湖南长沙市第一中学2024年高二数学第一学期期末监测试题含解析

湖南长沙市第一中学2024年高二数学第一学期期末监测试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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．为迎接第24届冬季奥运会，某校安排甲、乙、丙、丁、戊共5名学生担任冰球、冰壶和短道速滑三个项目的志愿者，每个比赛项目至少安排1人，每人只能安排到1个项目，则所有排法的总数为（）A.60 B.120C.150 D.2402．若直线被圆截得的弦长为4，则的最大值是（）A. B.C.1 D.23．已知函数的图象过点，令.记数列的前n项和为，则（）A. B.C. D.4．若双曲线一条渐近线被圆所截得的弦长为，则双曲线的离心率是（）A. B.C. D.5．入冬以来，梁老师准备了4个不同的烤火炉，全部分发给楼的三个办公室（每层楼各有一个办公室）.1，2楼的老师反映办公室有点冷，所以1，2楼的每个办公室至少需要1个烤火队，3楼老师表示不要也可以.则梁老师共有多少种分发烤火炉的方法（）A.108 B.36C.50 D.866．若数列满足，则数列的通项公式为（）A. B.C. D.7．设为数列的前n项和，且，则=（）A.26 B.19C.11 D.98．一动圆与圆外切，而与圆内切，那么动圆的圆心的轨迹是（）A.椭圆 B.双曲线C.抛物线 D.双曲线的一支9．若复数的模为2，则的最大值为（）A. B.C. D.10．已知直线过点，且与直线垂直，则直线的方程为（）A. B.C. D.11．设拋物线的焦点为F，准线为l，P为拋物线上一点，，A为垂足．如果直线AF的斜率是，那么（）A B.C.16 D.812．为了防控新冠病毒肺炎疫情，某市疾控中心检测人员对外来入市人员进行核酸检测，人员甲、乙均被检测.设命题为“甲核酸检测结果为阴性”，命题为“乙核酸检测结果为阴性”，则命题“至少有一位人员核酸检测结果不是阴性”可表示为（）A. B.C. D.二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13．已知函数的单调递减区间是，则的值为______.14．若直线与曲线没有公共点，则实数的取值范围是____________15．设双曲线的焦点为，点为上一点，，则为_____.16．如图所示茎叶图表示的是甲、乙两人在5次综合测评中的成绩，其中一个数字被污损，若乙的总成绩是445，则污损的数字是________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）在平面直角坐标系xOy中，已知椭圆C：的焦距为4，且过点.（1）求椭圆C的方程；（2）设椭圆C的上顶点为B，右焦点为F，直线l与椭圆交于M，N两点，问是否存在直线l，使得F为的垂心（高的交点），若存在，求出直线l的方程：若不存在，请说明理由.18．（12分）在数列中，,，数列满足（1）求证：数列是等比数列，并求出数列的通项公式；（2）数列前项和为，且满足，求的表达式；（3）令，对于大于的正整数、（其中），若、、三个数经适当排序后能构成等差数列，求符合条件的数组.19．（12分）已知直线l：2mx－y－8m－3＝0和圆C：x2＋y2－6x＋12y＋20＝0.（1）m∈R时，证明l与C总相交；（2）m取何值时，l被C截得的弦长最短？求此弦长20．（12分）在平面直角坐标系中，已知圆，点P在圆上，过点P作x轴的垂线，垂足为是的中点，当P在圆M上运动时N形成的轨迹为C（1）求C的轨迹方程；（2）若点，试问在x轴上是否存在点M，使得过点M的动直线交C于两点时，恒有？若存在，求出点M的坐标；若不存在，请说明理由21．（12分）如图，在直三棱柱中，，，.M为侧棱的中点，连接，，CM.（1）证明：AC平面；（2）证明：平面；（3）求二面角的大小.22．（10分）在①，②这两个条件中任选一个，补充在下面的问题中，并作答.设数列的前项和为，且__________.（1）求数列的通项公式；（2）若，求数列的前项和.

