江西省宜春市豐城市2024-2025學(xué)年高二上冊期末考試數(shù)學(xué)檢測試題（含解析）

江西省宜春市豐城市2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)檢測試題一、單選題：（共8個小題，每小題5分，共40分.）1.已知i為虛數(shù)單位，若復(fù)數(shù)對應(yīng)的點在復(fù)平面的虛軸上，則實數(shù)（）A. B. C.6 D.2.“”是“方程表示的曲線為橢圓”的（）A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件3.記為等比數(shù)列的前項和，若，，則（）A.48 B.81 C.93 D.2434.已知拋物線焦點為F，準(zhǔn)線為l，過點F且傾斜角為的直線交拋物線于點M（M在第一象限），，垂足為N，直線NF交x軸于點D，則（）A.2 B. C.4 D.5.過直線上一點P作⊙M：兩條切線，切點分別為A，B，若使得的點P有兩個，則實數(shù)m的取值范圍為（）A. B.C.或 D.或6.在形狀、大小完全相同4個小球上分別寫上4位學(xué)生的名字，放入袋子中，現(xiàn)在4位學(xué)生從袋子中依次抽取球，每次不放回隨機取出一個，則恰有1位學(xué)生摸到寫有自己名字的小球的概率為（）A. B. C. D.7.已知函數(shù)，若實數(shù)滿足，則的最大值為（）A. B. C. D.8.如圖，在直三棱柱中，分別為線段的中點，，平面平面，則四面體的外接球的體積為（）A. B. C. D.二、多選題：（共3個小題，每小題6分，共18分.）9.函數(shù)的大致圖象可能是（）A. B.C. D.10.已知函數(shù)，則下列四個命題正確的是（）A.函數(shù)在上是增函數(shù)B.函數(shù)的圖象關(guān)于中心對稱C.不存在斜率小于且與數(shù)的圖象相切的直線D.函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)不存在極小值11.著名的德國數(shù)學(xué)家狄利克雷在19世紀(jì)提出了這樣一個“奇怪的”函數(shù)：定義在上的函數(shù).后來數(shù)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)該函數(shù)在其定義域上處處不連續(xù)、處處不可導(dǎo)．根據(jù)該函數(shù)，以下是真命題的有（）A.B.的圖象關(guān)于軸對稱C.的圖象關(guān)于軸對稱D.存在一個正三角形，其頂點均在的圖象上三、填空題：（共3個小題，每小題5分，共15分.）12.等差數(shù)列中是函數(shù)的極值點，則______.13.若，是雙曲線：的兩個焦點，，為上關(guān)于坐標(biāo)原點對稱的兩點，且，設(shè)四邊形的面積為，四邊形的外接圓的面積為，則______．14.已知正項數(shù)列的前n項和滿足（n為正整數(shù)），則_________；記，若函數(shù)的值域為，則實數(shù)k的取值范圍是__________．四、解答題：（5題，共計77分．）15.公差不為0的等差數(shù)列{an}中，前n項和記為Sn．若a1＝1，且S1，2S2，4S4成等比數(shù)列，（1）求{an}的通項公式；（2）求數(shù)列的前項n項和Tn．16.如圖，在三棱柱中，，，D，E分別是CB，CA的中點，.（1）若平面平面，求點到平面ABC的距離；（2）若，求平面與平面夾角的余弦值.17.如圖所示，一只螞蟻從正方體的頂點出發(fā)沿棱爬行，記螞蟻從一個頂點到另一個頂點為一次爬行，每次爬行的方向是隨機的，螞蟻沿正方體上、下底面上的棱爬行的概率為，沿正方體的側(cè)棱爬行的概率為．（1）若螞蟻爬行次，求螞蟻在下底面頂點的概率；（2）若螞蟻爬行5次，記它在頂點出現(xiàn)的次數(shù)為，求的分布列與數(shù)學(xué)期望．18.