福建省龙岩市一级校联盟2023-2024学年高二上学期1月期末教学质量检查数学试题(Word版附解析)
展开(考试时间:120分钟 满分:150分)
注意事项:
1.考生将自己的姓名、准考证号及所有的答案均填写在答题卡上.
2.答题要求见答题卡上的“填涂样例”和“注意事项”.
第Ⅰ卷(选择题 共60分)
一、单项选择题: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,只有一个符合题目要求.请把答案填涂在答题卡上.
1. 计算( )
A. 34B. 35C. 36D. 37
【答案】A
【解析】
【分析】直接由组合数公式计算即可.
【详解】由题意.
故选:A.
2. 已知方程表示焦点在轴上的椭圆,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据椭圆的焦点位置可得出关于实数的不等式组,即可解得实数的取值范围.
【详解】因为表示焦点在轴上的椭圆,则,解得.
故选:B.
3. 已知直线l法向量为,且经过点,则原点O到l的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由直线点法式得直线方程,结合点到直线的距离公式即可求解.
【详解】设点为直线上一点,则,所以,
即直线的方程为,所以原点O到l的距离为.
故选:C.
4. 南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法·商功》中出现了如图所示的形状,后人称为“三角垛”.“三角垛”的最上层(即第一层)有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球,…,设“三角垛”从第一层到第n层的各层的球数构成一个数列,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由题意,根据等差数列求和公式,写出通项公式,可得答案.
【详解】由题意可得:,,,,,
对于A,,故A错误;
对于B,,故B错误;
对于C,,,故C错误;
对于D,,故D正确.
故选:D.
5. 某学校高二(1)班上午安排语文、数学、英语、体育、物理门课,要求第一节不安排体育,语文和数学必须相邻,则不同的排课方法共有( )
A. 种B. 种C. 种D. 种
【答案】B
【解析】
【分析】先考虑第一节安排体育课,语文和数学必须相邻的排法种数,接下来考虑语文和数学必须相邻的情形,求出两种情况下不同的排课方法种数,结合间接法可得结果.
【详解】先考虑第一节安排体育课,语文和数学必须相邻,则将数学与语文捆绑,形成一个大元素,
将这个大元素与英语、物理课进行排序,共有种排法;
接下来只考虑语文和数学必须相邻的情形,只需将数学与语文捆绑,形成一个大元素,
将这个大元素与其余门课进行排序,共有种排法.
由间接法可知,不同的排法种数为种.
故选:B.
6. 已知O为坐标原点,P是直线上一动点,Q是圆上一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】首先画出图形,找出点关于直线的对称点,结合三角形三边关系即可求解.
【详解】如图所示:
设点与点关于直线对称,
则,解得,即,
所以,
其中分别为圆圆心和半径,
等号成立当且仅当分别与重合,其中分别为线段与直线和圆的交点,
综上所述,的最小值为.
故选:C.
7. 已知数列是公差为的等差数列,是其前项和,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用等差数列的基本性质可得出,结合以及等差数列的通项公式可判断AB选项,利用等差数列的求和公式可判断C选项,推导出,结合数列的单调性可判断D选项.
【详解】因为数列是公差为的等差数列,是其前项和,且,,
则,
所以,,
所以,,A对;
,则,B错;
,C对;
因为,则,
又因为,所以,数列是单调递增数列,
当时,;当时,.
综上所述,,D错.
故选:C.
8. 已知是双曲线的左、右焦点,经过点的直线与双曲线C的左右两支分别交于A,B两点,若,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据双曲线的定义可得,取的中点,连接,由面积可得,利用余弦定理结合双曲线离心率分析求解.
【详解】由题意可知:,可得,
取的中点,连接,可知,
因为,可得,
则,可得,
在中,由余弦定理可得,
即,整理得,
所以双曲线C的离心率为.
故选:D.
【点睛】方法点睛:求椭圆、双曲线的离心率或离心率的范围,关键是根据已知条件确定a,b,c的等量关系或不等关系,然后把b用a,c代换,求e的值.
二、多项选择题:本大题共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,分选对的得2分,有选错的得0分.请把答案填涂在答题卡上.
9. 已知二项式的展开式,则( )
A. 常数项是B. 系数为有理数的项共有4项
C. 第5项和第6项的二项式系数相等D. 奇数项的二项式系数和为256
【答案】ACD
【解析】
【分析】首先得二项式展开通项,由此即可逐一判断每一选项.
【详解】由题意二项式的展开式通项为,
对于A,令,得,所以常数项是,故A正确;
对于B,当且仅当时,这些项的系数为有理数,即系数为有理数的项共有5项,故B错误;
对于C,第5项和第6项的二项式系数满足,故C正确;
对于D,奇数项的二项式系数和为,故D正确.
故选:ACD.
