【文档说明】《精准解析》陕西省部分名校2022-2023学年高二上学期期末理科数学试题(解析版).docx,共(21)页,1.120 MB,由小赞的店铺上传
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高二数学试卷(理科)考生注意:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150分.考试时间120分钟.2.请将各题答案填写在答题卡上.3.本试卷主要考试内容:北师大版必修5占30%,选修2-1占70%.第Ⅰ卷一、选择题:本题共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.椭圆22:143xyC+=的长轴为()A.1B.2C.3D.4【答案】D【解析】【分析】由椭圆的标准方程即可.【详解】由椭圆22:143xyC+=得长轴为24a=.故选:D.2.在ABC中,内角,,ABC的对边分别为,,abc,
若3,4,3cbA===,则=a()A.13B.23C.5D.6【答案】A【解析】【分析】根据余弦定理计算直接得出结果.【详解】由余弦定理可得2222cos13abcbcA=+−=,所以13a=.故选:A.3.已知22:0,30;:,10pxxxqxx++=R.则下列命题中,真命题是(
)A.pqB.pqC.pqD.pq【答案】C【解析】【分析】分别判断命题,pq的真假性,然后由复合命题的真值表判断.【详解】对2:0,30pxxx+,当0x时,则2,00xx,故230xx+,故p为真命题,对2:,10qxx+=R,∵20
x,则2110x+,故q为假命题,则pq,pq,pq均为假命题,pq为真命题.故选:C.4.如图,在四面体PABC中,E是AC的中点,3BFFP=,设,,PAaPBbPCc===,则
FE=()A.111232abc−+B.111242abc−+C.111343abc++D.212343abc−+【答案】B【解析】【分析】利用空间向量的线性运算法则即可得解.【详解】因为3BFFP=,所以1144FPBPPB==−,因为E是AC的中点,所以()1122AEACP
CPA==−,所以()1111224214PBFEFPPAAEPAPCPAPPBAPC=+−−++=++−=112214acb=−+.故选:B.5.已知等比数列na的前n项乘积为nT,若25TT=,则4a=()A.1B.2C.3D.4【答案】A【解析】【分析】根据题意可得3451aaa=,结
合等比数列的性质即可求解.【详解】因为25TT=,所以1212345aaaaaaa=,由120aa得3451aaa=.又2354aaa=,所以41a=.故选:A.6.已知双曲线22221(0,0)xyabab−=的一条渐近线方程为3
40xy+=,则该双曲线的离心率是()A.43B.53C.54D.52【答案】C【解析】【分析】求出ba的值,然后利用离心率公式21bea=+可求出双曲线C的离心率.【详解】由双曲线的渐近线方程为340xy+=可知直线的斜率为34−,34ba=,双曲线C的离心率为222235
1144cabbeaaa+===+=+=.故选:C.7.已知空间三点()()()2,1,1,1,0,2,0,3,1ABC−−,则C到直线AB的距离为()A.5B.22C.6D.19【答案】B【解析】【分析】根据给
出的三个点求出AB、CB和BCuuur,求出cosABC和sinABC,即可求出C到直线AB的距离.【详解】由题意,空间三点()()()2,1,1,1,0,2,0,3,1ABC−−,()()1,1,3,1,3,3,19ABCBBC=−−=−=,∴1
111cos111919ABCBABCABCB===,()222sin1cos19ABCABC=−=,∴C到直线AB的距离为:sin22BCABC=,故选:B.8.已知数列na满足1nnaad−=+,2n,Nn,则“2mnaad−=”是“2mn−=”的()A.
