2021年高二数学章末综合测试卷(一)

合集下载

2024-2025学年上学期高二数学章末(空间向量与立体几何)测试卷

2024-2025学年上学期高二数学章末测试卷选择性必修第一册空间向量与立体几何姓名：___________班级：___________一、单选题1．已知空间向量()6,2,1a =，()2,,3b x =- ，若()2a b a -⊥ ，则x =（）A ．4B ．6C ．234D ．2142．平面α的一个法向量是1(2n = ,1-,1)3，平面β的一个法向量是(3m =- ,6,2)-，则平面α与平面β的关系是（）A ．平行B ．重合C ．平行或重合D ．垂直3．如图，四棱锥P OABC -的底面是矩形，设OA a = ，OC b = ，OP c =，E 是棱PC 上一点，且2PE EC =，则BE =（）A ．111333a b c--+ B ．1133a b c--+C ．1133a b c-++ D ．1133a b c--- 4．如图，在空间直角坐标系O xyz -中，正方形ABCD 与矩形ACEF 所在平面互相垂直(C 与原点O 重合)，2,1,AB AF M ==在EF 上，且//AM 平面BDE ，则M 点的坐标为（）A ．(1,1,1)B ．22,,133⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭C ．22,,122⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭D ．22,,144⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭5．在一直角坐标系中，已知(1,6),(3,8)A B --，现沿x 轴将坐标平面折成60︒的二面角，则折叠后,A B 两点间的距离为A ．241B ．41C ．17D ．2176．已知平行六面体1111ABCD A B C D -的各棱长均为1，1160A AB A AD ∠=∠=︒，90DAB ∠=︒，则1AC =（）A ．3B ．5C ．2D ．21+7．鳖臑是指四个面都是直角三角形的三棱锥.如图，在鳖臑P ABC -中，PA ⊥平面ABC ，2AB BC PA ===，D ，E 分别是棱AB ，PC 的中点，点F 是线段DE 的中点，则点F 到直线AC 的距离是（）A ．38B 4C ．118D ．48．在下图所示直四棱柱1111ABCD A B C D -中，底面ABCD 为菱形，π1,3AB DAB =∠=，12AA =，动点P 在体对角线1BD 上，则顶点B 到平面APC 距离的最大值为（）A ．12B C D 二、多选题9．（多选）下面关于空间直角坐标系的叙述正确的是（）A ．点(1,1,0)P -与点(1,1,0)Q 关于z 轴对称B ．点(3,1,4)A --与点(3,1,4)B --关于y 轴对称C ．点(3,1,4)A --与点(3,1,4)B --关于平面xOz 对称D ．空间直角坐标系中的三条坐标轴组成的平面把空间分为八个部分10．已知空间中三点()2,1,1A -，()1,0,2B ，()0,3,1C -，则（）A ．AB =B ．AB AC⊥C ．cos 19ABC ∠=D ．A ，B ，C 三点共线11．在正方体1111ABCD A B C D -中，1M AD ∈，N BD ∈，且满足113AM AD =，23BN BD =，则下列说法正确的是（）A ．1AD MN⊥B ．1MN A C∥C ．MN ∥平面11DCC D D ．MN 为1AD 与BD 的公垂线三、填空题12．在Rt ABC △中，90BAC ∠=︒，(2,1,1)A ，(1,1,2)B ，(,0,1)C x ，则x =．13．已知向量()()2,4,5,4,,a b x y ==，分别是直线12l l ､的方向向量，若12//l l ，则x y +=．14．如图所示，若P 为平行四边形ABCD 所在平面外一点，H 为棱PC 上的点，且12PH HC =，点G 在AH 上，且AGm AH=，若G ，B ，P ，D 四点共面，则实数m 的值是．四、解答题15．如图，在棱长为2的正方体中，,E F 分别是1,DD DB 的中点，G 在棱CD 上，且13CG CD =，H 是1C G 的中点．建立适当的空间直角坐标系，解决下列问题：(1)求证：1EF B C ⊥；(2)求异面直线EF 与1C G 所成角的余弦值.16．如图，在直三棱柱111ABC A B C -中，D ，E ，F 分别为AB ，BC ，1B B 的中点．(1)证明：11//AC 平面1B DE ；(2)若1AB =，AB AC ⊥，11B D A F ⊥，求点E 到平面11A FC 的距离．17．在平行六面体1111ABCD A B C D -中，设AB a =，AD b =，1AA c = ，E ，F 分别是1AD ，BD 的中点．(1)用向量a ，b ，c表示1D B ，EF ；(2)若1D F xa yb zc =++，求1D F 在基{},,a b c 下的坐标．18．如图，在平面四边形ABCD 中，//AB DC ，ABD △是边长为2的正三角形，3,DC O =为AB 的中点，将AOD △沿OD 折到POD 的位置，PC =.(1)求证：PO BD ⊥；(2)若E 为PC 的中点，求直线BE 与平面PDC 所成角的正弦值.19．如图，将等腰直角△ABC 沿斜边AC 旋转，使得B 到达B ′的位置，且BB ′=A B ．(1)证明：平面AB ′C ⊥平面ABC ；(2)求二面角B -AB ′-C 的余弦值；(3)若在棱CB ′上存在点M ，使得14,,55CM CB μμ⎡⎤'=∈⎢⎥⎣⎦，在棱BB ′上存在点N ，使得BN BB λ'= ，且BM ⊥AN ，求λ的取值范围．参考答案题号12345678910答案C CBCDBBABDAB题号11答案ABD1．【详解】因为()()()26,2,122,,32,22,7a b x x -=--=- ，因为()2a b a -⊥ ，所以124470x +-+=，解得234x =.故选：C.2．【详解】平面α的一个法向量是1(2n = ,1-,1)3，平面β的一个法向量是(3m =- ,6,2)-，∴6m n =-，∴平面α与平面β的关系是平行或重合．故选：C ．3．【详解】由已知2()()3BE OE OB OP PE OA OC OP PC OA OC =-=+-+=+-+2()()3OP OC OP OA OC =+--+ 11113333OP OC OA a b c =--=--+．故选：B ．4．【详解】设AC ，BD 交于点O '，连接O E '，因为正方形ABCD 与矩形ACEF 所在的平面互相垂直，点M 在EF 上，且//AM 平面BDE ，又平面BDE ⋂平面ACEF EO ='，AM ⊂平面ACEF ，所以//AM O E '，又//AO EM '，所以O AME '是平行四边形，故1122FM O A AC EF '===，所以M 是EF 的中点，因为2,1AB AF ==，所以(0,0,1),(2,2,1)E F ，所以22,,122M ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭.故选：C 5．【详解】如图为折叠后的图形，其中作,AC CD BD CD ⊥⊥则6,8,4AC BD CD ===，∴0,0AC CD BD CD ⋅=⋅=沿x 轴将坐标平面折成60︒的二面角∴两异面直线,CA DB 所成的角为60︒．可得：.cos 6024CA DB CA DB ︒⋅=⋅=故由AB AC CD DB =++ 得22||||AB AC CD DB =++ 2222+22AC CD DB AC CD CD DB AC DB +++⋅⋅+⋅= 2222+22AC CD DB AC CD CD DB CA DB+++⋅⋅-⋅= 36166448=++-68=||AB ∴= D.6．【详解】取{}1,,AB AD AA 为空间向量的基底，因为11AB AD AA === ，90DAB ∠=︒，1160A AB A AD ∠=∠=︒，所以0AB AD ⋅=uuu r uuu r，1112AB AA AD AA ⋅=⋅= .因为11AC AB AD AA =++，所以()2211AC AB AD AA =++ 222111222AB AD AA AB AD AB AA AD AA =+++⋅+⋅+⋅1110115=+++++=，所以1AC =故选：B7．【详解】因为AB BC =，且ABC V 是直角三角形，所以AB BC ⊥.以B 为原点，分别以BC，BA的方向为x ，y 轴的正方向，建立如图所示的空间直角坐标系B xyz -.因为2AB BC PA ===，所以()0,2,0A ，()2,0,0C ，()0,1,0D ，()1,1,1E ，则()2,2,0AC =-，11,1,22AF ⎛⎫=- ⎝⎭ .故点F 到直线AC的距离d =故点F 到直线AC故选：B8．【详解】连接AC 交BD 于点O ，由题意，得AC BD ⊥，1122OB OD AB ===，OA OC ====，如图，以O 为原点建立如图所示的空间直角坐标系，则1110,,,0,0,0,,,0,22222A B C D ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭，所以()()11,,1,0,22AC AB BD ⎛⎫===- ⎪ ⎪⎝⎭，设()101BP BD λλ=≤≤ ，所以()1111,0,2222AP AB BP AB BD λλλλ⎛⎫⎛⎫=+=+=+-=-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ，设平面APC 的一个法向量为(),,n x y z = ，则n ACn AP⎧⊥⎪⎨⊥⎪⎩，所以001120222y n AC x n AP x z z λλλλ=⎧⎧⋅==⎪⎪⎪⎛⎫⇒-⎨⎨⎛⎫ ⎪⋅=-+++=⎝⎭⎪⎪ ⎪=⎝⎭⎩⎪⎩ ，取4x λ=，则()4,0,21n λλ=-，设顶点B 到平面APC 距离为d ，则AB n d n ⋅== 当0λ=时0d =，当01λ<≤时，d ===所以当12λ=即12λ=时点B 到平面APC 12=.故选：A.9．【详解】点(1,1,0)P -与点(1,1,0)Q 关于x 轴对称，故A 错误；点(3,1,4)A --与(3,1,4)B --关于y 轴对称，故B 正确；点(3,1,4)A --与(3,1,4)B --不关于平面xOz 对称，故C 错误；空间直角坐标系中的三条坐标轴组成的平面把空间分为八个部分，故D 正确．故选：BD .10．【详解】易得()1,1,3AB =-- ，()2,2,0AC =- ，()1,3,3CB =-，AB ∴= A 正确;因为0AB AC ⋅=，所以AB AC ⊥，B 正确，D 错误;而cos AB CB ABC AB CB⋅∠==⋅，C 错误.故选:AB.11．【详解】设正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1，分别以1,,DA DC DD 为,,x y z 轴，建立空间直角坐标系.则()()11,0,0,0,0,1A D ,()1,1,0B ,()0,1,0C ,()11,0,1A 由113AM AD = ，则21,0,33M ⎛⎫⎪⎝⎭由23BN BD = ，则11,,033N ⎛⎫ ⎪⎝⎭所以111,,333MN ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,()11,0,1AD =-,则()11111010333MN AD ⎛⎫⋅=-⨯-+⨯+-⨯= ⎪⎝⎭,所以1AD MN ⊥，选项A 正确.又()11,1,1AC =-- ，则13AC MN = ，所以1//AC MN又1,MN A C 不在同一直线上，所以1//MN A C ，故选项B 正确.平面11DCC D 的一个法向量为()1,0,0n =r ，而1103MN n ⋅=-⨯≠ 所以MN 与平面11DCC D 不平行，故选项C 不正确.由()1,1,0DB = ，有1111100333MN BD ⎛⎫⋅=-⨯+⨯+-⨯= ⎪⎝⎭,所以NM DB ⊥，又1AD MN ⊥，且NM 与1,DB A D 均相交,所以MN 为1AD 与BD 的公垂线，故选项D 正确.故选：ABD12．【详解】||AC ==||BC ==，AB ==90BAC ∠=︒ ，222||||||BC AB AC ∴=+，22(1)22(2)1x x ∴-+=+-+，解得2x =．故答案为：2.13．【详解】12//l l ，//a b ∴，所以存在实数λ，使得b a λ= ，则4245x y λλλ=⎧⎪=⎨⎪=⎩，解得2λ=，8x =，10y =.18x y ∴+=.故答案为：18.14．【详解】连接BD ，BG 因为AB PB PA =- ，AB DC =，所以DC PB PA =- ．因为PC PD DC =+，所以PC PD PB PA PA PB PD =+-=-++ ．因为12PH HC =，所以13PH PC = ，所以111333PH PA PB PD =-++．又因为AH PH PA =- ，所以411333AH PA PB PD =-++．因为AG m AH=，所以4333m m m AG m AH PA PB PD ==-++ ．又因为41333m m m PG PA AG PA PB PD ⎛⎫=+=-++ ⎪⎝⎭，且G ，B ，P ，D 四点共面，所以4103m -=，解得34m =．故答案为：3415．【详解】（1）证明：如图，以D 为原点，以射线DA 、DC 、1DD 分别为x 轴、y 轴、z 轴的正半轴，建立空间直角坐标系D xyz -，则()0,0,0D ，0,0,1，()1,1,0F ，()0,2,0C ，()10,2,2C ，()12,2,2B ，40,,03G ⎛⎫⎪⎝⎭，所以()1,1,1EF =-，()12,0,2B C =-- ，所以()()()()()11,1,12,0,21210120EF B C ⋅=-⋅--=⨯-+⨯+-⨯-=，所以1EF B C ⊥，故1EF B C ⊥．（2）因为120,,23C G ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭，所以1C G =因为EF = ()12241,1,10,,22333EF C G ⎛⎫⋅=-⋅--=-+= ⎪⎝⎭ ，所以111443cos ,315EF C GEF C G EF C G⋅==⋅．16．【详解】（1）因为111ABC A B C -为直三棱柱，所以11//A C AC ，又D ，E ，分别为AB ，BC 的中点，所以//DE AC ，所以11//DE A C ，又11A C ⊄平面1B DE ，DE ⊂平面1B DE ，所以11//AC 平面1B DE .（2）因为111ABC A B C -为直三棱柱，且AB AC ⊥，以A 为坐标原点，分别以1,,AB AC AA 所在直线为,,x y z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，设()10AA a a =>，且1AB =，则()()1111,0,,,0,0,0,0,,1,0,22a B a D A a F ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，则11,0,2B D a ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭，11,0,2a A F ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，由11B D A F ⊥可得110B D A F ⋅= ，即21022a -+=，且0a >，解得1a =，设()0AC b b =>，则()10,,1C b ，即()11111,0,,0,,02A F A C b ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭，设平面11A FC 的法向量为(),,n x y z =，则1111020n A F x z n AC by ⎧⋅=-=⎪⎨⎪⋅==⎩ ，解得20z x y =⎧⎨=⎩，取1x =，则2z =，所以平面11A FC 的一个法向量为()1,0,2n =，又1,,022b E ⎛⎫ ⎪⎝⎭，即11,,122b A E ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，所以点E 到平面11A FC的距离1A E n d n ⋅==17．【详解】（1）在平行六面体1111ABCD A B C D -中，连接AC ，EF ，1D F ，1BD ，如图，11D B D D DB =+ 1AA AB AD =-+- a b c =-- ，11122EF EA AF D A AC =+=+ 1)11()(22AA AD AB AD =-+++ 111112222AB AA a c =-=- ．（2）111)1(2D F D D D B =+ 11)1(2AA D B =-+ 1()2c a b c =-+-- 1122a b c =-- xa yb zc =++ ，因此12x =，12y =-，1z =-，所以1D F 在基{},,a b c r r r 下的坐标为11(1)22--,,．18．【详解】（1）依题意ABD △是边长为2的正三角形，O 为AB 的中点，所以OD AB ⊥，所以OD PO ⊥，OD BO ⊥，2PD =，3CD =，PC =则222PD CD PC +=，所以PD CD ⊥，又//AB DC ，即//OB DC ，所以OB PD ⊥，又OD PD D ⋂=，,OD PD ⊂平面POD ，所以OB ⊥平面POD ，因为OP ⊂平面POD ，所以OB OP ⊥，又OB OD O = ，,OB OD ⊂平面BODC ，所以OP ⊥平面BODC ，又BD ⊂平面BODC ，所以PO BD ⊥；（2）如图建立空间直角坐标系，则1,0,0，0,0,1，()D，()C，3122E ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭，所以11,222BE ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭ ，()3,0,0DC =，()0,DP = ，设平面PDC 的法向量为(),,n x y z =，则300n DC x n DP z ⎧⋅==⎪⎨⋅=+=⎪⎩，令(n = ，设直线BE 与平面PDC 所成角为θ，则sin 5BE n BE nθ⋅===⋅ ，所以直线BE 与平面PDC19．【详解】（1）证明：设AC 的中点为O ，连接OB ，OB '，由题意可得，BB '=AB =AB '=BC =B 'C ，在△AB 'C 中，因为O 为AC 的中点，则OB '⊥AC ，即∠B 'OC =90°，则△OBB '≌△OCB '，所以∠B 'OB =∠B 'OC =90°，即OB '⊥OB ，因为AC ∩OB =O ，AC ，OB ⊂平面ABC ，故OB '⊥平面ABC ，又OB '⊂平面AB 'C ，所以平面AB ′C ⊥平面ABC ；（2）以点O 为坐标原点，建立空间直角坐标系如图所示，不妨设OA =1，则O （0，0，0），A （-1，0，0），B （0，1，0），B '（0，0，1），C （1，0，0），所以(1,1,0),(1,0,1)AB AB '== ，设平面ABB '的法向量为(),,n x y z = ，则00n AB n AB ⎧⋅=⎨⋅=⎩' ，即00x y x z +=⎧⎨+=⎩，令x =1，则y =z =-1，故(1,1,1)n =-- ，因为OB ⊥平面AB 'C ，所以平面AB 'C 的一个法向量为(0,1,0)OB = ，则|||cos ,|||||n OB n OB n OB ⋅〈〉=== 又二面角B -AB ′-C 为锐二面角，所以二面角B -AB ′-C的余弦值为3；（3）结合（2）可得，(1,1,0),(1,0,1),(0,1,1)BC CB BB ''=-=-=- 则(1,1,0)(0,1,1)(1,1,)AN AB BN AB BB λλλλ'=+=+=+-=- ，(1,1,0)(0,1,1)(1,1,)AN AB BN AB BB λλλλ'=+=+=+-=- ，因为BM ⊥AN，则0BM AN ⋅= ，即(1)(1)0μλμλ---+=，所以111λμ=-+，故λ是关于μ的单调递增函数，当14,55μ⎡⎤∈⎢⎣⎦时，14,69λ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，故λ的取值范围为14,69⎡⎤⎢⎥⎣⎦．。

2022-2021年《金版学案》数学·必修2(苏教版)：章末过关检测卷(一)

章末过关检测卷(一)(时间：120分钟满分：150分)一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60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．已知平面α和直线l，则α内至少有一条直线与l()A．平行B．相交C．垂直D．异面解析：无论l在α内，还是与α平行或相交，都可在α内找到一条直线与l 垂直．答案：C2．对两条异面直线a与b，必存在平面α，使得()A．a⊂α，b⊂αB．a⊂α，b∥αC．a⊥α，b⊥αD．a⊂α，b⊥α解析：已知两条异面直线a和b，可以在直线a上任取一点A，则A∉b.过点A 作直线c∥b，则过a，c确定平面α，且使得a⊂α，b∥α.答案：B3．已知直线m，n和平面α，β满足m⊥n，m⊥α，α⊥β，则()A．n⊥βB．n∥β或n⊂βC．n⊥αD．n∥α或n⊂α解析：在平面β内作直线l垂直于α，β的交线，则由α⊥β得直线l⊥α.又由于m⊥α，所以l∥m.若m⊂β，要满足题中限制条件，明显只能n∥α或n⊂α；同理m⊄β，仍有n∥α或n⊂α.综上所述，D正确．答案：D4．已知空间两条不同的直线m，n和两个不同的平面α，β，则下列命题正确的是()A．若m⊥α，n∥β，α⊥β，则m⊥nB．若m⊥α，n⊥β，α⊥β，则m⊥nC．若m∥α，n∥β，α∥β，则m∥nD．若m∥α，n⊥β，α⊥β，则m∥n解析：对于A，m与n还可能平行或相交或异面；对于C，m与n还可能相交或异面；对于D，m与n还可能相交或异面．答案：B5．(2021·浙江卷)某几何体的三视图如图所示(单位：cm)，则该几何体的体积是()A．8 cm3B．12 cm3C.323cm3 D.403cm3解析：该几何体是由一个正方体和一个正四棱锥构成的组合体．下面是棱长为2 cm的正方体，体积V1＝2×2×2＝8(cm3)；上面是底面边长为2 cm，高为2 cm的正四棱锥，体积V2＝13×2×2×2＝83(cm3)，所以该几何体的体积V＝V1＋V2＝323 (cm3)．答案：C6．(2021·北京卷)某三棱锥的三视图如图所示，则该三棱锥的表面积是( )A ．2＋ 5B ．4＋ 5C ．2＋2 5D ．5解析：该三棱锥的直观图如图所示，且过点D 作DE ⊥BC ，交BC 于点E ，连接AE ，则BC ＝2，EC ＝1，AD ＝1，ED ＝2，S 表＝S △BCD ＋S △ACD ＋S △ABD ＋S △ABC ＝12×2×2＋12×5×1＋12×5×1＋12×2×5＝2＋2 5. 答案：C7．(2021·课标全国Ⅰ卷)圆柱被一个平面截去一部分后与半球(半径为r )组成一个几何体，该几何体三视图中的正视图和俯视图如图所示．若该几何体的表面积为16＋20π，则r ＝( )A ．1B ．2C ．4D ．8解析：由题意知，2r ·2r ＋12·2πr ·2r ＋12πr 2＋12πr 2＋12·4πr 2＝4r 2＋5πr 2＝16＋20π，解得r ＝2.答案：B8．(2021·广东卷)若空间中n 个不同的点两两距离都相等，则正整数n 的取值( )A ．大于5B ．等于5C ．至多等于4D ．至多等于3解析：当n ＝3时明显成立，故排解A 、B ；由正四周体的四个顶点，两两距离相等，得n ＝4时成立．答案：C9．如左下图所示，有一个水平放置的透亮无盖的正方体容器，容器高8 cm ，将一个球放在容器口，再向容器内注水，当球面恰好接触水面时测得水深为6 cm ，假如不计容器的厚度，则球的体积为( )A.500π3cm 3B.866π3cm 3C.1 372π3cm 3D.2 048π3cm 3解析：作出该球轴截面的图象，如图所示，依题意BE ＝2，AE ＝CE ＝4，设DE ＝x ，故AD ＝2＋x ，由于AD 2＝AE 2＋DE 2，解得x ＝3，故该球的半径AD ＝5，所以V ＝43πR 3＝500π3(cm 3)．答案：A10.如图所示，等边三角形ABC 的边长为4，M ，N 分别为AB ，AC 的中点，沿MN 将△AMN 折起，使得平面AMN 与平面MNCB 所成的二面角为30°，则四棱锥A -MNCB 的体积为( )A.32B.32C. 3 D ．3 解析：如图所示，作出二面角A -MNB 的平面角∠AED ，AO 为△AED 底边ED 上的高，也是四棱锥A -MNCB 的高．由题意，得AO ＝32. V ＝13×32×33＝32.答案：A11．轴截面为正方形的圆柱的侧面积与全面积的比是( ) A ．1∶2B ．2∶3C ．1∶3D ．1∶4答案：B12．已知平面α⊥平面β，α∩β＝l ，在l 上取线段AB ＝4，AC 、BD 分别在平面α和平面β内，且AC ⊥AB ，DB ⊥AB ，AC ＝3，BD ＝12，则CD 的长度为( )A ．13 B.151 C ．12 3 D ．15 答案：D二、填空题(本大题共4小题，每小题5分，共20分．将正确答案填在题中的横线上)13．已知正四棱锥O -ABCD 的体积为322，底面边长为3，则以O 为球心，OA 为半径的球的表面积为________．解析：设正四棱锥的高为h ，则13×(3)2h ＝322，解得高h ＝322.底面正方形的对角线长为2×3＝6，所以OA ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3222＋⎝ ⎛⎭⎪⎫622＝6，所以球的表面积为4π(6)2＝24π.答案：24π14．(2022·北京卷)某三棱锥的三视图如图所示，则该三棱锥最长棱的棱长为________．解析：依据三视图还原几何体，得如图所示的三棱锥P -ABC ，由三视图的外形特征及数据，可推知PA ⊥平面ABC ，且PA ＝2.底面为等腰三角形，AB ＝BC ，设D 为AC 中点，AC ＝2，则AD ＝DC ＝1，且BD ＝1，易得AB ＝BC ＝2，所以最长的棱为PC ，PC ＝PA 2＋AC 2＝2 2.答案：2 215．(2021·江苏卷)现有橡皮泥制作的底面半径为5、高为4的圆锥和底面半径为2、高为8的圆柱各一个．若将它们重新制作成总体积与高均保持不变，但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个，则新的底面半径为________．解析：底面半径为5、高为4的圆锥和底面半径为2、高为8的圆柱的总体积为13π·52×4＋π·22×8＝196π3.设新的圆锥和圆柱的底面半径为r ，则13π·r 2·4＋π·r 2×8＝28π3r 2＝196π3，解得r ＝7.答案：716．设甲、乙两个圆柱的底面积分别为S 1，S 2，体积分别为V 1，V 2，若它们的侧面积相等，且S 1S 2＝94，则V 1V 2的值是________．解析：设甲、乙两个圆柱的底面半径和高分别为r 1，r 2和h 1，h 2，则2πr 1h 1＝2πr 2h 2，所以h 1h 2＝r 2r 1，又S 1S 2＝πr 21πr 22＝94，所以r 1r 2＝32.所以V 1V 2＝πr 21h 1πr 22h 2＝r 21r 22·h 1h 2＝r 21r 22·r 2r 1＝32.答案：32三、解答题(本大题共6小题，共70分．解答时应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤)17．(本小题满分10分)(2022·课标全国Ⅱ卷)如图所示，四棱锥P -ABCD 中，底面ABCD 为矩形，PA ⊥平面ABCD ，E 为PD 的中点．(1)证明：PB ∥平面AEC ；(2)设AP ＝1，AD ＝3，三棱锥P -ABD 的体积V ＝34，求A 到平面PBC 的距离．(1)证明：如图所示，设BD 与AC 的交点为O ，连接EO .由于四边形ABCD 为矩形，所以O 为BD 的中点．又E 为PD 的中点，所以EO ∥PB .由于EO ⊂平面AEC ，PB ⊄平面AEC ，所以PB ∥平面AEC .(2)解：由V ＝16PA ·AB ·AD ＝36AB ，又V ＝34，可得AB ＝32.作AH ⊥PB 交PB 于点H .由题设知BC ⊥平面PAB ，所以BC ⊥AH .故AH ⊥平面PBC .在Rt △PAB 中，由勾股定理可得PB ＝132，所以AH ＝PA ·AB PB ＝31313.所以A 到平面PBC 的距离为31313.18．(本小题满分12分)如图所示，四棱锥P -ABCD 的底面ABCD 是边长为2的菱形，∠BCD ＝60°.已知PB ＝PD ＝2，PA ＝ 6.(1)证明：PC ⊥BD ；(2)若E 为PA 的中点，求三棱锥P -BCE 的体积． (1)证明：如图所示，连接BD ，AC 交于点O . 由于PB ＝PD ，所以PO ⊥BD .又由于ABCD 是菱形，所以BD ⊥AC .而AC ∩PO ＝O ，所以BD ⊥面PAC .所以BD ⊥PC . (2)解：由(1)知BD ⊥面PAC .由已知得BD ＝2，AC ＝23，PO ＝ 3. 所以S △PEC ＝12S △PAC ＝12×12×23×3＝32.所以V P -BCE ＝V B -PEC ＝13·S △PEC ·BO ＝13×32×1＝12.19．(本小题满分12分)将圆心角为120°，面积为3π的扇形，作为圆锥的侧面，求圆锥的表面积和体积．解：设扇形的半径和圆锥的母线都为l ，圆锥的底面半径为r ，则120360πl 2＝3π，l ＝3；2π3×3＝2πr ，r ＝1； S 表面积＝S 侧面＋S 底面＝πrl ＋πr 2＝4π，V ＝13Sh ＝13×π·12×22＝223π.20．(本小题满分12分)一个几何体按比例绘制出的三视图如图所示(单位：m)．(1)试画出其直观图； (2)求它的体积．解：(1)几何体的直观图如图所示．(2)由直观图知，该几何体可看成底面立起来的四棱柱，其体积为V ＝12×(1＋2)×1×1＝32(m 3)．21.(本小题满分12分)如图所示，四棱锥P -ABCD 中，底面ABCD 是矩形，PA ⊥底面ABCD ，PA ＝AB ＝1，AD ＝3，点F 是PB 的中点，点E 在边BC 上移动．(1)求三棱锥E -PAD 的体积；(2)点E 为BC 的中点时，试推断EF 与平面PAC 的位置关系，并说明理由； (3)求证：无论点E 在BC 边的何处，都有PE ⊥AF . (1)解：由于PA ⊥底面ABCD ，所以PA ⊥AD ，所以三棱锥E -PAD 的体积为V ＝13S △PAD ·AB ＝13×12×1×3×1＝36.(2)解：当点E 为BC 的中点时，EF 与平面PAC 平行．由于在△PBC 中，E ，F 分别为BC ，PB 的中点，所以EF ∥PC .又EF ⊄平面PAC ，而PC ⊂平面PAC ，所以EF ∥平面PAC .(3)证明：由于PA ⊥平面ABCD ，BE ⊂平面ABCD ，所以EB ⊥PA .由于EB ⊥AB ，AB ∩AP ＝A ，AB ，AP ⊂平面PAB ，所以EB ⊥平面PAB . 又由于AF ⊂平面PAB ，所以AF ⊥BE .由于PA ＝AB ＝1，点F 是PB 的中点，所以AF ⊥PB . 由于PB ∩BE ＝B ，PB ，BE ⊂平面PBE ，所以AF ⊥平面PBE .由于PE ⊂平面PBE ，所以AF ⊥PE .22．(本小题满分12分)(2022·广东卷)如图①所示，四边形ABCD 为矩形，PD⊥平面ABCD ，AB ＝1，BC ＝PC ＝2，按图②方式折叠，折痕EF //DC .其中点E ，F 分别在线段PD ，PC 上，沿EF 折叠后点P 叠在线段AD 上的点记为M ，并且MF ⊥CF .(1)证明：CF ⊥平面MDF ； (2)求三棱锥M -CDE 的体积．(1)证明：如图所示，由于PD ⊥平面ABCD ，AD ⊂平面ABCD ，所以PD ⊥AD .又由于ABCD 是矩形，CD ⊥AD ，PD 与CD 交于点D ，所以AD ⊥平面PCD . 又CF ⊂平面PCD ，所以AD ⊥CF ，即MD ⊥CF . 又MF ⊥CF ，MD ∩MF ＝M ，所以CF ⊥平面DMF .(2)解：由于PD ⊥DC ，BC ＝2，CD ＝1，∠PCD ＝60°，所以PD ＝3，由(1)知FD ⊥CF ，在直角三角形DCF 中，CF ＝12CD ＝12.过点F 作FG ⊥CD ，得FG ＝FG sin 60°＝12×32＝34，所以DE ＝FG ＝34，故ME ＝PE ＝3－34＝334. 所以MD ＝ME 2－DE 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3342－⎝ ⎛⎭⎪⎫342＝62.S △CDE ＝12DE ·DC ＝12×34×1＝38.故V M - CDE ＝13MD ·S △CDE ＝13×62×38＝216.。

