2022年北京市懷柔區(qū)市級(jí)名校數(shù)學(xué)高三上期末學(xué)業(yè)水平測(cè)試模擬試題含解析_第1頁(yè)
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2022-2023學(xué)年高三上數(shù)學(xué)期末模擬試卷注意事項(xiàng):1.答題前,考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)碼填寫清楚,將條形碼準(zhǔn)確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2.答題時(shí)請(qǐng)按要求用筆。3.請(qǐng)按照題號(hào)順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無(wú)效;在草稿紙、試卷上答題無(wú)效。4.作圖可先使用鉛筆畫出,確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5.保持卡面清潔,不要折暴、不要弄破、弄皺,不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題:本題共12小題,每小題5分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.已知實(shí)數(shù),滿足約束條件,則目標(biāo)函數(shù)的最小值為A. B.C. D.2.執(zhí)行如圖所示的程序框圖,若輸出的,則①處應(yīng)填寫()A. B. C. D.3.已知復(fù)數(shù),其中,,是虛數(shù)單位,則()A. B. C. D.4.已知,,則等于().A. B. C. D.5.在中,為邊上的中線,為的中點(diǎn),且,,則()A. B. C. D.6.定義運(yùn)算,則函數(shù)的圖象是().A. B.C. D.7.設(shè)則以線段為直徑的圓的方程是()A. B.C. D.8.已知底面為正方形的四棱錐,其一條側(cè)棱垂直于底面,那么該四棱錐的三視圖可能是下列各圖中的()A. B. C. D.9.已知,是兩條不重合的直線,是一個(gè)平面,則下列命題中正確的是()A.若,,則 B.若,,則C.若,,則 D.若,,則10.設(shè),集合,則()A. B. C. D.11.已知是平面內(nèi)互不相等的兩個(gè)非零向量,且與的夾角為,則的取值范圍是()A. B. C. D.12.已知函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,記,,…,N.若,則()A. B. C. D.二、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分。13.設(shè)α、β為互不重合的平面,m,n是互不重合的直線,給出下列四個(gè)命題:①若m∥n,則m∥α;②若m?α,n?α,m∥β,n∥β,則α∥β;③若α∥β,m?α,n?β,則m∥n;④若α⊥β,α∩β=m,n?α,m⊥n,則n⊥β;其中正確命題的序號(hào)為_____.14.已知實(shí)數(shù),滿足約束條件,則的最小值為______.15.在中,內(nèi)角所對(duì)的邊分別為,若,的面積為,則_______,_______.16.已知點(diǎn)是雙曲線漸近線上的一點(diǎn),則雙曲線的離心率為_______三、解答題:共70分。解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17.(12分)如圖,在四棱錐中,是邊長(zhǎng)為的正方形的中心,平面,為的中點(diǎn).(Ⅰ)求證:平面平面;(Ⅱ)若,求二面角的余弦值.18.(12分)已知橢圓的離心率為,且過(guò)點(diǎn),點(diǎn)在第一象限,為左頂點(diǎn),為下頂點(diǎn),交軸于點(diǎn),交軸于點(diǎn).(1)求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若,求點(diǎn)的坐標(biāo).19.(12分)如圖,在直三棱柱中,分別是中點(diǎn),且,.求證:平面;求點(diǎn)到平面的距離.20.(12分)如圖所示,直角梯形中,,,,四邊形為矩形,.(1)求證:平面平面;(2)在線段上是否存在點(diǎn),使得直線與平面所成角的正弦值為,若存在,求出線段的長(zhǎng),若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.21.(12分)設(shè)數(shù)列的前列項(xiàng)和為,已知.(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)求證:.22.(10分)已知數(shù)列是各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列,數(shù)列為等差數(shù)列,且,,.(1)求數(shù)列與的通項(xiàng)公式;(2)求數(shù)列的前項(xiàng)和;(3)設(shè)為數(shù)列的前項(xiàng)和,若對(duì)于任意,有,求實(shí)數(shù)的值.

