考生注意:
1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分.滿分150分,考試時(shí)間120分鐘.
2.答題前,考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項(xiàng)目填寫清楚.
3.考生作答時(shí),請(qǐng)將答案答在答題卡上.選擇題每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑;非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效,在試題卷、草稿紙上作答無效.
第Ⅰ卷(選擇題共58分)
一、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. 在復(fù)平面內(nèi),復(fù)數(shù) 對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于 ( )
A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D(zhuǎn). 第四象限
2. 已知樣本數(shù)據(jù) 均值為3,則樣本數(shù)據(jù) 的均值為 ( )
A. B. 6C. 7D. 12
3. 已知等差數(shù)列的公差為2,若成等比數(shù)列,則 的值為 ( )
A. 1B. 3C. 5D. 7
4. 已知冪函數(shù) 為偶函數(shù),則 ( )
A. 1B. C. 3D.
5. 直線與拋物線交于 兩點(diǎn),則 ( )
A. 6B. 8C. 10D. 12
6. 已知且 ,若函數(shù)在上單調(diào)遞增,則實(shí)數(shù) 的取值范圍為( )
A. B. C. D.
7. 在空間直角坐標(biāo)系中,已知 ,則點(diǎn) 到直線 的距離是( )
A. B. C. D.
8. 如圖,過雙曲線右焦點(diǎn)引圓的切線,切點(diǎn)為,延長(zhǎng)交雙曲線的左支于點(diǎn). 若,則雙曲線的離心率為( )
A B. C. D.
二、選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分. 在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求. 全部選對(duì)的得6分,部分選對(duì)的得部分分,有選錯(cuò)的得0分)
9. 點(diǎn)在圓上,點(diǎn)在圓上,則( )
A. 圓與圓有4條公切線B. 的最大值為
C. 的最小值為D. 最大值為
10. 已知函數(shù),其部分圖象如圖所示,則下列關(guān)于 結(jié)論正確的是( )
A.
B. 在區(qū)間上單調(diào)遞減
C. 的圖象關(guān)于點(diǎn) 對(duì)稱
D. 的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度可以得到函數(shù) 圖象
11. 如圖,在棱長(zhǎng)為2的正方體中,點(diǎn)是線段上的動(dòng)點(diǎn). 則 ( )
A. 與平面相交于點(diǎn)B.
C. 直線與直線所成角的范圍是D. 三棱錐的體積為定值是
第Ⅱ卷(非選擇題共92分)
三、填空題(本題共3小題,每小題5分,共15分. )
12. 假設(shè) ,且與 相互獨(dú)立,則 ________________.
13. 已知橢圓短軸長(zhǎng)為4,焦距為,分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),若點(diǎn)為 上的任意一點(diǎn),的最小值為_____________________.
14. 2024央視春晚魔術(shù)表演的背景是約瑟夫問題,這是一個(gè)經(jīng)典的數(shù)學(xué)問題,用數(shù)學(xué)語言可描述為:將數(shù)字 順時(shí)針排列在圓周上,首先取走數(shù)字2,然后按照順時(shí)針方向,每隔一個(gè)數(shù)字就取走一個(gè)數(shù)字,……直到圓周上只剩下一個(gè)數(shù)字,將這個(gè)數(shù)字記為 . 例如 時(shí),操作可知 ,則 _____________________.
四、解答題(本題共5小題,共77分. 解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟. )
15. 已知集合 .
(1)若 ,求 ;
(2)若“ ”是“ ”充分不必要條件,求實(shí)數(shù) 取值范圍.
16. 已知數(shù)列 的前 項(xiàng)和為 ,若 ,且 .
(1)求數(shù)列 的通項(xiàng)公式;
(2)若 ,求數(shù)列 的前 項(xiàng)和 .
17. 如圖,在幾何體中,底面為邊長(zhǎng)為2的正方形,平面.
(1)證明:平面 ;
(2)求二面角的大小.
18. 已知圓 ,過定點(diǎn) 作與 軸不重合的直線 交曲線 于 兩點(diǎn).
(1)過點(diǎn)作與直線 垂直的直線 交曲線 于、兩點(diǎn),求四邊形 面積的最大值;
(2)設(shè)曲線 與 軸交于 兩點(diǎn),直線 與直線 相交于點(diǎn) ,試討論點(diǎn) 是否在定直線上,若是,求出該直線方程;若不是,說明理由.
