1、2023-2024学年高二数学上学期期末测试卷02（测试范围：第1-4章数列）一、单选题1直线在y轴上的截距为（）ABCD【答案】D【分析】将代入直线方程求y值即可.【解析】令，则，得.所以直线在y轴上的截距为.故选：D2已知空间向量，则（）AB19C17D【答案】D【分析】先求出的坐标，再求出其模【解析】因为，所以，故，故选：D.3已知数列是等差数列，为数列的前项和，则（）A54B71C81D80【答案】C【分析】利用等差数列的前n项和公式求解.【解析】是等差数列，得，.故选：C.4若椭圆上一点到C的两个焦点的距离之和为，则（）A1B3C6D1或3【答案】B【分析】讨论焦点的位置利用椭圆定义
2、可得答案.【解析】若，则由得（舍去）；若，则由得故选：B.5双曲线的一个焦点与抛物线的焦点重合，它的一条渐近线的倾斜角为60，则该双曲线的标准方程为（）ABCD【答案】C【分析】求出抛物线的焦点坐标，利用双曲线的渐近线方程得到，关系，求解即可【解析】解：抛物线的焦点：，可得，且双曲线的焦点坐标在轴上，因为双曲线的渐近线的倾斜角为， 所以，即，又，所以，所求双曲线方程为：故选：C6古希腊数学家阿波罗尼奥斯(约公元前262公元前190年)的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k(k0且k1)的点的轨迹是圆，后人将这个圆称为阿波罗尼斯圆.已知O(
3、0，0)，A(3，0)，动点P(x，y)满，则动点P轨迹与圆的位置关系是（）A相交B相离C内切D外切【答案】A【分析】首先求得点的轨迹，再利用圆心距与半径的关系，即可判断两圆的位置关系.【解析】由条件可知，化简为：，动点的轨迹是以为圆心，2为半径的圆，圆是以为圆心，为半径的圆，两圆圆心间的距离，所以两圆相交.故选：A7椭圆的一个焦点是F，过原点O作直线(不经过焦点)与椭圆相交于A，B两点，则的周长的最小值是（）A14B15C18D20【答案】C【分析】不妨取为左焦点，为右焦点，连接，则为平行四边形，的周长大于等于，计算得到答案.【解析】如图所示：不妨取为左焦点，为右焦点，连接，则为平行四边形，
4、的周长为，当，为椭圆上下顶点时等号成立.故选：C8已知正项数列，满足，则下列说法正确的是（）A存在有理数a，对任意正整数m，都有B对于任意有理数a，存在正整数m，使得C存在无理数a与正整数m，使得D对于任意无理数a，存在正整数m，使得【答案】B【解析】根据数列的定义，以及有理数和无理数的运算分析判断【解析】首先若，则，否则，于是，（舍去），（1）若是无理数，则是无理数，也是无理数，不论还是，仍然是无理数，这样数列中各项均为无理数，所以不可能有，C、D均错误（2）若是正整数，则或，如果某一项大于1就减去1，得数列的下一项，经过这种操作都可以减小到1，所以存在正整数，使得，从而，若不是正整数，设，
5、互质的正整数，），若，则为正整数，回到的情形；若不是正整数，设，互质的正整数，），若，若，则，若，则，不妨记，则，由得到称为一次操作，经过有限次减1操作后，一定有，在时，这样再继续刚才的操作，由此可得到一列数：，首先分子逐渐减小，然后分母减小，再分子逐渐减小，再分母减小是确定的正整数，此操作步骤一定是有限的，最后都会变成（是大于1的正整数），那么数列的下一项为，又回到的情形，所以一定存在正整数，使得，从而由此A错误，B正确故选：B【点睛】本题考查数列的递推公式，考查实数的运算，解题方法是对正实数进行分类，无理数，有理数，有理数又分为整数和分数，分别利用递推公式得出数列的下一项，这称为一次操作，
