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文檔簡介
北京市重點(diǎn)中學(xué)2023-2024第一學(xué)年高二數(shù)學(xué)期末模擬試卷一.選擇題((本大題共10小題,每小題4分,在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.已知拋物線方程為x2=2y,則其準(zhǔn)線方程為()A.y=﹣1 B.x=﹣1 C. D.2.下列直線與圓(x﹣1)2+(y﹣1)2=2相切的是()A.y=﹣x B.y=x C.y=﹣2x D.y=2x3.在等比數(shù)列{an}中,若a3=2,a5=8,則a7=()A.10 B.16 C.24 D.324.設(shè)l是直線,α,β是兩個不同的平面,則下列命題中正確的是()A.若l∥α,l∥β,則α∥β B.若l∥α,l⊥β,則α⊥β C.若α⊥β,l⊥α,則l⊥β D.若α⊥β,l∥α,則l⊥β5.北京中軸線是世界城市建設(shè)歷史上最杰出的城市設(shè)計(jì)范例之一.其中鐘鼓樓、萬寧橋、景山、故宮、端門、天安門、外金水橋、天安門廣場及建筑群、正陽門、中軸線南段道路遺存、永定門,依次是自北向南位列軸線中央相鄰的11個重要建筑及遺存.某同學(xué)欲從這11個重要建筑及遺存中隨機(jī)選取相鄰的3個游覽,則選取的3個中一定有故宮的概率為()A. B. C. D.6.已知半徑為2的圓經(jīng)過點(diǎn)(1,0),其圓心到直線3x﹣4y+12=0的距離的最小值為()A.0 B.1 C.2 D.37.設(shè){an}是公差為d的等差數(shù)列,Sn為其前n項(xiàng)和,則“d>0”是“{Sn}為遞增數(shù)列”的()A.充分而不必要條件 B.必要而不充分條件 C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件8.坡屋頂是我國傳統(tǒng)建筑造型之一,蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)元素.安裝燈帶可以勾勒出建筑輪廓,展現(xiàn)造型之美.如圖,某坡屋頂可視為一個五面體,其中兩個面是全等的等腰梯形,兩個面是全等的等腰三角形.若AB=25m,BC=AD=10m,且等腰梯形所在的平面、等腰三角形所在的平面與平面ABCD的夾角的正切值均為,則該五面體的所有棱長之和為()A.102m B.112m C.117m D.125m9.如圖,在四棱錐P﹣ABCD中,底面ABCD是邊長為3的正方形,PD⊥平面ABCD,點(diǎn)M為底面上的動點(diǎn),M到PD的距離記為d,若MC=2d,則點(diǎn)M在底面正方形內(nèi)的軌跡的長度為()A.2 B. C. D.10.對任意m∈N+,若遞增數(shù)列{an}中不大于2m的項(xiàng)的個數(shù)恰為m,且a1+a2+?+an=100,則n的最小值為()A.10 B.9 C.8 D.7二.填空題((本大題共5小題,每小題5分)11.在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代,國家積極推動信息化技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)方式的深度融合,實(shí)現(xiàn)線上、線下融合式教學(xué)模式變革.某校高一、高二和高三學(xué)生人數(shù)如圖所示.采用分層抽樣的方法調(diào)查融合式教學(xué)模式的實(shí)施情況,在抽取樣本中,高一學(xué)生有16人,則該樣本中的高三學(xué)生人數(shù)為.12.在空間直角坐標(biāo)系O﹣xyz中,已知過坐標(biāo)原點(diǎn)O的平面α的一個法向量是=(0,0,﹣1),點(diǎn)P(3,﹣4,5)到平面α的距離為.13.