2024學年江西省臨川實驗學校高二數學第一學期期末監(jiān)測試題含解析

2024學年江西省臨川實驗學校高二數學第一學期期末監(jiān)測試題注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號碼填寫清楚，將條形碼準確粘貼在條形碼區(qū)域內。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題：本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．等差數列中，是的前項和，，則（）A.40 B.45C.50 D.552．如圖，在三棱錐中，，則三棱錐外接球的表面積是（）A. B.C. D.3．若橢圓與直線交于兩點,過原點與線段AB中點的直線的斜率為,則A. B.C. D.24．①命題設“，若，則或”；②若“”為真命題，則p，q均為真命題；③“”是函數為偶函數的必要不充分條件；④若為空間的一個基底，則構成空間的另一基底；其中正確判斷的個數是（）A.1 B.2C.3 D.45．在等差數列中，已知，則（）A.4 B.8C.3 D.66．二項式的展開式中，各項二項式系數的和是（）A.2 B.8C.16 D.327．已知數列的通項公式是，則（）A10100 B.-10100C.5052 D.-50528．在等差數列中，為其前項和，若．則（）A. B.C. D.9．已知為原點，點，以為直徑的圓的方程為()A. B.C. D.10．在三棱錐中，，，，若，，則（）A. B.C. D.11．橢圓與(0<k<9)的（）A.長軸的長相等B.短軸的長相等C.離心率相等D.焦距相等12．傾斜角為120°，在x軸上截距為－1的直線方程是（）A.x－y＋1＝0 B.x－y－＝0C.x＋y－＝0 D.x＋y＋＝0二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．點在以，為焦點的橢圓上運動，則的重心的軌跡方程是___________.14．已知拋物線的焦點為F，A為拋物線C上一點．以F為圓心，F(xiàn)A為半徑的圓交拋物線C的準線于B，D兩點，A，F(xiàn)，B三點共線，且，則______15．如圖所示的莖葉圖記錄了甲、乙兩組各5名工人某日的產量數據（單位：件）．若這兩組數據的中位數相等，且平均值也相等，則x=_____________，y=_____________16．已知圓，圓，則兩圓的公切線條數是___________.三、解答題：共70分。解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17．（12分）如圖，三棱錐中，兩兩垂直，，且分別為線段的中點.（1）若點是線段的中點，求證：直線平面；（2）求證：平面平面.18．（12分）如圖，已知四棱臺的上、下底面分別是邊長為2和4的正方形，，且底面，點分別在棱、上·（1）若P是的中點，證明：；（2）若平面，二面角的余弦值為，求四面體的體積19．（12分）如圖1，在邊長為4的等邊三角形ABC中，D，E，F(xiàn)分別是AB，AC，BC的中點，沿DE把折起，得到如圖2所示的四棱錐.（1）證明：平面.（2）若二面角的大小為60°，求平面與平面的夾角的大小.20．（12分）數列的前n項和為，（1）求數列的通項公式；（2）令，求數列的前n項和21．（12分）已知：對任意，都有；：存在，使得（1）若“且”為真，求實數的取值范圍；（2）若“或”為真，“且”為假，求實數的取值范圍22．（10分）如圖，四棱錐中，平面、底面為菱形，為的中點.（1）證明：平面；（2）設，菱形的面積為，求二面角的余弦值.