參考答案一、選擇題:本題共12小題,每小題5分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、B【解析】

作出不等式組對(duì)應(yīng)的平面區(qū)域,目標(biāo)函數(shù)的幾何意義為動(dòng)點(diǎn)到定點(diǎn)的斜率,利用數(shù)形結(jié)合即可得到的最小值.【詳解】解:作出不等式組對(duì)應(yīng)的平面區(qū)域如圖:目標(biāo)函數(shù)的幾何意義為動(dòng)點(diǎn)到定點(diǎn)的斜率,當(dāng)位于時(shí),此時(shí)的斜率最小,此時(shí).故選B.【點(diǎn)睛】本題主要考查線性規(guī)劃的應(yīng)用以及兩點(diǎn)之間的斜率公式的計(jì)算,利用z的幾何意義,通過(guò)數(shù)形結(jié)合是解決本題的關(guān)鍵.2、B【解析】

模擬程序框圖運(yùn)行分析即得解.【詳解】;;.所以①處應(yīng)填寫“”故選:B【點(diǎn)睛】本題主要考查程序框圖,意在考查學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的理解掌握水平.3、D【解析】試題分析:由,得,則,故選D.考點(diǎn):1、復(fù)數(shù)的運(yùn)算;2、復(fù)數(shù)的模.4、B【解析】

由已知條件利用誘導(dǎo)公式得,再利用三角函數(shù)的平方關(guān)系和象限角的符號(hào),即可得到答案.【詳解】由題意得,又,所以,結(jié)合解得,所以,故選B.【點(diǎn)睛】本題考查三角函數(shù)的誘導(dǎo)公式、同角三角函數(shù)的平方關(guān)系以及三角函數(shù)的符號(hào)與位置關(guān)系,屬于基礎(chǔ)題.5、A【解析】

根據(jù)向量的線性運(yùn)算可得,利用及,計(jì)算即可.【詳解】因?yàn)?所以,所以,故選:A【點(diǎn)睛】本題主要考查了向量的線性運(yùn)算,向量數(shù)量積的運(yùn)算,向量數(shù)量積的性質(zhì),屬于中檔題.6、A【解析】

由已知新運(yùn)算的意義就是取得中的最小值,因此函數(shù),只有選項(xiàng)中的圖象符合要求,故選A.7、A【解析】

計(jì)算的中點(diǎn)坐標(biāo)為,圓半徑為,得到圓方程.【詳解】的中點(diǎn)坐標(biāo)為:,圓半徑為,圓方程為.故選:.【點(diǎn)睛】本題考查了圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,意在考查學(xué)生的計(jì)算能力.8、C【解析】試題分析:通過(guò)對(duì)以下四個(gè)四棱錐的三視圖對(duì)照可知,只有選項(xiàng)C是符合要求的.考點(diǎn):三視圖9、D【解析】

利用空間位置關(guān)系的判斷及性質(zhì)定理進(jìn)行判斷.【詳解】解:選項(xiàng)A中直線,還可能相交或異面,選項(xiàng)B中,還可能異面,選項(xiàng)C,由條件可得或.故選:D.【點(diǎn)睛】本題主要考查直線與平面平行、垂直的性質(zhì)與判定等基礎(chǔ)知識(shí);考查空間想象能力、推理論證能力,屬于基礎(chǔ)題.10、B【解析】

先化簡(jiǎn)集合A,再求.【詳解】由得:,所以,因此,故答案為B【點(diǎn)睛】本題主要考查集合的化簡(jiǎn)和運(yùn)算,意在考查學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的掌握水平和計(jì)算推理能力.11、C【解析】試題分析:如下圖所示,則,因?yàn)榕c的夾角為,即,所以,設(shè),則,在三角形中,由正弦定理得,所以,所以,故選C.考點(diǎn):1.向量加減法的幾何意義;2.正弦定理;3.正弦函數(shù)性質(zhì).12、D【解析】