已知雙曲線的一個焦點(diǎn)為,且與直線y=±2x沒有公共點(diǎn),則雙曲線的方程可以為.14.已知拋物線C:y2=2px(p>0)過點(diǎn)M(4,4),那么拋物線C的準(zhǔn)線方程為,設(shè)N為平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)一點(diǎn),若線段MN的垂直平分線過拋物線C的焦點(diǎn)F,那么線段FN的長度為.15.已知曲線E的方程為,給出下列四個結(jié)論:①若點(diǎn)M(x,y)是曲線E上的點(diǎn),則x≤2,y∈R;②曲線E關(guān)于x軸對稱,且關(guān)于原點(diǎn)對稱;③曲線E與x軸,y軸共有4個交點(diǎn);④曲線E與直線只有1個交點(diǎn).其中所有正確結(jié)論的序號是.三.解答題(本大題共6小題,解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步)16(13分).已知△OAB的三個頂點(diǎn)分別是O(0,0),A(2,0),B(4,2).(Ⅰ)求△OAB的外接圓C的方程;(Ⅱ)求直線l:4x+3y﹣8=0被圓C截得的弦的長.17(14分).已知等差數(shù)列{an}滿足a1+a2=10,a4﹣a3=2.(1)求{an}的通項(xiàng)公式;(2)設(shè)等比數(shù)列{bn}滿足b2=a3,b3=a7,問:b6與數(shù)列{an}的第幾項(xiàng)相等?(3)在(2)的條件下,設(shè)cn=5an﹣bn數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和為Sn,求:當(dāng)n為何值時(shí),Sn的值最大?18(14分).近年來共享單車在我國主要城市發(fā)展迅速.目前市場上有多種類型的共享單車,有關(guān)部門對其中三種共享單車方式(M方式、Y方式、F方式)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(統(tǒng)計(jì)對象年齡在15~55歲),相關(guān)數(shù)據(jù)如表1,表2所示.三種共享單車方式人群年齡比例(表1)方式年齡分組M方式Y(jié)方式F方式[15,25)25%20%35%[25,35)50%55%25%[35,45)20%20%20%[45,55]5%a%20%不同性別選擇共享單車種類情況統(tǒng)計(jì)(表2)性別使用單車種類數(shù)(種)男女120%50%235%40%345%10%(Ⅰ)根據(jù)表1估算出使用Y共享單車方式人群的平均年齡;(Ⅱ)若從統(tǒng)計(jì)對象中隨機(jī)選取男女各一人,試估計(jì)男性使用共享單車種類數(shù)大于女性使用共享單車種類數(shù)的概率;(Ⅲ)現(xiàn)有一個年齡在25~35歲之間的共享單車用戶,那么他使用Y方式出行的概率最大,使用F方式出行的概率最小,試問此結(jié)論是否正確?(只需寫出結(jié)論)19(15分).如圖,在四棱錐P﹣ABCD中,底面ABCD為正方形,平面PAD⊥平面ABCD,AB=4,PA=PD,E,F(xiàn)分別為BC,PD的中點(diǎn).(Ⅰ)求證:EF∥平面PAB;(Ⅱ)再從條件①、條件②這兩個條件中選擇一個作為已知,求二面角F﹣BE﹣A的余弦值.條件①:PD⊥EF;條件②:PD=EF.注:如果選擇條件①和條件②分別解答,按第一個解答計(jì)分.20(15分).已知點(diǎn)A(0,﹣1)在橢圓C:+=1上.(Ⅰ)求橢圓C的方程和離心率;(Ⅱ)設(shè)直線l:y=k(x﹣1)(其中k≠1)與橢圓C交于不同兩點(diǎn)E,F(xiàn),直線AE,AF分別交直線x=3于點(diǎn)M,N.當(dāng)△AMN的面積為3時(shí),求k的值.21(15分).