2024學(xué)年清華大學(xué)附中數(shù)學(xué)高二上期末監(jiān)測(cè)模擬試題含解析

2024學(xué)年清華大學(xué)附中數(shù)學(xué)高二上期末監(jiān)測(cè)模擬試題注意事項(xiàng)：1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請(qǐng)按照題號(hào)順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無(wú)效；在草稿紙、試題卷上答題無(wú)效。4．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．已知正方體的棱長(zhǎng)為1，且滿足，則的最小值是（）A. B.C. D.2．已知點(diǎn)，在雙曲線上，線段的中點(diǎn)，則（）A. B.C. D.3．已知?jiǎng)狱c(diǎn)滿足，則動(dòng)點(diǎn)的軌跡是（）A.橢圓 B.直線C.線段 D.圓4．阿基米德（公元前287年~公元前212年）不僅是著名的物理學(xué)家，也是著名的數(shù)學(xué)家，他利用“逼近法”得到的橢圓的面積除以圓周率等于橢圓的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)與短半軸長(zhǎng)的乘積.若橢圓C的對(duì)稱軸為坐標(biāo)軸，焦點(diǎn)在y軸上，且橢圓C的離心率為，面積為6π，則橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為（）A. B.C. D.5．已知F1(-5，0)，F(xiàn)2(5，0)，動(dòng)點(diǎn)P滿足|PF1|-|PF2|=2a，當(dāng)a為3和5時(shí)，點(diǎn)P的軌跡分別為()A.雙曲線和一條直線 B.雙曲線和一條射線C.雙曲線的一支和一條直線 D.雙曲線的一支和一條射線6．“楊輝三角”是中國(guó)古代重要的數(shù)學(xué)成就，它比西方的“帕斯卡三角形”早了多年，如圖是由“楊輝三角”拓展而成的三角形數(shù)陣，記為圖中虛線上的數(shù)，，，，…構(gòu)成的數(shù)列的第項(xiàng)，則的值為（）A. B.C. D.7．已知函數(shù)在處取得極小值，則（）A. B.C. D.8．已知空間向量，則（）A. B.C. D.9．已知直線，兩個(gè)不同的平面，，則下列命題正確的是（）A.若，，則 B.若，，則C.若，，則 D.若，，則10．已知雙曲線C：的漸近線方程是，則m＝（）A.3 B.6C.9 D.11．在正方體中，分別是線段的中點(diǎn)，則點(diǎn)到直線的距離是（）A. B.C. D.12．已知是虛數(shù)單位，若，則復(fù)數(shù)z的虛部為（）A.3 B.－3iC.-3 D.3i二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．函數(shù)在處的切線方程是_________14．圓與x軸相切于點(diǎn)A．點(diǎn)B在圓C上運(yùn)動(dòng)，則AB的中點(diǎn)M的軌跡方程為______（當(dāng)點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到與A重合時(shí)，規(guī)定點(diǎn)M與點(diǎn)A重合）；點(diǎn)N是直線上一點(diǎn)，則的最小值為______15．命題“任意，”為真命題，則實(shí)數(shù)a的取值范圍是______.16．已知函數(shù)在點(diǎn)處的切線為直線l，則l與坐標(biāo)軸圍成的三角形面積為___________.三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17．（12分）在直角坐標(biāo)系中，點(diǎn)到兩點(diǎn)、的距離之和等于，設(shè)點(diǎn)的軌跡為，直線與交于、兩點(diǎn)（1）求曲線的方程；（2）若，求的值18．