山东省枣庄市2022-2022学年高二上学期期末数学试题
展开2023.02
一、选择题:本大题共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. 已知点是点在坐标平面内的射影,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据空间中射影的定义即可得到答案.
【详解】因为点是点在坐标平面内的射影,所以的竖坐标为0 ,
横、纵坐标与A点的横、纵坐标相同,所以点的坐标为.
故选:D
2. 已知,且,则的值是( )
A. B. C. D. 2
【答案】A
【解析】
【分析】由直接列方程求解即可.
【详解】因为,且,
所以,解得,
故选:A
3. 如图,空间四边形中,,点在上,且,点为中点,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据给定的几何体,利用空间向量的线性运算求解即得.
【详解】依题意,
.
故选:B
4. 已知直线,若直线与垂直,则的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由直线与垂直得到的斜率,再利用斜率与倾斜角的关系即可得到答案.
【详解】因为直线与垂直,且,所以,解得,
设的倾斜角为,,所以.
故选:D
5. 在棱长均为1的平行六面体中,,则( )
A. B. 3C. D. 6
【答案】C
【解析】
【分析】设,,,利用结合数量积的运算即可得到答案.
【详解】设,,,由已知,得,,,
,所以,
所以.
故选:C
6. 已知数列满足,则( )
A. B. 1C. 2D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】根据递推式以及迭代即可.
【详解】由,得,,,,
,,.
故选:B
7. 抛物线有如下光学性质:平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知抛物线的焦点为F,一条平行于y轴的光线从点射出,经过抛物线上的点A反射后,再经抛物线上的另一点B射出,则经点B反射后的反射光线必过点( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】求出、坐标可得直线的方程,与抛物线方程联立求出,根据选项可得答案,
【详解】把代入得,所以,
所以直线的方程为即,
与抛物线方程联立解得,所以,
因为反射光线平行于y轴,根据选项可得D正确,
故选:D.
8. 已如双曲线(,)的左、右焦点分别为,,过的直线交双曲线的右支于A,B两点,若,且,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先作辅助线,设出边长,结合题干条件得到,,利用勾股定理得到关于的等量关系,求出离心率.
【详解】连接,设,则根据可知,,因为,由勾股定理得:,由双曲线定义可知:,,解得:,,从而,解得:,所以,,由勾股定理得:,从而,即该双曲线的离心率为.
故选:A
二、多选题:本大题共4小题,每小题5分,共20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5分,有选错的得0分,部分选对的得2分.
9. 圆与圆的位置关系可能是( )
A. 外离B. 外切C. 相交D. 内含
【答案】ABC
【解析】
【分析】由圆心距与两圆半径的关系判断两圆的位置关系.
【详解】整理为:,从而圆心为,半径为2,而的圆心为,半径为2,从而两圆的圆心距为,
当,即或时,此时两圆外离;
当,此时,此时两圆外切;
由于恒成立,故当,即时,两圆相交;
且,故两圆不会内含或内切,综上:两圆得位置关系可能是外离,外切或相交.
故选:ABC
10. 已知为等差数列的前项和,且,,则下列结论正确的是( )
A. B. 为递减数列
C. 是和的等比中项D. 的最小值为
【答案】AD
【解析】
【分析】先由题干中条件得到公差,从而求出通项公式,判断出AB选项;计算出,,发现,故判断C选项的正误;D选项为递增数列,且,,从而得到最小,计算出结果即可判断.
【详解】由题意得:,因为,所以,所以通项公式为:,A选项正确;由于,所以为递增数列,B选项错误;通过计算可得:,,,其中,所以不是和的等比中项,C选项错误;因为为递增数列,且,,故在时取得最小值,,D选项正确
故选:AD
11. 已知直线,其中,下列说法正确的是( )
A. 若直线与直线平行,则
B. 当时,直线与直线垂直
C. 直线过定点
D. 当时,直线在两坐标轴上的截距相等
【答案】BC
【解析】
【分析】根据直线方程的相关性质即可逐项求解.
【详解】对于A项,若直线与直线平行,则或1,故A错误;
对于B项,当时,直线为,斜率为1,而直线斜率为-1,∴两条直线垂直,故B正确;
对于C项,恒成立时,令y=0,得x=1,即直线过定点(1,0),故C正确;
对于D项,当时,直线为,令,令,所以横截距和纵截距互为相反数,故D错误.