6、对所有的有理数经过有限次操作后都会得到1，即数列中总会出现1，而以后每一项都是1这是一种无限与有限的结合有理数是有无限个，但对每一个有理数又是有限的操作，从而完成证明二、多选题9已知，则（）ABCD【答案】AD【分析】根据向量的坐标模长公式、线性运算、数量积的坐标表示、共线向量定理逐项判断即可.【解析】对A，因为，所以，故A正确；对B，故B不正确；对C，所以不垂直，故C不正确；对D，所以，故D正确.故选：AD.10数列满足，则（）A数列是递减数列BC点()都在直线D数列的前项和的最大值为32【答案】AC【分析】根据数列的递推关系式，可判断数列的单调性及，可判断A；又可得数列为等差数列，求得等差
7、数列通项公式，即可判断B,C；由等差数列的前项和公式结合二次函数的性质，即可求得的最大值，可判断D.【解析】数列满足，即，所以数列是递减数列，故A正确；且数列是以为首项，为公差的等差数列，所以，则点()都在直线上，故B不正确，C正确；数列的前项和，又因为，所以时，时，则的最大值为，故D不正确.故选：AC.11过双曲线C：的左焦点作直线l与双曲线C的右支交于点A，则（）A双曲线C的渐近线方程为B点到双曲线C的渐近线的距离为4C直线l的斜率k取值范围是D若的中点在y轴上，则直线l的斜率【答案】ACD【分析】双曲线C的渐近线方程为，A正确，计算点到直线的距离得到B错误，根据渐近线得到斜率k取值范围是
8、，C正确，确定的横坐标为，得到或，计算斜率得到D正确，得到答案.【解析】对选项A：双曲线C的渐近线方程为，正确；对选项B：，取渐近线方程为，距离为，错误；对选项C：渐近线方程为，故斜率k取值范围是，正确；对选项D：的中点在y轴上，则的横坐标为，得到，故或，斜率为，正确.故选：ACD12已知正方体的棱长为2，动点F在正方形内，则（）A若平面，则点F的位置唯一B若平面，则不可能垂直C若，则三棱锥的外接球表面积为D若点E为BC中点，则三棱锥的体积是三棱锥体积的一半【答案】AD【分析】求得点F的坐标判断选项A；求得同时满足两个条件的点F的坐标判断选项B；求得三棱锥的外接球表面积判断选项C；求得三棱锥的
9、体积和三棱锥体积判断选项D.【解析】如图，以D为原点分别以DA、DC、为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系：则，由于动点F在正方形内，可设，其中，选项A：若平面，则，由于，则，解得：或（舍去），此时，即点F的位置唯一，故选项A正确；选项B：，设平面的一个法向量为则，令，得，故，而，若平面，则，则，即，所以，此时，而，所以，当时，此时，则.故选项B不正确；选项C：由于，则F为的中点，此时，设三棱锥的的外接球的球心为，则，即，解得：，所以，则三棱锥的的外接球的半径为，所以三棱锥的的外接球表面积为，故选项C不正确；选项D：点E为BC中点，由正方体可知平面，则则三棱锥的体积是三棱锥体积的一半. 故选项
10、D正确.故选：AD三、填空题13抛物线的焦点坐标是 .【答案】 【分析】根据抛物线的标准方程求出，即可求出焦点坐标.【解析】由已知条件得，即，故抛物线的焦点坐标为.故答案为：.14圆的一条弦以点为中点，则该弦的斜率为 【答案】/-0.5【分析】配方法将圆的一般式方程化为标准方程，确定圆心和半径之后，根据中点弦所在直线与垂直可求该弦的斜率【解析】解：将配方得，圆心为，弦以点为中点，该弦的斜率为故答案为：15已知点是抛物线上的一个动点，则点到点的距离与到轴的距离之和的最小值为 【答案】1【分析】由抛物线的定义可得，再求出的值即可.【解析】由抛物线可知其焦点为，由抛物线的定义可知，故点到点的距离与到
