2024學(xué)年浙江省杭州市杭州二中數(shù)學(xué)高二上期末聯(lián)考試題含解析

2024學(xué)年浙江省杭州市杭州二中數(shù)學(xué)高二上期末聯(lián)考試題注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目選項的答案信息點(diǎn)涂黑；如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．已知等比數(shù)列中，，，則該數(shù)列的公比為（）A. B.C. D.2．的三個內(nèi)角A，B，C所對的邊分別為a，b，c，若，則（）A. B.C. D.3．已知，則的最小值是（）A.3 B.8C.12 D.204．已知等比數(shù)列的首項為1，公比為2，則=（）A. B.C. D.5．已知直線，若直線與垂直，則的傾斜角為（）A. B.C. D.6．已知函數(shù)只有一個零點(diǎn)，則實數(shù)的取值范圍是（）A B.C. D.7．如圖，樣本和分別取自兩個不同的總體，它們的平均數(shù)分別為和，標(biāo)準(zhǔn)差分別為和，則（）AB.C.D.8．若函數(shù)在上為單調(diào)減函數(shù)，則的取值范圍（）A. B.C. D.9．橢圓以坐標(biāo)軸為對稱軸，經(jīng)過點(diǎn)，且長軸長是短軸長的倍，則橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為（）A. B.C.或 D.或10．（2017新課標(biāo)全國Ⅲ理科）已知圓柱的高為1，它的兩個底面的圓周在直徑為2的同一個球的球面上，則該圓柱的體積為A. B.C. D.11．甲，乙、丙、丁、戊共5人隨機(jī)地排成一行，則甲、乙相鄰，丙、丁不相鄰的概率為（）A. B.C. D.12．如圖，在三棱錐中，兩兩垂直，且，點(diǎn)E為中點(diǎn)，若直線與所成的角為，則三棱錐的體積等于（）A. B.C.2 D.二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．1202年意大利數(shù)學(xué)家列昂那多－斐波那契以兔子繁殖為例，引人“兔子數(shù)列”，又稱斐波那契數(shù)列.即該數(shù)列中的數(shù)字被人們稱為神奇數(shù)，在現(xiàn)代物理，化學(xué)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用.若此數(shù)列各項被3除后的余數(shù)構(gòu)成一新數(shù)列，則數(shù)列的前2022項的和為________.14．已知點(diǎn)P是雙曲線右支上的一點(diǎn)，且以點(diǎn)P及焦點(diǎn)為定點(diǎn)的三角形的面積為4，則點(diǎn)P的坐標(biāo)是_____________15．已知圓，圓，則兩圓的公切線條數(shù)是___________.16．若直線與平行，則實數(shù)________.三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17．（12分）如圖，在棱長為3的正方體中，分別是上的點(diǎn)且（1）求證：；（2）求平面與平面的夾角的余弦值18．（12分）已知雙曲線（1）若，求雙曲線的焦點(diǎn)坐標(biāo)、頂點(diǎn)坐標(biāo)和漸近線方程；（2）若雙曲線的離心率為，求實數(shù)的取值范圍19．（12分）已知，C是圓B：（B是圓心）上一動點(diǎn)，線段AC的垂直平分線交BC于點(diǎn)P（1）求動點(diǎn)P的軌跡的方程；（2）設(shè)E，F(xiàn)為與x軸的兩交點(diǎn)，Q是直線上動點(diǎn)，直線QE，QF分別交于M，N兩點(diǎn)，求證：直線MN過定點(diǎn)20．（12分）在平面直角坐標(biāo)系xOy中，橢圓C：（a>b>0）的左、右焦點(diǎn)分別為，其離心率，且橢圓C經(jīng)過點(diǎn).（1）求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程；（2）過點(diǎn)M作兩條不同的直線與橢圓C分別交于點(diǎn)A，B（均異于點(diǎn)M）.若∠AMB的角平分線與y軸平行，試探究直線AB的斜率是否為定值？若是，請給予證明；若不是，請說明理由.21．（12分）已知拋物線C：焦點(diǎn)F的橫坐標(biāo)等于橢圓的離心率.（1）求拋物線C的方程；（2）過(1，0)作直線l交拋物線C于A，B兩點(diǎn)，判斷原點(diǎn)與以線段AB為直徑的圓的位置關(guān)系，并說明理由.22．（10分）某工廠修建一個長方體無蓋蓄水池，其容積為4800立方米，深度為3米．池底每平方米的造價為150元，池壁每平方米的造價為120元．設(shè)池底長方形長為x米（1）求底面積，并用含x的表達(dá)式表示池壁面積；（2）怎樣設(shè)計水池能使總造價最低?最低造價是多少?

