安徽省淮北師大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)2024屆數(shù)學(xué)高二上期末考試模擬試題含解析

安徽省淮北師大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)2024屆數(shù)學(xué)高二上期末考試模擬試題注意事項(xiàng)1．考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請(qǐng)務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫(xiě)在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請(qǐng)認(rèn)真核對(duì)監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)與本人是否相符．4．作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對(duì)應(yīng)選項(xiàng)的方框涂滿(mǎn)、涂黑；如需改動(dòng)，請(qǐng)用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無(wú)效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫(xiě)清楚，線(xiàn)條、符號(hào)等須加黑、加粗．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．已知定義在R上的函數(shù)滿(mǎn)足，且有，則的解集為（）A B.C. D.2．南宋數(shù)學(xué)家楊輝在《詳解九章算法》和《算法通變本末》中，提出了一些新的垛積公式，他所討論的高階等差數(shù)列與一般等差數(shù)列不同，前后兩項(xiàng)之差并不相等，而是逐項(xiàng)差數(shù)之差或者高次差相等.對(duì)這類(lèi)高階等差數(shù)列的研究，在楊輝之后一般稱(chēng)為“垛積術(shù)”.現(xiàn)有一個(gè)高階等差數(shù)列，其前7項(xiàng)分別為1，5，11，21，37，61，95，則該數(shù)列的第7項(xiàng)為（）A.101 B.99C.95 D.913．執(zhí)行如圖所示的流程圖，則輸出k的值為（）A.3 B.4C.5 D.24．向量，向量，若，則實(shí)數(shù)（）A. B.1C. D.5．設(shè)正方體的棱長(zhǎng)為，則點(diǎn)到平面的距離是（）A. B.C. D.6．已知直線(xiàn)l經(jīng)過(guò)，兩點(diǎn)，則直線(xiàn)l的傾斜角是（）A.30° B.60°C.120° D.150°7．已知的二項(xiàng)展開(kāi)式的各項(xiàng)系數(shù)和為32，則二項(xiàng)展開(kāi)式中的系數(shù)為A5 B.10C.20 D.408．已知數(shù)列，，則下列說(shuō)法正確的是（）A.此數(shù)列沒(méi)有最大項(xiàng) B.此數(shù)列的最大項(xiàng)是C.此數(shù)列沒(méi)有最小項(xiàng) D.此數(shù)列的最小項(xiàng)是9．曲線(xiàn)在處的切線(xiàn)的傾斜角是（）A. B.C. D.10．在正方體中，與直線(xiàn)和都垂直，則直線(xiàn)與的關(guān)系是（）A.異面 B.平行C.垂直不相交 D.垂直且相交11．已知數(shù)列滿(mǎn)足，，則（）A. B.C. D.12．已知點(diǎn)是雙曲線(xiàn)的左焦點(diǎn)，定點(diǎn)，是雙曲線(xiàn)右支上動(dòng)點(diǎn)，則的最小值為（）.A.7 B.8C.9 D.10二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．甲、乙兩名學(xué)生通過(guò)某次聽(tīng)力測(cè)試的概率分別為和，且是否通過(guò)聽(tīng)力測(cè)試相互獨(dú)立，兩人同時(shí)參加測(cè)試，其中有且只有一人能通過(guò)的概率是__________14．作邊長(zhǎng)為6的正三角形的內(nèi)切圓，半徑記為，在這個(gè)圓內(nèi)作內(nèi)接正三角形，然后再作新三角形的內(nèi)切圓．如此下去，第n個(gè)正三角形的內(nèi)切圓半徑記為，則______，現(xiàn)有1個(gè)半徑為的圓，2個(gè)半徑為的圓，……，個(gè)半徑為的圓，n個(gè)半徑為的圓，則所有這些圓的面積之和為_(kāi)_____15．當(dāng)曲線(xiàn)與直線(xiàn)有兩個(gè)不同的交點(diǎn)時(shí)，實(shí)數(shù)k的取值范圍是____________16．?dāng)?shù)列中，，則______三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17．