福建省長樂中學2023-2024學年高二數(shù)學第一學期期末學業(yè)水平測試模擬試題含解析

福建省長樂中學2023-2024學年高二數(shù)學第一學期期末學業(yè)水平測試模擬試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。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選項中，只有一項是符合題目要求的。1．已知雙曲線的方程為，則下列關于雙曲線說法正確的是（）A.虛軸長為4 B.焦距為C.焦點到漸近線的距離為4 D.漸近線方程為2．一物體做直線運動，其位移(單位:)與時間(單位:)的關系是，則該物體在時的瞬時速度是A. B.C. D.3．設等差數(shù)列的前n項和為，，公差為d，，，則下列結論不正確的是（）A. B.當時，取得最大值C. D.使得成立的最大自然數(shù)n是154．在的展開式中，只有第4項的二項式系數(shù)最大，且所有項的系數(shù)和為0，則含的項的系數(shù)為（）A.-20 B.-15C.-6 D.155．已知函數(shù)的導函數(shù)滿足，則（）A. B.C.3 D.46．19世紀法國著名數(shù)學家加斯帕爾·蒙日，創(chuàng)立了畫法幾何學，推動了空間幾何學的獨立發(fā)展，提出了著名的蒙日圓定理：橢圓的兩條切線互相垂直，則切線的交點位于一個與橢圓同心的圓上，稱為蒙日圓，且該圓的半徑等于橢圓長半軸長與短半軸長的平方和的算術平方根．若圓與橢圓的蒙日圓有且僅有一個公共點，則b的值為（）A. B.C. D.7．在等比數(shù)列中，，是方程的兩個實根，則（）A.-1 B.1C.-3 D.38．已知，，，則最小值是（）A.10 B.9C.8 D.79．在等比數(shù)列中，，且，則t＝（）A.-2 B.－1C.1 D.210．如圖，正方形與矩形所在的平面互相垂直，在上，且平面，則M點的坐標為（）A. B.C. D.11．設函數(shù)是奇函數(shù)的導函數(shù)，，當時，，則使得成立的的取值范圍是A. B.C D.12．已知，則下列不等式一定成立的是（）A B.C. D.二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．甲、乙兩人獨立地破譯一份密碼，已知各人能破譯的概率分別為，則密碼被成功破譯的概率_________14．等比數(shù)列中，，，則數(shù)列的公比為____.15．設公差的等差數(shù)列的前項和為，已知，且，，成等比數(shù)列，則的最小值為______16．已知一個樣本數(shù)據為3，3，5，5，5，7，7，現(xiàn)在新加入一個3，一個5，一個7得到一個新樣本，則與原樣本數(shù)據相比，新樣本數(shù)據平均數(shù)______，方差______.（“變大”、“變小”、“不變”）三、解答題：共70分。解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17．（12分）已知斜率為的直線與橢圓：交于，兩點（1）若線段的中點為，求的值；（2）若，求證：原點到直線的距離為定值18．（12分）已知點到兩個定點的距離比為（1）求點的軌跡方程；（2）若過點的直線被點的軌跡截得的弦長為，求直線的方程19．（12分）設函數(shù).（1）求在處的切線方程；（2）求的極小值點和極大值點.20．（12分）已知橢圓F：經過點且離心率為，直線和是分別過橢圓F的左、右焦點的兩條動直線，它們與橢圓分別相交于點A、B和C、D，O為坐標原點，直線AB和直線CD相交于M．記直線的斜率分別為，且（1）求橢圓F標準方程（2）是否存在定點P，Q，使得為定值．若存在，請求出P、Q的坐標，若不存在，請說明理由21．（12分）已知橢圓C與橢圓有相同的焦點，且長軸長為4（1）求C的標準方程；（2）直線，分別經過點與C相切，切點分別為A，B，證明：22．（10分）設函數(shù)，其中是自然對數(shù)的底數(shù)，.（1）若，求的最小值；（2）若，證明：恒成立.

