湖北省麻城一中2024年高二上数学期末学业水平测试试题含解析

湖北省麻城一中2024年高二上数学期末学业水平测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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．如图，某圆锥的轴截面是等边三角形，点是底面圆周上的一点，且，点是的中点，则异面直线与所成角的余弦值是（）A. B.C. D.2．在等比数列{an}中，a3，a15是方程x2+6x+2=0的根，则的值为（）A. B.C. D.或3．宋元时期数学名著《算学启蒙》中有关于“松竹并生"的问题，松长三尺，竹长一尺，松日自半，竹日自倍，松竹何日而长等，如图是源于其思想的一个程序框图，若输入的，分别为3，1，则输出的等于A.5 B.4C.3 D.24．已知直线l1：y＝x+2与l2：2ax+y﹣1＝0垂直，则a＝（）A. B.C.﹣1 D.15．下面三种说法中，正确说法的个数为（）①如果两个平面有三个公共点，那么这两个平面重合；②两条直线可以确定一个平面；③若，，，则A.1 B.2C.3 D.06．设等差数列的前项和为，若，则的值为（）A.28 B.39C.56 D.1177．在平面直角坐标系中，直线+的倾斜角是（）A. B.C. D.8．函数的图象如图所示，则函数的图象可能是A. B.C. D.9．设，直线，，则“”是“”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10．已知球O的半径为2，球心到平面的距离为1，则球O被平面截得的截面面积为（）A. B.C. D.11．已知等差数列的前项和为，若，，则（）A. B.C. D.12．在四棱锥中，底面为平行四边形，为边的中点，为边上的一列点，连接，交于，且，其中数列的首项，则（）A. B.为等比数列C. D.二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13．已知数列满足，，若，则_______14．用数字1，2，3，4，5，6，7，8，9组成没有重复数字，且至多有一个数字是奇数的四位数，这样的四位数一共有___________个．（用数字作答）15．若不同的平面的一个法向量分别为，，则与的位置关系为___________.16．日常生活中的饮用水通常是经过净化的.随着水的纯净度的提高，所需净化费用不断増加.已知将吨水净化到纯净度为时所需费用（单位：元）为.则净化到纯净度为时所需费用的瞬时变化率是净化到纯净度为时所需费用的瞬时变化率的___________倍，这说明，水的纯净度越高，净化费用增加的速度越___________（填“快”或“慢”）.三、解答题：共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17．（12分）甲、乙两人独立地对某一目标射击，已知甲、乙能击中的概率分别为，求：（1）甲、乙恰好有一人击中的概率；（2）目标被击中的概率18．（12分）已知函数（a为常数）（1）讨论函数的单调性；（2）不等式在上恒成立，求实数a的取值范围.19．（12分）已知数列是等差数列，其前n项和为，，，数列满足(且)，.（1）求和的通项公式；（2）求数列的前n项和.20．（12分）若函数与的图象有一条与直线平行的公共切线，求实数a的值21．（12分）如图，四棱锥中，，，，平面，点F在线段上运动.（1）若平面，请确定点F的位置并说明理由；（2）若点F满足，求平面与平面的夹角的余弦值.22．（10分）如图，在正方体中，分别是，的中点.求证：（1）平面；（2）平面平面.

参考答案一、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、C【解题分析】建立空间直角坐标系，分别得到，然后根据空间向量夹角公式计算即可.【题目详解】以过点且垂直于平面的直线为轴，直线，分别为轴，轴，建立如图所示的空间直角坐标系.不妨设，则根据题意可得，，，，所以，，设异面直线与所成角为，则.故选：C.2、B【解题分析】由韦达定理得a3a15=2，由等比数列通项公式性质得：a92=a3a15=a2a16=2，由此求出答案【题目详解】解：∵在等比数列{an}中，a3，a15是方程x2-6x+2=0的根，∴a3a15=2＞0，a3+a15=-6<0∴a2a16=a3a15=2，a92=a3a15=2，∴a9=，∴，故选B【题目点拨】本题考查等比数列中两项积与另一项的比值的求法，是基础题，解题时要认真审题，注意等比数列的性质的合理运用3、B【解题分析】由已知中的程序框图可知：该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量S的值，模拟程序的运行过程，分析循环中各变量值的变化情况，可得答案【题目详解】解：当n＝1时，a＝3，b＝2，满足进行循环的条件，当n＝2时，a，b＝4，满足进行循环的条件，当n＝3时，a，b＝8，满足进行循环的条件，当n＝4时，a，b＝16，不满足进行循环的条件，故输出的n值为4，故选：B【题目点拨】本题考查的知识点是程序框图，当循环的次数不多，或有规律时，常采用模拟循环的方法解答4、A【解题分析】利用两直线垂直斜率关系，即可求解.【题目详解】直线l1：y＝x+2与l2：2ax+y﹣1＝0垂直，.故选:A【题目点拨】本题考查两直线垂直间的关系，属于基础题.5、A【解题分析】对于①，有两种情况，对于②考虑异面直线，对于③根据线面公理可判断.