(2021年整理)高二数学典型统计案例章末测试题

（完整）高二数学典型统计案例章末测试题编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（完整）高二数学典型统计案例章末测试题）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为（完整）高二数学典型统计案例章末测试题的全部内容。

第四章统计案例测试题一、选择题1.已知盒中装有3只螺口与7只卡口灯泡，这些灯泡的外形与功率都相同且灯口向下放着，现需要一只卡口灯泡，电工师傅每次从中任取一只并不放回，则在他第1次抽到的是螺口灯泡的条件下，第2次抽到的是卡口灯泡的概率为（ ) A 。

错误! B 。

错误! C.错误! D 。

错误! 2．如图所示，图中有5组数据，去掉组数据后（填字母代号），剩下的4组数据的线性相关性最大( ）A.E B 。

C C.DD 。

A3．为调查吸烟是否对患肺癌有影响，某肿瘤研究所随机地调查了9965人，得到如下结果（单位：人）根据表中数据，你认为吸烟与患肺癌有关的把握有（）Ａ．90% Ｂ．95%Ｃ．99%Ｄ．100%4. 调查某医院某段时间内婴儿出生的时间与性别的关系，得到下面的数据表:不患肺病患肺病合计不吸烟7775427817 吸烟 2099 492148 合计9874919965晚上白天合计你认为婴儿的性别与出生时间有关系的把握为（）Ａ．80%Ｂ．90%Ｃ．95%Ｄ．99%5．已知有线性相关关系的两个变量建立的回归直线方程为y a bx =+，方程中的回归系数b （）Ａ．可以小于0 Ｂ．只能大于0 Ｃ．可以为0Ｄ．只能小于06．每一吨铸铁成本c y (元）与铸件废品率x %建立的回归方程568c y x =+,下列说法正确的是（）Ａ．废品率每增加1%，成本每吨增加64元Ｂ．废品率每增加1%，成本每吨增加8％Ｃ．废品率每增加1％,成本每吨增加8元Ｄ．如果废品率增加1%，则每吨成本为56元7．下列说法中正确的有:①若0r >，则x 增大时,y 也相应增大；②若0r <，则x 增大时,y 也相应增大；③若1r =，或1r =-，则x 与y 的关系完全对应（有函数关系），在散点图上各个散点均在一条直线上（ ) Ａ．①②Ｂ．②③ Ｃ．①③ Ｄ．①②③8．有一个同学家开了一个小卖部，他为了研究气温对热饮销售的影响，经过统计，得到一个卖出的热饮杯数与当天气温的对比表：如果某天气温是2℃，则这天卖出的热饮杯数约为（)Ａ．100 Ｂ．143 Ｃ．200 Ｄ．2439.甲、乙两个班级进行一门考试，按照学生考试成绩优秀和不优秀统计成绩后，得到如下列联表:利用独立性检验估计,你认为推断“成绩与班级有关系”错误的概率介于（）Ａ．0。

2021-2022学年高中数学 1 空间向量与立体几何章末综合测评新人教A版选择性必修第一册

2021-2022学年高中数学1 空间向量与立体几何章末综合测评新人教A版选择性必修第一册年级：姓名：章末综合测评(一) 空间向量与立体几何(满分：150分时间：120分钟)一、选择题(本题共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a ＝(－3,2,5)，b ＝(1,5，－1)，则a ·(a ＋3b )＝( ) A ．(0,34,10) B ．(－3,19,7) C ．44D ．23C [a ＋3b ＝(－3,2,5)＋3(1,5，－1)＝(0,17,2)，则a ·(a ＋3b )＝(－3,2,5)·(0,17,2)＝0＋34＋10＝44.]2．设l 1的方向向量为a ＝(1,2，－2)，l 2的方向向量为b ＝(－2,3，m )，若l 1⊥l 2，则m 等于( )A ．1B ．2C ．12D ．3B [若l 1⊥l 2，则a ⊥b ，∴a ·b ＝0， ∴1×(－2)＋2×3＋(－2m )＝0，解得m ＝2.]3．在空间四边形ABCD 中，若向量AB →＝(－3,5,2)，CD →＝(－7，－1，－4)，点E ，F 分别为线段BC ，AD 的中点，则EF →的坐标为( )A ．(2,3,3)B ．(－2，－3，－3)C ．(5，－2,1)D ．(－5,2，－1)B [取AC 中点M ，连接ME ，MF (图略)，则ME →＝12AB →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫－32，52，1，MF →＝12CD →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫－72，－12，－2，所以EF →＝MF →－ME →＝(－2，－3，－3)，故选B ．]4．如图所示，在平行六面体ABCD A 1B 1C 1D 1中，点E 为上底面对角线A 1C 1的中点，若BE →＝AA 1→＋xAB →＋yAD →，则( )A ．x ＝－12，y ＝12B ．x ＝12，y ＝－12C ．x ＝－12，y ＝－12D ．x ＝12，y ＝12A [BE →＝BA →＋AA 1→＋A 1E →＝－AB →＋AA 1→＋12(A 1B 1→＋A 1D 1→)＝－AB →＋AA 1→＋12AB →＋12AD →＝－12AB →＋AA 1→＋12AD →，∴x ＝－12，y ＝12.]5．已知A (2，－5,1)，B (2，－4,2)，C (1，－4,1)，则AB →与AC →的夹角为( ) A ．30° B ．60° C ．45°D ．90°B [由题意得AB →＝(0,1,1)，AC →＝(－1,1,0)，cos 〈AB →，AC →〉＝AB →·AC →|AB →||AC →|＝12×2＝12，所以AB →与AC →的夹角为60°.] 6．已知二面角αl β的大小为π3，m ，n 为异面直线，且m ⊥α，n ⊥β，则m ，n 所成的角为( )A ．π6B ．π3C ．π2D ．2π3B [设m ，n 的方向向量分别为m ，n .由m ⊥α，n ⊥β知m ，n 分别是平面α，β的法向量．∵|cos〈m ，n 〉|＝cos π3＝12，∴〈m ，n 〉＝π3或2π3.但由于两异面直线所成的角的范围为⎝⎛⎦⎥⎤0，π2，故异面直线m ，n 所成的角为π3.]7.如图，在棱长为a 的正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中，P 为A 1D 1的中点，Q 为A 1B 1上任意一点，E ，F 为CD 上两个动点，且EF 的长为定值，则点Q 到平面PEF 的距离( )A ．等于55a B ．和EF 的长度有关 C ．等于23a D ．和点Q 的位置有关A [取B 1C 1的中点G ，连接PG ，CG ，DP ，则PG ∥CD ，所以点Q 到平面PEF 的距离即点Q 到平面PGCD 的距离，与EF 的长度无关，B 错．又A 1B 1∥平面PGCD ，所以点A 1到平面PGCD 的距离即点Q 到平面PGCD 的距离，即点Q 到平面PEF 的距离，与点Q 的位置无关，D 错．如图，以点D 为原点，建立空间直角坐标系，则C (0，a ,0)，D (0,0,0)，A 1(a ,0，a )，P ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2，0，a ，∴DC →＝(0，a ,0)，DA 1→＝(a ,0，a )，DP →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2，0，a ，设n ＝(x ，y ，z )是平面PGCD 的法向量，则由⎩⎪⎨⎪⎧n ·DP →＝0，n ·DC →＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧a2x ＋az ＝0，ay ＝0，令z ＝1，则x ＝－2，y ＝0，所以n ＝(－2,0,1)是平面PGCD 的一个法向量．设点Q 到平面PEF 的距离为d ，则d ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪DA 1→·n |n |＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪－2a ＋a 5＝5a 5，A 对，C 错．故选A ．]8.如图所示，ABCD A 1B 1C 1D 1是棱长为6的正方体，E ，F 分别是棱AB ，BC 上的动点，且AE ＝BF .当A 1，E ，F ，C 1四点共面时，平面A 1DE 与平面C 1DF 所成夹角的余弦值为( )A ．22 B ．12C ．15D ．265B [以D 为原点，DA 、DC 、DD 1所在直线分别为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系，易知当E (6,3,0)，F (3,6,0)时，A 1，E ，F ，C 1共面，设平面A 1DE 的法向量为n 1＝(a ，b ，c )，依题意得⎩⎪⎨⎪⎧DE →·n 1＝6a ＋3b ＝0，DA 1→·n 1＝6a ＋6c ＝0，可取n 1＝(－1,2,1)，同理可得平面C 1DF 的一个法向量为n 2＝(2，－1,1)，故平面A 1DE 与平面C 1DF 的夹角的余弦值为|n 1·n 2||n 1||n 2|＝12.故选B ．]二、选择题(本题共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3分)9．已知正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的中心为O ，则下列结论中正确的有( ) A ．OA →＋OD →与OB 1→＋OC 1→是一对相反向量 B ．OB →－OC →与OA 1→－OD 1→是一对相反向量C ．OA →＋OB →＋OC →＋OD →与OA 1→＋OB 1→＋OC 1→＋OD 1→是一对相反向量 D ．OA 1→－OA →与OC →－OC 1→是一对相反向量ACD [∵O 为正方体的中心，∴OA →＝－OC 1→，OD →＝－OB 1→，故OA →＋OD →＝－(OB 1→＋OC 1→)，同理可得OB →＋OC →＝－(OA 1→＋OD 1→)，故OA →＋OB →＋OC →＋OD →＝－(OA 1→＋OB 1→＋OC 1→＋OD 1→)，∴AC 正确；∵OB →－OC →＝CB →，OA 1→－OD 1→＝D 1A 1→，∴OB →－OC →与OA 1→－OD 1→是两个相等的向量，∴B 不正确；∵OA 1→－OA →＝AA 1→，OC →－OC 1→＝C 1C →＝－AA 1→，∴OA 1→－OA →＝－(OC →－OC 1→)，∴D 正确．]10．在以下选项中，不正确的命题有( ) A ．|a |－|b |＝|a ＋b |是a ，b 共线的充要条件 B ．若a ∥b ，则存在唯一的实数λ，使a ＝λbC ．对空间任意一点O 和不共线的三点A ，B ，C ，若OP →＝2OA →－2OB →－OC →，则P ，A ，B ，C 四点共面D ．若{a ，b ，c }为空间的一个基底，则{a ＋b ，b ＋c ，c ＋a }构成空间的另一个基底ABC [A ．|a |－|b |＝|a ＋b |⇒a 与b 共线，但a 与b 共线时|a |－|b |＝|a ＋b |不一定成立，故不正确；B ．b 需为非零向量，故不正确；C ．因为2－2－1≠1，由共面向量定理知，不正确；D ．由基底的定义知正确．]11．下列说法正确的是( )A ．直线l 的方向向量a ＝(1，－1,2)，直线m 的方向向量b ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2，1，－12，则l与m 垂直B ．直线l 的方向向量a ＝(0,1，－1)，平面α的法向量n ＝(1，－1，－1)，则l ⊥αC ．平面α，β的法向量分别为n 1＝(0,1,3)，n 2＝(1,0,2)，则α∥βD ．平面α经过三点A (1,0，－1)，B (0,1,0)，C (－1,2,0)，向量n ＝(1，u ，t )是平面α的法向量，则u ＋t ＝1AD [对于A ，∵a ＝(1，－1,2)，b ＝⎝⎛⎭⎪⎫2，1，－12，∴a ·b ＝1×2＋(－1)×1＋2×⎝ ⎛⎭⎪⎫－12＝0，∴a ⊥b ，∴直线l 与m 垂直，A 正确．对于B ，∵a ＝(0,1，－1)，n ＝(1，－1，－1)，∴a ·n ＝0×1＋1×(－1)＋(－1)×(－1)＝0，∴a ⊥n ，∴l ∥α或l ⊂α，B 错误．对于C ，∵n 1＝(0,1,3)，n 2＝(1,0,2)，∴n 1与n 2不共线，∴α∥β不成立，C 错误．对于D ，由于A (1,0，－1)，B (0,1,0)，C (－1,2,0)，则AB →＝(－1,1,1)，BC →＝(－1,1,0)，又向量n ＝(1，u ，t )是平面α的法向量，∴⎩⎪⎨⎪⎧n ·AB →＝0，n ·BC →＝0，即⎩⎨⎧－1＋u ＋t ＝0，－1＋u ＝0，则u ＋t ＝1，D 正确．]12．如图(1)是一副直角三角板的示意图．现将两三角板拼成直二面角，得到四面体ABCD ，如图(2)所示，则下列结论中正确的是( )A ．BD →·AC →＝0B ．平面BCD 的法向量与平面ACD 的法向量垂直C ．异面直线BC 与AD 所成的角为60° D ．直线DC 与平面ABC 所成的角为30°AD [以B 为坐标原点，分别以BD →，BC →的方向为x 轴，y 轴的正方向建立空间直角坐标系，如图所示．设BD ＝2，则B (0,0,0)，D (2,0,0)，C (0,23，0)，A (0，3，3)，∴BD →＝(2,0,0)，AC →＝(0，3，－3)，BC →＝(0,23，0)，AD →＝(2，－3，－3)，DC →＝(－2,23，0)．∴BD →·AC →＝(2,0,0)·(0，3，－3)＝0，A 正确；易得平面BCD 的一个法向量为n 1＝(0,0，3)，平面ACD 的一个法向量为n 2＝(3，1,1)，n 1·n 2≠0，B 错误；|cos 〈BC →，AD →〉|＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪BC →·AD →|BC →||AD →|＝|0，23，0·2，－3，－3|23×10＝310≠12，C 错误；易得平面ABC 的一个法向量为BD →＝(2,0,0)，设直线DC 与平面ABC 所成的角为θ，则sin θ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪DC →·BD →|DC →|·|BD →|＝44×2＝12，故D 正确．]三、填空题(本题共4小题，每小题5分，共20分．把答案填在题中的横线上) 13．已知AB →＝(1,5，－2)，BC →＝(3,1，z )，若AB →⊥BC ，BP →＝(x －1，y ，－3)，且BP →⊥平面ABC ，则BP →＝________.⎝⎛⎭⎪⎫337，－157，－3 [∵AB →⊥BC →，∴AB →·BC →＝0，∴3＋5－2z ＝0，∴z ＝4. ∵BP →＝(x －1，y ，－3)，且BP →⊥平面ABC ， ∴⎩⎪⎨⎪⎧BP →·AB →＝0，BP →·BC →＝0，即⎩⎨⎧x －1＋5y ＋6＝0，3x －3＋y －12＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝407，y ＝－157.故BP →＝⎝⎛⎭⎪⎫337，－157，－3.] 14．已知a ＝(2，－1,3)，b ＝(－1,4，－2)，c ＝(7,5，λ)，若a ，b ，c 共面，则λ＝________.657[易知a 与b 不共线，由共面向量定理可知，要使a ，b ，c 共面，则必存在实数x ，y ，使得c ＝x a ＋y b ，即⎩⎨⎧2x －y ＝7，－x ＋4y ＝5，3x －2y ＝λ，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝337，y ＝177，λ＝657.]15．已知A (0,0，－x )，B (1，2，2)，C (x ，2，2)三点，点M 在平面ABC 内，O 是平面ABC 外一点，且OM →＝xOA →＋2xOB →＋4OC →，则x ＝________，AB →与AC →的夹角为________．(本题第一空2分，第二空3分)－1π3[由A ，B ，C ，M 四点共面可知x ＋2x ＋4＝1，∴x ＝－1. ∴A (0,0,1)，C (－1，2，2)，∴AB →＝(1，2，1)，AC →＝(－1，2，1)， ∴cos〈AB →，AC →〉＝AB →·AC →|AB →||AC →|＝12，即AB →与AC →的夹角为π3.]16．如图，等边三角形ABC 与正方形ABDE 有一公共边AB ，二面角C AB D 的余弦值为33，M ，N 分别是AC ，BC 的中点，则EM ，AN 所成角的余弦值为________．16[如图所示，过点C 作CO ⊥平面ABDE ，垂足为O ，取AB 的中点F ，连接CF ，OF ，OA ，OB ，则∠CFO 为二面角C AB D 的平面角，所以cos∠CFO ＝33. 设AB ＝1，则CF ＝32，OF ＝12，OC ＝22，所以O 为正方形ABDE 的中心．如图建立空间直角坐标系，则E ⎝ ⎛⎭⎪⎫0，－22，0，A ⎝ ⎛⎭⎪⎫22，0，0，M ⎝ ⎛⎭⎪⎫24，0，24，N ⎝⎛⎭⎪⎫0，24，24，所以EM →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫24，22，24，AN →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫－22，24，24，所以cos 〈EM →，AN →〉＝EM →·AN →|EM →||AN →|＝16.]四、解答题(本题共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．(本小题满分10分)已知空间三点A (－2,0,2)，B (－1,1,2)，C (－3,0,4)，设a ＝AB →，b ＝AC →.(1)若|c |＝3，且c ∥BC →，求向量c ； (2)求向量a 与向量b 的夹角的余弦值；(3)若k a ＋b 与k a －2b 互相垂直，求实数k 的值． [解] (1)∵c ∥BC →，∴存在实数m ，使得c ＝mBC →＝m (－2，－1,2)＝(－2m ，－m ,2m )． ∵|c |＝3， ∴－2m2＋－m2＋2m2＝3|m |＝3，∴m ＝±1.∴c ＝(－2，－1,2)或c＝(2,1，－2)．(2)∵a ＝(1,1,0)，b ＝(－1,0,2)，∴a·b ＝(1,1,0)·(－1,0,2)＝－1.又∵|a |＝12＋12＋02＝2，|b |＝－12＋02＋22＝5，∴cos 〈a ，b 〉＝a·b |a ||b |＝－110＝－1010，即向量a 与向量b 的夹角的余弦值为－1010. (3)∵k a ＋b ＝(k －1，k ,2)，k a －2b ＝(k ＋2，k ，－4)，∴(k －1，k ,2)·(k ＋2，k ，－4)＝(k －1)(k ＋2)＋k 2－8＝0，∴k ＝2或k ＝－52.∴当k a ＋b 与k a －2b 互相垂直时，实数k 的值为2或－52.18.(本小题满分12分)如图，在直三棱柱ABC A 1B 1C 1中，∠ABC ＝90°，BC ＝2，CC 1＝4，点E 在线段BB 1上，且EB 1＝1，D ，F ，G 分别为CC 1，C 1B 1，C 1A 1的中点．(1)求证：B 1D ⊥平面ABD ； (2)求证：平面EGF ∥平面ABD ．[解] 如图，以B 为坐标原点，BA ，BC ，BB 1所在直线分别为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系Bxyz ，则B (0,0,0)，D (0,2,2)，B 1(0,0,4)．(1)设BA ＝a ，则A (a ,0,0)．所以BA →＝(a ,0,0)，BD →＝(0,2,2)，B 1D →＝(0,2，－2)．所以B 1D →·BA →＝0，B 1D →·BD →＝0＋4－4＝0.所以B 1D ⊥BA ，B 1D ⊥BD ．又BA ∩BD ＝B ，所以B 1D ⊥平面ABD ．(2)由题意及(1)，知E (0,0,3)，G ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2，1，4，F (0,1,4)，所以EG →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫a2，1，1，EF→＝(0,1,1)．所以B 1D →·EG →＝0＋2－2＝0，B 1D →·EF →＝0＋2－2＝0. 所以B 1D ⊥EG ，B 1D ⊥EF . 又EG ∩EF ＝E ，所以B 1D ⊥平面EGF . 由(1)，知B 1D ⊥平面ABD ，故平面EGF ∥平面ABD ．19．(本小题满分12分)如图，已知四边形ABCD 为矩形，四边形ABEF 为直角梯形，FA ⊥AB ，AD ＝AF ＝FE ＝1，AB ＝2，AD ⊥BE .(1)求证：BE ⊥DE ；(2)求点F 到平面CBE 的距离．[解] ∵四边形ABCD 为矩形，∴AD ⊥AB ，又AD ⊥BE ，AB ∩BE ＝B ， ∴AD ⊥平面ABEF ，又AD ⊂平面ABCD ， ∴平面ABCD ⊥平面ABEF .∵FA ⊥AB ，平面ABCD ∩平面ABEF ＝AB ， ∴FA ⊥平面ABCD ．∴FA ⊥AD ． (1)证明：如图，建立空间直角坐标系，则B (0,2,0)，C (1,2,0)，D (1,0,0)，E (0,1,1)，F (0,0,1)， ∴BE →＝(0，－1,1)，DE →＝(－1,1,1)， ∴BE →·DE →＝0×(－1)＋(－1)×1＋1×1＝0， ∴BE →⊥DE →，∴BE ⊥DE .(2)由(1)得BC →＝(1,0,0)，BE →＝(0，－1,1)，FE →＝(0,1,0)，设n ＝(x ，y ，z )是平面CBE 的法向量，则由 ⎩⎪⎨⎪⎧n ·BC →＝0，n ·BE →＝0，得⎩⎨⎧x ＝0，－y ＋z ＝0，令y ＝1，得z ＝1，∴n ＝(0,1,1)是平面CBE 的一个法向量．设点F 到平面CBE 的距离为d ，则d ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪FE →·n |n |＝12＝22.∴点F 到平面CBE 的距离为22. 20．(本小题满分12分)如图，在直三棱柱A 1B 1C 1ABC 中，AC ⊥AB ，AC ＝AB ＝4，AA 1＝6，点E ，F 分别为CA 1，AB 的中点．(1)证明：EF ∥平面BCC 1B 1；(2)求B 1F 与平面AEF 所成角的正弦值．[解] (1)证明：如图，连接EC 1，BC 1，因为三棱柱A 1B 1C 1ABC 为直三棱柱，所以E 为AC 1的中点．又因为F 为AB 的中点，所以EF ∥BC 1.又EF ⊄平面BCC 1B 1，BC 1⊂平面BCC 1B 1，所以EF ∥平面BCC 1B 1.(2)以A 1为原点，A 1C 1，A 1B 1，A 1A 所在直线分别为x 、y 、z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系A 1xyz ，则A (0,0,6)，B 1(0,4,0)，E (2,0,3)，F (0,2,6)，所以B 1F →＝(0，－2,6)，AE →＝(2,0，－3)，AF →＝(0,2,0)，设平面AEF 的法向量为n ＝(x ，y ，z )，则⎩⎪⎨⎪⎧n ·AE →＝2x －3z ＝0，n ·AF →＝2y ＝0，令x ＝3，得n ＝(3,0,2)，记B 1F 与平面AEF 所成角为θ，则sin θ＝|cos 〈B 1F →，n 〉|＝|B 1F →·n ||B 1F →|·|n |＝313065.21．(本小题满分12分)如图所示的几何体中，BE ⊥BC ，EA ⊥AC ，BC ＝2，AC ＝22，∠ACB ＝45°，AD ∥BC ，BC ＝2AD ．(1)求证：AE ⊥平面ABCD ；(2)若∠ABE ＝60°，点F 在EC 上，且满足EF ＝2FC ，求平面FAD 与平面ADC 的夹角的余弦值．[解] (1)证明：在△ABC 中，BC ＝2，AC ＝22，∠ACB ＝45°，由余弦定理可得AB 2＝BC 2＋AC 2－2×BC ×AC ×cos 45°＝4，所以AB ＝2(负值舍去)，因为AC 2＝AB 2＋BC 2，所以△ABC 是直角三角形，AB ⊥BC ．又BE ⊥BC ，AB ∩BE ＝B ，所以BC ⊥平面ABE .因为AE ⊂平面ABE ，所以BC ⊥AE ，因为EA ⊥AC ，AC ∩BC ＝C ，所以AE ⊥平面ABCD ．(2)由题易得EB ＝2AB ＝4，由(1)知，BC ⊥平面ABE ，所以平面BEC ⊥平面ABE ，如图，以B 为原点，过点B 且垂直于平面BEC 的直线为z 轴，BE ，BC 所在直线分别为x ，y 轴，建立空间直角坐标系Bxyz ，则C (0,2,0)，E (4,0,0)，A (1,0，3)，D (1,1，3)，因为EF ＝2FC ，所以F ⎝ ⎛⎭⎪⎫43，43，0，易知AD →＝(0,1,0)，AF →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫13，43，－3，设平面FAD 的法向量为n ＝(x ，y ，z )，则⎩⎪⎨⎪⎧AD →·n ＝0，AF →·n ＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧y ＝0，13x ＋43y －3z ＝0，令z ＝3，则x ＝9，所以n ＝(9,0，3)．由(1)知EA ⊥平面ABCD ，所以EA →＝(－3,0，3)为平面ABCD 的一个法向量．设平面FAD 与平面ADC 的夹角为α，则cos α＝|EA →·n ||EA →|·|n |＝2423×221＝277，所以平面FAD 与平面ADC 的夹角的余弦值为277.22．(本小题满分12分)如图，在四棱锥P ABCD 中，底面ABCD 是边长为2的菱形，∠DAB ＝60°，∠ADP ＝90°，平面ADP ⊥平面ABCD ，F 为棱PD 的中点．(1)在棱AB 上是否存在一点E ，使得AF ∥平面PCE ？并说明理由；(2)当二面角D FC B 的余弦值为14时，求直线PB 与平面ABCD 所成的角．[解] (1)在棱AB 上存在点E ，使得AF ∥平面PCE ，且E 为棱AB 的中点．理由如下：如图，取PC 的中点Q ，连接EQ ，FQ ，由题意得，FQ ∥DC 且FQ ＝12CD ，因为AE ∥CD 且AE ＝12CD ，所以AE ∥FQ 且AE ＝FQ .所以四边形AEQF 为平行四边形．所以AF ∥EQ .又EQ ⊂平面PCE ，AF ⊄平面PCE ，所以AF ∥平面PCE .(2)连接BD ，DE .由题意知△ABD 为正三角形，所以ED ⊥AB ，即ED ⊥CD ，又∠ADP ＝90°，所以PD ⊥AD ，且平面ADP ⊥平面ABCD ，平面ADP ∩平面ABCD ＝AD ，所以PD ⊥平面ABCD ，故以D 为坐标原点建立如图所示的空间直角坐标系，设FD ＝a ，则由题意知F (0,0，a )，C (0,2,0)，B (3，1,0)，则FC →＝(0,2，－a )，CB →＝(3，－1,0)，设平面FBC 的法向量为m ＝(x ，y ，z )．则⎩⎪⎨⎪⎧m ·FC →＝2y －az ＝0，m ·CB →＝3x －y ＝0，令x ＝1，则y ＝3，z ＝23a，所以m ＝⎝⎛⎭⎪⎫1，3，23a ，易知平面DFC 的一个法向量n ＝(1,0,0)，因为二面角D FC B 的余弦值为14，所以|cos 〈m ，n 〉|＝|m·n ||m ||n |＝14，即14＋12a2＝14，解得a ＝1(负值舍去)．因为PD ⊥平面ABCD ，所以PB 在平面ABCD 内的射影为BD ，所以∠PBD 为直线PB 与平面ABCD 所成的角，由题意知在Rt△PBD 中，tan∠PBD ＝PD BD ＝2FDBD＝1，所以∠PBD ＝45°，所以直线PB 与平面ABCD 所成的角为45°.。

2021-2022学年吉林省四平一中高二(上)期末数学试卷-普通用卷

2021-2022学年吉林省四平一中高二（上）期末数学试卷一、单选题（本大题共12小题，共60.0分。

在每小题列出的选项中，选出符合题目的一项）1. 已知直线l ：√3mx +(1−2m)y −2=0的倾斜角为2π3，则m =( ) A. 13B. 1C. 32D. −12. 下列通项公式中，对应数列是递增数列的是( ) A. a n =1−n B. a n =14n C. a n =2n 2−5n +1D. a n ={n +3,n ≤2,2n−1,n >23. 某学习小组研究一种卫星接收天线(如图①所示)，发现其曲面与轴截面的交线为抛物线，在轴截面内的卫星波束呈近似平行状态射入形为抛物线的接收天线，经反射聚焦到焦点处(如图②所示).已知接收天线的口径(直径)为3.6m ，深度为0.6m ，则该抛物线的焦点到顶点的距离为( )A. 1.35mB. 2.05mC. 2.7mD. 5.4m4. 已知{a ⃗ ,b ⃗ ,c ⃗ }是空间的一个基底，若m ⃗⃗⃗ =a ⃗ +2b ⃗ −3c ⃗ ，n ⃗ =x(a ⃗ +b ⃗ )−y(b ⃗ +c ⃗ )+3(a ⃗ +c ⃗ )，若m ⃗⃗⃗ //n ⃗ ，则xy =( )A. −3B. −13C. 3D. 135. 已知点A(−2,0)，B(2,0)，C(4,3)，动点P 满足PA ⊥PB ，则|PC|的取值范围为( ) A. [2,5]B. [2,8]C. [3,7]D. [4,6]6. 如图，P 为圆锥的顶点，O 是圆锥底面的圆心，圆锥PO 的轴截面PAE 是边长为2的等边三角形，△ABC 是底面圆的内接正三角形，则PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅PC⃗⃗⃗⃗⃗ =( ) A. 32 B. 52C. 72D. 927. 已知等比数列{a n}的前3项和为3，a1+2a2+3a3+6a4=0，则a3=( )A. −8B. 4C. −2D. 18. 已知mn≠0，则方程mx2+ny2=1与ny2=mx在同一坐标系内对应的图形编号可能是( )A. ①④B. ②③C. ①②D. ③④9. 设等差数列{a n}的前n项和为S n，a1>0，公差为d，a8+a9>0，a9<0，则下列结论不正确的是( )A. d<0B. 当n=8时，S n取得最大值C. a4+a5+a18<0D. 使得S n>0成立的最大自然数n是1510. 南宋数学家杨辉在《详解九章算术法》和《算法通变本末》中，提出了一些新的垛积公式，所讨论的高阶等差数列与一般的等差数列不同，前后两项之差并不相等，但是逐项差数之差或者高次成等差数列．如数列1，3，6，10，前后两项之差组成新数列2，3，4，新数列2，3，4为等差数列，这样的数列称为二阶等差数列．现有二阶等差数列，其前7项分别为2，3，5，8，12，17，23，则该数列的第31项为( )A. 336B. 467C. 483D. 60111. 在四棱锥P−ABCD中，PA⊥底面ABCD，AB⊥AD，AD//BC，点E为PA的中点，AB= BC=1，AD=2，PA=√2，则点B到平面PCD的距离为( )A. 14B. √23C. 13D. 1212. 已知A，B，C是椭圆M：x2a2+y2b2=1(a>b>0)上三点，且A(A在第一象限)，B关于原点对称，AB⊥AC，过A作x轴的垂线交椭圆M于点D，交BC于点E，若直线AC与BC的斜率之积为−12，则( )A. 椭圆M的离心率为12B. 椭圆M的离心率为14C. |AE||AD|=12D. |AE||AD|=13二、填空题（本大题共4小题，共20.0分）13. 若双曲线x2a2−y24=1(a>0)的渐近线与圆x2+(y−2)2=1相切，则该双曲线的实轴长为______．14. 将由2，5，8，11，14，…组成的等差数列，按顺序写在练习本上，已知每行写13个，每页有21行，则5555在第页第行．15. 写出一个同时满足下列条件①②的圆C的一般方程______．①圆心在第一象限；②圆C与圆x2+y2=4相交的弦的方程为x+y−2=0．16. 已知数列{a n }满足a 1+2a 2+4a 3+⋅⋅⋅+2n−1a n =n2，将数列{a n }按如下方式排列成新数列：a 1，a 2，a 2，a 2，a 3，a 3，a 3，a 3，a 3，…，a n ,a n ,⋯,a n ⏟(2n−1)项，….则新数列的前70项和为．三、解答题（本大题共6小题，共70.0分。

