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文档简介

2022-2023学年浙江省杭州四中下沙校区高二(上)期末数学试卷一、单选题:(本大题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,每个小题只有一项是符合题目要求的.)1.(5分)设正项等比数列{an}满足a4﹣a3=36,a2=6,则a1=()A.3 B.12 C.2 D.2.(5分)如果抛物线y2=ax的准线是直线x=1,那么它的焦点坐标为()A.(1,0) B.(2,0) C.(3,0) D.(﹣1,0)3.(5分)“k=3”是“直线y=kx+2与圆x2+y2A.必要不充分条件 B.充分不必要条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件4.(5分)已知数列{an}为等比数列,若a2•a3=2a1,且a4与2a7的等差中项为54,则a1•a2•a3•⋅⋅⋅⋅⋅⋅•anA.5 B.512 C.1024 D.20485.(5分)某人喝了一定量的酒后,其血液中的酒精含量上升到0.8mg/mL,此时他停止饮酒,其血液中的酒精含量以每小时20%的速度减少,经过n小时后他血液中的酒精含量在0.2mg/mL以下,则n的最小整数值为()(参考数据:lg2≈0.30,lg3≈0.48)A.6 B.7 C.8 D.96.(5分)设直线x+ky﹣1=0被圆O:x2+y2=2所截弦的中点的轨迹为M,则曲线M与直线x﹣y﹣1=0位置关系为()A.相离 B.相切 C.相交 D.不确定7.(5分)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线l与x轴交于点H,过焦点F的直线交抛物线于A,B两点,分别过点A,B作准线l的垂线,垂足分别为A1,B1,如图所示,则:①以线段AB为直径的圆与准线l相切;②以A1B1为直径的圆经过焦点F;③A,O,B1(其中点O为坐标原点)三点共线;④若已知点A的横坐标为x0,且已知点T(﹣x0,0),则直线TA与该抛物线相切.则以上说法中正确的个数为()A.1 B.2 C.3 D.48.(5分)国家体育场“鸟巢”的钢结构鸟瞰图如图1所示,内外两圈的钢骨架是离心率相同的椭圆;某校体育馆的钢结构与“鸟巢”相同,其平面图如图2所示,若由外层椭圆长轴一端点A和短轴一端点B分别向内层椭圆引切线AC,BD,且两切线斜率之积等于-1A.13 B.23 C.33二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)(多选)9.(5分)下列有关双曲线2x2﹣3y2=1的命题中,叙述正确的是()A.顶点(±2,0) B.离心率e=10C.渐近线方程y=±63x D.焦点(±(多选)10.(5分)设数列{an}是等差数列,Sn是其前n项和,a1>0,且S6=S9,则()A.d<0 B.a8=0 C.S5>S6 D.S7或S8为Sn的最大值(多选)11.(5分)设F1,F2为椭圆x24+y23=1的左,右焦点,直线l过A.△ABF2的周长为定值8 B.△ABF2的面积最大值为23C.|AF1|2+|AF2|2的最小值为8 D.存在直线l使得△ABF2的重心为((多选)12.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,anA.a6=14 B.数列{a2k-1C.对于任意的k∈N*,a2kD.Sn>1000的最小正整数n的值为15三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.(5分)法国数学家蒙日(Monge,1746﹣1818)发现:双曲线Γ:x2a2-y2b2=1(a>b>0)的两条互相垂直切线的交点P的轨迹方程为:x2+y2=a2﹣b2,这个圆被称为蒙日圆.若某双曲线x214.