【题目详解】如果两个平面有三个公共点，那么这两个平面重合或者是相交，故①不正确；两条异面直线不能确定一个平面，故②不正确；若，，，可知必在交线上，则，故③正确；综上所述只有一个说法是正确的.故选：A6、B【解题分析】由已知结合等差数列的求和公式及等差数列的性质即可求解.【题目详解】因为等差数列中，，则.故选：B.7、B【解题分析】由直线方程得斜率，从而得倾斜角【题目详解】由直线方程知直角斜率为，在上正切值为1的角为，即为倾斜角故选：B8、D【解题分析】原函数先减再增，再减再增，且位于增区间内，因此选D【名师点睛】本题主要考查导数图象与原函数图象的关系：若导函数图象与轴的交点为，且图象在两侧附近连续分布于轴上下方，则为原函数单调性的拐点，运用导数知识来讨论函数单调性时，由导函数的正负，得出原函数的单调区间9、A【解题分析】由可求得实数的值，再利用充分条件、必要条件的定义判断可得出结论.【题目详解】若，则，解得或，因此，“”是“”的充分不必要条件.故选：A.10、B【解题分析】根据球的性质可求出截面圆的半径即可求解.【题目详解】由球的性质可知，截面圆的半径为，所以截面的面积.故选：B11、B【解题分析】根据和可求得，结合等差数列通项公式可求得.【题目详解】设等差数列公差为，由得：；又，，.故选：B.12、A【解题分析】由得，为边的中点得，设，所以，根据向量相等可判断A选项；由得是公比为的等比数列，可判断B选项；代入可判断C选项；当时可判断D选项.【题目详解】由得，因为为边的中点，所以，所以设，所以，所以，当时，A选项正确；，由得，是公比为的等比数列，所以，所以，所以，不是常数，故B选项错误；所以，由得，故C选项错误；当时，，所以，此时为的中点，与重合，即，，故D错误.故选：A.二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13、【解题分析】由递推式，结合依次求出、即可.【题目详解】由，可得：，又，可得：.故答案为：.14、504【解题分析】分两种情况求解，一是四个数字中没有奇数，二是四个数字中有一个奇数，然后根据分类加法原理可求得结果【题目详解】当四个数字中没有奇数时，则这样的四位数有种，当四个数字中有一个奇数时，则从5个奇数中选一个奇数，再从4个偶数中选3个数，然后对这4个数排列即可，所以有种，所以由分类加法原理可得共有种，故答案为：50415、平行【解题分析】根据题意得到，得出，即可得到平面与的位置关系.【题目详解】由题意，平面的一个法向量分别为，，可得，所以，所以，即平面与的位置关系为平行.故答案为：平行16、①.②.快【解题分析】根据导数的概念可知净化所需费用的瞬时变化率即为函数的一阶导数，即先对函数求导，然后将和代入进行计算，再求，即可得到结果，进而能够判断水的纯净度越高，净化费用增加的速度的快慢【题目详解】由题意，可知净化所需费用的瞬时变化率为，所以，，所以，所以净化到纯净度为时所需费用的瞬时变化率是净化到纯净度为时所需费用的瞬时变化率的倍；因为，可知水的纯净度越高，净化费用增加的速度越快.故答案为：，快.三、解答题：共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17、（1）；（2）.【解题分析】（1）分为甲击中且乙没有击中，和乙击中且甲没有击中两种情况，进而根据独立事件概率公式求得答案；（2）先考虑甲乙都没有击中，进而根据对立事件概率公式和独立事件概率公式求得答案.【小问1详解】设甲、乙分别击中目标为事件，，易知，相互独立且，，甲、乙恰好有一人击中的概率为.【小问2详解】目标被击中的概率为.18、（1）当时，在定义域上单调递增；当时，在上单调递增，在上单调递减；（2）.【解题分析】（1）求出的导数，通过讨论的范围，求出函数的单调区间即得解；（2）问题转化为，，，令，求出的最大值，从而求出的范围即得解【题目详解】解：（1）函数的定义域为，，①当时，，，，在定义域上单调递增②当时，若，则，在上单调递增；若，则，在上单调递减综上所述，当时，在定义域上单调递增；当时，在上单调递增，在上单调递减（2）当时，，不等式在，上恒成立，，，，令，，，，在，上单调递增，（1），，的范围为，19、（1），；（2）.【解题分析】(1)根据，列方程组即可求解数列的通项公式，根据可求数列的通项公式；(2)化简，利用裂项相消法求该数列前n项和.【小问1详解】设等差数列公差为d，∵，∴，∵公差，∴.由得，即，∴数列是首项为，公比为2的等比数列，∴；【小问2详解】∵，∴，.20、或3【解题分析】设出切点，先求和平行且和函数相切的切线，再将切线和联立，求出的值.【题目详解】设公共切线曲线上的切点坐标为，根据题意，得公共切线的斜率，所以，所以与函数的图像相切的切点坐标为，故可求出公共切线方程为由直线和函数的图像也相切，得方程，即关于x的方程有两个相等的实数根，所以，解得或321、（1）F为BD的中点，证明见解析；（2）.【解题分析】（1）由为的中点，取的中点，连接易证四边形为平行四边形，得到，再利用线面平行的判定定理证明；（2）根据题意可得平面ABC与平面AFC的夹角为二面角，取的中点H为坐标原点，建立空间直角坐标系，分别求得平面的一个法向量，平面的一个法向量，设二面角为，由求解.【小问1详解】为的中点.如图：取的中点，连接∵，分别为，的中点，∴且∵且∴平行且等于∴四边形为平行四边形，则∵平面ABC，平面ABC∴平面ABC【小问2详解】由题意知，平面ABC与平面AFC的夹角为二面角，取的中点H为坐标原点，建立如图所示的空间直角坐标系.因为三角形为等腰三角形，易求，则，，所以，，设平面的一个法向量为，则，即，解得设平面的一个法向量为，则，即，解得设二面角为，则，因为二面角为锐角，所以余弦值为.22、证明见解析【解题分析】（1）连接