内容正文:
福州一中2025-2026学年第一学期第二学段模块考试
高二数学选择性必修二模块试卷
满分:150分完卷时间:120分钟
一、选择题:本题共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. 若一数列的前4项分别为,则该数列的通项公式可能为( )
A. B.
C. D.
2. 若双曲线的离心率为,则的值为( )
A. 1 B. 2 C. D. 4
3. 设数列满足,则( )
A. B. C. D. 2
4. 已知等差数列的前n项和为,若,则一定有( )
A. B. C. D.
5. 若点在曲线上,曲线在处的切线的倾斜角为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6. 已知抛物线的焦点为,为上的动点,点,则取最小值时,直线的斜率为( )
A. B. C. D.
7. “三分损益法”是古代中国发明的制定音律时所用的生律法.例如第一个基准音的乐器的长度为36,那么第二个基准音的乐器长度为,第三个基准音的乐器长度为,…,也就是依次先减少三分之一,后增加三分之一,以此类推.现有一兴趣小组采用此规律构造了一个共12项的数列用来研究数据的变化,已知,则( )
A. 324 B. 243 C. 256 D. 168
8. 已知椭圆的左、右焦点分别为,点是椭圆在第一象限上的一个点,点与点关于原点对称,若,且,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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0分.
9. 下列命题正确的是( )
A.
B.
C. 一物体的运动方程为,则其在时的瞬时速度为1
D. 已知函数在上可导,且,则
10. 已知抛物线的焦点,直线过焦点交抛物线于两点(点在第一象限),为的准线,为与轴交点,,垂足为,则下列说法正确的是( )
A. 的最小值为4
B. 若,则
C.
D. 若,则直线的斜率为
11. 在平面直角坐标系中,设.对于实数,定义点集.则下列结论正确的是( )
A. 是椭圆
B. 点集不可能为空集
C. 中任意一点都满足
D. 中存在点使得为直角
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知曲线在处的切线方程为,则___________.
13. 已知双曲线的左焦点为,直线与的左、右两支分别交于点,若,,则的渐近线方程为___________.
14. 欧拉函数的函数值等于所有不超过正整数,且与互素的正整数个数.例如(不超过正整数3,且与3互素的正整数有1和2).欧拉函数有很多性质,比如欧拉函数是积性函数,即如果互素,则.计算___________,数列的前项和___________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知等差数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和为.
16. 已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,其横坐标为,且.
(1)求的值;
(2)已知直线与抛物线交于两点,若,求面积的最大值.
17. 已知数列的前项和为,且
(1)若数列不是等比数列,求;
(2)若,在和中插入个数构成一个新数列,,插入的所有数依次构成首项为2,公差为2的等差数列,求的前30项和.
18. 已知椭圆的左、右顶点分别为,过椭圆的右焦点且斜率不为0的直线交于两点,点.
(1)为椭圆上一动点,求的最大值;
(2)若点在以为直径的圆上,求直线的方程;
(3)设直线与直线交于点,记直线,,的斜率分别为,,,若成等差数列,求实数的值.
19. 已知双曲线的焦距为,且点在双曲线上.
(1)求双曲线的方程;
(2),点列按如下规则构造:①点为的右顶点;②过点作斜率为的直线,交双曲线于另一点;③点为点关于轴的对称点.
记,解答下面问题.
(i)证明:数列是等比数列;
(ii)若为数列的前项和,设,数列的前项和为,证明:.
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福州一中2025-2026学年第一学期第二学段模块考试
高二数学选择性必修二模块试卷
满分:150分完卷时间:120分钟
一、选择题:本题共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. 若一数列的前4项分别为,则该数列的通项公式可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据数列前项的规律,分别分析数列的符号规律和数值规律,进而得出数列的通项公式.
【详解】观察数列的前项,可以发现奇数项为正,偶数项为负.
根据当为偶数时结果为,当为奇数时结果为;当为奇数时结果为,当为偶数时结果为,可知该数列的符号规律可以用来表示.