(5分)设直线y=12x+b是曲线y=lnx(x>0)的一条切线,则实数b的值为15.(5分)在空间直角坐标系Oxyz中,A(a,0,2),B(0,b,﹣1)满足|AB|=32,则线段AB与平面Oxy交点P(x,y,0)的轨迹方程为.16.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn,数列{bn}的前n项和为Tn.满足a1=2,3Sn=(n+m)an,(m∈R),且anbn=n,若存在n∈N*,使得λ+Tn≥T2n成立,则实数λ的最小值为.四、解答题(本大题共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.(10分)已知直线l1的方程为x+2y﹣4=0,若直线l2过点(32,0),且l1⊥l2(1)求直线l1和直线l2的交点坐标;(2)已知直线l3经过直线l1与直线l2的交点,且在y轴上截距是在x轴上的截距的2倍,求直线l3的方程.18.(12分)在平面直角坐标系xOy中,曲线y=13x2-43(1)求圆C的方程;(2)设过点P(0,﹣2)的直线l与圆C交于A,B两点,且AB=2,求l的方程.19.(12分)已知等差数列{an}的公差为正数.a1=1,其前n项和为Sn,数列{bn}为等比数列,b1=2,且b2S2=12,b2+S3=10.(Ⅰ)求数列{an}与{bn}的通项公式;(Ⅱ)求数列{an•bn}的前n项和Tn.(Ⅲ)设cn=bn+1Sn,n20.(12分)如图所示的几何体中,BE⊥BC,EA⊥AC,BC=2,AC=22,∠ACB=45°,AD∥BC,BC=2AD.(1)求证:AE⊥平面ABCD;(2)若∠ABE=60°,点F在EC上,且满足EF=2FC,求二面角F﹣AD﹣C的余弦值.21.(12分)如图,已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,且经过点A(2p,m)(m>0),|AF|=5.(1)求p和m的值;(2)点M,N在C上,且AM⊥AN.过点A作AD⊥MN,D为垂足,证明:存在定点Q,使得|DQ|为定值.22.(12分)已知函数f(x)=alnx+x2﹣(a+2)x,其中a∈R.(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线的斜率为1,求a的值;(Ⅱ)讨论函数f(x)的单调性;(Ⅲ)若函数f(x)的导函数f′(x)在区间(1,e)上存在零点,证明:当x∈(1,e)时,f(x)>﹣e2.

2022-2023学年浙江省杭州四中下沙校区高二(上)期末数学试卷参考答案与试题解析一、单选题:(本大题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,每个小题只有一项是符合题目要求的.)1.(5分)设正项等比数列{an}满足a4﹣a3=36,a2=6,则a1=()A.3 B.12 C.2 D.【解答】解:根据题意,设等比数列{an}的公比为q,(q>0)若a4﹣a3=36,a2=6,则有q2﹣q=6,解可得:q=3,又由a2=6,则a1=2;故选:C.2.(5分)如果抛物线y2=ax的准线是直线x=1,那么它的焦点坐标为()A.(1,0) B.(2,0) C.(3,0) D.(﹣1,0)【解答】解:∵抛物线y2=ax的准线是直线x=1,∴-a4=1∴抛物线的焦点坐标为(﹣1,0).故选:D.3.(5分)“k=3”是“直线y=kx+2与圆x2+y2A.必要不充分条件 B.充分不必要条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件【解答】解:若直线y=kx+2与圆x2+y2=1相切,则圆心到直线的距离d=|2|1+k2=1,得1+k2=4,得k2即“k=3”是“直线y=kx+2与圆x2+y2故选:B.4.