（12分）如圖所示，已知定點(diǎn)為曲線(xiàn)上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)，求線(xiàn)段中點(diǎn)的軌跡方程.18．（12分）如圖，直角梯形AEFB與菱形ABCD所在平面互相垂直，，，，，，M為AD中點(diǎn).（1）證明：直線(xiàn)面DEF；（2）求二面角的余弦值.19．（12分）為了調(diào)查某蘋(píng)果園中蘋(píng)果的生長(zhǎng)情況，在蘋(píng)果園中隨機(jī)采摘了個(gè)蘋(píng)果.經(jīng)整理分析后發(fā)現(xiàn)，蘋(píng)果的重量（單位：）近似服從正態(tài)分布，如圖所示，已知，.（1）若從蘋(píng)果園中隨機(jī)采摘個(gè)蘋(píng)果，求該蘋(píng)果的重量在內(nèi)的概率；（2）從這個(gè)蘋(píng)果中隨機(jī)挑出個(gè)，這個(gè)蘋(píng)果的重量情況如下.重量范圍（單位：）個(gè)數(shù)為進(jìn)一步了解蘋(píng)果的甜度，從這個(gè)蘋(píng)果中隨機(jī)選出個(gè)，記隨機(jī)選出的個(gè)蘋(píng)果中重量在內(nèi)的個(gè)數(shù)為，求隨機(jī)變量的分布列和數(shù)學(xué)期望.20．（12分）如圖，在四面體ABCD中，，平面ABC，點(diǎn)M為棱AB的中點(diǎn)，，（1）證明：；（2）求平面BCD和平面DCM夾角的余弦值21．（12分）已知E，F(xiàn)分別是正方體的棱BC和CD的中點(diǎn)（1）求與所成角的大??；（2）求與平面所成角的余弦值22．（10分）已知四邊形是菱形，四邊形是矩形，平面平面，，，G是的中點(diǎn)（1）證明：平面；（2）求二面角的正弦值

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、A【解析】構(gòu)造，應(yīng)用導(dǎo)數(shù)及已知條件判斷的單調(diào)性，而題設(shè)不等式等價(jià)于即可得解.【詳解】設(shè)，則，∴在R上單調(diào)遞增.又，則.∵等價(jià)于，即，∴，即所求不等式的解集為.故選：A2、C【解析】根據(jù)所給數(shù)列找到規(guī)律：兩次后項(xiàng)減前項(xiàng)所得數(shù)列為公差為2的數(shù)列，進(jìn)而反向確定原數(shù)列的第7項(xiàng).【詳解】根據(jù)所給定義，用數(shù)列的后一項(xiàng)減去前一項(xiàng)得到一個(gè)數(shù)列，得到的數(shù)列也用后一項(xiàng)減去前一項(xiàng)得到一個(gè)數(shù)列，即得到了一個(gè)等差數(shù)列，如圖：故選：C.3、B【解析】根據(jù)程序框圖運(yùn)行程序，直到滿(mǎn)足，輸出結(jié)果即可.【詳解】按照程序框圖運(yùn)行程序，輸入，則，，不滿(mǎn)足，循環(huán)；，，不滿(mǎn)足，循環(huán)；，，不滿(mǎn)足，循環(huán)；，，滿(mǎn)足，輸出結(jié)果：故選：B.4、C【解析】由空間向量垂直的坐標(biāo)表示列方程即可求解.【詳解】因?yàn)橄蛄浚蛄?，若，則，解得：，故選：C.5、D【解析】建立空間直角坐標(biāo)系，根據(jù)空間向量所學(xué)點(diǎn)到面的距離公式求解即可.【詳解】建立如下圖所示空間直角坐標(biāo)系，以為坐標(biāo)原點(diǎn)，所在直線(xiàn)為軸，所在直線(xiàn)為軸，所在直線(xiàn)為軸.因?yàn)檎襟w的邊長(zhǎng)為4，所以，，，，，所以，，，設(shè)平面的法向量，所以，，即，設(shè)，所以，，即，設(shè)點(diǎn)到平面的距離為，所以，故選：D.6、C【解析】設(shè)直線(xiàn)l的傾斜角為，由題意可得直線(xiàn)l的斜率，即，∵，∴直線(xiàn)l的傾斜角為，故選：.7、B【解析】首先根據(jù)二項(xiàng)展開(kāi)式的各項(xiàng)系數(shù)和，求得，再根據(jù)二項(xiàng)展開(kāi)式的通項(xiàng)為，求得，再求二項(xiàng)展開(kāi)式中的系數(shù).【詳解】因?yàn)槎?xiàng)展開(kāi)式的各項(xiàng)系數(shù)和，所以，又二項(xiàng)展開(kāi)式的通項(xiàng)為=，，所以二項(xiàng)展開(kāi)式中的系數(shù)為．答案選擇B【點(diǎn)睛】本題考查二項(xiàng)式展開(kāi)系數(shù)、通項(xiàng)等公式，屬于基礎(chǔ)題8、B【解析】令，則，，然后利用函數(shù)的知識(shí)可得答案.