2024学年河北省涞水波峰中学数学高二上期末学业水平测试试题含解析

2024学年河北省涞水波峰中学数学高二上期末学业水平测试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：本题共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．设P为椭圆C：上一点，，分别为左、右焦点，且，则（）A. B.C. D.2．如图，A，B，C三点不共线，O为平面ABC外一点，且平面ABC中的小方格均为单位正方形，，，则（）A.1 B.C.2 D.3．1852年英国来华传教士伟烈亚力将《孙子算经》中“物不知数”问题的解法传至欧洲，西方人称之为“中国剩余定理”．现有这样一个问题：将1到200中被3整除余1且被4整除余2的数按从小到大的顺序排成一列，构成数列，则=（）A.130 B.132C.140 D.1444．已知函数，则（）A. B.C. D.5．在平面直角坐标系中，椭圆的左、右焦点分别为，，过且垂直于轴的直线与交于，两点，与轴交于点，，则的离心率为（）A. B.C. D.6．已知点是椭圆上一点，点，则的最小值为A. B.C. D.7．倾斜角为120°，在x轴上截距为－1的直线方程是（）A.x－y＋1＝0 B.x－y－＝0C.x＋y－＝0 D.x＋y＋＝08．已知集合，，则A. B.C. D.9．古希腊数学家欧几里得在《几何原本》中描述了圆锥曲线共性，并给出了圆锥曲线的统一定义，只可惜对这一定义欧几里得没有给出证明.经过了500年，到了3世纪，希腊数学家帕普斯在他的著作《数学汇篇》中，完善了欧几里得关于圆锥曲线的统一定义，并对这一定义进行了证明.他指出，到定点的距离与到定直线的距离的比是常数的点的轨迹叫做圆锥曲线；当时，轨迹为椭圆；当时，轨迹为抛物线；当时，轨迹为双曲线.现有方程表示的曲线是双曲线，则的取值范围为（）A. B.C. D.10．直线的倾斜角为（）A.1 B.－1C. D.11．定义在R上的偶函数在上单调递增，且，则满足的x的取值范围是（）A. B.C. D.12．设命题，则为A. B.C. D.二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13．已知定点，，P是椭圆上的动点，则的的最小值为______.14．直线与直线平行，则m的值是__________15．已知平面向量均为非零向量，且满足，记向量在向量上投影向量为，则k=______．(用数字作答)16．传说古希腊毕达哥拉斯学派的数学家用沙粒和小石子来研究数.他们根据沙粒或小石子所排列的形状把数分成许多类，下图中第一行的称为三角形数，第二行的称为五边形数，则三角形数的第10项为__________，五边形数的第项为__________.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）求满足下列条件的曲线的方程：（1）离心率为，长轴长为6的椭圆的标准方程（2）与椭圆有相同焦点，且经过点的双曲线的标准方程18．（12分）已知函数（1）当时，求的单调区间；（2）当时，证明：存在最大值，且恒成立.19．（12分）已知函数在处取得极值（1）求实数a的值；（2）若函数在内有零点，求实数b的取值范围20．（12分）设函数（1）若在处取得极值，求a的值；（2）若在上单调递减，求a的取值范围21．（12分）如图，五边形为东京奥运会公路自行车比赛赛道平面设计图，根据比赛需要，在赛道设计时需预留出，两条服务通道（不考虑宽度），，，，，为赛道．现已知，，千米，千米（1）求服务通道的长（2）在上述条件下，如何设计才能使折线赛道（即）的长度最大，并求最大值22．（10分）在直三棱柱中，、、、分别为中点，.（1）求证：平面（2）求二面角的余弦值

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、B【解题分析】根据椭圆的定义写出，再根据条件即可解得答案.【题目详解】根据P为椭圆C：上一点，则有，又，所以，故选：B.2、B【解题分析】根据向量的线性运算，将向量表示为，再根据向量的数量积的运算进行计算可得答案,【题目详解】因为，所以=，故选：B.3、A【解题分析】分析数列的特点，可知其是等差数列，写出其通项公式，进而求得结果,【题目详解】被3整除余1且被4整除余2的数按从小到大的顺序排成一列，这样的数构成首项为10，公差为12的等差数列，所以，故，故选:A4、B【解题分析】求出，代值计算可得的值.【题目详解】因为，则，故.故选：B.5、B【解题分析】由题意结合几何性质可得为等腰三角形，且，所以，求出的长，结合椭圆的定义可得答案.【题目详解】如图，由题意轴，轴，则又为的中点，则为的中点，又，则为等腰三角形，且，所以将代入椭圆方程得，，即所以，则由椭圆的定义可得，即则椭圆的离心率故选：B6、D【解题分析】设，则，.所以当时，的最小值为.故选D.7、D【解题分析】由倾斜角求出斜率，写出斜截式方程，再化为一般式【题目详解】由于倾斜角为120°，故斜率k＝－.又直线过点(－1，0)，所以方程为y＝－(x＋1)，即x＋y＋＝0.故选：D.【题目点拨】本题考查直线方程的斜截式，属于基础题8、B【解题分析】由交集定义直接求解即可.【题目详解】集合，，则.故选B.