(5分)已知数列{an}为等比数列,若a2•a3=2a1,且a4与2a7的等差中项为54,则a1•a2•a3•⋅⋅⋅⋅⋅⋅•anA.5 B.512 C.1024 D.2048【解答】解:设等比数列{an}的公比为q,因为a2•a3=2a1,所以a2a3=因为a4与2a7的等差中项为54,则有a4+2a7=2×54,即a4+2a4•q3=2×所以a1故an则a1=16,a2=8,a3=4,a4=2,a5=1,a6=1所以数列的前4项或前5项的积最大,且最大值为16×8×4×2=1024.故选:C.5.(5分)某人喝了一定量的酒后,其血液中的酒精含量上升到0.8mg/mL,此时他停止饮酒,其血液中的酒精含量以每小时20%的速度减少,经过n小时后他血液中的酒精含量在0.2mg/mL以下,则n的最小整数值为()(参考数据:lg2≈0.30,lg3≈0.48)A.6 B.7 C.8 D.9【解答】解:∵0.8×100=80,∴喝酒后驾驶员100mL血液中酒精含量为80mg,则n小时后的血液中酒精含量为80×(1﹣20%)n=80×0.8n,由80×0.8n<20,解得n>2lg2因为他血液中的酒精含量在0.2mg/mL以下,所以n≥7,故选:B.6.(5分)设直线x+ky﹣1=0被圆O:x2+y2=2所截弦的中点的轨迹为M,则曲线M与直线x﹣y﹣1=0位置关系为()A.相离 B.相切 C.相交 D.不确定【解答】解:如图,直线x+ky﹣1=0恒过定点A(1,0),由平面几何知识得,OM⊥AM,从而中点M的轨迹是以OA为直径的圆,其方程为:(x-12)2+y2由圆的方程得到圆心坐标(12,0),半径r=则圆心(12,0)到直线x﹣y﹣1=0的距离d=12所以直线与圆的位置关系是相交.故选:C.7.(5分)已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,准线l与x轴交于点H,过焦点F的直线交抛物线于A,B两点,分别过点A,B作准线l的垂线,垂足分别为A1,B1,如图所示,则:①以线段AB为直径的圆与准线l相切;②以A1B1为直径的圆经过焦点F;③A,O,B1(其中点O为坐标原点)三点共线;④若已知点A的横坐标为x0,且已知点T(﹣x0,0),则直线TA与该抛物线相切.则以上说法中正确的个数为()A.1 B.2 C.3 D.4【解答】解:对于①,设|AF|=a,|BF|=b,则|AA1|=a,|BB1|=b,∴线段AB的中点到准线的距离为a+b2=|AB|2,∴以线段AB为直径的圆与准线对于②,连接A1F,B1F,如右图所示,∵|AA1|=|AF|,|BB1|=|BF|,∠BAA1+∠ABB1=180°,∴180°﹣2∠AFA1+180°﹣2∠BFB1=180°,∴∠AFA1+∠BFB1=90°,即∠A1FB1=90°,∴以A1B1为直径的圆经过焦点F,故②正确;对于③,设直线AB:x=my+p2,A(x1,y1),B(x2,y由x=my+p2y2=2px联立得:y2﹣2pmy﹣p2=0,Δ>0,y1y又OA→=(x1,y1)=(y122p,y1),OB∵y122p•y2=y1y22p•y1=-p2y1,∴OA→∥对于④,不妨设A(x0,2px0),则kAT则直线AT:x=2x0py﹣x0,代入抛物线方程化简得:y2﹣2p2x∵Δ=4p2×2x0p-8px0故选:D.8.(5分)国家体育场“鸟巢”的钢结构鸟瞰图如图1所示,内外两圈的钢骨架是离心率相同的椭圆;某校体育馆的钢结构与“鸟巢”相同,其平面图如图2所示,若由外层椭圆长轴一端点A和短轴一端点B分别向内层椭圆引切线AC,BD,且两切线斜率之积等于-1A.13 B.23 C.33【解答】解:设内层椭圆方程为x2a2+y因为内、外层椭圆离心率相同,所以外层椭圆方程可设成x2(ma)2设切线AC方程为y=k1(x+ma),与x2a2由Δ=(2m化简得:k1设切线BD方程为y=k2x+mb,同理可求得k2所以k12k所以c2a2故选:D.二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)(多选)9.