19. 歷史上第一個(gè)研究圓錐曲線的是梅納庫(kù)莫斯(公元前375年——325年),大約100年后,阿波羅尼斯更詳盡、系統(tǒng)地研究了圓錐曲線,并且他還進(jìn)一步研究了這些圓錐曲線的光學(xué)性質(zhì):如圖甲,從橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)出發(fā)的光線或聲波,經(jīng)橢圓反射后,反射光線經(jīng)過橢圓的另一個(gè)焦點(diǎn),其中法線表示與橢圓的切線垂直且過相應(yīng)切點(diǎn)的直線.
已知圖乙中,橢圓 的中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)為,由 發(fā)出的光線經(jīng)橢圓兩次反射后回到 經(jīng)過的路程為 .
(1)點(diǎn) 是橢圓 上除頂點(diǎn)外的任意一點(diǎn),橢圓 在點(diǎn) 處的切線為在 上的射影 滿足,利用橢圓的光學(xué)性質(zhì)求橢圓 的方程;
(2)在: (1)的條件下,設(shè)橢圓 上頂點(diǎn)為 ,點(diǎn) 為 軸上不同于橢圓頂點(diǎn)的點(diǎn),且,直線 分別與橢圓 交于點(diǎn) (異于點(diǎn) ),,垂足為 ,求 的最小值.2023——2024學(xué)年高二下學(xué)期第一次學(xué)情檢測(cè)
數(shù)學(xué)試題
考生注意:
1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分.滿分150分,考試時(shí)間120分鐘.
2.答題前,考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項(xiàng)目填寫清楚.
3.考生作答時(shí),請(qǐng)將答案答在答題卡上.選擇題每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑;非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效,在試題卷、草稿紙上作答無效.
第Ⅰ卷(選擇題共58分)
一、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. 在復(fù)平面內(nèi),復(fù)數(shù) 對(duì)應(yīng)點(diǎn)位于 ( )
A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D(zhuǎn). 第四象限
【答案】B
【解析】
【分析】利用復(fù)數(shù)的乘法求出復(fù)數(shù),再確定復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)所在的象限.
【詳解】因?yàn)?,故?duì)應(yīng)點(diǎn)在第二象限.
故選:B
2. 已知樣本數(shù)據(jù) 的均值為3,則樣本數(shù)據(jù) 的均值為 ( )
A. B. 6C. 7D. 12
【答案】C
【解析】
【分析】由平均數(shù)的計(jì)算公式求解即可.
【詳解】因?yàn)闃颖緮?shù)據(jù) 的均值為,
所求樣本數(shù)據(jù)的均值為.
故選:C.
3. 已知等差數(shù)列的公差為2,若成等比數(shù)列,則 的值為 ( )
A. 1B. 3C. 5D. 7
【答案】A
【解析】
【分析】由題意可得,再根據(jù)等差數(shù)列的通項(xiàng)計(jì)算即可.
【詳解】∵成等比數(shù)列,
∴,則,可得.
故選:A.
4. 已知冪函數(shù) 為偶函數(shù),則 ( )
A. 1B. C. 3D.
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)冪函數(shù)的概念和偶函數(shù)的性質(zhì)求參數(shù)的值.
【詳解】因?yàn)闉閮绾瘮?shù),
所以得 或 ,
又因?yàn)?是偶函數(shù),所以 .
故選:D
5. 直線與拋物線交于 兩點(diǎn),則 ( )
A. 6B. 8C. 10D. 12
【答案】B
【解析】
【分析】聯(lián)立直線與拋物線的方程,由韋達(dá)定理可得,又因?yàn)閽佄锞€ 的焦點(diǎn)在直線上,由拋物線的焦半徑公式求解即可.
【詳解】聯(lián)立,消去可得,
設(shè),,
所以,
又因?yàn)閽佄锞€ 的焦點(diǎn)在直線上,
.
故選:B.
6. 已知且 ,若函數(shù)在上單調(diào)遞增,則實(shí)數(shù) 的取值范圍為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】若滿足條件,則每一段上都為增函數(shù),且在分界點(diǎn)處的函數(shù)值前一段的函數(shù)值不大于后一段的函數(shù)值,求解即可.
【詳解】函數(shù)在上單調(diào)遞增,
,,
實(shí)數(shù)的取值范圍為,
故選:D.
7. 在空間直角坐標(biāo)系中,已知 ,則點(diǎn) 到直線 的距離是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用空間向量法求出點(diǎn)到直線距離即可.
