山东省青州第二中学2024届数学高一第二学期期末检测模拟试题含解析

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山东省青州第二中学2024届数学高一第二学期期末检测模拟试

注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.答题时请按要求用笔。

3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效。

4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5.保持卡面清洁,不要折暴、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分。

在每个小题给出的四个选项中,恰有一项是符合题目要求的
1.若角α的终边经过点()1,2P --,则sin α=( )
A .5
-
B .
C
D 2.为了得到函数y sin 23x π⎛
⎫=+ ⎪⎝
⎭的图象,只需把函数sin 2y x =的图象( )
A .向左平移6π
个单位长度 B .向右平移

个单位长度 C .向左平移3
π
个单位长度
D .向右平移3
π
个单位长度
3.若直线y x b =+与曲线3y =b 的取值范围是( )
A .[1-+
B .[3,1+
C .[1,1-+
D .[1-
4.在△ABC 中,A =60°,AB =2,且△ABC BC 的长为( ).
A .
B .2
C .D
5.已知等差数列{}n a 的前m 项之和为30,前m 2项和为100,则它的前m 3项的和为( )
A.130
B.170
C.210
D.260
6.若直线0x y +=与圆22
()1x y a +-=相切,则a 的值为
A .1
B .±1
C
D .
7.在中,内角,,的对边分别为,,.若
,则
A .
B .
C .
D .
8.某几何体的三视图如图所示(实线部分),若图中小正方形的边长均为1,则该几何体的体积是( )
A .
283
π
B .
323
π
C .
523
π
D .
563
π
9.在ABC ∆中,,,a b c 分别是角,,A B C 的对边,若sin 3cos 0b A a B =,且2b ac =,则
a c
b
+的值为( ) A .2
B 2
C .
22
D .4
10.《九章算术》卷第六《均输》中,提到如下问题:“今有竹九节,下三节容量四升,上四节容量三升.问中间二节欲均容,各多少?”其大致意思是说,若九节竹每节的容量依次成等差数列,下三节容量四升,上四节容量三升,则中间两节的容量各是( )
A .67
66
升、4133升
B .
3733
升、3
22升
C .3
22
升、4133升
D .67
66升、3733

二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分。

11.在直角梯形.ABCD 中,,//,22AB AD AD BC AB BC AD ⊥===,,E F 分别为,BC CD 的中点,以A 为圆心,AD 为半径的圆交AB 于G ,点P 在DG 上运动(如图).若AP AE BF λμ=+,其中,R λμ∈,则2λμ+的最大值是________.
12.设{}n a 是公差不为0的等差数列,12a =且136,,a a a 成等比数列,则{}n a 的前10项和10S =________.
13.黄金分割比是指将整体一分为二,较大部分与整体部分的比值等于较小部分与较大部分的比值,其比值为
51
2
-,约为0.618,这一数值也可以近似地用2sin18m ︒=表示,则2
242cos 271
m m ︒
-=-_____. 14.如图,AD ,BE 分别为ABC ∆的中线和角平分线,点P 是AD 与BE 的交点,若
22BC BA ==,2
3
AP CP ⋅=-,则ABC ∆的面积为______.
15.如图,在B 处观测到一货船在北偏西45︒方向上距离B 点1千米的A 处,码头C 位于B 的正东2千米处,该货船先由A 朝着C 码头C 匀速行驶了5分钟到达C ,又沿着与AC 垂直的方向以同样的速度匀速行驶5分钟后到达点D ,此时该货船到点B 的距离是________千米.
16.若当0ln2x ≤≤时,不等式(
)()2220x x
x
x a e e e
e ---+++≥恒成立,则实数a
的取值范围是_____.
三、解答题:本大题共5小题,共70分。

