湖北省安陸市第一中學(xué)2025屆數(shù)學(xué)高二上期末預(yù)測試題含解析

湖北省安陸市第一中學(xué)2025屆數(shù)學(xué)高二上期末預(yù)測試題注意事項1．考生要認(rèn)真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。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．拋物線的焦點(diǎn)為，準(zhǔn)線為，焦點(diǎn)在準(zhǔn)線上的射影為點(diǎn)，過任作一條直線交拋物線于兩點(diǎn)，則為（）A.銳角 B.直角C.鈍角 D.銳角或直角2．中國景德鎮(zhèn)陶瓷世界聞名，其中青花瓷最受大家的喜愛，如圖1這個精美的青花瓷花瓶，它的頸部（圖2）外形上下對稱，基本可看作是離心率為的雙曲線的一部分繞其虛軸所在直線旋轉(zhuǎn)所形成的曲面，若該頸部中最細(xì)處直徑為16厘米，瓶口直徑為20厘米，則頸部高為（）A.10 B.20C.30 D.403．在三棱錐中，，，則異面直線PC與AB所成角的余弦值是（）A. B.C. D.4．函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為（）A. B.C. D.5．與直線關(guān)于軸對稱的直線的方程為（）A. B.C. D.6．設(shè)是雙曲線的兩個焦點(diǎn)，為坐標(biāo)原點(diǎn)，點(diǎn)在上且，則的面積為（）A. B.3C. D.27．從集合{2,3,4,5}中隨機(jī)抽取一個數(shù)m,從集合{1,3,5}中隨機(jī)抽取一個數(shù)n,則向量=(m,n)與向量=(1,-1)垂直的概率為()A. B.C. D.8．若，滿足約束條件則的最大值是A.-8 B.-3C.0 D.19．若雙曲線的兩個焦點(diǎn)為，點(diǎn)是上的一點(diǎn)，且，則雙曲線的漸近線與軸的夾角的取值范圍是（）A. B.C. D.10．在空間直角坐標(biāo)系中，已知點(diǎn)，，則線段的中點(diǎn)坐標(biāo)與向量的模長分別是（）A.；5 B.；C.； D.；11．若x，y滿足約束條件，則的最大值為（）A.2 B.3C.4 D.512．設(shè)為可導(dǎo)函數(shù)，且滿足，則曲線在點(diǎn)處的切線的斜率是A. B.C. D.二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．直線與兩坐標(biāo)軸相交于，兩點(diǎn)，則線段的垂直平分線的方程為___________.14．正四棱柱中，，，點(diǎn)為底面四邊形的中心，點(diǎn)在側(cè)面四邊形的邊界及其內(nèi)部運(yùn)動，若，則線段長度的最大值為__________15．函數(shù)y＝x3＋ax2＋bx＋a2在x＝1處有極值10，則a＝________.16．已知方程，若此方程表示橢圓，則實(shí)數(shù)的取值范圍是________；若此方程表示雙曲線，則實(shí)數(shù)的取值范圍是________.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）在如圖所示的幾何體中，四邊形是平行四邊形，，，，四邊形是矩形，且平面平面，，點(diǎn)是線段上的動點(diǎn)（1）證明：；（2）設(shè)平面與平面的夾角為，求的最小值18．（12分）證明：是無理數(shù)．（我們知道任意一個有理數(shù)都可以寫成形如（m，n互質(zhì)，）的形式）19．（12分）已知橢圓C：過兩點(diǎn)（1）求C的方程；（2）定點(diǎn)M坐標(biāo)為，過C右焦點(diǎn)的直線與C交于P，Q兩點(diǎn)，判斷是否為定值？若是，求出該定值，若不是，請說明理由20．（12分）在平面直角坐標(biāo)系中，已知點(diǎn)，，過點(diǎn)的動直線與過點(diǎn)的動直線的交點(diǎn)為P，，的斜率均存在且乘積為，設(shè)動點(diǎn)Р的軌跡為曲線C.（1）求曲線C的方程;（2）若點(diǎn)M在曲線C上，過點(diǎn)M且垂直于OM的直線交C于另一點(diǎn)N，點(diǎn)M關(guān)于原點(diǎn)O的對稱點(diǎn)為Q.直線NQ交x軸于點(diǎn)T，求的最大值.21．（12分）已知為坐標(biāo)原點(diǎn)，圓的圓心在軸上，點(diǎn)、均在圓上.（1）求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程；（2）若直線與橢圓交于兩個不同的點(diǎn)、，點(diǎn)在圓上，求面積的最大值.22．（10分）設(shè)函數(shù)過點(diǎn)（1）求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間和極值（要列表）；（2）求函數(shù)在上的最大值和最小值.