如圖，一張圓形紙片的圓心為點E，F(xiàn)是圓內(nèi)的一個定點，P是圓E上任意一點，把紙片折疊使得點F與P重合，折痕與直線PE相交于點Q，當(dāng)點P在圓上運動時，得到點Q的軌跡，記為曲線C．建立適當(dāng)坐標(biāo)系，點，紙片圓方程為，點在C上．（1）求C的方程；（2）若點坐標(biāo)為，過F且不與x軸重合直線交C于A，B兩點，設(shè)直線，與C的另一個交點分別為M，N，記直線的傾斜角分別為，，當(dāng)取得最大值時，求直線AB的方程．19.已知函數(shù)有兩個零點．（1）求實數(shù)a的取值范圍；（2）求證：；（3）求證：．江西省宜春市豐城市2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)檢測試題一、單選題：（共8個小題，每小題5分，共40分.）1.已知i為虛數(shù)單位，若復(fù)數(shù)對應(yīng)的點在復(fù)平面的虛軸上，則實數(shù)（）A. B. C.6 D.【正確答案】D【分析】利用復(fù)數(shù)的除法運算整理一般式，可得答案.【詳解】由，結(jié)合題意，則，解得故選：D.2.“”是“方程表示的曲線為橢圓”的（）A.充分不必要條件 B.必要不充分條件C.充要條件 D.既不充分也不必要條件【正確答案】B【分析】首先求方程表示橢圓的的取值范圍，再根據(jù)集合的包含關(guān)系，即可判斷選項.詳解】若方程表示橢圓，則，解得：，且，所以“”是“方程表示的曲線為橢圓”的必要不充分條件.故選：B3.記為等比數(shù)列的前項和，若，，則（）A.48 B.81 C.93 D.243【正確答案】C【分析】根據(jù)等比數(shù)列的前項和先確定公比，再計算得，從而計算得的值，即可得的值.【詳解】設(shè)等比數(shù)列的公比為，因為，，若，則，得，則，故，則，所以，所以，所以.故選：C.4.已知拋物線的焦點為F，準(zhǔn)線為l，過點F且傾斜角為的直線交拋物線于點M（M在第一象限），，垂足為N，直線NF交x軸于點D，則（）A.2 B. C.4 D.【正確答案】A【分析】由已知條件證得是等邊三角形，在中，利用三角函數(shù)求．【詳解】由已知可得，，．如圖所示，過點F作，垂足為A．由題得，所以．根據(jù)拋物線的定義可知，所以是等邊三角形．因為，所以．在中，．故選：A．5.過直線上一點P作⊙M：的兩條切線，切點分別為A，B，若使得的點P有兩個，則實數(shù)m的取值范圍為（）A. B.C.或 D.或【正確答案】B【分析】易得，根據(jù)題意可得圓心到直線的距離，進而可得出答案.【詳解】⊙M：的圓心，半徑，由，得，由題意可得圓心到直線的距離，即，解得.故選：B.6.在形狀、大小完全相同的4個小球上分別寫上4位學(xué)生的名字，放入袋子中，現(xiàn)在4位學(xué)生從袋子中依次抽取球，每次不放回隨機取出一個，則恰有1位學(xué)生摸到寫有自己名字的小球的概率為（）A. B. C. D.【正確答案】B【分析】利用計數(shù)方法結(jié)合古典概型求解.【詳解】4位學(xué)生從袋子中依次抽取球，每次不放回隨機取出一個的方法總數(shù)為種，恰有1位學(xué)生摸到寫有自己名字的小球，可以先從4人中選出1人摸到寫有自己名字的小球，另外三人摸到的都不是寫有自己名字的小球共種，所以恰有1位學(xué)生摸到寫有自己名字的小球的概率為.故選：B7.已知函數(shù)，若實數(shù)滿足，則的最大值為（）A. B. C. D.【正確答案】C【分析】首先對進行變形，構(gòu)造函數(shù)，，推得其對稱中心為，且上在單調(diào)遞增，再結(jié)合對稱性和單調(diào)性將轉(zhuǎn)化為,再利用基本不等式求解的最大值.【詳解】由，記，，則，，且單調(diào)遞增，單調(diào)遞增，則與都關(guān)于中心對稱且為上的增函數(shù),所以，故關(guān)于中心對稱且為上增函數(shù)，則由，得，可得，記，則，可得，當(dāng)且僅當(dāng)，即取等號，故的最大值為.故選：C．關(guān)鍵點睛：本題解決的關(guān)鍵是求得的對稱中心，從而得到，的關(guān)系，進而利用基本不等式求解最值.8.