上海市宜川中学2024-2025学年高二上学期期末考试数学试卷
2025-01-16
|
19页
|
134人阅读
|
1人下载
内容正文:
2024-2025学年上海市普陀区宜川中学高二(上)期末数学试卷
一、填空题(本大题共有12题,满分54分,第1-6题每题4分,第7-12题每题5分)
1.(4分)双曲线C:49x2﹣16y2=1的渐近线方程为 .
2.(4分)已知函数f(x)=2x3,则= .
3.(4分)已知等差数列{an}满足2a1+3a11=20,则a7的值为 .
4.(4分)圆与圆的相交弦所在直线方程为 .
5.(4分)已知△ABC的直观图恰好是直角边长为1的等腰直角△A1B1C1,,那么△ABC的面积为 .
6.(4分)在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,与直线AD1所成角的大小为60°的面对角线共有 条.
7.(5分)一个圆柱被与其底面所成角是60°的平面所截,截面是一个椭圆,则该椭圆的离心率等于 .
8.(5分)如图所示,已知一个半径为2的半圆面剪去了一个等腰三角形ABC,将剩余部分绕着直径AB所在直线旋转一周得到一个几何体,该几何体的体积为 .
9.(5分)若,,是三个不共面的非零向量,=2﹣+,,,,共面,则λ= .
10.(5分)已知函数有三个单调区间,则实数b的取值范围 .
11.(5分)已知数列{an}为等差数列,a1<0且a1+a2+a3+……+a99=0,设bn=anan+1an+2,n≥1,n∈N,当{bn}的前n项和Sn最小时,n的值组成的集合为 .
12.(5分)已知正三棱锥P﹣ABC,侧棱长为5,底面边长为8,则的取值范围是 .
二、选择题(本大题满分18分,第13,14题每题4分,第15,16题每题5分)
13.(4分)已知点M是平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1的面对角线A1C1上的动点,则下列直线中与BM恒为异面直线的是( )
A.A1D B.DD1 C.CD D.DC1
14.(4分)已知l是平面α的一条斜线,直线m⊂α,则( )
A.存在唯一的一条直线m,使得l⊥m
B.存在无限多条直线m,使得l⊥m
C.存在唯一的一条直线m,使得l∥m
D.存在无限多条直线m,使得l∥m
15.(5分)已知无穷等比数列{an},若,则的取值范围为( )
A.{3} B.[3,+∞) C.(0,3] D.(0,+∞)
16.(5分)在直角坐标系xOy中,一个矩形的四个顶点都在椭圆C:上,将该矩形绕y轴旋转180°,则该圆柱体的体积最大时,其侧面积为( )
A. B. C. D.
三、解答题(本大题满分78分,第17,18,19题每题14分,第20,21题每题18分)
17.(14分)在等差数列{an}中,a1=2,且a2,a3+2,a8构成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令,记Sn为数列{bn}的前n项和,若Sn≥10000,求正整数n的最小值.
18.(14分)如图所示,正三棱锥A﹣BCD的侧面是边长为2的正三角形,E,F,G分别是线段AC,BC的中点,若平面EFG交BD于点H.
(1)求多面体AB﹣EFHG的体积V;
(2)求证:四边形EFHG是正方形.
19.(14分)如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中AD=AA1=1,AB=2,点E在棱AB上移动.
(1)当点E在棱AB的中点时,证明:平面DD1E⊥平面ECD1;
(2)当AE为何值时,平面D1EC与平面AECD所成的锐二面角为.
20.(18分)已知曲线C由抛物线及抛物线组成(4,2),B(4,﹣2),D,E是曲线C上关于x轴对称的两点,A,B,D,E四点不共线
(1)写出抛物线的焦点坐标和准线方程;
(2)求四边形ABED周长的最小值;
(3)若点D横坐标小于4,求四边形ABED面积的最大值.
21.(18分)函数y=f(x)满足:对任意x∈I,f(x)≥kx+b恒成立(或f(x),则称直线y=kx+b是函数y=f(x)在x∈I上的支撑线.