解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

17.在平面直角坐标系中,点(1,2), (3,4)A B ,点P 在x 轴上 (1)若AB PB ⊥,求点P 的坐标:
(2)若ABP △的面积为10,求点P 的坐标. 18.若1a <,解关于x 的不等式
12
ax
x >-. 19.如图,三条直线型公路1l ,2l ,3l 在点O 处交汇,其中1l 与2l 、1l 与3l 的夹角都为
3
π,在公路1l 上取一点A ,且2OA =km ,过A 铺设一直线型的管道BC ,其中点B 在2l 上,点C 在3l 上(2l ,3l 足够长),设OB a =km ,OC b =km .
(1)求出a ,b 的关系式;
(2)试确定B ,C 的位置,使得公路OB 段与OC 段的长度之和最小. 20.在ABC ∆中,,,a b c 分别是角,,A B C 的对边,且cos cos 2B b
C a c
=-+. (1)求B 的大小;
(2)若13,4b a c =+=,求ABC ∆的面积.
21.已知抛物线2
2(0)y px p =>的焦点为F ,过F 的直线交y 轴正半轴于点P ,交
抛物线于,A B 两点,其中点A 在第一象限. (Ⅰ)求证:以线段FA 为直径的圆与y 轴相切; (Ⅱ)若1FA AP λ=,2BF FA λ=,
1211,42λλ⎡⎤
∈⎢⎥⎣⎦
,求2λ的取值范围. 参考答案
一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分。

在每个小题给出的四个选项中,恰有一项是符合题目要求的 1、B 【解题分析】
根据任意角的三角函数的定义,可以直接求到本题答案. 【题目详解】
因为点()1,2P --在角α的终边上,所以
sin 5
y r
α===-
. 故选:B 【题目点拨】
本题主要考查利用任意角的三角函数的定义求值. 2、A 【解题分析】 根据y sin 2sin 236x y x ππ⎡⎤
⎛⎫
⎛⎫=+⇒=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝
⎭⎝
⎭⎣⎦,因此只需把函数sin 2y x =的图象向左平移
6
π
个单位长度. 【题目详解】 因为y sin 2sin 236x x ππ⎡⎤⎛⎫
⎛⎫=+
=+ ⎪ ⎪⎢⎥⎝
⎭⎝
⎭⎣⎦,所以只需把函数sin 2y x =的图象向左平移6π个单位长度即可得y sin 23x π⎛
⎫=+ ⎪⎝
⎭,选A.
【题目点拨】
本题主要考查就三角函数的变换,左加右减只针对x ,属于基础题. 3、D 【解题分析】
将本题转化为直线与半圆的交点问题,数形结合,求出
b 的取值范围 【题目详解】
将曲线的方程3y =()()()2
2
23413,04x y y x -+-=≤≤≤≤
即表示以()23A ,
为圆心,以2为半径的一个半圆,如图所示:
由圆心到直线y x b =+ 的距离等于半径22322
b
-+=
解得122b =+或122b =-结合图象可得1223b -≤≤ 故选D 【题目点拨】
本题主要考查了直线与圆的位置关系,考查了转化能力,在解题时运用点到直线的距离公式来计算,数形结合求出结果,本题属于中档题 4、D 【解题分析】
利用三角形面积公式列出关系式,把AB sinA ,,已知面积代入求出AC 的长,再利用余弦定理即可求出BC 的长. 【题目详解】
∵在ABC △中,602A AB =︒=,,且ABC △3
∴13133
222222
AB AC sinA AC ⋅⋅=∴⨯⨯⨯=
, 解得:1AC = ,
由余弦定理得:22221423BC AC AB AC AB cosA =+-⋅⋅=+-= , 则3BC =. 故选D . 【题目点拨】
此题考查了余弦定理,三角形面积公式,以及特殊角的三角函数值,熟练掌握余弦定理是解本题的关键. 5、C 【解题分析】
试题分析:由于等差数列{}n a 中232,,m m m m m S S S S S --也成等差数列,即
330,70,100m S -成等差数列,所以33100110,210m m S S -=∴=,故选C.
考点:等差数列前n 项和的性质. 6、D 【解题分析】
圆()2
21x y a +-=的圆心坐标为()0,a ,半径为1,∵直线0x y +=与圆
()2
21x y a +-=相切,
∴圆心()0,a 到直线的距离d r =,即 12
a =,解得2a =±,故选D. 7、A 【解题分析】 根据正弦定理将题干等式化为
,由C 是三角形