參考答案一、選擇題：本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、B【解題分析】應用等差數列的性質“若，則”即可求解【題目詳解】故選：B2、A【解題分析】根據題意，將該幾何體放置于正方體中截得，進而轉化為求邊長為2的正方體的外接球，再求解即可.【題目詳解】解：因為在三棱錐中，，所以將三棱錐補形成正方體如圖所示，正方體的邊長為2，則體對角線長為，外接球的半徑為，所以外接球的表面積為，故選：.3、D【解題分析】細查題意，把代入橢圓方程，得，整理得出，設出點的坐標，由根與系數的關系可以推出線段的中點坐標，再由過原點與線段的中點的直線的斜率為，進而可推導出的值.【題目詳解】聯(lián)立橢圓方程與直線方程，可得，整理得，設，則，從而線段的中點的橫坐標為，縱坐標，因為過原點與線段中點的直線的斜率為，所以，所以，故選D.【題目點撥】該題是一道關于直線與橢圓的綜合性題目，涉及到的知識點有直線與橢圓相交時對應的解題策略，中點坐標公式，斜率坐標公式，屬于簡單題目.4、B【解題分析】利用逆否命題、含有邏輯聯(lián)結詞命題的真假性、充分和必要條件、空間基底等知識對四個判斷進行分析，由此確定正確答案.【題目詳解】①，原命題的逆否命題為“，若且，則”，逆否命題是真命題，所以原命題是真命題，①正確.②，若“”為真命題，則p，q至少有一個真命題，②錯誤.③，函數為偶函數的充要條件是“”.所以“”是函數為偶函數的充分不必要條件，③錯誤.④，若為空間的一個基底，即不共面，若共面，則存在不全為零的，使得，故，因為為空間的一個基底，，故，矛盾，故不共面，所以構成空間的另一基底，④正確.所以正確的判斷是個.故選：B5、B【解題分析】根據等差數列的性質計算出正確答案.【題目詳解】由等差數列的性質可知，得.故選:B6、D【解題分析】根據給定條件利用二項式系數的性質直接計算作答.【題目詳解】二項式的展開式的各項二項式系數的和是.故選：D7、D【解題分析】根據已知條件，用并項求和法即可求得結果.【題目詳解】∵∴∴.故選：D.8、C【解題分析】利用等差數列的性質和求和公式可求得的值.【題目詳解】由等差數列的性質和求和公式可得.故選：C.9、A【解題分析】求圓的圓心和半徑，根據圓的標準方程即可求解﹒【題目詳解】由題知圓心為，半徑，∴圓方程為﹒故選：A﹒10、B【解題分析】根據空間向量的基本定理及向量的運算法則計算即可得出結果.【題目詳解】連接,因為，所以，因為，所以，所以,故選：B11、D【解題分析】根據橢圓方程求得兩個橢圓的，由此確定正確選項.【題目詳解】橢圓與(0<k<9)的焦點分別在x軸和y軸上，前者a2＝25，b2＝9，則c2＝16，后者a2＝25－k，b2＝9－k，則顯然只有D正確故選：D12、D【解題分析】由傾斜角求出斜率，寫出斜截式方程，再化為一般式【題目詳解】由于傾斜角為120°，故斜率k＝－.又直線過點(－1，0)，所以方程為y＝－(x＋1)，即x＋y＋＝0.故選：D.【題目點撥】本題考查直線方程的斜截式，屬于基礎題二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、【解題分析】設出點和三角形的重心，利用重心坐標公式得到點和三角形的重心坐標的關系，，代入橢圓方程即可求得軌跡方程，再利用，，三點不共線得到.【題目詳解】設，，由，得，即，，因為為的重心，所以，，即，，代入，得，即，因為，，三點不共線，所以，則的重心的軌跡方程是.故答案：.14、2【解題分析】求得拋物線的焦點和準線方程，由，，三點共線，推得，由三角形的中位線性質可得到準線的距離，可得的值【題目詳解】拋物線的焦點為，，準線方程為，因為，，三點共線，可得為圓的直徑，如圖示：設準線交x軸于E，所以，則，由拋物線的定義可得，又是的中點，所以到準線的距離為,故答案為：215、①.3②.5【解題分析】根據莖葉圖進行數據分析，列方程求出x、y.【題目詳解】由題意，甲組數據為56，62，65，70+x，74；乙組數據為59，61，67，60+y，78.要使兩組數據中位數相等，有65=60+y，所以y=5.又平均數相同，則，解得x=3.故答案為：3；5.16、【解題分析】首先把圓的一般方程化為標準方程，進一步求出兩圓的位置關系，可得兩圓的公切線條數.