第Ⅰ卷
一、選擇題:本大題共12小題,每小題5分,共60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. 已知集合,則( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】解不等式得到集合,根據(jù)函數(shù)的值域得到集合,然后求交集即可.
【詳解】,,則.
故選:B.
2. 設(shè),則( )
A. B. C. 3D.
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)復(fù)數(shù)的運(yùn)算和模長公式即可.
【詳解】由題意可得,則.
故選:A.
3. 設(shè),則的大小關(guān)系為( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用指對數(shù)的性質(zhì)與中間數(shù)比大小即可.
【詳解】,
所以.
故選:D.
4. 《幾何原本》是古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得的一部不朽之作,書中稱軸截面為等腰直角三角形的圓錐為直角圓錐,則直角圓錐側(cè)面展開圖的圓心角的弧度數(shù)為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)題意,結(jié)合圓錐的母線長和弧長以及圓心角之間的關(guān)系即可求解
【詳解】設(shè)直角圓錐側(cè)面展開圖圓心角的弧度數(shù)為,底面圓的半徑為,母線長為,因?yàn)橹苯菆A錐的軸截面為等腰直角三角形,所以,則,解得.
故選:.
5. 執(zhí)行如圖所示的程序框圖,則輸出的的值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】列舉出循環(huán)的每一步,即可得出輸出的的值.
【詳解】第一次循環(huán),成立,,;
第二次循環(huán),成立,,;
第三次循環(huán),成立,,;
第四次循環(huán),成立,,;
第五次循環(huán),成立,,;
第六次循環(huán),成立,,;
第七次循環(huán),成立,,,
不成立,跳出循環(huán)體,輸出的值為.
故選:B.
6. 已知函數(shù),則在上( )
A. 單調(diào)遞增B. 單調(diào)遞減
C. 先增后減D. 先減后增
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)余弦型函數(shù)單調(diào)性的求法得出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,即可得出在上的單調(diào)性.
【詳解】令,得,
令,得,
則的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
即在上先減后增.
故選:D
7. 已知等比數(shù)列的公比的平方不為,則“是等比數(shù)列”是“是等差數(shù)列”的( )
A. 充分不必要條件B. 必要不充分條件
C. 充要條件D. 既不充分也不必要條件
【答案】C
【解析】
【分析】利用等差數(shù)列和等比數(shù)列的遞推關(guān)系進(jìn)行證明即可.
【詳解】設(shè)等比數(shù)列公比為,若是等比數(shù)列,則為常數(shù),由為常數(shù),所以是等差數(shù)列;
若是等差數(shù)列,設(shè)的公差為,則為常數(shù),所以是等比數(shù)列.
綜上,“是等比數(shù)列”是“是等差數(shù)列”的充要條件.
故選:C
8. 定義在上的函數(shù)滿足,則的圖象不可能為( )
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】當(dāng)時(shí),由可得,當(dāng)時(shí),推導(dǎo)出,進(jìn)而可得出合適的選項(xiàng).
詳解】當(dāng)時(shí),由可得,排除B選項(xiàng);
當(dāng)時(shí),可得,則,
所以,(為常數(shù)),所以,,
選項(xiàng)A滿足,選項(xiàng)C滿足,選項(xiàng)D滿足.
故選:B.
9. 如圖,在正方形中,分別是邊上的點(diǎn),,,則( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用正切的和差公式得到,然后得到,即可得到.
【詳解】由題可知,
則,即,.
故選:D.
10. 在直三棱柱中,為等邊三角形,若三棱柱的體積為,則該三棱柱外接球表面積的最小值為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)直三棱柱的體積得到,根據(jù)直三棱柱外接球半徑的求法得到,然后構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)得到的最小值,即可得到外接球表面積的最小值.
【詳解】設(shè)直三棱柱的高為,外接球的半徑為,外接圓的半徑為,則,所以,又,令,則,易知的最小值為,此時(shí),所以該三棱柱外接球表面積的最小值為.
故選:A.
11. 存在函數(shù)滿足對任意,都有,給出下列四個(gè)函數(shù):①,②,③,④.所以函數(shù)不可能為( )
A. ①③B. ①②C. ①③④D. ①②④
【答案】A
【解析】
【分析】利用偶函數(shù)的性質(zhì)可判斷①;利用特殊值法可判斷③;利用題中的定義可判斷②④.
【詳解】對于①,為偶函數(shù),若存在滿足對任意,都有,
則,但,即對任意的恒成立,矛盾;
對于②,,取,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,
對任意的,則,②滿足條件;
對于③,取和,可得,,矛盾,③不滿足條件;
對于④,因?yàn)?、在上均為增函?shù),則在上單調(diào)遞增,且值域?yàn)椋?br>設(shè)函數(shù)關(guān)于直線對稱的函數(shù)為,
在函數(shù)上任取一點(diǎn),則,
則點(diǎn)在函數(shù)的圖象上,即,
只需取即可,④滿足條件.
