内容正文:
高二数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.
3.本卷满分150分,考试时间120分钟.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.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,将答案写在答题卡上指定位置,在其他位置作答一律无效.
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. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】将一般方程化为斜截式方程,得出斜率即可得出倾斜角.
【详解】直线可化为,
设直线的倾斜角为,,
则斜率,即.
故选:C
2. 数列,,,…的通项公式可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】通过逐项验证即可求解.
【详解】对于A和C,令,分母显然无意义,排除,
对于B,令,得,错误,
对于D,分别令,得符合,正确,
故选:D
3. 已知曲线是焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】将曲线的方程化为标准方程,结合曲线的形状可得出关于的不等式,解之即可.
【详解】由题意可知,曲线的方程可化为,
因为曲线是焦点在轴上的椭圆,所以,解得,
因此实数的取值范围是.
故选:A.
4. 在空间四边形中,已知,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】应用空间向量加减法及数乘运算计算求解.
【详解】在空间四边形中,
,,
所以,
则.
故选:C.
5. 有五名志愿者参加社区服务,共服务星期六、星期天两天,每天从中任选两人参加服务,则两天中恰有1人连续参加两天服务的选择种数为( )
A. 120 B. 60 C. 40 D. 30
【答案】B
【解析】
【分析】选出一个志愿者连续参加两天社区服务,再从剩余的4人抽取2人参加这两天的活动,计算结果即可
【详解】不妨记五名志愿者为,假设连续参加了两天社区服务,再从剩余的4人抽取2人各参加星期六与星期天的社区服务,共有种方法,
同理:连续参加了两天社区服务,也各有种方法,
所以恰有1人连续参加了两天社区服务的选择种数有种.
故选:B.
6. 已知数列满足:,.则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用递推关系式逐项计算可得的值.
【详解】由题意可得,且,则,
,,,
,,,
故选:B.
7. 已知双曲线:的左焦点为F,P为C的右支上一动点,定点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设双曲线右焦点为,利用双曲线的定义,将的最大值问题转化为的最小值问题,从而借助平面中三角形两边之差小于第三边的几何性质求解即可.
【详解】设双曲线的右焦点为,则,,
而(渐近线斜率),
故直线与双曲线的右支交于两个不同的点,
而,仅当共线且A在之间时等号成立,
所以,
当共线且A在之间时等号成立.
所以的最大值为,
故选:C
8. 已知抛物线C:,若在C上存在点P,使得过点P可作两条互相垂直的直线与圆相切,则r的最小值为( )
A. 1 B. C. D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意得出到圆心的距离与半径的关系,再结合抛物线的性质求解.
【详解】设圆的圆心坐标为,半径为,
因为过点P可作两条互相垂直的直线与圆相切,所以,
设点,因为点在抛物线上,所以,
所以,
所以当时,,即,所以,
故选:D
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0分.
9. 下列等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用排列数公式,组合数公式一一判断即可.
【详解】,故A 错误;
,故B正确;
,故C正确;
因为,且,
所以,故D正确.
故选:BCD
10. 记为数列的前n项和,已知,是公差为d的等差数列,则( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 是等差数列 D. “”是“”的充要条件
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据等差数列的通项公式得,再根据,求得,从而依次判断.
【详解】根据题意,是公差为d的等差数列,
则,则,
当时,
,
当时,满足上式,所以,
则,
所以是等差数列,C正确;
若,则,所以,A正确;
若,,B错误;
因为
,
所以“”是“”的充要条件,D正确.
故选:ACD
11. 已知正方体,是的中点,为正方形所在平面内一动点,则下列结论正确的是( )
A. 若到点与点的距离相等,则的轨迹为直线
B. 若到直线与直线的距离相等,则的轨迹为抛物线
C. 若直线与平面所成的角为,则的轨迹为椭圆
D. 若直线与直线所成的角为,则的轨迹为双曲线
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据点与点、点到直线的距离公式及向量法求线线角、线面角,结合圆、椭圆、双曲线、抛物线的定义逐项分析判断即可.
【详解】设正方体边长为2,以为原点,以,,所在直线为,,轴建立空间直角坐标系,
则,,,,,,.
设.
选项A:,.
则,整理得,
此时为直线,A正确.
选项B:直线方程为:,,到直线的距离为.
直线方程为:,,,到直线的距离为.
则,整理得,此时为抛物线,B正确.
选项C:,易知为平面的一个法向量.
则,
所以,此时为圆,C错误.
选项D:,,
则,
即,此时为双曲线,D正确.
故选:ABD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知是平面的一个法向量,点在平面内,则点到平面的距离为_______.