參考答案一、選擇題：本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解題分析】設(shè)等比數(shù)列的公比為，可得出，即可得解.【題目詳解】設(shè)等比數(shù)列的公比為，可得出.故選：C.2、D【解題分析】利用正弦定理邊化角，角化邊計算即可.【題目詳解】由正弦定理邊化角得，，再由正弦定理角化邊得，即故選：D.3、A【解題分析】利用基本不等式進(jìn)行求解即可.【題目詳解】因為，所以，當(dāng)且僅當(dāng)時取等號，即當(dāng)時取等號，故選：A4、D【解題分析】數(shù)列是首項為1，公比為4的等比數(shù)列，然后可算出答案.【題目詳解】因為等比數(shù)列的首項為1，公比為2，所以數(shù)列是首項為1，公比為4的等比數(shù)列所以故選：D5、D【解題分析】由直線與垂直得到的斜率，再利用斜率與傾斜角的關(guān)系即可得到答案.【題目詳解】因為直線與垂直，且，所以，解得，設(shè)的傾斜角為，，所以.故選：D6、B【解題分析】將題目轉(zhuǎn)化為函數(shù)的圖像與的圖像只有一個交點(diǎn)，利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與極值，作出圖像，利用數(shù)形結(jié)合求出的取值范圍.【題目詳解】由函數(shù)只有一個零點(diǎn)，等價于函數(shù)的圖像與的圖像只有一個交點(diǎn)，，求導(dǎo)，令，得當(dāng)時，，函數(shù)在上單調(diào)遞減；當(dāng)時，，函數(shù)在上單調(diào)遞增；當(dāng)時，，函數(shù)在上單調(diào)遞減；故當(dāng)時，函數(shù)取得極小值；當(dāng)時，函數(shù)取得極大值；作出函數(shù)圖像，如圖所示，由圖可知，實數(shù)的取值范圍是故選：B【題目點(diǎn)撥】方法點(diǎn)睛：已知函數(shù)有零點(diǎn)(方程有根)求參數(shù)值(取值范圍)常用的方法：（1）直接法：直接求解方程得到方程的根，再通過解不等式確定參數(shù)范圍；（2）分離參數(shù)法：先將參數(shù)分離，轉(zhuǎn)化成求函數(shù)的值域問題加以解決；（3）數(shù)形結(jié)合法：先對解析式變形，進(jìn)而構(gòu)造兩個函數(shù)，然后在同一平面直角坐標(biāo)系中畫出函數(shù)的圖象，利用數(shù)形結(jié)合的方法求解.7、B【解題分析】直接根據(jù)圖表得到答案.【題目詳解】根據(jù)圖表：樣本數(shù)據(jù)均小于等于10，樣本數(shù)據(jù)均大于等于10，故；樣本數(shù)據(jù)波動大于樣本數(shù)據(jù)，故.故選：B.8、A【解題分析】分析可知對任意的恒成立，利用參變量分離法結(jié)合二次函數(shù)的基本性質(zhì)可求得實數(shù)的取值范圍.【題目詳解】因為，則，由題意可知，對任意的恒成立，則，當(dāng)時，在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞減，所以，，故.故選：A.9、C【解題分析】分情況討論焦點(diǎn)所在位置及橢圓方程.【題目詳解】當(dāng)橢圓的焦點(diǎn)在軸上時，由題意過點(diǎn)，故，，橢圓方程為，當(dāng)橢圓焦點(diǎn)在軸上時，，，橢圓方程為，故選：C.10、B【解題分析】繪制圓柱的軸截面如圖所示，由題意可得：，結(jié)合勾股定理，底面半徑，由圓柱的體積公式，可得圓柱的體積是，故選B.