内容正文:
2025-2026学年度高二年级第一学期期末考试
数学
一、单项选择题: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. 已知直线.若,则实数值为( )
A. B. C. 2 D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】根据直线一般式的平行关系列式求解即可.
【详解】因为已知直线,且,
所以,解得,
当时,的方程为,即,此时满足.
故选:B
2. 已知和是两个不同的平面,是一条直线,则下列命题正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则
【答案】D
【解析】
【分析】根据空间直线,平面的位置关系依次判断各选项即可得答案.
【详解】对于A选项,若,则或,故错误;
对于B选项,若,则与关系可以是平行、相交或在平面内,不一定满足,故错误;
对于C选项,若,则或,故错误;
对于D选项,若,则,正确.
故选:D
3. 2个女生和2个男生站成一排合影,2个男生相邻的不同排法总数为( )
A. 12 B. 24 C. 36 D. 72
【答案】A
【解析】
【分析】根据相邻问题捆绑法求解即可.
【详解】把2个男生看作一个整体,内部有种排列方式
将这个男生整体和2个女生一起排列,相当于3个元素,有种排列方式,
所以,根据乘法原理,总的排法有:种不同排法.
故选:A
4. 双曲线的一个焦点坐标为,则实数的值为( )
A. 1 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先化为标准方程,再结合关系求解即可.
【详解】将双曲线化为标准方程得:
所以双曲线的焦点在轴上,且,
因为双曲线的一个焦点坐标为,
所以,即,解得
故选:C
5. 已知圆,直线,则圆上到直线的距离等于1的点的个数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】先求圆心到直线的距离,再结合半径关系判断即可.
【详解】由题知圆的圆心为,半径为,
圆心到直线的距离为,
因为,,
所以圆上到直线的距离等于1的点的个数为2.
故选:B
6. 已知等比数列的公比大于0,,,若,则正整数的值为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】C
【解析】
【分析】根据等比数列的通项公式求解即可.
【详解】设等比数列的公比为.
由可得,,即,
又,所以,解得或(舍去).
由可得,,
即,所以.
所以,解得.
故选:C
7. 已知圆台的上底半径和下底半径分别为1和2,侧面积为,则圆台外接球的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求得圆台的母线,高,再根据几何体的外接问题求解即可.
【详解】设圆台的上底面的半径为,下底面半径为,母线长为,则,
因为圆台的侧面积为,
所以,解得
所以圆台的高为,
设圆台的外接球的半径为,则球心到圆台两底面的距离分别为,
因为圆台外接球的球心可能在上、下底面圆心所连的线段上,也可能在其延长线上
所以或,
方程得,平方整理得,解得,
同理解方程得该方程无解,
所以圆台的外接球的半径为,
所以圆台外接球的表面积为.
故选:C
8. 设是椭圆:和双曲线:的公共焦点,是它们在第一象限的公共点,与双曲线的右支交于另一个点,若以为直径的圆过点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据椭圆与双曲线在第一象限的交点为P,可得,再由可得,代入后得即可求解答案.
【详解】椭圆与双曲线在第一象限的交点为P,若以为直径的圆过点,则满足,
所以,可得,
所以,化简得出,
又因为,所以,
所以,即得,
所以,代入,可得,
则椭圆的离心率.
故选:D.
二、多选题: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. 已知,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D. 除以2的余数为1
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据二项式定理直接计算判断A;令直接求解判断B;令,结合时的情况,求得,再根据求解判断C;直接计算判断D.
【详解】对于A选项,根据二项式定理可知,,故正确;
对于B选项,令得,故正确;
对于C选项,令得;令得,
两式相加得:,即,
令得,所以,故错误;
对于D选项,,除以2的余数为1,故正确.
故选:ABD
10. 已知等差数列的公差为,前项和为,若,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C. 若,则时取最小值
D. 若,则使的的最小整数为14
【答案】AD
【解析】
【分析】由题意可得,结合等差数列的性质和前项和的公式判断A,通过讨论公差d的正负,结合等差数列的性质对B,C,D选项进行判断即得.
【详解】由可得,,故选项A正确;
因为,
若,不合题意,
若,则,则,
若,则,则,B选项错误;
若,则,则时取最小值,C选项错误;
若,则,,
,则当时,,
则使的的最小整数为14,D选项正确;
故选:AD
11. 边长为2的正方体中,动点满足,.则下列结论正确的是( )
A. 平面
B. 四面体的体积为
C. 设直线与所成角为,则的最大值为
D. 若直线与平面所成角的正弦值为,则点的轨迹长度为
【答案】ACD
【解析】
【分析】先根据向量关系得点的轨迹在内(包括边界),根据平面平面判断A;根据判断B;设与平面相交于点,证明平面,求得.根据为异面直线与所成的角,判断C;根据线面角求得点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,再求轨迹长度即可.