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】结合排列组合的知识，分两种情况求解.【题目详解】当分组为1人,1人,3人时，有种，当分组为1人，2人，2人时有种，所以共有种排法.故选：C2、A【解题分析】根据弦长求得的关系式，结合基本不等式求得的最大值.【题目详解】圆的圆心为，半径为，所以直线过圆心，即，由于为正数，所以，当且仅当时，等号成立.故选：A3、D【解题分析】由已知条件推导出，．由此利用裂项求和法能求出【题目详解】解：由，可得，解得，则.∴，故选：【题目点拨】本题考查了函数的性质、数列的“裂项求和”，考查了推理能力与计算能力，属于中档题4、A【解题分析】根据（为弦长，为圆半径，为圆心到直线的距离），求解出的关系式，结合求解出离心率的值.【题目详解】取的一条渐近线，因为（为弦长，为圆半径，为圆心到直线的距离），其中，所以，所以，所以，所以，所以，故选：A.【题目点拨】关键点点睛：解答本题的关键是利用几何法表示出圆的半径、圆心到直线的距离、半弦长之间的关系.5、C【解题分析】运用分类计数原理，结合组合数定义进行求解即可.【题目详解】当3楼不要烤火炉时，不同的分发烤火炉的方法为：；当3楼需要1个烤火炉时，不同的分发烤火炉的方法为：；当3楼需要2个烤火炉时，不同的分发烤火炉的方法为：，所以分发烤火炉的方法总数为：，故选：C【题目点拨】关键点睛：运用分类计数原理是解题的关键.6、D【解题分析】由，分两步，当求出，当时得到，两式作差即可求出数列的通项公式；【题目详解】解：因为①，当时，，当时②，①②得，所以，当时也成立，所以；故选：D7、D【解题分析】先求得，然后求得.【题目详解】依题意，当时，，当时，，，所以，所以.故选：D8、A【解题分析】依据定义法去求动圆的圆心的轨迹即可解决.【题目详解】设动圆的半径为r,又圆半径为1，圆半径为8，则，，可得，又则动圆的圆心的轨迹是以为焦点长轴长为9的椭圆.故选：A9、A【解题分析】由题意得，表示以为圆心，2为半径的圆，表示过原点和圆上的点的直线的斜率，由图可知，当直线与圆相切时，取得最值，然后求出切线的斜率即可【题目详解】因为复数的模为2，所以，所以其表示以为圆心，2为半径的圆，如图所示，表示过原点和圆上的点的直线的斜率，由图可知，当直线与圆相切时，取得最值，设切线方程为，则，解得，所以的最大值为，故选：A10、A【解题分析】求出直线斜率，利用点斜式可得出直线的方程.【题目详解】直线的斜率为，则直线的斜率为，故直线的方程为，即.故选：A.11、D【解题分析】由题可得方程，进而可得点坐标及点坐标，利用抛物线定义即求【题目详解】∵抛物线方程为，∴焦点F(2,0)，准线l方程为x=−2，∵直线AF的斜率为,直线AF的方程为，由，可得，∵PA⊥l，A为垂足，∴P点纵坐标为，代入抛物线方程，得P点坐标为，∴.故选：D.12、D【解题分析】表示出和，直接判断即可.【题目详解】命题为“甲核酸检测结果为阴性”，则命题为“甲核酸检测结果不是阴性”；命题为“乙核酸检测结果为阴性”，则命题为“乙核酸检测结果不是阴性”.故命题“至少有一位人员核酸检测结果不是阴性”可表示为.故选D.二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13、【解题分析】先求出，由题设易知是的解集，利用根与系数关系求m、n，进而求的值.【题目详解】由题设，，由单调递减区间是，∴的解集为，则是的解集，∴，可得，故.故答案为：14、；【解题分析】可化简曲线的方程为，作出其图形，数形结合求临界值即可求解.【题目详解】由可得，所以曲线为以为圆心，的下半圆，作出图形如图：当直线过点时，，可得，当直线与半圆相切时，则圆心到直线的距离，可得：或（舍），若直线与曲线没有公共点，由图知：或，所以实数的取值范围是：，故答案为：15、【解题分析】将方程化为双曲线的标准方程，再利用双曲线的定义进行求解.