故選:A.
12. 設(shè)雙曲線的右焦點(diǎn)為,,若直線與的右支交于,兩點(diǎn),且為的重心,則直線斜率的取值范圍為( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根據(jù)重心性質(zhì)得出中點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)直線與的右支交于兩點(diǎn)可知點(diǎn)在右支內(nèi)部,
將的坐標(biāo)代入雙曲線中建立不等式,即可得離心率的范圍,根據(jù)點(diǎn)差法可得直線的斜率與之間等式關(guān)系,
由不共線建立不等式,解出離心率具體范圍,根據(jù)離心率的范圍及直線的斜率與之間等式關(guān)系,
即可得斜率的取值范圍,解出即可.
【詳解】設(shè)為的中點(diǎn),根據(jù)重心性質(zhì)可得,
因?yàn)?,則,
因?yàn)橹本€與的右支交于兩點(diǎn),所以點(diǎn)在雙曲線右支內(nèi)部,
故有,解得,
當(dāng)直線斜率不存在時(shí),的中點(diǎn)在軸上,
故三點(diǎn)不共線,不符合題意舍,
設(shè)直線斜率為,設(shè),
所以,,
因?yàn)樵陔p曲線上,所以,
兩式相減可得:,
即,
即有成立,
即有,因?yàn)椴还簿€,
即,即,即,
所以的離心率的取值范圍為,
因?yàn)?br>,
因?yàn)?,即?br>所以,
所以.
故選:C
【點(diǎn)睛】思路點(diǎn)睛:該題考查直線與圓錐曲線的綜合問題,屬于難題,關(guān)于圓錐曲線中弦中點(diǎn)和直線斜率有關(guān)問題的思路有:
(1)設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)根據(jù)中點(diǎn)坐標(biāo)建立等式:,;
(3)將兩點(diǎn)代入圓錐曲線中,再對兩式作差,用平方差公式對等式變形;
(4)將,及代入等式中即可得出關(guān)系.
第Ⅱ卷
二、填空題:本大題共4小題,每小題5分,共20分.把答案填在答題卡的相應(yīng)位置.
13. 已知單位向量滿足,則___________.
【答案】
【解析】
【分析】利用向量數(shù)量積的運(yùn)算律即可求解.
【詳解】因?yàn)閱挝幌蛄浚裕?br>由,得,兩邊同時(shí)平方可得,
即,解得.
故答案為:.
14. 內(nèi)角、、所對的邊分別為、、,且,,則的面積為______.
【答案】
【解析】
【分析】利用三角恒等變換以及正弦定理化簡可得出的值,結(jié)合角的取值范圍可得出角的值,利用余弦定理可求得的值,再利用三角形的面積公式可求得結(jié)果.
【詳解】因?yàn)椋?br>所以,
,
因?yàn)?、、,則,所以,,
由正弦定理可得,
因?yàn)?,所以,,則,可得.
由余弦定理可得,
因此,.
故答案為:.
15. 現(xiàn)有6個(gè)三好學(xué)生名額,計(jì)劃分到三個(gè)班級,則恰有一個(gè)班沒有分到三好學(xué)生名額的概率為___________.
【答案】
【解析】
【分析】分只有一個(gè)班分到名額、恰有兩個(gè)班分到名額和三個(gè)班都分到了名額三種情況求出總的情況,然后利用古典概型求概率的方法求概率即可.
【詳解】將6個(gè)三好學(xué)生名額分到三個(gè)班級,有3種類型:第一種是只有一個(gè)班分到名額,有3種情況;第二種是恰有兩個(gè)班分到名額,有種情況;第三種是三個(gè)班都分到了名額,有種情況.故恰有一個(gè)班沒有分到三好學(xué)生名額的概率為.
故答案為:.
16. 在正四棱錐中,為的中點(diǎn),過作截面將該四棱錐分成上?下兩部分,記上?下兩部分的體積分別為,則的最大值是___________.
【答案】2
【解析】
【分析】根據(jù)給定條件,作出過的正四棱錐的截面,再求出的表達(dá)式并結(jié)合均值不等式求解作答.
【詳解】記正四棱錐的體積為,的最大值,由為定值知,只需求的最小值,
設(shè)過的截面分別交和于,平面與平面的交線為與相交于,如圖,
則,令,則,即有,

當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號,此時(shí),
所以的最大值是2.
