湖南省長沙市一中2024屆數(shù)學高一第二學期期末調(diào)研模擬試題含解析

湖南省長沙市一中2024屆數(shù)學高一第二學期期末調(diào)研模擬試題注意事項1．考生要認真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每個小題給出的四個選項中，恰有一項是符合題目要求的1．已知，則().A． B． C． D．2．中，分別是內(nèi)角的對邊，且，，則等于（）A． B． C． D．3．圓關于直線對稱的圓的方程為（）A． B．C． D．4．數(shù)列的首項為，為等差數(shù)列，且（），若，，則（）A． B． C． D．5．設，若不等式恒成立，則實數(shù)a的取值范圍是()A． B． C． D．6．已知，為直線，，為平面，下列命題正確的是（）A．若，，則B．若，，則與為異面直線C．若，，，則D．若，，，則7．已知，，，則實數(shù)、、的大小關系是（）A． B．C． D．8．下列各數(shù)中最小的數(shù)是（）A． B． C． D．9．在區(qū)間上隨機取一個數(shù)，使得的概率為（）A． B． C． D．10．過△ABC的重心任作一直線分別交邊AB，AC于點D、E．若,，，則的最小值為（）A．4 B．3 C．2 D．1二、填空題：本大題共6小題，每小題5分，共30分。11．下列五個正方體圖形中，是正方體的一條對角線，點M，N，P分別為其所在棱的中點，求能得出⊥面MNP的圖形的序號(寫出所有符合要求的圖形序號)______12．設數(shù)列的通項公式為，則_____．13．設數(shù)列滿足，且，則數(shù)列的前n項和_______________.14．已知直線，圓O：上到直線的距離等于2的點有________個。15．數(shù)列滿足：（且為常數(shù)），，當時，則數(shù)列的前項的和為________.16．如圖，在內(nèi)有一系列的正方形，它們的邊長依次為，若，，則所有正方形的面積的和為___________.三、解答題：本大題共5小題，共70分。解答時應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17．如圖．在四棱錐中，，，平面ABCD，且．，，M、N分別為棱PC，PB的中點.（1）證明：A，D，M，N四點共面，且平面ADMN；（2）求直線BD與平面ADMN所成角的正弦值．18．如圖，在四棱錐中，底面為矩形，為等邊三角形，且平面平面.為的中點，為的中點，過點，，的平面交于.（1）求證：平面；（2）若時，求二面角的余弦值.19．已知點、、（），且.（1）求函數(shù)的解析式；（2）如果當時，兩個函數(shù)與的圖象有兩個交點，求的取值范圍.20．如圖，已知是半徑為1，圓心角為的扇形，是扇形狐上的動點，點分別在半徑上，且是平行四邊形，記，四邊形的面積為，問當取何值時，最大？的最大值是多少？21．如圖，三棱柱中，側(cè)面為菱形，的中點為，且平面．(1)證明：；(2)若，，，試畫出二面角的平面角，并求它的余弦值．

參考答案一、選擇題：本大題共10小題，每小題5分，共50分。在每個小題給出的四個選項中，恰有一項是符合題目要求的1、C【解題分析】

分子分母同時除以，利用同角三角函數(shù)的商關系化簡求值即可.【題目詳解】因為，所以，于是有，故本題選C.【題目點撥】本題考查了同角三角函數(shù)的商關系，考查了數(shù)學運算能力.2、D【解題分析】試題分析：由已知得，解得（舍）或，又因為，所以，由正弦定理得.考點：1、倍角公式；2、正弦定理.3、B【解題分析】

設圓心關于直線對稱的圓的圓心為，則由，求出的值，可得對稱圓的方程.【題目詳解】圓的圓心為，半徑，則不妨設圓關于直線對稱的圓的圓心為，半徑為，則由，解得，故所求圓的方程為.故選：B【題目點撥】本題考查了圓的標準方程、中點坐標公式，需熟記圓的標準形式，屬于基礎題.4、B【解題分析】由題意可設等差數(shù)列的首項為，公差為，所以所以，所以，即=2n-8,=,所以,選B.5、D【解題分析】

由題意可得恒成立，討論，，運用基本不等式，可得最值，進而得到所求范圍．【題目詳解】恒成立，即為恒成立，當時，可得的最小值，由，當且僅當取得最小值8，即有，則；當時，可得的最大值，由，當且僅當取得最大值，即有，則，綜上可得．故選．【題目點撥】本題主要考查不等式恒成立問題的解法，注意運用參數(shù)分離和分類討論思想，以及基本不等式的應用，意在考查學生的轉(zhuǎn)化思想、分類討論思想和運算能力．6、D【解題分析】

