2023年山東省菏澤市高考數(shù)學二模試卷一、單選題(本大題共8小題,共40.0分。在每小題列出的選項中,選出符合題目的一項)1.  已知全集,集合,則(    )A.  B.
C.  D. 2.  設(shè)為實數(shù),,若,則復(fù)數(shù)的虛部為(    )A.  B.  C.  D. 3.  ”是“直線與直線平行”的(    )A. 充分不必要條件 B. 必要不充分條件
C. 充要條件 D. 既不充分又不必要條件4.  已知一個裝滿水的圓臺容器的上底面半徑為,下底面半徑為,高為,若將一個鐵球放入該容器中,使得鐵球完全沒入水中,則可放入鐵球的表面積的最大值為(    )A.  B.  C.  D. 5.  設(shè)、分別為雙曲線的左右焦點,為坐標原點,過左焦點作直線與圓切于點,與雙曲線右支交于點,且為等腰三角形,則雙曲線的離心率為(    )A.  B.  C.  D. 6.  足球是一項大眾喜愛的運動,為了解喜愛足球是否與性別有關(guān),隨機抽取了若干人進行調(diào)查,抽取女性人數(shù)是男性的倍,男性喜愛足球的人數(shù)占男性人數(shù)的,女性喜愛足球的人數(shù)占女性人數(shù)的,若本次調(diào)查得出“在犯錯誤的概率不超過的前提下認為喜愛足球與性別有關(guān)”的結(jié)論,則被調(diào)查的男性至少有人.(    )  A.  B.  C.  D. 7.  已知函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增,且在區(qū)間上只取得一次最大值,則的取值范圍是(    )A.  B.  C.  D. 8.  已知定義在上的函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,滿足,且,當時,,則(    )A.  B.  C.  D. 二、多選題(本大題共4小題,共20.0分。在每小題有多項符合題目要求)9.  在某次數(shù)學競賽活動中,學生得分在之間,滿分分,隨機調(diào)查了位學生的成績,得到樣本數(shù)據(jù)的頻率分布直方圖,則(    )
A. 圖中的值為
B. 參賽學生分數(shù)位于區(qū)間的概率約為
C. 樣本數(shù)據(jù)的分位數(shù)約為
D. 參賽學生的平均分數(shù)約為10.  在棱長為的正方體中,是側(cè)面上的一個動點不包含四個頂點,則下列說法中正確的是(    )A. 三角形的面積無最大值、無最小值
B. 存在點,滿足平面
C. 存在點,滿足
D. 所成角的正切值范圍為11.  畫法幾何的創(chuàng)始人法國數(shù)學家加斯帕爾蒙日發(fā)現(xiàn):與橢圓相切的兩條垂直切線的交點的軌跡是以橢圓中心為圓心的圓,我們通常把這個圓稱為該橢圓的蒙日圓已知橢圓,分別為橢圓的左、右焦點,直線的方程為為橢圓的蒙日圓上一動點,分別與橢圓相切于,兩點,為坐標原點,下列說法正確的是(    )A. 橢圓的蒙日圓方程為
B. 記點到直線的距離為,則的最小值為
C. 一矩形四條邊與橢圓相切,則此矩形面積最大值為
D. 的面積的最小值為,最大值為12.  已知分別是函數(shù)的零點,則(    )A.  B.
C.  D. 三、填空題(本大題共4小題,共20.0分)13.  已知向量,若向量垂直,則向量的夾角余弦值是______ 14.  ,則 ______ 15.  已知函數(shù),若存在三個不相等的實數(shù),,使得成立,則的取值范圍是______ 16.  設(shè)數(shù)列是以為首項,為公比的等比數(shù)列,在之間插入個數(shù),使,成等差數(shù)列;在之間插入個數(shù),使,,成等差數(shù)列;;在之間插入個數(shù),,,,使,,,,成等差數(shù)列 ______ ;令,則 ______ 四、解答題(本大題共6小題,共70.0分。解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟)17.  本小題
的內(nèi)角,的對邊分別是,,,已知的外接圓半徑,且
的值;
邊上高的最大值.18.  本小題
已知各項為正數(shù)的等比數(shù)列滿足
求數(shù)列的通項公式;
設(shè),求數(shù)列的前項和19.  本小題
如圖,在四棱錐中,平面平面,,,中點.
求證:;
在棱上,設(shè),若二面角余弦值為,求
20.  本小題
某公司年末給職工發(fā)獎金,采用趣味抽獎的方式,在一個紙箱里放個小球:其中個紅球、個黃球和個綠球,每個職工不放回地從中拿次,每次拿個球,每拿到一個紅球得獎金千元,每拿到一個黃球得獎金元,每拿到一個綠球得獎金元.
求已知某職工在三次中只有一次抽到黃球的條件下,至多有次抽到紅球的概率;
設(shè)拿到紅球的次數(shù)為,求的分布列并計算拿到的三個球中,紅球個數(shù)比黃球個數(shù)多的概率.21.  本小題
設(shè)拋物線的焦點為,點,過的直線交,兩點當直線垂直于軸時,
的方程;
點在第一象限且,求
動直線與拋物線交于不同的兩點,是拋物線上異于,的一點,記,的斜率分別為,,為非零的常數(shù).
從下面中選取兩個作為條件,證明另外一個成立:點坐標為;直線經(jīng)過點注:若選擇不同的組合分別解答,則按第一個解答計分22.  本小題
已知函數(shù)
處的切線方程;
的單調(diào)區(qū)間;
時,恒成立,求的取值范圍.
答案和解析 1.【答案】 【解析】解:集合,而全集,
所以
故選:
解一元二次不等式化簡集合,再利用補集的定義求解作答.
本題主要考查并集及其運算,屬于基礎(chǔ)題.
 2.【答案】 【解析】解:變形得到
,,解得,故
所以,復(fù)數(shù)的虛部為
故選:
利用復(fù)數(shù)乘除法運算法則得到,得到復(fù)數(shù)的虛部.
本題主要考查復(fù)數(shù)的四則運算,屬于基礎(chǔ)題.
 3.【答案】 【解析】解:直線與直線平行,
,
時,直線與直線重合,舍去,
時,直線與直線平行,
是直線與直線平行的充要條件.
故選:
先由直線平行求出相應(yīng)的值,然后根據(jù)充要條件的定義即可判斷.
本題主要考查了直線平行的條件的應(yīng)用,充分必要條件的判斷,屬于基礎(chǔ)題.
 4.【答案】 【解析】解:依題意,鐵球的表面積最大時,該球與圓臺上底面和側(cè)面相切,顯然鐵球球心在圓臺的軸線上,
過圓臺的軸作平面截面圓臺得等腰梯形,截球得球的大圓,圓,,都相切,如圖,