（12分）已知某中學(xué)高二物化生組合學(xué)生的數(shù)學(xué)與物理的水平測(cè)試成績(jī)抽樣統(tǒng)計(jì)如下表：若抽取了名學(xué)生，成績(jī)分為A（優(yōu)秀），B（良好），C（及格）三個(gè)等級(jí)，設(shè)，分別表示數(shù)學(xué)成績(jī)與物理成績(jī)，例如：表中物理成績(jī)?yōu)锳等級(jí)的共有（人），數(shù)學(xué)成績(jī)?yōu)锽等級(jí)且物理成績(jī)?yōu)镃等級(jí)的共有8人，已知與均為A等級(jí)的概率是0.07（1）設(shè)在該樣本中，數(shù)學(xué)成績(jī)的優(yōu)秀率是30％，求，的值；（2）已知，，求數(shù)學(xué)成績(jī)?yōu)锳等級(jí)的人數(shù)比C等級(jí)的人數(shù)多的概率19．（12分）已知公比的等比數(shù)列和等差數(shù)列滿足：，，其中，且是和的等比中項(xiàng)（1）求數(shù)列與的通項(xiàng)公式；（2）記數(shù)列的前項(xiàng)和為，若當(dāng)時(shí)，等式恒成立，求實(shí)數(shù)的取值范圍20．（12分）已知命題；命題.（1）若p是q的充分條件，求m的取值范圍；（2）當(dāng)時(shí)，已知是假命題，是真命題，求x的取值范圍.21．（12分）如圖，在四棱錐中，底面ABCD為直角梯形，，平面ABCD，，.（1）求點(diǎn)B到平面PCD的距離；（2）求二面角的平面角的余弦值.22．（10分）如圖，已知矩形ABCD所在平面外一點(diǎn)P，平面ABCD，E、F分別是AB、PC的中點(diǎn)求證：（1）共面；（2）求證：

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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解題分析】由空間向量共面定理可得點(diǎn)四點(diǎn)共面，從而將求的最小值轉(zhuǎn)化為求點(diǎn)到平面的距離，再根據(jù)等體積法計(jì)算.【題目詳解】因?yàn)?，由空間向量的共面定理可知，點(diǎn)四點(diǎn)共面，即點(diǎn)在平面上，所以的最小值為點(diǎn)到平面的距離，由正方體棱長(zhǎng)為，可得是邊長(zhǎng)為的等邊三角形，則，，由等體積法得，，所以，所以的最小值為.故選：C【題目點(diǎn)撥】共面定理的應(yīng)用：設(shè)是不共面的四點(diǎn)，則對(duì)空間任意一點(diǎn)，都存在唯一的有序?qū)崝?shù)組使得，說(shuō)明：若，則四點(diǎn)共面.2、D【解題分析】先根據(jù)中點(diǎn)弦定理求出直線的斜率，然后求出直線的方程，聯(lián)立后利用弦長(zhǎng)公式求解的長(zhǎng).【題目詳解】設(shè)，，則可得方程組：，兩式相減得：，即，其中因?yàn)榈闹悬c(diǎn)為，故，故，即直線的斜率為，故直線的方程為：，聯(lián)立，解得：，由韋達(dá)定理得：，，則故選：D3、C【解題分析】根據(jù)兩點(diǎn)之間的距離公式的幾何意義即可判定出動(dòng)點(diǎn)軌跡.【題目詳解】由題意可知表示動(dòng)點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)的距離之和等于，又因?yàn)辄c(diǎn)和點(diǎn)的距離等于，所以動(dòng)點(diǎn)的軌跡為線段.故選：4、D【解題分析】設(shè)橢圓的方程為，根據(jù)題意得到和，求得的值，即可求解.【題目詳解】由題意，橢圓的焦點(diǎn)在軸上，可設(shè)橢圓的方程為，因?yàn)闄E圓C的離心率為，可得，又由，即，解得，又因?yàn)闄E圓的面積為，可得，即，聯(lián)立方程組，解答，所以橢圓方程為.故選：D.5、D【解題分析】由雙曲線定義結(jié)合參數(shù)a的取值分類討論而得.【題目詳解】依題意得，當(dāng)時(shí)，，且，點(diǎn)P的軌跡為雙曲線的右支；當(dāng)時(shí)，，故點(diǎn)P的軌跡為一條射線.故選D.故選：D6、B【解題分析】根據(jù)楊輝三角可得數(shù)列的遞推公式，結(jié)合累加法可得數(shù)列的通項(xiàng)公式與.