2020-2021高二数学上期中试卷及答案(6)

2020-2021学年山东省实验中学高二（上）期中数学试卷一、选择题（共8小题）.1．直线3x+2y﹣1＝0的一个方向向量是（）A．（2，﹣3）B．（2，3）C．（﹣3，2）D．（3，2）2．椭圆+＝1的离心率是（）A．B．C．D．3．两条平行直线2x﹣y+3＝0和ax﹣3y+4＝0间的距离为d，则a，d分别为（）A．a＝6，B．a＝﹣6＝﹣6，C．a＝﹣6，D．a＝6，4．如图，四棱锥P﹣OABC的底面是矩形，设，，，E是PC的中点，则（）A．B．C．D．5．空间直角坐标系O﹣xyz中，经过点P（x0，y0，z0）且法向量为的平面方程为A（x﹣x0）+B（y﹣y0）+C（z﹣z0）＝0，经过点P（x0，y0，z0）且一个方向向量为的直线l的方程为，阅读上面的材料并解决下面问题：现给出平面α的方程为3x﹣5y+z﹣7＝0，经过（0，0，0）直线l 的方程为，则直线1与平面α所成角的正弦值为（）A．B．C．D．6．已知圆x2+y2﹣6x＝0，过点（1，2）的直线被该圆所截得的弦的长度的最小值为（）A．1B．2C．3D．47．已知l，m是异面直线，A，B∈l，C，D∈m，AC⊥m，BD⊥m，AB＝2，CD＝1，则异面直线l，m所成的角等于（）A．30°B．45°C．60°D．90°8．已知F1，F2是椭圆C：＝1（a＞b＞0）的左、右焦点，A是C的左顶点，点P 在过A且斜率为的直线上，△PF1F2为等腰三角形，∠F1F2P＝120°，则C的离心率为（）A．B．C．D．二.多选题（共4小题）.9．过点P（2，3），并且在两轴上的截距相等的直线方程为（）A．x+y﹣5＝0B．2x+y﹣4＝0C．3x﹣2y＝0D．4x﹣2y+5＝0 10．已知曲线C：mx2+ny2＝1．（）A．若m＞n＞0，则C是椭圆，其焦点在y轴上B．若m＞n＞0，则C是椭圆，其焦点在x轴上C．若m＝n＞0，则C是圆，其半径为D．若m＝0，n＞0，则C是两条直线11．已知圆C：（x﹣3）2+（y﹣4）2＝1和两点A（﹣m，0），B（m，0）（m＞0）若圆C 上存在点P，使得∠APB＝90°，则m的可能取值为（）A．7B．6C．5D．812．已知F1，F2是椭圆的左、右焦点，动点在椭圆上，∠F1PF2的平分线与x轴交于点M（m，0），则m的可能取值为（）A．1B．2C．0D．﹣1三、填空题（共4小题，每小题5分，共20分）13．已知平面α的一个法向量，平面β的一个法向量，若α⊥β，则y﹣x＝．14．在棱长为1的正方体ABCD﹣A1B1C1D1中，E是线段DD1的中点，F是线段BB1的中点，则直线FC1到平面AB1E的距离为．15．已知F1，F2是椭圆的左、右焦点，弦AB过点F1，若△ABF2的内切圆的周长为2π，A，B两点的坐标是（x1，y1）（x2，y2），则|y1﹣y2|＝．16．2020年是中国传统的农历“鼠年”，有人用3个圆构成“卡通鼠”的形象，如图：Q （0，﹣3）是圆Q的圆心，圆Q过坐标原点O；点L、S均在x轴上，圆L与圆S的半径都等于2，圆S、圆L均与圆Q外切．已知直线l过点O．（1）若直线l与圆L、圆S均相切，则l截圆Q所得弦长为；（2）若直线l截圆L、圆S、圆Q所得弦长均等于d，则d＝．四、解答题（本题共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．（10分）已知平行四边形ABCD的三个顶点的坐标为A（﹣1，4），B（﹣2，﹣1），C（2，3）．（Ⅰ）在△ABC中，求边AC中线所在直线方程；（Ⅱ）求平行四边形ABCD的顶点D的坐标及边BC的长度；（Ⅲ）求△ABC的面积．18．（12分）已知△ABC的边AB边所在直线的方程为x﹣3y﹣6＝0，M（2，0）满足，点T（﹣1，1）在AC边所在直线上且满足．（1）求AC边所在直线的方程；（2）求△ABC外接圆的方程；（3）若动圆P过点N（﹣2，0），且与△ABC的外接圆外切，求动圆P的圆心的轨迹方程．19．（12分）在如图所示的试验装置中，两个正方形框架ABCD，ABEF的边长都是1，且它们所在的平面互相垂直，活动弹子M，N分别在正方形对角线AC和BF上移动，且CM和BN的长度保持相等，记CM＝BN＝a（0＜a＜）．（Ⅰ）求MN的长；（Ⅱ）a为何值时，MN的长最小并求出最小值；（Ⅲ）当MN的长最小时，求平面MNA与平面MNB夹角的余弦值．20．（12分）椭圆C1：的长轴长等于圆C2：x2+y2＝4的直径，且C1的离心率等于，已知直线l：x﹣y﹣1＝0交C1于A、B两点．（Ⅰ）求C1的标准方程；（Ⅱ）求弦AB的长．21．（12分）如图所示，在三棱柱ABC﹣A1B1C1中，四边形ABB1A1为菱形，∠AA1B1＝，平面ABB1A1⊥平面ABC，AB＝BC，AC＝，E为AC的中点．（Ⅰ）求证：B1C1⊥平面ABB1A1；（Ⅱ）求平面EB1C1与平面BB1C1C所成角的大小．22．（12分）已知点A（1，0），点P是圆C：（x+1）2+y2＝8上的任意一点，线段PA的垂直平分线与直线CP交于点E．（Ⅰ）求点E的轨迹方程；（Ⅱ）过点A的直线l与轨迹E交于不同的两点M，N，则△CMN的面积是否存在最大值？若存在，求出这个最大值及直线l的方程；若不存在，请说明理由．参考答案一、单选题（共8小题）.1．直线3x+2y﹣1＝0的一个方向向量是（）A．（2，﹣3）B．（2，3）C．（﹣3，2）D．（3，2）解：依题意，（3，2）为直线的一个法向量，∴则直线的一个方向向量为（2，﹣3），故选：A．2．椭圆+＝1的离心率是（）A．B．C．D．解：椭圆+＝1，可得a＝3，b＝2，则c＝＝，所以椭圆的离心率为：＝．故选：B．3．两条平行直线2x﹣y+3＝0和ax﹣3y+4＝0间的距离为d，则a，d分别为（）A．a＝6，B．a＝﹣6＝﹣6，C．a＝﹣6，D．a＝6，解：根据两条平行直线2x﹣y+3＝0和ax﹣3y+4＝0，可得＝≠，可得a＝6，可得两条平行直线即6x﹣3y+9＝0和6x﹣3y+4＝0，故它们间的距离为d＝＝，故选：D．4．如图，四棱锥P﹣OABC的底面是矩形，设，，，E是PC的中点，则（）A．B．C．D．解：∵四棱锥P﹣OABC的底面是矩形，，，，E是PC的中点，∴＝+＝﹣+＝﹣+（+）＝﹣+（﹣+）＝﹣﹣+，故选：B．5．空间直角坐标系O﹣xyz中，经过点P（x0，y0，z0）且法向量为的平面方程为A（x﹣x0）+B（y﹣y0）+C（z﹣z0）＝0，经过点P（x0，y0，z0）且一个方向向量为的直线l的方程为，阅读上面的材料并解决下面问题：现给出平面α的方程为3x﹣5y+z﹣7＝0，经过（0，0，0）直线l 的方程为，则直线1与平面α所成角的正弦值为（）A．B．C．D．解：∵平面α的方程为3x﹣5y+z﹣7＝0，∴平面α的一个法向量为＝（3，﹣5，1），∵经过（0，0，0）直线l的方程为，∴直线l的一个方向向量为＝（3，2，﹣1），设直线1与平面α所成角为θ，则sinθ＝|cos＜，＞|＝||＝||＝，∴直线1与平面α所成角的正弦值为．故选：B．6．已知圆x2+y2﹣6x＝0，过点（1，2）的直线被该圆所截得的弦的长度的最小值为（）A．1B．2C．3D．4解：由圆的方程可得圆心坐标C（3，0），半径r＝3；设圆心到直线的距离为d，则过D（1，2）的直线与圆的相交弦长|AB|＝2，当d最大时弦长|AB|最小，当直线与CD所在的直线垂直时d最大，这时d＝|CD|＝＝2，所以最小的弦长|AB|＝2＝2，故选：B．7．已知l，m是异面直线，A，B∈l，C，D∈m，AC⊥m，BD⊥m，AB＝2，CD＝1，则异面直线l，m所成的角等于（）A．30°B．45°C．60°D．90°解：由AC⊥m，BD⊥m，可得AC⊥CD，BD⊥CD，故可得＝0，＝0，∴＝（）•＝+||2+＝0+12+0＝1，∴cos＜，＞＝＝，∵与夹角的取值范围为[0，π]，故向量的夹角为60°，∴异面直线l，m所成的角等于60°．故选：C．8．已知F1，F2是椭圆C：＝1（a＞b＞0）的左、右焦点，A是C的左顶点，点P 在过A且斜率为的直线上，△PF1F2为等腰三角形，∠F1F2P＝120°，则C的离心率为（）A．B．C．D．解：由题意可知：A（﹣a，0），F1（﹣c，0），F2（c，0），直线AP的方程为：y＝（x+a），由∠F1F2P＝120°，|PF2|＝|F1F2|＝2c，则P（2c，c），代入直线AP：c＝（2c+a），整理得：a＝4c，∴题意的离心率e＝＝．故选：D．二.多选题（本题共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，有选错的得0分，部分选对的得3分.）9．过点P（2，3），并且在两轴上的截距相等的直线方程为（）A．x+y﹣5＝0B．2x+y﹣4＝0C．3x﹣2y＝0D．4x﹣2y+5＝0解：当直线经过原点时，直线的斜率为k＝，所以直线的方程为y＝x，即3x﹣2y＝0；当直线不过原点时，设直线的方程为x+y＝a，代入点P（2，3）可得a＝5，所以所求直线方程为x+y＝5，即x+y﹣5＝0．综上可得，所求直线方程为：x+y﹣5＝0或3x﹣2y＝0．故选：AC．10．已知曲线C：mx2+ny2＝1．（）A．若m＞n＞0，则C是椭圆，其焦点在y轴上B．若m＞n＞0，则C是椭圆，其焦点在x轴上C．若m＝n＞0，则C是圆，其半径为D．若m＝0，n＞0，则C是两条直线解：曲线C：mx2+ny2＝1．若m＞n＞0，方程化为，得＞0，则C是椭圆，其焦点在y轴上，故A 正确；B错误；若m＝n＞0，方程化为，则C是圆，其半径为，故C错误；若m＝0，n＞0，方程化为，即y＝，则C是两条直线，故D正确．故选：AD．11．已知圆C：（x﹣3）2+（y﹣4）2＝1和两点A（﹣m，0），B（m，0）（m＞0）若圆C 上存在点P，使得∠APB＝90°，则m的可能取值为（）A．7B．6C．5D．8解：圆C：（x﹣3）2+（y﹣4）2＝1的圆心C（3，4），半径为1，∵圆心C到O（0，0）的距离为5，∴圆C上的点到点O的距离的最大值为6，最小值为4，再由∠APB＝90°，可得以AB为直径的圆和圆C有交点，得PO＝|AB|＝m，即4≤m≤6，结合选项可得，m的值可能取6和5．故选：BC．12．已知F1，F2是椭圆的左、右焦点，动点在椭圆上，∠F1PF2的平分线与x轴交于点M（m，0），则m的可能取值为（）A．1B．2C．0D．﹣1解：由椭圆方程可得F1（，0），F2（），由y1＞，可得＜x1＜，则直线PF1的方程为，即，直线PF2的方程为，即．∵M（m，0）在∠F1PF2的平分线，∴，①∵＝，＝，﹣＜m＜，∴①式转化为，即m＝，又＜x1＜，∴＜m＜．结合选项可得m的可能取值为1，0，﹣1，故选：ACD．三、填空题（本题共4小题，每小题5分，共20分）13．已知平面α的一个法向量，平面β的一个法向量，若α⊥β，则y﹣x＝1．解：∵平面α的一个法向量，平面β的一个法向量，α⊥β，∴＝﹣x+y﹣1＝0，解得y﹣x＝1．故答案为：1．14．在棱长为1的正方体ABCD﹣A1B1C1D1中，E是线段DD1的中点，F是线段BB1的中点，则直线FC1到平面AB1E的距离为．解：如图，取C1C的中点G，连接BG，可得BF∥C1G，BF＝C1G，则四边形BGC1F为平行四边形，∴C1F∥BG．连接EG，得EG∥CD∥AB，EG＝CD＝AB，则四边形ABGE为平行四边形，得BG∥AE，则FC1∥AE，∵AE⊂平面AB1E，FC1⊄平面AB1E，∴FC1∥平面AB1E，∴直线FC1到平面AB1E的距离等于F到平面AB1E的距离，∵正方体ABCD﹣A1B1C1D1中的棱长为1，∴，AE＝，，则cos∠EAB1＝，∴sin，则＝．