湖南省长沙市长沙县第九中学2024学年数学高二上期末监测模拟试题含解析

湖南省长沙市长沙县第九中学2024学年数学高二上期末监测模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．已知是虚数单位，若，则复数z的虚部为（）A.3 B.－3iC.-3 D.3i2．下列说法错误的是（）A.“若，则”的逆否命题是“若，则”B.“”的否定是”C.“是"”的必要不充分条件D.“或是"”的充要条件3．若直线过点（1，2），（4，2＋），则此直线的倾斜角是（）A.30° B.45°C.60° D.90°4．如图，在棱长为2的正方体中，点P在截面上（含边界），则线段的最小值等于（）A. B.C. D.5．已知函数，若对任意，都有成立，则a的取值范围为（）A. B.C. D.6．设命题，，则为（）.A.， B.，C.， D.，7．已知函数，的导函数，的图象如图所示，则的极值情况为（）A.2个极大值，1个极小值 B.1个极大值，1个极小值C.1个极大值，2个极小值 D.1个极大值，无极小值8．日常饮用水通常都是经过净化的，随若水纯净度的提高，所需净化费用不断增加．已知水净化到纯净度为时所需费用单位：元为那么净化到纯净度为时所需净化费用的瞬时变化率是（）元/t.A. B.C. D.9．某超市收银台排队等候付款的人数及其相应概率如下：排队人数01234概率0.10.16030.30.10.04则至少有两人排队的概率为（）A.0.16 B.0.26C.0.56 D.0.7410．命题：“∃x＜1，x2＜1”的否定是（）A.∀x≥1，x2＜1 B.∃x≥1，x2≥1C.∀x＜1，x2≥1 D.∃x＜1，x2≥111．东汉末年的数学家赵爽在《周髀算经》中利用一副“弦图”，根据面积关系给出了勾股定理的证明，后人称其为“赵爽弦图”.如图1，它由四个全等的直角三角形与一个小正方形拼成的一个大正方形.我们通过类比得到图2，它是由三个全等的钝角三角形与一个小等边三角形拼成的一个大等边三角形.对于图2.下列结论正确的是（）①这三个全等的钝角三角形不可能是等腰三角形；②若，，则；③若，则；④若是的中点，则三角形的面积是三角形面积的7倍.A.①②④ B.①②③C.②③④ D.①③④12．已知抛物线的方程为，则此抛物线的准线方程为（）A. B.C. D.二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13．已知等差数列的前n项和为公差为d，且满足则的取值范围是_____________，的取值范围是_____________14．关于曲线，则以下结论正确的个数有______个①曲线C关于原点对称；②曲线C中，；③曲线C是不封闭图形，且它与圆无公共点；④曲线C与曲线有4个交点，这4点构成正方形15．圆(x＋2)2＋y2＝4与圆(x－2)2＋(y－1)2＝9的位置关系为________16．设，则_________三、解答题：共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17．（12分）已知等比数列满足，.（1）求数列的前8项和；（2）求数列的前项积.18．（12分）有三个条件：①数列的任意相邻两项均不相等，，且数列为常数列，②，③，，中，从中任选一个，补充在下面横线上，并回答问题已知数列的前n项和为，______，求数列的通项公式和前n项和19．（12分）已知椭圆的上、下顶点分别为A，B，离心率为，椭圆C上的点与其右焦点F的最短距离为.（1）求椭圆C的标准方程；（2）若直线与椭圆C交于P，Q两点，直线PA与QB的斜率分别为，，且，那么直线l是否过定点，若过定点，求出该定点坐标；否则，请说明理由.20．（12分）如图，四棱锥的底面为正方形，底面，设平面与平面的交线为.（1）证明：；（2）已知，为直线上的点，求与平面所成角的正弦值的最大值.21．（12分）已知为数列的前项和，且（1）求数列的通项公式；（2）若，求数列的前项和（3）设，若不等式对一切恒成立，求实数取值范围22．（10分）长方体中，，点分别在上，且.（1）求证：平面；（2）求平面与平面所成角的余弦值.