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選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】根據雙曲線的性質逐一判斷即可.【詳解】在雙曲線中，焦點在軸上，，，，所以虛軸長為6，故A錯誤；焦距為，故B錯誤；漸近線方程為，故D正確；焦點到漸近線的距離為，故C錯誤；故選：D.2、A【解析】先對求導，然后將代入導數(shù)式，可得出該物體在時的瞬時速度【詳解】對求導，得，，因此，該物體在時的瞬時速度為，故選A【點睛】本題考查瞬時速度的概念，考查導數(shù)與瞬時變化率之間的關系，考查計算能力，屬于基礎題3、D【解析】根據等差數(shù)列等差中項的性質，求和公式及單調性分別判斷.【詳解】因為，，所以，則，故A正確;當時,取得最大值，故B正確;，故C正確;因為，，，所以使得成立的最大自然數(shù)是，故D錯誤.故選：D4、C【解析】先由只有第4項的二項式系數(shù)最大，求出n=6；再由展開式的所有項的系數(shù)和為0，用賦值法求出,用通項公式求出的項的系數(shù).【詳解】∵在的展開式中，只有第4項的二項式系數(shù)最大，∴在的展開式有7項，即n=6；而展開式的所有項的系數(shù)和為0，令x=1，代入，即，所以.∴是展開式的通項公式為：，要求含的項，只需，解得，所以系數(shù)為.故選：C5、C【解析】先對函數(shù)求導，再由，可求出的關系式，然后求【詳解】由，得，因為，所以，所以，故選：C6、B【解析】由題意求出蒙日圓方程，再由兩圓只有一個交點可知兩圓相切，從而列方程可求出b的值【詳解】由題意可得橢圓的蒙日圓的半徑，所以蒙日圓方程為，因為圓與橢圓的蒙日圓有且僅有一個公共點，所以兩圓相切，所以，解得，故選：B7、B【解析】由韋達定理可知，結合等比中項的性質可求出.【詳解】解：在等比數(shù)列中，由題意知：，，所以，，所以且，即.故選：B.8、B【解析】利用題設中的等式，把的表達式轉化成展開后，利用基本不等式求得的最小值【詳解】∵，，，∴＝，當且僅當，即時等號成立故選：B9、A【解析】先求出，利用等比中項求出t.【詳解】在等比數(shù)列中，，且，所以所以，即，解得：.當時，，不符合等比數(shù)列的定義，應舍去，故.故選：A.10、A【解析】設點的坐標為，由平面,可得出，利用空間向量數(shù)量積為0求得、的值，即可得出點的坐標.【詳解】設點的坐標為，,,，，則，,，平面,即，所以，，解得，所以，點的坐標為，故選：A.11、B【解析】構造函數(shù)，可知函數(shù)為奇函數(shù)，利用導數(shù)分析出函數(shù)在上的單調性，并得出，然后分別在和解不等式，由此可得出不等式的解集.【詳解】構造函數(shù)，該函數(shù)的定義域為，由于函數(shù)為上的奇函數(shù)，則，所以，函數(shù)為上的奇函數(shù)，且，，.當時，，此時，函數(shù)單調遞增，由，可得，解得；當時，則函數(shù)單調遞增，由，可得，解得.綜上所述，使得成立的的取值范圍是.故選：B.【點睛】本題考查利用函數(shù)的單調性求解函數(shù)不等式，根據導數(shù)不等式的結構構造合適的函數(shù)是解題的關鍵，考查分析問題和解決問題的能力，屬于中等題.12、B【解析】運用不等式的性質及舉反例的方法可求解.【詳解】對于A，如，滿足條件，但不成立，故A不正確；對于B，因為，所以，所以，故B正確；對于C，因為，所以，所以不成立，故C不正確；對于D，因為，所以，所以，故D不正確.故選：B二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、【解析】根據題意，由相互獨立事件概率的乘法公式可得密碼沒有被破譯的概率，進而由對立事件的概率性質分析可得答案【詳解】解：根據題意，甲乙兩人能成功破譯的概率分別是，，則密碼沒有被破譯，即甲乙都沒有成功破譯密碼概率，故該密碼被成功破譯的概率故答案為：14、【解析】根據等比數(shù)列的定義，結合已知條件，代值計算即可求得結果.