對于給定的正整數(shù)m和實(shí)數(shù)a,若數(shù)列{an}滿足如下兩個性質(zhì):①a1+a2+?+am=a;②對?n∈N*,an+m=an,則稱數(shù)列{an}具有性質(zhì)Pm(a).(Ⅰ)若數(shù)列{an}具有性質(zhì)P2(1),求數(shù)列{an}的前10項(xiàng)和;(Ⅱ)對于給定的正奇數(shù)t,若數(shù)列{an}同時(shí)具有性質(zhì)P4(4)和Pt(t),求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;(Ⅲ)若數(shù)列{an}具有性質(zhì)Pm(a),求證:存在自然數(shù)N,對任意的正整數(shù)k,不等式≥均成立.參考答案與試題解析一.選擇題(共10小題)1.【答案】D【分析】利用拋物線方程直接求解準(zhǔn)線方程即可.【解答】解:拋物線x2=2y的準(zhǔn)線方程為:y=﹣,故選:D.2.【答案】A【分析】根據(jù)題意,分析圓的圓心以及半徑,進(jìn)而依次計(jì)算圓心到選項(xiàng)中直線的距離,分析直線與圓的位置關(guān)系,即可得答案.【解答】解:根據(jù)題意,圓(x﹣1)2+(y﹣1)2=2的圓心與(1,1),半徑r=,據(jù)此分析選項(xiàng):對于A,圓心(1,1)到直線y=﹣x的距離d===r,直線與圓相切,符合題意;對于B,圓心(1,1)在直線y=x上,直線與圓不相切,不符合題意;對于C,圓心(1,1)到直線y=﹣2x即2x+y=0的距離d==<r,直線與圓相交,不符合題意;對于D,圓心(1,1)到直線y=2x即2x﹣y=0的距離d==<r,直線與圓相交,不符合題意;故選:A.3.【答案】D【分析】根據(jù)等比數(shù)列的性質(zhì)即可求出.【解答】解:等比數(shù)列{an}中,若a3=2,a5=8,則a7===32,故選:D.4.【答案】B【分析】對于A,α與β相交或平行;對于B,由面面垂直的判定定理得α⊥β;對于C,l與β平行或l?β;對于D,l與β相交、平行或l?β.【解答】解:設(shè)l是直線,α,β是兩個不同的平面,對于A,若l∥α,l∥β,則α與β相交或平行,故A錯誤;對于B,若l∥α,l⊥β,則由面面垂直的判定定理得α⊥β,故B正確;對于C,若α⊥β,l⊥α,則l與β平行或l?β,故C錯誤;對于D,若α⊥β,l∥α,則l與β相交、平行或l?β,故D正確.故選:B.5.【答案】D【分析】分別求出這11個重要建筑及遺存中隨機(jī)選取相鄰的3個的種數(shù)和選取的3個中一定有故宮的種數(shù),再由古典概型代入即求出結(jié)果.【解答】解:設(shè)這11個重要建筑依次為a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,其中故宮為d,某同學(xué)欲從這11個重要建筑及遺存中隨機(jī)選取相鄰的3個游覽,基本事件有11個,分別為:(a,b,c),(b,c,d),(c,d,e),(d,e,f),(e,f,g),(f,g,h),(g,h,i),(h,i,j),(i,j,k),其中選取的3個中一定有故宮的基本事件有3個,分別為:(b,c,d),(c,d,e),(d,e,f),∴選取的3個中一定有故宮的概率P=.故選:D.6.【答案】B【分析】求出(1,0)到直線的距離,結(jié)合圓的半徑,判斷求解即可.【解答】解:點(diǎn)(1,0)到直線3x﹣4y+12=0的距離為:=3,因?yàn)榘霃綖?的圓經(jīng)過點(diǎn)(1,0),所以圓心到直線3x﹣4y+12=0的距離的最小值為:3﹣2=1.故選:B.7.【答案】D【分析】根據(jù)等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式以及充分條件和必要條件的定義進(jìn)行判斷即可.