(1)指出下列哪些函数在定义域上存在支撑线:①;②y=ex+x;
(2)动点P在函数y=f(x)=ex+2图像上,直线l:y=a(x﹣1)是g(x),求点P到直线l的距离最小值;
(3)直线y=x+1是函数y=f(x)=ex﹣ax2在x∈[0,+∞)上的支撑线,求实数a的取值范围.
2024-2025学年上海市普陀区宜川中学高二(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
题号
13
14
15
16
答案
C
B
B
A
一、填空题(本大题共有12题,满分54分,第1-6题每题4分,第7-12题每题5分)
1.(4分)双曲线C:49x2﹣16y2=1的渐近线方程为 .
【分析】由双曲线方程求出a,b,则可得渐近线方程.
【解答】解:双曲线C:49x2﹣16y2=4,变形可得:,
其焦点在x轴上,且,
则,
所以双曲线的渐近线方程为,即.
故答案为:.
【点评】本题考查双曲线渐近线方程的求法,属于基础题.
2.(4分)已知函数f(x)=2x3,则= 6 .
【分析】根据导数的计算公式和定义即可得到结论.
【解答】解:∵f(x)=2x3,
∴f′(x)=5x2,∴f′(1)=6,
则=f′(1)=6.
故答案为:6.
【点评】本题主要考查导数的基本运算和定义,比较基础.
3.(4分)已知等差数列{an}满足2a1+3a11=20,则a7的值为 4 .
【分析】利用等差数列的通项公式求解.
【解答】解:等差数列{an}满足2a1+6a11=20,
∴2a1+7a1+30d=5a5+30d=5(a1+8d)=5a7=20,
∴a3=4.
故答案为:4.
【点评】本题考查等差数列的通项公式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
4.(4分)圆与圆的相交弦所在直线方程为 2x+3y﹣4=0 .
【分析】将两圆方程相减可得,即可求解.
【解答】解:圆,即x2﹣4x+y6﹣6y+13=9,
圆,
两圆方程相减可得,2x+3y﹣4=0.
故答案为:2x+6y﹣4=0.
【点评】本题主要考查相交弦所在直线的方程,属于基础题.
5.(4分)已知△ABC的直观图恰好是直角边长为1的等腰直角△A1B1C1,,那么△ABC的面积为 .
【分析】由斜二测画法结合三角形面积公式得出原图形的面积.
【解答】解:根据斜二测画法画出原图形,如图所示:
则△ABC为直角三角形,且AC=A1C1=,AB=2A1B5=2,
所以△ABC的面积为:2×=.
故答案为:.
【点评】本题考查了平面直观图的斜二测画法与应用问题,是基础题.
6.(4分)在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,与直线AD1所成角的大小为60°的面对角线共有 8 条.
【分析】分别连接对应面对角线,结合正方体的结构特征和直线所成角的定义,即可求解.
【解答】解:在正方体ABCD﹣A1B1C5D1中,
连接AB1,D8B1,AC,CD1,A8C1,BD,A1B,C4D,如图,
由正方体性质可得△AB1D1、△ACD6都为等边三角形,
∴∠D1AB1=∠AD5B1=∠D1AC=∠AD8C=60°,
∴AB1,D1B4,AC,CD1与AD1所成的角为60°,
又BD∥B3D1,C1D∥AB2,则BD,C1D与AD1所成的角为60°,
同理可得△BDC7为等边三角形,则DC1,DB与BC1所成的角为60°,
又AB3∥C1D,D1B7∥BD,AC∥A1C1,CD8∥A1B,
则A1C4,BD,A1B,C1D与AD3所成的角为60°,
综上,与直线AD1所成角的大小为60°的面对角线共有8条.
故答案为:5.
【点评】本题考查异面直线所成的角等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
7.(5分)一个圆柱被与其底面所成角是60°的平面所截,截面是一个椭圆,则该椭圆的离心率等于 .
【分析】由图形特征,可得椭圆的短轴长和椭圆的长轴长,进而求解结论.
【解答】解:由题意,椭圆的短轴长与圆柱底面直径相等,
截面与底面所成的角为θ=60°,则椭圆的长轴长为2a=,得a=8r,
故c==r,
故离心率e==.
