班级 姓名 学号 分数高二上学期数学期末测试卷(A 卷·夯实基础)注意事项:本试卷满分150分,考试时间120分钟.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)1.过两点()()5,,3,1A y B -的直线的倾斜角是135°,则y 等于( ) A .2 B .2- C .3 D .3-【答案】D 【详解】因为斜率tan1351k ︒==-,所以1153y k +==--,得3y =-. 故选:D.2.40y --=,经直线10x y +-=反射,则反射光线所在直线的方程是( ) A50y ++= B.40x += C.50x += D.0x +=【答案】C 【详解】40y --=,令0x =,解得4y =-, 设()0,4A -,关于直线10x y +-=的对称点为(),B m n , 则4141022n mm n +⎧=⎪⎪⎨-⎪+-=⎪⎩,解得51m n =⎧⎨=⎩,即()5,1B ,40y --=,令x =1y =-,设)1C-,关于直线10x y +-=的对称点为(),D a b ,则11102b =--=,解得21a b =⎧⎪⎨=⎪⎩(2,1D ,BD k ==直线BD:)15y x -=-,即50x =。
故选:C3.已知异面直线,a b 的方向向量分别是()()2,1,3,1,3,2m n --==,则,a b 夹角的大小是( ) A .56πB .34π C .3π D .6π【答案】C 【详解】异面直线,a b 的方向向量分别是()()2,1,3,1,3,2m n --==∴21132371cos ,1424m n m n m n⨯+⨯-+⨯-⋅-====-, 异面直线,a b 所成角为范围为02πθ<≤,,a b ∴夹角的大小是3π故选:C4.设数列{}n a 的前n 项和S n =n 2,则a 8的值为( ) A .15 B .16C .49D .64【答案】A 【详解】878644915a S S =-=-= 故选:A5.已知在等比数列{}n a 中,3544a a a =,等差数列{}n b 的前n 项和为n S ,且74b a =,则13S =( ) A .26 B .52 C .78 D .104【答案】B 【详解】因为在等比数列{}n a 中,3544a a a =,可得2444a a =,40a ≠,解得44a =,又因为数列{}n b 是等差数列,744b a ==,则()13113711313134522S b b b =⨯+==⨯=.故选:B.6.直三棱柱111ABC A B C -中,90BCA ∠=,M 、N 分别是11A B 、11A C 的中点,1BC CA CC ==,则BM 与NA 所成的角的余弦值为( )A .BCD . 【答案】C 【详解】由题意可知1CC ⊥平面ABC ,且90BCA ∠=,以点C 为坐标原点,CA 、CB 、1CC 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立如下图所示的空间直角坐标系,设12BC CA CC ===,则()2,0,0A 、()0,2,0B 、()1,0,2N 、()1,1,2M ,()1,0,2AN =-,()1,1,2BM =-,30cos ,56AN BM AN BM AN BM⋅<>===⨯⋅故BM 与NA 30故选:C.7.设抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,M 为抛物线C 上一点,N (2,2),则MF MN +的最小值为( ) A .3 B .2C .1D .4【答案】A 【详解】因为抛物线C :y 2=4x 的焦点为F (1,0),准线为1x =-, 根据抛物线定义可知MF =1M x +,所以当MN 垂直抛物线准线时,MF MN +最小, 最小值为:13N x +=. 故选:A .8.已知椭圆C :2222x y a b +=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,离心率为34,点P 为椭圆上一点,若∠F 1PF 2=π2,且F 1PF 2内切圆的半径为1,则C 的方程为( ) A .22167x y +=1B .223214x y +=1C .24x +y 2=1D .22447x y +=1【答案】A 【详解】易知F 1PF 2中,内切圆半径r =1212-2PF PF F F +=a -c =1,又离心率为34c a =,解得a =4,c =3,所以椭圆C 的方程为22167x y +=1. 故选:A二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分)9.已知等差数列{}n a 的公差为d ,前n 项和为n S ,316a =,512a =,则( ) A .2d =- B .124a =C .2628a a +=D .n S 取得最大值时,11n =【答案】AC 【详解】解法一:由题可得11216,412a d a d +=⎧⎨+=⎩,解得120,2,a d =⎧⎨=-⎩故选项A 正确,选项B 错误;易知()()2012222n a n n =+-⨯-=-+,则26181028a a +=+=,选项C 正确.