
時間:120分鐘 滿分:150分 命題人:袁偉銘 審題人:楊小波
第一卷(選擇題)
一、單選題: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,只有一項符合題目要求,選對得5分,選錯得0分.
1. 已知直線l:,則直線l的斜率為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】把一般式轉(zhuǎn)化為斜截式即可得出斜率.
【詳解】由題意得:直線的斜截式方程為,所以直線的斜率為.
故選:B
2. 空間四邊形OABC中,,,,點M在OA上,,點N為BC的中點,則( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用空間向量線性運算法則計算可得結(jié)果.
【詳解】易知
故選:D
3. 、分別是雙曲線左、右焦點,若關(guān)于漸近線的對稱點恰落在以為圓心,為半徑的圓上,則雙曲線的離心率為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由對稱可知,再由中位線可知,即可得,,即可得漸近線斜率,進而可得離心率.
【詳解】如圖所示,設(shè)關(guān)于漸近線的對稱點為,
易知,且為中點,,
則,,
所以,,
則,
即一條漸近線傾斜角為,
所以斜率,
所以離心率,
故選:A.
4. 等差數(shù)列的前項和為,其中,又2,,,,8成等比數(shù)列,則的值是( )
A 4B. C. 4或D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】由等差數(shù)列的前項和公式可求得的值,由等差數(shù)列的性質(zhì)可求得值,利用等比數(shù)列的性質(zhì)求得的值,即可求的值.
【詳解】因為數(shù)列是等差數(shù)列,且,所以,解得,
由等差數(shù)列的性質(zhì)可得,
因為2,,,,8成等比數(shù)列,所以,解得,
又,所以,所以,所以.
故選:A.
5. 已知直線經(jīng)過點,且與直線垂直,則直線的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)垂直關(guān)系設(shè)出直線的方程,代入點求出答案.
【詳解】直線與直線垂直,
設(shè)直線的方程是
將代入直線中,,解得,
故直線的方程為.
故選:D.
6. 已知圓,圓,若圓平分圓的周長,則的最小值為( )
A. 4B. 6C. 8D. 9
【答案】D
【解析】
【分析】把兩圓的方程相減,得到兩圓的公共弦所在直線的方程.由題意知圓的圓心在直線上,可得,再利用二次函數(shù)的性質(zhì)可求最小值.
【詳解】∵方程表示圓,
∴,即.
圓,圓,
兩圓的方程相減,可得兩圓的公共弦所在直線的方程:.
若圓平分圓的周長,則圓的圓心在直線上,
∵圓的圓心為,
∴,即,
∴,
∴當(dāng)時,取最小值9.
故選:D.
7. 設(shè)為坐標(biāo)原點,直線過拋物線:的焦點,且與交于,兩點,為的準(zhǔn)線,則( )
A. B.
C. 以為直徑的圓與相切D. 為等腰三角形
【答案】C
【解析】
【分析】由直線過拋物線的焦點,即可求得,進而判斷A;將直線方程代入拋物線方程,結(jié)合韋達定理得出,由焦半徑公式即可判斷B;由的中點的橫坐標(biāo)得出中點到拋物線的準(zhǔn)線的距離,即可判斷C;分別求出兩點的坐標(biāo),根據(jù)韋達定理即可判斷D.
【詳解】對于A,直線過拋物線的焦點,可得,所以,故A錯誤;
對于B,拋物線方程為:,與交于兩點,
直線方程代入拋物線方程可得,,所以,
所以,故B不正確;
對于C,的中點的橫坐標(biāo)為,中點到拋物線的準(zhǔn)線的距離為,
所以以為直徑的圓與相切,故C正確;
對于D,由B得,,解得或,
不妨設(shè),則,
所以,,
所以不是等腰三角形,故D錯誤;
故選:C
8. 在學(xué)習(xí)完“錯位相減法”后,善于觀察的同學(xué)發(fā)現(xiàn)對于“等差×等比數(shù)列”此類數(shù)列求和,也可以使用“裂項相消法”求解.例如,故數(shù)列的前項和.記數(shù)列的前項和為,利用上述方法求( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先將裂成兩項,再運用待定系數(shù)法求解裂成兩項的系數(shù),接著利用裂項相消法求和即得.