【詳解】,,
.
故選:A.
8. 如圖,過雙曲線的右焦點(diǎn)引圓的切線,切點(diǎn)為,延長(zhǎng)交雙曲線的左支于點(diǎn). 若,則雙曲線的離心率為( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)題意求出的長(zhǎng),再利用雙曲線定義和余弦定理求解即可.
【詳解】取雙曲線左焦點(diǎn)為,連接,
由與圓相切于點(diǎn)得,,
令雙曲線的焦距為,則,
由得,
由雙曲線的定義得,,
在中,;
在中,由余弦定理得,整理得,即,所以,
所以雙曲線的離心率為.
故選:B.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解雙曲線的離心率的方法如下:
(1)定義法:通過已知條件列出方程組,求得的值,根據(jù)離心率的定義求解離心率的值;
(2)齊次式法:由已知條件得出關(guān)于的齊次方程,然后轉(zhuǎn)化為關(guān)于的方程求解;
(3)特殊值法:通過取特殊位置或特殊值,求得離心率.
二、選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分. 在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求. 全部選對(duì)的得6分,部分選對(duì)的得部分分,有選錯(cuò)的得0分)
9. 點(diǎn)在圓上,點(diǎn)在圓上,則( )
A. 圓與圓有4條公切線B. 的最大值為
C. 的最小值為D. 最大值為
【答案】ACD
【解析】
【分析】根據(jù)題意,由兩圓的位置關(guān)系即可判斷ABC,當(dāng)與圓相切時(shí)最大,即可判斷D
【詳解】
因?yàn)閳A心,半徑,
圓,即圓心,半徑,
則,所以兩圓外離,所以兩圓有四條公切線,正確;
,,故錯(cuò)誤,C正確:
當(dāng)與圓相切時(shí)最大,且,,
則,所以最大值為,故正確.
故選:ACD
10. 已知函數(shù),其部分圖象如圖所示,則下列關(guān)于 的結(jié)論正確的是( )
A.
B. 在區(qū)間上單調(diào)遞減
C. 的圖象關(guān)于點(diǎn) 對(duì)稱
D. 的圖象向右平移個(gè)單位長(zhǎng)度可以得到函數(shù) 圖象
【答案】AC
【解析】
【分析】根據(jù)已知條件求得的解析式,再結(jié)合三角函數(shù)的單調(diào)性、對(duì)稱性、三角函數(shù)圖象變換等知識(shí)確定結(jié)論錯(cuò)誤的選項(xiàng).
【詳解】由圖可知,, ,
將點(diǎn) 代入,
由于,所以,
所以,故 A正確:
,所以在區(qū)間上不單調(diào),故B錯(cuò)誤:
得的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱,故C正確:
,故D錯(cuò)誤.
故選:AC.
11. 如圖,在棱長(zhǎng)為2的正方體中,點(diǎn)是線段上的動(dòng)點(diǎn). 則 ( )
A. 與平面相交于點(diǎn)B.
C. 直線與直線所成角的范圍是D. 三棱錐的體積為定值是
【答案】BCD
【解析】
【分析】對(duì)于選項(xiàng)A,由平面即可判斷;對(duì)于選項(xiàng)B,由平面即可判斷;對(duì)于選項(xiàng)C,過點(diǎn)作,則 ,直線與直線所成角為,由,即可判斷選項(xiàng);對(duì)于選項(xiàng)D,平面,由即可得到結(jié)果.
【詳解】對(duì)于選項(xiàng)A,因?yàn)槠矫?,故錯(cuò)誤;
對(duì)于選項(xiàng)B,因?yàn)?且平面,
所以平面,又因?yàn)槠矫?,,故正確;
對(duì)于選項(xiàng)C,當(dāng)點(diǎn)與重合時(shí),直線與直線所成角為;
當(dāng)點(diǎn)與不重合時(shí),過點(diǎn)作交于點(diǎn)G,則 ,
所以直線與直線所成角為,
在中 ,
當(dāng)點(diǎn)從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到時(shí),越來越大,
故 ;
綜上:直線與直線所成角的范圍是,故C正確;
對(duì)于選項(xiàng)D,因?yàn)椋矫?,平面,所以平面?br>所以 ,故正確.
故選:BCD.
第Ⅱ卷(非選擇題共92分)
三、填空題(本題共3小題,每小題5分,共15分. )
12. 假設(shè) ,且與 相互獨(dú)立,則 ________________.
