安徽省池州市东至县第二中学2019-2020学年高二上学期期末考试数学(文)试题Word版含答案
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安徽省池州市东至县第二中学2019-2020学年上学期期末考试高二数学(文)试题本试卷分第I 卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
全卷满分150分,考试时间120分钟。
第I 卷一、选择题(本题共有12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
)1.直线3x +3y +7=0的倾斜角为 A.6π B. 4π C. 3π D. 34π 2.命题p:“(0,2),cos 2x x x π∀∈>-”,则p ⌝为A. (0,2),cos 2x x x π∀∈≤-B. (0,2),cos 2x x x π∀∉>-C. 00(0,2),cos 2x x x π∃∈≥-D. 00(0,2),cos 2x x x π∃∈≤-3.下列命题中是公理的是A.在空间中,如果两个角的两条边对应平行,那么这两个角相等或互补B.如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直C.平行于同一条直线的两条直线平行D.如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行4.已知31()f x x x=-+的导函数为'()f x ,则'(1)f -= A.0 B,-2 C.-3 D.-45.“a >b ”是“a 3>b 3”的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件6.已知命题“若x ≥3,则311x <+”,则此命题的逆命题、否命题逆否命题中,正确命题的个数为 A.0 B.1 C.2 D.37. 已知α、β是两个不同的平面,m 、n 是两条不同的直线,下列命题中错误的是A.若m ⊥α、m ∥n ,n β⊂,则α⊥βB.若α∥β,m ⊥α,n ⊥β,则m ∥nC.若α∥β,m α⊂,n β⊂,则m ∥nD.若α⊥β,m α⊂,αn β=,,m ⊥n ,则m ⊥β 8已知曲线321y x x =++在1x =处的切线垂直于直线230ax y --=,则实数a 的值为A. 25-B. 52- C.10 D.-10 9一几何体的三视图如图所示,其中网格纸中每个小正方形的边长为1,则该几何体的表面积为A. 426π+B. 4210π+ C, 466π+ D. 4610π+10.已知圆C 与直线2x —y +5=0及2x -y -5=0都相切,圆心在直线x +y =0上,则圆C 的方程为A.(x +1)2+(y -1)2=5B.x 2+y 2=5C.(x -1)2+(y 5x 2+y 2511. 中国古代第一部数学名著《九章算术》中,将一般多面体分为阳马、鳖臑、堑堵三种基本立体图形,其中将四个面都为直角三角形的三棱锥称之为鳖,若三棱锥Q-ABC 为鳖臑,QA ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,QA=BC=3,AC=5,则三棱锥Q-ABC 外接球的表面积为A. 16πB. 20πC. 30πD. 34π12.如果圆22(2)(2)9x t y t -+-=上总存在两个点到点(1,1)的距离为2,则实数t 的取值范围是 A. 2225(4++ B. 252222225((,444--++ C. 22232(++ D. 2322222232((,4--++ 第Ⅱ卷 二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在答题卡的相应位置13.函数ln ()x f x x=的极大值为_________。
14.曲线()cos f x x x =在点(2,2)P ππ处的切线方程是________。
15.已知圆x 2+y 2-4x -my -4=0上有两点关于直线l :2x -2y -m =0对称,则圆的半径是__________。
16.已知函数2,0()21.0xx x f x e x x e x ⎧>⎪=⎨⎪---+≤⎩,若函数()2y f x m =-+恰有3个不同零点,则实数m 的取值范围为__________________。
三、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.(本小题满分10分)已知命题p:直线1:220l ax y a ++=和直线2:3(1)70l x a y a +--+=平行,命题q:函数294y x ax =++的值可以取遍所有正实数(I)若p 为真命题,求实数a 的值(Ⅱ)若命题,p q p q ∧∨均为假命题,求实数a 的取值范围18.(本小题满分12分)一装有水的直三棱柱ABC-A 1B 1C 1容器(厚度忽略不计),上下底面均为边长为5的正三角形,侧棱为10,侧面AA 1B 1B 水平放置,如图所示,点D 、E 、F 、G 分别在棱CA 、CB 、C 1B 1、C 1A 1上,水面恰好过点D ,E ,F ,C,且CD=2(1)证明:DE ∥AB;(Ⅱ)若底面ABC 水平放置时,求水面的高已知函数32()55(f x x ax x a =--+为常数)的一个极值点为1-.(I)求实数a 的值;(Ⅱ)求()f x 在区间[-2,2]上的最大值20.(本小题满分12分)已知四棱锥A-BCDE 中,底面BCDE 为直角梯形,CD ⊥平面ABC,侧面ABCD 是等腰直角三角形,∠EBC=∠ABC=90°,BC=CD=2BE,点M 是棱AD 的中点(1)求异面直线ME 与AB 所成角的大小;(Ⅱ)证明:平面AED ⊥平面ACD21.(本小题满分12分) 已知函数1()ln f x a x x =+的导函数为,其中a 为常数 (I)讨论f (x )的单调性;(Ⅱ)当a =-1时,若不等式'21()2f x mx x≤-+-恒成立,求实数m 的取值范围已知⊙H 被直线x -y -1=0,x +y -3=0分成面积相等的四个部分,且截x 轴所得线段的长为2。