【詳解】設(shè),
左右對照可得,解得
所以,
則數(shù)列的前項和為:
,
故.
故選:C.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題主要考查運用裂項相消法解決“等差×等比數(shù)列”的求和問題,屬于難題.解題的關(guān)鍵在于按照題意,將數(shù)列通項寫成兩項的差的形式,通過待定系數(shù)法確定各項系數(shù),再裂項相加即可.
二、多選題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的四個選項中,至少有兩項符合題目要求.全部選對得6分,部分選對得部分分,選錯或不選得0分.
9. 如圖,已知正方體的棱長為分別為棱的中點,則下列結(jié)論正確的為( )
A. B.
C. D. 不是平面的一個法向量
【答案】BD
【解析】
【分析】以點為坐標(biāo)原點,所在直線分別為軸建立空間直角坐標(biāo)系,利用空間向量的坐標(biāo)運算可判斷各項的正誤.
【詳解】由為正方體,
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?.
對于選項,,則,故錯誤;
對于選項,,則,故正確;
對于選項,,故,故錯誤;
對于選項,,故不是平面的一個法向量,故正確.
故選:.
10. 2022年卡塔爾世界杯會徽正視圖近似伯努利雙紐線.伯努利雙紐線最早于 1694 年被瑞士數(shù)學(xué)家雅各布·伯努利用來描述他所發(fā)現(xiàn)的曲線.定義在平面直角坐標(biāo)系中,把到定點,距離之積等于的點的軌跡稱為雙紐線,已知點是時的雙紐線上一點,下列說法正確的是( )
A. 雙紐線是中心對稱圖形
B.
C. 雙紐線上滿足的點有2個
D. 的最大值為
【答案】ABD
【解析】
【分析】A.先由雙紐線的定義得到方程,將 替換方程中的 判斷;B. 由求解判斷;C. 由方程令求解判斷;D. 由 ,結(jié)合余弦定理判斷.
【詳解】由到定點的距離之積等于的點的軌跡稱為雙紐線,
則雙紐線的方程為,
將替換方程中的,方程不變,
故雙紐線關(guān)于原點成中心對稱,故A正確;
由等面積法得,則,
所以,故B正確;
令,得,解得,
所以雙曲線上滿足的點有一個,故C錯誤;
因為,所以,
由余弦定理得,
所以,
所以的最大值為,故D正確.
故選:ABD.
11. 南宋數(shù)學(xué)家楊輝在《詳解九章算法》和《算法通變本末》中提出了一些新的垛積公式,所討論的高階等差數(shù)列與一般等差數(shù)列不同,前后兩項之差并不相等,但是逐項差數(shù)之差或者高次差成等差數(shù)列. 如數(shù)列,它的前后兩項之差組成新數(shù)列,新數(shù)列為等差數(shù)列, 則數(shù)被稱為二階等差數(shù)列,現(xiàn)有二階等差數(shù)列,其前6項分別為,設(shè)其通項公式則下列結(jié)論中正確的是( )
A. 數(shù)列的公差為2B.
C. 數(shù)列的前7項和最大D.
【答案】BD
【解析】
【分析】利用二階等差數(shù)列定義可知數(shù)列的公差為,可得,計算可知B正確,再由累加法可得,利用數(shù)列的函數(shù)性質(zhì)可得數(shù)列的前6項和最大,將代入計算可得D正確.
【詳解】因為二階等差數(shù)列,其前6項分別為4,8,10,10,8,4,
從第二項開始,每一項與前一項的差組成新數(shù)列的前5項為,
易知新數(shù)列的公差為,即數(shù)列的公差為,即A錯誤.
易知是以首項為4,公差為的等差數(shù)列,
利用等差數(shù)列前項和公式可得,即B正確.