【詳解】因為是等比數(shù)列，設其公比為，又，，故可得，解得.故答案為：.15、##0.4【解析】應用等比中項的性質及等差數(shù)列通項公式求公差d，進而寫出等差數(shù)列的通項公式、前n項和公式，再求目標式的最小值.【詳解】由題設，，則，整理得，又，解得，故，，所以，故當時目標式有最小值為.故答案為：16、①.不變②.變大【解析】通過計算平均數(shù)和方差來確定正確答案.【詳解】原樣本平均數(shù)為，原樣本方差為，新樣本平均數(shù)為，新樣本方差為.所以平均數(shù)不變，方差變大.故答案為：不變；變大三、解答題：共70分。解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17、（1）；（2）證明見解析.【解析】（1）設出兩點的坐標，利用點差法即可求出的值；（2）設出直線的方程，與橢圓方程聯(lián)立，寫韋達；根據，求出，從而可證明原點到直線的距離為定值【小問1詳解】設，則，，兩式相減，得，即，所以，即，又因為線段的中點為，所以，即；【小問2詳解】設斜率為的直線為，，由，得，所以，，因為，所以，即，所以，所以，即，所以，原點到直線的距離為.所以原點到直線的距離為定值.18、（1）（2）或【解析】（1）設出，表達出，直接法求出軌跡方程；（2）在第一問的基礎上，先考慮直線斜率不存在時是否符合要求，再考慮斜率存在時，設出直線方程，表達出圓心到直線的距離，利用垂徑定理列出方程，求出直線方程.【小問1詳解】設,則，，故，兩邊平方得：【小問2詳解】當直線斜率不存在時，直線為，此時弦長為，滿足題意；當直線斜率存在時，設直線，則圓心到直線距離為，由垂徑定理得：，解得：，此時直線的方程為，綜上：直線的方程為或.19、（1）；（2）極大值點，極小值點.【解析】（1）求函數(shù)的導數(shù)，利用函數(shù)的導數(shù)求出切線的斜率，結合切點坐標，然后求解切線方程；（2）利用導數(shù)研究f(x)的單調性，判斷函數(shù)的極值點即可【小問1詳解】函數(shù)，函數(shù)的導數(shù)為，，在處的切線方程：，即【小問2詳解】令，，解得，當時，可得，即的單調遞減區(qū)間，或，可得，∴函數(shù)單調遞增區(qū)間，，的極大值點，極小值點20、（1）；（2）存在點，使得為定值.【解析】（1）設，，，結合條件即求；（2）由題可設直線方程，利用韋達定理法可得，再結合條件可得點的軌跡方程為，然后利用橢圓的定義即得結論.【小問1詳解】設，，，橢圓方程為：，橢圓過點，，解得t=1，所以橢圓F的方程是【小問2詳解】由題可得焦點的坐標分別為，當直線AB或CD的斜率不存在時，點M的坐標為或，當直線AB和CD的斜率都存在時，設斜率分別為，點，直線AB為，聯(lián)立，得則，，同理可得，，因為，所以，化簡得由題意，知，所以設點，則，所以，化簡得，當直線或的斜率不存在時，點M的坐標為或，也滿足此方程所以點在橢圓上，根據橢圓定義可知，存在定點，使得為定值【點睛】關鍵點點睛：本題的關鍵是利用韋達定理法及題設條件求出點M的軌跡方程，再結合橢圓的定義，從而問題得到解決.21、（1）；（2）證明見解析.【解析】（1）根據共焦點求出參數(shù)c，由長軸長求參數(shù)a，即可確定C的標準方程；（2）令過切線為，聯(lián)立橢圓C結合得到關于k的一元二次方程，根據根與系數(shù)關系即可證明結論.【小問1詳解】由題設，對于橢圓C有，又橢圓的焦點為，則，所以，故C的標準方程.【小問2詳解】由題設，直線，的斜率必存在，令橢圓C的切線方程為，聯(lián)立橢圓方程并整理可得：，由相切關系知：，整理得：，所以，即直線，相互垂直，則.22、（1）（2）證明見解析【解析】（1）當時，，求出，可得答案；