【答案】##
【解析】
【分析】表示出,再根据点到平面的距离公式计算可得.
【详解】因为点在平面内,又,
所以,又是平面的一个法向量,
所以点到平面的距离.
故答案为:
13. 已知过原点O的直线与圆C:交于A,B两点,弦的中点为P,则点P的轨迹与圆C的公共弦长为______.
【答案】
【解析】
【分析】首先设弦的中点,利用垂直关系,建立方程,求点的轨迹方程;再与圆联立,求出交点得到公共弦长.
【详解】圆的方程为,圆心,半径,
设弦的中点,则,,
则,即.
联立两圆,解得:,
故所求弦长为:.
故答案为:
14. 已知数列的前n项积为,,,则____(用阶乘表示);若数列的前n项和为,且恒成立,则m的最小值为_____.
【答案】 ①. ②. 2
【解析】
【分析】变形给定的通项,利用乘法交换律、结合律,结合累乘法求出,再利用阶乘的性质,裂项相消法求和,进而求出m的最小值.
【详解】当时,,
;
,因此,
由恒成立,得,所以m的最小值为2.
故答案为:;2
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. 设数列的前项的和为.
(1)若是等比数列,且,,求;
(2)若是公差不为0的等差数列,且,,成等比数列,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)设等比数列的公比为,首先判断,再等比数列求和公式得到方程组,即可求出、,从而得解;
(2)设等差数列的公差为,根据等比中项的性质求出,再由求和公式及等差数列通项公式计算可得.
【小问1详解】
设等比数列的公比为.
因为,所以,
所以,,
则,整理得,解得,所以.
所以.
【小问2详解】
设等差数列的公差为,
因为,,成等比数列,
所以,即,
所以,
因为,所以,
所以.
16. 已知双曲线:与抛物线:有相同的焦点.
(1)若,在第一象限的交点为,且,求的方程;
(2)过点的直线与的一条渐近线平行,且与交于点.若,求的离心率.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)首先利用抛物线的定义求出点的坐标,代入双曲线方程中并结合的关系求解即可;
(2)联立直线与抛物线方程,结合弦长公式得到直线的斜率,利用直线与渐近线平行的关系得到,求解离心率即可.
【小问1详解】
抛物线:的焦点,准线方程为,
由,结合抛物线的定义知,点的横坐标为,
所以点坐标为.
所以解得
所以的方程为.
【小问2详解】
设直线的方程为.
联立方程组
消得,
设,,则.
由,
解得.
因为直线与的一条渐近线平行,所以,
所以的离心率.
17. 已知数列的前n项和为,,且.
(1)求证:是等差数列;
(2)设,求数列的前n项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据作差得到,结合及等差数列的定义证明即可;
(2)首先求出,即可求出,从而得到,再利用错位相减法计算可得.
【小问1详解】
由,
则当时,,
两式相减得,,
所以,即
因为,则,所以,
所以是等差数列,且公差为.
【小问2详解】
当时,,
即,解得或(舍去).
由(1)知,.
所以.
所以,
,
两式相减得,
即,
所以.
18. 如图,在正四棱锥中,,为与的交点,点E,F分别为棱,的中点,且.
(1)求的长度;
(2)求二面角的正弦值;
(3)若,且A,E,F,G四点共面,求的值.
【答案】(1)
(2)
(3).
【解析】
【分析】(1)建立空间直角坐标系,设,根据两向量垂直数量积为,得到的值;
(2)分别计算平面和的法向量,利用向量法求解即可;
(3)求出平面的一个法向量,利用A,E,F,G四点共面,得出,即可求解.
【小问1详解】
在正四棱锥中,以O为坐标原点,为正交基底建立如图所示的空间直角坐标系.
因为,则,,,.
设,则,.
所以,.
因为,所以,解得.
所以.
【小问2详解】
由(1)知,,,
,.
设平面的法向量为.
由得
则,取,则,
即平面的一个法向量为.
设平面的法向量为,
由得
取,则,,
即平面的一个法向量为.
设二面角的大小为,则,
所以,
即二面角的正弦值为.
【小问3详解】
由,
所以,
所以.
设平面的法向量为,
因为,,
由得
则,取,则,
即平面的一个法向量为.
因为A,E,F,G四点共面,则,
所以,
解得.
19. 在平面直角坐标系中,已知椭圆C:的焦距为,且经过点.
(1)求C的方程;
(2)若三点P,Q,R都在C上,且P,Q关于点O对称,直线与圆O:相切.
(i)从下面两个结论中选择一个证明:
①直线与圆O相切;②为等腰三角形:
(ii)求面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)答案见解析;(ii).