(5分)下列有关双曲线2x2﹣3y2=1的命题中,叙述正确的是()A.顶点(±2,0) B.离心率e=10C.渐近线方程y=±63x D.焦点(±【解答】解:双曲线2x2﹣3y2=1中a2=12,∴c2=a2+b2=5∴双曲线的左右顶点为(±22,0),离心率e渐近线方程y=±bax=±63故选:CD.(多选)10.(5分)设数列{an}是等差数列,Sn是其前n项和,a1>0,且S6=S9,则()A.d<0 B.a8=0 C.S5>S6 D.S7或S8为Sn的最大值【解答】解:由等差数列{an}满足S6=S9,得S9﹣S6=a7+a8+a9=3a8=0,所以a8=0,选项B正确;又a1>0,a8=a1+7d=0,得d=-17a1<0,选项由a6=a1+5d=a1-57a1=27a1>0,得S6﹣S5>0,故S5<S由a8=0,得S7=S8,又{an}是首项为正数的递减数列,所以S7或S8为Sn的最大值,选项D正确.故选:ABD.(多选)11.(5分)设F1,F2为椭圆x24+y23=1的左,右焦点,直线l过A.△ABF2的周长为定值8 B.△ABF2的面积最大值为23C.|AF1|2+|AF2|2的最小值为8 D.存在直线l使得△ABF2的重心为(【解答】解:对于A:因为椭圆的方程x2所以a2=4,即a=2,由椭圆的定义可得|AF1|+|AF2|=2a=4,|BF1|+|BF2|=2a=4,两式相加得|AF1|+|AF2|+|BF1|+|BF2|=8,所以得|AF2|+|BF2|+|AB|=8,所以△ABF2的周长为8,故A正确;对于B:因为椭圆的方程x2所以c2=a2﹣b2=1,所以F1(﹣1,0),F2(1,0)设直线l的方程为x﹣(﹣1)=m(y﹣0),即x=my﹣1,所以点F2到直线l的距离d=|1+1|联立x=my-1x24+y23=1,得(3Δ=(﹣6m)2﹣4(3m2+4)×(﹣9)>0,即m2>﹣1,(*)设A(x1,y1),B(x2,y2),所以y1+y2=--6m3m2+4=6m所以|AB|=1+所以S△ABF2=12|AB|•dS△ABF2=144(1+所以9(m2+1)+11+m当且仅当9(m2+1)=11+m2,即当m2=0时,S△ABF2所以S△ABF2对于C:由椭圆的定义可得|AF1|+|AF2|=2a=4,所以|AF1|2+|AF2|22≥(|AF所以|AF1|2+|AF2|2≥8,所以|AF1|2+|AF2|2的最小值为8,故C正确;对于D:若存在直线l使得△ABF2的重心为(1则x1+x2+1=3×16,y1+y2=3即x1+x2=-12,y1+y2由B选项设得直线l方程为x=my﹣1,所以x1+x2=my1+my2﹣2=m(y1+y2)﹣2=m•34-2=所以34m﹣2=-12所以存在直线l使得△ABF2的重心为(16,14),故故选:ACD.(多选)12.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,anA.a6=14 B.数列{a2k-1C.对于任意的k∈N*,a2kD.Sn>1000的最小正整数n的值为15【解答】解:①数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an则a2k﹣a2k﹣1=1,a2k+1﹣2a2k=1.由于a1=1,a2﹣a1=1,所以a2=2,所以a2k+2﹣a2k+1=1,a2k+1﹣2a2k=1,故a2k+2﹣2a2k=2,由于a2+2=4,所以a2k+2+2=2(a2k+2),所以a2k+2所以数列{a2k+2}是以4为首项,2为公比的等比数列.所以a2n=4×2n-1-2.当n=3时,a②由于a2k-1=2k+1-2-1=即数列{a2k﹣1+3}是以2为公比的等比数列,故B正确;③由于S14=a1+a2+…+a14=a1+(a1+1)+…+a7+(a7+1)=2(a1+a3+…+a11+a13)+7=2×(22﹣3+23﹣3+…+28﹣3)+7=981,所以S15=S14+a15=981+509=1490>1000.