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選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】設(shè)出直線方程，聯(lián)立拋物線方程，利用韋達(dá)定理，求得，根據(jù)其結(jié)果即可判斷和選擇.【詳解】為說明問題，不妨設(shè)拋物線方程，則，直線斜率顯然不為零，故可設(shè)直線方程為，聯(lián)立，可得，設(shè)坐標(biāo)為，則，故，當(dāng)時，，；當(dāng)時，，；故為銳角或直角.故選：D.2、B【解析】設(shè)雙曲線方程為，根據(jù)已知條件可得的值，由可得雙曲線的方程，再將代入方程可得的值，即可求解.【詳解】因為雙曲線焦點(diǎn)在軸上，設(shè)雙曲線方程為由雙曲線的性質(zhì)可知：該頸部中最細(xì)處直徑為實(shí)軸長，所以，可得，因為離心率為，即，可得，所以，所以雙曲線的方程為：，因瓶口直徑為20厘米，根據(jù)對稱性可知頸部最右點(diǎn)橫坐標(biāo)為，將代入雙曲線可得，解得：，所以頸部高為，故選：B3、A【解析】分別取、、的中點(diǎn)、、，連接、、、、，由題意結(jié)合平面幾何的知識可得、、或其補(bǔ)角即為異面直線PC與AB所成角，再由余弦定理即可得解.【詳解】分別取、、的中點(diǎn)、、，連接、、、、，如圖：由可得，所以，在，，可得由中位線的性質(zhì)可得且，且，所以或其補(bǔ)角即為異面直線PC與AB所成角，在中，，所以異面直線AB與PC所成角的余弦值為.故選：A.【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛：平移線段法是求異面直線所成角的常用方法，其基本思路是通過平移直線，把異面直線的問題化歸為共面直線問題來解決，具體步驟如下：（1）平移：平移異面直線中的一條或兩條，作出異面直線所成的角；（2）認(rèn)定：證明作出的角就是所求異面直線所成的角；（3）計算：求該角的值，常利用解三角形；（4）取舍：由異面直線所成的角的取值范圍是，當(dāng)所作的角為鈍角時，應(yīng)取它的補(bǔ)角作為兩條異面直線所成的角4、A【解析】先求定義域，再由導(dǎo)數(shù)小于零即可求得函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間.【詳解】由得，所以函數(shù)的定義域為，又，因為，所以由得，解得，所以函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為.故選：A.5、D【解析】點(diǎn)關(guān)于x軸對稱，橫坐標(biāo)不變，縱坐標(biāo)互為相反數(shù)，據(jù)此即可求解.【詳解】設(shè)(x，y)是與直線關(guān)于軸對稱的直線上任意一點(diǎn)，則(x，－y)在上，故，∴與直線關(guān)于軸對稱的直線的方程為.故選：D.6、B【解析】由是以P為直角直角三角形得到，再利用雙曲線的定義得到，聯(lián)立即可得到，代入中計算即可.【詳解】由已知，不妨設(shè)，則，因為，所以點(diǎn)在以為直徑的圓上，即是以P為直角頂點(diǎn)的直角三角形，故，即，又，所以，解得，所以故選：B【點(diǎn)晴】本題考查雙曲線中焦點(diǎn)三角形面積的計算問題，涉及到雙曲線的定義，考查學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，是一道中檔題.7、A【解析】根據(jù)分步計數(shù)乘法原理求得所有的)共有12個，滿足兩個向量垂直的共有2個，利用古典概型公式可得結(jié)果.【詳解】集合{2,3,4,5}中隨機(jī)抽取一個數(shù),有4種方法；從集合{1,3,5}中隨機(jī)抽取一個數(shù)，有3種方法，所以，所有的共有個，由向量與向量垂直,可得，即,故滿足向量與向量垂直的共有2個：，所以向量與向量垂直的概率為，故選A.【點(diǎn)睛】本題主要考查分步計數(shù)乘法原理的應(yīng)用、向量垂直的性質(zhì)以及古典概型概率公式的應(yīng)用，屬于中檔題.在解古典概型概率題時，首先求出樣本空間中基本事件的總數(shù)，其次求出概率事件中含有多少個基本事件，然后根據(jù)公式求得概率.8、C【解析】作出可行域，把變形為，平移直線過點(diǎn)時，最大.