充分必要条件B.充分不必要条件C必要不充分条件D.既不充分也不必要条件【答案】A【解析】【分析】由题意可得na为等差数列,后据此判断2mnaad−=与2mn−=间关系可得答案.【详解】设na首项为1a,由1nnaad−=+,
可得1nnaad−−=,则可得()11naand+−=.则()()()111122mnaaamdandmnddmn−=+−−−−=−=−=()()()1122112mnmnmnddamdandaad−=−=+−−−−=−=.故“2mnaad−=”是“2m
n−=”的充分必要条件.故选:A9.《九章算术》是我国古代的数学名著,书中将底面为矩形,且有一条侧棱垂直于底面的四棱锥称为阳马.如图,在阳马PABCD−中,PA⊥平面ABCD,底面ABCD是正方形,E,F分别为PD,PB的中点,点G在线段AP上,AC与
BD交于点O,2PAAB==,若//OG平面EFC,则AG=()A.12B.34C.23D.1.【答案】C【解析】【分析】以A为坐标原点,,,ABADAP的方向分别为,,xyz轴的正方向建立空间直角坐标系如图所示,根据条件求得点G的坐
标,即可得到结果.【详解】以A为坐标原点,,,ABADAP的方向分别为,,xyz轴的正方向建立空间直角坐标系如图所示,由题意可得()()()()()0,0,2,2,0,0,0,2,0,2,2,0,1,1,0PBDCO,则()()1,0,
1,0,1,1FE,所以()()1,2,1,1,1,0FCFE=−=−uuuruur,设平面EFC的法向量为(),,nxyz=,则02000nFCxyzxynFE=+−=−+==,解得3yxzx==,令1x=,则1,3yz==所以平面EFC的一个法向量为
()1,1,3n=因为OG∥平面EFC,则0nOG=ruuur设()0,0,Ga,则()1,1,OGa=−−uuur,所以1130a−−+=解得23a=,所以20,0,3G,即23AG=故选:C.10.设||1a,则1211aa+−+的最小值为()A.322+B.3
22−C.1D.2【答案】A【解析】【分析】先得到10,10aa−+,再变形()121121111211aaaaaa+=+−++−+−+,展开,利用基本不等式求最值即可.【详解】||1a,则10,10aa−+,()()2112112
1111311211211aaaaaaaaaa−++=+−++=++−+−+−+()()13222111323222112aaaa−++=+=−++,当且仅当()21111aaaa−+=−+,即322a=−时,等号成立.故
选:A.11.已知P为抛物线2:16Cxy=−上一点,F为焦点,过P作C的准线的垂线,垂足为H,若PFH△的周长不小于30,则点P的纵坐标的取值范围是()A.(,5−−B.(,4−−C.(,2−−D.(,1−−【答案】
A【解析】【分析】如图,设点P的坐标(),mn,准线与y轴的交点为A,根据抛物线的定义和勾股定理可得PFH△的周长为()4424nn−+−,令4tn=−,利用换元法可得22150tt+−,解之即可求解.【详解
】如图,设点P坐标为(),mn()0n,准线4y=与y轴的交点为A,则22224,||8641644PFPHnFHAFAHmnn==−=+=+=−=−,所以PFH△的周长为()4424nn−+−.得()()4424300nnn−+−,令4tn=−,则2t,有224300tt+−
,即22150tt+−,解得5t−(舍去)或3t,所以43n−,由0n解得5n−.故选:A.的12.如图,平行六面体1111ABCDABCD−的体积为111482,,6,4AABAADAAABAD=
===,且π,,,3DABMNP=分别为111,,ABCCCD的中点,则()A.MNAP∥B.MP平面BDNC.1DNAC⊥D.P到平面MNC的距离为43819【答案】D【解析】【分析】通过体积求出该平行六面体的高,建立平面直角坐标系
并表达出各点的坐标,计算MN与AP的数量关系,MP与m的关系,DN与1AC的关系,P到平面MNC的距离,即可得出结论.【详解】由题意,在四边形ABCD中,4ABAD==,π3DAB=,∴四边形ABCD的面积为:π44sin833=,
在平行六面体1111ABCDABCD−中,体积为482,设平行六面体1111ABCDABCD−的高为h,∴83482Vh==解得:26h=,∵11AABAAD=,设1A在底面的投影在AC上.设1A在底面的投影为O,则1
26AO=,∵16AA=,∴2222116(26)23OAAAAO=−=−=.∵432ACOA==,∴O为AC的中点.以O为坐标原点,1,,OAOBOA的方向分别为,,xyz轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系
,则()()()()()23,0,0,23,0,0,0,2,0,0,2,0,3,1,0,ACBDM−−()()()10,0,26,33,0,6,33,1,26ANP−−−,()()()143,1,6,53,1,26,23,0,26MNAPAC=−−=−−=−−,()()()43,2
,26,33,2,6,33,1,0MPDNMC=−−=−=−−,()()0,4,0,33,2,6DBBN==−−.∵MNAP,∴MN与AP不平行,故A错误.设平面BDN的法向量为()111,,mxyz=,则111133260,40,BNmxyzDBmy=−−