故答案為:2
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:作截面的常用三種方法:直接法,截面的定點(diǎn)在幾何體的棱上;平行線法,截面與幾何體的兩個(gè)平行平面相交,或者截面上有一條直線與幾何體的某個(gè)面平行;延長交線得交點(diǎn),截面上的點(diǎn)中至少有兩個(gè)點(diǎn)在幾何體的同一平面上.
三、解答題:共70分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、證明過程或演算步驟.17~21題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答.第22,23題為選考題,考生根據(jù)要求作答.
(一)必考題:共60分.
17. 已知數(shù)列滿足.
(1)求的通項(xiàng)公式;
(2)已知數(shù)列的前20項(xiàng)和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)得到,然后兩式相減得到,最后驗(yàn)證時(shí)是否成立,即可得到;
(2)分奇偶項(xiàng)求和,奇數(shù)項(xiàng)用等差數(shù)列求和公式求和,偶數(shù)項(xiàng)用裂項(xiàng)相消的方法求和,最后相加即可.
【小問1詳解】
當(dāng)時(shí),可得,
當(dāng)時(shí),,
,
上述兩式作差可得,
因?yàn)闈M足,所以的通項(xiàng)公式為.
【小問2詳解】
,
所以,
.
所以數(shù)列的前20項(xiàng)和為.
18. 某學(xué)校食堂中午和晩上都會提供兩種套餐(每人每次只能選擇其中一種),經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn):學(xué)生中午選擇類套餐的概率為,選擇類套餐的概率為;在中午選擇類套餐的前提下,晩上還選擇類套餐的概率為,選擇類套餐的概率為;在中午選擇類套餐的前提下,晩上選擇類套餐的概率為,選擇類套餐的概率為.
(1)若同學(xué)甲晩上選擇類套餐,求同學(xué)甲中午也選擇類套餐的概率;
(2)記某宿舍的4名同學(xué)在晩上選擇類套餐的人數(shù)為,假設(shè)每名同學(xué)選擇何種套餐是相互獨(dú)立的,求的分布列及數(shù)學(xué)期望.
【答案】(1)
(2)分布列答案見解析,數(shù)學(xué)期望:
【解析】
【分析】(1)根據(jù)條件概率和全概率公式計(jì)算即可;
(2)分別求出,1,2,3,4時(shí)的概率,得到分布列,然后求期望即可.
【小問1詳解】
設(shè)事件為同學(xué)甲晩上選擇類套餐,事件為同學(xué)甲中午選擇類套餐,事件為同學(xué)甲中午選擇類套餐,則,
,
所以,即同學(xué)甲晩上選擇類套餐,中午也選擇類套餐的概率為.
【小問2詳解】
晩上選擇類套餐的概率;
晩上選擇類套餐的概率.
所以4名同學(xué)在晩上有個(gè)人選擇類套餐,的所有可能取值為,
則,
所以,,,,,
所以的分布列為
故.
19. 如圖1,在中,,,為的中點(diǎn),為上一點(diǎn),且.現(xiàn)將沿翻折到,如圖2.
(1)證明:.
(2)已知二面角為,在棱上是否存在點(diǎn),使得直線與平面所成角的正弦值為?若存在,確定的位置;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)證明見解析
(2)存在,
【解析】
【分析】(1)翻折前,在中,,翻折后,有,,利用線面垂直的判定和性質(zhì)可證得結(jié)論成立;
(2)由二面角的定義可得,然后以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),、所在直線為、軸,過點(diǎn)且垂直于平面的直線為軸建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè),其中,利用空間向量法可得出關(guān)于的等式,解出的值,即可得出結(jié)論.
【小問1詳解】
證明:翻折前,在中,,翻折后,有,,
又,、平面,所以平面,
因?yàn)槠矫?,所?
【小問2詳解】
解:因?yàn)槎娼菫?,,?br>所以,二面角的平面角為,
以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),、所在直線為、軸,過點(diǎn)且垂直于平面的直線為軸建立如下圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
不妨設(shè),則、、、、.
,,,.
設(shè),,其中,
設(shè)平面的法向量為,
由得,
取,可得,
,解得,合乎題意,
故當(dāng)時(shí),直線與平面所成角的正弦值為.
20. 已知是橢圓的右焦點(diǎn),且在橢圓上,垂直于軸.
(1)求橢圓的方程.
(2)過點(diǎn)的直線交橢圓于(異于點(diǎn))兩點(diǎn),為直線上一點(diǎn).設(shè)直線的斜率分別為,若,證明:點(diǎn)的橫坐標(biāo)為定值.