11、轴的距离之和为，即点到点的距离与到轴的距离之和的最小值为1.故答案为：.16四棱锥中，平面，已知是四边形内部一点，且二面角的平面角大小为，则动点的轨迹的长度为 .【答案】/.【分析】建立空间直角坐标系，设出，由二面角的大小，列出方程，得到，设直线与轴交点分别为，得到动点的轨迹的长度为的长，由勾股定理求出答案.【解析】因为平面，平面，所以PAAB，PAAD，又因为，所以PA，AB，AD两两垂直，所以以A为坐标原点，AB所在直线为x轴，AD所在直线为y轴，AP所在直线为z轴，建立空间直角坐标系，因为，所以，因为是四边形内部一点，设，其中，平面PDA的法向量为，设平面QPD的法向量为，则，令，则，所
12、以，由于，所以，故，因为的平面角大小为，设为，则，解得：，设直线与轴交点分别为，故动点的轨迹的长度为的长，令得：，故令得：，故由勾股定理得：，所以动点的轨迹的长度为.故答案为：.四、解答题17设数列的前项和为，且.(1)求数列的通项公式；(2)记，数列的前项和为，求不等式的解集.【答案】(1)(2)【分析】（1）利用与的关系求解即可；（2）首先利用裂项求和得到，从而得到，再解不等式即可.【解析】（1）令，则，当时，当时，也符合上式，即数列的通项公式为.（2）由（1）得，则，所以故可化为：，故，故不等式的解集为.18如图，正三棱柱的所有棱长都为2，D为中点. (1)求证：平面；(2)求二面角的正
13、弦值.【答案】(1)见解析(2)【分析】（1）建立合适空间直角坐标系，写出相关点坐标及相关向量，得到，即可证明；（2）计算平面的一个法向量，而为平面的法向量，利用面面夹角余弦值的公式求出角的余弦值，则得到面面角的正弦值.【解析】（1）证明：取中点,连接，为正三角形,正三棱柱平面平面且相交于,又平面，平面，取中点,则，平面，故以为原点, 建立如图所示空间直角坐标系,则，根据上下底面为正三角形，易得，,，且平面，直线平面.（2）设平面的一个法向量为，则，令，得，由（1）得为平面的法向量，设二面角的平面角为,，二面角正伭值的大小为.19已知抛物线C：经过点（1，-1）.(1)求抛物线C的方程及其焦点
14、坐标；(2)过抛物线C上一动点P作圆M：的一条切线，切点为A，求切线长|PA|的最小值.【答案】(1)，焦点坐标为；(2)【分析】（1）将点代入抛物线方程求解出的值，则抛物线方程和焦点坐标可知；（2）设出点坐标，根据切线垂直于半径，根据点到点的距离公式表示出，然后结合二次函数的性质求解出的最小值.【解析】（1）解：因为抛物线过点，所以，解得，所以抛物线的方程为：，焦点坐标为；（2）解：设，因为为圆的切线，所以， 所以，所以当时，四边形有最小值且最小值为.20已知椭圆C1：(ab0)的右焦点F与抛物线C2的焦点重合，C1的中心与C2的顶点重合.过F且与x轴垂直的直线交C1于A，B两点，交C2于C
15、，D两点，且|CD|=|AB|.（1）求C1的离心率；（2）设M是C1与C2的公共点，若|MF|=5，求C1与C2的标准方程.【答案】（1）；（2），.【分析】（1）求出、，利用可得出关于、的齐次等式，可解得椭圆的离心率的值；（2）方法四由（1）可得出的方程为，联立曲线与的方程，求出点的坐标，利用抛物线的定义结合可求得的值，进而可得出与的标准方程.【解析】（1），轴且与椭圆相交于、两点，则直线的方程为，联立，解得，则，抛物线的方程为，联立，解得，即，即，即，解得，因此，椭圆的离心率为；（2）方法一：椭圆的第二定义由椭圆的第二定义知，则有，所以，即又由，得从而，解得所以故椭圆与抛物线的标准方程分