如圖，在直三棱柱中，分別為線段的中點，，平面平面，則四面體的外接球的體積為（）A. B. C. D.【正確答案】A【分析】取的中點，連接，由等腰三角形的性質(zhì)與面面垂直的性質(zhì)定理證平面，由線面垂直的性質(zhì)及判定定理證平面，進而推出，利用勾股定理及勾股定理的逆定理等證，從而確定四面體的外接球的球心與半徑，利用球的體積公式求解即可．【詳解】如圖，取的中點，連接，因為，所以．又平面平面，平面平面平面，所以平面，又平面，所以．依題意平面平面，所以，又平面，所以平面．又平面，所以，所以，所以．連接，則，所以．又，所以，所以．因為與共斜邊，所以四面體的外接球的球心為的中點，且外接球半徑，所以該球的體積．故選：A確定簡單幾何體外接球的球心有如下結(jié)論：（1）正方體或長方體的外接球的球心為其體對角線的中點；（2）正棱柱的外接球的球心是上下底面中心的連線的中點；（3）直三棱柱的外接球的球心是上下底面三角形外心的連線的中點；（4）正棱錐的外接球的球心在其高線上；（5）若三棱錐的其中兩個面是共斜邊的直角三角形，則公共斜邊的中點就是外接球的球心．二、多選題：（共3個小題，每小題6分，共18分.）9.函數(shù)的大致圖象可能是（）A. B.C. D.【正確答案】BCD【分析】對的取值進行分類討論，利用導(dǎo)數(shù)對函數(shù)的單調(diào)性進行分析即可判斷函數(shù)的大致圖象.【詳解】當(dāng)時，是偶函數(shù)，當(dāng)時，為減函數(shù)，此時對應(yīng)圖象可能是C；當(dāng)時，，令得，為非奇非偶函數(shù)，且，令其對應(yīng)方程的，設(shè)其對應(yīng)方程的兩根分別為，，，所以，，，，，，即函數(shù)在和上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增，由單調(diào)性判斷此時對應(yīng)圖象可能是B；當(dāng)時，為非奇非偶函數(shù)，在處無定義，取時且單增，時且單增，時單增，此時對應(yīng)圖象可能是D；對于A，由于圖象無間斷點，故，但此時在上不可能恒正，故選：BCD.10.已知函數(shù)，則下列四個命題正確的是（）A.函數(shù)在上是增函數(shù)B.函數(shù)的圖象關(guān)于中心對稱C.不存在斜率小于且與數(shù)的圖象相切的直線D.函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)不存在極小值【正確答案】ABC【分析】先確定函數(shù)的定義域，再求導(dǎo)函數(shù)，有導(dǎo)函數(shù)的符號判斷函數(shù)的單調(diào)性，判斷A的真假；判斷是否成立，從而判斷B的真假；對函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)進行分析，求導(dǎo)函數(shù)的值域，可判斷CD的真假.【詳解】因為，所以函數(shù)的定義域為.因為：，，所以時，恒成立，所以在為增函數(shù)，故A正確；因為：，，故，即得圖象關(guān)于點對稱，故B正確；因為：，，當(dāng)時，為的最小值，所以的切線的斜率一定大于或等于，不存在斜率小于的切線，故C正確；有最小值，故D錯誤.故選：ABC關(guān)鍵點睛：（1）證明函數(shù)圖象關(guān)于點對稱，需要證明或恒成立即可；（2）證明函數(shù)的圖象關(guān)于直線對稱，需要證明或恒成立即可.11.著名的德國數(shù)學(xué)家狄利克雷在19世紀(jì)提出了這樣一個“奇怪的”函數(shù)：定義在上的函數(shù).后來數(shù)學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)該函數(shù)在其定義域上處處不連續(xù)、處處不可導(dǎo)．根據(jù)該函數(shù)，以下是真命題的有（）A.B.的圖象關(guān)于軸對稱C.的圖象關(guān)于軸對稱D.存在一個正三角形，其頂點均在的圖象上【正確答案】BCD【分析】特殊值代入驗證A，D；利用偶函數(shù)定義判斷B，C.