设F到平面AB1E的距离为h，由，得，即h＝．∴直线FC1到平面AB1E的距离为．故答案为：．15．已知F1，F2是椭圆的左、右焦点，弦AB过点F1，若△ABF2的内切圆的周长为2π，A，B两点的坐标是（x1，y1）（x2，y2），则|y1﹣y2|＝．解：由椭圆，得a2＝25，b2＝16，∴a＝5，b＝4，c＝＝3，∴椭圆的焦点分别为F1（﹣3，0）、F2（3，0），设△ABF2的内切圆半径为r，∵△ABF2的内切圆周长为2π，∴r＝1，根据椭圆的定义，得|AB|+|AF2|+|BF2|＝（|AF1|+|AF2|）+（|BF1|+|BF2|）＝4a＝20．∴△ABF2的面积S＝（|AB|+|AF2|+|BF2|）×r＝×20×1＝10，又∵△ABF2的面积S＝+＝×|y1|×|F1F2|+×|y2|×|F1F2|＝×（|y1|+|y2|）×|F1F2|＝3|y2﹣y1|（A、B在x轴的两侧），∴3|y1﹣y2|＝10，解得|y1﹣y2|＝．故答案为：．16．2020年是中国传统的农历“鼠年”，有人用3个圆构成“卡通鼠”的形象，如图：Q （0，﹣3）是圆Q的圆心，圆Q过坐标原点O；点L、S均在x轴上，圆L与圆S的半径都等于2，圆S、圆L均与圆Q外切．已知直线l过点O．（1）若直线l与圆L、圆S均相切，则l截圆Q所得弦长为3；（2）若直线l截圆L、圆S、圆Q所得弦长均等于d，则d＝．解：（1）根据条件得到两圆的圆心坐标分别为（﹣4，0），（4，0），设公切线方程为y＝kx+m（k≠0）且k存在，则，解得k＝±，m＝0，故公切线方程为y＝±x，则Q到直线l的距离d＝，故l截圆Q的弦长＝2＝3；（2）设方程为y＝kx+m（k≠0）且k存在，则三个圆心到该直线的距离分别为：d1＝，d2＝，d3＝，则d2＝4（4﹣d12）＝4（4﹣d22）＝4（9﹣d32），即有（）2＝（）2，①4﹣（）2＝9﹣（）2，②解①得m＝0，代入②得k2＝，则d2＝4（4﹣）＝，即d＝，故答案为：3；．四、解答题（本题共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．（10分）已知平行四边形ABCD的三个顶点的坐标为A（﹣1，4），B（﹣2，﹣1），C（2，3）．（Ⅰ）在△ABC中，求边AC中线所在直线方程；（Ⅱ）求平行四边形ABCD的顶点D的坐标及边BC的长度；（Ⅲ）求△ABC的面积．解：（1）设AC边的中点为M，则M（，），∴直线BM斜率k＝＝，∴直线BM的方程为y+1＝（x+2），化为一般式可得9x﹣5y+13＝0，∴AC边中线所在直线的方程为：9x﹣5y+13＝0（2）设点D坐标为（x，y），由已知得M为线段BD中点，∴有，解得，∴D（3，8），∵B（﹣2，﹣1），C（2，3）∴；（3）由B（﹣2，﹣1），C（2，3）可得直线BC的方程为x﹣y+1＝0，∴点A到直线BC的距离d＝＝2，∴△ABC的面积S＝×4×2＝8．18．（12分）已知△ABC的边AB边所在直线的方程为x﹣3y﹣6＝0，M（2，0）满足，点T（﹣1，1）在AC边所在直线上且满足．（1）求AC边所在直线的方程；（2）求△ABC外接圆的方程；（3）若动圆P过点N（﹣2，0），且与△ABC的外接圆外切，求动圆P的圆心的轨迹方程．解：（1）∵∴AT⊥AB，又T在AC上∴AC⊥AB，△ABC为Rt△ABC，又AB边所在直线的方程为x﹣3y﹣6＝0，所以直线AC的斜率为﹣3．又因为点T（﹣1，1）在直线AC上，所以AC边所在直线的方程为y﹣1＝﹣3（x+1）．即3x+y+2＝0．（2）AC与AB的交点为A，所以由解得点A的坐标为（0，﹣2），∵∴M（2，0）为Rt△ABC的外接圆的圆心又r＝．从△ABC外接圆的方程为：（x﹣2）2+y2＝8．（3）因为动圆P过点N，所以|PN|是该圆的半径，又因为动圆P与圆M外切，所以，即．故点P的轨迹是以M，N为焦点，实轴长为的双曲线的左支．因为实半轴长，半焦距c＝2．所以虚半轴长．从而动圆P的圆心的轨迹方程为．19．（12分）在如图所示的试验装置中，两个正方形框架ABCD，ABEF的边长都是1，且它们所在的平面互相垂直，活动弹子M，N分别在正方形对角线AC和BF上移动，且CM和BN的长度保持相等，记CM＝BN＝a（0＜a＜）．（Ⅰ）求MN的长；（Ⅱ）a为何值时，MN的长最小并求出最小值；（Ⅲ）当MN的长最小时，求平面MNA与平面MNB夹角的余弦值．解：如图建立空间直角坐标系，A（1，0，0），C（0，0，1），F（1，1，0），E（0，1，0），∵CM＝BN＝a，∴M（，0，1﹣），N（，，0）．（Ⅰ）＝；（Ⅱ）＝，当a＝时，|MN|最小，最小值为；（Ⅲ）由（Ⅱ）可知，当M，N为中点时，MN最短，则M（，0，），N（，，0），取MN的中点G，连接AG，BG，则G（，，），∵AM＝AN，BM＝BN，∴AG⊥MN，BG⊥MN，∴∠AGB是平面MNA与平面MNB的夹角或其补角．∵，，∴cos＜＞＝＝．∴平面MNA与平面MNB夹角的余弦值是．20．（12分）椭圆C1：的长轴长等于圆C2：x2+y2＝4的直径，且C1的离心率等于，已知直线l：x﹣y﹣1＝0交C1于A、B两点．（Ⅰ）求C1的标准方程；（Ⅱ）求弦AB的长．解：（Ⅰ）由题意可得2a＝4，∴a＝2，∵，∴c＝1，∴b＝，∴椭圆C1的标准方程为：．（Ⅱ）联立直线l与椭圆方程，消去y得：7x2﹣8x﹣8＝0，设A（x1，y1），B（x2，y2），则，，∴|AB|＝＝＝．21．（12分）如图所示，在三棱柱ABC﹣A1B1C1中，四边形ABB1A1为菱形，∠AA1B1＝，平面ABB1A1⊥平面ABC，AB＝BC，AC＝，E为AC的中点．（Ⅰ）求证：B1C1⊥平面ABB1A1；（Ⅱ）求平面EB1C1与平面BB1C1C所成角的大小．【解答】（Ⅰ）证明：∵四边形ABB1A1为菱形，AB＝BC，AC＝，∴AC2＝AB2+BC2，得AB⊥BC，又平面ABB1A1⊥平面ABC，平面ABB1A1∩平面ABC＝AB，∴BC⊥平面ABB1A1，又B1C1∥BC，∴B1C1⊥平面ABB1A1；（Ⅱ）取A1B1的中点O，A1C1的中点N，连接OA，ON，∵B1C1⊥平面ABB1A1，∴ON⊥平面ABB1A1，得ON⊥OA1，ON⊥OA，又四边形ABB1A1为菱形，，O是A1B1的中点，∴OA⊥A1B1，故OA1，ON，OA两两互相垂直．以O为坐标原点，分别以OA1、ON、OA所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系，∴B1（﹣1，0，0），C1（﹣1，2，0），E1（﹣1，1，），B（﹣2，0，），由图可知，平面EB1C1的一个法向量为，设平面BB1C1C的一个法向量为，则，取z＝1，得．设平面EB1C1与平面BB1C1C所成角的大小为θ，则cosθ＝|cos＜＞|＝||＝，又∵θ∈（0，]，∴，故平面EB1C1与平面BB1C1C所成角的大小为．22．（12分）已知点A（1，0），点P是圆C：（x+1）2+y2＝8上的任意一点，线段PA的垂直平分线与直线CP交于点E．（Ⅰ）求点E的轨迹方程；（Ⅱ）过点A的直线l与轨迹E交于不同的两点M，N，则△CMN的面积是否存在最大值？若存在，求出这个最大值及直线l的方程；若不存在，请说明理由．解：（Ⅰ）由题意可知：|EP|＝|EA|，|CE|+|EP|＝2，∴|CE|+|EA|＝2＞|CA|＝2，∴点E的轨迹是以C，A为焦点的椭圆，且2a＝2，c＝1，∴其轨迹方程为．（Ⅱ）设M（x1，y1），N（x2，y2），不妨设y1＞0，y2＜0，由题意可知，直线l的斜率不为零，可设直线l的方程为x＝my+1，联立方程，消去x得：（m2+2）y2+2my﹣1＝0，则，，∴＝，∴＝＝＝，当且仅当即m＝0时，△CMN的面积取得最大值，此时直线l的方程为x＝1．。

玉田县2020--2021学年度第一学期期中考试高 二 数 学注意：本试卷考试时间120分钟，满分150.第Ⅰ卷（选择题60分）一、选择题：本大题共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．已知直线l 在x 轴上的截距是5-，在y 轴上的截距是6，则直线l 的方程是A ．65300x y -+=B ．65300x y +-=C ．65300x y --=D ．65300x y ++=2．过两点A(0，y)，33)的直线的倾斜角为60°，则y ＝A ．－3B ．－9C ．5D ．63．一梯形的直观图是如图所示的等腰梯形，且直观图O A B C ''''的面积为1，则原梯形的面积为A ．1B 2C ．2D ．224. 一个圆柱的侧面展开图是一个正方形，这个圆柱全面积与侧面积的比为A ．122ππ+ B ．144ππ+ C ．12ππ+ D ．142ππ+ 5. 圆心在y 轴上，半径为1，且过点()1,3的圆的方程是A ．()2221x y +-= B ． ()2231x y +-= C ．()2221x y ++=D ．()2231x y ++=6．若直线02)1(=-++y m x 和直线042=++y mx 平行，则m 的值为A ．1B ．-2C ．1或-2D ．32-7．已知长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，AB ＝AD ＝AA 1＝2，则直线AA 1和BC 1所成 角的大小为 A ．15︒ B ．30︒ C ．45︒ D ．60︒8．已知点A (2,2)，A (－1,3)，若直线10kx y --=与线段AB 有交点，则实数k 的取值范围是 A ．()()3,4,2-∞-+∞ B ．()34,2-C ．(])3,4,2⎡-∞-+∞⎢⎣D ．34,2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦9．设m ，n 是两条不同直线，α，β是两个不同平面，则下列说法错误．．的是A ．若m α⊥，n α⊥，则//m n ；B ．若//αβ，m α⊥，则m β⊥；C ．若//m α，//n α，则//m n ；D ．若m α⊥，//m β，则αβ⊥．10．已知圆C 的圆心是直线10x y ++=与直线10x y --=的交点，直线34110x y +-=与圆C 相交于,A B 两点，且||6AB =，则圆C 的方程为A ．22(1)x y ++=B ．22(1)18x y ++=C ．22(1)18x y ++=D ．22(1)x y ++=11．把正方形ABCD 沿对角线AC 折起，当以A 、B 、C 、D 四点为顶点的三棱锥体积最大时，直线BD 和平面ABC 所成的角的大小为A ．90°B ．60°C ．45°D ．30°12(1)2k x =-+有两个不等实根，则k 的取值范围是 A ．3(,)4+∞ B ．1(,1]3 C ．3(0,)4D ．3(,1]4二、填空题（本大题共4个小题，请将正确答案填在横线上，每个小题5分，满分共20分） 13.已知点()1,2A ，()3,1B 关于直线l 对称，则直线l 的方程是 14. 若三棱锥P ABC -的所有顶点都在球O 的球面上，PA ⊥平面ABC ，2AB AC ==,90BAC ∠=︒,且三棱锥P ABC -的体积为3，则球O 的体积为 .ABCS GFE15．圆M 的方程为(x －1)2＋(y －1)2＝4,设P 是直线3480x y ++=上的动点，,PA PB 是圆M 的两条切线，,A B 为切点，则四边形PAMB 面积的最小值 ________ ． 16．如图，在多面体ABCDEF 中，平面ADF ⊥平面ABCD ， △ADF 是正三角形，四边形ABCD 是正方形，AB ∥EF ， AB ＝2EF ＝2，则多面体ABCDEF 的体积为________；二面角E -BC -A 的大小为________。