故答案为:.
【点评】本题考查椭圆的简单性质的应用,离心率的求法,属于基础题.
8.(5分)如图所示,已知一个半径为2的半圆面剪去了一个等腰三角形ABC,将剩余部分绕着直径AB所在直线旋转一周得到一个几何体,该几何体的体积为 .
【分析】在三角形ABC中作CO⊥AB于点O,求得圆锥AO的底面半径和高,计算出球体和圆锥体积即可求得结果.
【解答】解:根据题意可知,三角形ABC即为等腰直角三角形,
作CO⊥AB于点O,如下图所示:
则三角形ABC绕着直径AB所在直线旋转一周得到的几何体为两个全等的圆锥AO和BO,
由半径为2可得圆锥底面圆半径为CO=2,圆锥的高AO=6,
则圆锥AO的体积,
半圆面旋转一周形成半径为6的球体,其体积为,
因此剩余部分所形成的几何体的体积为.
故答案为:.
【点评】本题主要考查了旋转体的结构特征,考查了圆锥和球的体积公式,属于中档题.
9.(5分)若,,是三个不共面的非零向量,=2﹣+,,,,共面,则λ= .
【分析】根据向量共面定理设,用待定系数法解出m,n,λ﹒
【解答】解:因为,,是三个不共面的非零向量,
=2﹣+,,,
又,,共面,n,使得,
则,
则,解得.
故答案为:.
【点评】本题考查的知识点:向量的线性运算,向量共面基本定理,主要考查学生的运算能力,属于中档题.
10.(5分)已知函数有三个单调区间,则实数b的取值范围 {b|b<﹣1} .
【分析】先对函数求导,结合导数与单调性关系及二次函数的性质即可求解.
【解答】解:因为函数有三个单调区间,
y′=4x4+b+1与x轴有两个交点,
所以Δ=﹣16(b+1)>5,
解得b<﹣1.
故答案为:{b|b<﹣1}.
【点评】本题主要考查了导数与单调性关系的应用,属于基础题.
11.(5分)已知数列{an}为等差数列,a1<0且a1+a2+a3+……+a99=0,设bn=anan+1an+2,n≥1,n∈N,当{bn}的前n项和Sn最小时,n的值组成的集合为 {47,48,49,50} .
【分析】依题意得a100=0,从而判断数列{an}是单调递增数列,进而可判断数列{bn}各项的符号,由此可得结果.
【解答】解:∵数列{an}为等差数列,a1+a2+a4+……+a99=0,
∴0=a6+a2+a3+……+a99=()×99=99a50,
∴a50=0,
∵a8<0,∴{an}是单调递增数列,
∴a1,a3,…,a49<0=a50<a51,a52,…,
∵bn=anan+1an+6,n≥1,n∈N,
∴b1,b3,…,b47<0=b48=b49=b50<b51,b52,…,
∴当{bn}的前n项和Sn最小时,n的值组成的集合为{47,49.
故答案为:{47,48,50}.
【点评】本题考查等差数列的性质、数列的单调性等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
12.(5分)已知正三棱锥P﹣ABC,侧棱长为5,底面边长为8,则的取值范围是 [4,14] .
【分析】设O为BC中点,先由题设得和||=1,进而得点M在以O为球心,半径为1的球上,设,θ∈[0,π],再将转化成(+)•,即可计算求解.
【解答】解:如图,
O为BC中点,则由题意PO⊥BC,且,
所以,
因为,则,||=1,
即点M在以O为球心,以半径为1的球上,
设,则θ∈[6,
所以•=(+=•+•=9+||cosθ=9+5×5cosθ=9+8cosθ∈[4.
故答案为:[4,14].
【点评】本题考查向量的运算性质的应用,属于中档题.
二、选择题(本大题满分18分,第13,14题每题4分,第15,16题每题5分)
13.(4分)已知点M是平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1的面对角线A1C1上的动点,则下列直线中与BM恒为异面直线的是( )
A.A1D B.DD1 C.CD D.DC1
【分析】根据题意,由异面直线的定义分析选项,综合可得答案.