分母依次为3,5,7,9,得该数列分母的通项公式为.
结合上述对符号规律和数值规律的分析,可知该数列的通项公式为.
故选:A.
2. 若双曲线的离心率为,则的值为( )
A. 1 B. 2 C. D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】利用双曲线离心率公式求解即可.
【详解】因为双曲线的离心率为,
则,解得:,即;
故选:B
3. 设数列满足,则( )
A. B. C. D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】根据首项和递推式求出,观察归纳得出是周期为3的周期数列,再确定除以3的余数,进而求解.
【详解】已知,则,,
,,
可见此数列为周期是3的周期数列,
,
,故D正确.
故选:D.
4. 已知等差数列的前n项和为,若,则一定有( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用等差数列的前n项和公式和等差中项求解.
【详解】因为数列是等差数列,
所以
解得 ,
所以,
故选:C
5. 若点在曲线上,曲线在处的切线的倾斜角为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先设切点坐标,然后求导计算切点斜率,得到斜率范围,最后得到倾斜角的范围即可.
【详解】设,由函数,得,
所以过点的切线斜率,
根据二次函数的图像性质,可得,
又,即,
又,所以得的取值范围是.
故选:C
6. 已知抛物线的焦点为,为上的动点,点,则取最小值时,直线的斜率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用抛物线的性质和定义得出与的表达式,构造函数并求导,利用导数求出极值点,进而求出取得最小值时的参数值,最后利用斜率公式求解即可.
【详解】如图,作出符合题意的图形,
抛物线的焦点为,准线方程为,
设点,根据抛物线的定义得,
由两点间距离公式得,
则,令,
而函数平方后单调性不变,设,
求导得,
令,则,
解得(斜率不存在,舍去)或,
令,,
令,,
则在上单调递减,
在上单调递增,
得到,
故当时,最小,即最小,
当时,点,
由斜率公式得直线斜率为,故D正确.
故选:D.
7. “三分损益法”是古代中国发明的制定音律时所用的生律法.例如第一个基准音的乐器的长度为36,那么第二个基准音的乐器长度为,第三个基准音的乐器长度为,…,也就是依次先减少三分之一,后增加三分之一,以此类推.现有一兴趣小组采用此规律构造了一个共12项的数列用来研究数据的变化,已知,则( )
A. 324 B. 243 C. 256 D. 168
【答案】B
【解析】
【分析】根据“三分损益法”的规律可得出数列中各项的关系,代入计算即可.
【详解】由损益规律可知,
解得.
故选:B
8. 已知椭圆的左、右焦点分别为,点是椭圆在第一象限上的一个点,点与点关于原点对称,若,且,则椭圆的离心率的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先得出是矩形,结合椭圆的定义和勾股定理求出,利用解不等式即可.
【详解】由点与点关于原点对称,结合椭圆的对称性可知,是平行四边形,
因为,所以是矩形,
所以,
因为,,
所以,
因为点是椭圆在第一象限上的一个点,
所以,
则,,,
因为,,所以,
则,即,
得,得,
得或(舍),即,
故椭圆的离心率的取值范围为.
故选:D
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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0分.
9. 下列命题正确的是( )
A.
B.
C. 一物体的运动方程为,则其在时的瞬时速度为1
D. 已知函数在上可导,且,则
【答案】AC
【解析】
【分析】根据导数的知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】对于A,,故A正确;
对于B,,故B不正确;
对于C,瞬时速度是位移函数的导数:,所以,故C正确;
对于D,根据导数的定义可得:,故D错误;
故选:AC
10. 已知抛物线的焦点,直线过焦点交抛物线于两点(点在第一象限),为的准线,为与轴交点,,垂足为,则下列说法正确的是( )
A. 的最小值为4
B. 若,则
C.
D. 若,则直线的斜率为
【答案】AC
【解析】
【分析】对于A,利用过焦点的弦长最短时是通径的结论即得;
对于B,由条件推理得点的坐标,根据抛物线的定义可得;
对于C,设直线的方程为:,与抛物线方程联立,结合韦达定理化简即可求解;
对于D,设出直线的方程,与抛物线方程联立,得到韦达定理,将条件转化成坐标代入化简,可求直线的斜率,判断D的真假.