【詳解】作出可行域如圖：由得：，作出直線，平移直線過點(diǎn)時，.故選C.【點(diǎn)睛】本題主要考查了簡單線性規(guī)劃問題，屬于中檔題.9、B【解析】由條件結(jié)合雙曲線的定義可得，然后可得，然后可求出的范圍即可.【詳解】由雙曲線的定義可得，結(jié)合可得當(dāng)點(diǎn)不為雙曲線的頂點(diǎn)時，可得，即當(dāng)點(diǎn)為雙曲線的頂點(diǎn)時，可得，即所以，所以，所以所以雙曲線的漸近線與軸的夾角的取值范圍是故選：B10、B【解析】根據(jù)給定條件利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式及空間向量模長的坐標(biāo)表示計算作答.【詳解】因點(diǎn)，，所以線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為，.故選：B11、C【解析】作出不等式組對應(yīng)的可行域，再利用數(shù)形結(jié)合分析求解.【詳解】解：作出不等式組對應(yīng)的可行域為如圖所示的陰影部分區(qū)域，由得，它表示斜率為縱截距為的直線系，當(dāng)直線平移到點(diǎn)時，縱截距最大，最大.聯(lián)立直線方程得得.所以.故選：C12、D【解析】由題，為可導(dǎo)函數(shù)，，即曲線在點(diǎn)處的切線的斜率是，選D【點(diǎn)睛】本題考查導(dǎo)數(shù)的定義，切線的斜率，以及極限的運(yùn)算，本題解題的關(guān)鍵是對所給的極限式進(jìn)行整理，得到符合導(dǎo)數(shù)定義的形式二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、【解析】由直線的方程求出直線的斜率以及，兩點(diǎn)坐標(biāo)，進(jìn)而可得線段的垂直平分線的斜率以及線段的中點(diǎn)坐標(biāo)，利用點(diǎn)斜式即可求解.【詳解】由直線可得，所以直線的斜率為，所以線段的垂直平分線的斜率為，令可得；令可得；即，，所以線段的中點(diǎn)坐標(biāo)為，所以線段的垂直平分線的方程為，整理得.故答案為：.14、【解析】根據(jù)正四棱柱的性質(zhì)、矩形的性質(zhì)，線面垂直的判定定理，結(jié)合勾股定理進(jìn)行求解即可.【詳解】當(dāng)位于點(diǎn)時，因為是正方形，所以，由正四棱柱的性質(zhì)可知，平面，因為平面，所以，因為平面，所以平面，平面，所以，因此當(dāng)位于點(diǎn)時，滿足題意，當(dāng)點(diǎn)位于邊點(diǎn)時，若，在矩形中，,因為，所以，因此，所以有，此時，又平面，所以平面，故點(diǎn)的軌跡在線段上，，所以線段長度的最大值為.故答案為：關(guān)鍵點(diǎn)睛：利用特殊點(diǎn)判斷出點(diǎn)的軌跡是解題的關(guān)鍵.15、4【解析】∵y′＝3x2＋2ax＋b，∴或當(dāng)a＝－3，b＝3時，y′＝3x2－6x＋3＝3(x－1)2≥0恒成立，故舍去．所以a＝416、①.②.【解析】分別根據(jù)橢圓、雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的特征建立不等式即可求解.【詳解】當(dāng)方程表示橢圓時，則有且，所以的取值范圍是；當(dāng)方程表示雙曲線時，則有或，所以的取值范圍是.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）.【解析】（1）要證，只需證平面，只需證（由勾股定理可證），，只需證平面，只需證（由平面平面可證），（由可證），即可證明結(jié)論.（2）以為原點(diǎn)，所在直線分別為x軸，y軸，z軸，建立空間直角坐標(biāo)系寫出點(diǎn)與點(diǎn)的坐標(biāo)由于軸，可設(shè)，可得出與的坐標(biāo)設(shè)為平面的法向量，求出法向量.