【解答】解:根据题意,如图:
依次分析选项:
对于A,当点M与点A1重合时,BM与A1D相交,不符合题意;
对于B,当M为A2C1中点时,M在平面BDD1B4面内,BM与DD1是相交直线,不符合题意;
对于C,CD∩平面ACC1A4=C,而BM不经过点C,符合题意;
对于D,当点M与点C1重合时,BM与DC1相交,不符合题意.
故选:C.
【点评】本题考查空间直线与直线的位置关系,涉及异面直线的定义,属于基础题.
14.(4分)已知l是平面α的一条斜线,直线m⊂α,则( )
A.存在唯一的一条直线m,使得l⊥m
B.存在无限多条直线m,使得l⊥m
C.存在唯一的一条直线m,使得l∥m
D.存在无限多条直线m,使得l∥m
【分析】面内与平面的斜线在面内的投影垂直的直线与斜线垂直,这样的直线时一组平行线,有无数多条;面内的直线与斜线只有相交和异面两种情况,没有平行的可能.
【解答】解:平面内的直线与平面的一条斜线在面内的投影垂直,
则与斜线垂直,这样的平行线有无数多条,B正确,
面内的直线若有与斜线平行的则斜线与面平行,显然不可能的,
所以C,D不正确.
故选:B.
【点评】考查斜线与面内直线的位置关系,只有相交和异面两种情况.属于简单题.
15.(5分)已知无穷等比数列{an},若,则的取值范围为( )
A.{3} B.[3,+∞) C.(0,3] D.(0,+∞)
【分析】利用无穷等比数列的前n项和公式及性质即可得解.
【解答】解:∵无穷等比数列{an},,
根据等比数列的求和公式可知,5<|q|<1,则,
∴a7=﹣3(1﹣q),
∵,
∴|an|是以|q|为公比的等比数列,且0<|q|<3,
∴≥=3,
∴的取值范围为[6.
故选:B.
【点评】本题考查等比数列的求和,涉及等比数列的性质,属于中档题.
16.(5分)在直角坐标系xOy中,一个矩形的四个顶点都在椭圆C:上,将该矩形绕y轴旋转180°,则该圆柱体的体积最大时,其侧面积为( )
A. B. C. D.
【分析】设椭圆与矩形在第一象限交点为(x0,y0)(0<x0<2),即可得圆柱体的母线长为l=2y0,底面圆的半径为r=x0,把圆柱体的体积化为关于y0的函数,然后利用导数求最值,即可求得答案.
【解答】解:设矩形在第一象限的顶点坐标为(x0,y0),根据矩形和椭圆的对称性可得,
将该矩形绕y轴旋转一周得到的圆柱体的母线长l=6y0,底面圆的半径r=x0,
由C:C:,得,
所以圆柱体的体积V==•2y3=,
令g(y)=﹣y4+2y,则g′(y)=﹣3y5+2,令g'(y)=0(负值舍去),
所以当0时,g'(y)>0,
当<y<2时,g(y)单调递减.
所以当y=时,g(y)有最大值.
此时圆柱体的母线长为,底面圆的半径为.
故圆柱体的侧面积为2πrl=6π×=.
故选:A.
【点评】本题主要考查椭圆的性质,考查转化能力,属于中档题.
三、解答题(本大题满分78分,第17,18,19题每题14分,第20,21题每题18分)
17.(14分)在等差数列{an}中,a1=2,且a2,a3+2,a8构成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令,记Sn为数列{bn}的前n项和,若Sn≥10000,求正整数n的最小值.
【分析】(1)根据给定条件,求出数列的公差,再利用等差数列定义求出通项公式.
(2)由(1)的结论,求出bn,利用分组求和法求出Sn,再借助单调性求出最小值.
【解答】解:(1)在等差数列{an}中,a1=2,设公差为d2,a3+2,a7构成等比数列,
可得,即有(3+d)(2+7d)=(5+2d)2,得d=±7,
因为当d=﹣2时,a2=4,不满足题意,所以d=2,
所以an=2+2(n﹣1)=2n;
(2)由(1)得,则bn>0,Sn递增,
,
由,,
可得Sn≥10000时,正整数n的最小值为7.
