2024届山东省泰安市宁阳第一中学高二数学第一学期期末学业质量监测试题含解析

2024届山东省泰安市宁阳第一中学高二数学第一学期期末学业质量监测试题请考生注意：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．古希腊数学家阿波罗尼斯的著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果，它将圆锥曲线的性质网罗殆尽，几乎使后人没有插足的余地.他证明过这样一个命题：平面内与两定点距离的比为常数且的点的轨迹是圆，后人将之称为阿波罗尼斯圆.现有椭圆为椭圆长轴的端点，为椭圆短轴的端点，，分别为椭圆的左右焦点，动点满足面积的最大值为面积的最小值为，则椭圆的离心率为（）A. B.C. D.2．设双曲线的实轴长与焦距分别为2,4，则双曲线C的渐近线方程为（）A. B.C. D.3．在三棱锥中，，D为上的点，且，则（）A. B.C. D.4．点是正方体的底面内（包括边界）的动点.给出下列三个结论：①满足的点有且只有个；②满足的点有且只有个；③满足平面的点的轨迹是线段.则上述结论正确的个数是（）A. B.C. D.5．如图，在四面体OABC中，，，，点在线段上，且，为的中点，则等于（）A. B.C. D.6．已知函数在上单调递增，则实数a的取值范围为（）A. B.C. D.7．已知斜率为1的直线与椭圆相交于A、B两点，O为坐标原点，AB的中点为P，若直线OP的斜率为，则椭圆C的离心率为（）A. B.C. D.8．设，则当数列{an}的前n项和取得最小值时，n的值为（）A.4 B.5C.4或5 D.5或69．已知数列中，，()，则（）A. B.C. D.210．在等比数列中，，公比，则（）A. B.6C. D.211．已知定义在上的函数满足：，且，则的解集为（）A. B.C. D.12．已知抛物线C：，焦点为F，点到在抛物线上，则（）A.3 B.2C. D.二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13．已知函数有三个零点，则正实数a的取值范围为_________14．已知抛物线的焦点F恰好是椭圆的右焦点，且两条曲线交点的连线过点F，则该椭圆的离心率为____________15．已知函数的图象上有一点，则曲线在点处的切线方程为______.16．如图，按照以下规律排列的数阵中，第i行从左向右第j个数记为，如，，则______；令则______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）如图，在四棱锥P—ABCD中，底面ABCD为矩形，平面PAD⊥平面ABCD，PA⏊PD，E，F分别为AD，PB的中点．求证：（1）EF//平面PCD；（2）平面PAB⏊平面PCD18．（12分）设P是抛物线上一个动点，F为抛物线的焦点.（1）若点P到直线距离为，求的最小值；（2）若，求的最小值.19．（12分）设椭圆：（）的离心率为，椭圆上一点到左右两个焦点、的距离之和是4.（1）求椭圆的方程；（2）已知过的直线与椭圆交于、两点，且两点与左右顶点不重合，若，求四边形面积的最大值.20．（12分）在等差数列中，，（1）求的通项公式；（2）设，求数列的前项和21．（12分）如图所示，第九届亚洲机器人锦标赛VEX中国选拔赛永州赛区中，主办方设计了一个矩形坐标场地ABCD（包含边界和内部，A为坐标原点），AD长为10米，在AB边上距离A点4米的F处放置一只电子狗，在距离A点2米的E处放置一个机器人，机器人行走速度为v，电子狗行走速度为，若电子狗和机器人在场地内沿直线方向同时到达场地内某点M，那么电子狗将被机器人捕获，点M叫成功点.（1）求在这个矩形场地内成功点M的轨迹方程；（2）P为矩形场地AD边上的一动点，若存在两个成功点到直线FP的距离为，且直线FP与点M的轨迹没有公共点，求P点横坐标的取值范围.22．（10分）已知等差数列的前项和为，且，（1）求数列的通项公式；（2）设，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、A【解题分析】由题可得动点M的轨迹方程，可得，，即求.【题目详解】设，，由，可得=2，化简得.∵△MAB面积的最大值为面积的最小值为，∴，，∴，即，∴故选：A2、C【解题分析】由已知可求出，即可得出渐近线方程.【题目详解】因为，所以，所以的渐近线方程为.故选：C.3、B【解题分析】根据几何关系以及空间向量的线性运算即可解出【题目详解】因为，所以，即故选：B4、C【解题分析】对于①，根据线线平行的性质可知点即为点，因此可判断①正确；对于②，根据线面垂直的判定可知平面,，由此可判定的位置，进而判定②的正误；对于③，根据面面平行可判定平面平面，因此可判断此时一定落在上，由此可判断③的正误.【题目详解】如图：对于①，在正方体中，,若异于，则过点至少有两条直线和平行，这是不可能的，因此底面内（包括边界）满足的点有且只有个，即为点，故①正确；对于②，正方体中，平面,平面，所以,又，所以，而,平面,故平面,因此和垂直的直线一定落在平面内，由是平面上的动点可知，一定落在上，这样的点有无数多个，故②错误；对于③，,平面,则平面，同理平面,而,所以平面平面，而平面，所以一定落在平面上，由是平面上的动点可知，此时一定落在上，即点的轨迹是线段，故③正确，故选：C.5、D【解题分析】利用空间向量的加法与减法可得出关于、、的表达式.【题目详解】.