因为1020a =>,110a =,1220a =-<,所以当10n =或11时,n S 取得最大值(技巧:由0d <得数列{}n a 递减,进而判断n S 最大时的临界项) 选项D 错误. 故选:AC解法二:对于A :易知53212164d a a =-=-=-,所以2d =-,选项A 正确;对于B :()132162220a a d =-=-⨯-=,选项B 错误; 对于C :263528a a a a +=+=,选项C 正确;对于D :易知()()2012222n a n n =+-⨯-=-+,1020a =>,110a =,1220a =-<(技巧:由0d <得数列递减,进而判断n S 最大时的临界项)所以当10n =或11时,n S 取得最大值,所以选项D 错误. 故选:AC10.已知直线:440l kx y k -+-=与圆22:4440M x y x y +--+=,则下列说法中正确的是( )A .直线l 与圆M 一定相交B .若0k =,则直线l 与圆M 相切C .当1k =时,直线l 被圆M 截得的弦最长D .圆心M 到直线l的距离的最大值为【答案】BCD【详解】22:4440M x y x y +--+=,即()()22224x y -+-=,是以()2,2为圆心,以2为半径的圆,A.因为直线:440l kx y k -+-=,直线l 过()4,4,2244444440+-⨯-⨯+>,则()4,4在圆外,所以直线l 与圆M 不一定相交,故A 错误;B.若0k =,则直线:4l y =,直线l 与圆M 相切,故B 正确;C.当1k =时,直线l 的方程为0x y -=,过圆M 的圆心,即直线l 是直径所在直线,故C 正确;D.由圆的性质可知当直线l 与过点()4,4的直径垂直时,圆心M 到直线l 的距离的最大,此时=故D 正确,故选:BCD.11.已知点P 在双曲线22:1169x y C -=上,1F ,2F 分别为双曲线的左、右焦点,若12PF F △的面积为20,则下列说法正确的是( ) A .点P 到x 轴的距离为4 B .12523PF PF += C .12PF F △为钝角三角形 D .1260F PF ∠=︒【答案】AC 【详解】由双曲线的方程可得4a =,3b =,则5c =,由12PF F △的面积为20,得112102022P P c y y ⨯⨯=⨯⨯=,解得4P y =,即点P 到x 轴的距离为4,故A 选项正确; 将4P y =代入双曲线方程可得203P x =,根据双曲线的对称性可设20,43P ⎛⎫⎪⎝⎭,则2133PF =,由双曲线的定义知1228PF PF a -==,则11337833PF =+=, 则12133750333PF PF +=+=,故B 选项错误; 在12PF F △中,12371321033PF c PF =>=>=, 则24012020553PF k -==>-,21PF F ∠为钝角,则12PF F △为钝角三角形,故C 选项正确;()2222121212121212122100cos 22PF PF PF PF PF PF F F F PF PF PF PF PF -+-+-∠==13376410021891331133713372233-+⨯⨯⨯==-≠⨯⨯⨯, 则1260F PF ∠=︒错误, 故选:AC.12.已知函数()2ln f x x x =,下列说法正确的是( )A .当1x >时,()0f x >;当01x <<时,()0f x <B .函数()f x的减区间为(,增区间为)+∞C .函数()f x 的值域1,2e ⎡⎫-+∞⎪⎢⎣⎭D .()1f x x ≥-恒成立 【答案】ACD 【详解】对于选项A ,当01x <<时,ln 0x <;当1x >时,ln 0x >,故选项A 正确; 对于选项B ,2ln 2ln 1fxx x x x x ,令()0f x '>可得2ln 10x ,有x >知函数()f x 的减区间为⎛⎝,增区间为⎫+∞⎪⎭,故选项B 错误;对于选项C ,由上可知()min 11e 2e f x f ===-,x →+∞时,()f x →+∞,故选项C 正确;对于选项D ,()22111ln 10ln 0f x x x x x x x x ≥-⇔-+≥⇔-+≥,令()211ln g x x x x=-+,有()()()22333121212x x x x x g x x x x x '-++--===+,令()0g x '>可得1x >,故函数()g x 的增区间为()1,+∞,减区间为()0,1,可得()()min 10g x g ==,故选项D 正确. 故选:ACD .三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.与直线3250x y -+=的斜率相等,且过点()4,3-的直线方程为_________ 【答案】392y x =+【详解】直线3250x y -+=的斜率为32,故所求直线方程为()3342-=+y x ,即392y x =+.故答案为:392y x =+. 14.