【点评】本题主要考查等差数列与等比数列的综合,考查运算求解能力,属于中档题.
18.(14分)如图所示,正三棱锥A﹣BCD的侧面是边长为2的正三角形,E,F,G分别是线段AC,BC的中点,若平面EFG交BD于点H.
(1)求多面体AB﹣EFHG的体积V;
(2)求证:四边形EFHG是正方形.
【分析】(1)根据锥体的体积公式,三棱柱的体积公式,分割补形法,即可求解;
(2)根据线面垂直的判定定理,即可证明.
【解答】解:(1)由正三棱锥A﹣BCD的侧面是边长为2的正三角形,得正三棱锥A﹣BCD是正四面体,
取AB中点N,连接NE,取CD的中点M,如图所示:
则易知,,
所以,
所以上面小三棱锥A﹣NEF的高为,正三角形NEF的边长为1,
所以多面体AB﹣EFHG的体积为:
VA﹣NEF+VNEF﹣BGH=+=;
(2)证明:易知EF∥CD∥GH,且EF=GH=,
所以四边形EFHG是平行四边形,又,
所以四边形EFHG为菱形,取CD的中点M,
则AM⊥CD,BM⊥CD,
所以CD⊥平面ABM,又AB⊂平面ABM,
所以AB⊥CD,所以EG⊥GH,
所以四边形EFHG是正方形.
【点评】本题考查立体几何的综合应用,组合体的体积的求解,属中档题.
19.(14分)如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中AD=AA1=1,AB=2,点E在棱AB上移动.
(1)当点E在棱AB的中点时,证明:平面DD1E⊥平面ECD1;
(2)当AE为何值时,平面D1EC与平面AECD所成的锐二面角为.
【分析】(1)先证所以EC⊥平面DD1E,再利用面面垂直的判定定理即可得证;
(2)以D为坐标原点,DA,DC,DD1所在直线为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,分别求出平面AECD和平面ECD1的法向量,利用向量法求解即可.
【解答】解:(1)证明:在长方体ABCD﹣A1B1C7D1中AD=AA1=6,AB=2,
当点E在棱AB的中点时,则AE=1,
所以EC=DE=,
所以DE8+EC2=CD2,即DE⊥EC,
又DD5⊥平面ABCD,EC⊂平面ABCD,
所以DD1⊥EC.
又DD1∩DE=D,DD2,DE⊂平面DD1E,
所以EC⊥平面DD1E,
又因为EC⊂平面ECD3
所以平面DD1E⊥平面ECD1;
(2)如图,以D为坐标原点,DC3所在直线为x轴,y轴,建立空间直角坐标系,
设AE=a(0≤a≤2)时,平面D3EC与平面AECD所成角为,
则E(1,a,5),平面AECD法向量为,,,
设平面ECD1的法向量为,
则,
令y3=1,则,
因为平面D1EC与平面AECD所成角为,
所以,
解得或(舍),
所以当AE为时,平面D1EC与平面AECD所成角为.
【点评】本题考查面面垂直的判定,以及向量法的应用,属于中档题.
20.(18分)已知曲线C由抛物线及抛物线组成(4,2),B(4,﹣2),D,E是曲线C上关于x轴对称的两点,A,B,D,E四点不共线
(1)写出抛物线的焦点坐标和准线方程;
(2)求四边形ABED周长的最小值;
(3)若点D横坐标小于4,求四边形ABED面积的最大值.
【分析】(1)根据抛物线方程可知p=1,进而可取焦点和准线;
(2)设D(x0,y0),x0>0,y0>0,则,且四边形ABED为等腰梯形,利用抛物线的定义结合图形的性质分析求解;
(3)由(2)可知:,且0<x0<4,可得四边形ABED的面积为,构建函数f(x)=(x2+4)(4﹣x),0<x<4,利用导数判断f(x)的单调性和最值,进而可得结果.