【名師點(diǎn)睛】涉及球與棱柱、棱錐的切、接問題時，一般過球心及多面體中的特殊點(diǎn)(一般為接、切點(diǎn))或線作截面，把空間問題轉(zhuǎn)化為平面問題，再利用平面幾何知識尋找?guī)缀误w中元素間的關(guān)系，或只畫內(nèi)切、外接的幾何體的直觀圖，確定球心的位置，弄清球的半徑(直徑)與該幾何體已知量的關(guān)系，列方程(組)求解.11、A【解題分析】先求出所有的基本事件，再求出甲、乙相鄰，丙、丁不相鄰的基本事件，根據(jù)古典概型的概率公式求解即可【題目詳解】甲，乙、丙、丁、戊共5人隨機(jī)地排成一行有種方法，甲、乙相鄰，丙、丁不相鄰的排法為先將甲、乙捆綁在一起，再與戊進(jìn)行排列，然后丙、丁從3個空中選2個空插入，則共有種方法，所以甲、乙相鄰，丙、丁不相鄰的概率為，故選：A12、D【解題分析】由題意可證平面，取BD的中點(diǎn)F，連接EF，則為直線與所成的角，利用余弦定理求出，根據(jù)三棱錐體積公式即可求得體積【題目詳解】如圖，∵，點(diǎn)為的中點(diǎn)，∴，，∵，，兩兩垂直，，∴平面，取BD的中點(diǎn)F，連接EF，∴為直線與所成的角，且，由題意可知，，設(shè)，連接AF，則，在中，由余弦定理，得，即，解得，即∴三棱錐的體積故選：二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、【解題分析】由數(shù)列各項除以3的余數(shù)，可得為，知是周期為8的數(shù)列，即可求出數(shù)列的前2022項的和.【題目詳解】由數(shù)列各項除以3的余數(shù)，可得為，是周期為8的數(shù)列，一個周期中八項和為，又，數(shù)列的前2022項的和.故答案為：.14、【解題分析】由題可得P到x軸的距離為1，把代入，得，可得P點(diǎn)坐標(biāo)【題目詳解】設(shè)，由題意知，所以，則，由題意可得，把代入，得，所以P點(diǎn)坐標(biāo)為故答案為：15、【解題分析】首先把圓的一般方程化為標(biāo)準(zhǔn)方程，進(jìn)一步求出兩圓的位置關(guān)系，可得兩圓的公切線條數(shù).【題目詳解】解：由圓，可得：，可得其圓心為，半徑為；由，可得，可得其圓心為，半徑為2；所以可得其圓心距為：，可得：，故兩圓相交，其公切線條數(shù)為,故答案為：2.【題目點(diǎn)撥】本題主要考查兩圓的位置關(guān)系及兩圓公切線條數(shù)的判斷，屬于中檔題.16、【解題分析】根據(jù)兩直線平行可得出關(guān)于實數(shù)的等式與不等式，即可解得實數(shù)的值.【題目詳解】因為，則，解得.故答案為：.三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17、（1）證明見解析（2）【解題分析】（1）建立空間直角坐標(biāo)系后得到相關(guān)向量，再運(yùn)用數(shù)量積證明；（2）求出相關(guān)平面的法向量，再運(yùn)用夾角公式計算即可.【小問1詳解】建立如下圖所示的空間直角坐標(biāo)系：，，，，，∴，故.【小問2詳解】，，，設(shè)平面的一個法向量為，由，令，則，取平面的一個法向量為，設(shè)平面與平面夾角為，易知：為銳角，故，即平面與平面夾角的余弦值為.18、（1）焦點(diǎn)坐標(biāo)為，，頂點(diǎn)坐標(biāo)為，，漸近線方程為；（2）.