
1.本試卷共4頁(yè),22小題,滿分150分,考試用時(shí)120分鐘.
2.答卷前,考生務(wù)必將自己的學(xué)校,班級(jí)和姓名填在答題卡上,正確粘貼條形碼.
3.作答選擇題時(shí),用2B鉛筆在答題卡上將對(duì)應(yīng)答案的選項(xiàng)涂黑.
4.非選擇題的答案必須寫(xiě)在答題卡各題目的指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上,不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液.
5.考試結(jié)束后,考生上交答題卡.
一、單項(xiàng)選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.
1. 設(shè)集合,,則( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求出集合中元素范圍,再根據(jù)交集的概念可得答案.
詳解】,
故選:C.
2. 命題“存在無(wú)理數(shù),使得是有理數(shù)”的否定為( )
A. 任意一個(gè)無(wú)理數(shù),都不是有理數(shù)B. 存在無(wú)理數(shù),使得不是有理數(shù)
C. 任意一個(gè)無(wú)理數(shù),都是有理數(shù)D. 不存在無(wú)理數(shù),使得是有理數(shù)
【答案】A
【解析】
【分析】利用特稱(chēng)命題的否定是全稱(chēng)命題來(lái)得答案.
【詳解】根據(jù)特稱(chēng)命題的否定是全稱(chēng)命題得
命題“存在無(wú)理數(shù),使得是有理數(shù)”的否定為“任意一個(gè)無(wú)理數(shù),都不是有理數(shù)”
故選:A.
3. 若的展開(kāi)式的各項(xiàng)系數(shù)和為8,則( )
A. 1B. C. 2D.
【答案】C
【解析】
【分析】直接令計(jì)算可得答案.
【詳解】令得,解得
故選:C.
4. 已知隨機(jī)變量的分布列如下:
若,則( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)期望公式及概率和為1列方程求解.
【詳解】由已知得
解得
故選:B.
5. 設(shè),,,則,,的大小關(guān)系為( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】構(gòu)造對(duì)數(shù)函數(shù)和冪函數(shù),利用其單調(diào)性來(lái)比較大小.
【詳解】函數(shù)在上單調(diào)遞增,,
函數(shù)在上單調(diào)遞增,
故選:D.
6. 在三個(gè)地區(qū)爆發(fā)了流感,這三個(gè)地區(qū)分別有6%,5%,4%的人患了流感,假設(shè)這三個(gè)地區(qū)的人口數(shù)之比為,現(xiàn)從這三個(gè)地區(qū)中任意選取一人,則此人是流感患者的概率為( )
A. 0.032B. 0.048C. 0.05D. 0.15
【答案】B
【解析】
【分析】由題意可知,分別求出此人來(lái)自三個(gè)地區(qū)的概率,再利用條件概率公式和全概率公式即可求得此人是流感患者的概率.
【詳解】設(shè)事件為“此人是流感患者”,事件分別表示此人來(lái)自三個(gè)地區(qū),
由已知可得,
,
由全概率公式得
故選:B
7. 若函數(shù)在區(qū)間上的最小值為,最大值為,則下列結(jié)論正確的為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】求出函數(shù)在上為奇函數(shù),數(shù)形結(jié)合得到最小值與最大值的和為0,推導(dǎo)出.
【詳解】,由題意得:,故,
關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),且,
故為奇函數(shù),
則,A正確,D錯(cuò)誤;
故一定異號(hào),所以,BC錯(cuò)誤.
故選:A
8. 已知交于點(diǎn)的直線,相互垂直,且均與橢圓相切,若為的上頂點(diǎn),則的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)題意,設(shè),由條件聯(lián)立直線與橢圓方程,得到點(diǎn)的軌跡是圓,從而得到結(jié)果.
【詳解】當(dāng)橢圓的切線斜率存在時(shí),設(shè),且過(guò)與橢圓相切的直線方程為:,
聯(lián)立直線與橢圓方程,
消去可得,
所以,
即,
設(shè)為方程的兩個(gè)根,由兩切線相互垂直,所以,
所以,即,所以,
當(dāng)橢圓的切線斜率不存在時(shí),此時(shí),,也滿足上式,
所以,其軌跡是以為圓心,為半徑的圓,
又因?yàn)锳為橢圓上頂點(diǎn),所以,
當(dāng)點(diǎn)位于圓的上頂點(diǎn)時(shí),,
當(dāng)點(diǎn)位于圓的下頂點(diǎn)時(shí),,
所以,
故選:D
二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題5分,共20分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得5分,部分選對(duì)的得2分,有選錯(cuò)的得0分.