2020-2021学年山西省太原市高二（上）期中数学试卷一、选择题（共12小题）.1．（3分）直线x﹣2y+6＝0的斜率为（）A．2B．﹣2C．D．﹣2．（3分）长方体的长、宽、高分别为，，1，且其顶点都在同一球面上，则该球的表面积为（）A．3πB．6πC．12πD．24π3．（3分）已知A（0，0），B（1，1），直线l过点（2，0）且和直线AB平行，则直线l的方程为（）A．x﹣y﹣2＝0B．x+y﹣2＝0C．2x﹣y﹣4＝0D．2x+y﹣4＝0 4．（3分）圆（x﹣1）2+（y+2）2＝1的一条切线方程是（）A．x﹣y＝0B．x+y＝0C．x＝0D．y＝05．（3分）已知直线a，b，c满足a⊥b，a⊥c，且a⊂α，b，c⊂β，有下列说法：①a⊥β；②α⊥β；③b∥c．则正确的说法有（）A．3个B．2个C．1个D．0个6．（3分）直线x﹣2y+2＝0关于直线x＝1对称的直线方程是（）A．x+2y﹣4＝0B．2x+y﹣1＝0C．2x+y﹣3＝0D．2x+y﹣4＝0 7．（3分）在三棱锥A﹣BCD中，E，F分别为AC，AD的中点，设三棱锥A﹣BCD的体积为V1，四棱锥B﹣CDFE的体积为V2，则V1：V2＝（）A．4：3B．2：1C．3：2D．3：18．（3分）设x，y满足约束条件，则z＝x+2y的最大值为（）A．8B．7C．2D．19．（3分）如图，在三棱锥P﹣ABC中，不能证明AP⊥BC的条件是（）A．BC⊥平面APCB．BC⊥PC，AP⊥PCC．AP⊥PB，AP⊥PCD．AP⊥PC，平面APC⊥平面BPC10．（3分）已知半径为1的圆经过直线x+2y﹣11＝0和直线2x﹣y﹣2＝0的交点，那么其圆心到原点的距离的最大值为（）A．4B．5C．6D．711．（3分）如图，正方体ABCD﹣A1B1C1D1中，DD1的中点为N，则异面直线AB1与CN 所成角的余弦值是（）A．B．C．D．012．（3分）在同一平面直角坐标系中，直线y＝k（x﹣1）+2和圆x2+y2﹣4x﹣2ay+4a﹣1＝0的位置关系不可能是（）A．①③B．①④C．②④D．②③二、填空题（共4小题）.13．（4分）空间直角坐标系中，已知点A（4，1，2），B（2，3，4），则|AB|＝．14．（4分）已知一个几何体的三视图如图所示，则该几何体的侧面积为．15．（4分）已知圆C：x2+y2﹣2mx﹣4y+m2＝0（m＞0）被直线l：x﹣y+3＝0截得的弦长为2，则m＝．16．（4分）已知四棱锥的底面是边长为2的正方形，侧棱长均为，若圆柱的一个底面的圆周经过四棱锥四条侧棱的中点，另一个底面的圆心为四棱锥底面的中心，则该圆柱的体积为．三、解答题（本大题共3小题，共48分，解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤）17．（8分）已知直线l1经过点M（2，1），在两坐标轴上的截距相等且不为0．（1）求直线l1的方程；（2）若直线l2⊥l1，且过点M，求直线l2的方程．18．（10分）如图，P为圆锥的顶点，O是圆锥底面的圆心，AC，BD为圆锥底面的两条直径，M为母线PD上一点，连接MA，MO，MC．（1）若M为PD的中点，证明：PB∥平面MAC；（2）若PB∥平面MAC，证明：M为PD的中点．19．（10分）已知圆C经过点A（0，1），B（2，1），M（3，4）．（1）求圆C的方程；（2）设点P为直线l：x﹣2y﹣1＝0上一点，过点P作圆C的两条切线，切点分别为E，F．若∠EPF＝60°，求点P的坐标．四.（本小题满分10分）说明：请同学们在（20）、（21）两个小题中任选一题作答。

2020-2021学年山东省烟台市高二（上）期中数学试卷一、单选题：本题共8小题，每小题5分，共40分。

在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.下列说法正确的是( )A. 任何三个不共线的向量可构成空间向量的一个基底B. 空间的基底有且仅有一个C. 两两垂直的三个非零向量可构成空间的一个基底D. 直线的方向向量有且仅有一个2.直线的倾斜角是( )A. B. C.D.3.已知，，，若P ，A ，B ，C 四点共面，则( )A. 9B.C. D. 34.已知实数x ，y 满足，那么的最小值为( )A. B.C. 2D. 45.直线的一个方向向量是( )A.B.C.D.6.正四面体ABCD 中，M ，N 分别是BC ，AD 的中点，则直线AM 和CN 夹角的余弦值为( )A.B.C. D.7.棱长为1的正方体中，O 是面的中心，则O 到平面的距离是( )A.B.C. D.8.已知圆C 的方程为，过直线l ：上任意一点作圆C 的切线，若切线长的最小值为，则直线l 的斜率为( )A. 4B.C.D.二、多选题：本题共4小题，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，部分选对的得2分，有选错的得0分。

9.下列叙述正确的有( )A. 平面直角坐标系中的任意一条直线都有斜率B. 平面直角坐标系中的任意一条直线都有倾斜角C. 若，则D. 任意两个空间向量共面10.古希腊数学家阿波罗尼奥斯著作《圆锥曲线论》是古代世界光辉的科学成果，著作中有这样一个命题：平面内与两定点距离的比为常数且的点的轨迹是圆，后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆．已知，，圆C：上有且仅有一个点P满足，则r的取值可以为( )A. 2B. 4C. 6D. 811.如图，棱长为1的正方体中，E，F分别为，的中点，则( )A. 直线与底面ABCD所成的角为B. 平面与底面ABCD夹角的余弦值为C.直线与直线AE的距离为D. 直线与平面的距离为12.设有一组圆：，下列说法正确的是( )A. 这组圆的半径均为1B.直线平分所有的圆C.直线被圆截得的弦长相等D. 存在一个圆与x轴和y轴均相切三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

上海市格致中学2020-2021学年高二上学期期中数学试卷注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题）一、选择题1.二元一次方程组111222a xb yc a x b y c +=⎧⎨+=⎩存在唯一解的必要非充分条件是（ ）A.系数行列式0D ≠B.直线111a x b y c +=与直线222a x b y c +=不平行C.1122a b a b ≠ D.12(,)a a a =与12(,)b b b=不平行2.若点()1,1P 到直线cos sin2x y θθ⋅+⋅=的距离为d，则d 的最大值是（ ） A.2+B.2C.2-D.2+3.用数学归纳法证明： ()()*1111232n f n n N =++++∈的过程中，从n k =到1n k =+时，()1f k +比()f k 共增加了（ ）A.1项B.21k -项C.12k +项D.2k 项4.设等比数列{}n a 的公比为q ，其前n 项之积为n T ，并且满足条件：11a >，201920201a a >，20192020101a a -<-，给出下列结论：①01q <<；② 2019202110a a ->；③2019T 是数列{}n T 中的最大项；④使1n T >成立的最大自然数等于4039；其中正确结论的序号为（ ） A.①②B.①③C.①③④D.①②③④第II 卷（非选择题）二、解答题5.已知A ，B ，C 为ABC 的三个内角，向量()cos ,sin p B B =-，()cos ,sin q C C =，且()2q p q -⊥，求A ∠的大小.6.已知ABC 的顶点()5,1A ，B 的平分线所在直线方程为0x y -=，C ∠的平分线所在直线方程为20x -=.（1）求BC 边所在的直线方程； （2）求B .7.已知向量()21,a x x =+-，(21,2b n =（n 为正整数），函数()f x a b =⋅，设()f x 在0,上取最小值时的自变量x 取值为n a .（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）对任意正整数n ，都有()2451n n b a ⋅-=成立，设n S 为数列{}n b 的前n 项和，求lim n x S →∞.8.数列{}n a 与{}n b 满足1a a =，1n n n b a a +=-，S n 是数列{a n }的前n 项和（n ∈N*）. （1）设数列{}n b 是首项和公比都为13-的等比数列，且数列{}n a 也是等比数列，求a 的值；（2）设121nn n b b +-=-，若3a =且4n a a ≥对n *∈N 恒成立，求2a 的取值范围；（3）设a ＝4，2n b =.22n n nS c λ+=（n *∈N ，2λ≥-），若存在整数k ，l ，且1k l >>，使得k l c c =成立，求λ的所有可能值.三、填空题9.已知平面上两点)1-，()1,4B -，则AB =____________. 10.22222341lim n n n n n n →∞+⎛⎫++++=⎪⎝⎭____________. 11.已知向量a ，b 满足1a =，()3,2b =-，且0a b λ+=（R λ∈），则λ=____.12.已知无穷等比数列{}n a 的所有项的和为3，则首项1a 的取值范围为_____________. 13.若全集U =R ，且不等式11111xx -≥+的解集为A ，则UA____.14.数列1，()12+，()223234122,1222,(1222()2),....+++++++++的前n 项之和n S =____________.15.已知向量()1,1a =-，b a ⊥，且||2b =，则满足条件的一个b =____________.16.过点()3,1的直线分别与x 轴、y 轴的正半轴交于A 、B 两点，则AOB （O 为坐标原点）面积取得最小值时直线方程为____________.17.已知两点()1,0M -，()1,0N ，若直线340x y m -+=上存在点P 满足0PM PN ⋅=，则实数m 的取值范围是____.18.已知数列{}n a 满足：11a =，{}()*112,,,n n n a a a a a n N +-∈∈，记数列{}n a 的前n项和为n S ，若对所有满足条件的{}n a ，10S 的最大值为M =____.19.已知直线PA ，PB 分别与半径为1的圆O 相切于点A ，B ，||2PO =，若点M 在圆O 的内部（不含边界），且()21PM PA PB λλ=+-，则实数λ的取值范围是____.参考答案1.B【解析】1. 二元一次方程组111222a x b y c a x b y c +=⎧⎨+=⎩存在唯一解的充要条件是直线111a x b y c +=与直线222a x b y c +=不平行且不重合，然后可选出答案.二元一次方程组111222a xb yc a x b y c +=⎧⎨+=⎩存在唯一解的充要条件是直线111a x b y c +=与直线222a x b y c +=不平行且不重合，其中ACD 是充要条件，B 是必要非充分条件 故选：B 2.A【解析】2.利用点到直线距离公式求出距离化简得cos sin 2d θθ=+-，利用辅助角公式和三角函数的性质即可求最值.