(I)求⊙H 的方程;(Ⅱ)若存在过点P(0,b )的直线与⊙H 相交于M ,N 两点,且点M 恰好是线段PN 的中点,求实数b 的取值范围安徽省池州市东至县第二中学2019-2020学年上学期期末考试高二数学(文)试题参考答案5.C 【解析】构造函数3()f x x =,易知3()f x x =在R 上单调递增,所以当a b >时,33a b >, 反之也成立,故选C.6.B 【解析】∵311x ,∴321011x x x --=<++,即(x ﹣2)(x+1)>0,∴x >2或x <﹣1.逆命题为“若311x ,则3x ≥”,显然是假命题,又逆命题与否命题互为逆否命题,所以否命题也是假命题.又原命题为真命题,所以逆否命题也是真命题.综上,选B.7.B 【解析】对A ,若,//m m n α⊥,则n α⊥,又,n βαβ⊂⊥则 ,所以A 正确;对B ,,m n 可能是异面直线,所以B 错误;易知C ,D 正确.8.A 【解析】因为232y x '=+,所以1|5x y ='=,由题意可得512a ⨯=-,解得25a =-. 9.C 【解析】原几何体是由一个半圆柱与长方体拼接而成,半圆柱的底面半径为2,高为3,长方体的长为4,宽为1,高为3,故该几何体的表面积为2122321324324342102S πππ=⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯=+. 225522521r +==+,所以r 5.设圆心坐标为P (a ,-a ),则满足点P 到两条切线的距离都等于半径,3535555a a +-==a =0,故圆心为(0,0),所以圆的标准方程为x 2+y 2=5,故选B.11. D 【解析】补全为长方体,如图,则222234334R ++=,所以34R =2434R ππ=. 12.B 【解析】因为到点(1,1)的距离为2的点的轨迹是圆22(1)(1)4x y -+-=,所以题目套件等价于圆22(2)(2)9x t y t -+-=与圆22(1)(1)4x y -+-=相交,从而2232(21)(21)32t t -<-+-<+,即212(21)25t <-<,解得实数t 的取值范围是2522222252(,(,4444-++. 13. 1e 【解析】221ln 11ln ()x x x x f x x x⋅-⋅-'==,易知21ln ()0x f e x -'==,且e 为极大值点,故极大值为ln 1()e f e e e==. 14. 0x y -= 【解析】因为()cos sin f x x x x '=-,所以(2)1f π'=,所以点(2,0)P π处的切线方程是22y x ππ-=-,即0x y -=.15.3 【解析】圆22440x y x my +---=上有两点关于直线l 对称,所以圆心必在直线l上,将圆心坐标(2,)2m 代入直线方程解得2m =,所以半径11641632r =++=. 16. 22)e + 【解析】当0x ≤时,函数22()21(1)f x x x e x e =---+=-++,0x ≤在(,1)-∞-上单调递增,在(1,0)-上单调递减;当0x >时,()f x '=12x >时,()0f x '<,当102x <<时,()0f x '>,所以函数()f x 在1(0,)2上递增,在1(,)2+∞上递减,故函数极大值为1()22f e =,所以(0)12f e e=->.函数()2y f x m =-+恰有3个不同零点,则022m e <-<,所以22m <<+. 17. 【解析】(I )显然当1a =,直线12,l l 不平行, 所以1:2a l y x a =--,237:11a l y x a a -=-+--, 因为p 为真命题,所以32171a a a a a ⎧-=-⎪⎪-⎨-⎪-≠⎪-⎩,解得3a =,或2a =- …………………………5分 (II )若q 为真命题,则290a ∆=-≥恒成立,解得3a ≤-,或3a ≥.因为命题,p q p q ∧∨均为假命题,所以命题,p q 都是假命题,所以3,233a a a ≠≠-⎧⎨-<<⎩,解得32a -<<-,或23a -<<, 故实数a 的取值范围是(3,2)(2,3)--- …………………………………………………10分 18. 【解析】(I )证明:因为直三棱柱容器侧面11AA B B 水平放置,所以平面//DEFG 平面11AA B B ,因为平面ABC 平面11AA B B AB =,平面ABC 平面DEFG DE =,所以//DE AB …………………………………………………………………………………6分 (II )当侧面11AA B B 水平放置时,可知液体部分是直四棱柱,其高即为直三棱柱111ABC A B C -容器的高,即侧棱长10.