通過(guò)計(jì)算,可得,最后計(jì)算可得結(jié)果.【詳解】由題可知:所以所以猜想可知:由所以所以故選:D【點(diǎn)睛】本題考查導(dǎo)數(shù)的計(jì)算以及不完全歸納法的應(yīng)用,選擇題、填空題可以使用取特殊值,歸納猜想等方法的使用,屬中檔題.二、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分。13、④【解析】

根據(jù)直線和平面,平面和平面的位置關(guān)系依次判斷每個(gè)選項(xiàng)得到答案.【詳解】對(duì)于①,當(dāng)m∥n時(shí),由直線與平面平行的定義和判定定理,不能得出m∥α,①錯(cuò)誤;對(duì)于②,當(dāng)m?α,n?α,且m∥β,n∥β時(shí),由兩平面平行的判定定理,不能得出α∥β,②錯(cuò)誤;對(duì)于③,當(dāng)α∥β,且m?α,n?β時(shí),由兩平面平行的性質(zhì)定理,不能得出m∥n,③錯(cuò)誤;對(duì)于④,當(dāng)α⊥β,且α∩β=m,n?α,m⊥n時(shí),由兩平面垂直的性質(zhì)定理,能夠得出n⊥β,④正確;綜上知,正確命題的序號(hào)是④.故答案為:④.【點(diǎn)睛】本題考查了直線和平面,平面和平面的位置關(guān)系,意在考查學(xué)生的空間想象能力和推斷能力.14、【解析】

作出滿足約束條件的可行域,將目標(biāo)函數(shù)視為可行解與點(diǎn)的斜率,觀察圖形斜率最小在點(diǎn)B處,聯(lián)立,解得點(diǎn)B坐標(biāo),即可求得答案.【詳解】作出滿足約束條件的可行域,該目標(biāo)函數(shù)視為可行解與點(diǎn)的斜率,故由題可知,聯(lián)立得,聯(lián)立得所以,故所以的最小值為故答案為:【點(diǎn)睛】本題考查分式型目標(biāo)函數(shù)的線性規(guī)劃問(wèn)題,屬于簡(jiǎn)單題.15、【解析】

由已知及正弦定理,三角函數(shù)恒等變換的應(yīng)用可得,從而求得,結(jié)合范圍,即可得到答案運(yùn)用余弦定理和三角形面積公式,結(jié)合完全平方公式,即可得到答案【詳解】由已知及正弦定理可得,可得:解得,即,由面積公式可得:,即由余弦定理可得:即有解得【點(diǎn)睛】本題主要考查了運(yùn)用正弦定理、余弦定理和面積公式解三角形,題目較為基礎(chǔ),只要按照題意運(yùn)用公式即可求出答案16、【解析】

先表示出漸近線,再代入點(diǎn),求出,則離心率易求.【詳解】解:的漸近線是因?yàn)樵跐u近線上,所以,故答案為:【點(diǎn)睛】考查雙曲線的離心率的求法,是基礎(chǔ)題.三、解答題:共70分。解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17、(Ⅰ)詳見解析;(Ⅱ).【解析】

(Ⅰ)由正方形的性質(zhì)得出,由平面得出,進(jìn)而可推導(dǎo)出平面,再利用面面垂直的判定定理可證得結(jié)論;(Ⅱ)取的中點(diǎn),連接、,以、、所在直線分別為、、軸建立空間直角坐標(biāo)系,利用空間向量法能求出二面角的余弦值.【詳解】(Ⅰ)是正方形,,平面,平面,、平面,且,平面,又平面,平面平面;(Ⅱ)取的中點(diǎn),連接、,是正方形,易知、、兩兩垂直,以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),以、、所在直線分別為、、軸建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,在中,,,,、、、,設(shè)平面的一個(gè)法向量,,,由,得,令,則,,.設(shè)平面的一個(gè)法向量,,,由,得,取,得,,得.,二面角為鈍二面角,二面角的余弦值為.【點(diǎn)睛】本題考查面面垂直的證明,同時(shí)也考查了利用空間向量法求解二面角,考查推理能力與計(jì)算能力,屬于中等題.18、(1);(2)【解析】