由等差數(shù)列通項公式可得,
所以,,……,,
累加可得;
,
利用二次函數(shù)性質(zhì)可知當(dāng)時,數(shù)列單調(diào)遞減,且前6項均為正數(shù),
易知,所以,因此數(shù)列的前6項和最大,即C錯誤;
由可得,即D正確.
故選:BD
【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題關(guān)鍵在于根據(jù)二階等差數(shù)列定義求出數(shù)列的通項公式,再由數(shù)列的函數(shù)性質(zhì)可得結(jié)論.
第二卷(非選擇題)
三、填空題:本題共3小題,每題5分,共15分.
12. 已知(1,3),(3,-1)是等差數(shù)列圖像上的兩點,若5是p,q的等差中項,則的值為______.
【答案】
【解析】
【分析】設(shè)出等差數(shù)列的通項公式,代入給定的兩個點的坐標(biāo),求出通項公式.利用等比中項求得的值,最后求得的值.
【詳解】設(shè)等差數(shù)列通項公式為,代入點的坐標(biāo)得,解得,即,由于是的等差中項,故,所以.
【點睛】本小題主要考查等差數(shù)列通項公式的函數(shù)特征,考查等差中項的公式,考查等差數(shù)列下標(biāo)和的性質(zhì). 等差數(shù)列通項公式的若用函數(shù)觀點來看,是一個一次函數(shù),并且自變量值正整數(shù).若成等差數(shù)列,則有.
13. “蒙日圓”涉及幾何學(xué)中的一個著名定理,該定理的內(nèi)容為橢圓上任意兩條互相垂直的切線的交點,必在一個與橢圓同心的圓上.稱此圓為該橢圓的“蒙日圓”,該圓由法國數(shù)學(xué)家加斯帕爾·蒙日最先發(fā)現(xiàn).如圖,已知長方形R的四條邊均與橢圓相切,則長方形R的面積的最大值為__________.
【答案】8
【解析】
【分析】結(jié)合橢圓方程以及“蒙日圓”定義,求出“蒙日圓”的方程,設(shè)圓心與長方形中相鄰的兩個頂點的兩條射線夾角大小為,表示出長方形的面積,結(jié)合正弦函數(shù)性質(zhì),幾尅去的答案.
【詳解】由題意長方形R的四條邊均與橢圓相切,
故任意一個長方形R的四個頂點都在同一個圓上,而(為橢圓的長半軸、短半軸長),
當(dāng)長方形的四條邊邊恰好通過橢圓的四個頂點時,
此時長方形頂點到原點的距離為,
結(jié)合橢圓的“蒙日圓”定義可知,該圓的方程為,即半徑為,
設(shè)圓心與長方形中相鄰的兩個頂點的兩條射線夾角大小為,
則長方形的兩條邊長為,
則長方形面積,
當(dāng)時,,
故答案為:8
14. 如圖,在中,,過中點的動直線與線段交于點,將沿直線向上翻折至,使得點在平面內(nèi)的射影落在線段上,則斜線與平面所成角的正弦值的取值范圍為__________.
【答案】
【解析】
【分析】首先根據(jù)正余弦定理求解三角形,再以點為原點,建立空間直角坐標(biāo)系,并求出點的軌跡方程,并利用,求得點的坐標(biāo)的范圍,相結(jié)合后,即可求解線面角正弦值的取值范圍.
【詳解】,得,即,
中,根據(jù)余弦定理,,
根據(jù)正弦定理,,得
如圖,以底面點為空間原點建系,根據(jù)底面幾何關(guān)系,得點,,
設(shè)點,翻折后點的投影在軸上,所以的縱坐標(biāo)為0,即,,
由,根據(jù)兩點間距離公式,,
整理為
如右圖,在翻折過程中,作于點,則,
并且,平面,
所以平面,平面,
所以,即,其中,
又動點在線段上動,設(shè),故,且,
由,得,,
又因為,對應(yīng)的的取值為,即,
.
則斜線與平面所成角的正弦值的取值范圍為.