利用空間中線線、線面、面面間的位置關系對選項逐一判斷即可.【題目詳解】由，為直線，，為平面，知：在A中，若，，則與相交、平行或異面，故A錯誤；在B中，若，，則與相交、平行或異面，故B錯誤；在C中，若，，，則與相交、平行或異面，故C錯誤；在D中，若，，，則由線面垂直、面面平行的性質(zhì)定理得，故D正確.故選：D.【題目點撥】本題考查命題真假的判斷，考查空間中線線、線面、面面間的位置關系等基礎知識，屬于基礎題.7、B【解題分析】

將bc化簡為最簡形式，再利用單調(diào)性比較大小?！绢}目詳解】因為在單調(diào)遞增所以【題目點撥】本題考查利用的單調(diào)性判斷大小，屬于基礎題。8、D【解題分析】

將選項中的數(shù)轉(zhuǎn)化為十進制的數(shù)，由此求得最小值的數(shù).【題目詳解】依題意，，，，故最小的為D.所以本小題選D.【題目點撥】本小題主要考查不同進制的數(shù)比較大小，屬于基礎題.9、A【解題分析】則，故概率為.10、B【解題分析】

利用重心以及向量的三點共線的結論得到的關系式，再利用基本不等式求最小值.【題目詳解】設重心為，因為重心分中線的比為，則有，，則，又因為三點共線，所以，則，取等號時.故選B.【題目點撥】（1）三角形的重心是三條中線的交點，且重心分中線的比例為；（2）運用基本不等式時，注意取等號時條件是否成立.二、填空題：本大題共6小題，每小題5分，共30分。11、①④⑤【解題分析】為了得到本題答案，必須對5個圖形逐一進行判別．對于給定的正方體，l位置固定，截面MNP變動，l與面MNP是否垂直，可從正、反兩方面進行判斷．在MN、NP、MP三條線中，若有一條不垂直l，則可斷定l與面MNP不垂直；若有兩條與l都垂直，則可斷定l⊥面MNP；若有l(wèi)的垂面∥面MNP，也可得l⊥面MNP．解法1作正方體ABCD－A1B1C1D1如附圖，與題設圖形對比討論．在附圖中，三個截面BA1D、EFGHKR和CB1D1都是對角線l(即AC1)的垂面．對比圖①，由MN∥BAl，MP∥BD，知面MNP∥面BAlD，故得l⊥面MNP．對比圖②，由MN與面CB1D1相交，而過交點且與l垂直的直線都應在面CBlDl內(nèi)，所以MN不垂直于l，從而l不垂直于面MNP．對比圖③，由MP與面BAlD相交，知l不垂直于MN，故l不垂直于面MNP．對比圖④，由MN∥BD，MP∥BA．知面MNP∥面BA1D，故l⊥面MNP．對比圖⑤，面MNP與面EFGHKR重合，故l⊥面MNP．綜合得本題的答案為①④⑤．解法2如果記正方體對角線l所在的對角截面為．各圖可討論如下：在圖①中，MN,NP在平面上的射影為同一直線，且與l垂直，故l⊥面MNP．事實上，還可這樣考慮：l在上底面的射影是MP的垂線，故l⊥MP；l在左側(cè)面的射影是MN的垂線，故l⊥MN，從而l⊥面MNP．在圖②中，由MP⊥面，可證明MN在平面上的射影不是l的垂線，故l不垂直于MN．從而l不垂直于面MNP．在圖③中，點M在上的射影是l的中點，點P在上的射影是上底面的內(nèi)點，知MP在上的射影不是l的垂線，得l不垂直于面MNP．在圖④中，平面垂直平分線段MN，故l⊥MN．又l在左側(cè)面的射影(即側(cè)面正方形的一條對角線)與MP垂直，從而l⊥MP，故l⊥面MNP．在圖⑤中，點N在平面上的射影是對角線l的中點，點M、P在平面上的射影分別是上、下底面對角線的4分點，三個射影同在一條直線上，且l與這一直線垂直．從而l⊥面MNP．至此，得①④⑤為本題答案．12、【解題分析】

根據(jù)數(shù)列的通項式求出前項和，再極限的思想即可解決此題。【題目詳解】數(shù)列的通項公式為，則，則答案．故為：．【題目點撥】本題主要考查了給出數(shù)列的通項式求前項和以及極限。求數(shù)列的前常用的方法有錯位相減、分組求和、列項相消等。本題主要利用了分組求和的方法。13、【解題分析】令14、3；【解題分析】

根據(jù)圓心到直線的距離和半徑之間的長度關系，可通過圖形確定所求點的個數(shù).【題目詳解】由圓的方程可知，圓心坐標為，半徑圓心到直線的距離：如上圖所示，此時，則到直線距離為的點有：，共個本題正確結果：【題目點撥】本題考查根據(jù)圓與直線的位置關系求解圓上點到直線距離為定值的點的個數(shù)，關鍵是能夠根據(jù)圓心到直線的距離確定直線的大致位置，從而根據(jù)半徑長度確定點的個數(shù).15、【解題分析】