9. 設(shè)復(fù)數(shù),(i為虛數(shù)單位),則下列結(jié)論正確的為( )
A. 是純虛數(shù)B. 對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于第二象限
C. D.
【答案】AD
【解析】
【分析】根據(jù)復(fù)數(shù)的概念判斷A;算出判斷B;算出判斷C;求出判斷D.
【詳解】對(duì)于A:,其實(shí)部為零,虛部不為零,是純虛數(shù),A正確;
對(duì)于B:,其在復(fù)平面上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為,在第四象限,B錯(cuò)誤;
對(duì)于C:,則,C錯(cuò)誤;
對(duì)于D:,則,D正確.
故選:AD.
10. 下列等式能夠成立的為( )
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【解析】
【分析】利用兩角和與差的正弦余弦公式及倍角公式逐一計(jì)算判斷.
【詳解】對(duì)于A:,A錯(cuò)誤;
對(duì)于B:,B正確;
對(duì)于C:,C正確;
對(duì)于D:,D錯(cuò)誤.
故選:BC.
11. 在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)在雙曲線的右支上運(yùn)動(dòng),平行四邊形的頂點(diǎn),分別在的兩條漸近線上,則下列結(jié)論正確的為( )
A. 直線,的斜率之積為B. 的離心率為2
C. 的最小值為D. 四邊形的面積可能為
【答案】AC
【解析】
【分析】根據(jù)題意可得:雙曲線為等軸雙曲線,即可得到離心率為,漸近線方程為,設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)漸近線互相垂直可得:平行四邊形為矩形,利用點(diǎn)到直線的距離公式和基本不等式進(jìn)而進(jìn)行判斷即可.
【詳解】由題意可知:雙曲線為等軸雙曲線,則離心率為,故選項(xiàng)錯(cuò)誤;
由方程可知:雙曲線的漸近線方程為,不妨設(shè)點(diǎn)在漸近線上,點(diǎn)在漸近線上.因?yàn)闈u近線互相垂直,由題意可知:平行四邊形為矩形,則,,所以直線,的斜率之積為,故選項(xiàng)正確;
設(shè)點(diǎn),由題意知:為矩形,則,由點(diǎn)到直線的距離公式可得:,,則當(dāng)且僅當(dāng),也即為雙曲線右頂點(diǎn)時(shí)取等,所以的最小值為,故選項(xiàng)正確;
由選項(xiàng)的分析可知:,因?yàn)樗倪呅螢榫匦危?,故選項(xiàng)錯(cuò)誤,
故選:.
12. 如圖,正方體的棱長(zhǎng)為2,若點(diǎn)在線段上(不含端點(diǎn))運(yùn)動(dòng),則下列結(jié)論正確的為( )
A. 直線可能與平面相交
B. 三棱錐與三棱錐的體積之和為定值
C. 當(dāng)時(shí),與平面所成角最大
D. 當(dāng)?shù)闹荛L(zhǎng)最小時(shí),三棱錐的外接球表面積為
【答案】BCD
【解析】
【分析】A.利用面面平行的性質(zhì)定理,判斷A;
B.利用等體積轉(zhuǎn)化,可判斷B;
C.利用垂直關(guān)系的轉(zhuǎn)化,結(jié)合線面角的定義,即可判斷C;
D.首先確定點(diǎn)的位置,再利用球的性質(zhì),以及空間向量的距離公式,確定球心坐標(biāo),即可確定外接球的半徑,即可判斷D.
【詳解】A.如圖,,且平面,平面,
所以平面,同理平面,且平面,平面,
且,所以平面平面,且平面,
所以平面,故A錯(cuò)誤;
B.如圖,過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),于點(diǎn),根據(jù)面面垂直的性質(zhì)定理可知,平面,平面,
,
.