【解答】解:由Sn+1>Sn?(n+1)a1+d>na1+d?dn+a1>0?d≥0且d+a1>0.即數(shù)列{Sn}為遞增數(shù)列的充要條件d≥0且d+a1>0,則“d>0”是“{Sn}為遞增數(shù)列”的既不充分也不必要條件,故選:D.8.【答案】C【分析】先根據(jù)線面角的定義求得,從而依次求EO,EG,EB,EF,再把所有棱長相加即可得解.【解答】解:如圖,過E做EO⊥平面ABCD,垂足為O,過E分別做EG⊥BC,EM⊥AB,垂足分別為G,M,連接OG,OM,由題意得等腰梯形所在的面、等腰三角形所在的面與底面夾角分別為∠EMO和∠EGO,所以.因?yàn)镋O⊥平面ABCD,BC?平面ABCD,所以EO⊥BC,因?yàn)镋G⊥BC,EO,EG?平面EOG,EO∩EG=E,所以BC⊥平面EOG,因?yàn)镺G?平面EOG,所以BC⊥OG,同理,OM⊥BM,又BM⊥BG,故四邊形OMBG是矩形,所以由BC=10得OM=5,所以,所以O(shè)G=5,所以在直角三角形EOG中,在直角三角形EBG中,BG=OM=5,,又因?yàn)镋F=AB﹣5﹣5=25﹣5﹣5=15,所有棱長之和為2×25+2×10+15+4×8=117m.故選:C.9.【答案】B【分析】在平面中求得M點(diǎn)的軌跡方程,從而求得軌跡的長度.【解答】解:由于PD⊥平面ABCD,DM?平面ABCD,所以PD⊥DM,所以|DM|=d,|MC|=2d,在正方形ABCD中,建立平面直角坐標(biāo)系如下圖所示,C(3,0),設(shè)M(x,y),則,|MC|2=4|DM|2,(x﹣3)2+y2=4x2+4y2,x2+y2+2x﹣3=0,(x+1)2+y2=4,所以M點(diǎn)的軌跡是以E(﹣1,0)為圓心,半徑為2的圓.由(x+1)2+y2=4,令x=0,解得y=,則F(0,﹣),由于|DE|=1,所以∠DEF=,所以M點(diǎn)的軌跡在底面正方形內(nèi)的長度是.故選:B.10.【答案】A【分析】先由條件得出an≤2n,進(jìn)而結(jié)合等差數(shù)列前n項(xiàng)和列出不等式,解不等式即可.【解答】解:由遞增數(shù)列{an}中不大于2m的項(xiàng)的個數(shù)恰為m可知an≤2n,又a1+a2+?+an=100,故2+4+6+?+2n≥100,即,解得或,又n∈N*,故n的最小值為10.故選:A.二.填空題(共5小題)11.【答案】12.【分析】根據(jù)直方圖求出抽樣比例,再計(jì)算抽取高三人數(shù).【解答】解:根據(jù)直方圖知,抽樣比例為=,所以應(yīng)該抽取高三人數(shù)為600×=12(人).故答案為:12.12.【答案】5.【分析】根據(jù)題意,求出向量的坐標(biāo),由點(diǎn)到平面的距離公式計(jì)算可得答案.【解答】解:根據(jù)題意,點(diǎn)P(3,﹣4,5),則=(3,﹣4,5),平面α的一個法向量是=(0,0,﹣1),則點(diǎn)P(3,﹣4,5)到平面α的距離d===5,故答案為:5.13.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】由題意得c=,且雙曲線的漸近線方程為y=±x,可得=2且c2=a2+b2,求解即可得出答案.【解答】解:由題意得c=,且雙曲線的漸近線方程為y=±x,∵雙曲線與直線y=±2x沒有公共點(diǎn),∴取直線y=±2x為漸近線,則=2,又c2=a2+b2,則a2=1,b2=4,∴雙曲線的方程可以是x2﹣=1.故答案為:x2﹣=1(答案不唯一).14.【答案】x=﹣1,5.【分析】將M的坐標(biāo)代入拋物線的方程,求得p,可得拋物線的方程和準(zhǔn)線方程;再由線段的垂直平分線的性質(zhì)和兩點(diǎn)的距離公式,可得所求長度.