【題目詳解】由已知可得數(shù)列的遞推公式為，且，且，故，，，，，等式左右兩邊分別相加得，，故選：B.7、A【解題分析】由導(dǎo)數(shù)與極值與最值的關(guān)系，列式求實(shí)數(shù)的值.【題目詳解】由條件可知，，，解得：，，檢驗(yàn)，時(shí)，當(dāng)，得或，函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是和，當(dāng)，得，所以函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間是，所以當(dāng)時(shí)，函數(shù)取得極小值，滿足條件.所以.故選：A8、C【解題分析】A利用向量模長(zhǎng)的坐標(biāo)表示判斷；B根據(jù)向量平行的判定，是否存在實(shí)數(shù)使即可判斷；C向量數(shù)量積的坐標(biāo)表示求即可判斷；D利用向量坐標(biāo)的線性運(yùn)算及數(shù)量積的坐標(biāo)表示求即可.【題目詳解】因?yàn)?，所以A不正確：因?yàn)椴淮嬖趯?shí)數(shù)使，所以B不正確；因?yàn)椋?，所以C正確；因?yàn)?，所以，所以D不正確故選：C9、C【解題分析】對(duì)于A,可能在內(nèi)，故可判斷A；對(duì)于B,可能相交，故可判斷B;對(duì)于C,根據(jù)線面垂直的判定定理，可判定C;對(duì)于D,和可能平行，或斜交或在內(nèi)，故可判斷D.【題目詳解】對(duì)于A,除了外，還有可能在內(nèi)，故可判斷A錯(cuò)誤；對(duì)于B,，那么可能相交，故可判斷B錯(cuò)誤；對(duì)于C,根據(jù)線面平行的性質(zhì)定理可知，在內(nèi)一定存在和平行的直線，那么該直線也垂直于，所以，故判定C正確;對(duì)于D，，，則和可能平行，或斜交或在內(nèi)，故可判D.錯(cuò)誤，故選：C.10、C【解題分析】根據(jù)雙曲線的漸近線求得的值.【題目詳解】依題意可知，雙曲線的漸近線為，所以.故選：C11、A【解題分析】以為坐標(biāo)原點(diǎn)，分別以的方向?yàn)檩S的正方向，建立空間直角坐標(biāo)系，然后，列出計(jì)算公式進(jìn)行求解即可【題目詳解】如圖，以為坐標(biāo)原點(diǎn)，分別以的方向?yàn)檩S的正方向，建立空間直角坐標(biāo)系.因?yàn)?，所以，所以，則點(diǎn)到直線的距離故選：A12、C【解題分析】由復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算可得答案.【題目詳解】由題得，所以復(fù)數(shù)z的虛部為－3.故選：C.二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、【解題分析】求得，利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義，結(jié)合直線的點(diǎn)斜式方程，即可求得結(jié)果.【題目詳解】因?yàn)椋瑒t，，，故在處的切線方程是，整理得：.故答案為：.14、①.②.【解題分析】將點(diǎn)M的軌跡轉(zhuǎn)化為以AC為直徑的圓，再確定圓心及半徑即可求解，將的最小值轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到圓心的距離再減去半徑可求解.【題目詳解】依題意得，，因?yàn)镸為AB中點(diǎn)，所以，所以點(diǎn)M的軌跡是以AC為直徑的圓，又AC中點(diǎn)為，，所以點(diǎn)M的軌跡方程為，圓心，設(shè)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)為，則有，解得，所以，所以由對(duì)稱性可知的最小值為故答案為：，15、【解題分析】分離常數(shù)，將問(wèn)題轉(zhuǎn)化求函數(shù)最值問(wèn)題.【題目詳解】任意，恒成立恒成立，故只需，記，，易知，所以.故答案為：16、【解題分析】先求出切線方程，分別得到直線與x、y軸交點(diǎn)，即可求出三角形的面積.