点()1,1P 到直线cos sin 2x y θθ⋅+⋅=的距离为cos sin 224d πθθθ⎛⎫==+-=+- ⎪⎝⎭，当sin 14πθ⎛⎫+=- ⎪⎝⎭时max 22d ==+故选：A 3.D【解析】3.n k =时，最后一项为12k ，1n k =+时，最后一项为112k +，由此可得由n k =变到1n k =+时，左边增加的项.由题意，n k =时，最后一项为12k ，1n k =+时，最后一项为111122222kk k k +⨯+== 所以由n k =变到1n k =+时，左边增加的项为111212222k k k k ++⋯++++，增加了2k项 故选：D 4.B【解析】4.由题意可得20191a >，20201a <，结合等比数列的性质逐一核对四个命题得答案．11a >，201920201a a >，20192020101a a -<-， 20191a ∴>，20201a <． 01q ∴<<，故①正确；22019202120201a a a =<，2019202110a a ∴-<，故②不正确；20201a <，2019T ∴是数列{}n T 中的最大项，故③正确；20204039403912403840391T a a a a a ==<，20194038124037403820192020()1T a a a a a a ==>，∴使1n T >成立的最大自然数等于4038，故④不正确． ∴正确结论的序号是①③．故选：B ． 5.23A π=.【解析】5.根据平面向量垂直时其数量积为0，列出等式，利用同角三角函数的基本关系式及两角和余弦公式化简，得到()1cos 2B C +=，再利用B C A π+=-及诱导公式求出cos A ，根据三角形内角范围即可求出A 的度数.因为()2q p q -⊥，所以()20q p q -⋅=，即220q p q -⋅=， 因为()cos ,sin p B B =-，()cos ,sin q C C =， 所以22cos sin 2(cos cos sin sin )0C C B C B C +--=， 所以12cos()0B C -+=， 所以()1cos 2B C +=，即1cos 2A =-，因为()0,A π∈，所以23A π=. 6.（1）23y x =+；（2）4arccos 5B ∠=.【解析】6.（1）求出点()5,1A 关于直线0x y -=和20x -=对称的点，利用两个对称点都在直线BC 上，即可求得BC 边所在的直线方程；（2）联立直线方程求出,B C 两点的坐标，利用两点间距离公式求出ABC 三条边长，再利用余弦定理即可求得B .（1）作点()5,1A 关于B 的平分线0x y -=的对称点()11,5A ， 作点()5,1A 关于C ∠的平分线20x -=的对称点()21,1A -， 由题意得B ，1A ，2A ，C 四点共线， 所以直线BC 的方程为511(1)11y x --=++，即23y x =+； （2）由023x y y x -=⎧⎨=+⎩得()3,3B --，由2023x y x -=⎧⎨=+⎩得()2,7C ，又()5,1A ，所以AB ==AC ==BC ==由余弦定理得2224cos25AB BC AC B AB BC +-===⨯， 所以4arccos 5B ∠=.7.（1）n a =2）12.【解析】7.（1）根据向量的数量积运算求出()f x 的解析式，再根据二次函数的性质求出数列{}n a 的通项公式；（2）由{}n a 的通项公式得出n b 11122121n n ⎡⎤=-⎢⎥-+⎣⎦，再由裂项相消法求出n S ，最后得出lim n x S →∞.（1）()(2()1,f x a b x x =⋅=+-⋅21x =-+，抛物线的顶点横坐标为0x =>，开口向上，在0,上当x =时函数取得最小值，所以n a =（2）()2211141(21)(21)415n b n n n n ===-+-+-11122121n n ⎡⎤=-⎢⎥-+⎣⎦. 111111123352121n S n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦， 111lim lim 12212n n n S n →∞→∞⎛⎫=-= ⎪+⎝⎭. 8.（1）14；（2）[]8,1--；（2）1-或2-.【解析】8.（1）先求1()3nn b =-，再求2a ，3a ，最后根据数列{}n a 是等比数列建立方程2213a a a =⋅，解得14a =； （2）先求n b ，再求n a ，最后根据4n a a ≥建立不等式222172()46022nn a n a -+--+≥，确定2a 的取值范围即可；（3）先求23n S n n =+，再求2322n nn n c λ++=，最后根据k l c c =建立方程求λ的所有可能值.解：（1）数列{}n b 是首项和公比都为13-的等比数列，所以1()3nn b =-.数列{}n a 与{}n b 满足1a a =，1n n n b a a +=-，所以11()3nn n a a +-=-.所以213a a =-，321299a a a =+=-，由于数列{}n a 也是等比数列，所以2213a a a =⋅，整理得212()()39a a a -=-，解得14a =. （2）由121nn n b b +-=-， 利用累加法得1123112(21)2222(1)(1)2121n n n n b b n n n ----=++++--=--=---.由于123b a =-，所以224n n b n a =-+-，则1224nn n a a n a +-=-+-，利用累加法1122(21)(1)(4)(1)212n n n n a a a n ----=-+---，得到：2(1)22(4)(1)2nn n n a a n a -=--+--+， 依题意：4n a a ≥对n *∈N 恒成立， 所以222172()46022nn a n a -+--+≥， 令1n =，2，3，4，5，得到2[8,1]a ∈--.（3）由于4a =，2n b =所以12n n a a +-=，整理得：22n a n =+. 故2(1)4232n n n S n n n -=+⨯=+. 所以223222n n n nS n n c λλ+++==，假设存在整数k ，l ，且1k l >>，使得k l c c =成立，故22323222k lk k l l λλ++++=， 当321k l λ=⎧⎪=⎨⎪=-⎩或422k l λ=⎧⎪=⎨⎪=-⎩时，满足条件. 9.()1,3-【解析】9.利用终点坐标减去起点坐标计算即可得解. 因为()0,1A -，()1,4B -，所以()1,3AB =-. 故答案为：()1,3-. 10.12【解析】10.根据等差数列的求和公式，求得222223411322n n n nn n+++++=+，再结合极限的运算法则，即可求解.由等差数列的前n 项和公式，可得：()222222123413132222n n n n n n nn n n n++++++++===+， 所以22222341131lim lim 222n n n n n n n n →∞→∞+⎛⎫⎛⎫++++=+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 故答案为：12.【解析】11. 由条件得到32,a λλ⎛⎫=-⎪⎝⎭，然后结合1a =计算可得出答案. 因为0a b λ+=，()3,2b =-，所以()3,2a b λ=-=-，显然0λ≠，所以32,a λλ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，因为1a =1=，解得λ=12.()()0,33,6【解析】12.设等比数列{}n a 的公比为q ，根据题意得出10q -<<或01q <<，根据无穷等比数列的和得出1a 与q 所满足的关系式，由此可求出实数1a 的取值范围. 设等比数列{}n a 的公比为q ，根据题意得出10q -<<或01q <<， 由于无穷等比数列{}n a 的所有项的和为3，则131a q=-，()131a q ∴=-. 当10q -<<时，则112q <-<，此时，136a <<； 当01q <<时，则011q <-<，此时，103a <<.因此，首项1a 的取值范围是()()0,33,6.故答案为：()()0,33,6.13.1,0【解析】13.结合行列式的知识化简集合，再求补集. 由题意可知1(1)(1)11x x +--⨯，整理得110x+ 解得0x >或1x ≤-，即{0A xx =>∣或}1x ≤- 则{10}(1,0]UA x x =-<≤=-∣故答案为：1,014.122n n +--【解析】14.先归纳出通项公式，然后再分组求和． 由题意211212222112nn n n a --=+++==--， ∴2212(12)(21)(21)(21)(222)2212n nnn n S n n +-=-+-++-=+++-==---．故答案为：122n n +--。

2020-2021学年江苏省连云港市高二（上）期中数学试卷一、单选题（本大题共8小题，共40分。

在每小题列出的选项中，选出符合题目的一项）1.命题，的否定是( )A. ，B. ，C. ，D. ，2.双曲线的渐近线方程是( )A. B. C. D.3.若，则“”是“”的( )A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件C. 既不充分也不必要条件D. 充要条件4.公元13世纪意大利数学家斐波那契在自己的著作《算盘书》中记载着这样一个数列：1，1，2，3，5，8，13，21，34，…满足，那么…( )A. B. C. D.5.焦点为的抛物线标准方程是( )A. B. C. D.6.已知数列中，，，对都有，则等于( )A. 10B.C. 64D. 47.已知椭圆的左、右焦点分别为，，过作x轴垂线交椭圆于P，若，则该椭圆的离心率是( )A. B. C. D.8.数学著作《孙子算经》中有这样一个问题：“今有物不知其数，三三数之剩二除以3余，五五数之剩三除以5余，问物几何？”现将1到2020共2020个整数中，同时满足“三三数之剩二，五五数之剩三”的数按从小到大的顺序排成一列，构成数列，则该数列共有( )A. 132项B. 133项C. 134 项D. 135 项二、多选题（本大题共4小题，共20分。

在每小题有多项符合题目要求）9.若，则( )A. B. C. D.10.下列命题正确的是( )A. ，B. 是的充分不必要条件C. ，D. 若，则11.下列有关双曲线的性质说法正确的是( )A. 离心率为B. 顶点坐标为C. 实轴长为4D. 虚轴长为12.已知数列是等差数列，前n项和为，且，下列结论中正确的是( )A.最小 B. C. D.三、填空题（本大题共4小题，共20分）13.已知，则的最小值是______ .14.已知椭圆过点，其长轴长的取值范围是，则该椭圆离心率的取值范围是______ .15.等差数列的前n项和为，公差为d，满足，，，则______ .16.若干个正整数之和等于10，这些正整数乘积的最大值为__________.四、解答题（本大题共6小题，共70分。