故选:BC.
12. 如图,在边长为2的正方体中,在线段上运动(包括端点),下列选项正确的有( )
A.
B.
C. 直线与平面所成角的最小值是
D. 的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】证明平面得到A正确;取特殊点排除B;根据距离的最值得到C正确;确定得到D正确,得到答案.
【详解】如图所示:连接,,,
平面,平面,故,
,,故,
又因为,故平面,
又因为平面,故,A正确;
当与重合时,即,由于,不垂直,故B错误;
到平面的距离为,
当最大时,直线与平面所成角度最小,
的最大值为,
故此处线面所成角的最小值θ的正弦值为,,故,C正确;
,当三点共线时等号成立,D正确.
故选:ACD
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.将答案填在答题卡的相应位置.
13. 若,,为共面向量,则的值为_________.
【答案】2
【解析】
【分析】根据空间向量共面定理即可求解.
【详解】若为共面向量,
则存在一组唯一的实数,使得,
即,
即,解得,
故答案为:2
14. 已知数列中,,且数列为等差数列,则_____________.
【答案】
【解析】
【详解】试题分析:由题意得:
考点:等差数列通项
15. 在棱长为1的正方体中,为平面的中心,为的中点,则点到直线的距离为__________.
【答案】##
【解析】
【分析】建立空间坐标系,求解直线的单位方向向量,结合勾股定理进行求解.
【详解】建立如图所示的空间直角坐标系,
则,
因为,,,
所以.
所以点到直线的距离为.
故答案为:.
16. 已知点,,,直线,若直线与线段有公共点,则的最大值为________;若直线与线段有公共点,则的取值范围是________.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】直线l表示过点的直线,在平面直角坐标系中作出线段,当直线l过点B时,直线l与线段相交且斜率最大,求出斜率;作出线段,直线l分别过点B和点C时,为斜率的临界值,得到斜率的取值范围.
【详解】直线l表示过点的直线,在平面直角坐标系中作出线段如图,
当直线l过点B时,直线l与线段相交且斜率最大,此时斜率;
在平面直角坐标系中作出线段如图,
直线l过点B时,斜率,直线l过点C时,斜率,所以k的取值范围为.
故答案为:2;
四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17. (1)在等差数列中,为其前项的和,若,求.
(2)在等比数列中,求和公比.
【答案】(1)72;(2)或
【解析】
【分析】(1)利用等差数列前项和公式计算首项和公差,再代入计算;(2)利用等比中项的性质求,并结合确定的具体值,再代入等式计算可求出,.
【详解】解:(1)设数列的首项为,公差为,
由题意,得
解得.
所以.
(2)由等比数列的性质可得,,
又,
所以,
所以,
解得.
当时,;
当时,.
18. 给出下列条件:①焦点在轴上;②焦点在轴上;③抛物线上横坐标为的点到其焦点的距离等于;④抛物线的准线方程是.
(1)对于顶点在原点的抛物线:从以上四个条件中选出两个适当的条件,使得抛物线的方程是,并说明理由;
(2)过点的任意一条直线与交于,不同两点,试探究是否总有?请说明理由.
【答案】(1)选择条件①③;详见解析(2)总有,证明见解析
【解析】
【分析】
(1)通过焦点位置可判断条件①适合,条件②不适合,通过准线方程,可判断条件④不适合,利用焦半径公式可判断条件③适合;
(2)假设总有,设直线的方程为,联立,利用韦达定理计算可得结果.
【详解】解:(1)因为抛物线的焦点在轴上,所以条件①适合,条件②不适合.
又因为抛物线的准线方程为:,
所以条件④不适合题意,
当选择条件③时,,
此时适合题意,
故选择条件①③时,可得抛物线的方程是;
(2)假设总有,
由题意得直线的斜率不为,
设直线方程为,
由得
设,
所以恒成立,,,
则,
所以,
所以,
综上所述,无论如何变化,总有.
【点睛】本题考查直线和抛物线的位置关系,考查韦达定理的应用,考查计算能力,属于中档题.
19. 如图,在四棱锥中,底面为正方形,,直线垂直于平面分别为的中点,直线与相交于点.