高中数学选择性必修二高二数学上学期期末测试卷01()(含答案)

2021-2022学年上学期期末卷01高二数学·全解全析【解析由214y x =化为24x y =，抛物线焦点在y 轴正半轴，且2p =，则准线方程为1y =-. 故选：A .2.【答案】D【解析】当4k =时，直线1l 的斜率不存在，直线2l 的斜率存在，两直线不平行；当4k ≠时，两直线平行的一个必要条件是334kk k-=--，解得3k =或5k =，但必须满足截距不相等，经检验知3k =或5k =时两直线的截距都不相等. 故选：D . 3.【答案】C【解析】联立2010x y x y -=⎧⎨--=⎩得12x y =-⎧⎨=-⎩. 把12x y =-⎧⎨=-⎩代入280x ky ++=得3k =.故选：C4.【答案】B【解析】①当0b =时，a 与c 不一定共线，故①错误；②当a ，b ，c 共面时，它们所在的直线平行于同一平面，或在同一平面内，故②错误；由空间向量基本定理知③正确；④当a ，b 不共线且c a b λμ=+时，a ，b ，c 共面，故④错误．故选：B ． 5.【答案】B【解析】在等差数列{}n a 中573a a =，所以7723a d a -=，所以()72+0a d =，即80a =，又等差数列{}n a 中10a >，公差0d <，所以等差数列{}n a 是单调递减数列，所以1278910...0...a a a a a a >>>>=>>，所以等差数列{}n a 的前n 项和为n S 取得最大值，则n 的值为7或8. 故选:B .6.【答案】D【解析】设该高阶等差数列的第8项为x ，根据所给定义，用数列的后一项减去前一项得到一个数列，得到的数列也用后一项减去前一项得到一个数列，即得到了一个等差数列，如图：由图可得341295y x y -=⎧⎨-=⎩，则14146x y =⎧⎨=⎩. 故选：D 7.【答案】B【解析】设P 为第一象限的交点，1||PF m =、2||PF n =，则12m n a +=、22m n a -=，解得12m a a =+、12n a a =-，在12PF F ∆中，由余弦定理得：2221241cos 22m n mn F c F P +-∠==，∴2224m n mn c +-=，∴22212121212()()()()4a a a a a a a a c ++--+-=，∴2221234a a c +=，∴22122234a a c c+=，∴2221314e e +=，设112sin e α=，21e α，则12112sin )6e e πααα+==+，当3πα=时，1211e e +，此时1e =2e，12e e +=故选：B8.【答案】D【解析】在①中，∵1111AC B D ⊥，111A C BB ⊥，1111B D BB B ⋂=，且111,B D BB ⊂平面11BB D ，∴11A C ⊥平面11BB D ，1BD ⊂平面11BB D ， ∴111AC BD ⊥，同理，11DC BD ⊥， ∵1111AC DC C ⋂=，且111,A C DC ⊂平面11AC D ， ∴直线1BD ⊥平面11AC D ，正确；在②中，∵11//A D B C ，1A D ⊂平面11AC D ，1B C ⊄平面11AC D ，∴1//B C 平面11AC D ，∵点P 在线段1B C 上运动，∴P 到平面11AC D 的距离为定值，又11A C D 的面积是定值， ∴三棱锥11P AC D -的体积为定值，正确；在③中，∵11//A D B C ，∴异面直线AP 与1A D 所成角为直线AP 与直线1B C 的夹角. 易知1AB C 为等边三角形，当P 为1B C 的中点时，1AP B C ⊥；当P 与点1B 或C 重合时，直线AP 与直线1B C 的夹角为3π.故异面直线AP 与1A D 所成角的取值范围是,32ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦，错误；在④中，以D 为原点，DA 为x 轴，DC 为y 轴，1DD 为z 轴，建立空间直角坐标系，设正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1，则(),1,P a a ，()10,1,1C ，()1,1,0B ，()10,0,1D ，所以()1,0,1C P a a =-，()11,1,1D B =-.由①正确：可知()11,1,1D B =-是平面11AC D 的一个法向量，∴直线1C P 与平面11AC D所成角的正弦值为：1111C P D B C P D Ba ⋅==⋅， ∴当12a =时，直线1C P 与平面11AC D ，正确. 故选：D9.【答案】CD【解析】对于A ：在平行六面体1111ABCD A B C D -中，有11B B BC BC +=，()11//B B BC A D ∴+，故A 错误；对于B ：111111A A A D A B A D A B BD +-=-=，1AB AD ==，60BAD ︒∠=，21BD =，又2111A B =，∴()22111111A A A D A BA B +-=，故B 错误；对于C ：11A B AD AB AD DB -=-=，()111AC A B AD ⋅-=()11()()()()AB AD AA AB AD AB AD AB AD AA AB AD ++⋅-=+⋅-+⋅-，由题知，1AB AD ==，12AA =，1145BAA DAA ∠=∠=︒，60BAD ∠=︒，所以，()221111AC A B AD AB AD AA ⋅-=-+10AB AA AD ⋅-⋅=，故C 正确；对于D：AC AB AD =+，111AC AC AA AB AD AA =+=++，21AC =()21AB AD AA ++222111||||222AB AD AA AB AD AB AA AD AA =+++⋅+⋅+⋅112211cos6021cos 45︒︒+⨯⨯⨯+⨯21cos 459︒+⨯=．所以13AC =．故D 正确，故选：CD． 10.【答案】ABC【解析】由圆22:4O x y +=可得圆心()0,0O ，半径2r ，对于A ：因为2PQ OP OQ ===，所以POQ △是边长为2的等边三角形，若PQ 中点为M ，则OM PQ ⊥，且OM =所以点M 的轨迹是以()0,0O所以点M 的轨迹方程为223x y +=，故选项A 正确；对于B ：设()00,P x y ，BP 中点为(),x y ，则00222x x y y +⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，所以00222x x y y =-⎧⎨=⎩，因为()00,P x y 在圆22:4O x y +=上，所以22004x y +=，所以()()222224x y -+=，所以()2211x y -+=即BP 中点轨迹方程为()2211x y -+=，故选项B 正确；对于C ：设()00,P x y ，CP 的中点(),x y ，则00322x x y y +⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，所以00232x x y y =-⎧⎨=⎩，因为()00,P x y 在圆22:4O x y +=上，所以22004x y +=，所以()()222324x y -+=，即22312x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭，所以CP 的中点轨迹方程为22312x y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭，故选项C 正确；对于D ：设AP 的中垂线与OP 的交点为M ，由垂直平分线的性质可得MA MP =，所以21MO MA MO MP OP OA +=+==>=，所以点M 的轨迹是以O ，A 为焦点，长轴长为2的椭圆，故选项D 不正确；故选：ABC .11.【答案】ACD 【解析】对于选项A ，令2y t x+=，则2y tx =-，因为点(),P x y 在圆22:(1)(1)2C x y -+-=上，所以直线2y tx =-与圆22:(1)(1)2C x y -+-=有交点，因此圆心到直线的距离d =≤7k ≤-或1k ，故A 正确；对于选项B ，由10kx y k ---=，得()()110k x y --+=，因此直线10kx y k ---=过定点()1,1P -，因为213312PM k +==-，111312PN k +==---，且313-<<，所以12k ≤-或32k ≥，故B 错误；对于选项C ，圆222(0)x y r r +=>的圆心直线l的距离2d =因为点(),P a b 是圆222(0)x y r r +=>外一点，所以222a b r +>，因此2d r =<，即直线与圆相交，故C 正确；对于选项D ，到点()1,0N 的距离为1点在圆()2211x y -+=上，由题意可知，圆()2211x y -+=与圆222:(4)(4)(0)M x y r r -+-=>相交，故圆心距5d MN ==，且11r d r -<<+，解得46r <<，故D 正确. 故选：ACD .12.【答案】BCD【解析】22:21n n C x y a n +=++的圆心为()0,0，半径为r =所以圆心到直线:n l y x =d ==则()()2224421n n n A B r d a =-=+，所以121n n a a +=+，则()1121n n a a ++=+所以()111122n n n a a -+=+=，得21n n a =- ，故A 错，B 正确；前n 项和为()12122212n n n S n n +-=-=---，故C 正确；由()()11111111122111221212121212121ii n nnni i n n i i i i i i i a a +++++===+-⎛⎫==-=-= ⎪------⎝⎭∑∑∑，故D 正确．故选：BCD13.【答案】1【解析】圆C ：()()22211x k y k -++-=的圆心为()21,k k -因为圆C 与x 轴和y 轴均相切，所以211k k -== 解得1k = 故答案为：114.【答案】14【解析】因为四面体ABCD 的每条棱长都等于1，点G 是棱CD 的中点，所以AG AC CG =+，且12CG =，1AC =，1BC =，所以()AC CG A BC AG BC BC BC C CG ⋅=⋅⋅+=+⋅ 111cos60cos120244AC BC G BC C ⋅=-⋅⋅+⋅==，故答案为：1. 15.-【解析】如图，取1PF 的中点A ，连接OA ，12OA OF OP ∴=+，212OA F P =， ∴12OFOP F P +=，11()0PF OF OP +=，∴120PF F P =，∴12PF F P ⊥，12||2||PF PF =，不妨设2||PF m =，则1||PF ， 21||||2PF PF a m +==，1)ma ∴==，12||2F F c =，2222242334(3cm m m a∴=+==⨯-，∴2229c a=-=，e ∴=-16.【答案】20202021-【解析】由题意可知，对任意的n *∈N ，0n a >且22n n n S a a =+.当1n =时，则21112a a a =+，解得11a =.当2n ≥时，由22n n n S a a =+可得21112n n n S a a ---=+，上述两式作差得22112n n n n n a a a a a --=-+-，可得()()1110n n n n a a a a --+--=，所以，11n n a a --=，所以，数列{}n a 是等差数列，且首项和公差均为1，则11n a n n =+-=，()12n n n S +=，则()()()()211211111112nn n n n n a c n n n n n S +⎛⎫=+ ⎪++=--⎝+=⎭-，因此，数列{}n c 的前2020项之和为202011111111202011223342020202120212021T ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+++-++++=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 故答案为：20202021-. 17.【解析】（1）因为11n n n S S a +=++，所以11n n n S S a +-=+，即11n n a a +=+，所以数列{}n a 是首项为1a ，公差为1的等差数列.选①.由4713a a +=，得113613a d a d +++=，即12139a d =-，所以1213914a =-⨯=，解得12a =.所以()()112111n a a n d n n =+-=+-⨯=+，即数列{}n a 的通项公式为1n a n =+.选②.由1a ，3a ，7a 成等比数列，得()()211126a d a a d +=+，则2221111446a a d d a a d ++=+，所以12a =.所以()()112111n a a n d n n =+-=+-⨯=+.选③.因为10111091010452S a d a d ⨯=+⨯=+，所以11045165a +⨯=，所以12a =.所以()()112111n a a n d n n =+-=+-=+.（2）由题可知122n n na n +=，所以2323412222n n n T +=+++⋅⋅⋅+，所以234112*********n n n n n T ++=+++⋅⋅⋅++，两式相减，得23411111111222222n n n n T ++=++++⋅⋅⋅+-2311111111112222222n n n -++⎛⎫=+⨯++++⋅⋅⋅+- ⎪⎝⎭ 111111133212222212nn n n n ++-++=+⨯-=--，所以332n n n T +=-.18.【解析】（1）在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 是矩形，PA ⊥平面ABCD ，则,,AB AD AP 两两垂直，以A 为原点，射线,,AB AD AP 分别为x ，y ，z 轴非负半轴建立空间直角坐标系，如图：则(0,0,0)A ，()2,0,0B ，()0,0,4P ，()2,4,0C ，()0,4,0D ，连BD，则BD =BP =BD BP ，PBD △是等腰三角形，而M 是PD 上一点，且BM PD ⊥，于是得M 是PD 的中点，即()0,2,2M ，因此，()2,4,0AC =，()0,2,2AM =，()2,0,0AB =，设平面ACM 的一个法向量为(,,)n x y z =，则240220n AC x y n AM y z ⎧⋅=+=⎨⋅=+=⎩，令1z =，得()2,1,1n =-，所以点B 到平面ACM的距离为46AB n h n⋅===. （2）由(1)知，()2,2,2BM =-，()2,4,4PC =-，则4cos ,||||12BMPC BM PC BM PC ⋅-〈〉===所以异面直线BM 与PC 19.【解析】（1）证明：因为直线()():2129120l k x k y k ++-+-=，所以()()292120k x y x y -+++-=．令2902120x y x y -+=⎧⎨+-=⎩解得36x y =⎧⎨=⎩，所以不论k 取何值，直线l 必过定点()3,6P ．（2）由（1）知：直线l 经过圆C 内一定点()3,6P ，圆心()2,3C ，设圆心C 到直线l 的距离为d ，则12ABCSAB d=== 因为(0,d∈，所以d =ABC 面积的最大值为4． 20.【解析】（1）证明：连接BO ，AB BC ==O 是AC 的中点，BO AC ∴⊥，且 2BO =，又 2PA PC PB AC ====，,PO AC PO ∴⊥=222PB PO BO =+，则PO OB ⊥， OB AC O =，OB ⊂平面ABC ，AC ⊂平面ABC ，PO ∴⊥平面ABC, （2）解：建立以 O 为坐标原点，,,OB OC OP 分别为,,x y z 轴的空间直角坐标系如图所示，则()0,2,0A -，(0,0,P ，()0,2,0C ，()2,0,0B ，设(2,2,0)BM BC λλλ==-()01λ≤≤，则()()(2,2,0)2,2,022,22,0AM BM BA λλλλ=-=----=-+，则平面PAC 的法向量为()1,0,0m =，设平面MPA的法向量(,,),n x y z = 则(0,2,PA =-- 20,n PA y ⋅=--= ()()22220n AM xy λλ⋅=-++=，令1z =，则y =(11x λλ+=-，二面角M PA C --为30︒，∴3cos302m n m n︒⋅==⋅，即31=+⨯13λ= 或 3λ=( 舍 )，设平面MPA 的法向量(23,n =，(0,2,PC =-，设PC 与平面PAM 所成的角为θ，则|sin |cos ,|12PC n θ-=<>===+所以PC 与平面P AM21.【解析】（1）由题意，从今年起每年生活垃圾的总量（单位：万吨）构成数列{}n a ，每年以环保方式处理的垃圾量（单位：万吨）构成数列{}n b ，∴{}n a 是以20(1+5%)为首项，1+5%为公比的等比数列；{}n b 是以6 1.57.5+=为首项，1.5为公差的等差数列，∴()2015%nn a =+，6 1.5n b n =+.（2）设今年起n 年内通过填埋方式处理的垃圾总量为n S ， ∴()()11n n n S a b a b =-++-()()1212n n a a a b b b =+++-+++()()220 1.0520 1.0520 1.057.596 1.5n n =⨯+⨯++⨯-++++()()()20 1.051 1.057.56 1.51 1.052n n n +⨯-=-++-2327420 1.0542044n n n =⨯---，当5n =时，63.5n S ≈.∴今年起5年内通过填埋方式处理的垃圾总量约为63.5万吨.22.【解析】（1）12c e a ==，1AF a c =-=，∴2a =，1c =，2223b a c =-=，∴22143x y +=；（2）设()11,C x y ，()22,D x y ，则()11,B x y --，CF ：1x my =-联立221143x my x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩ ∴()234690m y my +--=，∴122122934634y y m m y y m -⎧=⎪⎪+⎨⎪+=⎪+⎩()()()()()()22121211212212121212121121232321212y y x y my y my k x my y y y k y x y my y my my y y x ----+-=====+-+++-1221211229627333434343993434m m m y y m m m m my y m m -⎛⎫---+ ⎪++⎝⎭+===--++++。

哈尔滨市第九中学2020-2021学年高二上学期期末考试理科数学试题-含答案

哈尔滨市第九中学2020--2021学年度.上学期期末学业阶段性评价考试高二学年数学学科(理)试卷(考试时间:120分钟满分:150分共2页第I 卷(选择题共60分)一､选择题(本大题共12小题,每小题5分,每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.过点M(-4,3)和N(-2,1)的直线方程是A.x -y+3=0B.x+y+1=0C.x -y -1=0D.x+y -3=02.双曲线221169y x -=的虚半轴长是 A.3 B.4 C.6 D.83.直线x+y=0被圆22|6240x y x y +-++=截得的弦长等于A.4B.2 .C .D 4.唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河."诗中隐含着一个有趣的数学问题--“将军饮马”问题,即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发,先到河边饮马后再回军营,怎样走才能使总路程最短?在平面直角坐标系中,设军营所在区域为221,x y +≤若将军从点A(4,-3)处出发,河岸线所在直线方程为x+y=4,并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营,则“将军饮马"的最短总路程为A.8B.7C.6D.55.已知抛物线2:4C y x =的焦点为F,过点F 的直线与抛物线交于A,B 两点,满足|AB|=6,则线段AB 的中点的横坐标为A.2B.4C.5D.66.直线kx -y+2k+1=0与x+2y -4=0的交点在第四象限,则k 的取值范围为A.(-6,-2) 1.(,0)6B - 11.(,)26C -- 11.(,)62D -- 7.设12,F F 分别为双曲线22134x y -=的左,右焦点,点P 为双曲线上的一点.若12120,F PF ︒∠=则点P 到x 轴的距离为.A .B .C .D 8.已知点A(-2,3)在抛物线C 2:2y px =的准线上,过点A 的直线与C 在第一象限相切于点B,记C 的焦点为F,则直线BF 的斜率为1.2A2.3B3.4C4.3D 9.已知点(x,y)满足:221,,0x y x y +=≥,则x+y 的取值范围是.[A B.[-1,1] .C .D10.设双曲线221916x y -=的右顶点为A,右焦点为F,过点F 平行于双曲线的一条渐近线的直线与双曲线交于点B,则△AFB 的面积为32.15A 34.15B 17.5C 19.5D 11.已知椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上一点A 关于原点的对称点为点B,F 为其右焦点,若AF ⊥BF,设∠ABF=α,且[,]64ππα∈则该椭圆的离心率e 的取值范围是.A .1]B .C .D12.如图,,AB ､CD 是底面圆O 的两条互相垂直的直径,E 是母线PB 的中点,已知过CD 与E 的平面与圆锥侧面的交线是以E 为顶点的抛物线的一部分,则该抛物线的焦点到圆锥顶点P 的距离等于1.2A B.1.C.D 第II 卷(非选择题共90分)二､填空题(本大题共4小题,每小题5分)13.圆222200x y x y ++--=与圆2225x y +=相交所得的公共弦所在直线方程为___.14.若三个点(-2,1),(-2,3),(2,-1)中恰有两个点在双曲线222:1(0)x C y a a-=>上,则双曲线C 的渐近线方程为___. 15.椭圆221123x y +=的焦点分别是12,F F 点P 在椭圆上,如果线段1PF 的中点在y 轴上,那么1||PF 是2||PF 的___倍.16.过抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点F 的直线l 与C 相交于A,B 两点,且A,B 两点在准线上的射影分别为M,N ，,,MFN BFN AFM MFN S S S S λμ∆∆∆==则λμ=___. 三､解答题(解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.(本题满分10分)在①圆经过C(3,4),②圆心在直线x+y -2=0上,③圆截y 轴所得弦长为8且圆心E 的坐标为整数;这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,进行求解.已知圆E 经过点A(-1,2),B(6,3)且___;(1)求圆E 的方程;(2)求以(2,1)为中点的弦所在的直线方程.18.(本题满分12分)已知抛物线C:22(0)y px p =>,焦点为F,准线为1,抛物线C 上一点M 的横坐标为3,且点M 到焦点的距离为4.(1)求抛物线的方程;(2)设过点P(6,0)的直线'l 与抛物线交于A,B 两点,若以AB 为直径的圆过点F,求直线'l 的方程.19.(本题满分12分)在平面直角坐标系xOy 中,直线l的参数方程为12x y t ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数).以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为ρ=2acosθ(a>0),且曲线C 与直线l 有且仅有一个公共点.(1)求a;(2)设A,B 为曲线C.上的两点,且,3AOB π∠=求|OA|+|OB|的最大值.20.(本题满分12分)在平面直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为1cos ,sin .x t y t αα=+⎧⎨=⎩(t 为参数).以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2:4cos .C ρθ=(1)求曲线2C 的直角坐标方程;(2)若点A(1,0),且1C 和2C 的交点分别为点M,N,求11||||AM AN +的取值范围.21.(本题满分12分)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的焦点为12(F F 且过点1).2 (1)求椭圆C 的方程;(2)设椭圆的上顶点为B,过点(-2,-1)作直线交椭圆于M,N 两点,记直线MB,NB 的斜率分别为,,MB NB k k 试判断MB NB k k +是否为定值?若为定值,求出该定值;若不是定值,说明理由.22.(本题满分12分)已知点F 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的右焦点,过点F 的直线l 交椭圆于M,N 两点,当直线l 过C 的下顶点时,l当直线l垂直于C的长轴时,△OMN的面积为3 . 2(1)求椭圆C的标准方程;(2)当|MF|=2|FN|时,求直线l的方程;(3)若直线l上存在点P满足|PM|,|PF|,|PN|成等比数列,且点P在椭圆外,证明:点P在定直线上.。

本册综合测试(能力提升)-2020-2021学年高二数学单元测试定心卷(人教版选修2-1)(解析版)

本册综合测试能力提升卷班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________（考试时间：120分钟试卷满分：150分）一、选择题：（本题共12小题，每小题5分，共60分。

其中1-8小题是单项选择题，9-12小题是多项选择题）1.若实数x，y满足x+y＞0，则“x＞0”是“x2＞y2”的（）A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充分必要条件D．既不充分也不必要条件【解答】解：∵实数x，y满足x+y＞0，若x＞0，则未必有x2＞y2；例如x＝1，y＝2时，有x2＜y2；反之，若x2＞y2，则x2﹣y2＞0，即（x+y）（x﹣y）＞0；由于x+y＞0，故x﹣y＞0，∴x＞y且x＞﹣y，∴x＞0；∴当x+y＞0时，“x＞0”推不出“x2＞y2”，“x2＞y2”⇒“x＞0”；∴“x＞0”是“x2＞y2”的必要不充分条件．故选：B．【知识点】充分条件、必要条件、充要条件2.设F为抛物线y2＝2px的焦点，斜率为k（k＞0）的直线过F交抛物线于A、B两点，若|F A|＝3|FB|，则直线AB的斜率为（）A．B．1C．D．【解答】解：假设A在第一象限，过A，B分别向抛物线的准线作垂线，垂足分别为D，E，过A作EB的垂线，垂足为C，则四边形ADEC为矩形．由抛物线定义可知|AD|＝|AF|，|BE|＝|BF|，又∵|AF|＝3|BF|，∴|AD|＝|CE|＝3|BE|，即B为CE的三等分点，设|BF|＝m，则|BC|＝2m，|AF|＝3m，|AB|＝4m，即|AC|＝＝＝m＝2m，则tan∠ABC＝＝＝，即直线AB的斜率k＝故选：D．【知识点】抛物线的性质3.下列叙述正确的是（）A．函数的最小值是B．“0＜m≤4”是“mx2+mx+1≥0”的充要条件C．若命题p：∀x∈R，x2﹣x+1≠0，则D．“已知x，y∈R，若xy＜1，则x，y都不大于1”的逆否命题是真命题【解答】解：对于A，，的等号不成立，所以A错；对于B，当m＝0时，mx2+mx+1≥0也成立，所以B错；对于D，当时，xy＜1也成立，所以D错；故选：C．【知识点】命题的真假判断与应用4.在直角梯形ABCD中，AB∥CD，AB⊥BC，AB＝2，CD＝1，BC＝a，P为线段AD（含端点）上的一个动点，设，对于函数y＝f（x），下列描述正确的是（）A．f（x）的最大值和a无关B．f（x）的最小值和a无关C．f（x）的值域和a无关D．f（x）在其定义域上的单调性和a无关【解答】解：以B为原点，BA和BC分别为x和y轴建立如图所示的直角坐标系，则B（0，0），A（2，0），C（0，a），D（1，a），设P（m，n），因为，所以（m﹣2，n）＝x（﹣1，a），解得m＝2﹣x，n＝ax，所以点P的坐标为（2﹣x，ax），所以＝（1+a2）x2﹣（a2+4）x+4，x∈[0，1]，开口向上，对称轴为，当时，0＜≤1，而f（0）＝4，f（1）＝1，因此f（x）max＝f（0）＝4，当时，＞1，所以函数f（x）在[0，1]内单调递减，f（x）max＝f（0）＝4，综上所述，函数f（x）的最大值与a无关．故选：A．【知识点】命题的真假判断与应用、平面向量的正交分解及坐标表示5.已知抛物线C：y2＝2px（p＞0）的焦点F为椭圆+＝1（b2＜）的右顶点，直线l是抛物线C的准线，点A在抛物线C上，过A作AB⊥l，垂足为B，若直线BF的斜率k BF＝﹣，则△AFB的面积为（）A．10B．9C．8D．7【解答】解：∵抛物线C：y2＝2px（p＞0）的焦点F为椭圆+＝1 的右顶点，∴＝a＝，即p＝3．设B（﹣，m），k BF＝＝﹣，可得m＝3．故A（x0，3）在抛物线y2＝6x上，∴27＝6x0，得．∴AB＝，则△AFB的面积S＝×6×3＝9．故选：B．【知识点】圆锥曲线的综合6.在平面直角坐标系xOy中，点P为椭圆C：的下顶点，M，N在椭圆上，若四边形OPMN为平行四边形，α为直线ON的倾斜角，若α∈（），则椭圆C的离心率的取值范围为（）A．（，1）B．（）C．（0，）D．（0，）【解答】解：联立，解得y N＝，联立，解得y M＝．可得y N﹣y M＝＝a，化为：a＝，可得e＝＝；同理：把直线方程y＝，y＝x﹣a与椭圆方程分别联立，可得：y N﹣y M＝，化为a＝b，此时椭圆不存在．∴椭圆C的离心率的取值范围为（0，）．故选：D．【知识点】椭圆的性质7.设，，为空间的三个不同向量，如果λ1+λ2+λ3＝0成立的等价条件为λ1＝λ2＝λ3＝0，则称，，线性无关，否则称它们线性相关．若＝（2，1，﹣3），＝（1，0，2），＝（1，﹣1，m）线性相关，则m＝（）A．9B．7C．5D．3【解答】解：依题意知，三个向量线性相关，则存在不全为0的实数x，y，z，使得x+y+z＝成立；即由得x＝z，y＝﹣3z，代入﹣3x+2y+mz＝0，得（m﹣9）z＝0；由于x，y，z不全为0，所以z≠0，所以m＝9．故选：A．【知识点】空间向量基本定理、正交分解及坐标表示8.已知四面体ABCD，＝，＝，＝，点M在棱DA上，＝3，N为BC中点，则＝（）A．﹣﹣﹣B．++C．﹣++D．﹣﹣【解答】解：连接DN，如图所示，四面体ABCD中，＝，＝，＝，点M在棱DA上，且＝3，∴＝，又N为BC中点，∴＝（+）；∴＝+＝﹣+（+）＝﹣++．故选：C．【知识点】空间向量及其线性运算9.在正四面体P﹣ABC中，D，E，F分别是AB，BC，CA的中点，下面结论中正确的是（）A．BC∥平面PDF B．DF⊥平面P AEC．平面PDF⊥平面ABC D．平面P AE⊥平面ABC【解答】解：∵D，F是对应边的中点，∴DF，是△ABC的中位线，则BF∥BC，可得BC∥平面PDF，故A正确．若PO⊥平面ABC，垂足为O，则O在AE上，则DF⊥PO，又DF⊥AE，故DF⊥平面P AE，故B正确．∵O不在DF上，PO⊥平面ABC，∴PO与平面PDF相交，则平面PDF⊥平面ABC不成立，故C错误，由DF⊥平面P AE可得，平面P AE⊥平面ABC，故D正确，故选：ABD．【知识点】向量语言表述线面的垂直、平行关系10.如图，梯形ABCD中，AD∥BC，AD＝AB＝1，AD⊥AB，∠BCD＝45°，将△ABD沿对角线BD折起．设折起后点A的位置为A′，并且平面A′BD⊥平面BCD．给出下面四个命题：（）A．A′D⊥BCB．三棱锥A′﹣BCD的体积为C．CD⊥平面A′BDD．平面A′BC⊥平面A′DC【解答】解：∵∠BAD＝90°，AD＝AB，∴∠ADB＝∠ABD＝45°，∵AD∥BC，∠BCD＝45°，∴BD⊥DC，∵平面A′BD⊥平面BCD，CD⊂平面BCD，∴CD⊥平面A′BD，∵A′D⊂平面A′BD，∴CD⊥A′D，故A′D⊥BC不成立；故A错误，C正确；由AB＝AD＝1，∠BAD＝90°，可得BD＝，CD＝BD＝，三棱锥A′﹣BCD的体积为三棱锥C﹣A'BD的体积，即为CD•S△A'BD＝×××1×1＝，故B错误；折叠前，在四边形ABCD中，AD∥BC，AD＝AB，∠BAD＝90°，∴△ABD为等腰直角三角形．又∵∠BCD＝45°，∠DBC＝45°，∴∠BDC＝90°．折叠后，∵平面BCD⊥平面A′BD，CD⊥BD，∴CD⊥平面A′BD．又∵A′B⊂平面A′BD，∴CD⊥A′B．又A′B⊥A′D，A′D∩CD＝D，∴A′B⊥平面A′DC．又A′B⊂平面A′BC，∴平面A′BC⊥平面A′DC．故D正确．故选：CD．【知识点】命题的真假判断与应用11.在平面直角坐标系xOy中，已知双曲线，则（）A．实轴长为2B．渐近线方程为C．离心率为2D．一条渐近线与准线的交点到另一条渐近线的距离为3【解答】解：由双曲线的方程可得，a2＝4，b2＝12c2＝a2+c2＝16，所以a＝2，b＝2，c＝4，所以实轴长2a＝4，离心率＝2，渐近线方程为y＝±x＝x，所以B，C正确，因为准线方程为x＝＝1，设渐近线y＝与渐近线的决定为A，两个方程联立可得A（1，），另一条渐近线的方程为：+y＝0，所以A到它的距离为d＝＝，故选：BC．【知识点】双曲线的性质12.已知ABCD﹣A1B1C1D1为正方体，下列说法中正确的是（）A．B．C．向量与向量的夹角是60°D．正方体ABCD﹣A1B1C1D1的体积为【解答】解：由向量的加法得到：，∵，∴，所以A正确；∵，AB1⊥A1C，∴，故B正确；∵△ACD1是等边三角形，∴∠AD1C＝60°，又A1B∥D1C，∴异面直线AD1与A1B所成的夹角为60°，但是向量与向量的夹角是120°，故C不正确；∵AB⊥AA1，∴，故＝0，因此D不正确．故选：AB．【知识点】空间向量的数量积运算二、填空题：（本题共4小题，每小题5分，共20分。