【詳解】令，則，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，，由雙勾函數(shù)的知識(shí)可得在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減所以當(dāng)即時(shí)，取得最大值，所以此數(shù)列的最大項(xiàng)是，最小項(xiàng)為故選：B9、D【解析】求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，再求出并借助導(dǎo)數(shù)的幾何意義求解作答.【詳解】由求導(dǎo)得：，則有，因此，曲線(xiàn)在處的切線(xiàn)的斜率為，所以曲線(xiàn)在處切線(xiàn)的傾斜角是.故選：D10、B【解析】以為坐標(biāo)原點(diǎn)，所在直線(xiàn)分別為軸，軸，軸建立空間直角坐標(biāo)系，根據(jù)向量垂直的坐標(biāo)表示求出，再利用向量的坐標(biāo)運(yùn)算可得，根據(jù)共線(xiàn)定理即可判斷.【詳解】設(shè)正方體的棱長(zhǎng)為1.以為坐標(biāo)原點(diǎn)，所在直線(xiàn)分別為軸，軸，軸建立空間直角坐標(biāo)系，則.設(shè)，則，取.，.故選：B【點(diǎn)睛】本題考查了空間向量垂直的坐標(biāo)表示、空間向量的坐標(biāo)表示、空間向量共線(xiàn)定理，屬于基礎(chǔ)題.11、A【解析】根據(jù)遞推關(guān)系依次求出即可.【詳解】，，，，，.故選：A.12、C【解析】設(shè)雙曲線(xiàn)的右焦點(diǎn)為M，作出圖形，根據(jù)雙曲線(xiàn)的定義可得，可得出，利用A、P、M三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí)取得最小值即可得解.【詳解】∵是雙曲線(xiàn)的左焦點(diǎn)，∴，，，，設(shè)雙曲線(xiàn)的右焦點(diǎn)為M，則，由雙曲線(xiàn)的定義可得，則，所以，當(dāng)且僅當(dāng)A、P、M三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí)，等號(hào)成立，因此，的最小值為9.故選：C.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛：利用雙曲線(xiàn)的定義求解線(xiàn)段和的最小值，有如下方法：（1）求解橢圓、雙曲線(xiàn)有關(guān)的線(xiàn)段長(zhǎng)度和、差的最值，都可以通過(guò)相應(yīng)的圓錐曲線(xiàn)的定義分析問(wèn)題；（2）圓外一點(diǎn)到圓上的點(diǎn)的距離的最值，可通過(guò)連接圓外的點(diǎn)與圓心來(lái)分析求解.二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、##0.5【解析】分兩種情況，結(jié)合相互獨(dú)立事件公式即可求解.【詳解】記甲，乙通過(guò)聽(tīng)力測(cè)試的分別為事件，則可得，兩人有且僅有一人通過(guò)為事件，故所求事件概率為.故答案為：14、①；②..【解析】設(shè)第n個(gè)三角形的邊長(zhǎng)為，進(jìn)而根據(jù)題意求出，然后根據(jù)等面積法求出，再求出；設(shè)n個(gè)半徑為的圓的面積為并求出，進(jìn)而運(yùn)用錯(cuò)位相減法求得答案.【詳解】如示意圖1，設(shè)第n個(gè)三角形的邊長(zhǎng)為，易得，則是以6為首項(xiàng)，為公比的等比數(shù)列，所以.如示意圖2，易得：，，所以，所以.設(shè)n個(gè)半徑為的圓的面積為，則，記所有圓的面積之和為，則，所以，兩式相減得：，即.故答案為：；.15、【解析】求出直線(xiàn)恒過(guò)的定點(diǎn)，結(jié)合曲線(xiàn)的圖象，數(shù)形結(jié)合，找出臨界狀態(tài)，即可求得的取值范圍.【詳解】因?yàn)?，故可得，其表示圓心為，半徑為的圓的上半部分；因?yàn)椋矗浔硎具^(guò)點(diǎn)，且斜率為的直線(xiàn).在同一坐標(biāo)系下作圖如下：不妨設(shè)點(diǎn)，直線(xiàn)斜率為，且過(guò)點(diǎn)與圓相切的直線(xiàn)斜率為數(shù)形結(jié)合可知：要使得曲線(xiàn)與直線(xiàn)有兩個(gè)不同的交點(diǎn)，只需即可.容易知：；不妨設(shè)過(guò)點(diǎn)與相切的直線(xiàn)方程為，則由直線(xiàn)與圓相切可得：，解得，故.故答案為：.16、1【解析】根據(jù)可得，則，所以可得數(shù)列是以6為周期周期數(shù)列，再由計(jì)算出的值，再利用對(duì)數(shù)的運(yùn)算性質(zhì)可求得結(jié)果【詳解】因?yàn)?