【詳解】對于A，當(dāng)，時，，，，故A錯誤；對于B，因為的定義域為，關(guān)于原點對稱，若是無理數(shù)，則是無理數(shù)，所以，；若是有理數(shù)，則是有理數(shù)，所以，；所以，故是偶函數(shù)，圖象關(guān)于軸對稱，B正確；對于C，由B可知，，所以，故偶函數(shù)，圖象關(guān)于軸對稱，C正確；對于D，設(shè)，，，則，所以是等邊三角形，又因為，，，所以的頂點均在的圖象上，D正確.故選：BCD三、填空題：（共3個小題，每小題5分，共15分.）12.等差數(shù)列中的是函數(shù)的極值點，則______.【正確答案】##【分析】先由題意求出，再利用等差中項求出，最后利用對數(shù)的運算法則即可求解.【詳解】函數(shù)的定義域為，，因為是函數(shù)的極值點，所以是方程的兩根，所以，因為是等差數(shù)列，所以，所以.故答案為.13.若，是雙曲線：的兩個焦點，，為上關(guān)于坐標(biāo)原點對稱的兩點，且，設(shè)四邊形的面積為，四邊形的外接圓的面積為，則______．【正確答案】【分析】根據(jù)給定條件，探求四邊形的形狀，結(jié)合雙曲線的定義及勾股定理求出，再求出作答.【詳解】依題意，點與，與都關(guān)于原點O對稱，且，因此四邊形是矩形，如圖，由雙曲線：得：，，于是，顯然四邊形的外接圓半徑為，因此，所以.故14.已知正項數(shù)列的前n項和滿足（n為正整數(shù)），則_________；記，若函數(shù)的值域為，則實數(shù)k的取值范圍是__________．【正確答案】①.②.【分析】因式分解即可求出，再利用求出數(shù)列的通項公式，由裂項相消求和法計算可得.設(shè)函數(shù)，將函數(shù)寫出分段函數(shù)，根據(jù)函數(shù)的值域為R和極限的思想可得當(dāng)時、當(dāng)時，解不等式即可求解.【詳解】因為，所以，又因為是正項數(shù)列，所以，即，當(dāng)?shù)茫?dāng)?shù)?，?jīng)檢驗符合上式，所以.所以.設(shè)函數(shù)，當(dāng)時，；同理可得，當(dāng)時，，當(dāng)時，，當(dāng)時，，當(dāng)時，，即，其中，由函數(shù)的值域為R知，當(dāng)時，，所以，即，解得；當(dāng)時，，所以，即，解得，綜上，實數(shù)k的取值范圍為.故；.關(guān)鍵點點睛：本題的關(guān)鍵點是將函數(shù)轉(zhuǎn)化為分段函數(shù)，利用函數(shù)的值域確定關(guān)于k的不等式即可求解，其中涉及到極限思想以及數(shù)列的求通項公式和求和知識點，平時練習(xí)都要熟練應(yīng)用.四、解答題：（5題，共計77分．）15.公差不為0的等差數(shù)列{an}中，前n項和記為Sn．若a1＝1，且S1，2S2，4S4成等比數(shù)列，（1）求{an}的通項公式；（2）求數(shù)列的前項n項和Tn．【正確答案】（1）；（2）.【分析】（1）由條件可知，代入等差數(shù)列的前項和公式，整理為關(guān)于的方程求解通項公式；（2）由（1）可知，利用裂項相消法求和.【詳解】解：（1）由已知可得：，即：，解得（舍）或所以，（2）由（1）可得，所以；所以.本題考查等差數(shù)列和等比數(shù)列的點到綜合，以及裂項相消法求和，屬于基礎(chǔ)題型，本題的難點是第二問，注意能使用裂項相消法的類型.16.如圖，在三棱柱中，，，D，E分別是CB，CA的中點，.（1）若平面平面，求點到平面ABC的距離；（2）若，求平面與平面夾角的余弦值.【正確答案】（1）（2）.【分析】（1）建立空間直角坐標(biāo)系，利用點點距離公式可得點，進而根據(jù)面面垂直得法向量垂直，即可根據(jù)向量的坐標(biāo)運算求解，根據(jù)線面垂直即可求解距離，（2）根據(jù)法向量的夾角即可求解.【小問1詳解】以C為坐標(biāo)原點，CA，CB所在的直線分別為x軸，y軸建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，則，，，，設(shè)，因為，，，所以，則，，，.