青海省海东市平乐区2025-2026学年度第一学期期末考试高二数学试题(试卷+解析)
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这是一份青海省海东市平乐区2025-2026学年度第一学期期末考试高二数学试题(试卷+解析),共24页。试卷主要包含了选择题,多项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
(满分150分 时间:120分钟)
第Ⅰ卷(选择题)
一、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,有且只有一项符合题目要求.
1. 直线的倾斜角为( )
A 30°B. 60°C. 120°D. 150°
2. 已知等差数列的前项和为,若,则( )
A. 13B. 14C. 16D. 20
3. 古希腊数学家阿基米德利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.如图,,为椭圆:的左、右焦点,中心为原点,椭圆的面积为,直线上一点满足是等腰三角形,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
4. 如图,在三棱台中,,、分别为、的中点,设,,,则可用表示为( )
A. B.
C. D.
5. 甲、乙、丙、丁四人合资注册一家公司,每人出资50万元作为启动资金投入生产,到当年年底,资金增长了.预计以后每年资金年增长率与第一年相同.四人决定从第一年开始,每年年底拿出60万元分红,并将剩余资金全部投入下一年生产.设第年年底公司分红后的剩余资金为万元,则至少经过( )年,公司分红后的剩余资金不低于1200万元?(年数取整数,参考数据:)
A. 4B. 5C. 6D. 7
6. 已知点在上,过点作圆的两条切线,切点分别为,则四边形面积的最大值为( )
A. B. C. D.
7. 在棱长为3的正方体中,动点在线段上,动点在线段上,则长度的最小值为( )
A. 1B. C. D. 3
8. 已知双曲线,直线与双曲线C交于M,N两点,直线与双曲线C交于P,Q两点,若,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 若数列的通项公式为,前项和为,则( )
A. B. 数列中存在三项成等比数列
C. 数列是公差为1的等差数列D. 数列的前项和为
10. 在平行六面体中,,,,,下列结论正确是( )
A.
B. 异面直线与所成角的余弦值为
C. 直线与平面所成角的正弦值为
D. 点到平面的距离为
11. 设抛物线的焦点为,准线为,经过点的直线交于两点,为坐标原点,则下列说法正确的是( )
A. 若,则直线的倾斜角为
B. 以线段为直径的圆与相切
C. 存在直线,使得
D. 若直线交于点,则
第Ⅱ卷(非选择题)
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知等比数列,,,则_____.
13. 已知,,三点,则到直线的距离为______.
14. 已知双曲线左、右焦点分别为,过的直线与的左、右两支分别交于点,若为线段的中点,且成等差数列,则双曲线的离心率的值为__________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知圆的圆心在轴的正半轴上,半径为2,且被直线截得的弦长为.
(1)求圆的方程;
(2)过点作圆的切线,求的方程.
16. 已知正项数列的前项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,数列的前项和为,当时,求满足条件的最小整数.
17. 已知抛物线焦点为,过点的直线与相交于两点,且,
(1)若为线段AC的中点,
(i)求直线的斜率;
(ii)求|AC|;
(2)若点在抛物线上,满足,求取值范围.
18. 四棱锥中,底面是正方形,为正三角形,,E为的中点.
(1)证明:平面.
(2)证明:平面平面.
(3)求平面与平面夹角的余弦值.
19. 已知椭圆的左顶点为,右焦点为,且
(1)求的方程;
(2)过且不与轴重合直线与的另一个交点为,与直线交于点,过且平行于的直线与直线交于点.
(ⅰ)若,求的面积;
(ⅱ)证明:存在定点,使得.
2025-2026学年度第一学期期末考试
高二数学试题
(满分150分 时间:120分钟)
第Ⅰ卷(选择题)
一、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,有且只有一项符合题目要求.
1. 直线的倾斜角为( )
A. 30°B. 60°C. 120°D. 150°
【答案】A
【解析】
【分析】根据给定方程求出直线的斜率即可求得倾斜角作答.
【详解】直线斜率,由斜率的定义得直线的倾斜角为,
所以所求倾斜角为.