直接利用分組法和分類討論思想求出數(shù)列的和.【題目詳解】數(shù)列滿足：（且為常數(shù)），，當時，則，所以（常數(shù)），故，所以數(shù)列的前項為首項為，公差為的等差數(shù)列.從項開始，由于，所以奇數(shù)項為、偶數(shù)項為，所以，故答案為：【題目點撥】本題考查了由遞推關系式求數(shù)列的性質(zhì)、等差數(shù)列的前項和公式，需熟記公式，同時也考查了分類討論的思想，屬于中檔題.16、【解題分析】

根據(jù)題意可知，可得，依次計算，，不難發(fā)現(xiàn)：邊長依次為，，，，構成是公比為的等比數(shù)列，正方形的面積：依次，，不難發(fā)現(xiàn)：邊長依次為，，，，正方形的面積構成是公比為的等比數(shù)列．利用無窮等比數(shù)列的和公式可得所有正方形的面積的和．【題目詳解】根據(jù)題意可知，可得，依次計算，，是公比為的等比數(shù)列，正方形的面積：依次，，邊長依次為，，，，正方形的面積構成是公比為的等比數(shù)列．所有正方形的面積的和．故答案為：【題目點撥】本題考查了無窮等比數(shù)列的和公式的運用．利用邊長關系建立等式，找到公比是解題的關鍵．屬于中檔題．三、解答題：本大題共5小題，共70分。解答時應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17、(1)證明見解析；(2)【解題分析】

（1）先證，再證，即可得證；要證平面ADMN，可通過求證PB垂直于ADMN中的兩條交線來證明（2）求直線BD與平面ADMN所成角，需要找出BD在平面ADMN的射影，可通過三垂線定理去進行證明【題目詳解】解：（1）證明因為M，N分別為PC，PB的中點，所以；又因為，所以．從而A，D，M，N四點共面；因為平面ABCD，平面ABCD．所以，又因為，，所以平面PAB，從而，因為，且N為PB的中點，所以；又因為，所以平面ADMN；（2）如圖，連結DN；由（1）知平面ADMN，所以，DN為直線BD在平面ADMN內(nèi)的射影，且，所以，即為直線BD與平面ADMN所成的角：在直角梯形ABCD內(nèi)，過C作于H，則四邊形ABCH為矩形；，在中，；所以，，，在中，，，，所以.綜上，直線BD與平面ADMN所成角的正弦值為.【題目點撥】本題考查了線面垂直的判定定理，考查了線面角的求解方法，考查了運算能力及空間想象能力，屬于中檔題.18、(1)證明見解析；(2)【解題分析】

（1）首先證明平面，由平面平面，可說明，由此可得四邊形為平行四邊形，即可證明平面；（2）延長交于點，過點作交直線于點，則即為二面角的平面角，求出的余弦值即可得到答案．【題目詳解】（1）∵為矩形∴，平面，平面∴平面.又因為平面平面，∴.為中點，為中點，所以平行且等于，即四邊形為平行四邊形所以，平面，平面所以平面（2）不妨設，.因為為中點，為等邊三角形，所以，，且∵，所以有平面，故因為平面平面∴平面，又，∴平面，則延長交于點，過點作交直線于點，由于平行且等于，所以為中點，，由于，，，所以平面，則，所以即為二面角的平面角在中，，，所以，所以.【題目點撥】本題考查線面平行的證明，以及二面角的余弦值的求法，考查學生空間想象能力，計算能力，由一定綜合性．19、（1）；（2）【解題分析】

（1）根據(jù)向量坐標以及向量的數(shù)量積公式求出，利用輔助角公式即可求的解析式；（2），求出的范圍，令，，則畫函數(shù)圖象，由兩個函數(shù)與的圖象有兩個交點，建立不等關系即可求的值．【題目詳解】解：（1），，，，，則，即；（2）因為，，令，，則畫函數(shù)圖象如下所示：，要使兩個函數(shù)與的圖象有兩個交點，則，，解得解得．【題目點撥】本題主要考查三角函數(shù)的化簡和求值，利用向量的數(shù)量積公式結合三角函數(shù)的輔助角公式將函數(shù)進行化簡是解決本題的關鍵．20、當時，最大，最大值為【解題分析】

設，，在中，由余弦定理，基本不等式可得，根據(jù)三角形的面積公式即可求解．【題目詳解】解：設，在中，由余弦定理得：，由基本不等式，，可得，當且僅當時取等號，∴，當且僅當時取等號，此時，∴當時，最大，最大值為．【題目點撥】本題主要考查余弦定理，基本不等式，三角形的面積公式的綜合應用，考查了計算能力和轉(zhuǎn)化思想，屬于基礎題．21、(1)見證明；(2)二面角圖見解析；【解題分析】

（1）由菱形的性質(zhì)得出，由平面，得出，再利用直線與平面垂直的判定定理證明平面，于是得出；（2）過點在平面內(nèi)作，垂足為點，連接，可證出平面，于是找出二面角的平面角為，并計算出的三邊邊長，利