【详解】如图所示,连接,
因为动点满足,,
所以,即,
所以,即点的轨迹在内(包括边界)
对于A,因为在中,,,,,
所以四边形,均为平行四边形,
所以,,
因为平面,平面,平面,平面,
所以平面,平面,
因为,平面,
所以平面平面
因为平面,所以平面,故A选项正确;
对于B,由平面平面,点的轨迹在内(包括边界)
所以四面体的体积,故B选项错误;
在正方体中,易知平面,平面,
所以,,
又,,,,
所以平面,平面,
所以,,
因为,所以平面,
设与平面相交于点,
由于,,
则点到平面的距离为.
对于C,因为,所以为异面直线与所成的角,
因为,所以,故C正确.
对于D,因为直线与平面所成角的正弦值为,
所以,解得,
所以
点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
如图所示,
在中,,同理,
即点为等边外接圆圆心,
又,设,
由余弦定理得,解得或
当时,如图,即,此时不在内,
故只需考虑的情况即可,
所以,则
所以的轨迹长度为,故D正确.
故选:ACD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 运动会期间,将甲、乙、丙、丁四名志愿者分配到三个场地参加志愿服务,每名志愿者只能安排去一个场地,每个场地至少需要一名志愿者,则不同的安排方法数为__________.
【答案】
【解析】
【分析】先分组,从4名志愿者中选2个人为一组,其余2个人各为一组,再排列,将分好的3组全排列,对应3个场地,根据分步乘法计数原理计算得解.
【详解】从4名志愿者中选2个人为一组,其余2个人各为一组,共有种选法,
将分好3组全排列,对应3个场地,共有种排法,
则满足题意的不同的安排方法数为种.
故答案为:.
13. 在平行六面体中,,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】设,则,再根据向量运算求解即可.
详解】设,则,
所以
因为,
所以
故答案为:
14. 已知抛物线是的焦点,是上一个动点,点,动点满足,则的最小值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】先求得点的轨迹,进而得,再根据抛物线的定义转化求解即可.
【详解】设,因为点,动点满足,
所以,整理得,
即,
所以,点的轨迹是以为圆心,为半径的圆,
因为抛物线,焦点,准线方程为,
过点准线的垂线,垂足为,则,
因为,当且仅当三点共线且在点之间时等号成立,
所以,当且仅当三点共线时等号成立,
所以的最小值为.
故答案为:
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. 已知圆过点,与直线相切于点.
(1)求圆的方程;
(2)若斜率为1的直线与圆交于,两点,,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)根据圆与直线相切于点,求出直线的方程,设出圆心坐标,进而求出圆心坐标及半径,即可得到圆的方程.
(2)设出直线的方程,根据余弦定理及垂径定理求出圆心到直线的距离,进一步求解即可.
【小问1详解】
设圆的圆心为.
由题意可知,直线与直线垂直,所以.
所以直线的方程为,即.
可设圆心坐标为,则,即.
整理得,解得,则圆心坐标为,半径.
所以圆的方程为.
【小问2详解】
在中,
,
则.
设圆心到直线的距离为,根据垂径定理可知.
设直线的方程为,即,
则圆心到直线的距离.
所以,即,解得或.
所以直线的方程为或.
16. 已知是公差不为0的等差数列,,且成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前20项的和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据等比中项解关于公差的方程得,再求解通项公式即可;
(2)先根据累加法得,再结合等差数列求和公式,根据分组求和法求解即可.
【小问1详解】
解:根据题意,设是公差为,且,
因为,且成等比数列,
所以,即,即,解得.
所以,即的通项公式为.
【小问2详解】
解:因为,,
所以,,,…,,
所以,根据累加法得,
所以
又,满足,
所以,
所以数列的前20项的和为
,
这是一个首项为3,末项为39,项数为10的等差数列求和,
所以数列的前20项的和为.
17. 如图,四棱锥中,与都是等腰直角三角形,,平面平面,,点在棱上.
(1)证明:平面;
(2)若平面,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;
(2)
【解析】
【分析】(1)根据几何关系证明,再结合面面垂直性质定理即可证明结论;
(2)结合(1),建立空间直角坐标系,利用坐标法求解即可.
【小问1详解】
与都是等腰直角三角形,,,,
所以,,,
所以,即,
因为平面平面,平面平面,平面,
所以平面
【小问2详解】
因为平面,,
所以两两垂直,故如图建立空间直角坐标系,
则,,
由点在棱上,,
所以,
,,
设平面的一个法向量为,
则,即,故,
因为平面,
所以,解得,
所以
设平面的一个法向量为,
因为,,
所以,即,故,
设直线与平面所成角为,因为
所以
所以直线与平面所成角的正弦值为
18. 已知数列满足:
(1)求的值;
(2)若,证明:等比数列;
(3)若,数列的前项和为,求不等式的解集.
【答案】(1);;
(2)证明见解析; (3).
【解析】
【分析】(1)根据递推关系式直接计算可得结果;
(2)先由递推关系可得,进而可得,再通过构造即可证明结论;
(3)先由(2)的解析可得,进而可得及,从而可得并用裂项求和可得,再代入不等式可得不等式的解集.
【小问1详解】
因为,所以,
,所以.
【小问2详解】
因为,所以.