的中點為,過點的圓的直徑另一端點為,過作圓的切線交,分別于,
,即圓是等腰梯形的內(nèi)切圓,過,的垂線,垂足分別為,
令圓,于是,,令圓的半徑為,
顯然,又,則有,而
因此,又,即,
中,,于是,解得,
可放入鐵球的表面積的最大值
故選:
確定表面積最大時鐵球的特性,作出圓臺及球的軸截面,借助圓的切線性質(zhì)及直角三角形求出球半徑作答.
本題主要考查球的表面積的求法,圓臺的結(jié)構(gòu)特征,考查運算求解能力,屬于中檔題.
 5.【答案】 【解析】解:直線與圓切于點,則,
為等腰三角形,
,
的中點,中點,
,
,且,
由題意得雙曲線焦距為,在中,,即,
,即,
雙曲線的離心率
故選:
根據(jù)給定條件,確定,結(jié)合圓的切線性質(zhì)及雙曲線定義列式計算,即可得出答案.
本題考查雙曲線的性質(zhì),考查轉(zhuǎn)化思想,考查邏輯推理能力和運算能力,屬于中檔題.
 6.【答案】 【解析】解:設(shè)被調(diào)查的男性為人,則女性為人,依據(jù)題意可得列聯(lián)表如下表:  男性女性合計喜愛足球不喜愛足球合計,
因為本次調(diào)查得出“在犯錯誤的概率不超過的前提下認為喜愛足球與性別有關(guān)”的結(jié)論,
所以有,即
解得,又因為上述列聯(lián)表中的所有數(shù)字均為整數(shù),
的最小值為
故選:
根據(jù)題意,設(shè)出男生人數(shù),從而計算出列聯(lián)表,再算出比較即可.
本題主要考查獨立性檢驗,考查運算求解能力,屬于中檔題.
 7.【答案】 【解析】解:依題意,函數(shù),,
因為在區(qū)間上單調(diào)遞增,由,則,
于是,解得,即,
時,,因為在區(qū)間上只取得一次最大值,
因此,解得,
所以的取值范圍是
故選:
利用輔助角公式變形函數(shù),結(jié)合函數(shù)單調(diào)區(qū)間和取得最值的情況,利用整體法即可求得參數(shù)的范圍.
本題主要考查兩角和與差的三角函數(shù),屬于中檔題.
 8.【答案】 【解析】解:因為,則,
則函數(shù)上單調(diào)遞增;
,