【解析】
【分析】(1)由题意可得的两个方程,即可求解;
(2)(i)选择①:当直线的斜率不存在时,显然成立;当直线的斜率存在时,设方程为,设,,则.由直线与圆相切,得圆心到直线的距离等于半径,即的方程;直线与圆联立 ,韦达定理得,.求出圆心到直线的距离,结合上述式子,即可证明;选择②:要证为等腰三角形,即证,即证.当直线的斜率不存在时,同①知,满足.当直线的斜率存在时,设方程为,设,,则.结合①证即可;
(ii)由(i)知,的面积当直线的斜率不存在时,;当直线的斜率存在时,由韦达定理及函数的单调性即可求解.
【小问1详解】
由C的焦距为,且经过点,
则,解得,
所以的方程为.
【小问2详解】
如图:
(i)选择①:当直线的斜率不存在时,
此时直线的方程为(或),
不妨取点,则,,
所以直线的方程为,满足与圆O相切.
当直线的斜率存在时,设方程为,
设,,则.
因为直线与圆O:相切,
所以,即.
联立方程组消得,,
所以,.
因为直线的方程为,
即,
所以圆心到直线的距离为
,
所以直线与圆O相切.
综上,直线与圆O相切.
选择②:要证为等腰三角形,
即证,即证.
当直线的斜率不存在时,同①知,满足;
当直线的斜率存在时,设方程为,
设,,则,
同①知,,,
所以
,
所以.
所以为等腰三角形.
(ii)由(i)知,,故的面积为
.
当直线的斜率不存在时,;
当直线的斜率存在时,
由,
所以.
设,则,
因为,所以,
所以,即,
所以面积的取值范围是.
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注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.
3.本卷满分150分,考试时间120分钟.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.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,将答案写在答题卡上指定位置,在其他位置作答一律无效.
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. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 数列,,,…的通项公式可能是( )
A. B. C. D.
3. 已知曲线是焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
4. 在空间四边形中,已知,,则( )
A. B.
C. D.
5. 有五名志愿者参加社区服务,共服务星期六、星期天两天,每天从中任选两人参加服务,则两天中恰有1人连续参加两天服务的选择种数为( )
A. 120 B. 60 C. 40 D. 30
6. 已知数列满足:,.则( )
A. B. C. D.
7. 已知双曲线:的左焦点为F,P为C的右支上一动点,定点,则的最大值为( )
A. B. C. D.
8. 已知抛物线C:,若在C上存在点P,使得过点P可作两条互相垂直的直线与圆相切,则r的最小值为( )
A. 1 B. C. D. 2
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0分.
9. 下列等式恒成立的是( )
A. B.
C. D.
10. 记为数列的前n项和,已知,是公差为d的等差数列,则( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 是等差数列 D. “”是“”的充要条件
11. 已知正方体,是的中点,为正方形所在平面内一动点,则下列结论正确的是( )
A. 若到点与点的距离相等,则的轨迹为直线
B. 若到直线与直线的距离相等,则的轨迹为抛物线
C. 若直线与平面所成的角为,则的轨迹为椭圆
D. 若直线与直线所成的角为,则的轨迹为双曲线
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知是平面的一个法向量,点在平面内,则点到平面的距离为_______.
13. 已知过原点O的直线与圆C:交于A,B两点,弦的中点为P,则点P的轨迹与圆C的公共弦长为______.
14. 已知数列的前n项积为,,,则____(用阶乘表示);若数列的前n项和为,且恒成立,则m的最小值为_____.
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. 设数列的前项的和为.
(1)若是等比数列,且,,求;
(2)若是公差不为0的等差数列,且,,成等比数列,求的值.
16. 已知双曲线:与抛物线:有相同的焦点.
(1)若,在第一象限的交点为,且,求的方程;
(2)过点的直线与的一条渐近线平行,且与交于点.若,求的离心率.
17. 已知数列的前n项和为,,且.
(1)求证:是等差数列;
(2)设,求数列的前n项和.
18. 如图,在正四棱锥中,,为与的交点,点E,F分别为棱,的中点,且.
(1)求的长度;
(2)求二面角的正弦值;
(3)若,且A,E,F,G四点共面,求的值.
19. 在平面直角坐标系中,已知椭圆C:的焦距为,且经过点.
(1)求C的方程;
(2)若三点P,Q,R都在C上,且P,Q关于点O对称,直线与圆O:相切.
(i)从下面两个结论中选择一个证明:
①直线与圆O相切;②为等腰三角形:
(ii)求面积的取值范围.
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