参考答案一、选择题：本题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解题分析】由复数的除法运算可得答案.【题目详解】由题得，所以复数z的虚部为－3.故选：C.2、C【解题分析】利用逆否命题、命题的否定、充分必要性的概念逐一判断即可.【题目详解】对于A，“若，则”的逆否命题是“若，则”，正确；对于B，“”的否定是”，正确；对于C，“”等价于“或，∴“是"”的充分不必要条件，错误；对于D，“或是"”的充要条件，正确.故选：C3、A【解题分析】求出直线的斜率，由斜率得倾斜角【题目详解】由题意直线斜率为，所以倾斜角为故选：A4、B【解题分析】根据体积法求得到平面的距离即可得【题目详解】由题意的最小值就是到平面的距离正方体棱长为2，则，，设到平面的距离为，由得，解得故选：B5、C【解题分析】求出函数的导数，再对给定不等式等价变形，分离参数借助均值不等式计算作答.【题目详解】对函数求导得：，，，则，，而，当且仅当，即时“=”，于是得，解得，所以a的取值范围为.故选：C【题目点拨】关键点睛：涉及不等式恒成立问题，将给定不等式等价转化，构造函数，利用函数思想是解决问题的关键.6、B【解题分析】根据全称命题和特称命题互为否定，即可得到结果.【题目详解】因为命题，，所以为，.故选：B.7、B【解题分析】根据图象判断的正负，再根据极值的定义分析判断即可【题目详解】由，得，令，由图可知的三个根即为与的交点的横坐标，当时，，当时，，即，所以为的极大值点，为的极大值，当时，，即，所以为的极小值点，为的极小值，故选：B8、B【解题分析】由题意求出函数的导函数，然后令即可求解【题目详解】因为，所以，则，故选：9、D【解题分析】利用互斥事件概率计算公式直接求解【题目详解】由某超市收银台排队等候付款的人数及其相应概率表，得：至少有两人排队的概率为：故选：D【题目点拨】本题考查概率的求法、互斥事件概率计算公式，考查运算求解能力，是基础题10、C【解题分析】将特称命题否定为全称命题即可【题目详解】根据含有量词的命题的否定，则“∃x＜1，x2＜1”的否定是“∀x＜1，x2≥1”.故选：C.11、A【解题分析】对于①，由三角形大边对大角的性质分析，对于②，根据题意利用正弦定理分析，对于③，利用余弦定理分析，对于④，利用三角形的面积公式分析判断【题目详解】对于①，根据题意，图2，它是由三个全等的钝角三角形与一个小等边三角形拼成的一个大等边三角形，故，，所以这三个全等的钝角三角形不可能是等腰三角形，故①正确；对于②，由题知，在中，，，，所以，所以由正弦定理得解得，因为，所以，故②正确；对于③，不妨设，所以在中，由余弦定理得，代入数据得，所以，所以，故③错误；对于④，若是的中点，则，所以，故④正确.故选：A第II卷（非选择题12、A【解题分析】由抛物线的方程直接写出其准线方程即可.【题目详解】由抛物线的方程为，则其准线方程为：故选：A二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13、①.②.【解题分析】通过判断出，进而将化为基本量求得答案；然后用基本量将化简，进而通过的范围求得答案.【题目详解】由，，，故答案为：14、2【解题分析】根据曲线的方程，以及曲线的对称性、范围，结合每个选项进行逐一分析，即可判断.【题目详解】①将方程中的分别换为，方程不变，故该曲线关于原点对称，故正确；②因为，解得或，故，同理可得：，故错误；③根据②可知，该曲线不是封闭图形；联立与，可得：，将其视作关于的一元二次方程，故，所以方程无根，故曲线与没有交点；综上所述，③正确；④假设曲线C与曲线有4个交点且交点构成正方形，根据对称性，第一象限的交点必在上，联立与可得：，故交点为，而此点坐标不满足，所以这样的正方形不存在，故错误；综上所述，正确的是①③.