+===令12x=,则()2,0,3m=.∵4320263260MPm=−++=,∴MP与平面BDN不平行,故B错误.∵()()()13323062660DNAC=−−++−=,∴DN与1AC不垂直,故C错误.设平面MNC
的法向量为()222,,xnyz=,则222224360,330,nMNxyznMCxy=−−+==−−=令22x=,得()2,36,1n=−.∵()()432236264381957MPnn−+−−+==,∴P
到平面MNC的距离为43819,故D正确.故选:D第Ⅱ卷二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上.13.已知双曲线222:1(0)xCyaa−=的焦距为10,则=a__________.【答案】26【解析】【分析】利用焦距的
定义及双曲线中,,abc三者的关系即可求解.【详解】因为双曲线222:1(0)xCyaa−=的焦距为10,所以210c=,解得5c=,由双曲线的标准方程可知,2125a+=,解得26a=或26a=−(舍去)故答案为:26.1
4.若,xy满足约束条件10,20,1,xyxyx+−−则zyx=−的最小值为__________.【答案】1−.【解析】【分析】先作出可行域,结合图形求出最小值.【详解】作出可行域如图
,当直线y=x+z经过点()1,0A时,zyx=−取最小值,最小值为1−.故答案为:1−.15.如图,在直三棱柱111ABCABC-中,12BB=,E,F分别为棱11,ABAC的中点,则1EFBB=_
____________.【答案】4【解析】【分析】由空间向量线性运算的几何表示,结合空间向量的数量积运算即可求.【详解】在直三棱柱111ABCABC-中,12BB=,E,F分别为棱11,ABAC的中点,则()1111EFBBEBBBBBFB=+
+21111EBBBBBBBFB++=2020=++4=故答案为:416.已知椭圆22:14xCy+=的左、右焦点分别为12,,FFP为椭圆C上的一点,若121cos3FPF=−,则12PFPF=__
________.【答案】3【解析】【分析】运用椭圆定义及余弦定理可求得结果.【详解】由椭圆方程知,2a=,1b=,223cab=−=,则12||223FFc==,由椭圆定义知,12||||24PFPFa+==,所以()222212121212121
2121221221cos1223PFPFPFPFPFPFFFFPFPFPFPFPFPFPF+−−+−===−=−,所以123PFPF=.故答案为:3.三、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.已知抛物线()20:2(0),6,CypxpAy=−−是抛物线C上的点,且10AF=.(1)求抛物线C的方程;(2)已知直线l交抛物线C于,MN两点,且MN的中点为()4,2−,求直线l的方程.【答案】(1)216yx=−(2
)414yx=−−【解析】【分析】(1)根据AF的长,由几何知识即可求出抛物线C的方程;(2)设出两点坐标和直线的斜率,将两点代入抛物线方程,由点差法求出斜率,根据MN的中点即可求出直线l的方程.【小问1详解】由题意,在抛物线2:2(0)Cypx
p=−中,10AF=,由几何知识得,6102pAF=+=,解得:8p=,故抛物线C的方程为:2:16Cyx=−.【小问2详解】由题意及(1)得,直线l的斜率存在,设直线l的斜率为()()1122,,,,kMxyNxy,则2112221616yxyx=−=−,
两式相减得()22121216yyxx−=−−,整理得12121216yyxxyy−=−−+,因为MN的中点为()4,2−,124yy+=∴12121644yykxx−==−=−−,∴直线l方程为:()244yx−=−+,即414yx=−−,经检验,满足
题意.18.已知数列na的前n项和为nS,且(7)2nnnS+=.(1)求na的通项公式;(2)设11nnnbaa+=,求数列nb的前n项和nT.【答案】(1)3nan=+(2)416nnTn=+【解析】【分析】(1)根据11,2,1nnnSSnaSn−−=
=求解即可;(2)由题知1134nbnn=−++,进而根据裂项求和法求解即可.【小问1详解】的解:当1n=时,111842aS===.当2n时,1(1)(6)2nnnS−−+=,所以1(7)(1)(6)322nnnnnnnaSSn−+−+=−=−=+,因为1n=也满足,
所以通项公式为3nan=+.【小问2详解】解:由(1)得3nan=+,所以11111(3)(4)34nnnbaannnn+===−++++,所以1111111145563444416nnTnnnn=−+−++−=−=
++++.19.如图,在长方体1111ABCDABCD−中,6ABAD==,18AA=.(1)求异面直线1AC与1AB所成角的余弦值;(2)求直线AC与平面1ABD所成角的正弦值.【答案】(1)734
170(2)48241【解析】【分析】(1)以A为坐标原点,AB、AD、1AA所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,利用空间向量法可求得异面直线1AC与1AB所成角的余弦值;(2)利用空间向量法可求得直线AC与平面1ABD所成角的正弦值.