【题目详解】将化为，所以，，由双曲线的定义，得：，即，所以或（舍）故答案为：.16、3【解题分析】设污损的叶对应的成绩是x，由茎叶图可得445＝83＋83＋87＋x＋99，解得x＝93，故污损的数字是3.考点：茎叶图.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）存在：【解题分析】（1）根据题意，列出关于a，b，c的关系，计算求值，即可得答案.（2）由（1）可得B、F点坐标，可得直线BF的斜率，根据F为垂心，可得，可得直线l的斜率，设出直线l的方程，与椭圆联立，根据韦达定理，结合垂心的性质，列式求解，即可得答案.【小问1详解】因为焦距为4，所以，即，又过点，所以，又，联立求得，所以椭圆C的方程为【小问2详解】由（1）可得，所以，因为F为垂心，直线BF与直线l垂直，所以，则，即直线l的斜率为1，设直线l的方程为，，与椭圆联立得，，所以，因为F为垂心，所以直线BN与直线MF垂直，所以，即，又，所以，即，所以，解得或，由，解得，又时，直线l过点B，不符合题意，所以，所以存在直线l：，满足题意.18、（1）证明见解析，；（2）；（3）.【解题分析】（1）由已知等式变形可得，利用等比数列的定义可证得结论成立，确定等比数列的首项和公比，可求得数列的通项公式；（2）求得，然后分、两种情况讨论，结合裂项相消法可得出的表达式；（3）求得，分、、三种情况讨论，利用奇数与偶数的性质以及整数的性质可求得、的值，综合可得出结论.【小问1详解】解：由可得，，则，，以此类推可知，对任意的，，则，故数列为等比数列，且该数列的首项为，公比为，故，可得.【小问2详解】解：由（1）知，所以，所以，当n＝1时，，当时，.因为满足，所以.【小问3详解】解：，、、这三项经适当排序后能构成等差数列，①若，则，所以，，又，所以，，则；②若，则，则，左边为偶数，右边为奇数，所以，②不成立；③若，同②可知③也不成立综合①②③得，19、（1）证明见解析；（2）当时，l被C截得的弦长最短，最短弦长为.【解题分析】（1）求出直线l的定点，进而判断定点和圆C的位置关系，最后得到答案；（2）当圆心C到直线l的距离最大时，弦长最短，进而求出m，然后根据勾股定理求出弦长.【题目详解】（1）直线l的方程可化为y＋3＝2m(x－4)，则l过定点P(4，－3)，由于42＋(－3)2－6×4＋12×(－3)＋20＝－15<0，所以点P在圆内，故直线l与圆C总相交（2）圆的C方程可化为：(x－3)2＋(y＋6)2＝25，如图所示，当圆心C(3，－6)到直线l的距离最大时，弦AB的长度最短，此时PC⊥l，又，所以直线l的斜率为，则，在直角中，|PC|＝，|AC|＝5，所以|AB|＝.故当时，l被C截得的弦长最短，最短弦长为.20、（1）；（2）不存在，理由见解析.【解题分析】(1)设，根据中点坐标公式用N的坐标表示P的坐标，将P的坐标代入圆M的方程化简即可得N的轨迹方程；(2)假设存在，设M为(m，0)，设直线l斜率为k，表示其方程，l方程和椭圆方程联立，根据韦达定理得根与系数关系，由，得，代入根与系数的关系求k与m关系即可判断.【小问1详解】设，因为N为的中点，，又P点在圆上，，即C轨迹方程为；【小问2详解】不存在满足条件的点M，理由如下：假设存在满足条件的点M，设点M的坐标为，直线的斜率为k，则直线的方程为，由消去y并整理，得，设，则由，得，即，将代入上式并化简，得将式代入上式，有，解得，而，求得点M在椭圆外，若与椭圆无交点不满足条件，所以不存在这样的点M【题目点拨】本题关键是由得，将几何关系转化为代数关系进行计算.21、（1）证明见详解；（2）证明见详解；（3）【解题分析】小问1：由于，根据线面平行判定定理即可证明；小问2：以为原点，分别为轴建立空间坐标系，根据向量垂直关系即可证明；小问3：分别求得平面与平面的法向量，根据向量夹角公式即可求解【小问1详解】在直三棱柱中，，且平面，平面所以AC平面；【小问2详解】因为，故以为原点，分别为轴建立空间坐标系