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《浙江省溫州市2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期期中數(shù)學(xué)試題 Word版含解析》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
2022-2023學(xué)年浙江省溫州市高二年級上學(xué)期期中考試數(shù)學(xué)試題一、單選題(本大題共8題,每題5分,共40分)1.設(shè)集合,則等于()A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】先解不等式求出集合,再由補(bǔ)集和交集的概念計(jì)算即可.【詳解】,或,則.故選:D.2.若a,,則“復(fù)數(shù)為純虛數(shù)(是虛數(shù)單位)”是“”的()A.充要條件B.充分不必要條件C.必要不充分條件D.既不充分也不必要條件【答案】B【解析】【分析】復(fù)數(shù)為純虛數(shù),即,且,判斷其與的推斷關(guān)系.【詳解】復(fù)數(shù)為純虛數(shù),等價于,且,,且可推出,但,不一定得到,且,所以“復(fù)數(shù)為純虛數(shù)”是“”的充分不必要條件.故選:B.3.向量,分別是直線,的方向向量,且,,若,則()A.12B.14C.16D.18【答案】B【解析】【分析】依題意可得,即可得到存在非零實(shí)數(shù),使得,從而求出、的值,求出,最后根據(jù)數(shù)量積的坐標(biāo)表示計(jì)算可得.【詳解】解:,,存在非零實(shí)數(shù),使得,,解得,,即,.故選:B
14.已知定義域?yàn)镽的奇函數(shù),滿足,且當(dāng)時,則的值為()A.B.0C.1D.2【答案】A【解析】【分析】利用函數(shù)的奇偶性和周期性即可求解.【詳解】由題可知即,由奇函數(shù)性質(zhì)可知,所以,所以,所以是以4為周期的周期函數(shù),則當(dāng)時,所以,所以故選:A5.若圓錐的表面積為,其側(cè)面展開圖為一個半圓,則下列結(jié)論正確的為()A.圓錐的母線長為B.圓錐的底面半徑為C.圓錐的體積為D.圓錐的側(cè)面積為【答案】C【解析】【分析】根據(jù)已知條件及圓錐的表面積公式,結(jié)合圓錐的側(cè)面積公式及體積公式即可求解.【詳解】設(shè)圓錐的底面半徑為,母線為,由于其側(cè)面展開圖是一個半圓,所以,解得,又因?yàn)閳A錐的表面積為,所以表面積,解得,得母線長,所以圓錐高,所以側(cè)面積,體積故選:C.6.如圖,在三棱錐中,,且,E,F(xiàn)分別是棱,的中點(diǎn),則EF和AC所成的角等于
2A.30°B.45°C.60°D.90°【答案】B【解析】【分析】取BC的中點(diǎn)G,連接FG、EG,則為EF與AC所成的角.解.【詳解】如圖所示,取BC的中點(diǎn)G,連接FG,EG.,F(xiàn)分別是CD,AB的中點(diǎn),,,且,.為EF與AC所成的角.又,.又,,,為等腰直角三角形,,即EF與AC所成的角為45°.故選:B.【點(diǎn)睛】本題主要考查異面直線所成的角,找角證角求角,主要是通過平移將空間角轉(zhuǎn)化為平面角,再解三角形,屬于基礎(chǔ)題.7.已知,,,則()A.B.C.D.【答案】A【解析】
3【分析】化簡,利用三角函數(shù)二倍角余弦公式求得,比較大小可得,利用對數(shù)函數(shù)單調(diào)性可得,和b比較,綜合可得答案.【詳解】由題意得,,,由于,故,,,,綜上:,故選:A8.在正方體中,點(diǎn)P滿足,且,直線與平面所成角為,若二面角的大小為,則的最大值是()A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】由題可得在平面上,根據(jù)正方體性質(zhì)結(jié)合條件可得平面,進(jìn)而可得在以為圓心,半徑的圓上,且圓在平面內(nèi),作于點(diǎn),過點(diǎn)作交AD于N點(diǎn),可得為二面角的平面角,設(shè)結(jié)合條件可表示出,再利用二次函數(shù)的性質(zhì)即得.【詳解】,且,在平面上,設(shè),連接,,且,