故B正確;
C.因?yàn)槠矫妫矫?,所以?br>且,且,平面,平面,
所以平面,且平面,
所以,即,點(diǎn)是的中點(diǎn),此時(shí)線段最短,
又因?yàn)?,且平面,平面,所以平面,即上任何一個(gè)點(diǎn)到平面的距離相等,設(shè)為,
設(shè)與平面所成角為,,,當(dāng)時(shí),線段最短,所以此時(shí)最大,所以最大,故C正確;
D. 的周長(zhǎng)為,為定值,即最小時(shí),的周長(zhǎng)最小,如圖,將平面展成與平面同一平面,當(dāng)點(diǎn)共線時(shí),此時(shí)最小,作,垂足為,,解得:,
如圖,以點(diǎn)為原點(diǎn),建立空間直角坐標(biāo)系,
,,
連結(jié),平面,且經(jīng)過(guò)的中心,所以三棱錐外接球的球心在上,設(shè)球心,則,
即,解得:,
,所以外接球的表面積,故D正確.
附:證明平面,
因?yàn)槠矫?,平面,所以,又因?yàn)椋?br>且,平面,平面,所以平面,
平面,所以,同理,且,所以平面,且三棱錐是正三棱錐,所以經(jīng)過(guò)的中心.
故選:BCD
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:本題考查空間幾何的綜合應(yīng)用,難點(diǎn)是第四個(gè)選項(xiàng)的判斷,充分利用數(shù)形結(jié)合和空間向量的綜合應(yīng)用,解決三棱錐外接球的球心問(wèn)題.
三、填空題:本大題共4小題,每小題5分,共20分.
13. 已知,,若,則______.
【答案】
【解析】
【分析】先利用求出,再利用模的坐標(biāo)公式計(jì)算即可.
【詳解】
,解得,
,
故答案為:.
14. 已知正實(shí)數(shù),滿足,則的最小值為_(kāi)_______.
【答案】
【解析】
【分析】根據(jù)基本不等式可得,再計(jì)算的范圍即可求解.
【詳解】因?yàn)?,所以?br>當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號(hào)成立,
所以,
所以的最小值為,
故答案為:.
15. 如圖是瑞典數(shù)學(xué)家科赫在1904年構(gòu)造的能夠描述雪花形狀的圖案.圖形的作法為:從一個(gè)正三角形開(kāi)始,把每條邊分成三等份,然后以各邊的中間一段為底邊分別向外作正三角形,再去掉底邊.反復(fù)進(jìn)行這一過(guò)程,就得到一條“雪花”狀的曲線.設(shè)原正三角形(圖①)的邊長(zhǎng)為1,將圖①,圖②,圖③,圖④中的圖形周長(zhǎng)依次記為,,,,則______.
【答案】##
【解析】
【分析】觀察圖形可知是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,即可求得結(jié)果.
【詳解】通過(guò)觀察圖形可以發(fā)現(xiàn),從第二個(gè)圖形開(kāi)始,每一個(gè)圖形的周長(zhǎng)都在前一個(gè)圖形周長(zhǎng)的基礎(chǔ)上增加了其周長(zhǎng)的,
即,
所以數(shù)列是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,
即
因此.
故答案為:
16. 若關(guān)于的方程在區(qū)間上有且僅有一個(gè)實(shí)數(shù)根,則實(shí)數(shù)的取值范圍為_(kāi)_____.
【答案】
【解析】
【分析】設(shè),,將方程的根轉(zhuǎn)換為函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題,討論函數(shù)單調(diào)性從而確定函數(shù)的變化趨勢(shì),結(jié)合零點(diǎn)存在定理,即可求得實(shí)數(shù)的取值范圍.
【詳解】解:設(shè),,則,
令得,所以,
令,,所以在單調(diào)遞增,則,
于是可得,當(dāng)時(shí),方程在無(wú)解,即恒成立,所以在單調(diào)遞增,
又,所以此時(shí)方程在區(qū)間上無(wú)零點(diǎn),不符合題意;
當(dāng)時(shí),方程在的根為或(舍),當(dāng),當(dāng),
所以在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,
又,所以,又,,
設(shè),,所以恒成立,則在上單調(diào)遞增,故,則,
且當(dāng)時(shí),,即,
故,使得,即方程在區(qū)間上有且僅有一個(gè)實(shí)數(shù)根
綜上,實(shí)數(shù)的取值范圍為.
故答案為:.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:本題考查方程的根與函數(shù)零點(diǎn)的關(guān)系,結(jié)合導(dǎo)數(shù)進(jìn)行判斷,屬于中等題.解決本題的關(guān)鍵是,如果方程在某區(qū)間上有且只有一個(gè)根,可根據(jù)函數(shù)的零點(diǎn)存在定理進(jìn)行解答,構(gòu)造函數(shù),,利用導(dǎo)數(shù)確定單調(diào)性時(shí)要分類(lèi)討論.當(dāng),函數(shù)在單調(diào)遞增,結(jié)合特殊值,得不符合題意,當(dāng)時(shí),得在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,判斷,,的符號(hào),結(jié)合零點(diǎn)存在定理可得的范圍.