故答案为：.【题目点拨】本题考察曲线与方程中利用曲线方程研究曲线性质，处理问题的关键是把握由曲线方程如何研究对称性以及范围问题，属困难题.15、相交【解题分析】由题意知，两圆的圆心分别为(－2,0)，(2,1)，故两圆的圆心距离为，两圆的半径之差为1，半径之和为5，而1<<5，所以两圆的位置关系为相交16、【解题分析】求出函数的导数，再令，即可得出答案.【题目详解】解：由，得，所以.故答案为：.三、解答题：共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17、（1）（2）【解题分析】（1）设等比数列的公比为，由，求出公比，然后由等比数列前项和公式可得答案.（2）先得出通项公式，然后可得，由指数的运算性质，结合由等差数列前项和公式可得答案.小问1详解】设等比数列的公比为，，解得所以所以【小问2详解】18、；【解题分析】选①，由数列为常数列可得，由此可求，根据任意相邻两项均不相等可得，由此证明数列为等比数列，并求出数列的通项公式，利用分组求和法求数列的前n项和为，选②由取可求，再取与原式相减可得，由此证明数列为等比数列，并求出数列的通项公式，利用分组求和法求数列的前n项和为，选③由取与原式相减可得，取可求，由此可得，故，由此证明数列为等比数列，并求出数列的通项公式，利用分组求和法求数列的前n项和为，【题目详解】解：选①：因为，数列为常数列，所以，解得或，又因为数列的任意相邻两项均不相等，且，所以数列为2，-1，2，-1，2，-1……，所以，即，所以，又，所以是以为首项，公比为-1的等比数列，所以，即；所以选②：因为，易知，，所以两式相减可得，即，以下过程与①相同；选③：由，可得，又，时，，所以，因为，所以也满足上式，所以，即，以下过程与①相同19、（1）（2）恒过点【解题分析】（1）设为椭圆上的点，根据椭圆的性质得到，再根据的取值范围，得到，再根据离心率求出、，最后根据，求出，即可得解；（2）设、，表示出、，联立直线与椭圆方程，消元列出韦达定理，由，即可得到，再根据，即可得到，从而得到，再将、代入计算可得；【小问1详解】解：设为椭圆上的点，为椭圆的右焦点，所以，因为，所以，又，所以、，因为，所以，所以椭圆方程为；【小问2详解】解：设、，依题意可得、，所以、，联立得，则即，所以、，因为，所以，即，由得，即，所以，即，，整理得，所以，即，即，解得或，当时直线过点，故舍去，所以，则直线恒过点；20、（1）证明见解析（2）【解题分析】（1）由可证得平面，根据线面平行的性质可证得结论；（2）以为坐标原点建立空间直角坐标系，设，利用线面角的向量求法可表示出，分别在、和三种情况下，结合基本不等式求得所求最大值.【小问1详解】四边形为正方形，，又平面，平面，平面，又平面，平面平面，.【小问2详解】以为坐标原点，为轴可建立如图所示空间直角坐标系，则，，，，由（1）知：，则可设，，，，设平面的法向量，则，令，则，，，设直线与平面所成角为，；当时，；当时，（当且仅当，即时取等号）；当时，；综上所述：直线与平面所成角正弦值的最大值为.21、（1）；（2）；（3）.【解题分析】（1）利用的关系，根据等比数列的定义求通项公式.（2）由（1）可得，应用裂项相消法求.（3）应用错位相减法求得，由题设有，讨论为奇数、偶数求的取值范围【小问1详解】当时，，可得，当时，，可得，∴是首项、公比都为的等比数列，故.【小问2详解】由（1），，∴.【小问3详解】由题设，，∴，则，∴，由对一切恒成立，令，则，∴数列单调递减，∴当为奇数，恒成立且在上递减，则，当为偶数，恒成立且在上递增