海南中学2020-2021学年高二上学期期中考试化学试题（本试卷总分150分，总时量120分钟）一、单项选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分． 1. 椭圆22:416C x y +=的焦点坐标为（ ）A ．(±B ．(±C ．(0,±D ．(0,±2. 已知向量(2,4,5)a =，(3,,)b x y =分别是直线12,l l 的方向向量，若12l l ∥，则（ ）A ．6,15x y ==B ．3,15x y ==C ．810,33x y ==D ．156,2x y ==3. 设0,0a b k >>>且1k ≠，则椭圆22122:1x y C a b +=和椭圆22222:x y C k a b+=具有相同的( )A ．顶点B ．焦点C ．离心率D ．长轴和短轴4. 已知直线1l 的方向向量(2,4,)a x =，直线2l 的方向向量(2,,2)b y =，若||6a =，且a b ⊥，则x y +的值是( ) A ．1-或3B ．1或3-C ．3-D ．15. 若直线0x y k --=与圆22(1)2x y -+=有两个不同的交点，则（ ）A ．03k <<B ．13k -≤≤C ．1k <-或3k >D ．13k -<<6. 已知平行六面体''''ABCD A B C D -中，4AB =，3AD =，'5AA =，90BAD ∠=，''60BAA DAA ∠=∠=．则'AC 的长为（ ）A B ． C ．12 D ．7. 光线从(3,4)A -点射出，到x 轴上的B 点后，被x 轴反射到y 轴上的C 点，又被y 轴反射，这时反射线恰好过点(1,6)D -，则BC 所在直线的方程是（ ） A ．5270x y -+= B ．310x y +-= C ．3240x y -+= D ．230x y --=8. 四棱锥-P ABCD 中，底面ABCD 是一个平行四边形，PA ⊥底面ABCD ，(2,1,4)AB =--，(4,2,0)AD =，(1,2,1)AP =--．则四棱锥-P ABCD 的体积为（ ）A ．8B ．16C ．32D ．48二、多项选择题：本题共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，有选错的得0分，部分选对的得3分． 9. 若,,a b c 是空间任意三个向量，R λ∈，下列关系中，不成立．．．的是（ ） A ．||||a b b a +=-B ．()()a b c a b c +⋅=⋅+C ．()a b a b λλλ+=+D ．b a λ=10. 已知直线:10l y -+=，则下列结论正确的是（ ）A ．直线l 的倾斜角是6πB ．若直线:10m x -+=，则l m ⊥C ．点0)到直线l 的距离是2D ．过2)与直线l 40y --=11. 已知平面上一点(5,0)M ，若直线上存在点P ，使||4PM =，则称该直线为“点M 相关直线”，下列直线中是“点M 相关直线”的是（ ） A ．1y x =+B ．2y =C ．430x y -=D ．210x y -+=12. 设椭圆22193x y +=的右焦点为F ，直线(0y m m =<<与椭圆交于,A B 两点，则（ ）A ．||||AF BF +为定值B ．ABF 的周长的取值范围是[6,12]C ．当m =时，ABF 为直角三角形D ．当1m =时，ABF三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分．13. 若椭圆221(4)4x y m m+=<的离心率为12，则m = ．14. 已知A ，B ，C 三点不共线，O 是平面ABC 外任一点，若1253OP OA OB OC λ=++，且P ∈平面ABC ，则λ= ．15. 已知空间向量(3,0,4),(3,2,1)a b ==-，则向量b 在向量a 上的投影向量是 ．16. 过点()3,0P -做直线()()21340m x m y m +-+--=的垂线，垂足为M ，已知点()2,3N ，则MN 的取值范围是 ．四、解答题：本题共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. （10分）已知三角形的三个顶点是(4,0)A ，(6,7)B -，(0,3)C -．（1）求BC 边上的中线所在直线的方程； （2）求BC 边上的高所在直线的方程．18. （12分）已知(1,0)A -，(2,0)B ，动点M 满足||1||2MA MB =，设动点M 的轨迹为C ， （1）求动点M 的轨迹方程； （2）点(,)P x y 在轨迹C 上，求2yx -的最小值．19. （12分）如图，四边形ABCD 是正方形，EA ⊥平面ABCD ，EA PD ∥，22AD PD EA ===，,,F G H 分别为,,PB EB PC 的中点． （1）求证：FG ∥平面PED ；（2）求平面FGH 与平面PBC 夹角的大小．20. （12分）已知关于x ，y 的方程22:240C x y x y m +--+=．（1）若圆C 与圆22812360x y x y +--+=外切，求m 的值； （2）若圆C 与直线:240l x y +-=相交于M ，N 两点，且45||MN =，求m 的值．21. （12分）四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 为矩形，=90PAB ∠，2PA PD AD ===，（1）求证：平面PAD⊥平面ABCD．（2）在下列①②③三个条件中任选一个，补充在下面问题处，若问题中的四棱锥存在，求AB的长度；若问题中的四棱锥不存在，说明理由．①CF与平面PCD所成角的正弦值等于15；②DA与平面PDF所成角的正弦值等于34；③P A与平面PDF所成角的正弦值等于3．问题：若点F是AB的中点，是否存在这样的四棱锥，满足？（注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分．）22.（12分）已知椭圆2222:1(0)x yM a ba b+=>>的离心率为223，且椭圆上一点与椭圆的两个焦点构成的三角形的周长为6+42．（1）求椭圆M的方程；（2）设直线:l x ky m=+与椭圆M交于A，B两点，若以AB为直径的圆经过椭圆的右顶点C，求m的值．参考答案一、单项选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分． 23. 椭圆22:416C x y +=的焦点坐标为（ ）CA ．(±B ．(±C ．(0,±D ．(0,±24. 已知向量(2,4,5)a =，(3,,)b x y =分别是直线12,l l 的方向向量，若12l l ∥，则（ ）DA ．6,15x y ==B ．3,15x y ==C ．810,33x y ==D ．156,2x y ==25. 设0,0a b k >>>且1k ≠，则椭圆22122:1x y C a b +=和椭圆22222:x y C k a b+=具有相同的( )CA ．顶点B ．焦点C ．离心率D ．长轴和短轴26. 已知直线1l 的方向向量(2,4,)a x =，直线2l 的方向向量(2,,2)b y =，若||6a =，且a b ⊥，则x y +的值是( )B A ．1-或3B ．1或3-C ．3-D ．127. 若直线0x y k --=与圆22(1)2x y -+=有两个不同的交点，则（ ）DA ．03k <<B ．13k -≤≤C ．1k <-或3k >D ．13k -<<28. 已知平行六面体''''ABCD A B C D -中，4AB =，3AD =，'5AA =，90BAD ∠=，''60BAA DAA ∠=∠=．则'AC 的长为（ ）AA B ． C ．12 D ．29. 光线从(3,4)A -点射出，到x 轴上的B 点后，被x 轴反射到y 轴上的C 点，又被y 轴反射，这时反射线恰好过点(1,6)D -，则BC 所在直线的方程是（ ）A A ．5270x y -+= B ．310x y +-= C ．3240x y -+= D ．230x y --=30. 四棱锥-P ABCD 中，底面ABCD 是一个平行四边形，PA ⊥底面ABCD ，(2,1,4)AB =--，(4,2,0)AD =，(1,2,1)AP =--．则四棱锥-P ABCD 的体积为（ ）BA ．8B ．16C ．32D ．48二、多项选择题：本题共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，有选错的得0分，部分选对的得3分． 31. 若,,a b c 是空间任意三个向量，R λ∈，下列关系中，不成立．．．的是（ ）ABD A ．||||a b b a +=-B ．()()a b c a b c +⋅=⋅+C ．()a b a b λλλ+=+D ．b a λ=32. 已知直线:10l y -+=，则下列结论正确的是（ ）CDA ．直线l 的倾斜角是6πB ．若直线:10m x -+=，则l m ⊥C ．点0)到直线l 的距离是2D ．过点2)且与直线l 40y --=33. 已知平面上一点(5,0)M ，若直线上存在点P ，使||4PM =，则称该直线为“点M 相关直线”，下列直线中是“点M 相关直线”的是（ ）BC A ．1y x =+B ．2y =C ．430x y -=D ．210x y -+=34. 设椭圆22193x y +=的右焦点为F ，直线(0y m m =<<与椭圆交于,A B 两点，则（ ）ACDA ．||||AF BF +为定值B ．ABF 的周长的取值范围是[6,12]C ．当2m =时，ABF 为直角三角形D ．当1m =时，ABF【解析】设椭圆的左焦点为F '，则||||AF BF '=，所以||||||||AF BF AF AF '+=+为定值6，A 正确；ABF ∆的周长为||||||AB AF BF ++，因为||||AF BF +为定值6，易知||AB 的范围是(0,6)，所以ABF ∆的周长的范围是(6,12)，B 错误；将y 与椭圆方程联立，可解得(A ，B ，又易知F ，所以2(60AF BF =+=，所以ABF ∆为直角三角形，C 正确；将1y =与椭圆方程联立，解得(A ，B ，所以112ABF S ∆=⨯=D 正确．三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分．35. 若椭圆221(4)4x y m m+=<的离心率为12，则m = ．336. 已知A ，B ，C 三点不共线，O 是平面ABC 外任一点，若1253OP OA OB OC λ=++，且P ∈平面ABC ，则λ= ．21537. 已知空间向量(3,0,4),(3,2,1)a b ==-，则向量b 在向量a 上的投影向量是 ．34(,0,)55--38. 过点()3,0P -做直线()()21340m x m y m +-+--=的垂线，垂足为M ，已知点()2,3N ，则MN 的取值范围是 ．【解析】直线()()21340m x m y m +-+--=化为 (3)240m x y x y --+--=，令30{ 240x y x y --=--=，解得1{2x y -＝．＝∴直线()()21340m x m y m +-+--=过定点12Q -（，）． ∴点M 在以PQ 为直径的圆上，圆心为线段PQ 的中点11C --（，）线段MN 长度的最大值5CN r =+==线段MN 长度的最大值5CN r =-==故答案为5⎡+⎣.四、解答题：本题共6小题，共70分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤． 