所以,所以,又因为,
所以,,故是等比数列是以2为公比,以4为首项的等比数列.
【小问3详解】
由(2)知是等比数列是以2为公比,以4为首项的等比数列.
所以,即,所以,
,
.
所以.
代入不等式得,
即,,,
所以,因为,所以,即,
由指数函数的单调性可得,即,又因为,所以或.
故不等式的解集为.
19. 在平面直角坐标系中,已知动圆,动圆,.记动圆和动圆的公共点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)分别过作两平行直线与曲线交于两点,与曲线交于两点,在轴上方.
①若四边形的面积为3,求直线的方程;
②将沿着轴翻折至,若三棱锥体积的最小值为,求二面角的大小.
【答案】(1)
(2)①;②或
【解析】
【分析】(1)根据题意得,进而根据双曲线的定义求解即可;
(2)①先讨论斜率不存在时的情况得,再讨论斜率存在时的情况得,解方程即可得答案;
②设二面角的大小为,,进而求得三棱锥体积,再分斜率存在与不存在两种情况讨论求解即可.
【小问1详解】
由题知动圆的圆心为,半径为,
动圆的圆心为,半径为,
公共点满足,,
因为,
所以
所以,根据双曲线的定义得点的轨迹为以,为焦点,实轴长为的双曲线.
所以焦距,,即,,,
所以曲线的方程为.
【小问2详解】
解:①当直线的斜率不存在时,
直线的方程分别为,,对应的,,
四边形为矩形,面积为;
所以直线的斜率存在,设为,
此时直线的方程为,直线的方程为,
四边形为梯形,面积,其中表示平行线之间的距离.
联立方程得,
因为在轴上方,则在轴下方,
所以,且,,
即,,,
所以,,
所以,
根据双曲线的对称性,,
所以,
因为到直线的距离为,即,
所以,
整理得,解得,即,满足,
所以直线的方程为.
②如图1,设,,垂足分别为,则,,
如图2,设二面角的大小为,,
则,,,,
在平面中,过点作,则,
所以是二面角的平面角,即,
所以到平面的距离为,
所以三棱锥体积为:
当直线的斜率存在时,
,
因为,,所以,
所以,
当直线的斜率不存在时,,
所以三棱锥体积,
因为三棱锥体积的最小值为,
所以,即,
因为,所以或.
综上所述,二面角的大小为或.
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数学
一、单项选择题: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. 已知直线.若,则实数的值为( )
A. B. C. 2 D. 3
2. 已知和是两个不同的平面,是一条直线,则下列命题正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则
3. 2个女生和2个男生站成一排合影,2个男生相邻的不同排法总数为( )
A. 12 B. 24 C. 36 D. 72
4. 双曲线一个焦点坐标为,则实数的值为( )
A. 1 B. C. D.
5. 已知圆,直线,则圆上到直线的距离等于1的点的个数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
6. 已知等比数列的公比大于0,,,若,则正整数的值为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
7. 已知圆台的上底半径和下底半径分别为1和2,侧面积为,则圆台外接球的表面积为( )
A. B. C. D.
8. 设是椭圆:和双曲线:的公共焦点,是它们在第一象限的公共点,与双曲线的右支交于另一个点,若以为直径的圆过点,且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多选题: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. 已知,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D. 除以2的余数为1
10. 已知等差数列公差为,前项和为,若,则下列结论正确的是( )
A.
B
C. 若,则时取最小值
D. 若,则使的的最小整数为14
11. 边长为2的正方体中,动点满足,.则下列结论正确的是( )
A. 平面
B. 四面体的体积为
C. 设直线与所成角为,则的最大值为
D. 若直线与平面所成角的正弦值为,则点的轨迹长度为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 运动会期间,将甲、乙、丙、丁四名志愿者分配到三个场地参加志愿服务,每名志愿者只能安排去一个场地,每个场地至少需要一名志愿者,则不同安排方法数为__________.
13. 在平行六面体中,,则__________.
14. 已知抛物线是的焦点,是上一个动点,点,动点满足,则的最小值为__________.
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. 已知圆过点,与直线相切于点.
(1)求圆的方程;
(2)若斜率为1的直线与圆交于,两点,,求直线的方程.
16. 已知是公差不为0等差数列,,且成等比数列.
(1)求的通项公式;
(2)若,求数列的前20项的和.
17. 如图,四棱锥中,与都是等腰直角三角形,,平面平面,,点在棱上.
(1)证明:平面;
(2)若平面,求直线与平面所成角的正弦值.
18. 已知数列满足:
(1)求的值;
(2)若,证明:是等比数列;
(3)若,数列的前项和为,求不等式的解集.
19. 在平面直角坐标系中,已知动圆,动圆,.记动圆和动圆的公共点的轨迹为曲线.
(1)求曲线的方程;
(2)分别过作两平行直线与曲线交于两点,与曲线交于两点,在轴上方.
①若四边形的面积为3,求直线的方程;
②将沿着轴翻折至,若三棱锥体积的最小值为,求二面角的大小.
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