故答案為:
【點睛】關(guān)鍵點點睛:本題考查空間向量解決角問題,關(guān)鍵1,求點的軌跡,關(guān)鍵2,根據(jù)幾何關(guān)系可得,根據(jù)坐標(biāo)運算,即可求解.
四、解答題:本題共5小題,共77分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟.
15. 已知點都在圓上;
(1)求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)已知圓與圓相交于,求直線的方程,并求.
【答案】(1)
(2),
【解析】
【分析】(1)利用待定系數(shù)法,設(shè)圓一般方程為,列出方程組求出,然后化為標(biāo)準(zhǔn)方程即可;
(2)根據(jù)兩圓的方程相減可得直線的方程,利用點到直線的距離公式和弦長公式計算可求出.
【小問1詳解】
設(shè)圓的一般方程為,
∵點都在圓上,
∴,解得,
∴圓的一般方程為,
化為標(biāo)準(zhǔn)方程為:.
【小問2詳解】
圓,圓,
圓與的方程相減得,即,
∴直線的方程為,
圓的圓心,半徑,
∵到直線的距離為,
∴.
16. 求滿足下列條件的拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
(1)過點;
(2)焦點在直線上;
(3)焦點到準(zhǔn)線的距離是4.
【答案】(1)或.
(2)或.
(3)或或或.
【解析】
【分析】(1)分過點的拋物線開口向左或開口向上兩種情況設(shè)拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程求解即可;
(2)由直線與坐標(biāo)軸的交點為焦點,再由拋物線的性質(zhì)求解即可;
(3)由拋物線的性質(zhì)求解即可;
【小問1詳解】
由于點在第二象限,所以過點的拋物線開口向左或開口向上.
若拋物線開口向左,焦點在軸上,設(shè)其標(biāo)準(zhǔn)方程為.
將點的坐標(biāo)代入,可得,所以,
所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為;
若拋物線開口向上,焦點在軸上,設(shè)其標(biāo)準(zhǔn)方程為.
將點的坐標(biāo)代入,可得,所以,所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
綜上所述,所求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為或.
【小問2詳解】
因為直線與軸的交點為,所以拋物線的焦點為,所以,解得,
所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
因為直線與軸的交點為,所以拋物線的焦點為,所以,解得,
所以拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
綜上所述,所求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為或.
【小問3詳解】
焦點到準(zhǔn)線的距離,焦點可在軸或軸上,故有四種情況,所求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程為或或或.
17. 已知等比數(shù)列的前項和為,且,.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)若,求數(shù)列及數(shù)列的前項和.
(3)設(shè),求的前項和.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】(1)由及可得q的值,由可得的值,可得數(shù)列的通項公式;
(2)由(1)可得,由可得,可得=,由列項相消法可得的值;
(3)可得,可得的值.
【詳解】解:(1)由題意得:,可得,,
由,可得,由,可得,可得,
可得;
(2)由,可得,
由,可得,可得,
可得的通項公式:=,
可得:
① -②得:=,
可得;
(3)由 可得
,
可得:=
==
【點睛】本題主要考查等差數(shù)列、等比數(shù)列的性質(zhì)及數(shù)列的求和,綜合性大,難度中等.
18. 如圖,在四棱錐中,底面是正方形,側(cè)棱底面,,是的中點,作交于點.
(1)求證:面;
(2)求平面與平面的夾角的大??;
(3)求點到平面的距離.
【答案】(1)證明見解析;
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)以為原點,直線分別為軸建立空間直角坐標(biāo)系,求出平面的法向量坐標(biāo),再利用空間位置關(guān)系的向量證明推理即得.
(2)求得平面和平面的法向量坐標(biāo),再利用面面角的向量求法求解.
(3)先根據(jù)相似三角形的邊長成比例確定F的位置,再求得平面的法向量坐標(biāo),再利用點到平面的距離公式求解即可.
【小問1詳解】
在四棱錐中,底面,底面,
則,由底面是正方形,得,
以為原點,直線分別為軸建立空間直角坐標(biāo)系,
因為,則,
,設(shè)平面的法向量為,
則,令,得,則,
而平面,所以平面.