10. 已知经过点且斜率为k的直线l与圆交于不同的两点M,N,线段的中点为P,则( )
A. B. 当时,直线l平分圆C
C. 当时,D. 点P的轨迹方程为
【答案】AB
【解析】
【分析】A选项,求出圆心和半径,由点到直线距离公式得到不等式,求出答案;B选项,当时,,故在直线上,得到B正确;C选项,由垂径定理得到弦长;D选项,联立与,根据得到,设,由得到轨迹方程,注意取值范围.
【详解】A选项,变形为,即圆心为,半径为2,
设直线,则圆心到直线的距离,即,解得,A正确;
B选项,当时,,由于,故在直线上,故当时,直线l平分圆C,B正确;
C选项,当时,,故圆心到直线的距离,故,C错误;
D选项,由A选项知,,联立与得,,
由得,且,故,
令,则,
由于,故在上单调递增,故,则,
由几何关系知,设,故,变形得到,
故点P的轨迹方程为,且,D错误.
故选:AB
11. 已知直线l与抛物线交于、两点,且与轴交于点,为坐标原点,直线、斜率之积为,则( )
A. 当时,
B. 当时,线段中点的轨迹方程为
C. 当时,以为直径的圆与轴相切
D. 当时,的最小值为
【答案】AC
【解析】
【分析】设点、、,由题意可得,,设直线的方程为,将该直线方程与抛物线方程联立,利用斜率公式和韦达定理推导出,利用基本不等式可判断AD选项,求出点的轨迹方程,可判断B选项;利用直线与圆的位置关系可判断C选项.
【详解】设点、、,由题意可得,,
若直线与轴垂直,则该直线与抛物线只有一个交点,不合乎题意,
设直线的方程为,联立可得,
,由韦达定理可得,,
,所以,,
对于AB选项,当时,则,即点,满足,,
,
当且仅当时,即当或时,等号成立,A对,
设点,则,,
化简可得,B错;
对于CD选项,当时,则,则为抛物线的焦点,,
则线段的中点为,,
故以线段为直径的圆与轴相切,C对,
,
当且仅当时,即当或,D错.
故选:AC.
12. 已知数列各项均为负数,其前项和满足,则( )
A. 数列的第项小于B. 数列不可能是等比数列
C. 数列为递增数列D. 数列中存在大于项
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据题意,由数列前项和与通项的关系求出和的值,可判断选项A,利用反证法判断选项B和D,分析的符号,即可判断选项C.
【详解】由题知,因为,
所以当时,,可得,
当时,,可得,
又,且,
所以,A错误;
对于B,假设数列是等比数列,设其公比为,
由于,即,
变形可得,
必有,与等比数列定义矛盾,B正确;
对于C,当时,可得,
必有即,则是递增数列,C正确;
对于D,假设数列中不存在大于的项,
即对于,有,
则,
所以有,
变形得,
与假设矛盾,故D正确.
故选:BCD
第Ⅱ卷(非选择题 共90分)
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分(其中16题第一空2分,第二空3分).
13. 编号不同的四个球放入四个不同的盒子中,恰有一个空盒的不同放法有______种.(用数字回答)
【答案】144
【解析】
【分析】首先把四个小球分成2、1、1三组,然后再从四个盒子中选出三个盒子放入三组小球,即可求解.
【详解】首先把四个小球分成2、1、1三组,共有种不同的分法,
然后再从四个盒子中选出三个盒子放入三组小球,共有种放法.
故答案为:144.
14. 已知圆与圆外离,则实数a的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】由题意表示出两圆的圆心半径,进一步结合两圆外离列出不等式即可求解.
【详解】由题意圆与圆的圆心、半径依次分别为,
因为两圆外离,
所以圆心距满足,解得,
即实数a的取值范围为.
故答案为:.
15. 已知椭圆的离心率为,、是左、右焦点,为椭圆的下顶点,连接并延长交椭圆于点,则直线的斜率为______.
【答案】##
【解析】
【分析】由已知可得出,,求出直线的方程,将直线的方程与椭圆的方程联立,求出点的坐标,再利用斜率公式可求得直线的斜率.
详解】由已知可得,则,,
椭圆的方程可化为,即,
易知点、、,
直线的方程为,可得,
联立可得,即点,
所以,.
故答案为:.
16. 已知数列各项均为,在其第项和第项之间插入个,得到新数列,记新数列的前项和为,则______,______.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】将数列各项排成三角数阵,确定的位置,可得出的值,确定数列的前项中,项的值为、的项数,即可求得的值.
【详解】由题意,将数列各项按如下数阵排列:
其中第行有项,则该数阵中第行最后一项对应数列中的对应的第
项,
因为,且,
所以,位于数阵的第行第项,故,
数列的前项中,项的值为的共项,项的值为的项共项,
因此,.
故答案为:;.
【点睛】关键点点睛:本题考查数列求和与求某项的问题,解题的关键就是确定各项的位置,以及数列中各项的值,对于这种有规律性的数列问题,可以将其转化为三角数阵,确定相应项的位置即可.