【详解】如图,
因为抛物线的焦点,则,抛物线,
对于A,根据抛物线的性质,所有的焦点弦中,通径最短,为,
所以,故A正确;
对于B,因为,,,,
所以,代入抛物线方程可得:
根据抛物线的定义:,故B错误;
对于C,设,,显然直线的斜率不为,
设直线的方程为:,
联立,可得:。
,,,
则,,
所以,
因为,
故,所以,故C正确;
对于D,当,直线斜率存在且不为0,设直线即.
代入抛物线得,整理得.
设则,
由,点在第一象限,得.解得,故D不正确.
故选:AC.
11. 在平面直角坐标系中,设.对于实数,定义点集.则下列结论正确的是( )
A. 是椭圆
B. 点集不可能为空集
C. 中任意一点都满足
D. 中存在点使得为直角
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于A,由椭圆的定义即可判断;对于B,取,由即可判断;对于C,根据,代入,可得,解绝对值不等式即可判断;对于D,假设存在点使得为直角,可得,将代入计算即可求解.
【详解】对于A,,则,
根据椭圆的定义可得:是以为焦点,长轴长为的椭圆,故A正确;
对于B,取,则,则,
这与矛盾,则此时点集为空集,故B不正确;
对于C,,则,所以,
由于,则,
即,即,解得,故C正确;
对于D,,则,所以,
假设存在点使得为直角,则,
即,解得或,
当时,,此时重合,不能构成三角形,
当时,,此时,满足条件,
综上,中存在点使得为直角,故D正确;
故选:ACD
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知曲线在处的切线方程为,则___________.
【答案】1
【解析】
【分析】利用切线过点求,求导,利用导数的几何意义求,进而合并求解.
【详解】点在切线上,即,
,
点处的切线为,则斜率为1,函数求导得,
,
.
故答案为:1.
13. 已知双曲线的左焦点为,直线与的左、右两支分别交于点,若,,则的渐近线方程为___________.
【答案】
【解析】
【分析】由题意得出四边形为矩形,利用双曲线定义求出,进而在直角中利用勾股定理求出,从而求出即可求解.
【详解】设的右焦点为,由题意知四边形为平行四边形.
因为,所以,故四边形为矩形,
由双曲线定义得,在直角中,,
由,得,解得,
所以,
所以的渐近线方程为.
故答案为:
14. 欧拉函数的函数值等于所有不超过正整数,且与互素的正整数个数.例如(不超过正整数3,且与3互素的正整数有1和2).欧拉函数有很多性质,比如欧拉函数是积性函数,即如果互素,则.计算___________,数列的前项和___________.
【答案】 ①. 4 ②.
【解析】
【分析】利用欧拉函数的互素性质求出;利用欧拉函数的积性性质求出,进而求出的通项公式,再利用等比数列的前项和公式结合错位相减法求解.
【详解】由欧拉函数的定义可知表示不超过且与互素的正整数,有共4个,
;
利用欧拉函数的积性性质,,
对于,集合中被整除的数可表示为,且满足,
,故的取值为,共个,
集合中共有个元素,其中不互质的有,
,
,
,
,
①,②,
由①减去②得,,
,
,
.
故答案为:4;.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知等差数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,求数列的前项和为.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)计算等差数列的首项与公差,利用等差数列的通项公式可得答案;
(2)利用裂项相消可得答案.
【小问1详解】
设等差数列 的首项为 ,公差为 ,
由 ,得,
整理得,
由 ,得,
即,
解得,
所以数列 的通项公式为
【小问2详解】
由(1)知 ,则 ,
所以,
利用裂项求和,
有,
,
,
所以数列 的前 项和 .
16. 已知抛物线的焦点为,点在抛物线上,其横坐标为,且.