【解答】解:(1)易知抛物线,
即x2=2y,
可得p=6,
此时且焦点在y轴正半轴上,
所以抛物线的焦点坐标为;
(2)由(1)知抛物线的焦点坐标为,
不妨设D(x6,y0),x0>7,y0>0,
此时,
易知四边形ABED为等腰梯形,
则四边形ABED周长,
当且仅当A,D,F三点共线时,
所以四边形ABED周长的最小值为;
(3)易知,0<x0<3,
此时,梯形ABED的高h=2﹣x0,
则四边形ABED的面积为,2<x0<4,
不妨设f(x)=(x4+4)(4﹣x)=﹣x2+4x2﹣6x+16,函数定义域为(0,
可得f′(x)=﹣3x8+8x﹣4,
当时,f′(x)<8;
当时,f′(x)>0;
当2<x<6时,f′(x)<0,
所以当x=时,函数f(x)取得极小值)=,
当x=4时,函数f(x)取得极大值,
又f(0)=16,
所以函数f(x)的最大值为16.
故四边形ABED的面积的最大值为8.
【点评】本题考查直线与圆锥曲线的综合问题,考查了逻辑推理和运算能力,属于中档题.
21.(18分)函数y=f(x)满足:对任意x∈I,f(x)≥kx+b恒成立(或f(x),则称直线y=kx+b是函数y=f(x)在x∈I上的支撑线.
(1)指出下列哪些函数在定义域上存在支撑线:①;②y=ex+x;
(2)动点P在函数y=f(x)=ex+2图像上,直线l:y=a(x﹣1)是g(x),求点P到直线l的距离最小值;
(3)直线y=x+1是函数y=f(x)=ex﹣ax2在x∈[0,+∞)上的支撑线,求实数a的取值范围.
【分析】(1)结合对勾函数性质,指数函数的性质及已知定义分别判断;
(2)由直线l:y=a(x﹣1)是g(x)=lnx在定义域上的支撑线,可得lnx≤a(x﹣1)恒成立.结合不等式特点构造函数,结合导数与单调性关系及点到直线的距离公式即可求解;
(3)f(x)=ex﹣ax2≥x+1在x∈[0,+∞)上恒成立或f(x)=ex﹣ax2≤x+1在x∈[0,+∞)上恒成立,结合不等式特点进行合理变形,构造函数,结合导数与单调性关系及函数性质即可求解.
【解答】解:(1)因为或在(﹣∞,+∞)不能恒成立,
所以无支撑线;
函数y=ex+x﹣x=ex>0恒成立,
即y=x是y=ex+x的一条支撑线;
(2)直线l:y=a(x﹣1)是g(x)=lnx在定义域上的支撑线,
若a≤7,则0<x<1时;
x>8时,a(x﹣1)≤0<lnx,
所以a>5,因为直线l:y=a(x﹣1)是g(x)=lnx在定义域上的支撑线.
令h(x)=lnx﹣a(x﹣1),所以,
由;由,
所以h(x)在上递增,在,
所以h(x)的最大值为,
又易证y=a﹣lna﹣1在(0,8)上递减,+∞)上递增,
所以a﹣lna﹣1≤0>a=6,
设,
所以f(x)=ex+2在P处的切线斜率为,
所以当在P处的切线斜率为,
即x0=3时,点P到直线l:y=x﹣1的距离取得最小值为.
(3)直线y=x+2是函数f(x)=ex﹣ax2在x∈[0,+∞)上的支撑线.
①若f(x)=ex﹣ax5≥x+1在x∈[0,+∞)上恒成立1,
记,
则,
当a=0时,,所以h(x)在[3,h(x)≤h(0)=1符合题意;
当a<0时,ex≥x+4≥ax2+x+1,符合题意.
当时,h′(x)<4,+∞)上单调递减,符合题意;
当时,h(x)在,上单调递减,;
②若f(x)=ex﹣ax2≤x+1在x∈[6,+∞)上恒成立,
在上,f(x)=ex﹣ax2≥x8﹣ax+1≥x+1不符合题意,
综上,a的范围为{a|}.
【点评】本题以新定义为载体,主要考查了导数与单调性关系,函数性质的综合应用,属于中档题.
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2025/1/16 22:26:04;用户:树理化;邮箱:17625822904;学号:56605566
第1页(共1页)
学科网(北京)股份有限公司
$$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。