【小问1详解】解:以A为坐标原点,AB、AD、1AA所在直线分别为x轴、y轴、z轴建立如图所示的空间直角坐标系,则()0,0,0A、()6,0,0B、()0,6,0D、()6,6,0C、()10,0,8A、()
16,6,8C,所以,()16,6,8AC=,()16,0,8AB=−,所以,11111128734cos,17023410ACABACABACAB==−=−,因此,异面直线1AC与1AB所成角余弦值为734170.【小问2详解】解:设平面1ABD的法向量为(),,nxyz=,
()6,6,0BD=−,则1660680nBDxynABxz=−+==−=,取4x=,则()4,4,3n=,因为()6,6,0AC=,所以,48482cos,416241ACnACnACn===.因此,直线AC与平面1ABD所成角的正弦值为48241.20.△
ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知()sinsinbCABa=−−.(1)求A;(2)设2a=,当2bc+的值最大时,求△ABC的面积.的【答案】(1)π4(2)125【解析】【分析】(1)由正弦定理,三角形内角和和三角函数公式化简等式,即可得出A
.(2)根据正弦定理将2bc+转化为关于B的三角函数式,利用三角变换和正弦函数的性质可求其最值,从而求出,bc,即可求出△ABC的面积【小问1详解】由题意在△ABC中,()sinsinbCABa=−−,πABC++=,由正弦定理得
,sinsinbBaA=∴()sinsinπsinsinbCABaABCbBaA=−−++==,整理得到sin2cossinsinBABA=,而B为三角形内角,故sin0B,故sin21A=,而()20,2πA,故π22A=即π4A=.【小问2详解】由题意及(1)得在△AB
C中,2a=,π4A=,故外接圆直径222πsin4aR==,故22sin22sin22sin2sin4bcRBRCBB+=+=++()()22sinsincos222sincosBBBBB=++=+,()210sinB
=+,其中255cos,sin55==,且π0,2,因为3π0,4B,故3π,4B++,而3π3π5π,444+,故()sinB+的最大值为1,此时π2B+=,故25sincos5
B==,5cossin5B==,故254102255b==,且()π2235310sinsinsincos422510CBBB=+=+==故3106522105c==,此时1141065212sin225525ABCSbcA===.21.如图,在四棱锥PABC
D−中,ABCD是边长为2的菱形,且60DAB=,10PAPD==,32PB=,E,F分别是,BCPC的中点.(1)证明:平面PAD⊥平面DEF.(2)求二面角APBC−−的大小.【答案】(1)证明见解析(2)3π4【解析】【分析】(1)取AD的中点G,
连接PG、BG、BD,由线线垂直证AD⊥平面PGB,即可依次证ADPB⊥,ADEF⊥,AD⊥平面DEF,平面PAD⊥平面DEF(2)HGGB⊥于G,建立空间直角坐标系Gxyz−如图所示,由向量法求二面角即可.【小问1详解】证明:取AD的中点G,连接PG、BG、BD,由E,F分别是,B
CPC的中点得EFPB∥,由ABCD是边长为2的菱形,且60DAB=得ABD△、CBD△为正三角形,∴BGAD⊥,DEBC⊥,ADBC∥,∴DEBG∥,DEAD⊥,由10PAPD==得PGAD⊥,又,PGBGGPGBG=?、平面PGB,∴AD⊥平面PGB,
∵PB平面PGB,∴ADPB⊥,∴ADEF⊥,∵,EFDEEEFDE=?、平面DEF,∴AD⊥平面DEF,∵AD平面PAD,∴平面PAD⊥平面DEF.【小问2详解】作HGGB⊥于G,交PB于H,∵AD⊥平面PGB,则可建
立空间直角坐标系Gxyz−如图所示.在PBG△中,21013,213,32PGGBPB=-==-==,由余弦定理得31896cos32332PBG+-?=创,∴263sin133PBG骣琪?-=琪桫,323tan263PBG?=,∴26322HG=?.故()()()
