内容正文:
2027届高二上学期第三次段考·数学试卷
注意事项:
1.答卷前,考试务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,
再选涂其他答案标号;回答非选择题时,用0.05mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.
3.考试结束后,请将答题卡上交
一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目
要求的
1.直线V3x-y-2025=0的倾斜角是()
A.30°
B.60°
C.120°
D.150°
2.已知数列{an}的前n项和Sn=3n2,则a3=()
A.9
B.12
c.15
D.27
3.抛物线y2=8x的焦点到双曲线号-号=1的渐近线的距离是()
A.3
B.2
c
D
4.已知直线l1:4ax+y-1=0与直线l2:(1-a)x+y+1=0垂直,则实数a的值为()
A.1V2
2
B
c
D
5.在等比数列a,冲,若a1as7ag=立则as()
A月
B号
c
D.1
6.如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为正方形,PA1底面ABCD,PA=AB=2,点M,N分别为AP,BC的中点.则点
B到平面MND的距离为()
A.227
21
B
C
D罗
第1页
7.己知等差数列{an的前n项和为Sn,若S12>S1o>S11,则使得Sn<0成立的正整数n的最大值为()
A.20
B.21
C.22
D.23
8.若圆x2+y+2)2=r2(r>0)上到直线y=√3x+2的距离为1的点有且仅有2个,则r的取值范围是()
A.(0,1)
B.(1,3)
C.(3,+∞)
D.(0,+00)
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求全部
选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得①分
9.己知直线l:2x-y+4=0,则下列说法正确的是()
A.l在x轴上的截距为2
B.l与直线x+2y+4=0垂直
C.l与直线2x-y-1=0之间的距离为V5
D.l与圆x2+y2=4相离
10.已知等比数列{an}的公比为q,a1=-2,a2=4,则()
A.q=-2
B.a3+a4=8
C.S5=22
D.数列{anan+1}是公比为-4的等比数列
11.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=3,点P为正方体内部(含表面)的点,且满足AP=mAB1+nAD,(m,n∈R),
则下列说法正确的是()
A.存在点P使得CP⊥平面BC1D
B.直线PC,与平面AB,D1所成角的正弦值范围是停,
C.异面直线B1C与C1D间的距离为V3
D.当PA1=V5时,点P的轨迹长度为V2π
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共计15分.
12.已知圆C1:x2+y2=a2(a>0)与圆C2:x2+(y-3)2=b2(b>0)外切,则a+b=
13.设双曲线C:兰-=1(a>0,b>0)的左右焦点分别为F1、F过F2作平行于y轴的直线交C于A,B两点,若
|F1A=13,|AB引=10,则C的离心率为
14.若一个等比数列的各项均为正数,且前4项和为4,前8项和为68,则该等比数列的公比为
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤」
15.(本小题满分13分)
已知等比数列{an}满足a3=aa2,a4=128。
(1)求数列{a}的通项公式:
1
(2)in=70g2anlogzan+1
S,为数列b,的前n项和,若5。=是求正整数n的值。
共6页
16.(本小题满分15分)
己知0为坐标原点,点A(1,0).设圆C的半径为2,圆心在直线:x+y-2=0上.
(1)若圆心C也在直线m:y=2x+5上,求圆C的方程:
(2)在(1)的条件下,求过点A的圆C的切线n的方程:
(3)若圆C上存在点M,使得1OA=IOM,求圆心C的横坐标的取值范围.
17.(本小题满分15分)
在平面直角坐标系x0y中,直线x-V√2y+2=0与曲线B:y2=2pxp>0)有且仅有一个公共点A.
(1)求E的方程;
(2)过A的直线l与E另交于点B,若OA1AB,求△OAB的面积.
18.(本小题满分17分)
如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面四边形ABCD是菱形,AC∩BD=O,△PAC是边长为2的等边三角形
PD=√6,AP=4AF.
B
(I)求证:PO底面ABCD;
(Ⅱ)求直线CP与平面BDF所成角的大小:
(皿在线段PB上是否存在一点M,使得CM/平面BDF?如果存在,求的值,如果不存在,请说明理由
BP
19.(本小题满分17分)
如图,从椭圆号+号-1上一点P(异于椭圆的左右顶点)射出的光线照射到椭圆的右焦点F2上,经x抽反射,反射光线
过椭圆上的另一点Q.