故选:A
2. 已知等差数列的前项和为,若,则( )
A. 13B. 14C. 16D. 20
【答案】A
【解析】
【分析】由,及即可求解.
【详解】设等差数列的公差为,
,
所以,
,
故选:A
3. 古希腊数学家阿基米德利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积.如图,,为椭圆:的左、右焦点,中心为原点,椭圆的面积为,直线上一点满足是等腰三角形,且,则的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,由条件可得是以为顶角的等腰三角形,列出关于的方程,再由离心率的计算公式,即可得到结果.
【详解】由题可知,,即,是以为顶角的等腰三角形,
则有:,,,
所以,又因为,即,,
可得:,解得,故离心率为.
故选:B.
4. 如图,在三棱台中,,、分别为、的中点,设,,,则可用表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用空间向量基本定理表示向量即可.
【详解】由题意:.
故选:B
5. 甲、乙、丙、丁四人合资注册一家公司,每人出资50万元作为启动资金投入生产,到当年年底,资金增长了.预计以后每年资金年增长率与第一年相同.四人决定从第一年开始,每年年底拿出60万元分红,并将剩余资金全部投入下一年生产.设第年年底公司分红后的剩余资金为万元,则至少经过( )年,公司分红后的剩余资金不低于1200万元?(年数取整数,参考数据:)
A. 4B. 5C. 6D. 7
【答案】D
【解析】
【分析】根据题设条件可得.进而得到,结合题设条件可得关于的不等式,从而可得至少经过7年,公司分红后的剩余资金不低于1200万元.
【详解】由题意得,投入生产的启动资金共有万元,
,
,
.
则
,
而也满足该式,故.
令,所以,
因为:,,即.
所以至少经过7年,公司分红后的剩余资金不低于1200万元.
故选:D
6. 已知点在上,过点作圆的两条切线,切点分别为,则四边形面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】点在圆上,分析可得,要使四边形面积取到最大,只需取得最大值,根据点与圆的位置关系,分析计算,可求出,进而可得,计算即可得答案.
【详解】设圆的圆心为,则圆心坐标为,半径,
圆的圆心坐标为,半径,
所以点P到圆心C的最大距离为,
因为A为切点,所以,
所以,
所以四边形面积的最大值.
故选:A.
7. 在棱长为3的正方体中,动点在线段上,动点在线段上,则长度的最小值为( )
A. 1B. C. D. 3
【答案】C
【解析】
【分析】建立如图所示的空间直角坐标系,设,,进而点的坐标可以用来表示,由题可知,时, 取得最小值,利用数量积为0,即可求出,进而可知的模长.
【详解】建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,,,
,,
因为点在线段上,点在线段上,
所以设,,
,,又,,
所以,,则,
当的长度最小时,有,,
所以,即,解得,
此时,所以,
所以的长度最小值为.
故选:C.
8. 已知双曲线,直线与双曲线C交于M,N两点,直线与双曲线C交于P,Q两点,若,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】将代入双曲线方程可求,将代入双曲线可求,根据,得出,从而可求离心率.
【详解】将代入,得,
即,
解得,
所以,
将代入,得,即,
解得,
所以,
因为,所以,
所以,即,
所以双曲线C的离心率为.
故选:A.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 若数列的通项公式为,前项和为,则( )
A. B. 数列中存在三项成等比数列
C. 数列是公差为1的等差数列D. 数列的前项和为
【答案】BD
【解析】
【分析】根据条件可得数列是以2为首项,2为公差的等差数列,表示可得选项A错误;根据可得选项B正确;根据可得选项C错误;利用裂项相消法可得选项D正确.
【详解】由得,,
∴数列是以2为首项,2为公差的等差数列,
∴.
A. ,选项A错误.
B.由题意得,,
∴,即成等比数列,选项B正确.
C.∵,∴,
∴数列是公差为的等差数列,选项C错误.
D.∵,
∴数列的前项和为,选项D正确.
故选:BD.
10. 在平行六面体中,,,,,下列结论正确的是( )
A.