2021年广州市普通高中毕业班综合测试(一)数学试题及参考答案

2021年广东省广州市高考数学综合测试试卷（3月份）（一模）一、选择题（共8小题）.1．复数z＝在复平面内对应的点在（）A．第一象限B．第二象限C．第三象限D．第四象限2．已知集合A＝{x|（x﹣1）（x+2）＜0}，则∁R A＝（）A．{x|﹣2＜x＜1}B．{x|﹣1＜x＜2}C．{x|x≤﹣2或x≥1}D．{x|x≤﹣1或x ≥2}3．2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人深潜器在马里亚纳海沟成功坐底，下潜深度达到惊人的10909m，创造了我国载人深潜的新记录．当“奋斗者”号下潜至某一深度时，处于其正上方海面处的科考船用声呐装置向“奋斗者”号发射声波．已知声波在海水中传播的平均速度约为1450m/s，若从发出至回收到声波所用时间为6s，则“奋斗者”号的实际下潜深度约为（）A．2900m B．4350m C．5800m D．8700m4．a＞b+1是2a＞2b的（）A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件5．函数f（x）＝x3﹣sin x在[﹣1，1]上的图像大致为（）A．B．C．D．6．如图，洛书（古称龟书），是阴阳五行术数之源．在古代传说中有神龟出于洛水，其甲壳上有此图像，结构是戴九履一，左三右七，二四为肩，六八为足，以五居中，五方白圈皆阳数，四角黑点为阴数．若从四个阴数和五个阳数中随机选取3个数，则选取的3个数之和为奇数的方法数为（）A．30B．40C．44D．707．已知A（﹣1，0），B（0，2），直线l：2x﹣2ay+3+a＝0上存在点P，满足|PA|+|PB|＝，则l的倾斜角的取值范围是（）A．B．C．D．8．已知e≈2.71828是自然对数的底数，设a＝﹣，b＝﹣，c＝﹣ln2，则（）A．a＜b＜c B．b＜a＜c C．b＜c＜a D．c＜a＜b二、选择题（共4小题）.9．已知点O为坐标原点，直线y＝x﹣1与抛物线C：y2＝4x相交于A，B两点，则（）A．|AB|＝8B．OA⊥OBC．△AOB的面积为2D．线段AB的中点到直线x＝0的距离为2 10．已知函数f（x）＝sin2x+2cos2x，则（）A．f（x）的最大值为3B．f（x）的图像关于直线x＝对称C．f（x）的图像关于点（﹣，1）对称D．f（x）在[﹣，]上单调递增11．已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为4，EF是棱AB上的一条线段，且EF＝1，点Q 是棱A1D1的中点，点P是棱C1D1上的动点，则下面结论中正确的是（）A．PQ与EF一定不垂直B．二面角P﹣EF﹣Q的正弦值是C．△PEF的面积是2D．点P到平面QEF的距离是常量12．在数学课堂上，教师引导学生构造新数列：在数列的每相邻两项之间插入此两项的和，形成新的数列，再把所得数列按照同样的方法不断构造出新的数列，将数列1，2进行构造，第1次得到数列1，3，2；第2次得到数列1，4，3，5，2，…；第n（n∈N*）次得到数列1，x1，x2，x3，…，x k，2；…．记a n＝1+x1+x2+…+x k+2，数列{a n}的前n项为S n，则（）A．k+1＝2n B．a n+1＝3a n﹣3C．a n ＝（n2+3n）D．S n ＝（3n+1+2n﹣3）三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分.13．设向量＝（1，m ），＝（2，1），且•（2+）＝7，则m ＝．14．某车间为了提高工作效率，需要测试加工零件所花费的时间，为此进行了5次试验，这5次试验的数据如表：零件数x（个）102030405062a758189加工时间y（min）若用最小二乘法求得回归直线方程为＝0.67x+54.9，则a的值为．15．已知圆（x﹣1）2+y2＝4与双曲线C：＝1的两条渐近线相交于四个点，按顺时针排列依次记为M，N，P，Q，且|MN|＝2|PQ|，则C的离心率为．16．已知三棱锥P﹣ABC的底面ABC是边长为6的等边三角形，PA＝PB＝PC＝，先在三棱锥P﹣ABC内放入一个内切球O1，然后再放入一个球O2，使得球O2与球O1及三棱锥P﹣ABC的三个侧面都相切，则球O1的体积为，球O2的表面积为．四、解答题：本题共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．已知△ABC的内角A，B，C的对边分别为a，b，c，且b＝3，cos2B＝cos（A+C），a sin A+c sin C＝6sin B．（1）求B；（2）求△ABC的周长．18．已知等差数列{a n}的前n项和为S n，公差d≠0，a2是a1，a5的等比中项，S5＝25．（1）求{a n}的通项公式；（2）若数列{b n}满足b n+b n+1＝S n，求b2﹣b20．19．在边长为2的菱形ABCD中，∠BAD＝60°，点E是边AB的中点（如图1），将△ADE 沿DE折起到△A1DE的位置，连接A1B，A1C，得到四棱锥A1﹣BCDE（如图2）．（1）证明：平面A1BE⊥平面BCDE；（2）若A1E⊥BE，连接CE，求直线CE与平面A1CD所成角的正弦值．20．某中学举行篮球趣味投篮比赛，比赛规则如下：每位选手各投5个球，每一个球可以选择在A区投篮也可以选择在B区投篮，在A区每投进一球得2分，投不进球得0分；在B区每投进一球得3分，投不进球得0分，得分高的选手胜出．已知参赛选手甲在A区和B区每次投篮进球的概率分别为和，且各次投篮的结果互不影响．（1）若甲投篮得分的期望值不低于7分，则甲选择在A区投篮的球数最多是多少个？（2）若甲在A区投3个球且在B区投2个球，求甲在A区投篮得分高于在B区投篮得分的概率．21．已知点A（1，0），点B是圆O1：（x+1）2+y2＝16上的动点，线段AB的垂直平分线与BO1相交于点C，点C的轨迹为曲线E．（1）求E的方程；（2）过点O1作倾斜角互补的两条直线l1，l2，若直线l1与曲线E交于M，N两点，直线l2与圆O1交于P，Q两点，当M，N，P，Q四点构成四边形，且四边形MPNQ的面积为8时，求直线l1的方程．22．已知函数f（x）＝xlnx﹣ax2+x（a∈R）．（1）证明：曲线y＝f（x）在点（1，f（1））处的切线l恒过定点；（2）若f（x）有两个零点x1，x2，且x2＞2x1，证明：．参考答案一、选择题（共8小题）.1．复数z＝在复平面内对应的点在（）A．第一象限B．第二象限C．第三象限D．第四象限解：∵＝，∴复数在复平面内对应的点的坐标为（），位于第一象限．故选：A．2．已知集合A＝{x|（x﹣1）（x+2）＜0}，则∁R A＝（）A．{x|﹣2＜x＜1}B．{x|﹣1＜x＜2}C．{x|x≤﹣2或x≥1}D．{x|x≤﹣1或x ≥2}解：因为集合A＝{x|（x﹣1）（x+2）＜0}＝{x|﹣2＜x＜1}，由补集的定义可知，∁R A＝{x|x≤﹣2或x≥1}．故选：C．3．2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人深潜器在马里亚纳海沟成功坐底，下潜深度达到惊人的10909m，创造了我国载人深潜的新记录．当“奋斗者”号下潜至某一深度时，处于其正上方海面处的科考船用声呐装置向“奋斗者”号发射声波．已知声波在海水中传播的平均速度约为1450m/s，若从发出至回收到声波所用时间为6s，则“奋斗者”号的实际下潜深度约为（）A．2900m B．4350m C．5800m D．8700m解：由题意可得“奋斗者”号的实际下潜深度约为：S＝vt＝1450×3＝4350m，故选：B．4．a＞b+1是2a＞2b的（）A．充分不必要条件B．必要不充分条件C．充要条件D．既不充分也不必要条件解：由a＞b+1能够推出2a＞2b，由2a＞2b能推出a＞b，不能推出a＞b+1，故a＞b+1是2a＞2b的充分不必要条件，故选：A．5．函数f（x）＝x3﹣sin x在[﹣1，1]上的图像大致为（）A．B．C．D．解：∵f（1）＝1﹣sin1＞0，∴排除选项A和D，又f（）＝（）3﹣sin＝（）3﹣＜0，∴排除选项B，故选：C．6．如图，洛书（古称龟书），是阴阳五行术数之源．在古代传说中有神龟出于洛水，其甲壳上有此图像，结构是戴九履一，左三右七，二四为肩，六八为足，以五居中，五方白圈皆阳数，四角黑点为阴数．若从四个阴数和五个阳数中随机选取3个数，则选取的3个数之和为奇数的方法数为（）A．30B．40C．44D．70解：根据题意，四个阴数即4个偶数：2、4、6、8，五个阳数即5即奇数：1、3、5、7、9，从中任选3个，使选出的3个数和为奇数，有2种情况，①选出的3个数都是奇数，有C53＝10种选法，②选出的3个数是2个偶数和1个奇数，有C42C51＝30种选法，一共有30+10＝40种选法，故选：B．7．已知A（﹣1，0），B（0，2），直线l：2x﹣2ay+3+a＝0上存在点P，满足|PA|+|PB|＝，则l的倾斜角的取值范围是（）A．B．C．D．解：将点A，B代入直线l的方程，可知点A，B均不在直线l上，设P（x，y），则，又|AB|＝，且|PA|+|PB|＝，所以点P的轨迹为线段AB，因为线段AB的方程为，即y＝2x+2，x∈[﹣1，0]，联立方程组，解得，直线l的斜率为k＝，设l的倾斜角为α，则，因为﹣1≤x≤0，所以，即﹣1≤tanα≤1，α∈（0，π），解得α∈．故选：D．8．已知e≈2.71828是自然对数的底数，设a＝﹣，b＝﹣，c＝﹣ln2，则（）A．a＜b＜c B．b＜a＜c C．b＜c＜a D．c＜a＜b解：已知e≈2.71828是自然对数的底数，a＝﹣，b＝﹣，c＝﹣ln2，设f（x）＝﹣，则f′（x）＝﹣，当0≤x≤时，f′（x）＞0，函数f（x）在0≤x≤上是增函数，当x＞时，f′（x）＜0，函数f（x）在x＞上是减函数，a＝f（3），b＝f（2），而＜2＜3，所以b＞a，又因为e x＞x+1，x≠1，为常用不等式，可得，令g（x）＝﹣lnx，g′（x）＝﹣，当x＜e时，g′（x）＜0，函数g（x）在x＜e上是减函数，故g（2）＞g（e）＝0，则＞ln2，即﹣＜﹣ln2，则c＞b，故：a＜b＜c故选：A．二、选择题：本题共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，部分选对的得2分，有选错的得0分.9．已知点O为坐标原点，直线y＝x﹣1与抛物线C：y2＝4x相交于A，B两点，则（）A．|AB|＝8B．OA⊥OBC．△AOB的面积为2D．线段AB的中点到直线x＝0的距离为2解：设A（x1，y1），B（x2，y2），联立，得y2﹣4y﹣4＝0，所以y1+y2＝4，y1y2＝﹣4，x1+x2＝y1+1+y2+1＝6，x1x2＝（y1+1）（y2+1）＝y1y2﹣（y1+y2）+1＝﹣4﹣4+1＝﹣7，对于A：|AB|＝＝＝8，故A正确；对于B：•＝（x1，y1）（x2，y2）＝x1x2+y1y2＝﹣7+（﹣4）＝﹣11≠0，故B不正确；对于C：点O到直线AB的距离d＝＝，所以S△AOB＝•|AB|•d＝•8•＝2，故C正确；对于D：线段AB的中点坐标为（，），即（3，2），所以线段AB的中点到直线x＝0的距离为2，故D正确．故选：AC．10．已知函数f（x）＝sin2x+2cos2x，则（）A．f（x）的最大值为3B．f（x）的图像关于直线x＝对称C．f（x）的图像关于点（﹣，1）对称D．f（x）在[﹣，]上单调递增解：f（x）＝sin2x+2×＝sin2x+cos2x+1＝（sin2x+cos2x）+1＝sin（2x+）+1，A：∵sin（2x+）∈[﹣1，1]，∴f（x）的最大值为+1，∴A不正确．B：当x＝时，f（）＝sin+1＝+1，∴f（x）的图象关于直线x＝对称，∴B正确．C：当x＝﹣时，f（﹣）＝sin0+1＝1，∴f（x）的图象关于点（﹣，1）对称，∴C正确．D：∵x∈[﹣，]，∴2x+∈[﹣，]，∴f（x）在区间[﹣，]上先增后减，∴D不正确．故选：BC．11．已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为4，EF是棱AB上的一条线段，且EF＝1，点Q 是棱A1D1的中点，点P是棱C1D1上的动点，则下面结论中正确的是（）A．PQ与EF一定不垂直B．二面角P﹣EF﹣Q的正弦值是C．△PEF的面积是2D．点P到平面QEF的距离是常量解：对于A，当P与点D1重合时，PQ⊥EF，故选项A错误；对于B，由于点P是棱C1D1上的动点，EF是棱AB上的一条线段，所以平面PEF即平面ABC1D1，建立如图所示的空间直角坐标系，则Q（2，0，4），A（4，0，0），B（4，4，0），所以，平面QEF即平面QAB，设平面QAB的法向量为，则，即，令z＝1，则，同理可求得平面ABC1D1的法向量为，设二面角P﹣EF﹣Q为θ，所以，故，故选项B正确；对于C，由于AB⊥平面BB1CC1，又BC1⊂平面BB1CC1，所以AB⊥BC1，所以BC1⊥EF，所以BC1是△PEF的高，所以，故选项C正确；对于D，由于C1D1∥EF，且C1D1⊄平面QEF，EF⊂平面QEF，所以C1D1∥平面QEF，又点P在C1D1上，所以点P到平面QEF的距离为常量，故选项D正确．故选：BCD．12．在数学课堂上，教师引导学生构造新数列：在数列的每相邻两项之间插入此两项的和，形成新的数列，再把所得数列按照同样的方法不断构造出新的数列，将数列1，2进行构造，第1次得到数列1，3，2；第2次得到数列1，4，3，5，2，…；第n（n∈N*）次得到数列1，x1，x2，x3，…，x k，2；…．记a n＝1+x1+x2+…+x k+2，数列{a n}的前n项为S n，则（）A．k+1＝2n B．a n+1＝3a n﹣3C．a n＝（n2+3n）D．S n＝（3n+1+2n﹣3）解：由a1＝3+3，a2＝3+3+9，a3＝3+3+9+27，a4＝3+3+9+27+81，，…，a n＝3+31+32+33+…+3n＝3+＝，由a1有3项，a2有5项，a3有9项，a5有17项，…，故a n有2n+1项．故C错误；所以k+2＝2n+1，即k+1＝2n，故A正确；由a n ＝，可得a n+1＝＝3a n﹣3，故B正确；由S n＝a1+a2+…+a n ＝（32+33+34+…+3n+1）+＝•+＝（3n+1+2n﹣3），故D正确．故选：ABD．三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分.13．设向量＝（1，m ），＝（2，1），且•（2+）＝7，则m ＝﹣1．解：∵向量＝（1，m ），＝（2，1）．m 实数，∴2+＝（4，2m+1），∵•（2+）＝7，∴•（2+）＝8+2m+1＝7，解得m＝﹣1．故答案为：﹣1．14．某车间为了提高工作效率，需要测试加工零件所花费的时间，为此进行了5次试验，这5次试验的数据如表：零件数x（个）102030405062a758189加工时间y（min）若用最小二乘法求得回归直线方程为＝0.67x+54.9，则a的值为68．解：由题意可知：＝＝30，＝＝，回归直线方程为＝0.67x+54.9经过样本中心，所以＝0.67×30+54.9，解得a＝68．故答案为：68．15．已知圆（x﹣1）2+y2＝4与双曲线C：＝1的两条渐近线相交于四个点，按顺时针排列依次记为M，N，P，Q，且|MN|＝2|PQ|，则C的离心率为．解：双曲线C的渐近线的方程为y＝±x，由题意可知MN⊥x轴，PQ⊥x轴，设M（x1，y1），P（x2，y2），则N（x1，﹣y1），Q（x2，﹣y2），联立，k＝，得（1+k2）x2﹣2x﹣3＝0，所以x1+x2＝，x1x2＝，又因为|MN|＝2|PQ|，所以△MON∽△POQ，相似比为2：1，所以|x1|＝2|x2|，即x1＝﹣2x2，所以x1+x2＝﹣x2＝，x1x2＝﹣2x22＝，所以﹣2（）2＝，解得k2＝，所以e＝＝＝＝．故答案为：．16．已知三棱锥P﹣ABC的底面ABC是边长为6的等边三角形，PA＝PB＝PC＝，先在三棱锥P﹣ABC内放入一个内切球O1，然后再放入一个球O2，使得球O2与球O1及三棱锥P﹣ABC的三个侧面都相切，则球O1的体积为，球O2的表面积为．解：设O为△ABC外接圆的圆心，因为ABC是边长为6的等边三角形，所以，因为OP2+OA2＝PA2，解得OP＝3，设球O1的半径为r，球O2的半径为R，由等体积法可得，＝＝＝，所以＝1，所以球O1的体积为；作截面图如图所示，可知O1O＝O1N＝1，则PN＝1，PO1＝2，PO2＝1﹣R，因为△PO2E∽△PO1F，则，即，解得，所以球O2的表面积为＝．故答案为：；．四、解答题：本题共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．已知△ABC的内角A，B，C的对边分别为a，b，c，且b＝3，cos2B＝cos（A+C），a sin A+c sin C＝6sin B．（1）求B；（2）求△ABC的周长．解：（1）因为cos2B＝cos（A+C），所以2cos2B﹣1＝﹣cos B，解得，cos B＝或cos B＝﹣1（舍），由B为三角形内角得B＝，（2）因为a sin A+c sin C＝6sin B，由正弦定理得，a2+c2＝6b＝18，因为cos B＝＝＝，故ac＝9，所以（a+c）2＝a2+c2+2ac＝18+18＝36，故a+c＝6，所以△ABC的周长a+b+c＝9．18．已知等差数列{a n}的前n项和为S n，公差d≠0，a2是a1，a5的等比中项，S5＝25．（1）求{a n}的通项公式；（2）若数列{b n}满足b n+b n+1＝S n，求b2﹣b20．解：（1）由a2是a1，a5的等比中项，可得a22＝a1a5，即为（a1+d）2＝a1（a1+4d），化为d＝2a1，由S5＝25，可得5a1+10d＝25，即a1+2d＝5，解得a1＝1，d＝2，则a n＝1+2（n﹣1）＝2n﹣1；（2）S n＝n（1+2n﹣1）＝n2，b n+b n+1＝S n＝n2，①可得b n+1+b n+2＝（n+1）2，②②﹣①可得b n+2﹣b n＝2n+1，则b20＝b2+（b4﹣b2）+（b6﹣b4）+…+（b20﹣b18）＝b2+5+9+…+37＝b2+×9×（5+37）＝b2+189，所以b2﹣b20＝﹣189．19．在边长为2的菱形ABCD中，∠BAD＝60°，点E是边AB的中点（如图1），将△ADE 沿DE折起到△A1DE的位置，连接A1B，A1C，得到四棱锥A1﹣BCDE（如图2）．（1）证明：平面A1BE⊥平面BCDE；（2）若A1E⊥BE，连接CE，求直线CE与平面A1CD所成角的正弦值．【解答】（1）证明：∵菱形ABCD，且∠BAD＝60°，∴△ABD为等边三角形，∵E为AB的中点，∴DE⊥AB，∴DE⊥BE，DE⊥A1E，又BE∩A1E＝E，BE、A1E⊂平面A1BE，∴DE⊥平面A1BE，∵DE⊂平面BCDE，∴平面A1BE⊥平面BCDE．（2）解：由（1）知，平面A1BE⊥平面BCDE，∵A1E⊥BE，平面A1BE∩平面BCDE＝BE，∴A1E⊥平面BCDE，以E为原点，ED，EB，EA1所在直线分别为x，y，z轴建立如图所示的空间直角坐标系，则A1（0，0，1），C（，2，0），D（，0，0），E（0，0，0），∴＝（，2，0），＝（，0，﹣1），＝（0，﹣2，0），设平面A1CD的法向量为＝（x，y，z），则，即，令x＝1，则y＝0，z＝，∴＝（1，0，），设直线CE与平面A1CD所成角为θ，则sinθ＝|cos＜，＞|＝||＝||＝，故直线CE与平面A1CD所成角的正弦值为．20．某中学举行篮球趣味投篮比赛，比赛规则如下：每位选手各投5个球，每一个球可以选择在A区投篮也可以选择在B区投篮，在A区每投进一球得2分，投不进球得0分；在B区每投进一球得3分，投不进球得0分，得分高的选手胜出．已知参赛选手甲在A区和B区每次投篮进球的概率分别为和，且各次投篮的结果互不影响．（1）若甲投篮得分的期望值不低于7分，则甲选择在A区投篮的球数最多是多少个？（2）若甲在A区投3个球且在B区投2个球，求甲在A区投篮得分高于在B区投篮得分的概率．解：（1）甲在A区每次投篮得分的期望为2×＝，在B区每次投篮得分的期望为3×＝，设甲选择在A区投篮的球数为x个，则x+（5﹣x）≥7，解得x≤3，所以甲选择在A区投篮的球数最多是3个．（2）甲在B区投中0个，在A区投中1，2，3个的概率为[1﹣]×＝，甲在B区投中1个，在A区投中2个或3个的概率（×××+××）×＝，甲在B区投中2个得6分，此时在A区投篮得分不可能高于B区，故甲在A区投篮得分高于在B区投篮得分的概率为+＝．21．已知点A（1，0），点B是圆O1：（x+1）2+y2＝16上的动点，线段AB的垂直平分线与BO1相交于点C，点C的轨迹为曲线E．（1）求E的方程；（2）过点O1作倾斜角互补的两条直线l1，l2，若直线l1与曲线E交于M，N两点，直线l2与圆O1交于P，Q两点，当M，N，P，Q四点构成四边形，且四边形MPNQ的面积为8时，求直线l1的方程．解：（1）由已知得，圆O1的圆心为O1（﹣1，0），半径r＝|BO1|＝4，点A（1，0），因为线段AB的垂直平分线与BO1相交于点C，所以|CA|＝|CB|，所以|CA|+|CO1|＝|CB|+|CO1|＝|BO1|＝4＞|O1A|，所以点C的轨迹是以O1，A为焦点，长轴长为4的椭圆，设曲线E的方程为+＝1（a＞b＞0），则2a＝4，c＝1，b2＝a2﹣c2＝3，所以椭圆E的方程为+＝1．（2）由题意可得直线l1，l2的斜率都存在且不为0，设直线l1的方程为y＝k（x+1），M（x1，y1），N（x2，y2），由得（3+4k2）x2+8k2x+4k2﹣12＝0，△＝（8k2）2﹣4（3+4k2）（4k2﹣12）＝144（1+k2）＞0，所以x1+x2＝﹣，x1x2＝，所以|MN|＝|x1﹣x2|＝＝＝•＝，由于直线l2过圆O1的圆心，则|PO1|＝|QO1|＝4，且P，Q两点到直线MN的距离相等，设直线l2的倾斜角为θ，则tan（π﹣θ）＝k，即tanθ＝﹣k，又点P到直线MN的距离d＝|PO1||sin2θ|＝4||＝4×＝，则四边形MPNQ的面积S＝2S△PMN＝d×|MN|＝，由于四边形MPNQ的面积为8，则＝8，解得k＝±，所以直线l1的方程为y＝±（x+1）．22．已知函数f（x）＝xlnx﹣ax2+x（a∈R）．（1）证明：曲线y＝f（x）在点（1，f（1））处的切线l恒过定点；（2）若f（x）有两个零点x1，x2，且x2＞2x1，证明：．【解答】证明：（1）f′（x）＝xlnx﹣ax2+x＝lnx+1﹣2ax+1＝lnx﹣2ax+2，f′（1）＝2﹣2a，又f（1）＝1﹣a，∴曲线y＝f（x）在点（1，f（1））处的切线方程为y﹣（1﹣a）＝（2﹣2a）（x﹣1），即y＝2（1﹣a）（x﹣），当x＝时，y＝0，故直线l过定点（，0）；（2）∵x1，x2是f（x）的两个零点，且x2＞2x1，∴，可得，∴＝＝，令t＝（t＞2），∴lnx1x2+2＝＝，构造函数g（t）＝，g′（t）＝，令h（t）＝t﹣，则h′（t）＝＞0，则h（t）在（2，+∞）上单调递增，而h（2）＝2﹣＝＞0，∴g′（t）＞0，则g（t）在（2，+∞）上单调递增，∴g（t）＞g（2）＝3ln2，可得ln（x1x2）+2＞3ln2，则ln（x1x2）＞，即x1x2＞，则＞＞．。

2021-2022学年山东省济宁市高二(上)期末数学试卷(附答案详解)