角可知,则
,有
,即得A 的值。

【题目详解】
,所以
,因为

,所以
,则
.
【题目点拨】
本题考查运用正弦定理求三角形内角,属于基础题。

8、A 【解题分析】
由三视图得出原几何体是由半个圆锥与半个圆柱组成的组合体,并且由三视图得出圆柱和圆锥的底面半径,圆锥的高,圆柱的高,再由圆柱和圆锥的体积公式得解. 【题目详解】
由三视图可知,几何体是由半个圆锥与半个圆柱组成的组合体, 其中圆柱和圆锥的底面半径2r

圆锥的高2h =,圆柱的高4h =
所以圆柱的体积211
2482V ππ=
⨯⨯⨯=, 圆锥的体积2
211422323
V ππ=⨯⨯⨯⨯=,
所以组合体的体积12428833
V V V πππ=+=+=.
故选B . 【题目点拨】
本题主要考查空间几何体的三视图和空间几何体圆柱和圆锥的体积,属于基础题. 9、A 【解题分析】
由正弦定理,化简求得sin 0B B =,解得3
B π
=
,再由余弦定理,求得
()2
24b a c =+,即可求解,得到答案.
【题目详解】
在ABC ∆中,因为sin cos 0b A B -=,且2b ac =,
由正弦定理得sin sin cos 0B A A B =, 因为(0,)A π∈,则sin 0A >,
所以sin 0B B =,即tan B =,解得3
B π
=,
由余弦定理得
222222222cos ()3()3b a c ac B a c ac a c ac a c b =+-=+-=+-=+-,
即()2
24b a c =+,解得2a c
b
+=,故选A . 【题目点拨】
本题主要考查了正弦定理、余弦定理的应用,其中利用正弦、余弦定理可以很好地解决三角形的边角关系,熟练掌握定理、合理运用是解本题的关键.通常当涉及两边及其中一边的对角或两角及其中一角对边时,运用正弦定理求解;当涉及三边或两边及其夹角时,运用余弦定理求解. 10、D 【解题分析】
由题意知九节竹的容量成等差数列,至下而上各节的容量分别为a 1,a 2,…,a n ,公差为d ,利用等差数列的前n 项和公式和通项公式列出方程组,求出首项和公差,由此能求出中间一节的容量. 【题目详解】
由题意知九节竹的容量成等差数列,
至下而上各节的容量分别为a 1,a 2,…,a 9,公差为d , 即123++a a a =4,6789+++a a a a =3,
∴13+3a d =4,14+26a d =3, 解得195=
66
a ,766d =-,
∴中间两节的容量519528674666666a a d =+=-=,437
33
a =, 故选:D . 【题目点拨】
本题考查等差数列的通项公式,利用等差数列的通项公式列出方程组,解出首项与公差即可,考查计算能力,属于基础题.
二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分。

11、
52
【解题分析】
建立直角坐标系,设()cos ,sin ,0,2P πθθθ⎡⎤
∈⎢⎥⎣⎦
,根据AP AE BF λμ=+,表示出
1
2sin cos 2
u λθθ+=+,结合三角函数相关知识即可求得最大值.
【题目详解】
建立如图所示的平面直角坐标系:
()()()()0,0,0,1,2,0,2,2A D B C ,,E F 分别为,BC CD 的中点,()32,1,1,2
E F ⎛⎫ ⎪⎝⎭