【小問2詳解】
由(1)知,,且,
設(shè)平面的法向量為,
則,取,得,
,而,則,
即,則的一個法向量為,
因此,
而,則,
所以平面與平面的夾角為.
【小問3詳解】
因為底面,底面,
所以
底面是正方形,所以,
,平面,
所以平面,平面,
所以,所以在為直角三角形,
又由題知,所以在也為直角三角形,
故與相似,
則,
,,
而,所以,
所以是線段PB中靠近點P的三等分點,
由第(1)小問可知,,,,
因為是線段PB中靠近點P的三等分點,所以點,
設(shè)平面的一個法向量為,
而,,
則有,令,則,,,
,,
設(shè)B點到平面的距離為,
則;
故B點到平面的距離為.
19. 如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中, 已知圓O:x2+y2=4,橢圓C:+y2=1,A為橢圓右頂點.過原點O且異于坐標(biāo)軸的直線與橢圓C交于B,C兩點,直線AB與圓O的另一交點為P,直線PD與圓O的另一交點為Q,其中D(-,0).設(shè)直線AB,AC的斜率分別為k1,k2.
(1) 求k1k2的值;
(2) 記直線PQ,BC的斜率分別為kPQ,kBC,是否存在常數(shù)λ,使得kPQ=λkBC?若存在,求λ的值;若不存在,說明理由;
(3) 求證:直線AC必過點Q.
【答案】(1) -;(2)存在,λ=;(3) 證明見解析
【解析】
【分析】
(1) 直接設(shè)出B(x0,y0),C(-x0,-y0),求出k1,k2,并運用橢圓方程消去y0即可;
(2) 設(shè)出直線AP為y=k1(x-2),與圓聯(lián)立得出點P坐標(biāo),與橢圓聯(lián)立得出點B坐標(biāo),通過斜率公式求出kPQ和kBC即得λ的值;
(3) 通過直線PQ與x軸垂直時特殊的位置,猜想直線AC過點Q,再證明當(dāng)直線PQ與x軸不垂直時,直線AC也過點Q,先通過直線PQ方程與圓方程聯(lián)立,求出點Q坐標(biāo),再通過證明斜率相等來證明三點共線,從而證得直線AC必過點Q.
【詳解】(1) 設(shè)B(x0,y0),則C(-x0,-y0),+=1,
因為A(2,0),所以k1=,k2=,
所以k1k2=.
(2) 設(shè)直線AP方程為y=k1(x-2),聯(lián)立
得(1+)x2-4x+4(-1)=0,解得xP=,yP=k1(xP-2)=,
聯(lián)立得(1+4)x2-16x+4(4-1)=0,
解得xB=,yB=k1(xB-2)=,
所以kBC=,kPQ===,
所以kPQ=kBC,故存常數(shù)λ=,使得kPQ=kBC.
(3) 設(shè)直線AC方程為y=k2(x-2),
當(dāng)直線PQ與x軸垂直時,Q,
則,所以k1=-,即B(0,1),C(0,-1),所以k2=,
則kAQ===k2,所以直線AC必過點Q.
當(dāng)直線PQ與x軸不垂直時,設(shè)直線PQ方程為y=
,
聯(lián)立解得xQ=,yQ=,
因為k2===-,
所以kAQ==-=k2,故直線AC必過點Q.
【點睛】本題考查直線與橢圓相交問題,考查橢圓中的定值與定點問題,設(shè)出直線方程是常用方法.本題方法是設(shè)出直線方程,求出交點坐標(biāo),求斜率,驗證結(jié)論.本題對學(xué)生的運算求解能力要求較高,屬于難題.
這是一份廣東省深圳外國語學(xué)校高中園2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)試題,共4頁。
這是一份廣東省深圳市深圳科學(xué)高中2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)試題,共4頁。
這是一份2.廣東省深圳實驗學(xué)校高中部2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期第三階段考試數(shù)學(xué)試題,共10頁。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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