B. 异面直线与所成角的余弦值为
C. 直线与平面所成角的正弦值为
D. 点到平面的距离为
【答案】ABD
【解析】
【分析】由可判断A,由向量法可判断B,如图,设为棱中点,为棱中点,连接,连接交于点,确定四棱锥是棱长为1的正四棱锥,由线面角的定义可判断C,由等体积法可判断D.
【详解】因为,,,,
所以
可得,
所以,故A正确;
选项B:因为,
所以,
所以,,
设异面直线与所成角为,则,故B正确;
如图,设为棱中点,为棱中点,连接,
连接交于点,连接,
因为,,,,
所以,四边形为正方形,
所以,又,,
所以,又,且,
所以,又中点,则,
得到四棱锥是棱长为1的正四棱锥,
由正棱锥的性质可知平面,
则是直线与平面所成角,
可得,故C错误;
设点到平面的距离为,
由,得,
解得,即点到平面的距离为,故D正确;
故选:ABD.
11. 设抛物线的焦点为,准线为,经过点的直线交于两点,为坐标原点,则下列说法正确的是( )
A. 若,则直线的倾斜角为
B. 以线段为直径的圆与相切
C. 存在直线,使得
D. 若直线交于点,则
【答案】BD
【解析】
【分析】对于A选项:先设直线方程与抛物线联立,得出和的值,再结合求出,进而得到直线斜率和倾斜角.对于B选项:利用抛物线定义,找到AB中点到准线距离与的关系,判断圆与准线是否相切.对于C选项:通过向量垂直性质,计算,看是否能满足.对于D选项:先求出直线AO与准线交点的纵坐标,再结合,判断与纵坐标是否相同,确定BD与准线的位置关系.
【详解】对于A选项,抛物线的焦点,准线.设直线AB的方程为,,.
联立,消去得,则,.
由抛物线的定义知,.
因为,所以,即.
又,联立可解得,则直线AB的斜率,倾斜角为或,所以A选项错误.
对于B选项,设AB的中点为,过,,分别作准线的垂线,垂足分别为.
根据抛物线的定义,,,则.
所以以线段AB为直径的圆与相切,B选项正确.
对于C选项,,,若,则.
由,,可得,则,所以不存在直线AB使得,C选项错误.
对于D选项,直线AO的方程为,令,得.
因为,所以.
又,则,所以点的纵坐标与点的纵坐标相同,即,D选项正确.
故选:BD.
第Ⅱ卷(非选择题)
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知等比数列,,,则_____.
【答案】
【解析】
【分析】利用等比数列的性质求解即可.
【详解】为等比数列,,
.
故答案为:.
13. 已知,,三点,则到直线的距离为______.
【答案】##
【解析】
【分析】根据条件,利用点到直线的距离公式即可求解.
【详解】因为,,所以,
得到,
所以到直线的距离为,
故答案为:.
14. 已知双曲线的左、右焦点分别为,过的直线与的左、右两支分别交于点,若为线段的中点,且成等差数列,则双曲线的离心率的值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】设,由题意求出参数m,进而得到,从而求出,再在中由勾股定理即可求解.
【详解】连接,则由题意可知,
设,则,
因为成等差数列,所以,
所以,所以,
所以,即,
所以,即,
所以双曲线的离心率的值为.
故答案为:
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知圆的圆心在轴的正半轴上,半径为2,且被直线截得的弦长为.
(1)求圆的方程;
(2)过点作圆的切线,求的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)利用点到直线的距离公式即可求得圆心从而求得方程.
(2)分类讨论借助点到直线的距离公式求得直线方程.
【小问1详解】
设圆心坐标为,又因为圆半径为2.
由勾股定理可得圆心到直线的距离
所以.
所以圆的方程为:
【小问2详解】
由已知:
(1)当直线斜率不存在时,直线方程为,显然符合题意.
(2)当直线斜率存在时,设直线方程为,
又因为圆心到直线的距离
所以直线的方程为.
综上所述:直线为或.
16. 已知正项数列的前项和为,且满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若,数列的前项和为,当时,求满足条件的最小整数.
【答案】(1) (2)1013
【解析】
【分析】(1)由已知结合和与项的递推关系进行转化,结合等差数列的通项公式即可求解;
(2)利用裂项求和求出,然后解不等式即可求解.