以A 为圆心,AD 为半径的圆交AB 于G ,点P 在DG 上运动, 设()cos ,sin ,0,2P πθθθ⎡⎤
∈⎢⎥⎣⎦

AP AE BF λμ=+,
即()()32,1co in 2,1,s s u θθλ⎛
=⎫+- ⎪⎝
⎭,
23
2
cos sin u u λθ
λθ-=+⎧⎪
⎨=⎪⎩,所以cos 22si 32n u u λθλθ-=+⎧⎨=⎩,两式相加:4sin c s 2o 2u λθθ++=,
即()11
2sin cos ,tan 22
u λθθθϕϕ++=+==,
,即当sin θθ=
12sin cos
2u λθθ+=+==
【题目点拨】
此题考查平面向量线性运算,处理平面几何相关问题,涉及三角换元,转化为求解三角函数的最值问题. 12、
852
【解题分析】
利用等差数列的通项公式和等比数列的性质求出公差,由此能求出10S 【题目详解】
因为{}n a 是公差不为0的等差数列,12a =且136,,a a a 成等比数列
所以2
316a a a =,即()2
222(25)d d +=+
解得1
2
d =或0d =(舍) 所以10109185
102222
S ⨯=⨯+⨯= 故答案为:852
【题目点拨】
本题考查等差数列前10项和的求法,解题时要认真审题,注意等比数列的性质合理运用. 13、2 【解题分析】
2sin18m ︒=代入分式利用同角三角函数的平方关系、二倍角公式及三角函数诱导公式化简即可. 【题目详解】
2
2sin184sin18cos182cos 271cos54cos54︒︒
==︒-︒︒
2sin 362sin 36︒
=
=︒
.
故答案为:2 【题目点拨】
本题考查同角三角函数的平方关系、二倍角公式及三角函数诱导公式,属于基础题.
14 【解题分析】
设(0,0),(1,0),(2,0)B D C ,2ABC α∠=,求点A 的坐标,运用换元法,求直线方程,再解出交点P 的坐标,再利用向量数量积运算求出sin 2α,最后结合三角形面积公式求解即可. 【题目详解】
解:由22BC BA ==,可设(0,0),(1,0),(2,0)B D C ,2ABC α∠=, 则(cos 2,sin 2)A αα,
设tan t α=,则222
12(,)11t t
A t t
-++ , 直线BE 的方程为y tx =,直线AD 的方程为1(1)y x t
=--,
联立直线BE 、AD 方程解得22
1(
,)11t P t t
++, 则222,11t t AP t t ⎛⎫=- ⎪++⎝⎭,22212,11t t CP t t ⎛⎫
--= ⎪++⎝⎭
, 可得2422222
22
(1)(1)3
t t t AP CP t t --⋅=-=-++,
解得:t =

即tan α=

即2
2tan sin 21tan 3
ααα=
=+,
所以112222
sin 2122233
ABC S AB BC α∆=
⋅⋅=⨯⨯⨯=
, 故答案为:
223
.
【题目点拨】
本题考查了向量的数量积运算,重点考查了两直线的交点坐标及三角形面积公式,属中档题. 15、3 【解题分析】
先在ABC 中,由余弦定理算出AC 和cos ACB ∠,然后在BCD 中由余弦定理即可求出BD . 【题目详解】
由题意可得,在ABC 中,1,2,135AB BC ABC ==
∠=︒
所以由余弦定理得:2222cos1355AC AB BC AB BC =+-⋅⋅︒= 即5AC =
5CD 因为222310
cos 210252
AC BC AB ACB AC BC +-∠===
⋅⨯⨯所以10sin 10
ACB ∠=
所以10cos cos(90)sin 10
BCD ACB ACB ∠=︒+∠=-∠=- 所以在BCD 中有:
2222cos BD CD BC CD BC BCD =+-⋅⋅∠
5229⎛=+-= ⎝⎭
即3BD = 故答案为:3 【题目点拨】
本题考查三角形的解法,余弦定理的应用,是基本知识的考查. 16、25
[,)6
-
+∞ 【解题分析】
用换元法把不等式转化为二次不等式.然后用分离参数法转化为求函数最值. 【题目详解】
设x x t e e -=-,1
x
x
x x
t e e e e -=-=-
是增函数,当0ln2x ≤≤时,302
t ≤≤, 不等式(
)()2220x x
x
x a e e
e
e ---+++≥化为2220at t +++≥,即240t at ++≥,
不等式240t at ++≥在3
[0,]2
t ∈上恒成立,
0t =时,显然成立,
3(0,]2t ∈,4a t t
-≤+对3
[0,]2t ∈上恒成立,
由对勾函数性质知4y t t
=+
在3(0,]2是减函数,3
2t =时,min 256y =,
∴256a -≤
,即25
6
a ≥-. 综上,25
6
a ≥-
. 故答案为:25
[,)6
-+∞. 【题目点拨】
本题考查不等式恒成立问题,解题方法是转化与化归,首先用换元法化指数型不等式为一元二次不等式,再用分离参数法转化为求函数最值.
三、解答题:本大题共5小题,共70分。