【答案】(1)
(2)證明見解析
【解析】
【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)以及垂直于軸,可得,再將點(diǎn)的坐標(biāo)代入橢圓方程在結(jié)合橢圓的關(guān)系解出,即可得出橢圓的方程;
(2)設(shè),根據(jù)已知設(shè)出直線的方程為,則設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為,將直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立,根據(jù)韋達(dá)定理得出與,根據(jù)斜率的兩點(diǎn)公式得出,再根據(jù)直線的方程消去式子中的與,再結(jié)合韋達(dá)定理結(jié)果即可得出,再結(jié)合已知與斜率的兩點(diǎn)公式即可解出,即證明.
【小問1詳解】
由垂直于軸,可得.
將點(diǎn)代入,可得,
又,
解得,
所以橢圓的方程為;
【小問2詳解】
證明:由(1)知,,則橢圓的右焦點(diǎn)坐標(biāo)為.
設(shè)直線的方程為,點(diǎn)的坐標(biāo)為.
設(shè),
將直線的方程與橢圓的方程聯(lián)立得:,
恒成立,
由韋達(dá)定理知,,
又,,
所以
.
因?yàn)?,則,
所以,解得,即點(diǎn)的橫坐標(biāo)為定值.
21. 已知函數(shù).
(1)若,求的極值;
(2)若是的兩個(gè)零點(diǎn),且,證明:.
【答案】(1)極小值,無極大值
(2)證明見解析
【解析】
【分析】(1)根據(jù)得到,然后求導(dǎo),得到單調(diào)性,即可求極值;
(2)令,,,根據(jù),為的兩個(gè)零點(diǎn)得到,然后將證明轉(zhuǎn)化為證明,構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo),得到的單調(diào)性,即可得到,即可證明成立.
【小問1詳解】
由題可知,
則當(dāng)時(shí),,則在上單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),,則在上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí),取得極小值,無極大值.
【小問2詳解】
記,,,則,,
作差得,即,
要證明,只需證,即證,
令,則,
所以在上單調(diào)遞增,則,所以成立.
【點(diǎn)睛】導(dǎo)數(shù)中常用的兩種轉(zhuǎn)化方法:
一是利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性,?;癁椴坏仁胶愠闪栴},注意分類討論與數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用;
二是函數(shù)的零點(diǎn),不等式證明常轉(zhuǎn)化為函數(shù)的單調(diào)性、極(最)值問題處理.
(二)選考題:共10分.請考生從第22,23兩題中任選一題作答.如果多做,則按所做的第一個(gè)題目計(jì)分.
選修4—4:坐標(biāo)系與參數(shù)方程
22. 在直角坐標(biāo)系中,曲線的參數(shù)方程為(為參數(shù)),直線過原點(diǎn),且傾斜角為.以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),軸的正半軸為極軸建立極坐標(biāo)系.
(1)求曲線和直線的極坐標(biāo)方程;
(2)已知曲線與直線交于,兩點(diǎn),若,求直線的直角坐標(biāo)方程.
【答案】(1)曲線的極坐標(biāo)方程;直線的極坐標(biāo)方程;
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)題意,先將曲線的參數(shù)方程化為普通方程,然后再化為極坐標(biāo)方程即可;由題意可得直線的極坐標(biāo)方程即可;
(2)將直線的極坐標(biāo)方程代入曲線的極坐標(biāo)方程中,然后根據(jù)條件即可得到,從而得到結(jié)果.
【小問1詳解】
因?yàn)榍€的參數(shù)方程為(為參數(shù)),化簡可得,
即,
根據(jù),得到極坐標(biāo)方程為;
又因?yàn)橹本€過原點(diǎn),且傾斜角為,所以直線的極坐標(biāo)方程為.
【小問2詳解】
將代入可得,
設(shè),兩點(diǎn)的極徑為,則,
則,即,
故,且,則,所以,
則,
故直線的直角坐標(biāo)系方程為
選修4—5:不等式選講
23. 已知函數(shù).
(1)求不等式的解集;
(2)已知函數(shù)的最小值為,且、、都是正數(shù),,證明:.
【答案】(1)
(2)證明見解析
【解析】
【分析】(1)分、兩種情況解不等式,綜合可得出原不等式的解集;
(2)由絕對值三角不等式可得出,由此可得出,將代數(shù)式與相乘,展開后利用基本不等式可證得結(jié)論成立.
【小問1詳解】
解:由可得,
當(dāng)時(shí),則有,解得,此時(shí);
當(dāng)時(shí),則有,解得,此時(shí).
綜上所述,不等式的解集為.
【小問2詳解】
解:由絕對值三角不等式可得,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),即當(dāng)時(shí),等號成立,故,
所以,
又因?yàn)?、、均為正?shù),
所以,

當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),等號成立,故.
0
1
2
3
4

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