選項,,故A錯誤;
選項,注意到,則
,故B錯誤;
選項,,故C錯誤;
選項,,故D正確.
故選:
設(shè),由時,可得上單調(diào)遞增,由,可得選項,比較大小即可判斷選項正誤;選項,比較大小即可判斷選項正誤;選項,比較大小即可判斷選項正誤;選項,比較大小即可判斷選項正誤.
本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,本題關(guān)鍵為通過題目條件構(gòu)造出函數(shù),并得到其單調(diào)性與對稱性,若難以想到,可以通過選項形式得到提示.
 9.【答案】 【解析】解:對于,由,解得,A正確;
對于,分數(shù)位于區(qū)間的頻率為,估計概率為,B錯誤;
對于,由選項B知,樣本數(shù)據(jù)的分位數(shù),由,
解得C正確;
對于,由頻率分布直方圖知,各小矩形面積從左到右依次為,,,,
平均分數(shù),D錯誤.
故選:
利用各小矩形面積和為求出判斷;求出分數(shù)位于區(qū)間的頻率判斷;求出百分位數(shù)判斷;估計學生的平均分數(shù)判斷作答.
本題主要考查頻率分布直方圖,考查運算求解能力,屬于基礎(chǔ)題.
 10.【答案】 【解析】解:是側(cè)面上的一個動點不包含四個頂點,可知到的距離沒有最大值,有最小值,
所以三角形的面積無最大值、有最小值,所以不正確;
平面平面,所以上時,滿足平面,所以B正確;
為直接的球,與平面有交點,交點就是,存在點,
滿足,所以C正確;
所成角的正切值的最小值為:,最大值為:
所成角的正切值范圍為,所以D正確.
故選:
判斷到的距離,即可判斷三角形面積的最值,判斷的正誤;
通過平面與平面平行,說明直線與平面平行,即可判斷的正誤;
利用求與平面的交點,即可判斷的正誤;
求解所成角的正切值范圍,判斷的正誤;
本題考查空間直線與直線以及直線與平面的位置關(guān)系的應(yīng)用,考查空間想象能力,轉(zhuǎn)化思想以及計算能力,是中檔題.
 11.【答案】 【解析】解:對于,當直線,一條斜率為,另一條斜率不存在時,則;
由蒙日圓的定義可得蒙日圓方程為;,故A正確;

對于為橢圓上的點,,
;
的最小值為點到直線的距離,又,
,,B錯誤;
對于,矩形四條邊均與相切,該矩形為蒙日圓的內(nèi)接矩形,
設(shè)矩形的長為,寬為,蒙日圓的半徑,
當且僅當時取等號,
此矩形面積最大值為C正確;
對于,設(shè)位于橢圓上半部分,即,,
處的切線斜率,切線方程為:,
,處的切線方程為;,
同理可得:當位于橢圓下半部分,即,切線方程為;,
在點處的切線方程為,同理可知:在點處的切線方程為;,
設(shè),則
可知,坐標滿足方程,
即切點弦所在直線方程為:,
時,,此時所在直線方程為:,
,
時,由,得:,
知:,,
設(shè),則,,
,
又原點到直線的距離,

