内容正文:
2025-2026学年第二学期高二年级第一次阶段测试
数学
命题人:周崇毅 审核人:邵立元
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知函数,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,求得,进而得到的值,得到答案.
【详解】由函数,可得,所以.
故选:A.
2. 设函数满足,则( )
A. B. C. 1 D. 2
【答案】B
【解析】
【分析】根据导数的定义及极限的运算性质计算可得.
【详解】,
故选:B
3. 已知向量是平面内两个不相等的非零向量,非零向量在直线上,则“,且”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【分析】由线面垂直的定义和判定定理,结合充分条件和必要条件的定义判断即可得到答案.
【详解】若,且,则,,
由于向量所在的直线不一定相交,非零向量所在的直线为,
所以不一定能得到;
若,非零向量所在的直线为,向量是平面内两个不相等的非零向量,
则,,可得,.
综上所述,“,且”是“”的必要不充分条件.
故选:B.
4. 已知空间向量,则向量在向量上的投影向量是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由向量,
可得,,
所以向量在向量上的投影向量为 .
5. 已知函数,则曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】求,取,可求,再求,,再由导数的几何意义及点斜式求切线方程.
【详解】由,得,
所以,得,
所以,,,,
故所求切线方程为,即.
故选:A.
6. 函数,的单调增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先求导函数,再令导函数大于等于0,即可求出单调增区间.
【详解】因为,所以,
即,.
单调增区间为.
故选:A.
7. 以下命题中,不正确的个数为( )
①“”是“,共线”的充要条件;②若,则存在唯一的实数,使得;③若,,则;④若为空间的一个基底,则构成空间的另一个基底;⑤.
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】C
【解析】
【分析】利用不等式等号成立的条件判断①即可;利用与任意向量共线,来判断②是否正确;利用共面向量定理判断③是否正确;根据不共面的三个向量可构成空间一个基底,结合共面向量定理,用反证法证明即可;代入向量数量积公式验证即可.
【详解】对①,向量、同向时,,
故时,必有向量、反向且,
只满足充分性,不满足必要性,①错误;
对②,当为零向量,为零向量时,不唯一,当为零向量,不为零向量时,不存在;②错误;
对③,,,则,,不能得到,故③错误;
对④,用反证法,若不构成空间的一个基底,即共面,
设,则,方程组无解,矛盾,
,
即不共面,构成空间的另一个基底,④正确;
对⑤,,⑤错误.
故选:C.
8. 已知定义域为的函数满足,且,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】构造函数,利用导数研究的单调性,进而利用的单调性解不等式即可.
【详解】令,则,
所以在上单调递减,
因为,
所以不等式可变为,即,
所以,即,
所以不等式的解集为.
故选:D.
二、多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
9. 下列给出的命题为真命题的是( )
A. 若为空间的一组基底,则也是空间的一组基底
B. 若四点共面,为该平面外一点,且,则
C. 若平面的法向量,直线的方向向量为,则直线在平面内
D. 若空间向量,,满足,,则空间向量在方向上的投影向量的模长为2
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用不共面来确定基底可判断A,利用四点共面的性质可判断B,利用向量法来确定线面关系可判断C,利用投影向量公式可判断D.
【详解】因为为空间的一组基底,所以不共面,
而在确定的平面内,所以也与不共面,
即也是空间的一组基底,故A正确;
若四点共面,为该平面外一点,且,则,故B正确;
因为,所以,则直线在平面内或,故C错误;
由空间向量在方向上的投影向量的模长,故D正确;
故选:ABD
10. 如图,在正方体中,点P在线段上运动,则下列结论正确的是( )
A. 直线平面
B. 三棱锥的体积为定值
C. 异面直线与所成角的取值范围是
D. 直线与平面所成角的正弦值的最大值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】A项利用线面垂直的判定定理及线面垂直的性质定理可证;B项利用线面平行的判定定理,得出平面,再根据三棱锥的体积公式求解即可;CD项,通过建立空间直角坐标系,利用向量坐标法表示线线角与线面角,建立函数关系求解范围与最值即可进行判断.
【详解】A项,如图,连接.
,,,
且平面,
平面,平面,
,同理,,
,且平面,
直线平面,故A正确;
B项,,且,
四边形是平行四边形.
,平面,平面,
平面,点P在线段上运动,
到平面的距离,即点到平面的距离,其为定值,
又的面积是定值,
三棱锥的体积为定值.
不妨设正方体的棱长为1,
则,
即三棱锥的体积为定值,故B正确;
如图,以为坐标原点,分别以所在直线为轴,建立空间直角坐标系.