【解答】解:由拋物線C:y2=2px(p>0)過點(diǎn)M(4,4),可得42=8p,解得p=2,則拋物線的方程為y2=4x,準(zhǔn)線方程為x=﹣1,由線段MN的垂直平分線過拋物線C的焦點(diǎn)F(1,0),可得|FN|=|FM|==5.故答案為:x=﹣1,5.15.【答案】①④.【分析】先分x<0和0≤x≤2整理得到曲線方程,然后作出曲線的圖像即可判斷.【解答】解:當(dāng)x<0時(shí),曲線方程為,當(dāng)0≤x≤2時(shí),曲線方程為,故作出曲線E分圖像如下:由圖象知:x≤2,y∈R,①正確;曲線E關(guān)于x軸對稱,不關(guān)于原點(diǎn)對稱,②錯誤;曲線E與x軸,y軸共有3個交點(diǎn),③錯誤;當(dāng)x>0時(shí),曲線E與直線必有1個交點(diǎn),當(dāng)x<0時(shí),聯(lián)立直線方程和曲線方程得到,整理得到0=1,很顯然無解,所以曲線E與直線只有1個交點(diǎn),④正確,故答案為:①④.三.解答題(共6小題)16.【答案】(1)an=2n+2;(2)63;(3)當(dāng)n=4時(shí),Sn有最大值80.【分析】(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,運(yùn)用等差數(shù)列的通項(xiàng)公式求得首項(xiàng)和公差,從而可得{an}的通項(xiàng)公式;(2)設(shè)等比數(shù)列{bn}的公比為q,運(yùn)用等差數(shù)列和等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,解方程可得所求值;(3)由(2)可知bn,可得cn,從而利用分組求和法即可求出Sn,進(jìn)一步結(jié)合{cn}的單調(diào)性即可求出Sn的最大值.【解答】解:(1)設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,則d=a4﹣a3=2,又a1+a2=10,得a1+a1+2=10,解得a1=4,所以an=4+2(n﹣1)=2n+2;(2)設(shè)等比數(shù)列{bn}的公比為q,則b2=a3=8,b3=a7=16,所以q===2,b1==4,所以b6=4×25=128,令an=2n+2=128,解得n=63.故b6是數(shù)列{an}的第63項(xiàng);(3)由(2)可知bn=4×2n﹣1=2n+1,則cn=5an﹣bn=5(2n+2)﹣2n+1,所以Sn=5(4+6+…+2n+2)﹣=5×(4+2n+2)+2n+2﹣4=﹣2n+2+5n2+15n+4,又cn+1﹣cn=[10+10(n+1)﹣2n+2]﹣(10+10n﹣2n+1)=10﹣2n+1,所以當(dāng)n≤2時(shí),cn+1﹣cn>0,{cn}單調(diào)遞增,當(dāng)n≥3時(shí),cn+1﹣cn<0,{cn}單調(diào)遞減,且c4=50﹣25=50﹣32>0,c5=60﹣26=60﹣64<0,所以當(dāng)n≥5時(shí),cn<0,當(dāng)n≤4時(shí),cn>0,所以當(dāng)n=4時(shí),Sn有最大值且最大值為S4=﹣24+2+5×42+15×4+4=80.17.【答案】(I)x2+y2﹣2x﹣6y=0.(Ⅱ)6.【分析】(Ⅰ)設(shè)△OAB的外接圓C的一般方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,D2+E2﹣4F>0,把O(0,0),A(2,0),B(4,2)代入可得關(guān)于D,E,F(xiàn)方程組,解得D,E,F(xiàn),即可得出△OAB的外接圓C的一般方程.(Ⅱ)由(I)可得:(x﹣1)2+(y﹣3)2=10,可得圓心C(1,3),半徑r=,利用點(diǎn)到直線的距離公式可得圓心C到直線l的距離d,即可得出直線l:4x+3y﹣8=0被圓C截得的弦的長=2.