【题目点拨】本题主要考查了集合的交集运算，属于基础题.9、C【解题分析】对方程进行化简可得双曲线上一点到定点与定直线之比为常数，进而可得结果.【题目详解】已知方程可以变形为，即，∴其表示双曲线上一点到定点与定直线之比为常数，又由，可得，故选：C.10、C【解题分析】根据直线斜率的定义即可求解.【题目详解】，斜率为1，则倾斜角为.故选：C.11、B【解题分析】，再根据函数的奇偶性和单调性可得或，解之即可得解.【题目详解】解：，由题意可得或即或，解得或故选：B.12、C【解题分析】特称命题的否定为全称命题，所以命题的否命题应该为，即本题的正确选项为C.二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13、##【解题分析】根据椭圆的定义可知，化简并结合基本不等式可求的的最小值.【题目详解】由题可知：点，是椭圆的焦点，所以，所以，即，当且仅当时等号成立，即时等号成立.所以的最小值为，故答案为：.14、【解题分析】利用直线的平行条件即得.详解】∵直线与直线平行，∴，∴.故答案为：.15、##1.5【解题分析】由两边平方可得，，，设，向量是以向量为邻边的平行四边形、有共同起点的对角线，，由余弦定理可得，向量在向量上投影向量为，化简可得答案.【题目详解】因为，所以，，两边平方整理得，，两边平方整理得，即，可得，，设，所以向量是以向量为邻边的平行四边形、有共同起点的对角线，如图，即，因为，，平行四边形即为的菱形，所以，由余弦定理可得，可得，，向量在向量上投影向量为，即.故答案为：.16、①.②.【解题分析】对于三角形数，根据图形寻找前后之间的关系，从而归纳出规律利用求和公式即得，对于五边形数根据图形寻找前后之间的关系，然后利用累加法可得通项公式.【题目详解】由题可知三角形数的第1项为1，第2项为3=1+2，第3项为6=1+2+3，第4项为10=1+2+3+4，，因此，第10项为；五边形数的第1项为，第2项为，第3项为，第4项为，…，因此，，所以当时，,当时也适合，故，即五边形数的第项为.故答案为：55；.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）或；（2）【解题分析】(1)根据题意,由椭圆的几何性质可得a、c的值,计算可得b的值,讨论椭圆焦点的位置,求出椭圆的标准方程,即可得答案；(2)根据题意,求出椭圆的焦点坐标,进而可以设双曲线的方程为,分析可得和,解可得a、b的值,即可得答案【题目详解】解：（1）根据题意,要求椭圆的长轴长为6,离心率为,则,,解可得：,；则,若椭圆的焦点在x轴上,其方程为,若椭圆的焦点在y轴上,其方程为,综合可得：椭圆的标准方程为或；（2）根据题意,椭圆的焦点为和,故要求双曲线的方程为,且,则有,又由双曲线经过经过点,则有,,联立可得：,故双曲线方程为：【题目点拨】本题考查椭圆、双曲线的标准方程的求法,涉及椭圆、双曲线的几何性质,属于基础题18、（1）的单增区间为，；单减区间为，，；（2）证明见解析.【解题分析】（1）先求出函数的定义域，求出，由，结合函数的定义域可得出函数的单调区间.(2)当时，定义域R,求出，从而得出单调区间，由当时，，当时，，以及极值点与2的大小关系可得出当时，函数有最大值，然后再证明即可.【题目详解】解：（1）定义域，可得且且，，可得且3无0无0减无减增无增减所以，的单增区间为，；单减区间为，，.（2）当时，定义域R因为，当时，，当时，，所以的最大值在时取得；由，即，得由，得，或由，得所以在上单调递减，在上单调递增，在上单调递减.当时，，且，由所以当时，函数有最大值.所以，因为，所以,设，则所以化为由，则，则，所以所以19、（1）；（2）【解题分析】（1）由题意可得，从而可求出a的值；（2）先对函数求导，求得函数的单调区间，从而可由函数的变化情况可知，要函数在内有零点，只要函数在内的最大值大于等于零，最小值小于等于零，然后解不等式组可得答案【题目详解】解：（1）在处取得极值，∴，∴．经验证时，在处取得极值（2）由（1）知，∴极值点为2，.将x，，在内的取值列表如下：x024/-0+/b极小值由此可得，在内有零点，只需∴20、（1）（2）【解题分析】(1)对求导,再根据题意有,据此列式求出;(2)由题可知对恒成立,即对恒成立,因此求出在区间上的最小值即可得出结论.【题目详解】(1),则,因为在处取得极值,所以,解得,经检验,当时,在处取得极值;(2)因为在上单调递减,所以对恒成立,则对恒成立,∵当时,,∴,即a的取值范围为.【题目点拨】本题主要考查利用函数的单调性与极值求参,需要学生对相关基础知识牢固掌握且灵活运用.21、（1）服务通道的长为千米（2）时，折线赛道的长度最大，最大值为千米【解题分析】（1）先在中利用正弦定理得到长度，再在中，利用余弦定理得到即可；（2）在中利用余弦定理得到，再根据基本等式求解最值即可.【小问1详解】在中，由正弦定理得：，在中，由余弦定理，得，即解得或（负值舍去）所以服务通道的长为千米【小问2详解】在中，由余弦定理得：，即，所以因为，所以，所以，即（当且仅当时取等号）即当时，折线赛道的长度最大，最大值为千米22、（1）见解析；（2）【解题分析】（1）取中点，连接，根据直棱柱的特征，易知，再由、分别为的中点，根据中位线定理，可得，得到四边形为平行四边形，再利用线面平行的判定定理证明.（2）取的中点，连接，以为原点，、、分别为、、轴建立空间直