
(總分:150分,時(shí)間:120分鐘 )
第Ⅰ卷(共60分)
一、選擇題(本題共12道小題,每小題5分,共60分)
1. 滿足且的集合的個(gè)數(shù)為( )
A. 1B. 2C. 3D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)交集的結(jié)果,以及子集的關(guān)系,確定集合中的元素,即可求解集合的個(gè)數(shù).
【詳解】由可得:,,.又因?yàn)椋?br>所以或.
故選:B
2. 在中,“是鈍角”是“”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】先將等價(jià)變形,兩邊平方后得,且三點(diǎn)不共線,即可做出判斷.
【詳解】“”等價(jià)于“”,
所以,
從而,
在中,顯然三點(diǎn)不共線,即兩個(gè)向量不能方向相反,則是鈍角,則必要性成立,
若是鈍角,則,則,則充分性成立,
則“是鈍角”是“”的充要條件.
故選:C.
3. 如圖是某賽季甲、乙兩名籃球運(yùn)動(dòng)員5場比賽得分的莖葉圖,已知甲的成績的極差為31,乙的成績的平均值為24,則下列結(jié)論錯(cuò)誤的是( )
A. B.
C. 乙的成績的中位數(shù)為D. 乙的成績的方差小于甲的成績的方差
【答案】C
【解析】
【分析】結(jié)合莖葉圖的數(shù)據(jù)分布特點(diǎn),以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的極差、平均數(shù)、中位數(shù)、方差,依次分析選項(xiàng),即可得答案.
【詳解】解:根據(jù)題意,依次分析選項(xiàng):
對(duì)于A,甲得分的極差為31,,解得:,A正確;
對(duì)于B,乙的平均數(shù)為,解得,B正確;
對(duì)于C,乙的數(shù)據(jù)為:12、25、26、26、31,其中位數(shù)是26,C錯(cuò)誤;
對(duì)于D,甲的平均數(shù),與乙的平均數(shù)相同,但根據(jù)莖葉圖可得乙得分比較集中,則乙得分的方差小于甲得分的方差,D正確;
故選:C.
4. 用數(shù)學(xué)歸納法證明:()的過程中,從到時(shí),比共增加了( )
A. 1項(xiàng)B. 項(xiàng)C. 項(xiàng)D. 項(xiàng)
【答案】D
【解析】
【分析】分別計(jì)算出和的項(xiàng)數(shù),進(jìn)而作差即得結(jié)論.
【詳解】因?yàn)椋?br>所以,共項(xiàng),
則共項(xiàng),
所以比共增加了項(xiàng),
故選:D
5. 已知函數(shù),則下列說法正確是( )
A. 的圖象關(guān)于直線對(duì)稱B. 的周期為
C. 是的一個(gè)對(duì)稱中心D. 在區(qū)間上單調(diào)遞增
【答案】B
【解析】
【分析】利用二倍角公式化簡可得,根據(jù)函數(shù)圖象逐項(xiàng)進(jìn)行判斷即可得到答案.
【詳解】由函數(shù),
由此可作出的函數(shù)圖象,如圖所示,
對(duì)于A中,由,
所以關(guān)于直線不對(duì)稱,所以A錯(cuò)誤;
對(duì)于B中,由,所以B正確;
對(duì)于C中,由函數(shù)圖象可知,不存在對(duì)稱中心,所以C錯(cuò)誤;
對(duì)于D中,因?yàn)椋?,?br>所以函數(shù)在上不是單調(diào)遞增函數(shù),所以D錯(cuò)誤.
故選:B.
6. 物理學(xué)家本·福特提出的定律:在b進(jìn)制的大量隨機(jī)數(shù)據(jù)中,以n開頭的數(shù)出現(xiàn)的概率為.應(yīng)用此定律可以檢測某些經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、選舉數(shù)據(jù)是否存在造假或錯(cuò)誤.若,則k的值為( )
A. 7B. 8C. 9D. 10
【答案】C
【解析】
【分析】結(jié)合條件及對(duì)數(shù)的運(yùn)算法則計(jì)算即可.
【詳解】,
而,故.
故選:C.
7. 已知函數(shù)的圖象在兩個(gè)不同點(diǎn)處的切線相互平行,則的取值可以為( )
A. B. 1C. 2D.
【答案】D
【解析】
【分析】求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),依題意可得,再由、、,即可得到,最后由基本不等式求出的范圍,即可判斷.
【詳解】由,則,
則,,
依題意可得且、、,
所以,
所以,
經(jīng)驗(yàn)證,當(dāng)、分別取、時(shí)滿足題意.
故選:D
8. 佩香囊是端午節(jié)傳統(tǒng)習(xí)俗之一,香囊內(nèi)通常填充一些中草藥,有清香、驅(qū)蟲、開竅的功效.因地方習(xí)俗的差異,香囊常用絲布做成各種不同的形狀,形形色色,玲瓏奪目.圖1的由六個(gè)正三角形構(gòu)成,將它沿虛線折起來,可得圖2所示的六面體形狀的香囊,那么在圖2這個(gè)六面體中,棱AB與CD所在直線的位置關(guān)系為( )
A. 平行B. 相交C. 異面且垂直D. 異面且不垂直
【答案】B
【解析】
【分析】可將平面展開圖還原為直觀圖,可得兩個(gè)三棱錐拼接的六面體,它們共一個(gè)底面,即可判斷,的位置關(guān)系.