【解答】解:(Ⅰ)設(shè)△OAB的外接圓C的一般方程為x2+y2+Dx+Ey+F=0,D2+E2﹣4F>0,把O(0,0),A(2,0),B(4,2)代入可得,解得D=﹣2,E=﹣6,F(xiàn)=0,∴△OAB的外接圓C的一般方程為x2+y2﹣2x﹣6y=0.(Ⅱ)由(I)可得:(x﹣1)2+(y﹣3)2=10,圓心C(1,3),半徑r=,圓心C到直線l的距離d==1,∴直線l:4x+3y﹣8=0被圓C截得的弦的長=2×=6.18.【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】(Ⅰ)由題意,a%=1﹣0.2﹣0.55﹣0.2=0.05,求出a,利用組中值估算出使用Y共享單車方式人群的平均年齡;(Ⅱ)若從統(tǒng)計(jì)對象中隨機(jī)選取男女各一人,分類討論,即可估計(jì)男性使用共享單車種類數(shù)大于女性使用共享單車種類數(shù)的概率;(Ⅲ)用Y方式出行與使用F方式出行沒有關(guān)系.【解答】解:(Ⅰ)由題意,a%=1﹣0.2﹣0.55﹣0.2=0.05,∴a=5,∴使用Y共享單車方式人群的平均年齡=+++=31;(Ⅱ)記男性使用共享單車種類數(shù)大于女性使用共享單車種類數(shù)為事件M,則男性使用2種,女性使用1種的概率=0.35×0.5=0.175,男性使用3種,女性使用1種的概率=0.45×0.5=0.225,男性使用3種,女性使用2種的概率=0.45×0.4=0.18,∴P(M)=0.175+0.225+0.18=0.58;(Ⅲ)不正確.19.【答案】(Ⅰ)證明過程見解答;(Ⅱ).【分析】(Ⅰ)取PA中點(diǎn)G,連接FG,EG,根據(jù)線面平行的判定定理,即可證明結(jié)論;(Ⅱ)取AD中點(diǎn)O,連接OP,OE,由題意得OP、OE、OA兩兩垂直,建立以O(shè)為原點(diǎn),以O(shè)A、OE、OP所在直線為x軸、y軸、z軸的空間直角坐標(biāo)系O﹣xyz,設(shè)P(0,0,2a)(a>0),利用向量法,即可得出答案.【解答】解:(Ⅰ)證明:取PA中點(diǎn)G,連接FG,EG,如圖所示:∵F為PD的中點(diǎn),∴FG∥AD,F(xiàn)G=AD,∵E是BC的中點(diǎn),∴BE=BC,在正方形ABCD中,AD∥BC,AD=BC,∴FG∥BE且FG=BE,∴四邊形BEFG為平行四邊形,∴EF∥BG,又EF?平面PAB,BG?平面PAB,∴EF∥平面PAB;(Ⅱ)取AD中點(diǎn)O,連接OP,OE,∵PA=PD,∴PO⊥AD,∵平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,∴PO⊥平面ABCD,又OE?平面ABCD,∴OP⊥OE,在正方形ABCD中,OE⊥OA,則建立以O(shè)為原點(diǎn),以O(shè)A、OE、OP所在直線為x軸、y軸、z軸的空間直角坐標(biāo)系O﹣xyz,如圖所示:設(shè)P(0,0,2a)(a>0),則O(0,0,0),B(2,4,0),D(﹣2,0,0),E(0,4,0),F(xiàn)(﹣1,0,a),∴=(2,0,0),=(﹣1,﹣4,a),=(2,0,2a),設(shè)平面BEF的一個法向量為=(x,y,z),則,取y=a,則x=0,z=4,∴平面BEF的一個法向量為=(0,a,4),又OP⊥平面BAE,則平面ABE的一個法向量為=(0,0,1),∴|cos<>|==,若選取條件①:PD⊥EF,∴,即﹣2+2a2=0,解得a=1或a=﹣1(不合題意,舍去),由圖形得二面角F﹣BE﹣A的平面角為銳角,則|cos<>|=,故二面角F﹣BE﹣A的余弦值為;若選取條件②:PD=EF,則=,解得a=1或a=﹣1(不合題意,舍去),由圖形得二面角F﹣BE﹣A的平面角為銳角,則|cos<>|
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