F2
(1)写出F2的坐标:
(2)证明:直线PQ过定点:
(3)0,F2,P,Q四点能否共圆?请说明理由.
PB=
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2027届高二上学期第三次段考·数学答案
1.【答案】B
【解析】解:由直线V3x-y-2025=0可得直线的斜率k=√3,
设直线的倾斜角为a,则0°≤u<180°,可得tana=√3,可得a=60°.故选:B.
2.【答案】C
【解析】解:由题知a3=S3-S2=3×32-3×22=15.故选:C.
3.【答案】A
【解析】解:抛物线2=8x的焦点坐标是(2,0),双曲线若-兰=1的渐近线方程是V3x±y=0,
所求距离为d=230=√3,故选:A.
√3+1
4.【答案】A
【解析】解:因为直线4ax+y-1=0与直线(1-a)x+y+1=0垂直,
所以4a×(1-a)+1×1=0,解得a=1三故选A.
2
5.【答案】C
【解折】解:因为等比数列a,}冲,若a1a3a5a7a=(as)5=立则a5=是故选:C
6.【答案】A
【解析】解:如图,以A为坐标原点,AB,AD,AP为X,y,z轴所在直线,建立空间直角坐标系,
ZA
BL
则A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,2,0),D(0,2,0),P(0,0,2):
因为点M,N分别为AP,BC的中点,则N(2,1,0),M(0,0,1),
可得DM=(0,-2,1),D=(2,-1,0),BN=(0,1,0),
设平面MND的法向量元=(x,y,Z),
则D2少+z=0令x=1,则y=22=4可得元=124,
元.DN=2x-y=0
元·BN
所以点B到平面MND的距离为
2
=2w21
√12+22+4221:
故选:A.
7.【答案】B
【解答】解:设等差数列{an}的公差为d,由S12>S10>S11,知a11+a12>0,a11<0,
即a12>-a1>0,a11<0,所以公差d>0.又S21=21@a21=21a1<0,
2
522=22@22=11(a11+a12)>0,所以使得Sn<0成立的正整数n的最大值为21.故选:B.
2
8.【答案】B
【解析】【解】圆心C(0,-2)到直线y=√3x+2的距离d=1x3-(2+2=2.而到直线y=√3x+2的距离为1
√(W3)2+(-1)2
的点的轨迹是两条平行直线,如下图中的两条虚线.只需考虑两个临界位置:当r=1时,圆与直线1相切,圆上只有
切点到直线y=V3x+2的距离为1;当r=3时,圆与直线l2相切,圆上有3个点到直线y=√3x+2的距离为1.
由上图,知要使圆C上到直线y=√3x+2的距离为1的点有且仅有2个,必须且只需1<r<3.故选B.
9.【答案】BC
【解析】解:对于A,令直线l:2x-y+4=0中的y=0,得2x+4=0,解得x=-2,所以l在x轴上的截距为-2,故A
错误;
对于B,直线的斜率为k1=2,直线x+2y+4=0的斜率k2=-2
因为k·k2=2×(-)=-1,所以两直线垂直,故B正确:
对于C,因为直线l:2x-y+4=0与直线2x-y-1=0平行,
所以两平行直线之间的距离为孔=云=√5,故C正确:
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对于D,圆x2+y2=4的圆心为(0,0),半径r=2,
则圆心到直线的距离d-20t-青≈1789<2,故直线与圆相交故D错误.故选:BC.
、22+(-1)2
10.【答案】AB
【解析】由题知q=2=-2,故a+a4=q2(a1+a2)=8,S,=-2×-2的=-22,A,B正确,C错误:
1-(-2)
又aa2=a=q2=4,a1a2=-8,故数列{anau+1是首项为-8,公比为4的等比数列,D错误.故选AB
anan+1
11.【答案】ACD
【解析】由题可知,因为点P在正方体内部,且AP=mAB,十nAD1,所以P在面AB,D1内.