,
,則
為開口方向向下,對稱軸為的拋物線,
,,
,
綜上所述:的面積的最小值為,最大值為,故D正確.
故選:
由蒙日圓的定義可求蒙日圓方程判斷A正確;利用橢圓定義將轉(zhuǎn)化為,由平面幾何知識可知最小值為點到直線的距離,結(jié)合點到直線距離公式可求得B錯誤;根據(jù)矩形為蒙日圓的內(nèi)接矩形,結(jié)合基本不等式可求得C正確;推導(dǎo)可得過橢圓外一點的橢圓的切點弦直線方程為,當時,可求得的值;當時,將直線與橢圓方程聯(lián)立可得韋達定理的結(jié)論,結(jié)合弦長公式和點到直線距離公式可化簡得到,結(jié)合二次函數(shù)最值的求法可求得結(jié)果,知D正確.
本題考查新定義題型,考查運算求解能力,屬難題.
 12.【答案】 【解析】解:令,得,即,,令,得,即,即,,
記函數(shù),則,
所以函數(shù)上單調(diào)遞增,
因為,,
所以,故A錯誤;
,
所以,
所以,故B正確;
所以,故C錯誤;
,所以,結(jié)合,得,
因為,所以,且,
因為在區(qū)間上單調(diào)遞減,所以,
,故D正確.
故選:
利用函數(shù)與方程思想,得到兩根滿足的方程關(guān)系,然后根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo),研究單調(diào)性,得到,結(jié)合指對互化即可判斷選項A、、;最后再通過對勾函數(shù)單調(diào)性求解范圍即可判斷選項D
本題考查函數(shù)的零點問題、轉(zhuǎn)化思想及導(dǎo)數(shù)的綜合運用,屬于中檔題.
 13.【答案】 【解析】解:因為,則,
垂直,則,

故答案為:
垂直,可得,后由向量夾角余弦的坐標表示可得答案.
本題主要考查了平面向量數(shù)量積的坐標運算,屬于基礎(chǔ)題.
 14.【答案】 【解析】解:令,則,
,則,
,,
則有
故答案為:
根據(jù)賦值法,令,計算即可.
本題考查二項式定理的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.
 15.【答案】 【解析】解:的定義域為,且,
,令,
,上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
所以處取得極大值,在處取得極小值,,
畫出的圖象如下:

設(shè)存在三個不相等的實數(shù),,使得,
對于方程可化為
整理得,

故答案為:
先求導(dǎo)得到的單調(diào)性,極值情況,得到若存在三個不相等的實數(shù),,,使得,則,將化為,得到
本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值,考查數(shù)形結(jié)合思想與運算求解能力,屬于中檔題.
 16.【答案】  【解析】解:依題意,,由等差數(shù)列性質(zhì)得,即,解得,
,顯然數(shù)列是等差數(shù)列,
其前項和記為,則,
均滿足上式,因此,
于是
,則,
,
則有,
兩式相減得:
因此,所以
故答案為:
求出數(shù)列的通項公式,由已知直接求出,再利用等差數(shù)列性質(zhì)求出數(shù)列的前項和,并利用錯位相減法求和作答.
本題主要考查等差數(shù)列與等比數(shù)列的綜合,等差數(shù)列的性質(zhì),數(shù)列的求和,錯位相減求和法的應(yīng)用,考查運算求解能力,屬于中檔題.
 17.【答案】解:,,
,

,,
,,,
由正弦理得;
由余弦定理知,,即,
由基本不等式可得,當且僅當時取等號,

,

邊上高的最大值為 【解析】由已知可得,可得,進而可求的值;
求得的最大值,進而可求三角形面積的最大值,進而可求邊上高的最大值.
本題考查正余弦定理的應(yīng)用,考查運算求解能力,屬中檔題.
 18.【答案】解:設(shè)等比數(shù)列的公比為
,

又等比數(shù)列各項為正數(shù),則,,
,故;
,

為奇數(shù)時,,
則當為偶數(shù)時,
 【解析】設(shè)等比數(shù)列的公比為,由可得,化簡后可得,,即可得出答案;
由題可得當為奇數(shù)時,,當為偶數(shù)時,利用分組求和法,即可得出答案.
本題考查等比數(shù)列的性質(zhì)和數(shù)列的求和,考查轉(zhuǎn)化思想,考查邏輯推理能力和運算能力,屬于中檔題.
 19.【答案】證明:取中點為,連接,,分別為中點,
,即四邊形為平行四邊形,
,又平面平面,則;
解:取中點為,因,則
又平面平面,平面平面,平面
平面點作平行線,交,平面
,平行線,
則以為原點,所在直線為軸,所在直線為軸,所在直線為軸,如圖建立空間直角坐標系.