数列{}n a 中,11a =,()*12,2nn n a a n N a +=∈+,则5a =___________ 【答案】13【详解】 122nn n a a a +=+,11a =, 则1212223a a a ==+,2322122a a a ==+,3432225a a a ==+,4542123a a a ==+. 故答案为:13.15.若函数()ln f x x x =+在x =1处的切线与直线y =kx 平行,则实数k =___________. 【答案】2 【详解】∵()ln f x x x =+, ∴1()1f x x '=+,1(1)121f '=+=,又函数()ln f x x x =+在x =1处的切线与直线y =kx 平行, ∴2k =. 故答案为:2.16.设5(4P -是双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>上一点,1(2,0)F -是C 的左焦点,Q 是C右支上的动点,则C 的离心率为______,1PQF △面积的取值范围是_______. 【答案】2)+∞ 【详解】双曲线C 的右焦点为2(2,0)F,则13||2PF =,27||2PF ,因点P 在双曲线C 上,则由双曲线定义得2122a PF PF =-=,即1a =,又2c =, 所以双曲线C 的离心率为2ce a==;因直线PF 1的斜率1PF k =ba=1PF 与双曲线C 在第一、三象限的渐近线平行,则这条渐近线与直线1PF 0y -+的距离d ==上的点Q 到直线PF 1距离h d >=,于是得11113222PQF SPF h =⋅⋅>⨯所以1PQF △面积的取值范围是)+∞.故答案为:2;)+∞ 四、解答题(本大题共6小题,共70分)17.已知圆()22:20C x y mx y m R ++-=∈,其圆心在直线0x y +=上.(1)求m 的值;(2)若过点()1,1的直线l 与C 相切,求l 的方程. 【答案】 (1)2m =(2)20x y +-=或0x y -= 【详解】 (1)圆C 的标准方程为:222(1)124m m x y ⎛⎫++-=+⎪⎝⎭, 所以,圆心为,12m ⎛⎫- ⎪⎝⎭由圆心在直线0x y +=上,得2m =. 所以,圆C 的方程为:22(1)(1) 2.x y ++-=(2)由题意可知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为:()11y k x -=-, 即10,kx y k --+=由于直线l 和圆C解得:1k =±所以,直线方程为:20x y +-=或0x y -=.18.如图,在三棱锥P -ABC 中,△ABC 是以AC 为底的等腰直角三角形,PA =PB =PC =AC =4,O 为AC 的中点.(1)证明:PO ⊥平面ABC .(2)若点M 在棱BC 上,且二面角M -PA -C 为30°,求直线PC 与平面PAM 所成角的正弦值. 【答案】 (1)证明见解析. (2【详解】 (1)证明:连接BO,AB BC ==O 是AC 的中点,BO AC ∴⊥,且 2BO =,又 2PA PC PB AC ====,,PO AC PO ∴⊥=222PB PO BO =+,则PO OB ⊥,OB AC O =,OB ⊂平面ABC ,AC ⊂平面ABC ,PO ∴⊥平面ABC ,(2)解:建立以 O 为坐标原点,,,OB OC OP 分别为,,x y z 轴的空间直角坐标系如图所示,则()0,2,0A -,(0,0,P ,()0,2,0C ,()2,0,0B ,设(2,2,0)BM BC λλλ==-()01λ≤≤,则()()(2,2,0)2,2,022,22,0AM BM BA λλλλ=-=----=-+,所以PC 与平面PAM 所成角的正弦值为则平面PAC 的法向量为() 1,0,0m =, 设平面MPA 的法向量(,,),n x y z =则(0,2,PA =--20,n PA y ⋅=--= ()()22220n AM x y λλ⋅=-++=,令1z =,则y =(11x λλ+=-,二面角M PA C --为30︒,∴3cos302m n m n︒⋅==⋅, 即=13λ= 或 3λ=( 舍),设平面MPA的法向量(23,n =,(0,2,PC =-,设PC 与平面PAM 所成的角为θ,则|sin |cos ,|12PC n θ-=<>==+19.已知椭圆与双曲线221169x y -=具有共同的焦点1F 、2F ,点P 在椭圆上,12PF PF ⊥,____________①椭圆过点(),②椭圆的短轴长为10,③(①②③中选择一个) (1)求椭圆的标准方程; (2)求12PF F △的面积. 【答案】(1)条件选择见解析,椭圆方程为2215025x y += (2)1225PF F S=【详解】 (1)解:设椭圆方程()222222210,x y a b c a b a b+=>>=-.因为椭圆与双曲线221169x y -=具有共同的焦点,则225c =.