是關(guān)于的一個式子，求出的取值范圍，即可求出的最小值【小問1詳解】在中，，，，所以，所以所以是等腰直角三角形，即因為，所以又因為平面平面，平面平面，，所以平面又平面，所以又因為，EC，平面所以平面又平面，所以，所以在中，，，所以所以又因為，，所以，所以又，，平面所以平面又平面，所以【小問2詳解】以為原點(diǎn)，所在直線分別為x軸，y軸，z軸，建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系則，因為軸，可設(shè)，可求得，設(shè)為平面的法向量則令，解得，所以又因為是平面的法向量所以，因為，所以所以當(dāng)時，取到最小值18、詳見解析【解析】利用反證法，即可推得矛盾.【詳解】假設(shè)有理數(shù)，則，則，為整數(shù)，的尾數(shù)只能是0,1,4,5,6,9，的尾數(shù)只能是0,1,4,5,6,9，則的尾數(shù)是0,2,8，由得，尾數(shù)為0，則的尾數(shù)是0，而的尾數(shù)為0或5，這與為最簡分?jǐn)?shù)，的最大公約數(shù)是1，相矛盾，所以假設(shè)不正確，是無理數(shù).19、（1）；（2）為定值.【解析】（1）根據(jù)題意，列出的方程組，求解即可；（2）對直線的斜率是否存在進(jìn)行討論，當(dāng)直線斜率存在時，設(shè)出直線的方程，聯(lián)立橢圓方程，利用韋達(dá)定理，轉(zhuǎn)化，求解即可.【小問1詳解】因為橢圓過兩點(diǎn)，故可得，解得，故橢圓方程為：.【小問2詳解】由（1）可得：，故橢圓的右焦點(diǎn)的坐標(biāo)為；當(dāng)直線的斜率不存在時，此時直線的方程為：，代入橢圓方程，可得，不妨取，又，故.當(dāng)直線的斜率存在時，設(shè)直線的方程為：，聯(lián)立橢圓方程，可得：，設(shè)坐標(biāo)為，故可得，則.綜上所述，為定值.【點(diǎn)睛】本題考察橢圓方程的求解，以及橢圓中的定值問題；處理問題的關(guān)鍵是合理的利用韋達(dá)定理，將目標(biāo)式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，屬中檔題.20、（1）（2）【解析】（1）設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為，根據(jù)兩直線的斜率之積為得到方程，整理即可；（2）設(shè)，，，根據(jù)設(shè)、在橢圓上，則，再由，則，即可表示出直線、的方程，聯(lián)立兩直線方程，即可得到點(diǎn)的縱坐標(biāo)，再根據(jù)弦長公式得到，令，則，最后利用基本不等式計算可得；【小問1詳解】解：設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為，定點(diǎn)，，直線與直線的斜率之積為，，【小問2詳解】解：設(shè)，，，則，，所以又，所以，又即，則直線：，直線：，由，解得，即，所以令，則，所以因為，當(dāng)且僅當(dāng)即時取等號，所以的最大值為；21、（1）；（2）.【解析】（1）求出圓心坐標(biāo)，可求得圓的半徑，進(jìn)而可得出圓的標(biāo)準(zhǔn)方程；（2）求得點(diǎn)到直線的距離，將直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立，求得的表達(dá)式，利用三角形的面積公式結(jié)合基本不等式可求得結(jié)果.【小問1詳解】解：由題知，線段的中點(diǎn)為，直線的斜率，所以線段的中垂線為，即為，所以圓的圓心為軸與的交點(diǎn)，所以圓的半徑，所以圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.【小問2詳解】解：由題知：圓心到直線的距離，因為，所以圓心到直線的距離，所以到直線的距離，設(shè)點(diǎn)、，聯(lián)立可得，，，則，所以，，所以，所以，所以當(dāng)且僅當(dāng)，即時等號成立，所以當(dāng)時，取得最大值.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛：圓錐曲線中的最值問題解決方法一般分兩種：一是幾何法，特別是用圓錐曲線的定義和平面幾何的有關(guān)結(jié)論來求最值；二是代數(shù)法，常將圓錐曲線的最值問題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)或三角函數(shù)的最值問題，然后利用基本不等式、函數(shù)的單調(diào)性或