2021-2022学年山东省济宁市高二（上）期末数学试卷一、单选题（本大题共8小题，共40.0分）1. 已知空间向量a ⃗ =(−1,0,2)，b ⃗ =(1,2,−3)，则a ⃗ −2b ⃗ =( )A. (−2,−2,1)B. (−2,−2,5)C. (−3,−4,8)D. (−3,−4,−4)2. 若等比数列{a n }满足a 1+a 2=3，a 4+a 5=81，则数列{a n }的公比为( )A. −2B. 2C. −3D. 33. 如果AB >0，BC >0，那么直线Ax +By +C =0不经过的象限是( )A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限4. 已知等差数列{a n }的公差d =3，a 2是a 1与a 6的等比中项，则a 1=( )A. −4B. −1C. 1D. 45. 在三棱锥O −ABC 中，OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ⃗ ，OB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =b ⃗ ，OC ⃗⃗⃗⃗⃗=c ⃗ ，若OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =3MA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ，BN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =NC ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ，则MN⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =( ) A. −23a ⃗ +12b ⃗ +12c ⃗ B. −34a ⃗ +12b ⃗ +12c ⃗ C. −23a⃗ −12b ⃗ +12c ⃗ D. −34a⃗ +12b ⃗ −12c ⃗ 6. 在棱长为2的正方体ABCD −A 1B 1C 1D 1中，E 为线段DD 1的中点，则点A 1到直线B 1E的距离为( )A. √32B. 2√33C. √52D. 2√537. 一条光线从点(2,−3)射出，经y 轴反射后与圆(x −3)2+(y −2)2=1相切，则反射光线所在直线的斜率为( )A. 43或34B. 54或45C. −43或−34D. −54或−458. 已知圆C 1：x 2+y 2=b 2和椭圆C 2：x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0).直线y =kx 与圆C 1交于A 、A 1两点，与椭圆C 2交于B 、B 1两点．若k ∈R 时，|OB||OA|的取值范围是(1,2]，则椭圆C 2的离心率为( )A. 12B. √22 C. √32D. 34二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）9. 已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和，且a 7>0，a 6+a 9<0，则( )A. 数列{a n}为递增数列B. 数列{a n}为递减数列C. S13>0D. S14>010.已知平面α={P|n⃗⋅P0P⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =0}，其中点P0是平面α内的一定点，n⃗是平面α的一个法向量，若P0坐标为(2,3,4)，n⃗=(1,1,1)，则下列各点中在平面α内的是()A. (1,3,5)B. (4,3,2)C. (−2,3,8)D. (2,−3,8)11.已知点F是抛物线y2=2x的焦点，过点F的直线交抛物线于M、N两点，则下列结论正确的是()A. 点M到焦点F的最小距离为1B. 若点P的坐标为(2,1)，则|MP|+|MF|的最小值为52C. 以MF为直径的圆与抛物线的准线相切D. 1|MF|+1|NF|=212.已知双曲线E：x2m −y2n=1，如果下列方程表示椭圆，那么该椭圆与双曲线E有相同焦点的是()A. x22m+n +y2m=1 B. y22m+n+x2m=1C. x22m+n +y2m=−1 D. y22m+n+x2m=−1三、单空题（本大题共4小题，共20.0分）13.已知平面α的法向量为μ⃗=(1,−1,t)，平面β的法向量为υ⃗=(−2,2,6)，若α//β，则实数t=______．14.若圆x2+y2+Dx−4y−4=0和圆x2+y2−2x+F=0的公共弦所在的直线方程为x−y+1=0，则D+F=______．15.点P是椭圆x22+y2=1上的点，则P到直线l：x−y+2√3=0的距离的最小值为______．16.为增强广大师生生态文明意识，大力推进国家森林城市建设创建进程，某班26名同学在某段直线公路一侧植树，每人植一棵(各自挖坑种植)，相邻两棵树相距均为10米，在同学挖坑期间，运到的树苗集中放置在了某一树坑旁边，然后每位同学挖好自己的树坑后，均从树坑出发去领取树苗，记26位同学取树苗往返所走的路程总和为S，则S的最小值为______．四、解答题（本大题共6小题，共70.0分）17.已知四边形ABCD是空间直角坐标系Oxyz中的一个平行四边形，且A(0,1,2)，B(−2,0,5)，C(1,−2,4)．(1)求点D的坐标；(2)求平行四边形ABCD的面积S．18.已知圆C：(x−1)2+(y−2)2=36，直线l：kx−y−5k−2=0．(1)求证：直线l与圆C恒有两个交点；(2)设直线l与圆C的两个交点为A、B，求|AB|的取值范围．19.在等比数列{a n}中，已知a1=2，a4=16．(1)若b n=a n+log2a n，求数列{b n}的前n项和S n；(2)若以数列{a n}中的相邻两项a n，a n+1构造双曲线系C：x2a n2−y2a n−12=1.求证：双曲线系C中所有双曲线的渐近线、离心率都相同．20.如图所示，圆锥的高PO=4，底面圆O的半径为R，延长直径AB到点C，使得BC=R，分别过点A、C作底面圆O的切线，两切线相交于点E，点D是切线CE与圆O的切点．(1)证明：CE⊥平面POD；(2)若平面PAB与平面PDE所成锐二面角的余弦值为√15，求该圆锥的体积V．521.已知S n为数列{a n}的前n项和，且a n+2S n=1．(1)求数列{a n}的通项公式；(2)若b n=2，求数列{b n}的前n项和M n．log3a n⋅log3a n+2(3)设T n=a1+3a2+5a3+⋅⋅⋅+(2n−1)a n，若不等式(−1)nλ<T n+1对一切n∈3n N∗恒成立，求实数λ的取值范围．22.如图所示，椭圆C：x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1、F2，左、右顶点分别为A、B，P为椭圆上一点，连接PF1并延长交椭圆于点Q，已知椭圆的离心率为12，△PQF2的周长为8．(1)求椭圆C的方程；(2)设点P的坐标为(x0,y0).①当1|PF1|，1|F1F2|，1|F2P|成等差数列时，求点P的坐标；②若直线PA、PB分别与直线x=4交于点M、N，以MN为直径的圆是否经过某定点？若经过定点，求出定点坐标；若不经过定点，请说明理由．答案和解析1.【答案】C【解析】解：由于空间向量a⃗=(−1,0,2)，b⃗ =(1,2,−3)，则a⃗−2b⃗ =(−3,−4,8)；故选：C．直接利用向量的线性运算的应用求出结果．本题考查的知识要点：向量的坐标运算，向量的线性关系，主要考查学生的运算能力和数学思维能力，属于基础题．2.【答案】D【解析】解：设等比数列{a n}的公比为q，由a4+a5=(a1+a3)q3，得3q3=81，解得q=3，故选：D．设等比数列{a n}的公比为q，根据a4+a5=(a1+a3)q3即可求出q值．本题考查等比数列的通项公式，考查学生基本的运算能力，属于基础题．3.【答案】A【解析】解：∵AB>0，BC>0，∴−AB <0，−CB<0，直线Ax+By+C=0即y=−AB x−CB，那么直线Ax+By+C=0不经过第一象限，故选：A．直线Ax+By+C=0即y=−AB x−CB，根据条件即可判断出结论．本题考查了直线斜率与截距的应用，考查了推理能力与计算能力，属于基础题．4.【答案】C【解析】解：∵{a n }是等差数列，a 2是a 1与 6的等比中项，∴a 22=a 1a 6，即(a 1+3)2=a 1(a 1+15)，∴a 1=1，故选：C ．由题意可得a 22=a 1a 6，即(a 1+3)2=a 1(a 1+15)，从而即可求出a 1..本题考查等差数列的通项公式，涉及等比数列的性质，考查学生基本的运算能力，属于基础题．5.【答案】B【解析】解：如图，连接ON ，在三棱锥O −ABC 中，OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ⃗ ，OB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =b ⃗ ，OC ⃗⃗⃗⃗⃗ =c ⃗ ， ∵BN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =NC ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ，∴N 为BC 中点， OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =3MA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ，∴OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =34OA ⃗⃗⃗⃗⃗ ，所以MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12(OB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ +OC ⃗⃗⃗⃗⃗ )−34OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =−34a ⃗ +12b ⃗ +12c⃗ ．故选：B ．利用三角形法则即可得出．本题考查空间向量的求法，考查空间向量加法法则等基础知识，考查运算求解能力，属于基础题．6.【答案】D【解析】解：如图．连接B 1D 1，正方体的棱长为：2，可得A 1E =√5，B 1E =3， A 1B 1=2，△A 1B 1E 是直角三角形，设点A 1到直线B 1E 的距离为ℎ，可得12⋅B 1E ⋅ℎ=12⋅A 1E ⋅A 1B 1，解得ℎ=2√53．故选：D ．画出图形，利用已知条件求解三角形A 1B 1E 的边长，然后求解点A 1到直线B 1E 的距离．本题考查空间点线面距离的求法，三角形的解法，是基础题．7.【答案】A【解析】解：由于点A(2,−3)关于y 轴的对称点A′(−2,−3)，在其反射光线所在直线上，设反射光线所在直线的斜率为k ，则其方程为：y +3=k(x +2)，化为：kx −y +2k −3=0，由于圆C ：(x −3)2+(y −2)2=1的圆心C(3,2)，半径r =1．由切线的性质可得：√k 2+1=1，化简为：12k 2−25k +12=0，解得k =34或43，故选：A ．A(2,−3)关于y 轴的对称点A′(−2,−3)，在其反射光线所在直线上，设反射光线所在直线的斜率为k ，可得其方程为：y +3=k(x +2)，根据切线的性质，利用点到直线距离公式即可求出k ．本题考查了反射光线的性质、直线与圆相切的性质、点到直线距离公式，考查了推理能力与计算能力，属于中档题．8.【答案】C【解析】解：因为直线直线y =kx 过原点，且与圆C 1交于A 、A 1两点，故|OA|=b ，联立{y = kxx 2a 2+y 2b 2=1，消去y 得(a 2k 2+b 2)x 2−a 2b 2=0，则x B +x B 1=0，x B x B 1=−a 2b2a 2k 2+b 2，所以x B 2=a 2b 2a 2k 2+b 2，所以|OB|=√x B 2+y B 2=√x B 2+b 2(1−x B 2a 2)=√c 2a 2x B 2+b 2=√c 2b 2a 2k 2+b 2+b 2=b √c 2a 2k 2+b 2+1=b √c 2+b 2+a 2k 2a 2k 2+b 2=b √a 2(k 2+1)a 2k 2+b 2=ab √k 2+1a 2k 2+b 2，故|OB||OA|=a √k 2+1a 2k 2+b 2，令t =k 2+1，(t ≥1)，则|OB||OA|=a√t a 2t−c2=a √1a 2−c 2t，t ≥1时，a 2−c 2t∈[b 2,a 2),则|OB||OA|∈(1,ab ]=(1,2],所以ab =2，即a =2b ，所以c =√3b ，所以离心率e =ca =√32，故选：C ．根据条件求出|OA|，|OB|，得到|OB||OA|的取值范围，结合条件可得a =2b ，从而可得c =√3b ，进而可求得离心率．本题考查了椭圆的离心率的问题，属于难题．9.【答案】BC【解析】解：因为a 7+a 8=a 6+a 9<0，且a 7>0，所以a 8<0，所以公差d =a 8−a 7<0，故数列{a n }单调递减，即选项B 正确，A 错误； S 13=13(a 1+a 13)2=13a 7>0，即选项C 正确； S 14=14(a 1+a 14)2=7(a 7+a 8)<0，即选项D 错误．故选：BC ．由等差中项推广性质，可得a 8<0，从而知公差d <0，可判断选项A 和B ；根据等差数列的前n 项和公式与等差中项性质，可判断选项C 和D ．本题考查等差数列的前n 项和公式，熟练掌握等差中项及其推广性质，等差数列的前n 项和公式是解题的关键，考查逻辑推理能力和运算能力，属于中档题．10.【答案】ABC【解析】解：设平面α内的点的坐标为P(x,y,z)，则P 0P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(x −2,y −3,z −4)，因为n⃗ =(1,1,1)，是平面α的一个法向量，所以n ⃗ ⋅P 0P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =x −2+y −3+z −4=x +y +z −9=0，所以x +y +z =9，依次验证四个选项可得，选项A ，B ，C 满足等式．故选：ABC ．设平面α内的点的坐标为P(x,y,z)，利用n ⃗ ⋅P 0P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =0，得到x +y +z =9，即可得到答案．本题考查了平面法向量的理解与应用，空间向量的坐标运算，考查了逻辑推理能力与化简运算能力，属于基础题．11.【答案】BD【解析】解：对于A ：抛物线y 2=2x 的焦点为F(12,0)，准线方程为x =−12，设M(x 1,y 1)，则由抛物线的定义可得|MF|=x 1+12，因为x 1≥0，所以|MF|=x 1+12≥12，即点M 到焦点F 的最小距离为12，故A 错误；对于B ：过点M 作准线x =−12的准线，垂足为H ，如下图所示：由抛物线的定义可得|MF|=|MH|，故|MP|+|MF|=|MP|+|MH|≥|PH|=2−(−12)=52，当且仅当P ，M ，H 共线时取等号，故|MP|+|MF|的最小值为52，故B 正确；对于C ：设线段MF 的中点为S ，过S ，M 分别作准线x =−12的垂线，垂足分别为T ，H ，如图所示：设准线x =−12与x 轴的交点为R ，以MF 为直径的圆的圆心为S ，半径r =|MF|2，圆心S 到准线x =−12的距离|ST|=|MH|+|FR|2=|MF|+|FR|2>|MF|2=r ，故以MF 为直径的圆不与抛物线的准线相切，故C 错误；对于D ：设直线MN 的方程为x =my +12，设M(x 1,y 1)，N(x 2,y 2)，由{x =my +12y 2=2x ，得y 2−2my −1=0， Δ=4m 2+4>0恒成立，由韦达定理可得y 1+y 2=2m ，y 1y 2=−1，则x 1x 2=y 122⋅y 222=(y 1y 2)24=14，由抛物线的定义可得|MF|=x 1+12，|NF|=x 2+12，所以1|MF|+1|NF|=1x 1+12+1x 2+12=x 1+x 2+1(x 1+12)(x 2+12)=x 1+x 2+1x 1x 2+12(x 1+x 2)+14=x 1+x 2+114+12(x 1+x 2)+14=x 1+x 2+112(x 1+x 2)+12=x 1+x 2+112(x 1+x 2+1)=2，故D 正确．故选：BD ．根据抛物线的定义和性质逐个判断即可得出答案．本题考查抛物线的性质，解题中需要一定的计算能力，属于中档题．12.【答案】AD【解析】解：双曲线E：x2m −y2n=1，当m>0，n>0时，焦点坐标(±√ m+n,0)；椭圆x22m+n +y2m=1的焦点坐标(±√ m+n,0)；当m<0，n<0时，焦点坐标(0,±√− m−n)；y2 2m+n +x2m=−1，焦点坐标(0,±√− m−n)；故选：AD．讨论mn的符号，利用双曲线方程，求解焦点坐标即可．本题考查椭圆以及双曲线的简单性质的应用，是基础题．13.【答案】−3【解析】解：若α//β，则μ⃗//u⃗，则1−2=−12=t6，解得：t=−3，故答案为：−3．根据平面的平行关系求出法向量的平行关系，根据向量平行得到关于t的方程，解出即可．本题考查了平面的法向量，考查共线向量问题，是基础题．14.【答案】−6【解析】解：由圆x2+y2+Dx−4y−4=0和圆x2+y2−2x+F=0，两式作差得(D+ 2)x−4y−4−F=0，∵两圆的公共弦所在的直线方程是x−y+1=0，得D+24=1，所以D=2，−4−F4=1，所以F=−8，得D+F=−6，故答案为：−6．由圆的方程，利用作差法求出公共弦方程进行求解即可．本题主要考查圆的方程的应用，利用作差法求出圆的公共弦方程是解决本题的关键，是中档题．15.【答案】√6−√102【解析】解：因为点P为椭圆x22+y2=1上的点，所以设P(2cosα,sinα)，所以点P到直线l：x−y+2√3=0的距离为d=√3|√12+12=|√5(2√5cosα−1√5sinα)+2√3|√2=√5(sinβcosα−cosβsinα)+2√3|√2=√5sin(β−α)+2√3|√2，(sinβ=√5cosβ=√5)所以d min=√5+2√3|√2=√5+2√3√2=√6−√102，故答案为：√6−√102．设P(2cosα,sinα)，则点P到直线l：x−y+2√3=0的距离为d=√3|√12+12，化简即可得出答案．本题考查椭圆的性质，解题中需要一定的计算能力，属于中档题．16.【答案】3380【解析】解：将26个同学对应的26个坑分左右各13个坑，∴根据对称性：树苗放在左边13个坑，与放在对称右边的13个坑，26个同学所走的总路程对应相等，∴当树苗放在第13或第14个坑，26位同学领取树苗往返所走的路程总和最小，此时，左边13位同学所走的路程分别为{240,220,200,180,160,140,120,100,80,60,40,20,0}，右边13位同学所走的路程分别为{260,240,220,200,180,160,140,120,100,80,60,40,20}，∴S的最小值为13×260=3380米．故答案为：3380．根据对称性易知：当树苗放在第13或14个坑，26位同学领取树苗往返所走的路程总和最小，再应用等差数列前n项和的求法求26位同学领取树苗往返所走的路程总和．本题主要考查函数的实际应用，掌握等差数列的前n项和公式是解本题的关键，属于基础题．17.【答案】解：(1)设D(x,y,z)，因为四边形ABCD 是平行四边形，所以AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =DC ⃗⃗⃗⃗⃗ ，所以(−2,−1,3)=(1−x,−2−y,4−z)，所以1−x =−2，−2−y =−1，4−z =3，解得x =3，y =−1，z =1，所以D(3,−1,1)． (2)BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =(3,−2,−1)，cos <BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ，BA ⃗⃗⃗⃗⃗ >=BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅BA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |⋅|BA ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |=√4+1+9√9+4+1=12， sin <BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ，BA ⃗⃗⃗⃗⃗>=√1−(12)2=√32，所以S =|BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |⋅|BA ⃗⃗⃗⃗⃗ |⋅√32=√4+1+9⋅√9+4+1⋅√32=7√3，所以平行四边形ABCD 的面积S 为7√3．【解析】(1)设D(x,y,z)，由于四边形ABCD 是平行四边形，则AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =DC ⃗⃗⃗⃗⃗ ，即可解得x ，y ，z ，进而可得答案．(2)BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =(3,−2,−1)，由向量的数量积可得cos <BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ，BA ⃗⃗⃗⃗⃗ >，进而可得sin <BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ，BA ⃗⃗⃗⃗⃗ >，即可得出答案．本题考查向量的运算，解题中需要理清思路，属于中档题．18.【答案】(1)证明：由l ：kx −y −5k −2=0，得k(x −5)−y −2=0，联立{x −5=0−y −2=0，解得{x =5y =−2，则直线l 过定点P(5,−2)，∵|PC|=√(5−1)2+(−2−2)2=4√2<6， ∴P 在圆C 内部，则直线l 与圆C 恒有两个交点；(2)解：当直线l 与PC 垂直时，|AB|有最小值为2√36−32=4，当直线l 过圆心时，|AB|有最大值为12． ∴|AB|的取值范围是[4,12]．【解析】(1)利用直线系方程可得直线过定点P ，再说明P 在圆C 内，可得直线l 与圆C 恒有两个交点；(2)求出过点P 且与PC 垂直的弦长，再求得圆的直径，则答案可求．本题考查直线系方程的应用，考查直线与圆的位置关系，考查运算求解能力，是基础题．19.【答案】(1)解：在等比数列{a n }中，由a 1=2，a 4=16，得q =√a4a 13=√83=2，∴a n =2×2n−1=2n ，∴b n =a n +log 2a n =2n +log 22n =n +2n ，则S n =(1+2+...+n)+(21+22+...+2n ) =(1+n)n 2+2×(1−2n )1−2=n 2+n 2+2n+1−2；(2)证明：双曲线系C ：x 2a n2−y 2a n−12=1的实半轴长为a =a n =2n ，虚半轴长为b =a n−1=2n−1，则其渐近线方程为y =±bax =2n−12nx =12x ，c =√a 2+b 2=√22n +22n−2，离心率e =c a=√22n +22n−22n=√22n +22n−222n=√1+14=√52． ∴双曲线系C 中所有双曲线的渐近线、离心率都相同．【解析】(1)由已知求得等比数列的公比，即可求出等比数列的通项公式，代入b n =a n +log 2a n ，再由等差数列与等比数列的前n 项和求数列{b n }的前n 项和S n ； (2)把等比数列{a n }的通项公式代入双曲线系C ：x 2a n2−y 2a n−12=1，再由双曲线的渐近线方程及离心率公式证明结论．本题考查等比数列的通项公式，考查等差数列与等比数列的前n 项和，考查双曲线的几何性质，是中档题．20.【答案】解：(1)证明：∵圆锥的高PO =4，底面圆O 的半径为R ，延长直径AB 到点C ，使得BC =R ， ∴PO ⊥平面ACE ，∵CE ⊂平面ACE ，∴CE ⊥PO ，∵过点C 作底面圆O 的切线，点D 是切线CE 与圆O 的切点， ∴OD ⊥CE ，∵PO ∩OD =O ，∴CE ⊥平面POD ； (2)∵AE 与圆O 相切，∴AE ⊥AC ， ∵OD ⊥CE ，∴△AEC∽△DOC ，∵OD =R ，OC =2R ，∠ODC =90°，∴∠ACE =30°，∵∠EAC =90°，∴CE =2AE ，∵AE 2+AC 2=CE 2，∴AE 2+9R 2=4AE 2，解得AE =√3R ，CE =2√3R ， CD =√4R 2−R 2=√3R ，∴D 是CE 中点，以A 为坐标原点，AE 为x 轴，AC 为y 轴，过A 作平面ACE 的垂线为z 轴，建立空间直角坐标系，则P(0,R,4)，A(0,0,0)，B(0,2R,0)，C(0,3R,0)，E(√3R,0,0)，D(√32R,32R,0)，PD ⃗⃗⃗⃗⃗ =(√32R,12R,−4)，PE ⃗⃗⃗⃗⃗ =(√3R,−R,−4)，设平面PDE 的法向量n⃗ =(x,y,z)，则{n ⃗ ⋅PD ⃗⃗⃗⃗⃗ =√32Rx +12Ry −4z =0n⃗ ⋅PE ⃗⃗⃗⃗⃗ =√3Rx −Ry −4z =0，取x =√3，得n⃗ =(√3,1,R2)，平面PAB 的法向量m⃗⃗⃗ =(1,0,0)， ∵平面PAB 与平面PDE 所成锐二面角的余弦值为√155，∴|cos <m ⃗⃗⃗ ,n ⃗ >|=|m ⃗⃗⃗ ⋅n ⃗⃗ ||m ⃗⃗⃗ |⋅|n ⃗⃗ |=√3√4+R24=√155，解得R =2，∴该圆锥的体积V =13×π×R 2×4=16π3．【解析】(1)推导出PO ⊥平面ACE ，CE ⊥PO ，OD ⊥CE ，由此能证明CE ⊥平面POD ； (2)推导出AE ⊥AC ，OD ⊥CE ，从而△AEC∽△DOC ，推导出∠ACE =30°，CE =2AE ，AE =√3R ，CE =2√3R ，CD =√3R ，D 是CE 中点，以A 为坐标原点，AE 为x 轴，AC 为y 轴，过A 作平面ACE 的垂线为z 轴，建立空间直角坐标系，由平面PAB 与平面PDE 所成锐二面角的余弦值为√155，求出R =2，由此能求出该圆锥的体积．本题考查线面垂直的证明，考查圆锥体积的求法，考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识，考查运算求解能力，是中档题．21.【答案】解：(1)数列{a n }的前n 项和，且a n +2S n =1，①，当n =1时，a 1=13；当n ≥2时，a n−1+2S n−1=1，②，①−②得：a n −a n−1+2a n =0，整理得a n =13a n−1；所以数列{a n }是以13为首项，13为公比的等比数列；所以a n =13n ，(首项符合通项)，故a n =13n ． (2)由(1)得：b n =2log3a n ⋅log 3a n+2=2n(n+2)=1n −1n+2；所以M n =1−13+12−14+...+1n−1−1n+1+1n −1n+2=32−1n+1−1n+2，整理得M n =3n 2+5n2(n+1)(n+2)． (3)由(1)得：c n =(2n −1)⋅13n ；所以T n =1×13+3×132+...+(2n −1)⋅13n ，①，13T n=1×132+3×133+...+(2n −1)⋅13n+1，②， ①−②得：23T n =2×(13+132+...+13n )−13−2n−13n+1，整理得：T n =1−n+13n．不等式(−1)n λ<T n +13n 对一切n ∈N ∗恒成立，故当n =1时，−λ<13+13，整理得λ>−23，当n =2时，λ<79．故−23<λ<79．【解析】(1)直接利用数列的递推关系式的应用求出数列的通项公式； (2)利用裂项相消法在数列求和中的应用求出数列的和．(3)利用乘公比错位相减法在数列求和中的应用求出数列的和，进一步利用分类讨论思想的应用求出参数的取值范围．本题考查的知识要点：数列的递推关系式，数列的通项公式的求法，数列的求和，乘公比错位相减法在数列求和中的应用，主要考查学生的运算能力和数学思维能力，属于中档题．22.【答案】解：(1)有题意可知{c a =124a =8，解得{a =2c =1，∴b 2=a 2−c 2=3， ∴椭圆C 的方程为x 24+y 23=1．(2)①由(1)1|PF 1|+1|F 2P|=2|F 1F 2|=22c =1，令|PF 1|=m ，则|PF 2|=2a −m =4−m ， ∴1m+14−m=1，解得m =2，∴|PF 1|=|PF 2|=2，此时P(0,√3)或(0,−√3). ②由(1)可知A(−2,0)，B(2,0)，∴直线PA 的方程为y =y 0x 0+2(x +2)，直线PB 的方程为y =yx 0−2(x −2)，将x =4代入直线可得M(4,6y 0x 0+2)，N(4,2y 0x 0−2)，则圆心(4,3y 0x0+2+y 0x 0−2)，且半径R =|3y 0x0+2−y 0x 0−2|，∴以MN 为直径的圆的方程为(x −4)2+(y −3y 0x 0+2−y 0x 0−2)2=(3y 0x 0+2−y 0x 0−2)2，当y =0时，(x −4)2=12y 024−x 02，又y 02=3(1−x 024)，∴(x −4)2=9(4−x 02)4−x 02=9，解得x =7或1，∴以MN 为直径的圆过定点(7,0)或(1,0)．【解析】(1)根据题意列出关于a ，c 的方程组，解出a ，c 的值，结合b 2=a 2−c 2求出b 的值，从而得到椭圆C 的方程．(2)①由(1)1|PF 1|+1|F 2P|=1，结合椭圆的定义求出|PF 1|，|PF 2|，即可确定点P 的坐标；②根据点A ，B 的坐标表达出直线PA ，PB 的方程，进而求出M ，N 的坐标，即可得到以MN 为直径的圆的方程，令y =0求横坐标，即可得到定点坐标．本题主要考查了椭圆的标准方程，考查了圆的方程和性质，同时考查了学生的运算求解能力，属于中档题．。

2021-2022学年山东省济南市高二上学期期末数学试题(解析版)