【答案】
【解析】
【分析】根據(jù)條件,利用和事件及相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率公式即可求出結(jié)果.
【詳解】因?yàn)?,且與 相互獨(dú)立,
所以,
故答案為:.
13. 已知橢圓短軸長(zhǎng)為4,焦距為,分別是橢圓的左、右焦點(diǎn),若點(diǎn)為 上的任意一點(diǎn),的最小值為_____________________.
【答案】
【解析】
【分析】根據(jù)橢圓定義,,則,利用基本不等式求解即可.
【詳解】,

當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,
的最小值為,
故答案為:.
14. 2024央視春晚魔術(shù)表演的背景是約瑟夫問題,這是一個(gè)經(jīng)典的數(shù)學(xué)問題,用數(shù)學(xué)語言可描述為:將數(shù)字 順時(shí)針排列在圓周上,首先取走數(shù)字2,然后按照順時(shí)針方向,每隔一個(gè)數(shù)字就取走一個(gè)數(shù)字,……直到圓周上只剩下一個(gè)數(shù)字,將這個(gè)數(shù)字記為 . 例如 時(shí),操作可知 ,則 _____________________.
【答案】65
【解析】
【分析】探索,,,,的關(guān)系,確定的值.
【詳解】由題意,圓周上順時(shí)針排列時(shí),可得,就是這個(gè)數(shù)中的第個(gè);
當(dāng)圓周上順時(shí)針排列時(shí),第一輪操作將劃去所有偶數(shù),留下共個(gè)數(shù),它們的第個(gè)數(shù)是,所以,是這個(gè)數(shù)中的第個(gè);
當(dāng)圓周上順時(shí)針排列時(shí),第一輪操作將劃去所有偶數(shù),留下共個(gè)數(shù),它們的第個(gè)數(shù)是,所以,是這個(gè)數(shù)中的第個(gè);
當(dāng)圓周上順時(shí)針排列時(shí),第一輪操作將劃去所有偶數(shù),留下共個(gè)數(shù),它們的第個(gè)數(shù)是,所以,是這個(gè)數(shù)中的第個(gè);
當(dāng)圓周上順時(shí)針排列時(shí),第一輪操作將劃去所有偶數(shù),留下共個(gè)數(shù),它們的第個(gè)數(shù)是,所以.
故答案為:
四、解答題(本題共5小題,共77分. 解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟. )
15. 已知集合 .
(1)若 ,求 ;
(2)若“ ”是“ ”充分不必要條件,求實(shí)數(shù) 的取值范圍.
【答案】(1)或
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)集合的交集,補(bǔ)集運(yùn)算即可求解;
(2)將充分不必要條件轉(zhuǎn)化為真子集關(guān)系,即可列不等式組求解.
【小問1詳解】
當(dāng)時(shí),,
所以,所以或
【小問2詳解】
因?yàn)椤?”是“ ”充分不必要條件,
所以?
時(shí),,所以;
時(shí), ,所以 ,
綜上,取值范圍是
16. 已知數(shù)列 的前 項(xiàng)和為 ,若 ,且 .
(1)求數(shù)列 的通項(xiàng)公式;
(2)若 ,求數(shù)列 的前 項(xiàng)和 .
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由與的關(guān)系求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)利用“錯(cuò)位相減法”求數(shù)列前項(xiàng)的和.
【小問1詳解】
當(dāng)時(shí),.
當(dāng)時(shí),,用代替,可得:
兩式相減得:,
又,
所以 是以3為首項(xiàng)3為公比的等比數(shù)列,所以 .
【小問2詳解】

所以:

兩式相減得:,
所以: .
17. 如圖,在幾何體中,底面為邊長(zhǎng)為2的正方形,平面.
(1)證明:平面 ;
(2)求二面角的大小.
【答案】(1)證明見解析
(2)
【解析】
【分析】(1)由線面垂直的判定定理和性質(zhì)定理證明即可;
(2)以為原點(diǎn),所在直線分別為軸建立空間直角坐標(biāo)系,分別求出平面和平面的法向量,由二面角的向量公式求解即可.
【小問1詳解】
正方形,,
又平面,,
又,平面,平面
【小問2詳解】
以為原點(diǎn),所在直線分別為軸建立空間直角坐標(biāo)系
所以,
,設(shè) 為平面的一個(gè)法向量,
則,即,令,則,
所以
設(shè) 為平面的一個(gè)法向量,
,
則,即,令,則,
平面法向量為,
計(jì)算得,所以二面角 的大小為.