()6661,0,0,0,3,0,2,3,0,0,0,,1,0,,0,3,,2,0,0222ABCHAHBHBC−=−=−=−,设平面PAB、平面PCB的法向量分别为()(),,,,,nxyzmabc==,则有62002,663030
22mBCanAHxzmBHbcnBHyz=−==−+==−+==−+=,令2,2zb==,则有()()3,1,2,0,2,2nm==,故二面角APBC−−的余弦值322cos,266mnmnmn×===´,由图可知,二面角APBC−−所成
平面角为钝角,∴二面角APBC−−的大小为3π4.22.已知双曲线2222:1(0,0)xyCabab−=的右焦点为(7,0),渐近线方程为32yx=.(1)求双曲线C的标准方程;(2)设D为双曲线C的右顶点,直线l与双曲线C交于不同于D的E
,F两点,若以EF为直径的圆经过点D,且DGEF⊥于点G,证明:存在定点H,使||GH为定值.【答案】(1)22143xy−=(2)证明见解析.【解析】【分析】(1)根据条件列出关于a、b、c的方程组求解即可.(2)分类讨论斜率是否存在,①斜率存在时,设l的方程,联立
直线方程与双曲线方程,由0DEDF=得到m与k的关系式,得到直线恒过定点M,②斜率不存在时,再由0DEDF=得到直线l方程,进而得出此时直线l也恒过定点M,进而证得存在定点H为DM的中点,||GH为||DM的一半.【小问1详解】由题
意知,222732cbacab===+解得:23ab==,∴双曲线C的标准方程为:22143xy−=;【小问2详解】证明:由(1)知,(2,0)D,设11(,)Exy,22(,)Fxy①当l的斜率存在时,设l的方程为
:ykxm=+,22222(34)84120143ykxmkxkmxmxy=+−−−−=−=2222644(34)(412)0kmkm=−−−−,即:22430mk−+,122834kmxxk+=−,212241234mxxk−−
=−,∵以EF为直径的圆经过点D,∴DEDF⊥,又∵11(2,)DExy=−,22(2,)DFxy=−,∴1212121212(2)(2)2()40DEDFxxyyxxxxyy=−−+=−+++=,又∵2212121212()()()yykxmkxmkx
xkmxxm=++=+++∴221212(1)(2)()40DEDFkxxkmxxm=++−+++=,即:222224128(1)(2)403434mkmkkmmkk−−++−++=−−化简得:2216280mkmk++=,即:(14)(2)0mkmk++=,解得:14mk=−或2mk
=−,且均满足22430mk−+,当2mk=−时,2(2)ykxkkx=−=−,直线l恒过定点(2,0),此时定点与D点重合,所以与已知相矛盾;当14mk=−时,14(14)ykxkkx=−=−,直线l恒过定点140(,),记为点(14,0)M;②当l的斜率不存在时,
设l的方程为:xn=,设1(,)Eny,1(,)Fny−,(2n−或2)n,则221143yn−=,此时1(2,)DEny=−,1(2,)DFny=−−,∴22221(2)(2)3(1)04nDEDFnyn=−−=−−−=,整理得:216280nn−+=,解得:14n=
或2n=∵2n−或2n,∴14n=,此时l恒过定点(14,0)M.综述:l恒过定点(14,0)M.又∵DGEF⊥,即:DGMG⊥,(∵D、E、F三点都在直线l上)∴点G在以DM为直径的圆上,H为该圆的圆心,即DM的中点,||GH为该圆的半径,即||DM的一
半.故存在定点(8,0)H,使得||GH为定值6.【点睛】求解直线或曲线过定点问题的基本思路:(1)把直线或曲线方程中的变量x,y当作常数看待,把方程一端化为零,既然是过定点,那么这个方程就要对任意参数都成立,这时参数的
系数就要全部等于零,这样就得到一个关于x,y的方程组,这个方程组的解所确定的点就是直线或曲线所过的定点.(2)由直线方程确定其过定点时,若得到了直线方程的点斜式00()yykxx−=−,则直线必过定点00(,)xy;若得到了直线方程的斜截式yk
xm=+,则直线必过定点(0,)m.