
【答案】24
【解析】
【分析】由等差數(shù)列的通項(xiàng)公式可得.
【詳解】因?yàn)槭堑炔顢?shù)列,,,
設(shè)公差為d,可得,解得,
所以,
故答案為:24.
12. 已知平面的法向量為,,若直線AB與平面平行.則______.
【答案】1
【解析】
【分析】根據(jù)題目條件得到與垂直,從而得到方程,求出答案.
【詳解】因?yàn)橹本€AB與平面平行,所以與垂直,
即,解得.
故答案為:1
13. 已知圓C:,若直線與圓C有兩個不同的交點(diǎn),寫出符合題意的一個實(shí)數(shù)k的值______.
【答案】(答案不唯一)
【解析】
【分析】運(yùn)用直線和圓的位置關(guān)系直接求解即可.
【詳解】已知直線與圓C有兩個不同的交點(diǎn),且設(shè)圓心到直線的距離為,化簡圓方程得,故有,解得.
故答案為:(答案不唯一)
14. 探照燈、汽車燈等很多燈具的反光鏡是拋物面(其縱斷面是拋物線的一部分),正是利用了拋物線的光學(xué)性質(zhì):由其焦點(diǎn)射出的光線經(jīng)拋物線反射之后沿對稱軸方向射出.根據(jù)光路可逆圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線C:,一條光線經(jīng)過點(diǎn),與x軸平行射到拋物線C上,經(jīng)過兩次反射后經(jīng)過點(diǎn)射出,則光線從點(diǎn)M到點(diǎn)N經(jīng)過的總路程為______.
【答案】24
【解析】
【分析】根據(jù)題意結(jié)合拋物線的定義分析求解.
【詳解】由題意可知:拋物線C:的準(zhǔn)線,
設(shè)入射光線所在直線與拋物線和準(zhǔn)線分別交于點(diǎn),兩次反射后反射光線所在直線與拋物線和準(zhǔn)線分別交于點(diǎn),
可知,
所以光線從點(diǎn)M到點(diǎn)N經(jīng)過的總路程為
.
故答案為:24.
15. 在數(shù)列中,若,(,,p為常數(shù)),則稱為“等方差數(shù)列”,給出以下四個結(jié)論:①不是等方差數(shù)列;②若是等方差數(shù)列,則(,k為常數(shù))是等差數(shù)列;③若是等方差數(shù)列,則(,k、l為常數(shù))也是等方差數(shù)列;④若既是等方差數(shù)列,又是等差數(shù)列,則該數(shù)列也一定是等比數(shù)列.其中所有正確結(jié)論的序號是______.
【答案】②③
【解析】
【分析】根據(jù)等方差數(shù)列定義可判斷①③;根據(jù)等方差數(shù)列定義結(jié)合等差數(shù)列的定義判斷③④.
【詳解】對于①,時,為常數(shù),
故是等方差數(shù)列,①錯誤;
對于②,若是等方差數(shù)列,即有,(,,p為常數(shù))
則為常數(shù),
故(,k為常數(shù))是等差數(shù)列,②正確;
對于③,若是等方差數(shù)列,即有,(,,p為常數(shù)),
則,
故為常數(shù),
則(,k、l為常數(shù))也是等方差數(shù)列,③正確;
對于④,若既是等方差數(shù)列,又是等差數(shù)列,
則時,,且(d為常數(shù)),
則,
當(dāng)時,則為常數(shù)列,滿足是等方差數(shù)列,
若,則不為等比數(shù)列,④錯誤;
故答案為:②③
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:解答本題的關(guān)鍵在于理解等方差數(shù)列的定義,明確其含義,并由此結(jié)合等差數(shù)列以及等比數(shù)列的定義求解即可.
三、解答題共6道題,共85分,解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟.
16. 已知數(shù)列是等比數(shù)列,,().
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)若為等差數(shù)列,且滿足,,求數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)求出公比,得到通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)出公差,根據(jù)題目條件得到方程組,求出首項(xiàng)和公差,得到答案.
【小問1詳解】
設(shè)等比數(shù)列的公比為q,
因?yàn)?,,所以,所以?br>所以;
【小問2詳解】
等差數(shù)列的公差為d,則,,
解得,,
所以數(shù)列的前n項(xiàng)和公式為.
17. 已知是正方體,點(diǎn)E為的中點(diǎn),點(diǎn)F為的中點(diǎn).
(1)求證:;
(2)求二面角的余弦值.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【解析】
【分析】(1)建立空間直角坐標(biāo)系,利用的數(shù)量積來判斷垂直關(guān)系;
(2)利用空間向量法求二面角余弦值即可.
【小問1詳解】
∵是正方體,∴兩兩垂直,
∴以為x軸,以為y軸,以為z軸如圖建系:
設(shè),∴,,,,,,,
∴,,
∴,