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. 在①各项系数之和为;②常数项为;③各项系数的绝对值之和为1536这三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并解答问题.
在的展开式中, .
(1)求n;
(2)证明:能被6整除.
(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)由所选条件,利用展开式系数与系数和的性质,列方程求n;
(2),利用二项式定理,证明数据是6的倍数.
【小问1详解】
选条件①各项系数之和为,取,则,解得;
选条件②常数项为,由,则常数项为,解得;
选条件③各项系数的绝对值之和为1536,即的各项系数之和为1536,取,则,解得.
【小问2详解】
,
所以能被6整除.
18. 在数列中,,且分别是等差数列的第1,3项.
(1)求数列和的通项公式;
(2)记,求的前n项和.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)由等比数列的定义、等差数列基本量的计算即可得解;
(2)由裂项法求和结合对分类讨论即可求解.
【小问1详解】
由题意得,所以数列是以1为首项,2为公比的等比数列,
所以,
又因为,解得,
所以数列是以为首项,为公差的等差数列,
所以.
【小问2详解】
由题意,
若,
则,
若,
则,
所以的前n项和.
19. 已知圆M的圆心在直线上,并且与直线相切于点.
(1)求圆M的标准方程;
(2)直线与圆M相交于A,B两点,,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据切线性质以及垂直关系分析可知圆M的圆心在直线上,进而可求圆心和半径,即可得结果;
(2)联立方程,根据弦长公式求得,可知结合韦达定理运算求解.
【小问1详解】
设与直线垂直的直线方程为,
代入点可得,解得,
可知圆M的圆心在直线上,
联立方程,解得,
即圆M的圆心,半径,
所以圆M的标准方程为.
【小问2详解】
设,
联立方程,消去y得,
则,
因为,解得,
此时,即符合题意,
设的倾斜角为,则,故,
所以.
20. 抛物线具有光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线反射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出;反之,平行于抛物线对称轴的入射光线经抛物线反射后必过抛物线的焦点.已知点为抛物线的焦点,为坐标原点,点在抛物线上,且其纵坐标为,满足.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)已知平行于轴的光线从点射入,经过抛物线上的点反射后,再经过抛物线上另一点,最后沿方向射出,若射线平分,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)求出点的坐标,根据可得出关于的等式,即可解出的值,由此可得出抛物线的标准方程;
(2)求出点的坐标,可得出直线的方程,将直线的方程与抛物线的方程联立,求出点的坐标,设直线的倾斜角为,分析可得出,,由结合二倍角的正切公式求出的值,结合可得出实数的值.
【小问1详解】
解:由题意可知,抛物线的焦点为,将代入抛物线方程可得,
即点,
由可得,解得,
故抛物线的标准方程为.
【小问2详解】
解:由题意可知,直线的方程为,由可得,即点,
则,直线的方程为,
联立可得,即点,
设直线的倾斜角为,则,
由题意可知,,且为锐角,,可得,所以,,
因为,可得,解得.
21. 已知函数满足,数列满足:.
(1)求数列的通项公式;
(2)数列满足,其前项和为,若对任意恒成立,求实数取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用倒序相加法可求得;
(2)利用错位相减法求出,由已知条件结合参变量分离法可得出,利用对勾函数的单调性求出的最大值,即可得出实数的取值范围.
【小问1详解】
解:函数满足,数列满足,
则,
所以,,
故.
【小问2详解】
解:由(1)可得,
则,
所以,,
上式下式可得,
所以,,则,
所以,,
由可得,则,
因为,
因为函数在上单调递增,
且,故当时,取最大值,故.
因此,实数的取值范围是.
22. 已知定点,直线相交于点M,且它们的斜率之积为,记动点M的轨迹为曲线C.
(1)求曲线C的方程;
(2)点满足,直线与双曲线分别相切于点A,B.证明:直线与曲线C相切于点Q,且.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)设,根据题意结合斜率公式运算求解;
(2)设,直线的斜率分别为直线,根据直线与双曲线相切可得,,由切线均过点可得,,同构可知直线的方程为,联立方程证明直线与曲线C相切于点Q,再结合垂直关系结合三角形相似证明.
【小问1详解】
设,则,
由题意可得,整理得,
所以曲线C的方程.
【小问2详解】
设,直线的斜率分别为直线,
则,,
可知直线的方程为,
联立方程,消去y得,
则,
可得,
且,即,
代入可得,则,
同理可得,
又因为切线均过点,
可知为方程的两根,
且,则,可得,
则,即,可知为直角三角形,
又因为,整理得,
同理可得,
可知直线的方程为,即直线的斜率,
联立方程,消去y得,
且且,则,可得,解得,
且,即直线与曲线C相切于点,
则,可得,可知,
则,可得,即,
所以直线与曲线C相切于点Q,且.
【点睛】关键点点睛:同构思想的应用:
1.根据题意可知为方程的两根;
2.根据,,可知直线的方程为.
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