39. （10分）已知三角形的三个顶点是(4,0)A ，(6,7)B -，(0,3)C -．（1）求BC 边上的中线所在直线的方程； （2）求BC 边上的高所在直线的方程． 解：(1)设线段BC 的中点为D ． 因为B(6,−7)，C(0,−3)， 所以BC 的中点D(3,−5)，所以BC 边上的中线所在直线的方程为y−0−5−0=x−43−4， 即5x −y −20=0．(2)因为B(6,−7)，C(0,−3)， 所以BC 边所在直线的斜率k BC =−3−(−7)0−6=−23，所以BC 边上的高所在直线的斜率为32，所以BC 边上的高所在直线的方程为y =32(x −4)， 即3x −2y −12=0．40. （12分）已知(1,0)A -，(2,0)B ，动点M 满足||1||2MA MB =，设动点M 的轨迹为C ， （1）求动点M 的轨迹方程； （2）求2yx -的最小值． 解：(1)设动点M(x,y)， 根据题意得，√(x+1)2+y 2√(x−2)2+y 2=12，化简得，(x +2)2+y 2=4，所以动点M 的轨迹方程为(x +2)2+y 2=4． (2)设过点(2,0)的直线方程为y =k(x −2)， 圆心到直线的距离d =√k 2+1≤2，解得−√33≤k ≤√33， 所以yx−2的最小值为−√33．41. （12分）如图,四边形ABCD 是正方形，EA ⊥平面ABCD ，EA PD ∥，22AD PD EA ===，,,F G H 分别为,,PB EB PC 的中点． （1）求证：FG ∥平面PED ；（2）求平面FGH 与平面PBC 夹角的大小． （1）证明：∵F,G 分别为PB,EB 中点，∴FG PE ∥，,FG PED PE PED ⊄⊂平面平面，FG PED ∴平面∥. （2）解：EA ABCD EA PD ⊥平面，∥，PD ABCD ∴⊥平面. 又ABCD 四边形为矩形，,,DA DC DP ∴两两垂直.故以D 为坐标原点，DA,DC,DP 所在直线分别为x,y,z 轴建立空间直角坐标系，、则1(0,0,2),(2,2,0),(0,2,0),(2,0,1),(1,1,1),(2,1,),(0,1,1)2P B C E F G H ，(0,2,2),(2,0,0)PC CB =-=设平面PBC 的法向量为(,,)n x y z =，则0n PC n CB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，即22020y z x -=⎧⎨=⎩，所以可取(0,1,1)n =，同理可取平面FGH 的法向量为(0,1,0)m =，设平面FGH 与平面PBC 的夹角为θ， 则||2cos ||||m n m n θ⋅==⋅，又[0,]2πθ∈，∴平面FGH 与平面PBC 夹角为4π.42. （12分）已知关于x ，y 的方程22:240C x y x y m +--+=．（1）若圆C 与圆22812360x y x y +--+=外切，求m 的值； （2）若圆C 与直线:240l x y +-=相交于M ，N 两点，且||MN =，求m 的值． 解：(1)把圆x 2+y 2−8x −12y +36=0， 化为标准方程得(x −4)2+(y −6)2=16， 所以圆心坐标为(4,6)，半径为R =4，则两圆心间的距离d =√(42+(6−2)2=5， 因为两圆的位置关系是外切，所以d =R +r ，即4+√5−m =5，解得m =4， 故m 的值为4；(2)因为圆心C 的坐标为(1,2)， 所以圆心C 到直线l 的距离d =√5=√55， 所以(√5−m)2=(12|MN|)2+d 2=(2√55)2+(√55)2，即5−m =1，解得m =4， 故m 的值为4．43. （12分）四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 为矩形，=90PAB ∠，2PA PD AD ===，（1）求证：平面PAD ⊥平面ABCD ．（2）在下列①②③三个条件中任选一个，补充在下面问题 处，若问题中的四棱锥存在，求AB 的长度；若问题中的四棱锥不存在，说明理由．①CF 与平面PCD 所成角的正弦值等于15； ②DA 与平面PDF 所成角的正弦值等于34； ③P A 与平面PDF 所成角的正弦值等于3． 问题：若点F 是AB 的中点，是否存在这样的四棱锥，满足 ？ （注：如果选择多个条件分别解答，按第一个解答计分．） （1）证明：=90PAB ∠，AB PA ∴⊥， ∵底面ABCD 为矩形，∴AB AD ⊥， 又,PA AD PAD ⊂平面，且PAAD A =，AB PAD ∴⊥平面，又AB ABCD ⊂平面，故平面PAD ⊥平面ABCD.（2）解：取AD 中点为O ，∵4PA PD AD ===，∴OA ⊥OP ，以O 为原点，OA,OP 所在直线分别为x,z 轴建立空间直角坐标系，设2(0)AB a a =>， 则(1,0,0),(1,0,0),(0,0,3),(1,2,0),(1,2,0),(1,,0)A D P B a C a F a --， 选①：(2,,0),(0,2,0),(1,0,3)CF a DC a DP =-==，设平面PCD 的法向量为(,,)n x y z =，则00n DC n DP ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，即2030ay x z =⎧⎪⎨+=⎪⎩，∴可取(3,0,1)n =-，设CF 与平面PCD 所成角为θ，则2||315sin 5||||4CF n CF n aθ⋅===⋅+，解得1a =， ∴符合题意的四棱锥存在，此时22AB a ==. 选②：(2,0,0),(1,0,3)(2,,0)DA DP DF a ===，，设平面PDF 的法向量为(,,)n x y z =，则00n DP n DF ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，即3020x z x ay ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩，∴可取(3,)n a a =--，设DA 与平面PDF 所成角为θ， 则||3sin 4||||2DA n DA n θ⋅===⋅，解得3a =， ∴符合题意的四棱锥存在，此时26AB a ==. 选③：易知P A 与平面PDF 所成角小于APD ∠，设P A 与平面PDF 所成角为θ，则sin sin sin32APD πθ<∠==，故不存在符合题意的四棱锥.44. （12分）已知椭圆2222:1(0)x y M a b a b +=>>的离心率为3，且椭圆上一点与椭圆的两个焦点构成的三角形的周长为（1）求椭圆M 的方程；（2）设直线:l x ky m =+与椭圆M 交于A ，B 两点，若以AB 为直径的圆经过椭圆的 右顶点C ，求m 的值．解：(Ⅰ)因为椭圆M 上一点和它的两个焦点构成的三角形周长为6+4√2， 所以2a +2c =6+4√2，又椭圆的离心率为2√23， 即c a =2√23， 所以c =2√23a ， 所以a =3，c =2√2．所以b =1， 椭圆M 的方程为x 29+y 2=1;(Ⅱ)由{x =ky +m x 29+y 2=1消去x 得(k 2+9)y 2+2kmy +m 2−9=0，设A(x 1,y 1)，B(x 2,y 2)，则有y 1+y 2=−2km k +9，y 1y 2=m 2−9k +9.①因为以AB 为直径的圆过点C ，所以CA ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅CB ⃗⃗⃗⃗⃗ =0．由CA ⃗⃗⃗⃗⃗ =(x 1−3,y 1),CB ⃗⃗⃗⃗⃗ =(x 2−3,y 2)， 得(x 1−3)(x 2−3)+y 1y 2=0． 将x 1=ky 1+m ，x 2=ky 2+m 代入上式， 得(k 2+1)y 1y 2+k(m −3)(y 1+y 2)+(m −3)2=0． 将①代入上式，解得m =125或m =3．。

上海市行知中学2020学年第一学期期中高二年级数学学科试卷11.12考试时间：120分钟 满分：150分一、填空题（本题满分54分，1-6每题4分，7-12每题5分） 1. 1和3的等比中项等于_________.2.行列式123456789中，6的代数余子式的值是_________.3.已知向量(1,0)AB =，(0,2)BC =，则与向量AC 相等的位置向量的坐标为_________.4.过点(4,3)A -，且与向量(1,2)n =垂直的直线方程是_________.（用一般式表示）5.关于x 、y 的二元线性方程组2532x my nx y +=⎧⎨-=⎩的增广矩阵经过变换，最后得到的矩阵为103011⎛⎫⎪⎝⎭，则m n +=_________. 6.已知变量x 、y 满足约束条件1110x y x y x +≤⎧⎪-≤⎨⎪+≥⎩，则2z x y =+的最小值为_________.7.已知直线:l y =，过点(0,3)A 的直线m 与直线l 夹角为6π，则直线m 的直线方程是_________.8.不等式2x y +≤表示的平面区域面积是_________.9.已知点(2,3)A -，点(3,1)B ，直线：10ax y ++=与线段AB 有一个公共点，则实数a 的取值范围是_________.10.已知点(3,1)A -，点M 、N 分别是x 轴和直线250x y +-=上的两个动点，则AM MN +的最小值等于_________.11.如图，等边ABC ∆是半径为2的圆O 的内接三角形，M 是边BC 的中点，P 是圆外一点，且4OP =，当ABC ∆绕圆心O 旋转时，则OB PM ⋅的取值范围为_________. 12.设数列{}n a 的前n 项和为n S ，11a =，2a a =（1a >），211n n n n a a a a d+++-=-+（0d >,*n ∈N ）．且{}2n a 、{}21n a -均为等差数列，则2n S =_________.二、选择题（本题满分20分，共4小题，每小题5分） 13.用数学归纳法证明：*111113(2,)12324n n N n n n n n ++++>≥∈++++的过程，从“k 到1k +”左端需增加的代数式为………………………（ ） A.121k + B. 122k + C. 112122k k +++ D. 112122k k -++14.已知3,4,()(3)33a b a b a b ==+⋅+=，则a 与b 的夹角为（ ）A.6π B. 3πC. 23πD. 56π15.已知n S 是实数等比数列{}n a 前n 项和，则在数列{}n S 中（ ）A. 必有一项为零B. 可能有无穷多项为零C. 至多一项为零D. 任何一项均不为零 16. 如图,四边形ABCD 是正方形，延长CD 至E ，使得DE CD =.若动点P 从点A 出发，沿正方形的边按逆时针方向运动一周回到A 点，其中A P A B A E λμ=+，下列判断正确．．的是……………………………………………（ ） （A ）满足λμ+2=的点P 必为BC 的中点. （B ）满足1λμ+=的点P 有且只有一个. （C ）λμ+的最大值为3. （D ）λμ+的最小值不存在.