(1)证明:与不垂直;
(2)求二面角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)以点为坐标原点,、、所在直线分别为、、轴建立空间直角坐标系,求出点的坐标,计算得出,即可证得结论成立;或利用反证法;
(2)利用空间向量法即求.
【小问1详解】
方法一:如图以点为坐标原点,、、所在直线分别为、、轴建立如下图所示空间直角坐标系,
则、、、、.
设,因为,,
因为,所以,得,即点,
因为,,
所以,
故与不垂直.
方法二:假设与垂直,又直线平面平面,
所以.而与相交,
所以平面
又平面,
从而
又已知是正方形,
所以与不垂直,这产生矛盾,所以假设不成立,
即与不垂直得证.
【小问2详解】
设平面的法向量为,又,
因为,
所以,令,得.
设平面的法向量为,
因为,所以,
令,得
因为.
显然二面角为钝二面角,
所以二面角的余弦值是.
20. 已知数列的前n项和.
(1)证明是等比数列,并求的通项公式;
(2)在和之间插入n个数,使这个数组成一个公差为的等差数列,求数列的前n项和.
【答案】(1)证明见解析,
(2)
【解析】
【分析】(1)利用及已知即可得到证明,从而求得通项公式;
(2)先求出通项,再利用错位相减法求和即可.
小问1详解】
因为,
当时,,
所以,当时,,又,解得,
所以是以2为首项,2为公比的等比数列,
故
【小问2详解】
因为,所以,,
,
,
所以
,
所以
21. 某公园有一形状可抽象为圆柱的标志性景观建筑物,该建筑物底面直径为8米,在其南面有一条东西走向的观景直道,建筑物的东西两侧有与观景直道平行的两段辅道,观景直道与辅道距离10米.在建筑物底面中心O的东北方向米的点A处,有一全景摄像头,其安装高度低于建筑物的高度.
(1)在西辅道上距离建筑物1米处的游客,是否在该摄像头的监控范围内?
(2)求观景直道不在该摄像头的监控范围内的长度.
【答案】(1)不在 (2)17.5米
【解析】
【分析】(1)以O为原点,正东方向为x轴正方向建立如图所示直角坐标系,求出直线AB方程,判断直线AB与圆O的位置关系即可;
(2)摄像头监控不会被建筑物遮挡,只需求出过点A的直线l与圆O相切时的直线方程即可.
【小问1详解】
以O为原点,正东方向为x轴正方向建立如图所示的直角坐标系
则,观景直道所在直线的方程为
依题意得:游客所在点为
则直线AB的方程为,化简得,
所以圆心O到直线AB的距离,
故直线AB与圆O相交,
所以游客不在该摄像头监控范围内.
【小问2详解】
由图易知:过点A的直线l与圆O相切或相离时,摄像头监控不会被建筑物遮挡,
所以设直线l过A且恰与圆O相切,
①若直线l垂直于x轴,则l不可能与圆O相切;
②若直线l不垂直于x轴,设,整理得
所以圆心O到直线l的距离为,解得或,
所以直线l的方程为或,
即或,
设这两条直线与交于D,E
由,解得,由,解得,
所以,
观景直道不在该摄像头的监控范围内的长度为17.5米.
22. 已知椭圆的离心率是,且过点.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线与椭圆交于A、B两点,线段的中点为,为坐标原点,且,求面积的最大值.
【答案】(1);
(2)2.
【解析】
【分析】(1)根据已知条件列出关于a、b、c的方程组即可求得椭圆标准方程;
(2)直线l和x轴垂直时,根据已知条件求出此时△AOB面积;直线l和x轴不垂直时,设直线方程为点斜式y=kx+t,代入椭圆方程得二次方程,结合韦达定理和弦长得k和t的关系,表示出△AOB的面积,结合基本不等式即可求解三角形面积最值.
【小问1详解】
由题知,解得,
∴椭圆的标准方程为.
【小问2详解】
当轴时,位于轴上,且,
由可得,此时;
当不垂直轴时,设直线的方程为,与椭圆交于,,
由,得.
得,,
从而
已知,可得.
∵
.
设到直线的距离为,则,
结合化简得
此时的面积最大,最大值为2.
当且仅当即时取等号,
综上,的面积的最大值为2.
2022-2023学年山东省枣庄市高二上学期期末数学试题(含解析): 这是一份2022-2023学年山东省枣庄市高二上学期期末数学试题(含解析),共19页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
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