四、解答題:本大題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明,證明過(guò)程或演算步驟.
17. 設(shè)數(shù)列的前項(xiàng)和為,且.
(1)求的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè),記的前項(xiàng)和為,證明:.
【答案】(1)
(2)證明見(jiàn)解析
【解析】
【分析】(1)利用計(jì)算整理得,再利用等比數(shù)列的通項(xiàng)公式求解即可;
(2)將變形為,利用裂項(xiàng)相消法求,進(jìn)一步觀察證明不等式.
【小問(wèn)1詳解】
①,
當(dāng)時(shí),②,
①-②得,即,
又當(dāng)時(shí),,解得,
數(shù)列是以2為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,
;
【小問(wèn)2詳解】
由(1)得,
,
因?yàn)椋?br>18. 某學(xué)校有學(xué)生1000人,其中男生600人,女生400人.為了解學(xué)生的體質(zhì)健康狀況,按照性別采用分層抽樣的方法抽取100人進(jìn)行體質(zhì)測(cè)試.其中男生有50人測(cè)試成績(jī)?yōu)閮?yōu)良,其余非優(yōu)良;女生有10人測(cè)試成績(jī)?yōu)榉莾?yōu)良,其余優(yōu)良.
(1)請(qǐng)完成下表,并依據(jù)小概率值的獨(dú)立性檢驗(yàn),分析抽樣數(shù)據(jù),能否據(jù)此推斷全校學(xué)生體質(zhì)測(cè)試的優(yōu)良率與性別有關(guān).
(2)100米短跑為體質(zhì)測(cè)試的項(xiàng)目之一,已知男生該項(xiàng)成績(jī)(單位:秒)的均值為14,方差為1.6;女生該項(xiàng)成績(jī)的均值為16,方差為4.2,求樣本中所有學(xué)生100米短跑成績(jī)的均值和方差.
附:,其中.
參考公式:
【答案】(1)列聯(lián)表見(jiàn)解析,根據(jù)小概率事件的獨(dú)立性檢驗(yàn),不可以認(rèn)為全校學(xué)生體質(zhì)測(cè)試的優(yōu)良率與性別有關(guān).
(2)均值;方差
【解析】
【分析】(1)根據(jù)題意,由獨(dú)立性檢驗(yàn)的計(jì)算公式,代入計(jì)算即可判斷;
(2)根據(jù)題意,可得男生,女生的人數(shù),結(jié)合均值方差的性質(zhì),代入計(jì)算即可得到結(jié)果.
【小問(wèn)1詳解】
由分層抽樣的定義可得,抽取的100人中有60名男生,40名女生,列聯(lián)表如下:
,
根據(jù)小概率事件的獨(dú)立性檢驗(yàn),不可以推斷全校學(xué)生體質(zhì)測(cè)試的優(yōu)良率與性別有關(guān).
【小問(wèn)2詳解】
男生人數(shù),女生人數(shù),則設(shè)男生的成績(jī)?yōu)榕某煽?jī)?yōu)?br>所以均值為,
所以,
所以樣本中所有學(xué)生100米短跑成績(jī)的方差為
19. 如圖,在三棱柱中,側(cè)面為矩形,平面平面,,且為的中點(diǎn).
(1)證明:平面平面;
(2)若,且,求平面與平面的夾角的余弦值.
【答案】(1)證明見(jiàn)解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)先根據(jù)已知證明,即可得到,又通過(guò)即可證明,即可證明答案;
(2)設(shè),,先通過(guò)已知與勾股定理求出,建立空間直角坐標(biāo)系,即可通過(guò)二面角的向量求法求出答案.
【小問(wèn)1詳解】
證明:側(cè)面為矩形,
,
,、,且,
,
,
,且平面平面,
,
,
;
【小問(wèn)2詳解】
設(shè),,
由題意可得,
,
,
為的中點(diǎn),
,
,解得,
即,,
根據(jù)第一問(wèn)與題意可得:,,,
則以C為原點(diǎn),以,,分別為x,y,z軸的正方向建立如圖空間直角坐標(biāo)系,
則,,,,
則,,
設(shè)平面的一個(gè)法向量為,
則,令,則,
由題意可得平面的一個(gè)法向量為,
設(shè)平面與平面的夾角為,且由圖得為銳角,
則.