設(shè)平面的一個法向量，則，即令，則，，所以，設(shè)平面的一個法向量，則，即令，則，，所以.因為平面平面，所以，所以，即，所以，所以，所以點在z軸上，即平面ABC，因為平面ABC，所以，又，，所以，故到平面ABC的距離為.【小問2詳解】由（1）知，由，則，因為，所以，所以，，所以.由（1）知平面的一個法向量，平面的一個法向量，設(shè)平面與平面的夾角為，則，即平面與平面的夾角的余弦值為.17.如圖所示，一只螞蟻從正方體的頂點出發(fā)沿棱爬行，記螞蟻從一個頂點到另一個頂點為一次爬行，每次爬行的方向是隨機的，螞蟻沿正方體上、下底面上的棱爬行的概率為，沿正方體的側(cè)棱爬行的概率為．（1）若螞蟻爬行次，求螞蟻在下底面頂點的概率；（2）若螞蟻爬行5次，記它在頂點出現(xiàn)的次數(shù)為，求的分布列與數(shù)學(xué)期望．【正確答案】（1）（2）分布列見解析，【分析】（1）記螞蟻爬行次在底面的概率為，則它前一步只有兩種情況：在下底面或在上底面，找到關(guān)系構(gòu)造等比數(shù)列可得答案.（2）結(jié)合題意易知，求出對應(yīng)得概率,列出分布列，計算期望即可.【小問1詳解】記螞蟻爬行次在底面的概率為，則它前一步只有兩種情況：在下底面或在上底面，結(jié)合題意易得，，是等比數(shù)列，首項為，公比為，【小問2詳解】結(jié)合題意易得：，當(dāng)時，螞蟻第3次、第5次都在處，當(dāng)時，螞蟻第3次在處或第5次在處，設(shè)螞蟻第3次在處概率為，設(shè)螞蟻第5次在處的概率為，設(shè)螞蟻不過點且第3次在的概率為，設(shè)螞蟻不過點且第3次在的概率為，設(shè)螞蟻不過點且第3次在的概率為，由對稱性知，，，又，得，，，的分布列為：012的數(shù)學(xué)期望.18.如圖，一張圓形紙片的圓心為點E，F(xiàn)是圓內(nèi)的一個定點，P是圓E上任意一點，把紙片折疊使得點F與P重合，折痕與直線PE相交于點Q，當(dāng)點P在圓上運動時，得到點Q的軌跡，記為曲線C．建立適當(dāng)坐標(biāo)系，點，紙片圓方程為，點在C上．（1）求C的方程；（2）若點坐標(biāo)為，過F且不與x軸重合的直線交C于A，B兩點，設(shè)直線，與C的另一個交點分別為M，N，記直線的傾斜角分別為，，當(dāng)取得最大值時，求直線AB的方程．【正確答案】（1）（2）【分析】（1）根據(jù)橢圓的定義可判斷軌跡形狀，繼而確定的值，即得答案；（2）討論是否為直角，不為直角時，設(shè)直線的方程為，設(shè)直線的方程為，聯(lián)立橢圓方程，結(jié)合根與系數(shù)的關(guān)系式，求出坐標(biāo)的表達式，從而化簡得到的關(guān)系，利用兩角差的正切公式，求出的表達式，分類討論，結(jié)合基本不等式，求出符合題意的k的值，即可求得答案.【小問1詳解】由題意知，以中點為原點O，以所在直線為x軸，以的中垂線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系，F(xiàn)是圓內(nèi)的一個定點，故圓的半徑，則,故點Q的軌跡為以為焦點的橢圓，設(shè)橢圓方程為，則其焦距為，又點在C上，則，故C的方程為；【小問2詳解】當(dāng)時，由橢圓對稱性得；當(dāng)時，設(shè)直線的方程為，設(shè)，則，當(dāng)時，設(shè)直線的方程為，則，聯(lián)立，則，由于直線過橢圓焦點，則必有，故，則，同理當(dāng)時，設(shè)直線的方程為，則,則，故，當(dāng)時，，根據(jù)橢圓的對稱性，不妨設(shè)，則，，滿足，同理當(dāng)時，也滿足，故,當(dāng)時，，當(dāng)時，且，當(dāng)且僅當(dāng)，即時取得等號，此時取得最大值，綜上取得最大值時，，直線的方程為.難點點睛：本題考查了橢圓方程的求解以及直線和橢圓位置關(guān)系中的最值問題，綜合性強，難度大，解答時要設(shè)直線