三、解答题（本大题满分76分，共有5题，解答下列各题必须在答题纸相应的编号的规定区域内写出必要的步骤.）17. （本题满分14分，第（1）小题6分，第（2）小题8分）已知(2,1)a =，(1,1)b =-，(5,6)c =，且满足()//a kb c +. （1）求实数k 的值；P （第16题图）（2）求与a垂直的单位向量的坐标.18. （本题满分14分，第（1）小题6分，第（2）小题8分）已知直线2l a a x ay-+--=.:(24)30A，试写出直线l的一个方向向量；（1）若直线l过点(1,0)a≠，求直线的倾斜角α的取值范围.（2）若实数019. (本题满分14分，第(1)小题6分，第(2)小题8分)2019年某公司投资8千万元启动休闲旅游项目.规划从2020年起，在今后的若千年内，每年继续投资2千万元用于此项目.2019 年该项目的净收入为5百万元，并预测在相当长的年份里，每年的净收入均在上一年的基础上增长50%，记2019年为第1年，a为第1年至n此后第n(n N*∈)年的累计利润(注:含第n年，累计利润=累计净收入-累计投入，单位:千万元)，且当a为正值时，认为该项目赢利.n（1）试求a;n（2）根据预测，该项目将从哪年开始并持续赢利?请说明理由，20. （本题满分16分，第（1）小题4分，第（2）小题6分，第（3）小题6分）数列{}n a ，*111,21,n n a a a n N +==+∈，数列{}n b 前n 项和为. n S ，9n b n =-.（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）若n bn t a =（a 为非零实数），求121lim2nn n t t t t →∞+++++；（3）若对任意的n N *∈，都存在m N *∈，使得32nn m a S t -+-≥成立，求实数t 的最大值.21. （本题满分18分，第（1）小题4分，第（2）小题6分，第（3）小题8分）设q 为不等于1的正常数，{}n a 各项均为正，首项为1，且{}n a 前n 项和为n S ，已知对任意的正整数,n m ，当时n m >，mn m n m S S q S --=恒成立.（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）若数列{}n t 是首项为1，公差为3的等差数列，存在一列数12,,,,n k k k ：恰好使得1212,,,,n k k k n t a t a t a ===且121,2k k ==，求数列{}n k 的通项公式；（3）当3q =时，设n nnb a =，问数列{}n b 中是否存在不同的三项恰好成等差数列?若存在，求出所有这样的三项，若不存在，请说明理由上海市行知中学2020学年第一学期期中高二年级数学学科试卷11.12考试时间：120分钟 满分：150分一、填空题（本题满分54分，1-6每题4分，7-12每题5分） 1. 1和3的等比中项等于_________.【答案】2.行列式123456789中，6的代数余子式的值是_________. 【解析】6的代数余子式为23(1)(1827)6+-⨯-⨯=.3.已知向量(1,0)AB =，(0,2)BC =，则与向量AC 相等的位置向量的坐标为_________. 【答案】(1,2)4.过点(4,3)A -，且与向量(1,2)n =垂直的直线方程是_________.（用一般式表示） 【解析】所求直线方程为(1)2(3)0x y -++=，即250x y ++=.5.关于x 、y 的二元线性方程组2532x my nx y +=⎧⎨-=⎩的增广矩阵经过变换，最后得到的矩阵为103011⎛⎫⎪⎝⎭，则m n +=_________. 【答案】236.已知变量x 、y 满足约束条件1110x y x y x +≤⎧⎪-≤⎨⎪+≥⎩，则2z x y =+_________.【解析】作出可行域，如图，最优解为(1,2)A -， max 1223z =-+⨯=.7.已知直线:l y =，过点(0,3)A 的直线m 与直线l 夹角为6π，则直线m 的直线方程是_________.【答案】0x =或3y =+. 8.不等式2x y +≤表示的平面区域面积是_________.【解析】不等式||||2x y +≤表示的平面区域为图中的菱形区域， 14482S =⨯⨯=.9.已知点(2,3)A -，点(3,1)B ，直线：10ax y ++=与线段AB 有一个公共点，则实数a 的取值范围是_________.【解析】(2,1),(3,1)A B -代入得(231(311)0a a -++⋅++≤）即23a ≤-或2a ≥ 10.已知点(3,1)A -，点M 、N 分别是x 轴和直线250x y +-=上的两个动点，则AM MN +的最小值等于_________.【解析】作点(3,1)A -关于x 轴的对称点(3,1)A '--， 则||||||||AM MN A M MN '+=+，最小值即为(3,1)A '--到直线250x y +-=的距离，d ==，所以||||AM MN +的最小值为5.11.如图，等边ABC ∆是半径为2的圆O 的内接三角形，M 是边BC 的中点，P 是圆外一点，且4OP =，当ABC ∆绕圆心O 旋转时，则OB PM ⋅的取值范围为_________.【解析】法一：不妨以O 为原点，OA 方向为y 轴正方形建系， 因为2OA OB OC ===，所以(0,1),1)M B --， 因为4OP =，设(4cos ,4sin )P θθ，所以•(3,1)(4cos ,14sin )OB PM θθ=----[]8s 4i si n(n )17,931πθθθ=-+∈-=-+.法二：向量分解，观察到60,1BOM OM ∠==，()1OB PM OB OM OP OB OM OB OP OB OP ⋅=⋅-=⋅+⋅=+⋅，又因为[]8,8OB OP ⋅∈-，所以[]7,9.OB PM ⋅∈-12.设数列{}n a 的前n 项和为n S ，11a =，2a a =（1a >），211n n n n a a a a d+++-=-+（0d >,*n ∈N ）．且{}2n a 、{}21n a -均为等差数列，则2n S =_________.【解析】因为211n n n n a a a a d +++-=-+，2111a a a a -=-=-，所以11(1)n n a a a n d +-=-+-①，因为{}{}221,n n a a -分别构成等差数列， 所以221[1(22)](2)n n a a a n d n --=±-+-≥①， 212[1(21)](1)n n a a a n d n +-=±-+-≥①， 2221[12](1)n n a a a nd n ++-=±-+≥①，由①+①，得2121[1(21)][1(22)]n n a a a n d a n d +--=±-+-±-+-， 而{}21n a -是等差数列，所以2121n n a a +--必为常数，所以2121[1(21)][1(22)](2)n n a a a n d a n d d n +--=-+---+-=≥， 或2121[1(21)][1(22)](2)n n a a a n d a n d d n +--=--+-+-+-=-≥， 由①得321a a a d -=-+，即32(1)a a a d -=±-+， 因为2a a =，所以3(1)a a d a =±-++， 因为11a =，所以311(1)a a a a d -=-±-+， 即31a a d -=-或312(1)a a a d-=-+（舍去），PC所以2121n n a a d +--=-，所以211(1)n a n d -=--，同理，由①+①得，222[12][1(21)](1)n n a a a nd a n d n +-=±-+±-+-≥， 所以222n n a a d +-=或222n n a a d +-=-，因为321a a a d -=-+-，而43(12)a a a d -=±-+， 所以421(12)a a a d a d -=-+-±-+， 即42a a d -=或42223a a a d -=-+-（舍去），所以222n n a a d +-=，所以2(1)n a a n d =+-，所以21221221k k k k a a a a a -+++=+=+，所以2122(1)(1)(1)n n S a a a a a n a =+++=++++=+.二、选择题（本题满分20分，共4小题，每小题5分） 13.用数学归纳法证明：*111113(2,)12324n n N n n n n n ++++>≥∈++++的过程，从“k 到1k +”左端需增加的代数式为………………………（ D ） A.121k + B. 122k + C. 112122k k +++ D. 112122k k -++【解析】增加的代数式是11111212212122k k k k k +-=-+++++，故选D. 14.已知3,4,()(3)33a b a b a b ==+⋅+=，则a 与b 的夹角为（ C ）A.6π B. 3πC. 23πD. 56π【答案】C15.已知n S 是实数等比数列{}n a 前n 项和，则在数列{}n S 中（ B ）A. 必有一项为零B. 可能有无穷多项为零C. 至多一项为零D. 任何一项均不为零 【解析】当公比1q =-时，20n S =，即存在无穷多项为0，故选B.16. 如图,四边形ABCD 是正方形，延长CD 至E ，使得DE CD =.若动点P 从点A 出发，沿正方形的边按逆时针方向运动一周回到A 点，其中A P A B A E λμ=+，下列判断正确．．的是……………………………………………（ C ） （A ）满足λμ+2=的点P 必为BC 的中点. （B ）满足1λμ+=的点P 有且只有一个. （C ）λμ+的最大值为3. （D ）λμ+的最小值不存在.【解析】如图建系，设正方形的边长为1，则(1,0),(1,1),(1,0),(1,1)B E AB AE -==-， 所以(,)AP λAB μAE λμμ=+=-，当1λμ==时，(0,1)AP =，此时点P 和D 重合，不是BC 的中点，故A 错误； 当1,0λμ==时，(1,0)AP =，此时点P 和B 重合，满足1λμ+=， 当11,22λμ==时，10,2AP ⎛⎫= ⎪⎝⎭，此时点P 为AD 中点，满足1λμ+=，故点P 不 唯一，故B 错误；当P AB ∈时，01,0λμμ≤-≤=，所以01λμ≤+≤， 当P BC ∈时，1,01λμμ-=≤≤，所以13λμ≤+≤， 当P CD ∈时，01,1λμμ≤-≤=，所以23λμ≤+≤， 当P AD ∈时，0,01λμμ-=≤≤，所以02λμ≤+≤， 综上，03λμ≤+≤，故C 正确，D 错误，故选C.三、解答题（本大题满分76分，共有5题，解答下列各题必须在答题纸相应的编号的规定区域内写出必要的步骤.）17. （本题满分14分，第（1）小题6分，第（2）小题8分）已知(2,1)a =，(1,1)b =-，(5,6)c =，且满足()//a kb c +. （1）求实数k 的值；（2）求与a 垂直的单位向量的坐标. 【解析】（1）(2,1)a kb k k +=-+，(5,6)c =，因为()a kbc +∥，所以6(2)5(1)k k -=+，解得711k =； （2）与a 垂直的向量为(1,2)-和(1,2)-，故所求单位向量为55⎛-⎝⎭和55⎛ ⎝⎭. 18. （本题满分14分，第（1）小题6分，第（2）小题8分）已知直线2:(24)30l a a x ay -+--=.（1）若直线l 过点(1,0)A ，试写出直线l 的一个方向向量； （2）若实数0a ≠，求直线的倾斜角α的取值范围.