【解題分析】（1）根據(jù)雙曲線方程確定，即可按照概念對應(yīng)寫出焦點(diǎn)坐標(biāo)、頂點(diǎn)坐標(biāo)和漸近線方程；（2）先求（用表示），再根據(jù)解不等式得結(jié)果.【題目詳解】（1）當(dāng)時，雙曲線方程化為，所以，，，所以焦點(diǎn)坐標(biāo)為，，頂點(diǎn)坐標(biāo)為，，漸近線方程為.（2）因為，所以，解得，所以實數(shù)的取值范圍是【題目點(diǎn)撥】本題根據(jù)雙曲線方程求焦點(diǎn)坐標(biāo)、頂點(diǎn)坐標(biāo)和漸近線方程，根據(jù)離心率求參數(shù)范圍，考查基本分析求解能力，屬基礎(chǔ)題.19、（1）（2）證明見解析【解題分析】（1）根據(jù)，利用橢圓的定義求解；（2）（解法1）設(shè)，得到，的方程，與橢圓方程聯(lián)立，求得M，N的坐標(biāo)，寫出直線的方程求解；（解法2）上同解法1，由對稱性分析知動直線MN所過定點(diǎn)一定在x軸上，設(shè)所求定點(diǎn)為，由C，D，T三點(diǎn)共線，然后由求解；（解法3）設(shè)，由，，設(shè)：，：，其中，與橢圓方程聯(lián)立，整理得，由F，M，N三點(diǎn)的橫坐標(biāo)為該方程的三個根，得到：求解.【小問1詳解】解：由題知，則，由橢圓的定義知動點(diǎn)P的軌跡為以A，B為焦點(diǎn)，6為長軸長的橢圓，所以軌跡的方程為【小問2詳解】（解法1）易知E，F(xiàn)為橢圓的長軸兩端點(diǎn)，不妨設(shè)，，設(shè)，則，，于是：，：，聯(lián)立得，解得或，易得，同理當(dāng)，即時，：；當(dāng)時，有，于是：，即綜上直線MN過定點(diǎn)（解法2）上同解法1，得，，由對稱性分析知動直線MN所過定點(diǎn)一定在x軸上，設(shè)所求定點(diǎn)為，由C，D，T三點(diǎn)共線，得，即，于是，整理得，由t的任意性知，即，所以直線MN過定點(diǎn)（解法3）設(shè)，則，，當(dāng)時，直線MN即為x軸；當(dāng)時，因為，所以，則，設(shè)：，：，其中，聯(lián)立，得，整理得，易知F，M，N三點(diǎn)的橫坐標(biāo)為該方程的三個根，所以：，由及的任意性，知直線MN過定點(diǎn)20、（1）（2）是，證明見解析【解題分析】（1）根據(jù)離心率及橢圓上的點(diǎn)可求解；（2）根據(jù)題意分別設(shè)出直線MA、MB，與橢圓聯(lián)立后得到相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)，再通過斜率公式計算即可證明.【小問1詳解】由，得，所以a2=9b2①，又橢圓過點(diǎn)，則②，由①②解得a=6，b=2，所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為【小問2詳解】設(shè)直線MA的斜率為k，點(diǎn)，因為∠AMB的平分線與y軸平行，所以直線MA與MB的斜率互為相反數(shù)，則直線MB的斜率為-k.聯(lián)立直線MA與橢圓方程，得整理，得，所以，同理可得，所以，又所以為定值.21、（1）；（2）原點(diǎn)在以線段AB為直徑的圓上，詳見解析.【解題分析】（1）利用橢圓方程可得其離心率，進(jìn)而可求拋物線的焦點(diǎn)，即求；（2）設(shè)直線l的方程為，聯(lián)立拋物線方程，利用韋達(dá)定理法可得，即得.【小問1詳解】由橢圓，可得，故，∴拋物線C的方程為.【小問2詳解】由題可設(shè)直線l的方程為，由，得，設(shè)，則，又，故，∴，∴