(1)由題意得,求出,進(jìn)而可得到橢圓的方程;(2)由(1)知點(diǎn),坐標(biāo),設(shè)直線的方程為,易知,可得點(diǎn)的坐標(biāo)為,聯(lián)立方程,得到關(guān)于的一元二次方程,結(jié)合根與系數(shù)關(guān)系,可用表示的坐標(biāo),進(jìn)而由三點(diǎn)共線,即,可用表示的坐標(biāo),再結(jié)合,可建立方程,從而求出的值,即可求得點(diǎn)的坐標(biāo).【詳解】(1)由題意得,解得,所以橢圓的方程為.(2)由(1)知點(diǎn),,由題意可設(shè)直線的斜率為,則,所以直線的方程為,則點(diǎn)的坐標(biāo)為,聯(lián)立方程,消去得:.設(shè),則,所以,所以,所以.設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,因?yàn)辄c(diǎn)三點(diǎn)共線,所以,即,所以,所以.因?yàn)?,所以,即,所以,解得,又,所以符合題意,計(jì)算可得,,故點(diǎn)的坐標(biāo)為.【點(diǎn)睛】本題考查橢圓方程的求法,考查直線與橢圓位置關(guān)系的應(yīng)用,考查平行線的性質(zhì),考查學(xué)生的計(jì)算求解能力,屬于難題.19、(1)詳見解析;(2).【解析】

(1)利用線面垂直的判定定理和性質(zhì)定理即可證明;(2)取中點(diǎn)為,則,證得平面,利用等體積法求解即可.【詳解】(1)因?yàn)椋?,,是的中點(diǎn),,為直三棱柱,所以平面,因?yàn)闉橹悬c(diǎn),所以平面,,又,平面(2),又分別是中點(diǎn),.由(1)知,,又平面,取中點(diǎn)為,連接如圖,則,平面,設(shè)點(diǎn)到平面的距離為,由,得,即,解得,點(diǎn)到平面的距離為.【點(diǎn)睛】本題考查線面垂直的判定定理和性質(zhì)定理、等體積法求點(diǎn)到面的距離;考查邏輯推理能力和運(yùn)算求解能力;熟練掌握線面垂直的判定定理和性質(zhì)定理是求解本題的關(guān)鍵;屬于中檔題.20、(1)見解析;(2)存在,長(zhǎng)【解析】

(1)先證面,又因?yàn)槊?所以平面平面.(2)根據(jù)題意建立空間直角坐標(biāo)系.列出各點(diǎn)的坐標(biāo)表示,設(shè),則可得出向量,求出平面的法向量為,利用直線與平面所成角的正弦公式列方程求出或,從而求出線段的長(zhǎng).【詳解】解:(1)證明:因?yàn)樗倪呅螢榫匦?∴.∵∴∴∴面∴面又∵面∴平面平面(2)取為原點(diǎn),所在直線為軸,所在直線為軸建立空間直角坐標(biāo)系.如圖所示:則,,,,,設(shè),;∴,,設(shè)平面的法向量為,∴,不防設(shè).∴,化簡(jiǎn)得,解得或;當(dāng)時(shí),,∴;當(dāng)時(shí),,∴;綜上存在這樣的點(diǎn),線段的長(zhǎng).【點(diǎn)睛】本題考查平面與平面垂直的判定定理的應(yīng)用,考查利用線面所成角求參數(shù)問(wèn)題,是幾何綜合題,考查空間想象力以及計(jì)算能力.21、(1)(2)證明見解析【解析】

(1)由已知可得,構(gòu)造等比數(shù)列即可求出通項(xiàng)公式;(2)當(dāng)時(shí),由,可求,時(shí),由,可證,驗(yàn)證時(shí),不等式也成立,即可得證.【詳解】(1)由可得,,即,所以,解得,(2)當(dāng)時(shí),,,當(dāng)時(shí),,綜上,由可得遞增,,時(shí);所以,綜上:故.【點(diǎn)睛】本題主要考

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