【題目詳解】解：由圓，可得：，可得其圓心為，半徑為；由，可得，可得其圓心為，半徑為2；所以可得其圓心距為：，可得：，故兩圓相交，其公切線條數為,故答案為：2.【題目點撥】本題主要考查兩圓的位置關系及兩圓公切線條數的判斷，屬于中檔題.三、解答題：共70分。解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17、（1）證明見解析（2）證明見解析【解題分析】（1）由題意可得，從而可證.(2)由題意可得平面，從而可得，由根據條件可得，從而可得平面，從而可得證.【小問1詳解】由分別為線段的中點.由中位線定理知，又平面，且平面，所以直線平面【小問2詳解】兩兩垂直，即,且所以平面，又平面，所以由，且分別為線段的中點，所以，因此根據線面垂直判定定理得平面，且平面所以平面平面.18、（1）證明見解析（2）【解題分析】（1）建立空間直角坐標系，利用空間向量的坐標運算知，即可證得結論；（2）利用空間向量結合已知的面面角余弦值可求得，再利用線面平行的已知條件求得，再將四面體視為以為底面的三棱錐，利用錐體的體積公式即可得解.【小問1詳解】以為坐標原點，，，所在直線分別為，，軸建立空間直角坐標系，則，，，，設，其中，，若是的中點，則，，，于是，∴，即【小問2詳解】由題設知，，，是平面內的兩個不共線向量設是平面的一個法向量，則，取，得又平面的一個法向量是，∴，而二面角的余弦值為，因此，解得或（舍去），此時設，而，由此得點，，∵平面，且平面的一個法向量是，∴，即，解得，從而將四面體視為以為底面的三棱錐，則其高，故四面體的體積【題目點撥】方法點睛：求空間角的常用方法：（1）定義法：由異面直線所成角、線面角、二面角的定義，結合圖形，作出所求空間角，再結合題中條件，解對應的三角形，即可求出結果；（2）向量法：建立適當的空間直角坐標系，通過計算向量的夾角（兩直線的方向向量、直線的方向向量與平面的法向量、兩平面的法向量）的余弦值，即可求得結果.19、（1）證明見解析；（2）.【解題分析】(1)由結合線面平行的判定即可推理作答.(2)取DE的中點M，連接，F(xiàn)M，證明平面平面，再建立空間直角坐標系，借助空間向量推理、計算作答.【小問1詳解】在中，因為E，F(xiàn)分別是AC，BC的中點，所以，則圖2中，，而平面，平面，所以平面.【小問2詳解】依題意，是正三角形，四邊形是菱形，取DE的中點M，連接，F(xiàn)M，如圖，則，，即是二面角的平面角，，取中點N，連接，則有，在中，由余弦定理得：，于是有，，即，而，，，平面，則平面，又平面，從而有平面平面，因平面平面，平面，因此，平面，過點N作，則兩兩垂直，以點N為原點，射線分別為x，y，z軸非負半軸建立空間直角坐標系，則，，，，，，，設平面的法向量，則，令，得，設平面的法向量，則，令，得，顯然有，即，所以平面與平面的夾角為.【題目點撥】方法點睛：利用向量法求二面角：(1)找法向量，分別求出兩個半平面所在平面的法向量，然后求得法向量的夾角，結合圖形得到二面角的大??；(2)找與交線垂直的直線的方向向量，分別在二面角的兩個半平面內找到與交線垂直且以垂足為起點的直線的方向向量，則這兩個向量的夾角就是二面角的平面角20、（1）；（2）.【解題分析】(1)根據給定條件結合“當時，”計算作答.(2)由(1)求出，利用裂項相消法計算得解.【小問1詳解】數列的前n項和為，，當時，，當時，，滿足上式，則，所以數列的通項公式是【小問2詳解】由(1)知，，所以，所以數列的前n項和21、（1）.（2）.【解題分析】（1）由已知得，均為真命題，分別求得為真命題，為真命題時，實數的取值范圍，再由集合的交集運算求得答案；（2）由已知得，一真一假，建立不等式組，求解即可.【小問1詳解】解：因為“且”為真命題，所以，均為真命題若為真命題，則，解得；若為真命題，則，當且僅當，即時，等號成立，此時故實數的取值范圍是；【小問2詳解】解：若“或”為真，“且”為假，則，一真一假當真，假時，則得；當假，真時，則得故實數的取值范圍為22、（1）證明見解析；（2）.【解題分析】（1）連接交于點，連接，則，利用線面平行的判定定理，即可得證；（2）根據題意，求得菱形的邊長，取中點，可證，如圖建系，求得點坐標及坐標，即可求得平面的法向量，根據平面PAD，可求得面的法向量，利用空間向量的夾角公式，即可求得答案.【題目詳解】（1）連接交