4因?yàn)槠矫妫制矫?,所以,又,平面,平面,所以平面,平面,所以,同理可得,又平面,平面,所以平面,設(shè)正方體的棱長為1,則可知為棱長為的正四面體,所以為等邊三角形的中心,由題可得,得,所以,又與平面所成角為,則,可求得,即在以為圓心,半徑的圓上,且圓在平面內(nèi),由平面,又平面,平面平面,且兩個平面的交線為AO,把兩個平面抽象出來,如圖,作于點(diǎn),過點(diǎn)作交AD于N點(diǎn),連接,平面平面,平面,平面平面,平面,平面,,又,MN與PM為平面PMN中兩相交直線,故平面PMN,平面PMN,
5,為二面角的平面角,即為角,設(shè),當(dāng)M與點(diǎn)不重合時,在中,可求得,若M與點(diǎn)重合時,即當(dāng)時,可求得,也符合上式,故,,,,,,令,則,當(dāng),即時等號成立,,故的最大值是故選:C.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是找出動點(diǎn)的位置,根據(jù)空間向量共面定理及線面角可得在以為圓心,半徑的圓上,且圓在平面內(nèi),然后利用面面角的定義作出面面角,轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題即得.二、多選題(本大題共4題,每題5分,共20分)9.設(shè)是兩條不同的直線,,是兩個不同的平面,則下列命題正確的有()
6A.若,,,則B.若,,則C.若,,則D.若,,,則【答案】BD【解析】【分析】根據(jù)面面平行的判定定理可判斷A;根據(jù)線面垂直的性質(zhì)B;根據(jù)直線與平面平行的判定定理判斷C,根據(jù)平面的法向量和一向量的數(shù)量積為0,判斷D.【詳解】若,,m,時,根據(jù)面面平行的判定定理應(yīng)該還需要相交于一點(diǎn),才可以得到,故A錯誤;根據(jù)線面垂直的性質(zhì)可知,當(dāng),,有,故B正確;若,時,根據(jù)直線與平面平行的判定定理可知,應(yīng)該還需要,才可以得到,故C錯誤;當(dāng),,時,可在直線n上取,即可作為平面的法向量,在直線m上取,則有,即,而,故有,故D正確,故選:BD.10.已知,對于,,下述結(jié)論正確的是()A.B.C.D.【答案】AC【解析】【分析】根據(jù)分段函數(shù)的性質(zhì),結(jié)合各選項(xiàng)逐一驗(yàn)證即可.【詳解】對于A,,所以A正確.對于B,取,,,,所以B錯誤.對于C,當(dāng),,則,,,滿足,當(dāng),時,,由在R上的單調(diào)性知,,滿足,當(dāng),時,同理滿足,當(dāng),時,,,,,滿足,
7故,所以C正確.對于D,取,,,,不滿足,所以D錯誤.故選:AC.11.已知為雙曲線的兩個焦點(diǎn),為雙曲線上任意一點(diǎn),則()A.B.雙曲線的漸近線方程為C.雙曲線的離心率為D.【答案】CD【解析】【分析】對于A,用定義即可判斷,對于B,根據(jù)焦點(diǎn)位置即可判斷,對于C,直接計(jì)算即可,對于D,因?yàn)闉榈闹悬c(diǎn),所以,設(shè)可求出的取值范圍,即可判斷【詳解】雙曲線:焦點(diǎn)在軸上,,,對于A選項(xiàng),,而點(diǎn)在哪支上并不確定,故A錯誤對于B選項(xiàng),焦點(diǎn)在軸上的雙曲線漸近線方程為,故B錯誤對于C選項(xiàng),,故C正確對于D選項(xiàng),設(shè),則(時取等號)因?yàn)闉榈闹悬c(diǎn),所以,故D正確故選:CD12.在正三棱錐中,,,,分別為,的中點(diǎn),若點(diǎn)是此三棱錐表面上一動點(diǎn),且,記動點(diǎn)圍成的平面區(qū)域的面積為,三棱錐的體積為,則()A.當(dāng)時,B.當(dāng)時,C.當(dāng)時,D.當(dāng)時,