(1)求的值;
(2)已知直线与抛物线交于两点,若,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据抛物线方程求点的横坐标,再代入焦半径公式,即可求解;
(2)首先直线方程与抛物线方程联立,利用韦达定理表示弦长,再代入面积公式,根据的取值范围,求面积的最大值.
【小问1详解】
分析可得,点在抛物线上,其横坐标为,代入抛物线方程,得点的纵坐标为,
因为,根据抛物线的定义可得,
,计算可得;
【小问2详解】
由(1)可得抛物线方程:,设,,
联立可得,
韦达定理可得,,,
所以弦长,
所以点到直线的距离为,
所以的面积为,
因为,所以当时,取得最大值.
17. 已知数列的前项和为,且
(1)若数列不是等比数列,求;
(2)若,在和中插入个数构成一个新数列,,插入的所有数依次构成首项为2,公差为2的等差数列,求的前30项和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据式子特点,利用的关系式得出,再根据不是等比数列得出;
(2)通过分析特征,确定最后3项为,再结合分组求和法即可求解.
【小问1详解】
由,
得,则,
所以.
①当时,不是等比数列,符合题意;
②当时,,
所以,所以是首项为,公比为2的等比数列,与已知矛盾.
综上,由及可知,对任意成立,
故.
【小问2详解】
由(1)中推导可知,若,数列是首项为2,公比为2的等比数列,
故,,
可把新数列:,2,,4,6,,8,10,12,,…看作为第一组数,个数为2;看作第二组数,个数为3个,…
故第组数的个数为,前组数的个数和为, 即,
当时,, 故数列前30项为:,2,,4,6,,8,10,12,
,
.
18. 已知椭圆的左、右顶点分别为,过椭圆的右焦点且斜率不为0的直线交于两点,点.
(1)为椭圆上一动点,求的最大值;
(2)若点在以为直径的圆上,求直线的方程;
(3)设直线与直线交于点,记直线,,的斜率分别为,,,若成等差数列,求实数的值.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【解析】
【分析】(1)设,可得,代入两点间距离公式结合二次函数的性质即可求解;
(2)设直线,,,联立直线与椭圆方程:,由韦达定理:,,根据化简即可求解.
(3)结合直线斜率公式、一元二次方程的根与系数关系、等差数列的性质进行求解即可.
【小问1详解】
设为椭圆上一点,则,且 ,
则:
,
所以当时,.
【小问2详解】
椭圆右焦点,设直线,,,
联立直线与椭圆方程:,可得,
由韦达定理:,,
点在以为直径的圆上,等价于,
,
代入韦达定理:,
化简得:,
即,
即,即,解得或.
因此,直线的方程为或,
【小问3详解】
由(2)可知,,,,,,,
直线的方程为:,把代入方程中,得,
所以,于是,,,
因为,,成等差数列,
所以,
化简,得,
把代入化简,得,
把代入,
得,因为,所以有,即.
19. 已知双曲线的焦距为,且点在双曲线上.
(1)求双曲线的方程;
(2),点列按如下规则构造:①点为的右顶点;②过点作斜率为的直线,交双曲线于另一点;③点为点关于轴的对称点.
记,解答下面问题.
(i)证明:数列是等比数列;
(ii)若为数列的前项和,设,数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析
【解析】
【分析】(1)由焦距得出,利用双曲线的性质得出的关系,结合已知点构造方程求出,进而求出,得出双曲线方程;
(2)根据已知条件,设点列出直线方程,联立双曲线方程结合韦达定理求出坐标,进而得出递推关系,证明结论;求出的通项公式,进而求出,利用放缩法证明结论.
【小问1详解】
双曲线的焦距为,得,
,
又点在双曲线上,
,即,解得,则,
双曲线的方程为.
【小问2详解】
(i)双曲线的右顶点为,故,,
过点作斜率为的直线,方程为,
联立直线与双曲线方程得,整理得,
设,
由韦达定理得,解得,,
点为点关于轴的对称点,故,,
,
,
,
是首项为2,公比为3的等比数列;
(ii),
,
,
当时,,
当时,,,
,
,
,
,
,
.
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