16、别是方法二：圆锥曲线统一的极坐标公式以为极点，x轴的正半轴为极轴，建立极坐标系由（）知，又由圆锥曲线统一的极坐标公式，得，由，得，两式联立解得故的标准方程为，的标准方程为方法三：参数方程由（1）知，椭圆的方程为，所以的参数方程为x=2ccos,y=3csin（为参数），将它代入抛物线的方程并化简得，解得或（舍去），所以，即点M的坐标为又，所以由抛物线焦半径公式有，即，解得故的标准方程为，的标准方程为方法四【最优解】：利用韦达定理由（1）知，椭圆的方程为，联立，消去并整理得，解得或（舍去），由抛物线的定义可得，解得.因此，曲线的标准方程为，曲线的标准方程为.【整体点评】(2)方法一：椭圆的第二定
17、义是联系准线与离心率的重要工具，涉及离心率的问题不妨考虑使用第二定义，很多时候会使得问题简单明了.方法二：圆锥曲线统一的极坐标公式充分体现了圆锥曲线的统一特征，同时它也是解决圆锥曲线问题的一个不错的思考方向.方法三：参数方程是一种重要的数学工具，它将圆锥曲线的问题转化为三角函数的问题，使得原来抽象的问题更加具体化.方法四：韦达定理是最常用的处理直线与圆锥曲线位置关系的方法，联立方程之后充分利用韦达定理可以达到设而不求的效果.21已知数列中，且，为其前项的和(1)求数列的通项公式；(2)求满足不等式的最小正整数的值；(3)设，其中，若对任意，总有成立，求的取值范围【答案】(1)(2)14(3)【
18、分析】（1）构造等比数列的形式即可求解；（2）数列分组求和后代入已知条件即可求解；（3）恒成立转化为最值即可求解【解析】（1）因为，所以，所以而，所以是以3为首项，为公比的等比数列；所以，则.（2），所以，由得，则，所以的最小值为14.（3）恒成立，所以，因为，而，所以，所以，由得，所以，则有，所以，解得，因为，所以解得.【点睛】注意构造新数列，分组求和，并将恒成立转化为最值问题.22已知双曲线的离心率为，且焦点到渐近线的距离为1，为双曲线上任意一点（），过点的直线与圆相切于两点(1)求双曲线的标准方程(2)求点所在的直线方程(3)双曲线是否存在点，使得的面积最大，若存在求出点的坐标，及的最大
19、面积，若不存在，请说明理由.【答案】(1)(2)，(3)存在点，使得面积最大，最大面积为.【分析】（1）求出渐近线，结合离心率及得到方程组，求出，得到双曲线方程；（2）由几何性质得到四点共圆，且为直径，从而求出所在圆的方程，与圆联立得到所在的直线方程；（3）求出点到的距离，由垂径定理得，表达出的面积，由基本不等式求出面积的最大值及此时点坐标.【解析】（1）由题意得：焦点坐标为，渐近线方程为，则焦点到渐近线距离为，又，故，解得：，所以双曲线标准方程为；（2）由题意得：，设，则，因为，所以四点共圆，且为直径，故所在圆的圆心坐标为，直径为，则所在圆的方程为，整理得：，圆与相交弦所在直线即为点所在的直线方程，联立得：，故点所在的直线方程为，；（3）因为，故，点到的距离为，由垂径定理得：，故，由基本不等式得：，则，当且仅当，即时，等号成立，故的面积最大值为，此时，故点坐标为.【点睛】过圆上一点的切线方程为：，过圆外一点的切点弦方程为：.过椭圆上一点的切线方程为，过双曲线上一点的切线方程为