由(I )可得CDE CAB ∆∆,又2,5CD CA ==,所以2125ABC ABED S S ∆=四边形.…………………………………………………………………9分 当底面ABC 水平放置时,设水面的高为h ,由于两种状态下水的体积相等, 所以10ABC ABED S S h ∆⨯=⋅四边形,即211025ABC ABC S S h ∆∆⨯=⋅, 解得425h =.…………………………………………………………………………………12分 19. 【解析】(I )因为32()55f x x ax x =--+,所以2()325f x x ax '=--,因为()f x 在1x =-处取得极值,所以(1)3250f a '-=+-=,所以1a =.……………5分 (II )由(I )可得32()55f x x x x =--+,2()325(35)(1)f x x x x x '=--=-+, 令()0f x '=,得1x =-,或53x =.…………………………………………………………6分 当1x <-,或53x >时,()0f x '>,()f x 单调递增; 当513x -<<时,()0f x '<,()f x 单调递减. ……………………………………………8分 又(1)11558,(2)841051f f -=--++==--+=-,所以在区间[2,2]-上的最大值为8. ………………………………………………………12分20. 【解析】(I )证明:取AC 的中点F ,连接BF ,MF.因为点M 是棱AD 的中点,所以1//,2MF CD MF CD =. 又因为底面BCDE 为直角梯形,2CD BE =,且090DCB EBC ∠=∠=,所以1//,2BE CD BE CD =. 所以四边形BFME 是平行四边形,所以//EM BF .所以ABM ∠就是异面直线ME 与AB 所成角,……………………………………………6分 而ABC ∆是等腰直角三角形,°90ABC ∠=,所以°45ABM ∠=.………………………8分 (II )因为AB BC =,所以BF AC ⊥.因为CD ⊥平面ABC ,所以CD BF ⊥.又CD AC C =,所以BF ⊥平面ACD .…………………………………………………10分 所以EM ⊥平面ACD .而EM ⊂平面AED ,所以平面AED ⊥平面ACD . ……………………………………12分21. 【解析】(I )函数的定义域为(0,)+∞,且21'()a f x x x =-21ax x -=. ………………2分 当0a ≤时,显然21'()0a f x x x=-≤,所以()f x 在(0,)+∞上单调递减. ……………4分 当0a >时,令'()0f x =可得1x a =,所以当1x a>时, '()0f x >; 当10x a<<时,'()0f x <. 所以函数()f x 在1(,)a +∞上单调递增,在1(0,)a上单调递减.……………………………6分 (II )当1a =-时,211'()f x x x=--, 所以不等式21()2f x mx x '≤-+-即为120mx x+-≥, 分参可得212()m x x ≥-+,于是转化为212()m x x≥-+在(0,)+∞上恒成立. ……………9分 令212()()g x x x =-+,则21()(1)1g x x=--+,故max ()(1)1g x g ==, 所以1m ≥,即实数m 的取值范围是[1,)+∞.………………………………………………12分22. 【解析】(I )设H 的方程为222()()x m y n r -+-=, 因为H 被直线10,30x y x y --=+-=分成面积相等的四部分,所以圆心(,)H m n 一定是两直线10,30x y x y --=+-=的交点,易得交点为(2,1)H ,所以2,1m n ==.……………………………………………………2分 又H 截x 轴所得线段的长为2,所以2212r n =+=. 所以H 的方程为22(2)(1)2x y -+-=.…………………………………………………4分(II )法一:如图,H 的圆心(2,1)H ,半径2r = 过点N 作H 的直径NK ,连结,KM PH .当K 与M 不重合时,KM MN ⊥,又点M 是线段PN 的中点KP KN ⇒=;当K 与M 重合时,上述结论仍成立.因此,“点M 是线段PN 的中点”等价于“圆上存在一点K 使得KP 的长等于H 的直径”. …………………………………………………………………………………………………6分由图可知PH r KP PH r -≤≤+,即2PH r r PH r -≤≤+,即3r PH r ≤≤.……8分 显然PH r >,所以只需3PH r ≤,即2(1)418b -+≤,解得114114b -≤≤+所以实数b 的取值范围是[114,114].………………………………………………12分 法二:如图,H 的圆心(2,1)H ,半径2r =,MH PH ,过H 作HK PN ⊥交PN 于点K ,并设HK d =. 由题意得2222333PK MK MH d r d ==-=- 所以222298PH PK HK r d +-6分 又因为2(1)4PH b =-+22298(1)4r d b -=-+ 将2r =22814(1)d b =--,………………………………………………8分因为20816d ≤<,所以2014(1)16b ≤--<,,解得114114b ≤+…………12分。