故选：D.6、D【解题分析】根据题意参变分离得到，求出的最小值，进而求出实数a的取值范围.【题目详解】由题意得：在上恒成立，即，其中在处取得最小值，，所以，解得：，故选：D7、B【解题分析】这是中点弦问题，注意斜率与椭圆a,b之间的关系.【题目详解】如图：依题意，假设斜率为1的直线方程为：，联立方程：，解得：，代入得，故P点坐标为，由题意，OP的斜率为，即，化简得：，，，；故选：B.8、A【解题分析】结合等差数列的性质得到，解不等式组即可求出结果.【题目详解】由，即，解得，因为,故.故选：A.9、A【解题分析】由已知条件求出，可得数是以3为周期的周期数列，从而可得，进而可求得答案【题目详解】因为，()，所以，所以数列的周期为3，，故选：A10、D【解题分析】利用等比数列的通项公式求解【题目详解】由等比数列的通项公式得：.故选：D11、A【解题分析】令，利用导数可判断其单调性，从而可解不等式.【题目详解】设，则，故为上的增函数，而可化为即，故即，所以不等式的解集为，故选：A.12、D【解题分析】利用抛物线的定义求解.【题目详解】因为点在抛物线上，，解得，利用抛物线的定义知故选：D二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13、【解题分析】求导易得函数有两个极值点和，根据题意，由求解.【题目详解】由，可得函数有两个极值点和，，，若函数有三个零点，必有解得或故答案为：14、【解题分析】设两条曲线交点为根据椭圆和抛物线对称性知，不妨点A在第一象限，由A在抛物线上得，A在椭圆上得.则由条件得：.解得（舍去）15、【解题分析】利用导数求得为增函数，根据，求得，进而求得，得出即在点处的切线的斜率，再利用直线的点斜式方程，即可求解【题目详解】由题意，点在曲线上，可得，又由函数，则，所以函数在上为增函数，且，所以，因为，所以，即在点处的切线的斜率为2，所以曲线在点的切线方程为，即.故答案为：【题目点拨】本题主要考查了利用导数求解曲线在某点处的切线方程，其中解答中熟记导数的几何意义，以及导数的运算公式，结合直线的点斜式方程是解答的关键，着重考查了推理与运算能力16、①.55②.【解题分析】令易知是首项为，公差为1的等差数列，写出通项公式，再应用累加法求及通项公式，结合求通项公式，进而可得，最后两次应用错位相减法求即可.【题目详解】由题设知：令，则是首项为，公差为1的等差数列，故，所以，即，由上可得：，则，而，所以，则，所以，，所以，令，则，所以，故，综上，，则.故答案为：，.【题目点拨】关键点点睛：通过图总结规律，易知是等差数列，应用累加法求，再由求通项公式，最后应用错位相减法求前n项和.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）见解析；（2）见解析【解题分析】（1）取BC中点G，连结EG，FG，推导出，，从而平面平面，由此能得出结论；（2）推导出，从而平面PAD，即得，结合得出平面PCD，由此能证明结论成立.【题目详解】（1）取BC中点G，连结EG，FG，∵E，F分别是AD，PB的中点，∴，，∴面，面，∵，∴平面平面，∵平面，∴平面.（2）因为底面ABCD为矩形，所以，又因为平面平面ABCD，平面平面，平面ABCD，所以平面PAD因为平面PAD，所以.又因为，，所以平面PCD因为平面PAB，所以平面平面PCD【题目点拨】本题考查线线垂直、线面平行、面面垂直的证明，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.18、（1）；（2）4.【解题分析】（1）利用抛物线的定义可知，将问题问题转化为求的最小值，即求.（2）判断点B在抛物线的内部，过B作垂直准线于点Q，交抛物线于点，利用抛物线的定义求解即可.【题目详解】解析（1）依题意，抛物线的焦点为，准线方程为.由已知及抛物线的定义，可知，于是问题转化为求的最小值.由平面几何知识知，当F，P，A三点共线时，取得最小值，最小值为，即的最小值为.（2）把点B的横坐标代入中，得，因为，所以点B在抛物线的内部.过B作垂直准线于点Q，交抛物线于点（如图所示）.由抛物线的定义，可知，则，所以的最小值为4.【题目点拨】本题考查了抛物线的定义，理解定义是解题的关键，属于基础题.19、（1）；（2）6.【解题分析】（1）本小题根据题意先求，，，再求椭圆的标准方程；（2）本小题先设过的直线的方程，再根据题意表示出四边形的面积，最后求最值即可.【题目详解】解：（1）∵椭圆上一点到左右两个焦点、的距离之和是4，∴即，∵，∴，又∵，∴.∴椭圆的标准方程为；（2）设点、的坐标为，，因为直线过点，所以可设直线方程为，联立方程，消去可得：，化简整理得，其中，所以，，因为，所以四边形是平行四边形，设平面四边形的面积为，则，设，则（），所以，因为，所以，，所以四边形面积的最大值为6.【题目点拨】本题考查椭圆的标准方程，相交弦等问题，是偏难题.20、（1）；（2）.【解题分析】(1)根据等差数列的通项公式求解；(2)运用裂项相消法求数列的和.详解】（1）∵，∴，即∴（2）由（1）可得，即.利用累加法得【题目点拨】本题考查等差数列的通项公式和裂项相消法求数列的和.21、（1）（2）【解题分析】（1）分别以为轴，建立平面直角坐标系，由题意，利用两点间的距离公式可得答案.(2)由题意可得点的轨迹所在圆的圆心到直线的距离，点的轨迹与轴的交点到直线的距离，从而可得答案.【小问1详解】分别以为轴，建立平面直角坐标系，则，设成功点，可得即,化简得因为点需在矩形场地内，所以故所求轨迹方程为【小问2详解】