2021-2022学年山东省济南市高二上学期期末数学试题一、单选题1．已知空间向量()1,,2a m m =+-，()2,1,4b =-，且a b ⊥，则m 的值为（） A ．103-B ．10-C ．10D ．103【答案】B【分析】根据向量垂直得2(1)80m m -++-=，即可求出m 的值. 【详解】,2(1)8010a b m m m ⊥∴-++-=⇒=-. 故选：B. 2．抛物线214x y =的准线方程为（） A ．1x =- B ．116x =-C ．1y =-D ．116y =-【答案】D 【解析】求出1216p =，即得抛物线214x y =的准线方程. 【详解】因为124p =，所以1216p =，故准线方程为116y =-．故选：D310+=的倾斜角为（） A ．3π B ．23π C ．6πD ．56π 【答案】C【分析】将直线方程转化为斜截式，进而可得倾斜角.【详解】10+=，即y =，所以倾斜角α满足tan α=，[)0,απ∈，所以6πα=，故选：C.4．已知等比数列{}n a 的各项均为正数，公比2q ，且满足2616a a =，则5a =（）A ．8B ．4C ．2D ．1【答案】A【分析】根据{}n a 是等比数列，则通项为11n n a a q -=，然后根据条件可解出112a =，进而求得58a =【详解】由{}n a 为等比数列，不妨设首项为1a由2616a a =，可得：26261216a a a =⋅=又0n a >，则有：112a = 则451282a =⨯=故选：A5．如图，在四面体OABC 中，OA a =，OB b =，OC c =，2CQ QB =，P 为线段OA 的中点，则PQ 等于（）A ．112233a b c ++B ．112233a b c --C ．112233a b c -++D ．121233a b c -++【答案】D【分析】根据空间向量的线性运算求解．【详解】由已知2132PQ OC CQ OP c CB OA =+-=+-2121()()3232c OB OC a c b c a=+--=+--121233a b c =-++，故选：D ．6．若圆()()22235x y r -++=上至少有三个点到直线4320x y --=的距离为1，则半径r 的取值范围是（） A ．()6,+∞ B ．[)6,+∞C ．(]4,6D ．[]4,6【答案】B【分析】先求出圆心()3,5-到直线4320x y --=的距离为5，由此可知当圆的半径为516r =+=时，圆上恰有三点到直线4320x y --=的距离为1，当圆的半径516r >+= 时，圆上恰有四个点到直线4320x y --=的距离为1，故半径r 的取值范围是51=6r ≥+，即可求出答案.【详解】由已知条件得()()22235x y r -++=的圆心坐标为()3,5-，圆心()3,5-到直线4320x y --=为()2243352543d ⨯-⨯--==+，∵圆()()22235x y r -++=上至少有三个点到直线4320x y --=的距离为1， ∴圆的半径的取值范围是51r ≥+，即6r ≥，即半径r 的取值范围是[)6,+∞. 故选：B .7．已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左､右焦点分别为1F ，2F ，点P 在双曲线的右支上，且213PF PF =，则双曲线离心率的取值范围是（） A ．(]1,4 B ．[)4,+∞ C ．(]1,2 D ．[)2,+∞【答案】C【分析】根据双曲线的定义求得2PF ，利用2PF c a ≥-可得离心率范围．【详解】因为122PF PF a -=，又213PF PF =，所以13PF a =，2PF a =，又2PF c a ≥-，即a c a ≥-，2ca≤，所以离心率(1,2]e ∈．故选：C ．8．如图甲是第七届国际数学家大会（简称ICME —7）的会徽图案，其主体图案是由图乙的一连串直角三角形演化而成的.已知1122334455667782OA A A A A A A A A A A A A A A ========⋅⋅⋅=，1A ，2A ，3A ，⋅⋅⋅为直角顶点，设这些直角三角形的周长从小到大组成的数列为{}n a ，令22n n b a =-，n S 为数列{}n b 的前n 项和，则99S =（）A ．8B ．9C ．10D ．11【答案】B【分析】由题意可得n OA 的边长，进而可得周长n a 及n b ，进而可得n S ，可得解. 【详解】由1122334455667782OA A A A A A A A A A A A A A A ========⋅⋅⋅=，可得2OA =3OA =⋅⋅⋅，n OA =所以112n n n n n a OA OA A A ++=++=， 22n n b a ===-所以前n 项和12213211n n S b b b n n n =+++=-+-+++-=+，所以9919S =，故选：B. 二、多选题9．已知椭圆221169x y +=与椭圆()22190169x y t t t +=-<<++，则下列说法错误的是（）A ．长轴长相等B ．短轴长相等C ．离心率相等D ．焦距相等【答案】ABC【分析】分别求出这两个椭圆的长轴长、短轴长、离心率、焦距，比较即可得到答案.【详解】由已知条件得椭圆221169x y +=中，4a =，3b =，c =则该椭圆的长轴长为28a =，短轴长为26b =，离心率为c e a ==，焦距为2c =椭圆()22190169x y t t t+=-<<++中，焦点在x 轴上，a b =c =.故选：ABC .10．已知数列{}n a 的前n 项和为n S ，则下列说法正确的是（）A ．若2111n S n n =-+，则212n a n =-B ．若()2,n S pn qn p q =+∈R ，则{}n a 是等差数列C ．若数列{}n a 为等差数列，10a >，69S S =，则78S S >D ．若数列{}n a 为等差数列，150S >，160S <，则8n =时，n S 最大【答案】BD【分析】根据等差数列的性质，逐项分析即可得到结果.【详解】由于2111n S n n =-+，当1n =时，211111119a S ==-⨯+=-，若212n a n =-，则当1n =时，1211210a =⨯-=-，又091-≠-，故A 错误；因为()2,n S pn qn p q =+∈R ，当1n =时，11a S p q ==+；当2n ≥且*n N ∈时，()()()221112n n n a S S pn qn p n q n pn q p -⎡⎤=-=+--+-=-+⎣⎦，当1n =时，上式亦满足，所以2n a pn q p =-+；所以()()()*12122,n n a a p n q p pn q p p n +-=+-+--+=∈⎡⎤⎣⎦N ，所以{}n a 是首项为p q +，公差为2p 的等差数列；故B 正确；若数列{}n a 为等差数列，10a >，69S S =，则96789830S S a a a a -=++==，即80a =，所以78S S =，故C 错误；若数列{}n a 为等差数列，150S >，160S <，所以()115158151205S a a a+==>⨯，()()()1161168916160882a a a a a a S +⨯==++<=，所以80a >，890a a +<，即80a >，90a <，设等差数列{}n a 的公差为d ，所以980d a a =-<，所以等差数列{}n a 是递减数列，所以在等差数列{}n a 中，当8n ≤且*n N ∈时0n a >，当9n ≥且*n N ∈时0n a <，所以8n =时，n S 最大，故D 正确. 故选：BD.11．数学著作《圆锥曲线论》中给出了圆的一种定义：平面内，到两个顶点A ，B 距离之比是常数()0,1λλλ>≠的点M 的轨迹是圆.若两定点()2,0A -，()2,0B ，动点M 满足MA =，则下列说法正确的是（）A ．点M 的轨迹围成区域的面积为32πB ．ABM 面积的最大值为C ．点M 到直线40x y -+=距离的最大值为D ．若圆()()222:11C x y r ++-=上存在满足条件的点M ，则半径r 的取值范围为【答案】ABD【分析】根据直接法求点M 的轨迹方程，再根据直线与圆的位置关系及圆与圆的位置关系分别判断各选项.【详解】由题意，设点(),M x y ，又2MA MB =，所以()()2222222x y x y ++=⋅-+，化简可得()22632x y -+=，所以点M 的轨迹为以点()6,0N 为圆心，42为半径的圆，所以点M 的轨迹围成的区域面积为32π，A 选项正确；又点(),M x y 满足42,42y ⎡⎤∈-⎣⎦，所以(10,822ABMSAB y ⎤=⋅∈⎦，B 选项正确；点()6,0N 到直线40x y -+=的距离()22604524211d -+==>+-，所以直线与圆相离，所以点M 到直线40x y -+=距离的最大值为524292+=，C 选项错误；由D 选项可知圆C 与圆N 有公共点，所以4242r CN r -≤≤+，且()()22610152CN =++-=，即425242r r -≤≤+，所以292r ≤≤，D 选项正确；故选：ABD.12．在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中，E 为侧面11BCC B 的中心，F 是棱11C D 的中点，若点P 为线段1BD 上的动点，则下列说法正确的是（）A ．PE 的长最小值为12B ．PE PF ⋅的最小值为148-C ．若12BP PD =，则平面PAC 截正方体所得截面的面积为98D ．若正方体绕1BD 旋转θ角度后与其自身重合，则θ的值可以是23π 【答案】BCD【分析】建立如图所示的空间直角坐标系，设1(,,)BP BD λλλλ==--，(01)λ≤≤，得(1,1,)P λλλ--，然后用空间向量法求得PE ，判断A ，求得数量积PE PF ⋅计算最小值判断B ，由线面平行得线线平行，确定截面的形状、位置，从而可计算出截面面积，判断C ，结合正方体的对称性，利用1BD 是正方体的外接球直径判断D ．【详解】建立如图所示的空间直角坐标系，正方体棱长为1，则11(,1,)22E ，(1,1,0)B ，1(0,0,1)D ，1(0,,1)2F ，1(1,1,1)BD =--，设1(,,)BP BD λλλλ==--，(01)λ≤≤，所以(1,1,)P λλλ--，11(,,)22PE λλλ=--，(PE λ==13λ=时，min PE =，A 错；1(1,,1)2PF λλλ=---，111()(1)()()(1)222PE PF λλλλλλ⋅=--+-+--2713()1248λ=--，所以712λ=时，min 1()48PE PF ⋅=-，B 正确；12BP PD =，则P 是1BD 上靠近1D 的三等分点，112(,,)333P ，取AC 上靠近C 的三等分点G ，则12(,,0)33G ，12(0,,)33PG =-，显然PG 与平面11CDD C 的法向量(1,0,0)垂直，因此//PG 平面11CDD C ，所以截面PAC 与平面11CDD C 的交线与PG 平行，作//CM PG 交11C D 于点M ，设(0,,1)M k ，则(0,1,1)CM k =-，由//CM PG 得21(1)33k --=，解得12k =，则M 与F 重合，因此取11A D 中点N ，易得//NF AC ，截面为ACFN ，它是等腰梯形，2AC =，22NF =，52AN CF ==，梯形的高为22225222h ⎛⎫- ⎪⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭324=，截面面积为12329(2)2248S =+⨯=，C 正确；(1,0,0)A ，(0,1,0)C ，1(1,1,1)B ，(1,1,0)AC =-，1(1,1,1)BD =--，11100AC BD ⋅=-+=，1AC BD ⊥，同理11AB BD ⊥，所以1BD 是平面1ACB 的一个法向量，即1BD ⊥平面1ACB ，设垂足为1O ，则111123AO C CO B B OA π∠=∠=∠=，1BD 是正方体的外接球的直径，因此正方体绕1BD 旋转θ角度后与其自身重合，至少旋转23π．D 正确．故选：BCD ．三、填空题13．已知直线60x my ++=和()2320m x y m -++=互相平行，则实数m 的值为___________. 【答案】1-【分析】根据直线平行的充要条件即可求出实数m 的值. 【详解】由直线60x my ++=和()2320m x y m -++=互相平行，得()()132012620m m m m ⎧⨯--=⎪⎨⨯--≠⎪⎩，即1m =-. 故答案为：1-.14．已知等差数列{}n a 的公差为1，且3a 是2a 和6a 的等比中项，则{}n a 前10项的和为___________. 【答案】40【分析】利用等比中项及等差数列通项公式求出首项1a ，再利用等差数列的前n 项和公式求出{}n a 前10项的和.【详解】设等差数列的首项为1a ，由已知条件得2326a a a =⋅，即()()()211125a d a d a d +=++，()()()2111215a a a +=++，解得112a =-，则10110910402S a d ⨯=+=. 故答案为：40.15．如图，把正方形纸片ABCD 沿对角线AC 折成直二面角，则折纸后异面直线AB ，CD 所成的角为___________.【答案】π630° 【分析】过点E 作CE ∥AB ，且使得CE =AB ，则四边形ABEC 是平行四边形，进而DEC ∠（或其补角）是所求角，算出答案即可.【详解】过点E 作CE ∥AB ，且使得CE =AB ，则四边形ABEC 是平行四边形，设所求角为02πθθ⎛⎫<≤ ⎪⎝⎭，于是cos |cos |DEC θ=∠.设原正方形ABCD 边长为2，取AC 的中点O ，连接DO ,BO ，则2BO DO =,BO AC DO AC ⊥⊥，而平面ACD ⊥平面ABC ，且交于AC ，所以DO ⊥平面ABEC ，则DO OE ⊥.易得，22BE AC ==//BE AC ，而,BO AC ⊥则.BO BE ⊥于是，2210OE BO BE =+=2223DE DO OE +=在DCE 中，2DC CE ==，取DE 的中点F ，则CF DE ⊥，所以3cos FE DEC CE ∠==即3cos θ6πθ=.故答案为：6π.16．抛物线的聚焦特点：从抛物线的焦点发出的光经过抛物线反射后，光线都平行于抛物线的对称轴.另一方面，根据光路的可逆性，平行于抛物线对称轴的光线射向抛物线后的反射光线都会汇聚到抛物线的焦点处.已知抛物线()220y px p =>，一条平行于抛物线对称轴的光线从点()3,1A 向左发出，先经抛物线反射，再经直线3y x =-反射后，恰好经过点A ，则该抛物线的标准方程为___________. 【答案】216y x =【分析】根据抛物线的聚焦特点，()3,1A 经过抛物线后经过抛物线焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭，再经直线3y x =-反射后经过点A ，则根据反射特点，列出相关方程，解出方程即可.【详解】设光线与抛物线的交点为B ，抛物线的焦点为F ，则可得：1,12B p ⎛⎫⎪⎝⎭抛物线的焦点为：,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭则直线BF 的方程为：11222p y x p p ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎪=- ⎪⎝⎭ ⎪- ⎪⎝⎭设直线BF 与直线3y x =-的交点为M ，则有： 112223p y x p p y x ⎧⎛⎫⎪ ⎪⎛⎫⎪ ⎪=-⎪⎪⎝⎭⎨ ⎪- ⎪⎪⎝⎭⎪=-⎪⎩解得：2222436,2121p p p M p p p p ⎛⎫-- ⎪+-+-⎝⎭则过点M 且垂直于3y x =-的直线的方程为： 222222436563212121p p p p p y x x p p p p p p ----=-++=-++-+-+-根据题意可知：点()3,1A 关于直线2256321p p y x p p --=-++-的对称点1A 在直线BF 上设点()122,A x y ，1AA 的中点为C ，则有： 2231,22x y C ++⎛⎫ ⎪⎝⎭直线1AA 垂直于2256321p p y x p p --=-++-，则有：22113y x -=- 点C 在直线2256321p p y x p p --=-++-上，则有：2222135632221y x p p p p ++--=-++- 点1A 在直线BF 上，则有： 2211222p y x p p ⎛⎫ ⎪⎛⎫⎪=- ⎪⎝⎭ ⎪- ⎪⎝⎭化简得：()80p p -= 又0p > 故8p =故答案为：216y x =【点睛】直线关于直线对称对称，利用中点坐标公式和直线与直线垂直的特点建立方程，根据题意列出隐含的方程是关键四、解答题17．已知()1,2A -，以点A 为圆心的圆被y轴截得的弦长为(1)求圆A 的方程；(2)若过点()1,2B -的直线l 与圆A 相切，求直线l 的方程. 【答案】(1)()()22124x y ++-= (2)1x =或3450x y ++=【分析】（1）根据垂径定理，可直接计算出圆的半径；（2）根据直线l 的斜率是否存在分类讨论，斜率不存在时，可得到直线方程为1x =的直线满足题意，斜率存在时，利用直线l 与圆相切，即()1,2A -到直线l 的距离等于半径，然后解出关于斜率的方程即可. (1)不妨设圆的半径为R ，根据垂径定理，可得：()22213R =+解得：2R =则圆的方程为：()()22124x y ++-= (2)当直线l 的斜率不存在时，则有：1x = 故此时直线l 与圆相切，满足题意当直线l 的斜率存在时，不妨设直线l 的斜率为k ，点()1,2B -的直线l 的距离为d 直线l 的方程为：()12y k x =--则有：22421k d k--==+解得：34k =- ，此时直线l 的方程为：3450x y ++=综上可得，直线l 的方程为：1x =或3450x y ++=18．如图，在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -中，E ，F 分别为线段AB ，11B C 的中点.(1)求点F 到平面1A CE 的距离；(2)求平面1A CE 与平面11BCC B 夹角的余弦值. 【答案】6 6【分析】（1）以D 为原点，DA 为x 轴，DC 为y 轴，1DD 为z 轴，建立空间直角坐标系.可根据题意写出各个点的坐标，进而求出平面1A CE 的法向量和EF 的坐标，点F 到平面1A CE 的距离||||EF n d n ⋅=.计算即可求出答案. （2）由（1）知平面1A CE 的法向量，在把平面11BCC B 的法向量表示出来，平面1A CE 与平面11BCC B 夹角的余弦值为cos ||||m nm n θ⋅=⋅，计算即可求出答案.(1)以D 为原点，DA 为x 轴，DC 为y 轴，1DD 为z 轴，建立如下图所示的空间直角坐标系.由于正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2和E ，F 分别为线段AB ，11B C 的中点知，1(2,0,2),(2,1,0),(0,2,0),(1,2,2)A E C F =.设平面1A CE 的法向量为(,,)n x y z =.11(2,2,2),(0,1,2)AC A E =--=-.则1122200(1,2,1)200x y z n AC n y z n A E ⎧-+-=⋅=⎧⎪⇒⇒=⎨⎨-=⋅=⎪⎩⎩. =(1,1,2)EF -.故点F 到平面1A CE 的距离122||6||141EF n d n -++⋅===++.(2)平面11BCC B 的法向量(0,1,0)m =，平面1A CE 与平面11BCC B 夹角的余弦值26cos ||||6m n m n θ⋅===⋅19．已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左焦点为()2,0F -，点F 到短袖的一个端点的6.(1)求椭圆C 的方程；(2)过点F 作斜率为k 的直线l ，与椭圆C 交于A ，B 两点，若2OA OB ⋅>-，求k 的取值范围.【答案】(1)22162x y += (2)12k >或12k <-【分析】（1）根据焦点坐标可得2c =，根据点F，然后根据222a b c =+即可；（2）先设联立直线l 与椭圆的方程，然后根据韦达定理得到A ，B 两点的坐标关系，然后根据2OA OB ⋅>-建立关于直线l 的斜率k 的不等式，解出不等式即可. (1)根据题意，已知椭圆C 的左焦点为()2,0F -，则有：2c = 点Fa =则有：b =故椭圆C 的方程为：22162x y += (2)设过点F 作斜率为k 的直线l 的方程为：()2y k x =+ 联立直线l 与椭圆C 的方程可得： ()222162y k x x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩ 则有：()222231121260k x k x k +++-=,直线l 过点F ，所以0∆>恒成立，不妨设A ，B 两点的坐标分别为：()()1122,,,A x y B x y ，则有：21221231k x x k +=-+ 212212631k x x k -=+ 又1212OA OB x x y y ⋅=+且()()2121222y y k x x =++则有：()()()()222212121212121222142OA OB x x y y x x k x x k x x k k x x ⋅=+=+++=++++将21221231k x x k +=-+，212212631k x x k -=+代入后可得：2210631k OA OB k -⋅=+ 若2OA OB ⋅>-，则有：22164031k k ->+ 解得：12k >或12k <- 20．如图，在梯形ABCD 中，AB CD ∥，四边形ACFE 为矩形，且CF ⊥平面ABCD ，112AD CD BC CF AB =====.(1)求证：EF BC ⊥；(2)点M 在线段BF （不含端点）上运动，设直线BE 与平面MAC 所成角为θ，求sin θ的取值范围.【答案】(1)证明见解析 (2)510⎝⎦【分析】（1）过C 作CH AB ⊥，垂足为H ，利用正余弦定理可证AC BC ⊥，再利用线线垂足证明线面垂直，进而可得证；（2）以C 为坐标原点，分别以CA ，CB ，CF 所在直线为x ，y ，z 轴建立空间直角坐标系，利用坐标法求线面夹角的正弦值. (1)证明：由已知可得四边形ABCD 是等腰梯形，过C 作CH AB ⊥，垂足为H ，则21122BH -==，在Rt BCH 中，221314CH BC BH =-=-=，则332sin 1CBH ∠==60CBH ∠=°，在ABC 中，由余弦定理可得，22212cos 4122132AC AB BC AB BC CBH =+-⋅⋅∠=+-⨯⨯⨯=，则222AC BC AB +=，AC BC ∴⊥，又CF ⊥平面ABCD ，AC ⊂平面ABCD ，CF AC ∴⊥，BC CF C ⋂=，BC ，CF ⊂平面BCF ，AC ∴⊥平面BCF ，又ACFE 为矩形，//AC EF ∴，则EF ⊥平面BCF ，而BC ⊂平面BCF ，EF BC ∴⊥；(2)CF ⊥平面ABCD ，且AC BC ⊥，以C 为坐标原点，分别以CA ，CB ，CF 所在直线为x ，y ，z 轴建立空间直角坐标系，则)A，()0,1,0B ，()0,0,1F，)E，M BF ∈，∴设()0,1,M a a -，则()0,1,CM a a =-，又()3,0,0CA =，设平面MAC 的法向量为(),,n x y z =，由()1030n CM a y az n CA x ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅==⎪⎩，取y a =，得()0,,1n a a =-，又()3,1,1BE =-，sin cos ,5BE n a BE n BE na θ⋅-∴=====⋅，()0,1a ∈，21112,1222a ⎛⎫⎡⎫∴-+∈ ⎪⎪⎢⎝⎭⎣⎭，则sin θ∈⎝⎦.21．已知等差数列{}n A 的首项为2，公差为8.在{}n A 中每相邻两项之间插入三个数，使它们与原数列的项一起构成一个新的等差数列{}n a . (1)求数列{}n a 的通项公式；(2)若1k a ，2k a ，⋅⋅⋅，nk a ，⋅⋅⋅是从{}n a 中抽取的若干项按原来的顺序排列组成的一个等比数列，11k =，23k =，令n n b nk =，求数列{}n b 的前n 项和n S . 【答案】(1)2,()n a n n N +=∈； (2)11()3424n n n S =+-⋅ 【分析】（1）由题意在{}n A 中每相邻两项之间插入三个数，使它们与原数列的项一起构成一个新的等差数列{}n a ，可知{}n a 的公差824d ==，进而可求出其通项公式；（2）根据题意可得1=23n n k a -⨯，进而得到1=3n n k -，再代入n b 中得1=3n n b n -⋅，利用错位相减即可求出前n 项和n S . (1)由于等差数列{}n A 的公差为8，在{}n A 中每相邻两项之间插入三个数，使它们与原数列的项一起构成一个新的等差数列{}n a ，则{}n a 的公差824d ==，{}n a 的首项和{}n A 首项相同为2，则数列{}n a 的通项公式为22(1)2,()n a n n n N +=+-=∈. (2)由于1k a ，2k a 是等比数列的前两项，且11k =，23k =，则132,6a a ==，则等比数列的公比为3，则1=23n n k a -⨯，即112=23=3n n n n k k --⨯⨯⇒，1=3n n n b nk n -=⋅.01221132333(1)33n n n S n n --∴=⨯+⨯+⨯++-⨯+⨯①.12313132333(1)33n n n S n n -=⨯+⨯+⨯++-⨯+⨯ ②.①减去②得11213(13)1121333313()31322n n nn n n S n n n --⨯--=++++-⋅=+-⋅=-+-⋅-.11()3424n n n S ∴=+-⋅. 22．已知圆()22:24F x y -+=，点()2,0E -，点G 是圆F 上任意一点，线段EG 的垂直平分线交直线FG 于点T ，点T 的轨迹记为曲线C . (1)求曲线C 的方程；(2)已知曲线C 上一点()()002,0M y y >，动圆()()222:20N x y r r -+=>，且点M 在圆N外，过点M 作圆N 的两条切线分别交曲线C 于点A ，B . （i ）求证：直线AB 的斜率为定值；（ii ）若直线AB 与2x =交于点Q ，且2BQM AQM S S =△△时，求直线AB 的方程. 【答案】(1)2213y x -=(2)（i ）答案见解析（ii ）4623310x y ++=或2211130x y +-=【分析】（1）通过几何关系可知2ET TF -=，且42EF =>,由此可知点T 的轨迹是以点E 、F 为焦点，且实轴长为2的双曲线，通过双曲线的定义即可求解；（2）（i ）设点()11,A x y ，()22,B x y ，直线AB 的方程为y kx m =+，将直线方程与双曲线方程联立利用韦达定理及0MA MB k k +=求出()()2230k k m ++-=，即得到直线AB 的斜率为定值；（ii ）由（i ）可知124x x m +=，由已知可得122122AQM BQMS x S x -==-△△，联立方程即可求出1x ，2x 的值，代入2123x x m =+即可求出m 的值，即可得到直线方程.(1)由题意可知2ET TF TG TF FG -=-==, ∵4EF ==,且2EF >,∴根据双曲线的定义可知，点T 的轨迹是以点E 、F 为焦点，且实轴长为2的双曲线，即1a =，2c =，2223b c a =-=，则点T 的轨迹方程为2213y x -=； (2)（i ）设点()11,A x y ，()22,B x y ，直线AB 的方程为y kx m =+，联立2213y x y kx m ⎧-=⎪⎨⎪=+⎩得()2223230k x kmx m ----=，其中230k -≠，且()()22224433k m k m ∆=+-+()221230m k =-+>，12223km x x k +=-，212233m x x k+=--， ∵曲线C 上一点()()002,0M y y >，∴()2,3M ，由已知条件得直线MA 和直线MB 关于2x =对称，则0MA MB k k +=，即121222033x x y y --+=--，整理得()()()()121223320x y y x --+--=， ()()()()121223320x kx m kx m x -+-++--=()()()1212223430kx x m k x x m +--+--=， ()()()2222322343033k m km m k m k k +---+--=--，()()221230k m k m +++-=，即()()2230k k m ++-=，则2k =-或32m k =-，当32m k =-，直线方程为()3223y kx k k x =+-=-+，此直线过定点()2,3，应舍去，故直线AB 的斜率为定值2-.（ii ）由（i ）可知124x x m +=，2123x x m =+由已知得12AQM BQMS S =△△，即122122AQM BQM S x S x -==-△△，当122122x x -=-时，2122x x =-， 1211224x x x x m +=+-=，即1423m x +=，2823m x -=， 2124282333m m x x m +-=⋅=+，解得1m =或3123m =-，但是当1m =时，0∆=，故应舍去，当3123m =-时，直线方程为4623310x y ++=，当122122x x -=--时，2162x x =-，即164x m =-，286x m =-， ()()21264863x x m m m =--=+，解得1m =（舍去）或1311m =，当1311m =时，直线方程为2211130x y +-=,故直线AB 的方程为4623310x y ++=或2211130x y +-=.。

2021-2022学年湖北省黄冈市高二上学期期末数学试题(解析版)