点P在线段上运动,则可设,
则.
C项,,.
所以,
,
因为,则,,
,因为异面直线与所成角为锐角或直角,
故与所成角的取值范围为,故C错误;
D项, ,.
由A选项正确,可知是平面的一个法向量,
∴直线与平面所成角的正弦值为
,
∴当时,直线与平面所成角的正弦值的最大值为,故D正确.
故选:ABD.
11. 关于函数,则( )
A. 是的极大值点
B. 函数有且只有1个零点
C. 存在正实数,使得恒成立
D. 对任意两个正实数,,且,若,则
【答案】BD
【解析】
【分析】求得的导数和单调性、极值,可判断A;求得的导数,可得单调性,计算,的函数值,可判断B;由参数分离和构造函数求得导数,判断单调性,可判断C;设,由,求得,关于的函数式,结合分析法,构造函数,判断单调性,可判断D.
【详解】解:,
,
当时,,函数单调递增,
当时,,函数单调递减,
函数无极大值点,故A错误;
令,
恒成立,
在单调递减,
,,
有且只有一个零点,故B正确;
等价为,
令,则,
由的导数为,
当时,单调递减,时,单调递增,
可得的最大值,
即,可得在单调递减,则无最小值,
所以不恒成立,故C错误;
设,即有,
即为,化为,
可得,则,
设,可得,
由的导数为,可得时,,单调递增,可得,
,单调递增,可得,故成立,故D正确.
故选:BD.
【点睛】方法点睛:导函数中常用的两种常用的转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结合思想的应用;二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,,若向量,,共面,则实数的值为________.
【答案】1
【解析】
【分析】依题意可得存在实数,使得,从得到方程组,解得即可.
【详解】解:因为向量,,共面,所以存在实数,使得,
即,所以,解得.
故答案为:
13. 已知向量,若与的夹角为钝角,则实数t的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】由两个向量的夹角为钝角等价于且与不共线运算得解.
【详解】由,得,解得,
又,得,解得,
所以与夹角为钝角,实数的取值范围为且.
故答案为:.
14. 已知函数有两个零点,则实数a的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】通过同构简化函数形式,然后再转化成两个函数,画图确定参数范围.
【详解】,令,,显然该函数单调递增,即有两个根,即有两个根,如下图,作出函数的图像及其过原点的切线,可知当时有两个交点即有两个根.
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. 解答下列问题:
(1)求过曲线上点且与曲线在该点处的切线垂直的直线方程;
(2)已知曲线方程为,求过点且与曲线相切的直线方程.
【答案】(1);
(2)或.
【解析】
【分析】(1)利用导数求出过点的切线的斜率,即可得与之垂直的直线的斜率,用点斜式将所求直线方程表示出来,再整理成一般式即可;
(2)设所求直线与函数相切于点,利用导数的几何意义及直线的点斜式方程,将切线方程表示出来,代入点坐标,求出的值,即可得答案.
【小问1详解】
因为,所以,
所以过点的切线的斜率,
所以过点且与切线垂直的直线的斜率为,
所以所求直线的方程为:,
即:;
【小问2详解】
设所求直线与函数相切于点,
因为,
所以切线的斜率,
所以所求切线方程为: ,
又因为切线过点,
所以,
整理得:,
解得或,
所以所求切线方程为:或
16. 如图,在长方体中,,为棱的中点.
(1)证明:
∥平面
.
(2)若
是线段
的中点,求
的面积.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)建立空间直角坐标,求解平面法向量,即可根据向量法求证,
(2)根据点到线的向量法求解距离,即可由面积公式即可求解.
【小问1详解】
证明:如图,
以为原点,,,的方向分别为,,轴的正方向,建立空间直角坐标系,
根据题意,可得,,,,.
则,,.
设是平面的法向量,可得则
令,得.
因为,平面,所以平面.
【小问2详解】
由(1)知,,,则,,所以,
所以.
设到直线的距离为,则,
所以.
17. 已知函数在处取得极大值.
(1)求的值;
(2)求在区间上的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)求导,然后令求出,代入验证是否符合题意即可;
(2)求导,确定函数在区间上的单调性,进而可求最大值.
【小问1详解】
由已知
令得或,
当时,令得或,令得,
故函数在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
此时函数在处取极大值,在处取极小值,与函数在处取得极大值不符;
当,即时,令得或,令得,
故函数在上单调递增,在上单调递减,在上单调递增,
此时函数在处取极大值,在处取极小值,符合题意;
所以;
【小问2详解】
由(1)得,,
令,得,函数单调递增,
令,得,函数单调递减,
所以.