20. 在中,,,為邊上一點(diǎn).
(1)若,求的值;
(2)若,且,求的面積.
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)在、中分別利用正弦定理,結(jié)合已知條件可求得的值;
(2)由平面向量的線性運(yùn)算可得出,利用平面向量的數(shù)量積運(yùn)算可得出的值,利用同角三角函數(shù)的平方關(guān)系以及三角形的面積公式可求得結(jié)果.
小問(wèn)1詳解】
解:在中,由正弦定理可得,可得,
在中,由正弦定理得,可得,
因此,
【小問(wèn)2詳解】
解:因?yàn)椋瑒t,即,,
所以,,
即,即,解得,
,故為鈍角,所以,,
故.
21. 已知直線與拋物線交于,兩點(diǎn),且與軸交于點(diǎn),過(guò)點(diǎn),分別作直線的垂線,垂足依次為,,動(dòng)點(diǎn)在上.
(1)當(dāng),且為線段的中點(diǎn)時(shí),證明:;
(2)記直線,,的斜率分別為,,,是否存在實(shí)數(shù),使得?若存在,求的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)證明見(jiàn)解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)取的中點(diǎn),連接.利用幾何法,分別證明出,為的角平分線,即可證明;
(2)利用“設(shè)而不求法”分別表示出,解方程求出.
【小問(wèn)1詳解】
如圖示:
當(dāng)時(shí),恰為拋物線的焦點(diǎn).
由拋物線的定義可得:.
取的中點(diǎn),連接,則為梯形的中位線,所以.
因?yàn)闉榈闹悬c(diǎn),所以,所以.
在中,由可得:.
因?yàn)闉樘菪蔚闹形痪€,所以,所以,
所以.
同理可證:.
在梯形中,,
所以,所以,
所以,即.
小問(wèn)2詳解】
假設(shè)存在實(shí)數(shù),使得.
由直線與拋物線交于,兩點(diǎn),可設(shè).
設(shè),則,消去可得:,所以,.
則
.
而.
所以,
解得:.
22. 已知定義在上的函數(shù).
(1)若,討論的單調(diào)性;
(2)若,且當(dāng)時(shí),不等式恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)分類(lèi)討論,答案見(jiàn)解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)求出函數(shù)的導(dǎo)數(shù),再分類(lèi)討論解和作答.
(2)當(dāng)時(shí),可得為任意正數(shù),當(dāng)時(shí),變形給定不等式,構(gòu)造函數(shù)并利用單調(diào)性建立不等式,分離參數(shù)求解作答.
【小問(wèn)1詳解】
函數(shù),,求導(dǎo)得:,
當(dāng)時(shí),,函數(shù)在上單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),由得,由得,則在上遞增,在上遞減,
所以當(dāng)時(shí),函數(shù)遞增區(qū)間是;
當(dāng)時(shí),函數(shù)的遞增區(qū)間是,遞減區(qū)間是.
【小問(wèn)2詳解】
因?yàn)椋耶?dāng)時(shí),不等式恒成立,
當(dāng)時(shí),,恒成立,因此,
當(dāng)時(shí),,
令,原不等式等價(jià)于恒成立,
而,即函數(shù)在上單調(diào)遞增,因此,
即,令,,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
,因此,
綜上得,
所以實(shí)數(shù)的取值范圍是.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:涉及不等式恒成立問(wèn)題,將給定不等式等價(jià)轉(zhuǎn)化,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)探求函數(shù)單調(diào)性、最值是解決問(wèn)題的關(guān)鍵.
1
2
性別
體質(zhì)測(cè)試
合計(jì)
優(yōu)良
非優(yōu)良
男生
女生
合計(jì)
0.1
0.05
0.01
0.005
0.001
2.706
3.841
6.635
7.879
10.828
性別
體質(zhì)測(cè)試
合計(jì)
優(yōu)良
非優(yōu)良
男生
50
10
60
女生
30
10
40
合計(jì)
80
20
100
這是一份廣東省深圳市南山區(qū)2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期期末質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)學(xué)試題,共12頁(yè)。
這是一份廣東省深圳市南山區(qū)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期末質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)學(xué)試題,共16頁(yè)。
這是一份廣東省深圳市南山區(qū)2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期期末數(shù)學(xué)試題,共22頁(yè)。試卷主要包含了考試結(jié)束后,考生上交答題卡等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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