对于A选项,由题可得平面AB1D1伻面BC,D,AC⊥平面AB1D1,所以当P点为垂足时满足CP⊥
平面BC1D.故A正确;
对于B选项,由于平面AB,D1∥平面BC1D,则C1点到平面AB1D1的距离d=√3,线段PC1长度的范
围3√2。反,设线面角为6,则si0三PC正弦值范围是,,故B选项错误;
3’3
对于C选项,以A,为坐标原点建立如图(1)所示的空间直角坐标系,
由题意可知,B1C=(0,3,3),C1D=(一3,0,3),B1C1=(0,3,0)
设n=(x,y,z),使得n⊥B1C,n⊥CD,
3y+3z=0
-3x+3z=0
令x=1,解得=一1
,.n=(1,-1,1),
z=1
设异面直线B,C与C1D的距离为d,
则d=B,C,n-5,故C选项正确;
n
对于D选项,由题可知P点的轨迹是圆的一部分,可知圆的半径为√2,圆心是△AB,D1的中心,结合图
(2)可得P点轨迹长度为√2π.故D选项正确,
00,3,3)
B,(3,0,0)
C(3,3,0)
图(1)
图(2)
12.【答案】3
【解析】解:圆C1:x2+y2=a2(a>0)的圆心C1(0,0),半径r1=a,圆C2:x2+y-3)2=b2(b>0)的圆心C2(0,3)
半径r2=b,因为两圆外切,所以C1C2引=T1+r2,即a+b=3.故答案为:3.
第
13.【答案】
【解答】解:由题,符M,-hF以=1K,4-四-2a=83a=4同时9-号-经=5→b2=20,
2
则c2=a2+b2=36,即c=6所以双曲线离心率为e=日-多
14.【答案】2
【解析】解:设等比数列的首项为a1,公比为q,
1-q
2品哥97,即1+g7
当q=1时,不满足条件,当q≠1时,
1-9
故q4=16,解得q=士2,又因为等比数列的各项均为正数,可得公比q=2.故答案为:2.
15.【答案】解:(1)已知等比数列{an}满足a3=aa2,a4=128,
设等比数列{an}的公比为q,
测二0解得怡
…(4分)
(a1q3=128
即an=2.4n-1=22n-1;…
(6分)
(2)已知b,n=1og2 alog2n+7
1
则b.F2m-2+n-(z27),
1
(8分)
又5,为数列0.的前n项和,且5,-是
则贴1-+号++品)=是
即-1-
…(11分)
即n=10,即正整数n的值为10.…(13分)
16.【答案】解:(联立+y-20.
7=2才5解得三31,即C13………2分
因为圆C的半径为2,
故圆C的标准方程为(x+1)2+(y一3)2=4.…(4分)
(2)由(1)得C:(x+1)2+0y-3)2=4,
当直线n的斜率不存在时,其方程为x=1,恰与圆C相切,符合题意:
(5分)
当直线n的斜率存在时,设其方程为y=k(x-1),
由圆心C(-1,3)到直线kx-y-k=0的距离d=k3-4=2,…(7分)
Vk2+1
4页,共6页
解得k=-品所以切线方程为-是x-y+是=0,即5x+12y-5=0,
综上,切线n的方程为x=1和5x+12y一5=0.…(9分)
(3)设圆心C的坐标为C(t,2-t),则圆C的方程为(x-t)2+(y+t-2)2=4,…(10分)
设点M(x,y),
|0M=I0A=1,可得x2+y2=1,
所以点M即在圆C上,又在圆0:x2+y2=1上,
所以圆C与圆0有公共点,
所以2-1≤√t2+(2-t)7≤2+1,…(12分)
即2t-4t-5≤00
(2t2-4t+3≥0②
由①解得1-受≤t≤1+受
2
(13分)
由②解得t∈R,…(14分)
综上,圆心C的横坐标的取值范围为1-受,1+受.…(15分)
17.【答案】解:①)联立2V2y-2有y-2V2y+4切=0.…
y2 =2px
…(2分)
其中4=(-22p)2-16p=8p2-16p=0,…
(4分)
解得p=0(舍去)或p=2,…
(5分)
故E的方程为y2=4x;…
(6分)
(2)由y2-4W2y+8=0可解得y=2√2,
则x=y2=2,故A(2,2W②),…
…(8分)
于是直线04的斜率k=220=√2,
2-0
放直线的斜率--号
2
于是直线的方程为y-2W2=-号c-2).