,,
注意到,則,故
,,

設(shè)為平面的一個法向量,
,即,
,則平面的一個法向量
設(shè)為平面的一個法向量,
,即,
,則,
則平面的一個法向量
因二面角余弦值為,則,
,
,則 【解析】中點為,連接,通過證明,可得;
如圖建立以為原點,所在直線為軸,所在直線為軸,所在直線為軸的空間直角坐標系,由,可得,后分別求出平面法向量,平面法向量,則,據(jù)此可得答案.
本題主要考查線面平行的證明,二面角的求法,空間向量法的應(yīng)用,考查運算求解能力與邏輯推理能力,屬于中檔題.
 20.【答案】解:設(shè)事件:在三次中只有次拿到黃球,
事件:三次中至多一次抽到紅球,
則事件:在三次中只有次抽到黃球,其他兩次至多一次抽到紅球,

,
所以;
拿到紅球的次數(shù),,則:

,
,
的分布列為: 設(shè)事件“拿到紅球的個數(shù)比黃球的個數(shù)多”,
黃,,
綠,,
綠,,
 【解析】設(shè)事件:在三次中只有次拿到黃球,事件:三次中至多一次抽到紅球,則事件:在三次中只有次抽到黃球,其他兩次至多一次抽到紅球,求出,,然后利用條件概率公式求解;
拿到紅球的次數(shù),,,求出對應(yīng)的概率,從而可得的分布列;設(shè)事件“拿到紅球的個數(shù)比黃球的個數(shù)多”,分為三種情況:黃,綠,綠,求出對應(yīng)的概率再相加即可得的概率.
本題主要考查了條件概率的概率公式,考查了離散型隨機變量的分布列,屬于中檔題.
 21.【答案】解:由題意得,因為直線垂直于軸,,
所以點的橫坐標為,代入中,,則

其中,由勾股定理得,
解得,故拋物線方程為;
,因為,所以,直線的斜率存在且不為
設(shè)直線的方程為,
聯(lián)立得,,
設(shè),,,,
,
因為,由焦半徑公式可知,即
將其代入中得,解得,負值舍去,

,
證明:若選,設(shè)直線,且,
聯(lián)立,得,故,,
,同理
,
,解得,
所以,即直線經(jīng)過點;
若選,由題意直線,且,
聯(lián)立,所以,
,同理
所以;
若選,由題意得直線,且,,
聯(lián)立,所以,
,同理,
,
所以,即
要想上式對任意的成立,則,即,
點坐標為 【解析】表達出,由勾股定理列出方程,求出,得到拋物線方程;設(shè)出直線的方程,聯(lián)立拋物線方程,設(shè),,由焦半徑公式得到方程,得到,再由焦點弦長公式求出答案;
,設(shè)直線,聯(lián)立拋物線方程,得到兩根之和,兩根之積,表達出,由列出方程,求出,證明出直線經(jīng)過點
,由題意直線,聯(lián)立拋物線方程,得到兩根之和,兩根之積,計算出;
,設(shè)直線,聯(lián)立拋物線方程,得到兩根之和,兩根之積,表達出,,代入中,變形得到,求出,得到點坐標為
本題主要考查拋物線的性質(zhì),直線與拋物線的綜合,考查方程思想與運算求解能力,屬于難題.
 22.【答案】解:
,又,
處的切線方程為;
由題意知:定義域為,
知:
時,,;
時,,
的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為;
時,由,
可得,
恒成立,
設(shè),則恒成立,;
設(shè)
上恒成立,
上單調(diào)遞增,,
,上單調(diào)遞增;
設(shè),則
時,;當時,;
上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
,
當且僅當時取等號,
,
,恒成立,
,即的取值范圍為 【解析】根據(jù)導(dǎo)數(shù)幾何意義可求得切線斜率,結(jié)合可得切線方程;
分別在的情況下,根據(jù)正負可求得單調(diào)區(qū)間;
,將恒成立的不等式轉(zhuǎn)化為恒成立;利用導(dǎo)數(shù)可求得單調(diào)遞增,采用放縮法可求得,由此可得結(jié)果.
本題考查利用導(dǎo)數(shù)求切線問題,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,恒成立問題的求解,化歸轉(zhuǎn)化思想,屬中檔題.
 

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