选①:由已知可得a =225b =,椭圆方程为2215025x y +=; 选②:由已知可得5b =,则250a =,椭圆方程为2215025x y +=;选③得c a =,则250a =,椭圆方程为2215025x y +=. (2)解:由椭圆定义知122PF PF a +==, 又12PF PF ⊥,222124100PF PF c ∴+==②,由①可得2212121221002200PF PF PF PF PF PF ++⋅=+⋅=,解得1250PF PF ⋅=, 因此,12121252PF F SPF PF =⋅=. 20.设函数()322f x x x x =--++.(1)求()f x 在2x =-处的切线方程;(2)求()f x 的极大值点与极小值点;(3)求()f x 在区间[]5,0-上的最大值与最小值.【答案】(1)7100x y ++=;(2)极小值点为1x =-,极大值点为13x =; (3)()min 1f x =,()max 97f x =.【详解】(1)由题意得:()2321f x x x '=--+,则()212417f '-=-++=-,又()284224f -=--+=,()f x ∴在2x =-处的切线方程为()472y x -=-+,即7100x y ++=; (2)令()23210f x x x '=--+=,解得:1x =-或13x =, 则()(),,x f x f x '变化情况如下表:()f x ∴的极小值点为1x =-,极大值点为3x =; (3)由(2)知:()f x 在[)5,1--上单调递减,在(]1,0-上单调递增; 又()5125255297f -=--+=,()02f =,()111121f -=--+=, ()()min 11f x f ∴=-=,()()max 597f x f =-=.21.已知椭圆C 的离心率e =()1A ,)2A (1)求椭圆C 的方程;(2)设动直线:l y kx b =+与曲线C 有且只有一个公共点P ,且与直线2x =相交于点Q ,求证:以PQ 为直径的圆过定点()1,0N .【答案】(1)2212x y +=; (2)证明见解析.【详解】(1)椭圆长轴端点在x 轴上,∴可设椭圆方程为()222210x y a b a b+=>>,由题意可得:222a b c c e a a ⎧=+⎪⎪==⎨⎪⎪=⎩,解得:11a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩,∴椭圆C 的方程为:2212x y +=; (2) 由2212x y y kx b ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩得:()222124220k x kbx b +++-=,曲线C 与直线l 只有一个公共点,()228120k b ∴=+-=,即2221b k =+,设(),P P P x y ,则()22422212P kb kb k x b b k =-=-=-+, 222221p P k b k y kx b b b b b-∴=+=-+==,21,k P b b ⎛⎫∴- ⎪⎝⎭; 由2y kx b x =+⎧⎨=⎩得:22x y k b =⎧⎨=+⎩,即()2,2Q k b +; ()1,0N ,211,k NP bb ⎛⎫∴=-- ⎪⎝⎭,()1,2NQ k b =+, 2210k k b NP NQ b b+∴⋅=--+=,即NP NQ ⊥, ∴以PQ 为直径的圆恒过定点()1,0N .22.已知函数()ln xe f x ax a x x=-+. (1)若a e =,求()f x 的极值点;(2)若()0f x ≥,求a 的取值范围.【答案】(1)极小值点为1,无极大值点(2)(,]e -∞【详解】(1)解:(1)()f x 定义域为(0,)+∞,222(1)(1)(1)()()x x x x xe e e x e e x x e ex f x e x x x x x -----'=-+=-=, 令(),(0,)x g x e ex x =-∈+∞,则()x g x e e '=-,当01x <<时,()0g x '<,当1x >时,()0g x '>,所以函数()g x 在()0,1上递减,在()1,+∞上递增,所以()()10g x g ≥=,即0x e ex -≥,当01x <<时,()0f x '<,当1x >时,()0f x '>,所以函数()f x 在()0,1上递减,在()1,+∞上递增,()f x ∴的极小值点为1,无极大值点;(2)由()0f x ≥得ln (ln )x x e a x x --≥,令ln ,(0,)t x x x =-∈+∞,则t e at ≥,111x t x x-'=-=, 当01x <<时,0t '<,当1x >时,0t '>,所以函数ln ,(0,)t x x x =-∈+∞在()0,1上递减,在()1,+∞上递增,所以当1x =时,min 1t =,[1+t ∴∈∞,),te a t∴≤, 令(),[1,)te m t t t =∈+∞,则2(1)()0t e t m t t -'=≥, 所以函数()t e m t t=在[1,)t ∈+∞上递增,所以min ()(1)m t m e ==, 所以a e ≤,所以a 的取值范围为(,]e -∞.。