故n的最小值为15,故D正确.故选:ABD.三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.(5分)法国数学家蒙日(Monge,1746﹣1818)发现:双曲线Γ:x2a2-y2b2=1(a>b>0)的两条互相垂直切线的交点P的轨迹方程为:x2+y2=a2﹣b2,这个圆被称为蒙日圆.若某双曲线x2【解答】解:由双曲线x2a2-由蒙日圆的定义可得双曲线x2a2-y2=1(a>0)所以a2﹣b2=3,即a2﹣1=3,可得a=2.故答案为:2.14.(5分)设直线y=12x+b是曲线y=lnx(x>0)的一条切线,则实数b的值为ln【解答】解:y′=(lnx)′=1x,令1x∴切点为(2,ln2),代入直线方程y=12x+∴ln2=12×2+b,∴b故答案为:ln2﹣115.(5分)在空间直角坐标系Oxyz中,A(a,0,2),B(0,b,﹣1)满足|AB|=32,则线段AB与平面Oxy交点P(x,y,0)的轨迹方程为x2+【解答】解:因为A(a,0,2),B(0,b,﹣1),|AB|=32,所以a2+b2+(2+1)2=18,即a2+b2=9,由题可设AP→=λAB→,则(x﹣a,y,﹣2)=λ(﹣所以x-a=-λay=λb可得a=3x,b=3所以(3x)2+(32y)即线段AB与平面Oxy交点P(x,y,0)的轨迹方程为x2故答案为:x216.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn,数列{bn}的前n项和为Tn.满足a1=2,3Sn=(n+m)an,(m∈R),且anbn=n,若存在n∈N*,使得λ+Tn≥T2n成立,则实数λ的最小值为13【解答】解:∵3Sn=(n+m)an,∴3S1=3a1=(1+m)a1,解得m=2,∴3Sn=(n+2)an,①,当n≥2时,3Sn﹣1=(n+1)an﹣1,②,由①﹣②可得3an=(n+2)an﹣(n+1)an﹣1,即(n﹣1)an=(n+1)an﹣1,∴an∴a2a1=31,a3累乘可得an=n(n+1),经检验a1=2符合题意,∴an=n(n+1),n∈N*,∵anbn=n,∴bn=1令Bn=T2n﹣Tn=1则Bn+1﹣Bn=1∴数列{Bn}为递增数列,∴Bn≥B1=1∵存在n∈N*,使得λ+Tn≥T2n成立,∴λ≥B1=1故实数λ的最小值为13故答案为:13四、解答题(本大题共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.(10分)已知直线l1的方程为x+2y﹣4=0,若直线l2过点(32,0),且l1⊥l2(1)求直线l1和直线l2的交点坐标;(2)已知直线l3经过直线l1与直线l2的交点,且在y轴上截距是在x轴上的截距的2倍,求直线l3的方程.【解答】解:(1)因为直线l2过点(32,0),且l1⊥l2所以直线l2的方程为y=2(x-32),即2x﹣联立2x-y-3=0x+2y-4=0,解得x=2,y所以直线l1和直线l2的交点坐标为(2,1);(2)当直线l3在两坐标轴上的截距都为0时,此时直线方程为y=12当直线l3在两坐标轴上的截距都不为0时,此时可设直线方程为xa因为直线l3过(2,1),所以2a所以a=52,此时直线方程为2x5+y综上直线l3的方程为x﹣2y=0或2x+y﹣5=0.18.(12分)在平面直角坐标系xOy中,曲线y=13x2-43(1)求圆C的方程;(2)设过点P(0,﹣2)的直线l与圆C交于A,B两点,且AB=2,求l的方程.