2021-2022学年湖北省黄冈市高二上学期期末数学试题一、单选题1．若()()0,1,2,2,5,8A B 在直线l 上，则直线l 的一个方向向量为（） A ．()3,2,1 B ．()1,3,2 C ．()2,1,3 D ．()1,2,3【答案】D【分析】由题意可得首先求出直线上的一个向量AB ，即可得到它的一个方向向量，再利用平面向量共线（平行）的坐标表示即可得出答案．【详解】∵ ()()0,1,2,2,5,8A B 在直线l 上， ∴ 直线l 的一个方向向量(2,4,6)AB =，又∵1(1,2,3)(2,4,6)2=，∴(1,2,3)是直线l 的一个方向向量．故选：D ． 2．“14a =”是直线()1:2110l a x ay --+=与直线2:210l x ay +-=平行的（） A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充要条件 D ．既不充分也不必要条件【答案】C【分析】先根据直线平行的充要条件求出a ，然后可得. 【详解】若14a =，则1:240l x y +-=，2:220l x y +-=，显然平行；若直线12l l ∥，则2(21)a a a -=-且()2a a --≠，即14a =. 故“14a =”是直线()1:2110l a x ay --+=与直线2:210l x ay +-=平行的充要条件. 故选：C3．已知圆222(0)x y r r +=>与直线2y kx =+至少有一个公共点，则r 的取值范围为（） A ．2r > B ．1rC ．2rD ．02r<【答案】C【分析】利用点到直线距离公式求出圆心到直线2y kx =+的距离范围，从而求出r 的取值范围.【详解】圆心()0,0到直线2y kx =+的距离2221d k=≤+，当且仅当0k =时等号成立，故只需2r 即可. 故选：C4．已知等差数列{},n n a S 为其前n 项和，且23452534,52a a a a a a +++==，且42a a >，则9S =（） A ．36 B ．117C ．36-D ．13【答案】B【分析】根据等差数列下标的性质，2534a a a a +=+，进而根据条件求出25,a a ，然后结合等差数列的求和公式和下标性质求得答案.【详解】由题意，42a a >，即{}n a 为递增数列，所以52a a >，又()234525253421734a a a a a a a a +++=+⇒⇒+==，又2552a a =，联立方程组解得：25134,a a ==.于是，()99155911227992a a a S a +⨯====. 故选：B.5．已知四棱锥P ABCD -，底面ABCD 为平行四边形，,M N 分别为PC ，PD 上的点，1,3CM PN ND CP ==，设,,AB a AD b AP c ===，则向量MN 用{},,a b c 为基底表示为（）A ．121333a b c ++B ．121333a b c --C ．111366a b c --+D ．211366a b c --+【答案】D【分析】通过寻找封闭的三角形，将相关向量一步步用基底表示即可.【详解】11()32MN MC CA AN PC AC AD AP =++=-++11()()()32BC BP AB AD AD AP =--+++ 11(+)()()32AD AP AB AB AD AD AP =--+++ 211366AB AD AP =--+211366a b c =--+.故选：D6．（2016新课标全国Ⅱ理科）已知F 1，F 2是双曲线E ：22221x y a b -=的左，右焦点，点M 在E 上，M F 1与x 轴垂直，sin 2113MF F ∠= ,则E 的离心率为 A ．2 B ．32C ．3D ．2【答案】A【解析】【详解】试题分析：由已知可得，故选A.【解析】1、双曲线及其方程；2、双曲线的离心率.【方法点晴】本题考查双曲线及其方程、双曲线的离心率.，涉及方程思想、数形结合思想和转化化归思想，考查逻辑思维能力、等价转化能力、运算求解能力，综合性较强，属于较难题型. 由已知可得，利用双曲线的定义和双曲线的通径公式，可以降低计算量，提高解题速度.7．已知{}n a 是等比数列，且1232341,2a a a a a a ++=++=，则 567a a a ++=（） A ．16 B ．32 C ．24 D ．64【答案】A【分析】由等比数列的定义先求出公比，然后可解..【详解】1232341231,()2a a a a a a a a a q ++=∴++=++=，得2q4567123()16a a a a a a q ∴++=++=故选：A8．已知椭圆22:143x y C +=的上下顶点分别为,A B ，一束光线从椭圆左焦点射出，经过A反射后与椭圆C 交于D 点，则直线BD 的斜率BD k 为（） ABCD ．32【答案】B【分析】根据给定条件借助椭圆的光学性质求出直线AD 的方程，进而求出点D 的坐标计算作答.【详解】依题意，椭圆22:143x y C +=的上顶点A，下顶点(0,B ，左焦点1(1,0)F -，右焦点2(1,0)F ，由椭圆的光学性质知，反射光线AD 必过右焦点2F ，于是得直线AD的方程为：y =由223412y x y ⎧=⎪⎨+=⎪⎩8(,5D，则有(5805BD k ==- 所以直线BD 的斜率BD k故选：B 二、多选题9．已知数列{}n a 为等差数列，{}n b 为等比数列，{}n a 的前n 项和为n S ，若16113a a a π++=，1598b b b =，则（）A ．1111S π=B ．210461sin2a ab b += C ．3783a a a π++= D ．374b b +≥ 【答案】ACD【分析】根据题意得6a π=，52b =，再根据等差数列与等比数列的性质依次求解即可得答案.【详解】解：因为数列{}n a 为等差数列，{}n b 为等比数列，16113a a a π++=，1598b b b =，所以1611633a a a a π+==+，即6a π=，315958b b b b ==，即52b =，对于A 选项，()1111161111112a a S a π+===，故正确；对于B 选项，2210646522,4a a a b b b π+====，所以21046sinsin 12a ab b π+==，故错误；对于C 选项，设等差数列{}n a 的公差为d ，则37866663233a a a a d a d a d a π++=-++++==，故正确；对于D 选项，由52b =得37,0b b >，故237375224b b b b b +≥==，当且仅当372b b ==时等号成立，故正确；故选：ACD10．如图，抛物线22(0)y px p =>的焦点为F ，过F 的直线交拋物线于,A B 两点，过 ,A B 分别作抛物线准线的垂线，垂足分别为,P Q ，则下列说法正确的有（）A ．若AB x ⊥轴，则2AB p =B ．若()()1122,,,A x y B x y ，则12y y 为定值2pC ．2||4PQ AF BF =D ．以线段AF 为直径的圆与y 轴相切【答案】ACD【分析】根据给定条件设出直线AB 的方程，再结合抛物线的定义、性质逐项分析、计算并判断作答.【详解】抛物线22(0)y px p =>的焦点为(,0)2pF ，准线为：2p x =-，显然直线AB 不垂直于y 轴，设其方程为：2p x my =+，由222p x my y px⎧=+⎪⎨⎪=⎩消去x 并整理得：2220y pmy p --=，设()()1122,,,A x y B x y ，当AB x ⊥轴时，0m =，12,y p y p ==-，则12||||2AB y y p =-=，A 正确； 212y y p =-，即12y y 为定值2p -，B 不正确；过点B 作BM AP ⊥交AP 于M ，如图，显然四边形BMPQ 为矩形，由抛物线定义知，||||||||||||||AM AP BQ AF BF =-=-，则2222||||PQ BM AB AM ==-()()224AF BFAF BF AF BF =+--=，C 正确；由抛物线定义知，1||2p AF x =+，线段AF 中点横坐标1012||22px x AF +==，即线段AF 中点到y 轴距离是1||2AF ，所以以线段AF 为直径的圆与y 轴相切，D 正确. 故选：ACD11．已知：()()1,0,1,0A B -，直线,AP BP 相交于P ，直线,AP BP 的斜率分别为12,k k ，则（）A ．当122k k ⋅=-时，P 点的轨迹为除去,AB 两点的椭圆 B ．当122k k ⋅=时，P 点的轨迹为除去,A B 两点的双曲线C ．当122k k =时，P 点的轨迹为一条直线 D ．当122k k -=时，P 的轨迹为除去,A B 两点的抛物线【答案】ABD【分析】设点(,)P x y ，11AP yk k x ==+，21BP y k k x ==-. 逐个代入选项化简1k 与2k 的关系式，来验证选项即可得到答案. 【详解】设点(,)P x y ，11AP yk k x ==+，21BP y k k x ==-. 当122k k ⋅=-时，=11y yx x ⋅+-2-， 22222222(1)1(1)12y y y x x x x ⇒=-⇒=--⇒+=≠±-. 故P 点的轨迹为除去,A B 两点的椭圆，A 正确；当122k k ⋅=时，222222=222(1)1(1)1112y y y y y x x x x x x ⋅⇒=⇒=-⇒-=≠±+--，故P 点的轨迹为除去,A B 两点的双曲线，B 正确；当122k k =时，12112(1)2(1)311yk x x x x x y k x x -+===⇒-=+⇒=-+-. 20,0k y ≠∴≠，即不含点(3,0)-，∴轨迹是一条直线不含(3,0)-，C 错误；当122k k -=时，则2=21(1)11y y y x x x x -⇒=-+≠±+-. 故P 的轨迹为除去,A B 两点的抛物线，D 正确. 故选：ABD.12．棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -的侧面11ABB A (含边界)内有一动点P ，则（）A ．若1111,1B P mB B nB A m n =++=，则 1110B P B D ⋅= B ．若11(01)A P A B λλ=<<，则110C P BD ⋅= C ．若()11111111,22B P PA A E AC A D ==+，则 1123E B P A ⋅=- D ．若()1111112A E AC A D =+，则存在非零向量1B P 使111B P A E ⋅=- 【答案】BCD【分析】对于每一个选项中所出现的向量用基底表示，然后通过分析或计算数量积就可以对每一个选项进行判断.【详解】对于A ，1111,1B P mB B nB A m n =++=，则11111111(1())B P n B B nB A B B A B B n B =+-=-+111111()B P B B B A B B n BP nBA ⇒-=-⇒=，从而可知点P 在线段1BA 上，由于11B D 不垂直侧面11ABB A ，故1110B P B D ⋅=不成立，所以A 错误；对于B ，易证111AC B D ⊥，11BC B D ⊥，从而可知1B D ⊥平面11ABC ，由11(01)A P A B λλ=<<，可知点P 在线段1BA 上，因此11B D C P ⊥，所以110C P B D ⋅=，B 正确；对于C ，11B P A E ⋅=()()11111111111224PA AC A D PA AC A D +=+⋅⋅ ()()11111111111112431()6B A B AC AD AC A D B B A +=+=⨯⋅+⋅ ()11111111()26B B A B A D B A =+⋅+ 11111111111111221()6B B B B B A B A D A B A A A B D ⋅+⋅+⋅+⋅= 12(0040)63=+-+=-，故C 正确；对于D ，设1111B P B B B A λμ=+，所以11B P A E ⋅=()()1111111111111111(222)()AC A D A B A D B B B A B B B A λμλμ+=++⋅+⋅ ()111111112(2)B B B A A B A D λμ+⋅=+ 11111111111111221()2B B B B B A B A D A B A D A B A λλμμ⋅+⋅+⋅+=⋅ 1(004)0221μμ+-+-==-=，得12μ=，从而可知1B P 不会是零向量，故D 正确.故选：BCD 三、填空题13．直线y x b =+与曲线x =b 的取值范围是__________．【答案】11b -<≤或b =【分析】根据曲线方程得曲线的轨迹是个半圆，数形结合分析得两种情况：（1）直线与半圆相切有一个交点；（2）直线与半圆相交于一个点，综合两种情况可得答案.【详解】由曲线x 221(0)x y x +=≥，表示以原点为圆心，半径为1的右半圆，y x b =+是倾斜角为4π的直线与曲线x =（1）直线与半圆相切，根据d r =，所以1d ==，结合图像可得b =（2）直线与半圆的上半部分相交于一个交点，由图可知11b -<≤. 故答案为：11b -<≤或2b =-.【点睛】方法点睛：处理直线与圆的位置关系时，若两方程已知或圆心到直线的距离易表达，则用几何法；若方程中含有参数，或圆心到直线的距离的表达较繁琐，则用代数法；如果x 或y 有限制，需要数形结合进行分析.14．数列{}n a 的前n 项和为()*,2n n n S S n n =-∈N ，则{}n a 的通项公式为________.【答案】11,1,21, 2.n n n a n -=⎧=⎨-≥⎩【分析】讨论1n =和2n ≥两种情况，进而利用1,1,,2n n n n S n a S S n -=⎧=⎨-≥⎩求得答案.【详解】由题意，1n =时，111a S ==，2n ≥时，()1121n n S n --=--，则()()11122121n n n n n n a S S n n ---=-=--+-=-，于是，11,1,21, 2.n n n a n -=⎧=⎨-≥⎩ 故答案为：11,1,21, 2.n n n a n -=⎧=⎨-≥⎩15．已知抛物线22(0)y px p =>的焦点为F ，过焦点F 的直线交抛物线与,P Q 两点，且1PF 18FQ+=，则拋物线的准线方程为________. 【答案】18x =-【分析】根据题意作出图形，设直线PQ 与x 轴的夹角为α，不妨设||||PF QF ≥，设抛物线的准线与x 轴的交点为E ，过点P 作准线与x 轴的垂线，垂足分别为,P H '，过点Q 分别作准线和x 轴的垂线，垂足分别为,Q G '，进一步可以得到||||||||||||cos PF PP EH EF FH p PF α'===+=+，进而求出||PF ，同理求出||QF ，最后解得答案.【详解】设直线PQ 与x 轴的夹角为(0)2παα<≤，根据抛物线的对称性，不妨设||||PF QF ≥，如图所示.设抛物线的准线与x 轴的交点为E ，过点P 作准线与x 轴的垂线，垂足分别为,P H '，过点Q 分别作准线和x 轴的垂线，垂足分别为,Q G '. 由抛物线的定义可知，||||||||||||cos ||1cos pPF PP EH EF FH p PF PF αα'===+=+⇒=-，同理：||||||||||||cos ||1cos pQF QQ EG EF GF p QF QF αα'===-=-⇒=+,于是，111cos 1cos 218||||4p PF QF p p p αα-++=+==⇒=，则抛物线的准线方程为：18x =-.故答案为：18x =-.16．1202年意大利数学家列昂那多－斐波那契以兔子繁殖为例，引人“兔子数列”，又称斐波那契数列.即1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,该数列中的数字被人们称为神奇数，在现代物理，化学等领域都有着广泛的应用.若此数列各项被3除后的余数构成一新数列{}n a ，则数列{}n a 的前2022项的和为________. 【答案】2276【分析】由数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,各项除以3的余数，可得{}n a 为1,1,2,0,2,2,1,0,1,1,2,0,2,2,1，知{}n a 是周期为8的数列，即可求出数列{}n a 的前2022项的和.【详解】由数列1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,各项除以3的余数，可得{}n a 为1,1,2,0,2,2,1,0,1,1,2,0,2,2,1，{}n a ∴是周期为8的数列，一个周期中八项和为112022109+++++++=，又202225286=⨯+，∴数列{}n a 的前2022项的和2022252982276S =⨯+=. 故答案为：2276. 四、解答题17．已知数列{}n a 满足11a =，()*11n n n n a a a a n ++-=∈N .(1)求数列{}n a 的通项公式；(2)记[]lg n n b a =-，其中[]x 表示不超过x 的最大整数，如[]0.60=，[]lg661=. （i ）求1b 、23b 、123b ；（ii ）求数列{}n b 的前1000项的和. 【答案】(1)1n a n=； (2)（i ）10b =，231b =，1232b =；（ii ）1893.【分析】（1）推导出数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列，确定该数列的首项和公差，即可求得数列{}n a 的通项公式；（2）（i ）利用对数函数的单调性结合题中定义可求得1b 、23b 、123b 的值；（ii ）分别解不等式0lg 1n ≤<、1lg 2n ≤<、2lg 3n ≤<，结合题中定义可求得数列{}n b 的前1000项的和. (1)解：因为11a =，()*11n n n n a a a a n ++-=∈N ，则221a a -=，可得212a =， 331122a a -=，可得313a =，以此类推可知，对任意的N n *∈，0n a ≠.由()11N n n n n a a a a n *++-=∈，变形为111111n n n n n n a a a a a a ， 1n a ⎧⎫∴⎨⎬⎩⎭是一个以1为公差的等差数列，且首项为111a ，所以，()1111n n n a =+-⋅=，因此，1n a n=.(2)解：（i ）[][]lg lg n n b a n =-=，则[][]1lg100b ===，1023100<<，则1lg10lg 23lg1002=<<=，故[]23lg 231b ==， 1001231000<<，则2lg100lg123lg10003=<<=，故[]123lg1232b ==；（ii ）lg10003=，当0lg 1n ≤<时，即当110n ≤<时，[]lg 0n b n ==，当1lg 2n ≤<时，即当10100n ≤<时，[]lg 1n b n ==，当2lg 3n ≤<时，即当1001000n ≤<时，[]lg 2n b n ==，因此，数列{}n b 的前1000项的和为09190290031893⨯+⨯+⨯+=.18．如图，四边形ABCD 为矩形，1AB =，2AD =，E 为AD 的中点，BE 与AC 交于点F ，GF ⊥平面ABCD .(1)若3GAF π∠=，求AG 与BD 所成角的余弦值；(2)若AF FG =，求直线EG 与平面ABG 所成角的正弦值. 【答案】(1)1615 【分析】（1）以A 为原点，AD 、AB 所在的直线为x 、y 轴，以过A 点垂直于面ABCD 的直线为z 轴，建立空间直角坐标系，利用空间向量法可求得AG 与BD 所成角的余弦值；（2）计算出平面ABG 的法向量，利用空间向量法可求得直线EG 与平面ABG 所成角的正弦值. (1)解：如图，以A 为原点，AD 、AB 所在的直线为x 、y 轴，以过A 点垂直于面ABCD 的直线为z 轴，建立空间直角坐标系，223AC AB AD =+=，//AD BC ，则AEF CBF ∽△△，则12AF AE CF BC ==，故133AF AC == 因为GF ⊥平面ABCD ，AF ⊂平面ABCD ，则GF AF ⊥，若3GAF π∠=，则tan13GF AF π==，故()0,0,0A 、()0,1,0B 、()2,0,0D、21,13G ⎫⎪⎪⎝⎭，则21,133AG ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭，()2,1,0BD =-，113cos ,62333AG BD AG BD AG BD ⋅<>===⋅⨯. 因此，若3GAF π∠=，则AG 与BD 所成角的余弦值为16.(2)解：若3AF FG ==，则2E ⎫⎪⎪⎝⎭、2133G ⎝⎭， 21363EG ⎛=- ⎝⎭，()0,1,0AB =，21333AG ⎛= ⎝⎭，设平面ABG 的法向量为(),,n x y z =，则0213033n AB y n AG x y z ⎧⋅==⎪⎨⋅=++=⎪⎩，取3x =(3,0,2n =-，6152cos ,252EG n EG n EG n⋅<>===⋅⨯ 所以直线EG 与平面ABG 1519．已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的一个焦点F 与抛物线24y x =的焦点重合，椭圆上的动点到焦点F 21. (1)求椭圆的标准方程；(2)过F 作一条不与坐标轴垂直的直线l 交椭圆于,M N 两点，弦MN 的中垂线交x 轴于P ，当l 变化时，PFMN是否为定值? 若是，定值为多少? 【答案】(1)2212x y +=(2)【分析】(1)由抛物线24y x =方程求出其焦点坐标，结合椭圆的几何性质列出a b c ，，，的方程，解方程求a b c ，，，由此可得椭圆方程，(2)联立直线椭圆椭圆方程，求出弦MN的长和其中垂线方程，再计算PFMN ，由此完成证明.(1)抛物线的交点坐标为（1，0），1c ∴=，又1,a c a +=∴= 又222b a c =-，∴ 21b =，∴椭圆的标准方程为2212x C y +=：. (2)设直线l 的斜率为k ，则直线l 的方程为(1)y k x =-，联立22(1)12y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩消元得到2222124220k x k x k +-+-=（），显然0∆>， 22121222422,1212k k x x x x k k -+==++，12MN x ∴=-=∴MN ∴==，又MN 的中点坐标为2222(,)1212k kk k-++，直线l 的中垂线的斜率为1k - ∴ 直线l 的中垂线方程为2222121()+121212k k k y x x k k k k k =---=-+++，令220,12k y x k ==+，2222111212k k PF k k +∴=-=++，4PF MN ∴=. 【点睛】求定值问题常见的方法有两种：(1)从特殊入手，求出定值，再证明这个值与变量无关．(2)直接推理、计算，并在计算推理的过程中消去变量，从而得到定值．20．如图，在直三棱柱111ABC A B C -中，11,,AA AB AC AB AC M ===⊥，N 分别是棱 1,CC BC 的中点，点P 在线段11A B 上.(1)当直线PN 与平面111A B C 所成角最大时，求线段1A P 的长度；(2)是否存在这样的点P ，使平面PMN 与平面1AC C 6，若存在，试确定点P 的位置，若不存在，说明理由. 【答案】(1)12 (2)存在， A 1P =14【分析】（1）作出线面角，因为对边为定值，所以邻边最小时线面角最大；（2）建立空间直角坐标系，由向量法求二面角列方程可得. (1)直线PN 与平面A 1B 1C 1所成的角即为直线PN 与平面ABC 所成角，过P 作PH AB H ⊥于,PNH ∠即PN 与面ABC 所成的角，因为PH 为定值，所以当NH 最小时线面角最大，因为当P 为中点时，NH AB ⊥,此时NH 最小，即PN 与平面ABC 所成角最大，此时112A P =.(2)以AB ,AC ,AA 1为x ,y ,z 轴建立空间坐标系，则： A （0,0,0),B (1,0,0),C (0,1,0),A 1(0,0,1) 设111(1,0,0)A P A B λλ===00λ（，，）(,0,1)P λ∴，111001222N M （，，），（，，），11111122222NP NM λ=--=-（，，），（，，），设平面PMN 的法向量为,,)n x y z =（，则00NP n NM n ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，即11220x y z x y z λ⎧⎛⎫--+=⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪-++=⎩，解得1(3,21,22)n λλ=+-，平面AC 1C 的法向量为2(1,0,0)n =121222126cos ,98458414n n n n n n λλλλ⋅====+-+-+ 21168104λλλ∴-+==，.所以P 点为A 1B 1的四等分点，且A 1P =14.21．如图，已知抛物线2:2(0)C y px p => 的焦点为F ，点(),02p T t t ⎛⎫> ⎪⎝⎭是x 轴上一定点，过F 的直线交C 与,A B 两点.(1)若过T 的直线交抛物线于,D E ，证明,D E 纵坐标之积为定值；(2)若直线,AT BT 分别交抛物线C 于另一点,P Q ，连接,P Q 交x 轴于点M .证明：,,OF OT OM 成等比数列.【答案】(1)证明见解析 (2)证明见解析【分析】（1）设直线方程为x my t =+，联立抛物线方程用韦达定理可得；（2）借助（1）中结论可得各点纵坐标之积，进而得到F 、T 、Q 三点横坐标关系，然后可证. (1)显然过T 的直线斜率不为0，设方程为x my t =+，联立22y px =，消元得到2220y pmy pt --=， 2D E y y pt ∴=-.(2)由（1）设11223344(,,(,),(,),(,)A x y B x y P x y Q x y ），因为AP 与BQ 均过T (t ,0)点，可知13242,2y y pt y y pt =-=-，又AB 过F 点，所以212y y p =-，如图：2212344y y y y p t ∴=，2344y y t ∴=-,设M (n ，0）,由（1）类比可得223422,42,t y y pn t pn n p∴=-∴==.22,,2p t OF OT t OM p ===，且2222p t t p=⨯，∴,,OF OT OM 成等比数列.22．已知等差数列{}n a 各项均不为零，n S 为其前n 项和，点()211,n n a S -+在函数()2(1)f x x =-的图像上.(1)求{}n a 的通项公式；(2)若数列{}n b 满足13nn n a b -=，求{}n b 的前n 项和n T ； (3)若数列{}n c 满足114(1)n n n n n c a a -+=-，求{}n c 的前n 项和的最大值、最小值.【答案】(1)21n a n =- (2)1133n n n T -+=-(3)最大值为43，最小值为45【分析】（1）将点代入函数解析再结合前n 和即可求解；（2）运用错位相减法或分组求和法都可以求解；（3）将数列{}n c 的通项变形为111(1)()2121n n c n n -=-+-+，再求和，通过分类讨论从单调性上分析求解即可. (1)因为点211,n n a S -+（）在函数2()(1)f x x =-的图像上，所以222111n n n S a a -=+-=（），又数列{}n a 是等差数列，所以121212(21)(21)22n n n a a aS n n --+=⨯-=⨯-，即21(21),n n S n a -=-所以2(21)n n a n a =-，0,21n n a a n ≠∴=-；(2)解法1：11211213(1)21233333n n n n n n n n n n n b --------+-===-+， 1300121131()11210...2333331nn n n n n T ----∴=-+-++-+-=111333n n n ---+-=1133n n -+-，解法2：012211352321 (33333)n n n n n T ----=+++++， ① 123111352321...333333n n n n n T ---=+++++， ② ①-② 得 12311211112112112(...)233333333n n n n n n n T ----=+++++-=--， 1133n n n T -+∴=-； (3) 11114(21)(21)11(1)(1)(1)()(21)(21)2121n n n n n n n n n c a a n n n n ---+-++=-=-=-+-+-+ 记{}n c 的前n 项和为n W ，则n W =112311111111...()()()...(1)()1335572121n n c c c c n n -++++=+-+++++-+-+ 111121n n -=+-+（），当n 为奇数时n W 1121n =++随着n 的增大而减小，可得413n W <≤，当n 为偶数时n W 1121n =-+随着n 的增大而增大，可得415n W ≤<，所以n W 的最大值为43，最小值为45.。

2020-2021学年高二数学期末复习题选择性必修第一册第一章空间向量与立体几何(含答案)

2020-2021学年高二数学人教A 版（2019）期末复习题第一章空间向量与立体几何一、选择题1.已知空间点()()1,,5,2,7,2A a B a ---,则AB 的最小值是( )A ．B ．C ．D ．2.若向量(,4,5),(1,2,2)a x b =--=-,且a 与b 的夹角的余弦值为,则实数x 的值为( ) A.-3 B.11 C.3 D.-3或113.已知(2,1,4),(1,1,2),(7,5,)a b c m =-=--=，若,,a b c 共面，则实数m 的值为( ) A.607B.14C.12D.6274.在空间直角坐标系中, 点()3,4,5P 与点(3,4,5)Q --的位置关系是（） A.关于x 轴对称B.关于xOy 平面对称C.关于坐标原点对称D.以上都不对二、填空题5.如图，已知正方体1111ABCD A B C D -棱长为4，点H 在棱1AA 上，且11HA =，在侧面11BCC B 内作边长为1的正方形1,EFGC P 是侧面11BCC B 内一动点，且点P 到平面11CDD C 距离等于线段PF 的长，则当点P 运动时，2HP 的范围是__________.6.若(2,1,2),(6,3,2)a b =-=-,且()a b a λ+⊥,则实数λ= .7.如图,在底面是直角梯形的四棱锥P ABCD -中,侧棱PA ⊥底面,,90,2,1ABCD BCAD ABC PA AB BC AD ∠=︒====,则AD 到平面PBC 的距离为_______.三、多项选择题8.已知空间中三点()()()0,1,0,2,2,0,1,3,1A B C -,则下列说法不正确的是( )A.AB 与AC 是共线向量B.与AB 同向的单位向量是⎫⎪⎪⎝⎭C.AB 与BCD.平面ABC 的一个法向量是()1,2,5-9.已知点P 是平行四边形ABCD 所在的平面外一点,如果(2,1,4),(4,2,0),(1,2,1)AB AD AP =--==--,则下列结论正确的是( )A.AP AB ⊥B.AP AD ⊥C.AP 是平面ABCD 的法向量D.APBD10.设,,a b c 是任意的非零空间向量,且两两不共线,则下列结论中正确的有( ) A.()()0⋅-⋅=a b c c a b B.||||||-<-a b a bC.()()⋅-⋅b a c c a b 不与c 垂直D.22(32)(32)9||4||+⋅-=-a b a b a b11.设,a b 为空间中的任意两个非零向量,下列各式中正确的有( ) A.22||=a a B.2⋅=a b ba aC.222()⋅=⋅a b a bD.222()2-=-⋅+a b a a b b四、解答题12.ABC △的内角,,A B C 对的边为,,a b c ,向量(,3)m a b =与(cos ,sin )n A B =平行. (1)求角A ;（2）若2,a =求b c +的取值范围.13.如图,在边长为2的正三角形ABC 中,点,,D E G 分别是边,,AB AC BC 的中点,连接DE ,连接AG 交DE 于点F .现将ADE 沿DE 折叠至1A DE 的位置,使得平面1A DE ⊥平面BCED ,连接1,AG EG .求点B 到平面1A EG 的距离.14.如图，在三棱柱111ABC A B C -中，已知四边形11AA C C 为矩形，16AA =，4AB AC ==，160BAC BAA ∠=∠=︒，1A AC ∠的角平分线AD 交CC 于D ．（1）求证：平面BAD ⊥平面11AA C C ；（2）求二面角111A B C A -的余弦值．15.如图,在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -中,E 为1BB 的中点.(1)求1D E 的长；(2)求异面直线AE 与1BC 所成的角的余弦值.16.如图,在三棱锥S ABC -中,侧面SAB 与侧面SAC 均为等边三角形,90BAC ∠=︒,O 为BC 中点．(1)证明：SO ⊥平面ABC ； (2)求二面角A SC B --的余弦值参考答案1.答案：C2.答案：A3.答案：B4.答案：A 点()3,4,5P 与点()3,4,5Q --的横坐标相同,而纵、竖坐标分别互为相反数,所以两点关于x 轴对称.5.答案：11322,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦ 根据题意,以D 为原点建立空间直角坐标系如下图所示:作'HM BB ⊥交'BB 于M ,连接PM 则HM PM ⊥作'PN CC ⊥交'CC 于N,则PN 即为点P 到平面11CDD C 距离设(),4,P x z ,则()()()1,4,3,4,4,3,0,4,F M N z ()04,04x z ≤≤≤≤ 由题意点P 到平面11CDD C 距离等于线段PF 的长所以PN PF =由两点间距离公式可得x =化简得()2213x z -=-,则210x -≥解不等式可得12x ≥综上可得142x ≤≤ 则在Rt HMP ∆中222HP HM MP =+()()222443x z =+-+-()224421x x =+-+-()2322x =-+142x ⎛⎫≤≤ ⎪⎝⎭所以211322,4HP ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦ 答案: 11322,4⎡⎤⎢⎥⎣⎦6.答案：919-7.2分析知,,AB AD AP 两两垂直,∴可建立以A 为坐标原点,,,AB AD AP 所在的直线分别为x 轴、y 轴、z 轴的空间直角坐标系(如图所示),则()()()()()()0,0,0,2,0,0,2,2,0,0,0,2,2,0,2,0,2,0A B C P PB BC =-=,设平面PBC 的法向量为(),,a b c =n ,则0PB BC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n ,即22020a c b -=⎧⎨=⎩,取1a =,则0,1b c ==,则()1,0,1=n 是平面PBC 的一个法向量.又(2,0,0),AB AD =平面,PBC ∴所求距离为||||AB ⋅=n n . 8.答案：ABC解析：对于A,(2,1,0),(1,2,1)AB AC ==-,所以不存在实数λ,使得AB AC λ=,则AB 与AC 不是共线向量,所以A 错误;对于B,因为(2,1,0)AB =,所以与AB同向的单位向量为⎫⎪⎪⎝⎭,所以B 错误;对于C,向量(2,1,0),(3,1,1)AB BC ==-,所以cos ,||||AB BC AB BC AB BC ⋅〈〉==-,所以C 错误;对于D 项,设平面ABC 的一个法向量是(,,),(2,1,0),(1,2,1)x y z AB AC ===-n ,所以0,0,AB AC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n 则20,20,x y x y z +=⎧⎨-++=⎩令1x =,则平面ABC 的一个法向量为(1,2,5)=-n ,所以D 正确.故选ABC. 9.答案：ABC 解析：0,0,,AB AP AD AP AB AP AD AP ⋅=⋅=∴⊥⊥,则选项A,B 正确.又AB 与AD 不平行,AP∴是平面ABCD 的法向量,则选项C 正确.(2,3,4),(1,2,1),BD AD AB AP BD =-==--∴与AP 不平行,故选项D 错误. 10.答案：BD解析：根据空间向量数量积的定义及性质,可知⋅a b 和⋅c a 是实数,而 c 与 b 不共线,故()⋅a b c 与()⋅c a b 一定不相等,故A 错误；因为2[()()]()()()⋅-⋅⋅=⋅-⋅⋅b a c c a b c b a c c a b c ,所以当⊥a b ,且⊥a c 或⊥b c 时,[()()]0⋅-⋅⋅=b a c c a b c ,即()()⋅-⋅b a c c a b 与 c 垂直,故C 错误；易知BD 正确.故选BD. 11.答案：AD解析：由数量积的性质和运算律可知AD 是正确的.12.答案：（1）由于(,3)m a=与(cos sin )n A B =+平行，∴sin cos 0a B A =，∴sin sin cos A B B A ，∵sin 0B ≠，∴tan A ， ∵0πA <<，∴π3A =.（2）∵π2,3a A ==，∴22sin R A == ∴2ππ2(sin sin )2sin sin 4sin 36b c R B C R B B B ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+=+-=+ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭， ∵2πππ5π0,3666B B <<<+<， ∴1πsin 126B ⎛⎫<+≤ ⎪⎝⎭， ∴24b c <+≤. 解析：13.答案：连接BE .以F 为坐标原点,1,,FG FE FA 所在直线分别为,,x y z 轴,建立空间直角坐标系,如图所示,则111,0,,0,,0,2B A E G ⎫⎛⎫⎛⎫-⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 1331331,,0,0,,,,,0222EB EA EG ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴=-=-=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭.设平面1A EG 的法向量为(,,)x y z =n ,则11023102EA y n EG x y ⎧⋅=-=⎪⎪⎨⎪⋅=-=⎪⎩n ,取x =则3,y z ==,则=n 是平面1A EG 的一个法向量,∴点B 到平面1A EG 的距离||||EB d ⋅===n n 解析：14.答案：解：（1）如图，过点D 作//DE AC 交1AA 于E ，连接CE BE ，，设AD CE O ⋂=，连接BO ，1AC AA ⊥，DE AE ∴⊥，又AD 为1A AC ∠的角平分线，∴四边形AEDC 为正方形， CE AD ∴⊥，又AC AE =，BAC BAE ∠=∠，BA BA =，BAC BAE ∴≅△△，BC BE ∴=，又O 为CE 的中点，CE BO ∴⊥，又AD ，BO ⊂平面BAD ，AD BO O ⋂=，CE ∴⊥平面BAD ．又CE ⊂平面11AA C C ，∴平面BAD ⊥平面11AA C C . （2）在ABC △中，4AB AC ==，60BAC ∠=︒，4BC ∴=，在RtBOC △中，12CO CE ==BO ∴=又4AB =，12AO AD ==222BO AO AB +=，BO AD ∴⊥，又BO CE ⊥， AD CE O ⋂=，AD ，CE ⊂平面11AA C C ，BO ∴⊥平面11AA C C ，故建立如图空间直角坐标系0xyz -，则(2,2,0)A -，1(2,4,0)A ，1(2,4,0)C -，1B ，11C B ∴=，1(4,6,0)AC =-，11(4,0,0)C A =，设平面11AB C 的一个法向量为()111,,m x y z =，则111m C B m AC ⎧⊥⎪⎨⊥⎪⎩，11111460220x y x y -+=⎧⎪∴⎨++=⎪⎩，令16x =，得(6,4,m =-，设平面111A B C 的一个法向量为()222,,n x y z =，则1111n C B n C A ⊥⎧⎨⊥⎩，222240220x x y =⎧⎪∴⎨++=⎪⎩，令2y =，得(0,2,1)n =-，92cos ,||||102m n m n mn ⋅∴<>==⋅⋅，故二面角111A B C A --解析：15.答案：(1)以AD ,AB ,1AA 的正方向分别为x 轴､y 轴､z 轴的正方向建立空间直角坐标系, 则()12,0,2D ,()0,2,1E ,可得1(03D E ==, 所以1D E 的长为3.(2)由(1)的坐标系,可得()0,0,0A ,()0,2,1E ,()0,2,0B ,()12,2,2C ,所以()0,2,1AE =,()12,0,2BC =,设异面直线AE 与1BC 所成的角为θ,所以111cos cos ,5AE BC AEBC AE BC θ⋅====, 即异面直线AE 与1BC. 解析：16.答案：(1)由题设AB AC SB SC SA ====,连结,OA ABC △为等腰直角三角形,所以OA OB OC ===,且AO BC ⊥,又SBC △为等腰三角形,故SO BC ⊥,且SO =,从而222OA SO SA +=．所以SOA △为直角三角形,SO AO ⊥．又AO BO O =．所以SO ⊥平面ABC ．(2)取SC 中点M ,连结,AM OM ,由(1)知,SO OC SA AC ==,得,OM SC AM SC ⊥⊥． OMA ∠∴为二面角A SC B --的平面角．由AO BC AO SO SO BC O ⊥⊥=，，得AO ⊥平面SBC ．所以AO OM ⊥,又AM =,故sin AO AMO AM ∠===所以二面角A SC B --。

2021-2022学年河北省沧州市高二(上)期末数学试卷+答案解析(附后)

2021-2022学年河北省沧州市高二（上）期末数学试卷一、单选题（本大题共8小题，共40分。

在每小题列出的选项中，选出符合题目的一项）1.已知直线l 的方程为，则其倾斜角是( )A.B.C.D.2.如图，在正方体中，，，，若E 为的中点，F 在BD 上，且，则等于( )A.B.C.D.3.已知等差数列的前n 项和为，若，，则( )A.B.C. 4D. 84.已知抛物线，则抛物线C 的焦点到其准线的距离为( )A. 2B. 4C. D.5.在数列中，，，则( )A. 985B. 1035C. 2020D. 20706.在空间直角坐标系中，点关于y 轴的对称点为点B ，则点到直线AB 的距离为( )A.B.C.D. 67.已知点A 为直线上任意一点，O 为坐标原点，则以OA 为直径的圆除过定点外还过定点( )A.B. C. D.8.如图是等轴双曲线形拱桥，现拱顶距离水面6米，水面宽米，若水面下降6米，则水面宽( )A.米B.米C.米D.米二、多选题（本大题共4小题，共20分。