【題目詳解】由函數(shù)可得：函數(shù)，所以，.所以切線l：，即.令，得到；令，得到；所以l與坐標(biāo)軸圍成的三角形面積為.故答案為：.三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17、（1）；（2）.【解題分析】（1）本題可根據(jù)橢圓的定義求出點(diǎn)的軌跡；（2）本題首先可設(shè)、，然后聯(lián)立橢圓與直線方程，通過(guò)韋達(dá)定理得出、，最后通過(guò)得出，代入、的值并計(jì)算，即可得出結(jié)果.【題目詳解】（1）因?yàn)辄c(diǎn)到兩點(diǎn)、的距離之和等于，所以結(jié)合橢圓定義易知，點(diǎn)的軌跡是以點(diǎn)、為焦點(diǎn)且的橢圓，則，，，點(diǎn)的軌跡.（2）設(shè)，，聯(lián)立，整理得，則，，因?yàn)椋?，即，整理得，則，整理得，解得.【題目點(diǎn)撥】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛：本題考查根據(jù)橢圓定義求動(dòng)點(diǎn)軌跡以及直線與拋物線相關(guān)問(wèn)題的求解，橢圓的定義為動(dòng)點(diǎn)到兩個(gè)定點(diǎn)的距離為一個(gè)固定的常數(shù)，考查韋達(dá)定理的應(yīng)用，考查計(jì)算能力，是難題.18、（1），（2）【解題分析】（1）根據(jù)與均為A等級(jí)的概率是0.07，求得值，再根據(jù)數(shù)學(xué)成績(jī)的優(yōu)秀率是30％求得值，最后利用抽取的總?cè)藬?shù)求出值即可；（2）根據(jù)，，，寫出滿足條件得基本事件，找出其中的基本事件，利用古典概型的公式求出概率即可.【小問(wèn)1詳解】由題意知，解得，，解得，由已知得，解得.【小問(wèn)2詳解】由，，，可知，則試驗(yàn)的樣本空間，共9個(gè)樣本點(diǎn)其中包含的樣本點(diǎn)有共4個(gè)，故所求概率19、（1），；（2）.【解題分析】（1）根據(jù)已知條件可得出關(guān)于方程，解出的值，可求得的值，即可得出數(shù)列與的通項(xiàng)公式；（2）求得，利用錯(cuò)位相減法可求得，分析可知數(shù)列為單調(diào)遞增數(shù)列，對(duì)分奇數(shù)和偶數(shù)兩種情況討論，結(jié)合參變量分離法可得出實(shí)數(shù)的取值范圍.【題目詳解】（1）設(shè)等差數(shù)列的公差為，因?yàn)椋?，，且是和的等比中?xiàng)，所以，整理可得，解得或.若，則，可得，不合乎題意；若，則，可得，合乎題意.所以，;；（2）因?yàn)?，①，②②①得因?yàn)?，即?duì)恒成立，所以當(dāng)且，，故數(shù)列為單調(diào)遞增數(shù)列，當(dāng)為偶數(shù)時(shí)，，所以；當(dāng)為奇數(shù)時(shí)，，所以，即.綜上可得20、（1）；（2）.【解題分析】（1）解不等式組即得解；（2）由題得p、q一真一假，分兩種情況討論得解.【小問(wèn)1詳解】解：由題意知p是q的充分條件，即p集合包含于q集合，有；【小問(wèn)2詳解】解：當(dāng)時(shí)，有，由題意知，p、q一真一假，當(dāng)p真q假時(shí)，，當(dāng)p假q真時(shí)，，綜上，x的取值范圍為21、（1）（2）【解題分析】（1）建立空間直角坐標(biāo)系，用點(diǎn)到面的距離公式即可算出答案；（2）先求出兩個(gè)面的法向量，然后用二面角公式即可.【小問(wèn)1詳解】∵平面平面∴PB⊥AB,PB⊥BC,又兩兩互相垂直,所以，以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，分別為軸，軸，軸建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，D(3,6,0),A(0,6,0)設(shè)平面的一個(gè)法向量所以n?PD令，可得記點(diǎn)到平面的距離為，則d=【小問(wèn)2詳解】由(1)可知平面的一個(gè)法向量為平面的一個(gè)法向量為設(shè)