8【答案】ACD【解析】【分析】依題意可得直線垂直于動點(diǎn)圍成的平面區(qū)域所在的平面,當(dāng)時取、、、的中點(diǎn)、、、,連接、、、,即可得到動點(diǎn)圍成的平面區(qū)域?yàn)槿鐖D所示的矩形,求出錐體的體積與矩形的面積即可判斷A、C,同理求出時的情況,即可判斷.【詳解】解:由題意知,直線垂直于動點(diǎn)圍成的平面區(qū)域所在的平面,當(dāng)時,正三棱錐的底面是邊長為2的正三角形,側(cè)面、、都是以為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形,所以、,,平面,所以平面,取、、、的中點(diǎn)、、、,連接、、、,則,所以平面,平面,所以,又三角形為等腰直角三角形,為的中點(diǎn),所以,又,所以,又,平面,所以平面,則此時正三棱錐的體積,由題意可知,動點(diǎn)圍成的平面區(qū)域?yàn)槿鐖D所示的矩形,且,,則該矩形的面積為,故A、C均正確;當(dāng)時,正三棱錐即為棱長為2的正四面體,各個面都是邊長為的正三角形,則此時正三棱錐的體積,過點(diǎn)作,垂足為,設(shè),過點(diǎn)作交于點(diǎn),連接、,因?yàn)椋?,所以,又,,平面,所以平面?/p>
9由題意可知,動點(diǎn)圍成的平面區(qū)域?yàn)槿鐖D所示的三角形,顯然為的中點(diǎn),,解得,所以,,,又,所以,即所以,所以,故B錯誤、D正確.故選:ACD三、填空題(本大題共4題,每題5分,共20分)13.將函數(shù)的圖象向右平移個單位長度后的圖象過原點(diǎn),則m的最小值是__________.【答案】【解析】【分析】利用函數(shù)的平移變換及點(diǎn)在函數(shù)的圖象上,結(jié)合三角方程即可求解.【詳解】由題意可知,平移后函數(shù)解析式為,因?yàn)楹瘮?shù)的圖象過原點(diǎn),所以,即,解得,即,又,故時,m取最小值故答案為:.
1014.若點(diǎn)在冪函數(shù)的圖象上,則的值為__________.【答案】4【解析】【分析】由冪函數(shù)的概念求出a,c,再將點(diǎn)代入函數(shù)解析式,求得b的值.【詳解】因?yàn)闉閮绾瘮?shù),則,,即,又點(diǎn)在函數(shù)的圖象上,則,解得,所以故答案為:4.15.已知四面體ABCD中,,平面ACD,平面ABD,則四面體ABCD外接球的半徑是__________【答案】1【解析】【分析】根據(jù)給定的幾何體,取棱BC的中點(diǎn)O,再確定四面體外接球球心即可計(jì)算作答.【詳解】在四面體ABCD中,因平面,平面,則,取棱BC的中點(diǎn)O,連AO,如圖,則,又平面ABD,平面,則,連OD,有,因此,所以四面體ABCD外接球球心為O,半徑為1.故答案為:116.已知,分別是橢圓的左右焦點(diǎn),P是橢圓C上一點(diǎn),若線段上有且只有中點(diǎn)Q滿足其中O是坐標(biāo)原點(diǎn),則橢圓C的離心率是__________.【答案】##【解析】【分析】判斷點(diǎn)P為長軸端點(diǎn)的情況,點(diǎn)P不為長軸端點(diǎn),由橢圓定義結(jié)合余弦定理、一元二次方程計(jì)算作答.【詳解】令橢圓半焦距為c,有,顯然點(diǎn)P不可能是橢圓長軸左端點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P為橢圓長軸的右端點(diǎn)時,即,取,顯然點(diǎn)Q在線段上,并滿足
11,而點(diǎn)Q不一定是線段的中點(diǎn),因此點(diǎn)P不是橢圓長軸的端點(diǎn),在中,不妨設(shè),當(dāng)Q為中點(diǎn)時,而O是的中點(diǎn),則,,,由,得,由余弦定理得,,線段上的點(diǎn)Q滿足,令,,在中,,顯然,即,解得或,因線段上有且只有中點(diǎn)Q滿足,于是得,即,則,所以橢圓C的離心率.故答案為:【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求橢圓的離心率問題,可以求出a,c,代入離心率公式即得;或者根據(jù)條件得到關(guān)于a,b,c的齊次式,利用方程或不等式求解.四、解答題(本大題共6題,共70分)17.已知圓C的圓心在x軸上,且經(jīng)過點(diǎn),(1)求圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若過點(diǎn)的直線l與圓C相交于兩點(diǎn),且,求直線l的方程.【答案】(1).(2)或.【解析】【分析】(1)求出直線的中垂線方程,結(jié)合圓心在x軸上,求得圓心和半徑,即可求得圓的方程;(2)利用圓的幾何性質(zhì)求得圓心到所求直線的距離,討論直線斜率是否存在,存在時,設(shè)出直線方程,利用點(diǎn)到直線的距離可求得斜率,即得答案.【小問1詳解】設(shè)圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為,其中,半徑為,記線段AB中點(diǎn)為D,則,又直線AB的斜率為,故線段AB中垂線CD方程為,即,