18. 如图,四棱锥中,平面,,,,,,,是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面所成角的余弦值;
(3)在线段上是否存在点,使得点到平面的距离为?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见详解;
(2);
(3)存在,.
【解析】
【分析】(1)取中点,连接、,可得四边形为平行四边形,所以,再根据线面平行的判定定理,即可证明;
(2)根据几何体特征,建立空间直角坐标系,先求得平面和平面的法向量,再结合面面角的向量求法,即可求解;
(3)假设存在点,且,根据空间点到面的距离的向量求法,列出方程,求解即可.
【小问1详解】
取中点,连接、,
又是的中点,所以,且,
又,,,所以,且,
所以四边形为平行四边形,所以,
又平面,平面,
所以平面;
【小问2详解】
因为平面,平面,平面,
所以,,
又,所以以为坐标原点,以为轴,以为轴,以为轴,
建立空间直角坐标系,如图所示,
则,,,,,
所以,,,,
令平面的法向量为,则,即,
令,则,,所以平面的法向量为,
令平面的法向量为,则,即,
令,则,,所以平面的法向量为,
设平面与平面所成角为,
所以,
所以平面与平面所成角的余弦值为;
【小问3详解】
设且,则,由(2)可得,,,,
所以,
设平面的法向量为,则,即,
令,则,,所以平面的法向量为,
又,点到平面的距离为,
所以,即,解得,
所以在线段上存在点,使得点到平面的距离为,且.
19. 已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)对任意,证明:.
【答案】(1)答案见解析
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)首先求函数的导数,再讨论和时,可求函数的单调性;
(2)首先将不等式变形,转化为证明,构造函数,然后利用导数求函数的最小值,得到最小值大于0即可证明.
【小问1详解】
.
①当时,令在恒成立,在上单调递增;.
②当时,令,得,令,得
令,得,
∴在上单调递减,在上单调递增;
【小问2详解】
要证,需证,
令,
则转化成证明:在上恒成立,
,
令,则,所以在上单调递增,
又因为,,
则存在,使即,所以,
所以 ,
当时,, 则;当时,,则;
∴在上单调递减,在上单调递增.
∴在处取得极小值,也是最小值 ,
,
∴ 在上恒成立,
∴ 对于任意的,都有成立.
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2025-2026学年第二学期高二年级第一次阶段测试
数学
命题人:周崇毅 审核人:邵立元
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知函数,则( )
A. B. C. D.
2. 设函数满足,则( )
A. B. C. 1 D. 2
3. 已知向量是平面内两个不相等的非零向量,非零向量在直线上,则“,且”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 已知空间向量,则向量在向量上的投影向量是( )
A. B.
C. D.
5. 已知函数,则曲线在点处的切线方程为( )
A. B. C. D.
6. 函数,的单调增区间为( )
A. B. C. D.
7. 以下命题中,不正确的个数为( )
①“”是“,共线”的充要条件;②若,则存在唯一的实数,使得;③若,,则;④若为空间的一个基底,则构成空间的另一个基底;⑤.
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
8. 已知定义域为的函数满足,且,则不等式的解集是( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
9. 下列给出的命题为真命题的是( )
A. 若为空间的一组基底,则也是空间的一组基底
B. 若四点共面,为该平面外一点,且,则
C. 若平面的法向量,直线的方向向量为,则直线在平面内
D. 若空间向量,,满足,,则空间向量在方向上的投影向量的模长为2
10. 如图,在正方体中,点P在线段上运动,则下列结论正确的是( )
A. 直线平面
B. 三棱锥的体积为定值
C. 异面直线与所成角的取值范围是
D. 直线与平面所成角的正弦值的最大值为
11. 关于函数,则( )
A. 是的极大值点
B. 函数有且只有1个零点
C. 存在正实数,使得恒成立
D. 对任意两个正实数,,且,若,则
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,,若向量,,共面,则实数的值为________.
13. 已知向量,若与的夹角为钝角,则实数t的取值范围是______.
14. 已知函数有两个零点,则实数a的取值范围是______.
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. 解答下列问题:
(1)求过曲线上点且与曲线在该点处的切线垂直的直线方程;
(2)已知曲线方程为,求过点且与曲线相切的直线方程.
16. 如图,在长方体中,,为棱的中点.
(1)证明:
∥平面
.
(2)若
是线段
的中点,求
的面积.
17. 已知函数在处取得极大值.
(1)求的值;
(2)求在区间上的最大值.
18. 如图,四棱锥中,平面,,,,,,,是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面所成角的余弦值;
(3)在线段上是否存在点,使得点到平面的距离为?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
19. 已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)对任意,证明:.
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