【小问1详解】
因为,当时,,即,又,故,
当时,,因为,两式相减得,
因为,所以,所以,均是以2为公差的等差数列,
,,.
所以.
【小问2详解】
由得,,
所以,
因为,所以,解得.
所以满足条件的最小整数为1013.
17. 已知抛物线的焦点为,过点的直线与相交于两点,且,
(1)若为线段AC的中点,
(i)求直线的斜率;
(ii)求|AC|;
(2)若点在抛物线上,满足,求取值范围.
【答案】(1)(i);(ii)6
(2)
【解析】
【分析】(1)(i)由题意可求得,可求得,进而求得直线的斜率;(ii)利用求解即可;
(2)求得直线BC的斜率为,线BP的斜率为,利用已知可得,进而可得,可求得取值范围.
【小问1详解】
(i)由题意知,焦点,因为为线段AC的中点,所以,即,
所以,即,所以直线的斜率为.
(ii)由题意及(1),.
【小问2详解】
由题意知,直线BC的斜率为,
同理直线BP的斜率为,
因为,所以,所以,
又因为直线BC的方程为,所以点在直线BC上,
所以,所以,
所以,
所以,因为,所以,
当且仅当,即满足,所以取值范围为.
18. 四棱锥中,底面是正方形,为正三角形,,E为的中点.
(1)证明:平面.
(2)证明:平面平面.
(3)求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析 (3)
【解析】
【分析】(1)利用中位线来证明线线平行,即可证线面平行;
(2)利用线线垂直去证明线面垂直,再证明线线到线面再到面面垂直即可;‘
(3)利用空间向量法来求面面角的余弦值即可.
【小问1详解】
证明:连接,交于F,连接.
因为E为的中点,F为的中点,
所以为的中位线,所以.
因为平面,平面,所以平面.
小问2详解】
证明:因为四边形为正方形,所以.
因为,,平面,所以平面.
因为平面,所以.
因为为等边三角形,且E为的中点,所以.
因为,平面,所以平面.
因为平面,所以平面平面.
【小问3详解】
过点P作,垂足为O,由是等边三角形,可知O为的中点.
又因为平面,平面,所以平面平面,
又因为平面平面,平面PDC,所以平面.
设的中点为Q,连接,则,平面.
以O为坐标原点,,,的方向分别为轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系.
不妨设,则,,,,.
设是平面ACE的法向量,因为,,
所以令,得.
取PC的中点M,连接DM,由中点得,所以,
由等边可知:,
因为平面,平面,所以,
又因为,所以,又因为平面,
所以平面,即为平面的一个法向量.
则,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
19. 已知椭圆的左顶点为,右焦点为,且
(1)求的方程;
(2)过且不与轴重合的直线与的另一个交点为,与直线交于点,过且平行于的直线与直线交于点.
(ⅰ)若,求的面积;
(ⅱ)证明:存在定点,使得.
【答案】(1);
(2)(ⅰ)8;(ⅱ)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,列式求出即可.
(2)(ⅰ)由已知求出点的坐标,再借助平行关系求得,进而求出面积;(ⅱ)由(ⅰ)的信息可得平分角,当不垂直于轴时,设出直线方程,并与椭圆方程联立求出点坐标,借助二倍角的正切公式证得平分角,结合相似三角形性质推理得证.
【小问1详解】
设,而,则,
又,解得,则
所以的方程为
小问2详解】
(ⅰ)由共线,且的横坐标分别为,,
则由,可得点的横坐标为,因,则,
由对称性不妨设在第一象限,由,得,即,
设,由,解得,直线的斜率,
设直线与轴的交点为,因,可得,
又,则,又,则,
所以的面积.
(ⅱ)由(ⅰ)猜想平分角,
由,设直线的方程为,
由消去,得,
设,则可得,
则有,,
当斜率不存在时,由(ⅰ)知,,
当时,斜率存在,,,
且,则有,即,
由,得,又,
于是,设关于直线的对称点为,则,
取,则,∽,则,
又,因此∽,,
所以存在定点,使得.
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