小問2詳解】
平面FCB的法向量,
設(shè)平面EFC的法向量,,,
,
令,得,;∴,
設(shè)二面角的平面角為,則,
∴二面角的余弦值為.
18. 如圖,已知M是拋物線C:()上一點(diǎn),F(xiàn)是拋物線C的焦點(diǎn),以Fx為始邊,F(xiàn)M為終邊的,且,l為拋物線C的準(zhǔn)線,O為原點(diǎn).
(1)求拋物線C的方程;
(2)若直線FM與拋物線C交于另一個點(diǎn)N,過N作x軸的平行線與l相交于點(diǎn)E.求證:M,O,E三點(diǎn)共線.
【答案】(1)
(2)證明見解析
【解析】
【分析】(1)方法1:作出輔助線,由焦半徑公式和得到為等邊三角形,求出,得到拋物線方程;
方法2:過M作軸,垂足為G,設(shè)點(diǎn)M橫坐標(biāo)為,得到方程組,求出答案;
方法3:點(diǎn),求出,代入拋物線方程中,得到方程,求出,得到答案;
(2)求出直線FM的方程,聯(lián)立拋物線方程,得到M,進(jìn)而得到E,從而求出,,證明出結(jié)論.
【小問1詳解】
方法1:過M作,垂足為A,連結(jié)FA,則,
因?yàn)?,所以,為等邊三角形?br>故.
因?yàn)?,所以?br>即,
故拋物線C的方程為.

方法2:過M作軸,垂足為G,
則.
設(shè)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為,
根據(jù)題意得:
解得.拋物線C的方程為.

方法3:設(shè)點(diǎn),
則,
因在拋物線C上,所以,
化簡得,
解得或(舍).
拋物線C的方程為.
【小問2詳解】
證明:拋物線C的焦點(diǎn),,
直線FM的方程為.
聯(lián)立方程得,
解得,,所以,
M點(diǎn)坐標(biāo)為,E點(diǎn)坐標(biāo)為,
因?yàn)椋?

所以M,O,E三點(diǎn)共線.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,處理三點(diǎn)共線,四點(diǎn)共圓,或兩直線傾斜角互補(bǔ)或相等問題時,往往會轉(zhuǎn)化為斜率之和為0或斜率相等,進(jìn)而列出方程,代入計(jì)算即可.
19. 如圖,在四棱錐中,底面ABCD是邊長為2的菱形,,是等邊三角形,平面平面,M為PC的中點(diǎn).
(1)求證:平面;
(2)求MD與平面ABCD所成角的正弦值;
(3)設(shè)點(diǎn)N在線段PB上,且,PA的中點(diǎn)為Q,判斷點(diǎn)Q與平面MND的位置關(guān)系,并說明理由.
【答案】(1)證明見解析
(2)
(3)點(diǎn)Q在平面MND內(nèi),理由見解析
【解析】
【分析】(1)作出輔助線,得到線線平行,進(jìn)而得到線面平行;
(2)作出輔助線,由面面垂直得到線面垂直,進(jìn)而得到OB,OD,OP兩兩垂直,建立空間直角坐標(biāo)系,求出平面的法向量,得到線面角的正弦值;
(3)求出平面MND的法向量為,計(jì)算出,得到,從而得到點(diǎn)Q在平面內(nèi).
【小問1詳解】
連接交于E,連接.
∵四邊形是菱形,
∴E為中點(diǎn),
∵M(jìn)是線段中點(diǎn),
∴ME是中位線,
∴,
又∵平面,平面,
∴平面.
【小問2詳解】
取中點(diǎn)O,連接、,
∵是等邊三角形,
∴.
∵四邊形是菱形,,
∴是等邊三角形.
∴.
∵平面平面,平面平面,在平面內(nèi),
∴平面.
∵平面,
∴⊥,
∴,,兩兩垂直.
∴以為坐標(biāo)原點(diǎn),以為x軸,以為y軸,以為z軸建立坐標(biāo)系.如圖,
∴,,,,,,,