，所以，所以，所以?shù)列是以6為周期的周期數(shù)列，因?yàn)?，，所以，所以，所以所以，故答案為?三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17、【解析】設(shè)線(xiàn)段的中點(diǎn)的坐標(biāo)為，點(diǎn)的坐標(biāo)為，根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)公式和代入法求得線(xiàn)段中點(diǎn)的軌跡方程.【詳解】解設(shè)線(xiàn)段的中點(diǎn)的坐標(biāo)為，點(diǎn)的坐標(biāo)為，則用代入法求得所求方程為.【點(diǎn)睛】本題考查了中點(diǎn)坐標(biāo)公式和代入法求動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程，屬于容易題.18、（1）證明見(jiàn)解析（2）【解析】（1）由平面平面ABCD，可得平面ABCD，連接BD，可得，以為原點(diǎn)，為軸，豎直向上為軸建立空間直角坐標(biāo)系，利用向量法計(jì)算與平面的法向量的數(shù)量積為0即可得證；（2）分別計(jì)算出平面和平面的法向量，然后利用向量夾角公式即可求解.【小問(wèn)1詳解】證明：因?yàn)槠矫嫫矫鍭BCD，平面平面ABCD，且，所以平面ABCD，連接BD，則等邊三角形，所以，以為原點(diǎn)，為軸，豎直向上為軸建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，則，設(shè)為平面的法向量，因?yàn)椋瑒t有，取，又因?yàn)椋?，因?yàn)槠矫?，所以平面；【小?wèn)2詳解】解：分別設(shè)為平面和平面的法向量，因?yàn)?，則有，取，因，則有，取，所以，由圖可知二面角為銳二面角，所以二面角的余弦值為.19、（1）；（2）分布列答案見(jiàn)解析，數(shù)學(xué)期望為.【解析】（1）利用正態(tài)密度曲線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性結(jié)合已知條件可求得的值；（2）分析可知，隨機(jī)變量的所有可能取值為、、，計(jì)算出隨機(jī)變量在不同取值下的概率，可得出隨機(jī)變量的分布列，進(jìn)一步可求得的值.【小問(wèn)1詳解】解：已知蘋(píng)果的重量（單位：）近似服從正態(tài)分布，由正態(tài)分布的對(duì)稱(chēng)性可知，，所以從蘋(píng)果園中隨機(jī)采摘個(gè)蘋(píng)果，該蘋(píng)果的重量在內(nèi)的概率為.【小問(wèn)2詳解】解：由題意可知，隨機(jī)變量的所有可能取值為、、，，；，所以，隨機(jī)變量的分布列為：所以20、（1）證明見(jiàn)解析（2）【解析】（1）根據(jù)題意，利用線(xiàn)面垂直的判定定理證明平面ABD即可；（2）以A為原點(diǎn)，分別以，，方向?yàn)閤軸，y軸，z軸的正方向的空間直角坐標(biāo)系，分別求得平面BCD的一個(gè)法向量和平面DCM的一個(gè)法向量，然后由求解【小問(wèn)1詳解】證明：∵平面ABC，∴，又，，∴平面ABD，∴【小問(wèn)2詳解】如圖，以A為原點(diǎn)，分別以，，的方向?yàn)閤軸，y軸，z軸的正方向的空間直角坐標(biāo)系，則，，，，，依題意，可得，設(shè)為平面BCD的一個(gè)法向量，則，不妨令，可得設(shè)為平面DCM的一個(gè)法向量，則，不妨令，可得，所以所以平面BCD和平面DCM的夾角的余弦值為21、（1）60°；（2）.【解析】（1）建立空間直角坐標(biāo)系，利用空間向量夾角的坐標(biāo)公式即可求出異面直線(xiàn)所成角的余弦值，進(jìn)而結(jié)合異面直線(xiàn)成角的范圍即可求出結(jié)果；（2）建立空間直角坐標(biāo)系，利用空間向量夾角的坐標(biāo)公式即可求出求出線(xiàn)面角的正弦值，進(jìn)而結(jié)合線(xiàn)面角的范圍即可求出結(jié)果；【小問(wèn)1詳解】以AB，AD，所在直線(xiàn)分別為x，y，z軸建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，設(shè)正方體的棱長(zhǎng)為，則，，，，所以，，設(shè)與EF所成角的大小為，則，因?yàn)楫惷嬷本€(xiàn)成角的范圍是，所以與所成角的大小為60°【小問(wèn)2詳解】設(shè)平面的法向量為，與平面所成角為，因?yàn)椋?，所以，，所以，令，得為平面的一個(gè)法向量，又因?yàn)椋?，所?2、（1）證明見(jiàn)解析（2）【解析】（1）設(shè)，線(xiàn)段的中點(diǎn)為H，分別連接，可證，從而可得平面；（2）建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系