解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

17、 (1) ()70,
;(2) ()90,或()110-, 【解题分析】
(1)利用两直线垂直,斜率之积为-1进行求解
(2)将三角形的面积问题转化成点到直线的距离公式进行求解 【题目详解】
(1)设P 点坐标为()0a ,
,由题意,直线AB 的斜率42
131
AB k -==-; 因为AB PB ⊥,所以直线PB 存在斜率且1
1PB AB
k k =-
=-, 即
4
13a
=--,解得7a =;故点P 的坐标为()70,
; (2)设P 点坐标为()0a ,
,P 到直线AB 的距离为d ; 由已知,直线AB 的方程为10,x y -+
=||AB =
ABP △的面积1
||102
S AB d =⋅⋅=
.得d =
=9a =或11a =-;所以点P 的坐标为()90,或()110-, 【题目点拨】
两直线垂直的斜率关系为12
1k k
;已知两点坐标时,距离公式为
(,),(x,y),AB A x y B =
;三角形面积问题,常可转化为点到直线距离公式
进行求解.
18、当0<a<1时,原不等式的解集为2x 2x 1a ⎧⎫<<⎨⎬-⎩⎭,当a<0时,原不等式
的解集为2
x
x 21a ⎧⎫<<⎨⎬-⎩⎭
;当a=0时,原不等式的解集为⌀. 【解题分析】
试题分析:(1)()121022
a x ax
x x -+>⇒>--,利用10a -<,可得2
102
x a x --<-,分
三种情况对讨论a 的范围:0<a<1,a<0,a=0,分别求得相应情况下的解集即可. 试题解析:不等式
ax x 2->1可化为()a 1x 2x 2
-+->0.
因为a<1,所以a-1<0,故原不等式可化为2
x 1a x 2
-
--<0.
故当0<a<1时,原不等式的解集为2x 2x 1a ⎧⎫<<
⎨⎬-⎩⎭

当a<0时,原不等式的解集为2x x 21a ⎧⎫<<⎨⎬-⎩⎭
, 当a=0时,原不等式的解集为⌀. 19、(1)
22
1a b
+=(2)当4km OB OC ==时,公路OB 段与OC 段的总长度最小 【解题分析】
(1)(法一)观察图形可得AOB AOC COB S S S ∆∆∆+=,由此根据三角形的面积公式,建立方程,化简即可得到,a b 的关系式;
(法二)以O 点为坐标原点,OC 所在的直线为x 轴建立平面直角坐标系,找到各点坐标,根据三点共线,即可得到结论;
(2)运用“乘1法”,利用基本不等式,即可求得最值,得到答案. 【题目详解】
(1)(法一)由图形可知AOB AOC COB S S S ∆∆∆+=.
111
sin sin sin 222OB OA AOB OC OA AOC OB OC COB ⋅⋅∠+⋅⋅∠=⋅⋅∠, 131313
22222222
a b a b ⨯⨯+⨯⨯=⨯⨯
, 所以2()a b ab +=,即
22
1a b
+=.
(法二)以O 为坐标原点,OC 所在的直线为x 轴建立平面直角坐标系, 则(0,0)O ,(,0)C b ,13()2B a -,3)A , 由A ,B ,C 三点共线得22
1a b
+=. (2)由(1)可知
22
1a b
+=, 则222222()1()()22428b a b a
a b a b a b a b a b a b
+=+⨯=++=++++⋅≥(km )