12由圓的性質(zhì),圓心在直線CD上,得,所以圓心,,所以圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為;【小問2詳解】因?yàn)橹本€l與圓C相交的弦長,圓心到直線l的距離,當(dāng)直線l的斜率不存在時,l的方程,此時,不符合題意,舍去.當(dāng)直線l的斜率存在時,設(shè)斜率為k,則l的方程,即,由題意得,解得或,故直線l的方程為或,即或,綜上直線l的方程為或18.已知函數(shù)(1)求函數(shù)的值域;(2)若對任意的,不等式恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.【答案】(1)(2)【解析】【分析】(1)換元轉(zhuǎn)化為求二次函數(shù)值域;(2)換元,分離參變量,根據(jù)不等式求解恒成立問題.【小問1詳解】因?yàn)槎x域?yàn)?,則,設(shè),則,所以值域?yàn)?【小問2詳解】因?yàn)椋?/p>
13所以,設(shè),則,原問題化為對任意,,即,因?yàn)楫?dāng)且僅當(dāng)即時,取等號,即的最小值為3,所以19.某校對2022學(xué)年高二年級上學(xué)期期中數(shù)學(xué)考試成績單位:分進(jìn)行分析,隨機(jī)抽取100名學(xué)生,將分?jǐn)?shù)按照分成6組,制成了如圖所示的頻率分布直方圖:(1)估計(jì)該校高二年級上學(xué)期期中數(shù)學(xué)考試成績的第80百分位數(shù);(2)為了進(jìn)一步了解學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的情況,由頻率分布直方圖,成績在和的兩組中,用按比例分配的分層隨機(jī)抽樣的方法抽取5名學(xué)生,再從這5名學(xué)生中隨機(jī)抽取2名學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查,求抽取的這2名學(xué)生至少有1人成績在內(nèi)的概率.【答案】(1)115;(2).【解析】【分析】(1)根據(jù)百分位數(shù)的概念結(jié)合頻率分布直方圖求解即可;(2)由分層抽樣可知,內(nèi)抽取2人,內(nèi)抽取3人,分別列出所有基本樣本點(diǎn),利用古典概型求解即可.【小問1詳解】由,可得樣本數(shù)據(jù)中數(shù)學(xué)考試成績在110分以下所占比例為,在130分以下所占比例為,
14因此,第80百分位數(shù)一定位于內(nèi),由,所以樣本數(shù)據(jù)第80百分位數(shù)約為【小問2詳解】由題意可知,分?jǐn)?shù)段的人數(shù)為人,分?jǐn)?shù)段的人數(shù)為人用按比例分配的分層隨機(jī)抽樣的方法抽取5名學(xué)生,則需在內(nèi)抽取2人,分別記為a,b,內(nèi)抽取3人,分別記為x,y,z,設(shè)“從樣本中抽取2人,至少有1人分?jǐn)?shù)在內(nèi)”為事件A,則樣本空間為,共包含10個樣本點(diǎn),而事件,包含7個樣本點(diǎn),所以,即抽取的這2名學(xué)生至少有1人成績在內(nèi)的概率為.20.已知四棱錐中,,,,,,(1)求證:(2)求直線PC與平面PBD所成角的正弦值.【答案】(1)證明見解析(2)【解析】【分析】(1)根據(jù)線面平行的判定定理證明線面垂直,從而得到線線垂直;(2)利用幾何法找到線面所成角進(jìn)而求解或者利用空間向量求解.【小問1詳解】在梯形ABCD中,,,,,可算得,,所以,所以,