18. 已知圓 ,過定點(diǎn) 作與 軸不重合的直線 交曲線 于 兩點(diǎn).
(1)過點(diǎn)作與直線 垂直的直線 交曲線 于、兩點(diǎn),求四邊形 面積的最大值;
(2)設(shè)曲線 與 軸交于 兩點(diǎn),直線 與直線 相交于點(diǎn) ,試討論點(diǎn) 是否在定直線上,若是,求出該直線方程;若不是,說明理由.
【答案】(1)
(2)點(diǎn) 在定直線上,定直線為
【解析】
【分析】(1)方法一:設(shè)點(diǎn)到直線 距離分別為 ,結(jié)合弦長(zhǎng)公式與基本不等式代入計(jì)算,即可得到結(jié)果;方法二:設(shè)直線,分別表示出,分與討論,然后結(jié)合四邊形的面積公式計(jì)算,即可得到結(jié)果;
(2)根據(jù)題意,聯(lián)立直線與圓的方程,結(jié)合韋達(dá)定理代入計(jì)算,即可證明.
【小問1詳解】
法一:令點(diǎn)到直線 距離分別為 ,則 ,
,
,
當(dāng)且僅 時(shí)取到最大值7,
法二:令,則 ,
當(dāng)時(shí),,

當(dāng)且僅當(dāng) 時(shí) 取到最大值7,
當(dāng)時(shí),
綜上,當(dāng) 時(shí) 取到最大值7,
【小問2詳解】
不妨記 ,令 ,
,
恒成立,,
,
,
,所以點(diǎn)恒在定直線 上.
19. 歷史上第一個(gè)研究圓錐曲線的是梅納庫(kù)莫斯(公元前375年——325年),大約100年后,阿波羅尼斯更詳盡、系統(tǒng)地研究了圓錐曲線,并且他還進(jìn)一步研究了這些圓錐曲線的光學(xué)性質(zhì):如圖甲,從橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)出發(fā)的光線或聲波,經(jīng)橢圓反射后,反射光線經(jīng)過橢圓的另一個(gè)焦點(diǎn),其中法線表示與橢圓的切線垂直且過相應(yīng)切點(diǎn)的直線.
已知圖乙中,橢圓 中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)為,由 發(fā)出的光線經(jīng)橢圓兩次反射后回到 經(jīng)過的路程為 .
(1)點(diǎn) 是橢圓 上除頂點(diǎn)外的任意一點(diǎn),橢圓 在點(diǎn) 處的切線為在 上的射影 滿足,利用橢圓的光學(xué)性質(zhì)求橢圓 的方程;
(2)在: (1)的條件下,設(shè)橢圓 上頂點(diǎn)為 ,點(diǎn) 為 軸上不同于橢圓頂點(diǎn)的點(diǎn),且,直線 分別與橢圓 交于點(diǎn) (異于點(diǎn) ),,垂足為 ,求 的最小值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)題意,延長(zhǎng),交于點(diǎn),利用,求出,進(jìn)而得到橢圓方程.
(2)設(shè)直線,聯(lián)立直線與 ,結(jié)合題干,得到點(diǎn)軌跡,求得的最小值.
【小問1詳解】
由題知 ,
延長(zhǎng),交于點(diǎn),
在中,,
則且為中點(diǎn),
在中,,則,
,即橢圓方程為.
【小問2詳解】
由對(duì)稱性可知直線 的斜率不為0,所以可設(shè)直線,
聯(lián)立直線與 ,
則,①
,②
所以 ,令 ,得點(diǎn)橫坐標(biāo) ,
同理可得點(diǎn) 橫坐標(biāo) ,
故,
將 代入上式整理得:,
將②代入得 ,
若 ,則直線 ,恒過 不合題意;
若 ,則,恒過 ,
因?yàn)橹本€ 恒過 ,且與 始終有兩個(gè)交點(diǎn),
又,垂足為 ,
所以點(diǎn) 軌跡是以 為直徑的半圓(不含點(diǎn) ,在直線 下方部分),
圓心 ,半徑為1,所以,當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn) 在線段 上時(shí),
所以的最小值為.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題第二問,設(shè)直線,聯(lián)立直線與 ,結(jié)合題干,得到點(diǎn)軌跡,求得的最小值.

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