当且仅当4a b ==(km )时取等号.
答:当4km OB OC ==时,公路OB 段与OC 段的总长度最小为8km .. 【题目点拨】
本题主要考查了三角形的面积公式应用,以及利用基本不等式求最值,着重考查了推理运算能力,属于基础题. 20、(1)23B π
= (2
)1sin 2ABC
S ac B ∆== 【解题分析】
试题分析:(Ⅰ)先由正弦定理将三角形的边角关系转化为角角关系,再利用两角和的正弦公式和诱导公式进行求解;(Ⅱ)先利用余弦定理求出3ac =,再利用三角形的面积公式进行求解. 试题解析:(Ⅰ)由
cos cos 2B b C a c =-+ cos sin cos 2sin sin B B
C A C
⇒=-+ 2sin cos cos sin sin cos A B B C B C ⇒+=- 2sin cos cos sin sin cos A B B C B C ⇒=--
()2sin cos sin A B B C ⇒=-+ 2sin cos sin A B A ⇒=- 1
cos 2
B ⇒=-
又0πB <<,所以2π
3
B =
. (Ⅱ)由余弦定理有()2
2
2
2

2cos 22cos 3
b a
c ac B a c ac ac =+-=+-- ,解得3ac =
,所以1sin 24
ABC
S
ac B =
=
点睛:在利用余弦定理进行求解时,往往利用整体思想,可减少计算量,若本题中的
()2
2222π2cos 22cos
3
b a
c ac B a c ac ac =+-=+--. 21、(Ⅰ)证明见解析; (Ⅱ) 4,23⎡⎤
⎢⎥⎣⎦.
【解题分析】
试题分析:(Ⅰ)题意实质上证明线段FA 的中点到y 轴的距离等于线段FA 长的一半,根据抛物线的定义设()11,A x y 可证得;(Ⅱ)同样设()00,P y ,()22,B x y ,把已知1FA AP λ=,2BF FA λ=用坐标表示出来,
消去坐标1212,,,x x y y 及p ,得出2λ与1
2
λλ的
关系
1
2
2
1
1λλλ=-
,此时就可得出2λ的取值范围. 试题解析:(Ⅰ)由已知,02p F ⎛⎫
⎪⎝⎭
,设()11,A x y ,则2112y px =, 圆心坐标为112,4
2x p y +⎛⎫
⎪⎝⎭,圆心到y 轴的距离为124x p +, 圆的半径为
11212224FA
x p p x +⎛⎫=⨯--= ⎪⎝⎭
, 所以,以线段FA 为直径的圆与y 轴相切.
(Ⅱ)解法一:设()()0220,,,P y B x y ,由1FA AP λ=,2BF FA λ=,得
()111101,,2p x y x y y λ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭,22211,,22p p x y x y λ⎛⎫⎛⎫
--=-
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
, 所以()1111101,2
p
x x y y y λλ-
=-=-, 221221,22p p x x y y λλ⎛
⎫-=-=- ⎪⎝
⎭, 由221y y λ=-,得222
221y y λ=. 又2
112y px =,2222y px =, 所以2
221x x λ=.
代入
22122p p x x λ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,得2212122p p x x λλ⎛
⎫-=- ⎪⎝
⎭,()()2122112p x λλλ+=+, 整理得12
2p x λ=

代入1112
p x x λ-
=-,得
122222p p p λλλ-=-, 所以
1
2
2
1
1λλλ=-
, 因为
1211,42λλ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以2λ的取值范围是4,23⎡⎤⎢⎥⎣⎦
. 解法二:设
,:2
p
AB x my =+

将2
p
x my =+
代入22y px =,得2220y pmy p --=, 所以2
12y y p =-(*),
由1FA AP λ=,2BF FA λ=,得
()111101,,2p x y x y y λ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭,22211,,22p p x y x y λ⎛⎫⎛⎫--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

所以,()1111101,2
p
x x y y y λλ-
=-=-, 221221,22p p x x y y λλ⎛
⎫-=-=- ⎪⎝
⎭, 将
代入(*)式,得2
2
1
2
p y λ=

所以2
12
2p px λ=
,12
2p x λ=

代入1112
p
x x λ-
=-,得12211λλλ=-.
因为
1211,42λλ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,所以2λ的取值范围是4,23⎡⎤
⎢⎥⎣⎦
. 考点:抛物线的定义,抛物线的焦点弦问题.。

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