在每小题有多项符合题目要求）9.已知椭圆C ：，则下列关于椭圆C 的结论正确的是( )A. 焦点坐标为，B. 长轴长为4C. 离心率为D. 直线与C无交点10.已知圆，直线圆C上恰有3个点到直线l的距离为3，则m的值为( )A. B. C. 12 D. 1711.已知点P为双曲线右支上一点，A、B分别为圆、上的动点，则的值可能为( )A. 2B. 6C. 9D. 1212.如图，在正四棱柱中，，，点E在上，且则下列说法正确的是( )A.B. 异面直线与所成角的正切值为2C.平面DBED. 直线BE与平面所成角的正弦值为三、填空题（本大题共4小题，共20分）13.已知向量与是平面的两个法向量，则__________.14.已知直线：与：之间的距离为，则__________.15.已知，，，…，为抛物线C：上的点，F为抛物线的焦点．在等比数列中，，，，…，则的横坐标为__________.16.已知数列的通项公式为，记数列的前n项和为则__________，的最小值为__________.四、解答题（本大题共6小题，共70分。

2021-2022学年贵州省仁怀市周林高级中学高二上学期期末模拟一数学试题(Word)

仁怀市周林高中2021-2022学年度第一学期期末模拟高二数学（文理卷1）1.（理）命题“若x 2≠4，则x ≠2且x ≠2”的否命题为（）（A ）若x 24，则x ≠2且x ≠2（B ）若x 2≠4，则x 2且x 2（C ）若x 2≠4，则x 2或x 2（D ）若x 24，则x2或x2（文）已知命题p :“x∈R ，x 2≠x ”，则p 是（）2R ,x ≠x （B ）x∈R ,x 2＝x （C ）x 0∈R ,x 02≠x 0（D ）x 0∈R ,x 0（A ）x∈＝x 022.已知命题p :直线mx 2y 60与直线x (m 1)y m 10互相平行，命题q :m1，则q 是p 的（）（A ）充分不必要条件（B ）必要不充分条件（C ）充要条件（D ）既不充分也不必要条件3.已知直线l:xy m ＝0与圆O :x 2y 2＝4交于不同的两点A，B .若圆周上存在一点C ，使得△ABC 为等边三角形，则实数m 的值为（）（A ）2（B ）22（C ）2（D ）64.已知某几何体的三视图如下图所示，其正视图为矩形，侧视图为等腰直角三角形，俯视图是上、下底分别为6,3，高为3的直角梯形，则该几何体的体积为（）（A ）54（B ）27（C ）（D ）45227222225.（理）圆心在直线x y 40上，且经过两圆x y 6x 40和x y 6y 280交点的圆的方程为（）（A ）x y x 7y 320（B ）x y x 7y 160（C ）x y 4x 4y 90（D ）x y 4x 4y 802222（文）若圆C 1:x y 2x 2y 10与圆C 2:x y 4x 6y m0有且仅有3条22222222公切线，则实数m （）（A ）23（B ）12（C ）3（D ）42x 的焦点为l ，P 为抛物线上一点，且PA l ，A 为垂足.6.设抛物线y 2F ，准线为若AFP60，则PF（A ）o 1（B ）1（C ）2（D ）42C 均为顶点，D 为棱的中点）的表面展开图如图所示，则7.已知一个正方体（其中A ,B ,在原正方体中，异面直线AC 与BD 所成角的余弦值为（）AB（）DC第7题图（A）1（B）15 31531010（D）1010（C）8.若A,B为双曲线E的左、右顶点，点M在E上，△ABM为等腰三角形，且顶角为120，则E的离心率为（）（A）5（B）3（C）2（D）29.（理）下列命题中为真命题的是（A）若空间直线l1与l2无公共点，则l1//l2（B）若直线l1,l2与平面所成角相等，则l1//l2（C）x∈R，x3＞0（D）x0∈R，lgx（文）已知函数f(x)x e x，则 ( )（A）x1为f(x)的极小值点（B）x1为f(x)的极大值点（C）x1为f(x)的极小值点（D）x1为f(x)的极大值点10.（理）若a(2,1,3)，b(1,4,2)，c(7,5,)三向量共面，则实数等于 ( )（A）62（B）63（C）64（D）65 7777（文）在正方体ABCD A1B1C1D1中，已知点E是棱A1B1的中点，则直线AE与平面（）BDD1B1所成角的正弦值为（A）11531010（B）（C）（D）3151010x2y211.（理）椭圆1上的点到直线x2y20的最大距离为（）164（A）3（B）11（C）22（D）101y lnx ax(a∈R)在[2，∞)上是减函数，则a的取值范围是（）（文）若函数x111（A）∞,1（B）∞,（C）∞,（D）,∞444812.已知O是坐标原点，过抛物线C:y＝4x焦点的直线交C于A,B两点，则OA OB（）2（A）－3（B）3（C）2（D）213.（理）若直线l 1:3x4y 120与l 2:ax 8y 110互相平行，则l 1与l 2间的距离为．3（文）已知a 为非零常数，若曲线（处的切线与坐标轴围成f x ）（1，（f 1））＝x －x ＋a 在点的三角形的面积为1，则a ＝．x 2y 23(a ＞b ＞0)的离心率为14.已知椭圆221，F 1,F 2为椭圆的左、右焦点，过F 2作2a b 椭圆的弦AB ．若△AF 1B 的周长为16，则该椭圆的方程是．15.已知l,m 是不同的直线，,是不同的平面，给出下列命题：①//，ll//；②l//m ，m l//；③若l，l//，则；④若lm ,m，则l．其中正确的命题是．（写出所有正确命题的序号）16.已知同底的两个圆锥的顶点均在球O 的球面上，且两圆锥的高之比为3:1.若两圆锥的底面半径为3，则球O 的表面积为．17.已知直线l 经过两直线2x y 30和4x3y 50的交点，且与直线x y 20垂直．（I）求直线l 的方程；（II）若以点C(3,0)为圆心的圆截直线l 所得线段的长为22，求圆C 的方程．18.（理）已知圆O :x y 4及点P(0,4)，Q(2,3).（I）若点B 是圆O 上的动点，求线段PB 中点C 的轨迹方程；（II）过点Q 作圆O 的两条切线，切点分别为M ,N ，求直线MN 的方程.（文）设命题设命题q:实数mp :直线mxy 10与圆(x 2)2y 24有公共点；22x 2y 21，且此方程表示双曲线.满足方程m12m（I）若“p∧q ”为真命题，求实数m 的取值范围；（II）若“p∧q ”为假命题，且“p∨q ”为真命题，求实数m 的取值范围.19.（理）如图，四边形ABDE 是直角梯形，平面ABC ⊥平面ABDE ，△ABC 是等边三角形，D AE ⊥AB ，BD ＝2AE .（I）若F 为CD 的中点，证明：EF //平面ABC ；E F（II）若AB ＝BD ，求直线BE 与平面BCD 所成角的余弦值.ABC第19题(理)图（文）在R t△ABC 中，ABC ＝90，AB ＝2，BC ＝23，D 为AC 的中点，AE BD于E ，延长AE 交BC 于F ，如图（1）所示.现将△ABD 沿BD 折起，使点A 到A 1位置，且二面角A1BDC 的大小是45，如图（2）所示.（I）求证：平面A 1EF平面BCD ；（II）求三棱锥E A 1BF 的体积.22AE DECBA 1D F图(2)CBF图(1)第19题(文)图20.（理）已知椭圆M :y x 1(a ＞b ＞0)的上、下顶点分别为A 1，A 2，上焦点为F ，2＋2＝a b 222离心率e ＝，过F 且垂直于y 轴的直线被椭圆M 截得的线段长为.33（I）求椭圆C 的标准方程；（II）若直线l 与M交于不同的两点A，B ，且线段AB 中点P 的横坐标为，求直线l 的斜率k 的取值范围.12x 2y 26(a ＞b ＞0)的离心率为0)，倾斜角（文）已知椭圆G :221，右焦点为(22，3a b 2).为45的直线l 与G 交于A,B 两点，以AB 为底边作等腰三角形，顶点为P(3，（I）求椭圆G 的方程；（II）求△PAB 的面积.ACBC21.（理）直三棱柱ABCA 1B 1C 1中，（I）证明：BC平面A 1ACC 1；（II）求二面角A 1BD C 1的大小．1AA 1，DC1BD .D 是棱AA 1的中点，2C1A 1D第21题(理)图AB 1CBP（文）如图，四棱锥P ABCD 中，BC //AD ，BC 1,AD 2,AC CD ，且平面PCD平面ABCD ．（I）求证：ACPD ；（II）在线段PA 上是否存在点E ，使BE //平面PCD ？若存在，确定点E 的位置；若不存在，请说明理由．ABCD第21题(文)图1)，且与直线l 1:y 1相切，圆心C 的轨迹为E .22.（理）已知动圆C 过定点F(0，（I）求E 的方程；（II）若直线l 2交轨迹E 于P，Q 两点，且PQ 中点的纵坐标为2，求PQ 的最大值.（文）已知函数（f x ）g x ）＝a x ．＝ax lnx ，（（I）当a ＝1时，求函数y ＝（图象上的点到直线xg x ）22y 1＝0的距离的最小值；f x ）≤g （x ）（II）是否存在正实数a ，使（对一切正实数x 都成立？若存在，求出a 的取值范围；若不存在，请说明理由．仁怀市周林高中2021-2022学年度第一学期期末模拟高二数学（文理卷1）答案1.（理）D（文）D2.C3.C【解析】取弦AB的中点D，连接OD，则OD AB，连接OA.由x2y2＝4，得半径OA＝2，因为△ABC为等边三角形，所以圆心是△ABC的中心，所以1|00m|1，由点到直线的距离公式，有1，得m＝OD＝OA＝＝2221（1）4.C【解析】根据三视图得几何体的直观图为2.V11145AB BC BF DE EF GF2322．5.（理）A（文）C6. C【解析】由抛物线的定义知，PA PF及AFP60o知，△APF为等边三角形，设准线l与x轴交于点B，则FAB30o，由抛物线的方程知，BF1，所以411PF AF2BF，即PF.故选C.227. B【解析】将展开图还原成正方体，并在左边补全一个与原正方体大小相同的正方体，如图所示：CAE DB易知BD//AE，所以异面直线AC与BD所成角即为AC与AE所成的锐角或直角.设正方体的棱长为2，则AE5，AC23，CE13，由余弦定理，AE2AC2CE2(5)2(23)2(13)215得cos CAE，即异面直线AC 2AE AC152523与BD所成角的余弦值为15.158. D9.（理）D（文）C10.（理）D（文）D11.（理）D（文）A12. Ax2y27115.①③13.（理）（文）a2 14.164216.16π【解析】如图所示，设球O的半径为R，小圆锥的高VO1x，则大圆锥的高SO13x，由题意得3x R R x，解得xR.在Rt△AOO1中，由勾股定理，得2S(3)R R 2222，得R 2，所以球O 的表面积S 球=4πR 2=16π.R ORxA17.【解析】（I）由2x y 30,x 2,1．解得即交点(2,)4x 3y 50,y1,O 1V设直线l的斜率为k ，因为l 与直线x y 20垂直，所以k 1，得直线l的方程为y 1x 2，即x y 10．（II）设圆C 的半径为r ，则圆心为C 到直线l 的距离为d|301|2，由垂径定2理，得r d 2224|AB |22，所以圆C 的方程为(x 3)2y 24．18.（理）（I）x (y 2)1（II）2x 3y 4233（文）（I）∞,；（II）,144(2,∞)19.（理）【解析】（I）略；（II）10.方法1（向量法）：以BC 中点O 为坐标原点，OA5的方向为x 轴正方向，OC 的方向为y 正方向建立空间直角坐标系.方法2（几何法）：略.19.（文）【解析】（I）证：∵BD AE ，∴BDA 又∵A 1EBD EF ，1E ，∴BD平面A 1EF ，∵A 1F平面A 1EF ，∴A 1F BD ．AE BDECBD F图(2)CA 1EF ＝E ，F图(1)第19题(文)图o 22（II）∵ABC ＝90，AB ＝2，BC ＝23，∴AC ＝AB BC ＝4，∵D 为AC 的中点，∴BD ＝BE ＝1o ∴△ABD 为正三角形，∴BAF ＝30，AC ＝AD ＝2＝AB ，2231o BD ＝1，∴在R t △ABF 中，BF ＝AB tan BAF ＝2tan30＝，在32R t △BEF 中，EF ＝BF2BE 2＝322，在R t△A 1BE 中，A 1E ＝A 1B BE ＝3，3又二面角A1BD C 的大小是45，根据（I）可知，且BE 为三棱锥BA A 1EF ＝45，1EF的高，∴S △A 1EF ＝o o 11322，从而VE A BF＝VB A EFA 1E EF sin A 1EF ＝3112232411221＝.＝S △A 1EF BE ＝33412另解：VE A BF＝VA BEF.11x 2y 2b 220.（理）【解析】（I）设F ，将x ＝－c 代入2＋2＝1中，得y ＝±，因为过F（c ，0）a b a22b 2且垂直于y 轴的直线被椭圆M 截得的线段长为，所以＝1，……①结合a3a 2＝9，y 2c 22222，……②及a ＝b ＋c ，……③得故M 的方程为＋x 2＝1．e ＝＝29a 3b ＝1，2y 121，＋x 1＝19（x 1，y 1），（B x 2，y 2）（II）设A ，P－，y 0，则两式相减，得22y 2＋x 2＝1，2922y 1（y 1＋y 2）（y 1－y 2）－y 222得易知，（x 1＋x 2）（x 1－x 2）＝0，＋x 1－x 2＝0，＋991x 1＋x2，－＝y －y 2y 1＋y 21（y 1－y 2）x 1＋x 222x 1≠x 2，于是及k ＝1代＝0，将＋x x 29（x 1－x 2）2y y1－2y ＝1＋202y 2y 09112入上式中，得，将x＝－代入k ＋－＝0，从而得y 0＝＋x ＝1，得92k 29233333333933y ＝±，∴－，即－，得k ＞3，或＜y 0＜＜＜22222k 2（3，k ＜－3，即直线l 的斜率k 的取值范围是.＋∞）（－∞，－3）x 2y 2x 2y 261；1联（文）【解析】（I）（II）由e，得设l:y x m ，与31241243mx x ,1222(x 1,y 1)，B(x 2,y 2)，由韦达定理得立，得4x 6mx3m 120.设A 2x x 3m 12,1241m23m m 从而AB 中点坐标为由4得m2，即l:y x 2，所以S△PAB,，1，3443m 413929.22221.（理）（1）略；（2）30（文）（I）略；（II）存在，E 为PA 中点22.（理）【解析】(I)设圆心C(x,y)，由圆心到直线l 1的距离等于CF ，得(y 1)x (y 1)，2化简，整理，得圆心C 的轨迹E 的方程为x 4y .222(II)易知，直线l 2的斜率存在，可设l 2的方程为ykx b ，P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)，y kx b ，2)，联立2消去y ，得x 24kx 4b 0，PQ 中点为D(x 0，x 4y ，x1x 24k，xx 22有(4k)16b 0，由韦达定理，得则x12k ，从而2x 1x24b，2kxb ，即b 22k 2.由弦长公式，得PQk 21(x1x 2)24x 1x2(k 21)(2k 2)6，当且仅当k 1(4k)4(4b)4k 12k ≤422时，取“”号，此时，＞0，故PQ 的最大值为6.k212k 2，即k222222'x ）（文）【解析】（I）当a ＝1时，（g x ）＝2x ．设与直线x ＝x ，则g（y 1＝0平行，2且与抛物线（g x ）＝x 相切的直线方程为xy c ＝0，切点为，则切线的斜率（x 0，g （x 0））1'x 0）（x 0）k ＝g（1，得x 0＝，从而g ＝g ＝2x 0＝1，得两平行直线的距离为412111＝，将，代入x y c ＝0中，24241214得c ＝＝3232，得所求距离的最小值为．88（II）由（，得axf x ）≤g （x ）22（x）ln x ≤a 2x 2，即a 2x 2ax lnx≥0，设h ＝a x （x）（x）]min ≥0．由h 'x ）得h （ax ln x ，则只需[h ＝2a 2x a （ax 1）1（2ax 1），因为＝x x11（x）在，∞上为增函数，由h（a ＞0，x ＞0，由h（'x）'x）＞0，得x ＞，h ＜0，得a a1112（x）在0，上为减函数，所以[h0＜x ＜，h （x）]min ＝h ＝a a a a得a ≥1．1a2a 11ln ≥0，a a。

广东省广州市重点高中2021-2022学年高二下学期期末考试数学模拟卷(一)含答案

种 C.20种A. B. C.D．C．234，空间中的动点P 满足22PB PC += ，则2⎤⎦C．4⎡⎣与抛物线x y 42=相交于B A ,两点，设直线C.2分，共20分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求），若()()30,20E X D X ==，则B．将一组数据中的每个数据都加上同一个常数后，方差恒不变，若()1P p ξ>=，则(10P ξ-<≤次射击中，击中目标的次数为X ，且()10,0.9X B ~，则当项，则下列说法中正确的有（）B．所有项的系数和为123项D．有理项共5项11.如图，点M 是棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中的侧面11ADD A 上的一个动点（包含边界），则下列结论正确的是（）A．有无数个点M 满足1CM AD ⊥B．当点M 在棱1DD 上运动时，1MA MB +的最小值为31+C．若12MB =，则动点M 的轨迹长度为π4D．在线段1AD 上存在点M ，使异面直线1MB 与CD 所成的角是3012.已知P 为双曲线22221x y a b-=右支上的一个动点（不经过顶点），1F ，2F 分别是双曲线的左，右焦点，12PF F △的内切圆圆心为I ，过2F 做2F A PI ⊥，垂足为A ，下列结论正确的是（）A．I 在定直线上B．1212PF F IF F S S △△为定值C．OA 为定值D．AP 为定值三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分.13.已知ABC 的外心为O，2AO AB AC =+ ，||||1AO AB == ，则AO AC ⋅=________．14.设数列{}n a 的前n 项和为n S ，写出{}n a 的一个通项公式n a =________，满足下面两个条件：①{}n a 是单调递减数列；②{}n S 是单调递增数列.15.已知椭圆()221112211:10x y C a b a b +=>>与双曲线()222222222:10,0x y C a b a b -=>>有相同的焦点12F F ､，椭圆1C 的离心率为1e ，双曲线2C 的离心率为2e ，点P 为椭圆1C 与双曲线2C 的第一象限的交点，且123F PF π∠=，则1212e e e e +的取值范围是________．16.某市公租房的房源位于A ,B ,C 三个片区，设每位申请人只能申请其中一个片区的房子，申请其中任一个片区的房屋是等可能的，则该市的任4位申请人中，申请的房源在2个片区的概率是_________.四、解答题：本题共6小题，共70分.解答应写出文字说明、证明过程或验算步骤.17.在ABC △中，5,cos 43B C π∠==．（1）求cos A 的值；（2）点D 为边BC 上的动点（不与C 点重合），设AD DC λ=，求λ的取值范围．18.已知数列{}n a 的前n 项的和为n S ，且满足*21()n n S a n N =-∈.（1）求数列{}n a 的通项公式n a 及n S ；（2）若数列{}n b 满足|15|n n b S =-，求数列{}n b 的前n 项的和n T .19.如图，AB 是圆O 的直径，点C 是圆O 上异于,A B 的点，直线PC ⊥平面ABC ，,E F 分别是PA ，PC 的中点.（1）记平面BEF 与平面ABC 的交线为l ，求证：直线l //平面PAC ；（2）若2PC AB ==，点C 是 AB 的中点，求二面角E l C --的正弦值.20.为调查禽类某种病菌感染情况，某养殖场每周都定期抽样检测禽类血液中A 指标的值.养殖场将某周的5000只家禽血液样本中A 指标的检测数据进行整理，绘成如下频率分布直方图（1）根据频率分布直方图，估计这5000只家禽血液样本中A 指标值的中位数（结果保留两位小数）；（通过长期调查分析可知，该养殖场家禽血液中A 指标的值X 服从正态分布()27.4,2.63.N （i）若其中一个养殖棚有1000只家禽，估计其中血液A 指标的值不超过10.03的家禽数量（结果保留整数）；（ii）在统计学中，把发生概率小于1%的事件称为小概率事件，通常认为小概率事件的发生是不正常的.该养殖场除定期抽检外，每天还会随机抽检20只，若某天发现抽检的20只家禽中恰有3只血液中A 指标的值大于12.66，判断这一天该养殖场的家禽健康状况是否正常，并分析说明理由.参考数据：①3170.022750.00001,0.977250.7≈≈；②若()2,X N μσ ，则;9545.0)22(;6827.0)(≈+≤≤-≈+≤≤-σμσμσμσμX P X P 21.已知椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 短轴长为2，F 是C 的左焦点，B A ，是C 上关于x 轴对称的两点，ABF ∆周长的最大值为8．（1）求椭圆C 的标准方程；（2）斜率为k 且不经过原点O 的直线l 与椭圆C 交于N M ,两点，若直线ON OM ,的斜率分别为21,k k ，且212k k k =，求直线l 的斜率，并判断22||||ON OM +的值是否为定值？若为定值，试求出此定值；否则，说明理由．22.已知函数2()4ln ,f x x x a x a =-+∈R ，函数()f x 的导函数为()f x '．（1）讨论函数()f x 的单调性；（2）若()f x '有两个零点()1212,x x x x <，且不等式()12f x mx ≥恒成立，求实数m 的取值范围．绝密★启用前2022年广州市重点高中高二下数学期末考试模拟卷（一）数学试题答案及评分参考评分说明:1．本解答给出了一种或几种解法供参考，如果考生的解法与本解答不同，可根据试题的主要考查内容比照评分参考制订相应的评分细则．2．对计算题，当考生的解答在某一步出现错误时，如果后继部分的解答未改变该题的内容和难度，可视影响的程度决定后继部分的给分，但不得超过该部分正确解答应得分数的一半；如果后继部分的解答有较严重的错误，就不再给分．3．解答右端所注分数，表示考生正确做到这一步应得的累加分数．4．只给整数分数．选择题不给中间分．一．选择题（1）D （2）B （3）D （4）A （5）B （6）A（7）D （8）A二．多选题（9）BCD （10）BD （11）AC （12）ABC三．填空题（13）32（14）12n⎛⎫ ⎪⎝⎭（答案不唯一）（15）3,1,42⎡⎫⎪⎢⎪⎣⎭（16）271416解析：解析：总可能事件数：8134=，当其中一个人分到一个片区，其他三人分在另一个片区：24121314=C C C ，也可以：相当于031--不定项分配：2433003314=A C C C ，当其中二个人分到一个片区，其他二人分在另一个片区：相当于2-2-0分配到三个地方去：183322002224=A A C C C ，所以2714811824=+四、解答题：17.解：（1）在ABC △，5cos 3C =，所以22sin 1cos 3C C =-=.……………………………………………1分所以cos cos cos sin sin cos cos 4444A C C C C πππππ⎛⎫⎛⎫=--=-+=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2225221023236-=⨯-⨯=（2）由（1）可知2210cos 06A -=<，所以2A π>．因为sin sin AD DC C DAC =∠，所以sin 2sin 3sin AD C DC DAC DACλ===∠∠．因为0DAC BAC <∠∠≤，所以sin (0,1]DAC ∠∈．…………10分所以2,3λ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭．…………………………………………………………………………………………………12分18.解析：（1）由21n n S a =-得：1121S a =-，即11a =，由21n n S a =-得：1121n n S a ++=-，两式相减得:1122n n n a a a ++=-，即12n n a a +=，即数列{}n a 是以1为首项，2为公比的等比数列，则12n n a -=，则122112n n n S -==--.…………………………………………………………………………………………………6分（2）由（1）知：|216|nn b =-，则162(14)216(4)n n n n b n ⎧-≤≤=⎨->⎩，则当14n ≤≤时，12(162)(162)(162)nn T =-+-++- 122(12)16(222)1612n nn n -=-+++=-- 11622n n +=-+；当4n >时，124567(162)(162)(162)(216)(216)(216)(216)nn T =-+-++-+-+-+-++- 1242(222)16nT n =++++- 12(12)234162166612n n n n +-=⨯+-=-+-则111622(14)21666(4)n n n n n T n n ++⎧-+≤≤=⎨-+>⎩.…………………………………………………………………………………12分19.解析：（1）因为,E F 分别是,PA PC 的中点，所以//EF AC ，又因为AC ⊂平面ABC ，EF ⊄平面ABC ，所以//EF 平面ABC又EF ⊂平面BEF ，平面BEF 与平面ABC 的交线为l ，所以//EF l ，而l ⊄平面PAC ，EF ⊂平面PAC ，所以//l 平面PAC（2）如图，因为AB 是圆O 的直径，点C 是 AB 的中点，2AB =所以CA CB ⊥，2CA CB ==因为直线PC ⊥平面ABC 所以,PC CA PC CB ⊥⊥所以以C 为原点，直线CA ，CB ，CP 分别为x 轴，y 轴，z 轴，建立空间直角坐标系C xyz -，则(0,0,1)F ，(0,2,0)B ，2(,0,1)2E 所以(0,2,1)BF =-uu u r ，2(,2,1)2BE =- 设平面EFB 的法向量(,,)n x y z = ，则·0·0BF n BE n ⎧=⎨=⎩，即202202y z x y z ⎧-+=⎪⎨-+=⎪⎩令1y =，则0,2x z ==得(0,1,2)n = 因为直线PC ⊥平面ABC 所以(0,0,1)CP =为平面ABC 的法向量所以26cos ,3||||3CP nCP n CP n <>===，所以二面角E l C --的正弦值为3320.解析：（1）由()()20.020.060.140.44,20.020.060.140.180.8⨯++=⨯+++=可得中位数在区间(]7,9内，设中位数为x ，则()20.020.060.14(7)20.5x ⨯+++-⨯=，解得7.03x =；（2）（i）由()27.4,2.63.X N 可得6827.0)03.1077.4()63.24.763.24.7(≈≤≤=+≤≤-X P X P ，则84135.05.02)03.1077.4()03.10(≈+≤≤=≤X P X P ，10000.84135841.35841⨯=≈只；（ii）9545.0)66.1214.2()63.224.763.224.7(≈≤≤=⨯+≤≤⨯-X P X P ，()10.954512.660.022752P X ->≈=，随机抽检20只相当于进行20次独立重复实验，设恰有3只血液中A 指标的值大于12.66为事件B ，则()173320()C 0.0227510.022750.007981%P B =⨯⨯-≈<，所以这一天该养殖场的家禽健康状况不正常.21.解：(1)设AB 与x 轴的交点为H ，右交点为2F .由题意||||2AF AH ≤，则a AF AF AH AF 2||||||||211=+≤+，当AB 过右焦点2F 时，ABF ∆周长取最大值2,84=∴=a a ，且1=b ，∴椭圆C 的标准方程为1422=+y x ，(2)设直线l 的方程为)0(=/+=m m kx y ，),(11y x M ，),(22y x N ，由⎪⎩⎪⎨⎧+==+m kx y y x 1422，得0)1(48)41(222=-+++m kmx x k ，221418k km x x +-=+∴，222141)1(4k m x x +-=.由题知21221221212121212)())((x x m x x km k xx m kx m kx x x y y k k k +++=++===，0)(221=++∴m x x km ，04182222=++-∴m k m k ..41,02=∴=/k m 此时2222214)418()(m k km x x =+-=+，)1(241)1(422221-=+-=m km x x ，则4141||||222221212222212122x x x x y x y x ON OM -++-+=+++=+52)]1(44[432]2)[(432)(4322212212221=+--=+-+=++=m m x x x x x x ，故直线l 的斜率为21±=k ，5||||22=+ON OM .22.【解析】方法一：（1）由2()4ln f x x x a x =-+得，函数的定义域为(0,)+∞，且224()24a x x af x x x x-=-='++，令()0f x '>，即2240x x a -+>，①当Δ1680a =-≤，即2a ≥时，2240x x a -+≥恒成立，所以()f x 在(0,)+∞单调递增；②当Δ0>，即2a <时，令12242242,22a ax x --+-==，当02a <<时，120x x <<，所()f x 在()()120,,x x +∞，上单调递增，在()12,x x 上单调递减；当0a ≤时，120x x <<，所以()f x 在()20,x 上单调递减，在()2,x +∞上单调递增．（2）由（1）可得，()f x '有两个零点()1212,x x x x <，则02a <<，且122x x +=，因为12x x <，所以1201,12x x <<<<，由不等式()12f x mx ≥，恒成立得()12f x m x ≤，只需()12minf x m x ⎛⎫≤ ⎪⎝⎭，又()()222111111111211442ln 4ln 22x x x x x f x x x a x x x x -+--+==--1111422ln 2x x x x =-++-，设11114()22ln (01)2h x x x x x x =-++<<-，2(4)()2ln (2)x x h x x x +-'-=，由01x <<可得，()0h x '<，即()h x 在(0,1)单调递减，所以()(1)3h x h >=-，所以3m ≤-．方法二：（1）2224()240240,Δ168a x x af x x x x a ax x-+=-+==⇒-='+=-①当Δ0≤，即2a ≥时，()0,()f x f x ≥'在(0,)+∞上 ②当Δ0>，即2a <时（ⅰ）若0a ≤时，由22422402ax x a x +--+=⇒=当24202a x +-<<时，()0,()f x f x '< ；当2422ax +->时，()0,()f x f x '> （ⅱ）若02a <<时，由22422402ax x a x ±--+>⇒=当24202ax --<<时，()0,()f x f x '> ；当24224222a a x --+-<<时，()0,()f x f x '< ；当2422ax +->时，()0,()f x f x '> ．（2）()f x '有两个零点，由（1）知02a <<此时12,x x 是一元二次方程2240x ax a -+=的两个不等实根且122x x +=，12012x x <<<<，211240x x a -+=由()()1122minf x f x mx m x ⎡⎤≥⇒≤⎢⎥⎣⎦()()2221111111111112111442ln 4ln 422ln 222x x x x x f x x x a x x x x x x x x -+--+===--+---令4()22ln ,(0,1)2g x x x x x x =--+∈-，224(4)()12ln 22ln 0(2)(2)x x g x x x x x -=--++=+-'<-∴()g x 在(0,1)上，∴()(1)3g x g >=-即()123f x x >-∴3m ≤-．。