【解答】解:(1)x=0时,y=1,又13x2-43x+1=0,得x1=1,所以三交点为(0,1),(1,0),(3,0),设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,则1+E+F=01+D+F=09+3D+F=0,解得圆的方程为x2+y2﹣4x﹣4y+3=0,(2)由(1)知圆的标准方程为(x﹣2)2+(y﹣2)2=5,圆心为C(2,2),半径r=5直线l的斜率不存在时,直线x=0,它与圆的交点(0,1),(0,3),满足题意,直线l的斜率存在时,设方程为y=kx﹣2,即kx﹣y﹣2=0,圆心到直线l的距离为d=|2k-2-2|又|AB|=2,所以d=|2k-4|解得k=3直线方程为y=34x﹣2,即3x﹣4所以直线方程是x=0或3x﹣4y﹣8=0.19.(12分)已知等差数列{an}的公差为正数.a1=1,其前n项和为Sn,数列{bn}为等比数列,b1=2,且b2S2=12,b2+S3=10.(Ⅰ)求数列{an}与{bn}的通项公式;(Ⅱ)求数列{an•bn}的前n项和Tn.(Ⅲ)设cn=bn+1Sn,n【解答】解:(Ⅰ)等差数列{an}的公差d为正数,a1=1,数列{bn}为等比数列,设公比为q,b1=2,且b2S2=12,b2+S3=10,可得2q(2+d)=12,2q+3+3d=10,解得q=2,d=1,则an=1+n﹣1=n,bn=2n;(Ⅱ)an•bn=n•2n,前n项和Tn=1•2+2•22+3•23+…+n•2n,2Tn=1•22+2•23+3•24+…+n•2n+1,两式相减可得﹣Tn=2+22+23+…+2n﹣n•2n+1=2(1-2n)1-2化简可得Tn=2+(n﹣1)•2n+1;(Ⅲ)由Sn=12n(可得cn=bn+1Sn=2n+2则前n项和Tn=(2+4+…+2n)+2(1-1=2(1-2n)1-2+2(1则数列{cn}的前2n项和为22n+1-220.(12分)如图所示的几何体中,BE⊥BC,EA⊥AC,BC=2,AC=22,∠ACB=45°,AD∥BC,BC=2AD.(1)求证:AE⊥平面ABCD;(2)若∠ABE=60°,点F在EC上,且满足EF=2FC,求二面角F﹣AD﹣C的余弦值.【解答】(1)证明:在△ABC中,BC=2,AC=22由余弦定理可得AB2=BC2+AC2﹣2×BC×AC×cos45°=4,所以AB=2.所以AC2=AB2+BC2,所以△ABC是直角三角形,AB⊥BC.又BE⊥BC,AB∩BE=B,所以BC⊥平面ABE.因为AE⊂平面ABE,所以BC⊥AE,因为EA⊥AC,AC∩BC=C,所以AE⊥平面ABCD.(2)解:由(1)知,BC⊥平面ABE,所以平面BEC⊥平面AEB,在平面ABE中,过点B作Bz⊥BE,则Bz⊥平面BEC,如图,以B为原点,BE,BC所在直线分别为x,y轴建立空间直角坐标系B﹣xyz,则B(0,0,0),C(0,2,0),E(4,0,0),A(1,0,3)因为EF=2FC,所以F(43,设平面ADF的法向量为n→=(x,y,则AD→⋅所以n→=(9,0,3由(1)知EA⊥平面ABCD,所以EA→=(-3,0,3设二面角F﹣AD﹣C的平面角为α,由图易知α为锐角,则cosα=|所以二面角F﹣AD﹣C的余弦值为2721.(12分)如图,已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,且经过点A(2p,m)(m>0),|AF|=5.(1)求p和m的值;(2)点M,N在C上,且AM⊥AN.过点A作AD⊥MN,D为垂足,证明:存在定点Q,使得|DQ|为定值.【解答】解:(1)由抛物线定义知:|AF|=2p+p2=5又A(4,m)(m>0)在抛物线上,则m2=4×4,可得m=4.(2)证明:设M(x1,y1),N(x2,y2),由(1)知:A(4,4),所以AM→=(x1-4,y1所以(x1﹣4)(x2﹣4)+(y1﹣4)(y2﹣4)=x1x2﹣4(x1+x2)+y1y2﹣4(y1+y2)+32=0,令直线MN:x=ky+n,联立C:y2=4x,整理得y2﹣4ky﹣4n=0,且Δ=16k2+16n>0,所以y1+y2=4k,y

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