∴平面的法向量為.
設(shè)與平面所成角為,
則.
∴與平面所成角正弦值為.
【小問3詳解】
點(diǎn)Q在平面內(nèi),理由如下:
連接,
∵,∴,
∴,
設(shè)平面的法向量為,
則,
令得,,
∴.
∵的中點(diǎn)為Q,
∴,.
∴.
∴.
∵D在平面內(nèi),
∴DQ在平面內(nèi).
∴點(diǎn)Q在平面內(nèi).
20. 已知橢圓E:()與y軸的一個交點(diǎn)為,離心率為.
(1)求橢圓E的方程;
(2)設(shè)過點(diǎn)A的直線l與橢圓E交于點(diǎn)B,過點(diǎn)A與l垂直的直線與直線交于點(diǎn)C.若為等腰直角三角形,求直線l的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)根據(jù)橢圓上的點(diǎn)和離心率求出橢圓方程;
(2)方法1,設(shè)出l的方程與橢圓聯(lián)立方程組,求出點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)為等腰直角三角形列式運(yùn)算得解;方法2,過點(diǎn)A作直線的垂線,垂足為D,再過點(diǎn)B作直線的垂線,垂足為F,易判斷,可得,求出點(diǎn)坐標(biāo),得解.
【小問1詳解】
由已知得解得,.
所以橢圓E的方程為.
【小問2詳解】
方法1:由題意可知,直線l與y軸不垂直,
又當(dāng)l與x軸垂直時,顯然.
所以,設(shè)直線l的方程為(),
聯(lián)立方程,消去y整理得(*),易得,
設(shè)點(diǎn),則由點(diǎn)及方程(*)的根與系數(shù)的關(guān)系得,,
,
因?yàn)?,所以直線的方程為,
將代入,解得.故點(diǎn)C的坐標(biāo)為
.
由為等腰直角三角形知,即,
化簡整理得,即,解得
所以直線l的方程為或.
方法2:
由題意可知,直線l與y軸不垂直,又當(dāng)l與x軸垂直時,顯然.
過點(diǎn)A作直線的垂線,垂足為D,再過點(diǎn)B作直線的垂線,垂足為F.
因?yàn)?,所?
當(dāng)時,易判斷.所以.
由,求得,
由此可知點(diǎn)B的坐標(biāo)為或,
直線l的斜率或,
所以直線l的方程為或.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題第二問方法二,關(guān)鍵利用點(diǎn)到直線的距離為1,利用圖形構(gòu)造全等三角形得到點(diǎn)B的坐標(biāo)為或,得到直線l的方程.
21. 設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為.若對任意.總存在.使得.則稱是“M數(shù)列”.
(1)判斷數(shù)列()是不是“M數(shù)列”,并說明理由;
(2)設(shè)是等差數(shù)列,其首項(xiàng).公差.且是“M數(shù)列”
①求d的值和數(shù)列的通項(xiàng)公式:
②設(shè),直接寫出數(shù)列中最小的項(xiàng).
【答案】(1)不是,理由見解析
(2)①,;②
【解析】
【分析】(1)直接由“M數(shù)列”的定義進(jìn)行判斷即可.
(2)①由題意關(guān)于的方程即恒有正整數(shù)解,結(jié)合數(shù)論知識即可求解出;②由題意得,故當(dāng)當(dāng)時或當(dāng)時,取最小值.
【小問1詳解】
數(shù)列不是“M數(shù)列”,理由如下:
∵,當(dāng)時,,此時找不到,使得.
所以數(shù)列不是“M數(shù)列”.
【小問2詳解】
①是等差數(shù)列,且首項(xiàng),公差,
則,
故對任意,總存在,使得成立,
則,其中為非負(fù)整數(shù),
要使,需要恒為整數(shù),即d為所有非負(fù)整數(shù)的公約數(shù),
又,所以,所以.
②∵,所以.
由的單調(diào)性知在為減函數(shù),在為增函數(shù),
當(dāng)時,;當(dāng)時,.
所以,當(dāng)時,有最小值.即數(shù)列中最小的項(xiàng)為.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:第二問的關(guān)鍵是得到關(guān)于的方程恒有正整數(shù)解,由此得出,從而順利得解.

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