15在中,,,滿足,所以,又平面PBD,平面PBD,且,所以平面PBD,又因?yàn)槠矫鍼BD,所以;【小問2詳解】由證明可知,平面PBD,因?yàn)槠矫鍭BCD,則平面平面ABCD,取BD中點(diǎn)O,連OP,OC,因?yàn)?,所以,而平面ABCD,且平面平面,平面PBD,所以就是PC與平面PBD所成的角,在中,易得,在中,,,計(jì)算可得,所以,所以求直線PC與平面PBD所成角的正弦值為解法由證明可知,平面PBD,因?yàn)槠矫鍭BCD,則平面平面ABCD,通過計(jì)算可得,建立以,為x軸,y軸的正方向,以過D與平面ABCD垂直的向量為在z軸的正方向建立如圖空間直角坐標(biāo)系,顯然z軸再平面PBD中且垂直于BD,則,,,,所以,,,設(shè)平面PBD的法向量為,
16則,即取,設(shè)直線PC與平面PBD所成角為,則,所以求直線PC與平面PBD所成角的正弦值為21.在①,②這兩個條件中任選一個,補(bǔ)充在下面的橫線上,并加以解答.已知的內(nèi)角的所對的邊分別為,__________.(1)若,求(2)求的最大值.【答案】(1);(2)【解析】【分析】(1)選①,由正弦定理邊化角,結(jié)合,可推出,求得答案;選②,當(dāng)時,代入已知得,,利用兩角和差正弦公式,即可求得答案;(2)選①,由正弦定理邊化角可推出,可得,繼而,利用二倍角公式化簡得,采用換元令,化簡為,求得答案;選②,利用三角恒等變換和角公式以及二倍角公式化簡,可得到
17,以下同選①解答.【小問1詳解】若選①,由正弦定理可得,,當(dāng)時,代入得,,整理可得,,在中,,所以,所以,即,又C為三角形內(nèi)角,所以,所以若選②,當(dāng)時,代入得,,即,,即,又因?yàn)?,,所以,所?【小問2詳解】若選①,因?yàn)?,所以,,即,在中,,,所以,即,由?由,及在上遞減,可得,則,所以,所以,設(shè),而,
18故,即,則,所以,當(dāng)時,最大值為選②,因?yàn)?,所以,,,在中,,所以,即,由?由,及在上遞減,可得,則,所以,所以,設(shè),而,故,即,則,所以,當(dāng)時,最大值為22.已知點(diǎn)P在圓上運(yùn)動,過點(diǎn)P作x軸的垂線段PQ,Q為垂足,動點(diǎn)M滿足(1)求動點(diǎn)M的軌跡方程(2)過點(diǎn)的動直線l與曲線E交于A,B兩點(diǎn),與圓O交于C,D兩點(diǎn),(i)求的最大值;(ii)是否存在定點(diǎn)T,使得的值是定值?若存在,求出點(diǎn)T的坐標(biāo)及該定值;若不存在,請說明理由.
19【答案】(1)(2)(i)16;(ii)存在定點(diǎn),【解析】【分析】(1)求誰設(shè)誰,利用相關(guān)點(diǎn)法求軌跡方程,設(shè)出M、P點(diǎn)坐標(biāo),由向量關(guān)系式用M點(diǎn)的坐標(biāo)表示P點(diǎn)的坐標(biāo),代入圓的方程可得M點(diǎn)的軌跡方程.(2)(i)分類討論斜率存在與斜率不存在,①斜率存在時設(shè)直線方程,聯(lián)立方程組后由弦長公式得|AB|、再由圓內(nèi)弦長公式得|CD|,轉(zhuǎn)化為分式型函數(shù)求最值求得的最值;②斜率不存在時,由兩點(diǎn)間距離公式分別求得|AB|、|CD|,進(jìn)而得出.兩者比較后可得的最大值.(ii)分類討論斜率存在與斜率不存在,①斜率存在時,計(jì)算,要使得其為定值,則要與k無關(guān),可得m、n的值.②斜率不存在時,直接計(jì)算的值.【小問1詳解】設(shè)點(diǎn),,因?yàn)?,所以,所以,即動點(diǎn)M的軌跡E的方程為【小問2詳解】(i)①當(dāng)直線l的斜率存在時,設(shè)直線l的方程為,聯(lián)立方程組,可得,∴恒成立,,,∴,又∵,∴,
20設(shè),則,則,得,當(dāng)且僅當(dāng)時取到,此時最大值是②當(dāng)直線l的斜率不存在時,則直線l為,可得,,此時,綜上,最大值是①當(dāng)直線l的斜率存在時,設(shè),,,可得,,,要使得上式為定值,即與k無關(guān),則滿足且,解得,,即點(diǎn),此時,②當(dāng)直線l的斜率不存在時,直線l為,解得,,所以,綜上可得,存在定點(diǎn),使得