【解析】（1）把(1,0)A 代入直线l 的方程，得2210a a -+=，解得1a =， 此时直线l 的方程为330x y --=， 故直线l 的一个方向向量为(1,3)；（2）因为0a ≠，所以直线l 的斜率22442(,6][ 2,)a a a k a a-+=+--=∈-∞+∞所以倾斜角arctan 2,,arctan 622ππαπ⎡⎫⎛⎤∈-⎪⎢⎥⎣⎭⎝⎦. 19. (本题满分14分，第(1)小题6分，第(2)小题8分)2019年某公司投资8千万元启动休闲旅游项目.规划从2020年起，在今后的若千年内，每年继续投资2千万元用于此项目.2019 年该项目的净收入为5百万元，并预测在相当长的年份里，每年的净收入均在上一年的基础上增长50%，记2019年为第1年，n a 为第1年至此后第n (n N *∈)年的累计利润(注:含第n 年，累计利润=累计净收入-累计投入，单位:千万元)，且当n a 为正值时，认为该项目赢利. （1）试求n a ;（2）根据预测，该项目将从哪年开始并持续赢利?请说明理由，【解析】（1）由题意得第1年至此后第n 年的累计投入为82(1)26n n +-=+（千万元），第1年至此后第n 年的累计净收入为2111313133122222222n n-⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⨯+⨯++⨯=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭（千万元）， 所以331(26)2722nnn a n n ⎛⎫⎛⎫=--+=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭（千万元）；（2）令113()422nn n f n a a +⎡⎤⎛⎫=-=-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦，当*3,n n ≤∈N 时，()0f n <，所以4n ≤时，n a 单调递减， 当*4,n n ≥∈N 时，()0g n >，所以4n ≥时，n a 单调递增，又7817815330,210,230222a a a ⎛⎫⎛⎫=-<=-<=-> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，所以该项目从第8年起开始并持续盈利.20. （本题满分16分，第（1）小题4分，第（2）小题6分，第（3）小题6分）数列{}n a ，*111,21,n n a a a n N +==+∈，数列{}n b 前n 项和为. n S ，9n b n =-.（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）若n bn t a =（a 为非零实数），求121lim2nn n t t t t →∞+++++；（3）若对任意的n N *∈，都存在m N *∈，使得32nn m a S t -+-≥成立，求实数t 的最大值.【解析】（1）因为121n n a a +=+，所以12(1)1n n a a +=++，又112a +=，所以{}1n a +是首项为2，公比为2的等比数列，所以12nn a +=，所以21n n a =-；（2）9n n b n t a a -==，记1212nn n t t t T t ++++=+，当1a =时，3n nT =，此时lim n n T →∞不存在，当1a ≠时，()()88888112(1)2n n n n n a a a a a T a a a --------==+-+， 当(1,0)(0,1)a ∈-时，82(1)lim n n a T a -→∞=-，当(,1)(1,)a ∈-∞-+∞时，888111211(1)1lim lim n n n n n a a a a a a T ---→∞→∞--==--⎛⎫-+ ⎪⎝⎭=， 当1a =-时，lim n n T →∞不存在；（3）由题意得3221nn m t S -+--≥对*m N ∈有解，因为9n b n =-，所以当9n ≤时，0n b ≤，当9n ≥时，0n b ≥， 所以()89min (80)9362m S S S -+⨯====-， 所以322613n n t -+---≥对*n N ∈恒成立， 即25832n n t ≤++对*n N ∈恒成立， 因为*n N ∈，所以min2628n n ⎛⎫+= ⎪⎝⎭，所以63541t ≤+=， 所以实数t 的最大值是41.21. （本题满分18分，第（1）小题4分，第（2）小题6分，第（3）小题8分）设q 为不等于1的正常数，{}n a 各项均为正，首项为1，且{}n a 前n 项和为n S ，已知对任意的正整数,n m ，当时n m >，mn m n m S S q S --=恒成立.（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）若数列{}n t 是首项为1，公差为3的等差数列，存在一列数12,,,,n k k k ：恰好使得1212,,,,n k k k n t a t a t a ===且121,2k k ==，求数列{}n k 的通项公式；（3）当3q =时，设n nnb a =，问数列{}n b 中是否存在不同的三项恰好成等差数列?若存在，求出所有这样的三项，若不存在，请说明理由【解析】（1）因为当n m >时，mn m n m S S q S --=⋅恒成立，所以当2n ≥时，令1m n =-， 得1111n n n n S S q S q ----==，即1n n a q -=， 又11a =，适合，所以1n n a q -=；（2）因为数列{}n t 是首项为1，公差为3的等差数列，所以13(1)32n t n n =+-=-，所以132n n k n t k q-=⋅-=，所以123n n q k -+=，因为22k =，所以223q +=，解得4q =，所以1423n n k -+=；（3）当3q =时，13n n n n n b a -==，因为11203n n n nb b +--=<， 所以数列{}n b 是递减数列，假设数列{}n b 中存在三项,,p q r b b b 成等差数列，其中p q r <<， 则2p r p b b b +=，即1112333p q r p r q---+=⋅， 当2n ≥时，132(1)333n n n n n n -+=≥， 若2p ≥，则112(1)2333pp q p p q--+≥≥（数列{}n b 是递减数列），矛盾， 所以1p =，所以112133r q r q --+=， 因为数列{}n b 是递减数列，232111,3232b b ==＞＜，而1121133q r q r--=+＞， 故只能1233q q -=，解得2q =，此时3r =，故存在123,,b b b 成等差数列. 【注】填空12选自2020届闵行一模21.（本题满分18分，第1小题满分4分，第2小题满分6分，第3小题满分8分）已知数列{}n a 满足11a =，2a a =（1a >），211n n n n a a a a d +++-=-+（0d >）*n ∈N ．（1）当2d a ==时，写出4a 所有可能的值；（2）当1d =时，若221n n a a ->且221n n a a +>对任意*n ∈N 恒成立，求数列{}n a 的通项公式；（3）记数列{}n a 的前n 项和为n S ，若{}2n a 、{}21n a -分别构成等差数列，求2n S ．【解析】（1）当2d a ==时，2112n n n n a a a a +++-=-+，即{}1n n a a +-是以1为首项、2为公差的等差数列， 所以1=21n n a a n +--……2分可得：32=3a a -±，43=5a a -±，所以3=5,1a -，43=5a a ±，所以410a =或40a =或4=4a 或4=6a -. ……………………………4分 （2）当1d =时，2111n n n n a a a a +++-=-+，即{}1n n a a +-是首项为1a -、公差为1的等差数列. 所以1||=112n n a a a n a n +--+-=-+，所以212||22n n a a a n +-=-+，221||32n n a a a n --=-+, 因为221n n a a ->且221n n a a +>，所以22122n n a a a n +-=-+，22132n n a a a n --=-+ …………………6分 所以21211n n a a +--=-,所以212n a n -=-,22132+1n n a a n a a n -=-+=-+………8分所以3,2=1,2n nn a n a n -⎧⎪⎪⎨⎪+-⎪⎩为奇数为偶数. ………10分 （3）由已知得1||=1(1)n n a a a n d +--+-()*n ∈N…………………………………①若{}2n a 、{}21n a -分别构成等差数列， 则[]221=1(22)n n a a a n d--±-+-()2n ≥…①[]212=1(21)n n a a a n d +-±-+-()1n ≥， ……………………………①2221=(12)n n a a a nd ++-±-+()1n ≥， ……………………………①由①+①得：[][]2121=1(21)1(22)n n a a a n d a n d +--±-+-±-+-()2n ≥因为{}21n a -是等差数列，2121n n a a +--必为定值所以[][]2121=1(21)1(22)n n a a a n d a n d +---+---+-或[][]2121=1(21)+1(22)n n a a a n d a n d +----+--+-即2121n n a a d +--=()2n ≥或2121n n a a d +--=-()2n ≥ ………………12分 而由①知321a a a d -=-+，即()321a a a d -=±-+，所以()3111a a a a d -=-±-+，即31a a d -=-或()3121a a a d -=-+（舍） 故2121()n n a a d n *+--=-∈N …………………………………………14分⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎩⎨⎧=-+-=-=k n a k k n k a n 2,112,2或写成所以()*211(1)n a n d n -=--∈N . 同理，由①+①得：[][]222=121(21)n n a a a nd a n d +-±-+±-+-()1n ≥，所以222=n n a a d +-或222n n a a d +-=-，由上面的分析知321a a a d -=-+-， 而()4312a a a d -=±-+，故()42112a a a d a d -=-+-±-+， 即42a a d -=或42222a a a d -=-+-（舍） 所以222=n n a a d +- ………………16分所以2(1)n a a n d =+-， 从而21221221k k k k a a a a a -+++=+=+（*k ∈N ）所以21221(1)(1)(1)(1)n n n aS a a a a a a n a +=+++=++++⋅⋅⋅++=+个…18分。