(10分)
即x=-V2y+6,
联立xV2y+6可得y2+4W2y-24=0,
y2=4x
解得y1=2WZ,y2=-6WZ,…
…(12分)
故刘AB到=√1+(-V2)2y1-y2l=8V6,
(13分)
第5
而04=√22+(2W2)2=2W3,
…(14分)
故△0AB的面积S=引0AAB到=24W2.
…
…(15分)
18.【答案】(1)证明:(I)证明:四边形ABCD是菱形,
0为AC,BD中点.…(1分)
又PA=PC,PB=PD,
.P01AC,P01BD,…(4分)
又AC∩BD=O,AC、BDC平面ABCD
P01底面ABCD.…(5分)
(II)解:由底面ABCD是菱形可得AC⊥BD,又由(I)可知P0⊥AC,PO 1BD.
建立如图所示的空间直角坐标系0一xyz.
Z孙
F
D
------2以
B
由4PAC是边长为2的等边三角形,PB=PD=V6,可得P0=V3,OB=OD=V3
所以A(1,0,0),C(-1,0,0),B(0,√30),P(0,0,V3.…(6分)
CP=(1,0,V3,AP=(-1,0,V3)
由已知可得0F=0A+AP=(保0,是),
…(7分)
设平面BDF的法向量为元=(x,y,z),
i0n=x+2=0.
由
可得2=-V3x
n:0B=V3y=0
y=0
令x=1,则元=(1,0,一√3).…
…(9分)
设直线CP与平面BDF所成的角为6,
则sm0=os<元F>1=-品-台
2
1
…(11分)
页,共6页
又0≤0≤经0=君
理由如下:线段OP的垂直平分线方程为
3
直线CP与平面BDF所成角的大小为
…(12分)
,-当+肾头+-头x+0电-头+器
y1
y1
2y1
3y1
2y1
y1
(四解:假设存在点M满足条件,且邵-A0≤1≤),
y会x铝
则CM=CB+BM=CB+BP=(1,√3(1-),V3刃.…(14分)
同理,线段00的垂直平分线方程为炒2x十零
…(14分)
2y2
若使CM/平面BDF,需且仅需CM·元=0且CM¢平面BDF,
联立上述两条方程,得△OPQ的外心C的横坐标
由C元=1-3孔=0,解得=行符合题意.…(16分)
女-坐器9品岂
+3
8
因2>0赦-号3>
在线段PB上存在一点M,使得CM/平面BDr,且器=号
…(17分)
所以川F2C-10C=(xc-1)2+y呢-(x2+y2)=1-2x。<0…(16分)
19.【答案】解:(国)椭圆号+号=1.a=2b=3c=2-632=1.…(1分)
于是|F2C|<|0Cl,所以F2在△0PQ的外接圆的内部,故O,F2,P,Q四点不能共圆.…(17分)
F2(1,0):…(2分)
(2)证明:若直线PQ的斜率不存在,则点P,Q重合,不合乎题意,若直线PQ的斜率为0,则该直线与x轴重合,与题意矛盾
故直线PQ的斜率存在且不为0.
设直线PQ:y=kx+m(k≠0),P(X1,y1),Q(K2,y2),…(4分)
由任+m
号+号=1得3+秋32+8kmx+40m2-)=0,
△=64k2m2-4(4k2+3)×4(m2-3)=48(4h2+3-m2>0…(6分)
由韦达定理可得十2=一,2=
3+4k2
由kp,+k0,=0,得0十h=0.(8分)
又=k+m6=1.2).故7+7=0,
即2kx1x2+(m-k)(x1+x2)-2m=0,
…(10分)
则2k2+(0m-(-0)-2m=0.
3+4k2
化简整理,得m=一4k,
于是PQ:y=k(x-4),
因此直线PQ过点(4,0):…
…(12分)
(3)0,F2,P,Q四点不能共圆,
事实上,F2总在△OPQ的外接圆的内部
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