【詳解】將平面展開圖還原為直觀圖,可得兩個(gè)三棱錐拼接的六面體,它們共一個(gè)底面,
且兩點(diǎn)重合,所以與相交,
故選:B
【點(diǎn)睛】本題考查平面展開圖與其直觀圖的關(guān)系,考查空間想象能力,屬于基礎(chǔ)題.
9. 甲、乙兩艘輪船都要在某個(gè)泊位???小時(shí),假定它們?cè)谝粫円沟臅r(shí)間段中隨機(jī)地到達(dá),則這兩艘船中至少有一艘在??坎次粫r(shí)必須等待的概率為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】設(shè)出甲、乙到達(dá)的時(shí)刻,列出所有基本事件的約束條件同時(shí)列出這兩艘船中至少有一艘在停靠泊位時(shí)必須等待約束條件,利用線性規(guī)劃作出平面區(qū)域,利用幾何概型概率公式求出概率.
【詳解】設(shè)甲船到達(dá)泊位的時(shí)間為,乙船到達(dá)泊位的時(shí)間為,則,
這兩艘船中至少有一艘在??坎次粫r(shí)必須等待,則,
畫出不等式組表示的平面區(qū)域,如圖中的陰影部分,
,
則這兩艘船中至少有一艘在??坎次粫r(shí)必須等待的概率為.
故選:C
10. 在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn),向量,且.若點(diǎn)的軌跡與雙曲線的漸近線相交于兩點(diǎn)和(點(diǎn)在軸上方),雙曲線右焦點(diǎn)為,則( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根據(jù)向量的坐標(biāo)運(yùn)算求得點(diǎn)C的坐標(biāo),消參得其軌跡方程,然后與雙曲線的漸近線方程聯(lián)立求得點(diǎn)P和Q的縱坐標(biāo),從而把面積比轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)絕對(duì)值比即可求解.
【詳解】由于向量,點(diǎn),所以,
因?yàn)椋渣c(diǎn),則點(diǎn)的軌跡為,
與雙曲線其中一條漸行線,聯(lián)立,得,
聯(lián)立,得,
因此.
故選:D
11. 如圖,射線與圓,當(dāng)射線從開始在平面上按逆時(shí)針方向繞著原點(diǎn)勻速旋轉(zhuǎn)(,分別為和上的點(diǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)角度不超過)時(shí),它被圓截得的線段長度為,其導(dǎo)函數(shù)的解析式為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】連接,設(shè)的中點(diǎn)為D,連接,確定,表示出,即可求得弦長的表達(dá)式,利用求導(dǎo)公式,即可得答案.
【詳解】由圓可得,
連接,設(shè)的中點(diǎn)為D,連接,則,
由,可得,
故,
則
,
即,
故選:C
12. 若存在滿足,且使得等式成立,其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù),則實(shí)數(shù)的取值范圍是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】畫出不等式組表示的平面區(qū)域,結(jié)合可行域可知當(dāng)時(shí),不成立,所以可以把化為,設(shè),根據(jù)可行域求出的取值范圍;構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的最小值,建立不等式求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【詳解】
畫出不等式組表示的平面區(qū)域,
如圖所示,,,,
可知當(dāng)時(shí),原式不成立,
所以可轉(zhuǎn)化為,
設(shè),根據(jù)可行域可知,,
設(shè),(),
則,,
因?yàn)?,所以恒成立?br>則單調(diào)遞增,且,
所以當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增,
又,,,
所以,
所以,解得,
故選:B.
第Ⅱ卷(共90分)
二、填空題(本題共4道小題,每小題5分,共20分)
13. 若復(fù)數(shù)(為虛數(shù)單位),則________________.
【答案】
【解析】
【分析】根據(jù)復(fù)數(shù)的性質(zhì)計(jì)算即可.
【詳解】因?yàn)?,所?
故答案為:.
14. 已知a是1,2的等差中項(xiàng), b是 1, 16的等比中項(xiàng), 則ab等于_________ ;
【答案】
【解析】
【分析】根據(jù)等差和等比中項(xiàng)的定義求,即可求解.
【詳解】因?yàn)槭堑炔钪许?xiàng),所以,
因?yàn)槭牵牡缺戎许?xiàng),所以,
,所以.
故答案為:.
15. 已知函數(shù)的定義域?yàn)?,?duì)于任意實(shí)數(shù)均滿足,若,,則________________.
【答案】
【解析】
【分析】通過賦值得到的值,之后猜想的表達(dá)式,利用數(shù)學(xué)歸納法證明,之后代入表達(dá)式即可求得答案.
【詳解】令即可求出,
令即可求出,
,,
結(jié)合,,,,可猜想.
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明:
當(dāng)時(shí),由上述知成立.
假設(shè)當(dāng)時(shí)有,
則當(dāng)時(shí),不妨設(shè),
.
所以成立,所以.
故答案為:.
16. 某單位使用的圓臺(tái)形紙杯如圖所示,其內(nèi)部上口直徑?下口直徑?母線的長度依次等于,將紙杯盛滿水后再將水緩慢倒出,當(dāng)水面恰好到達(dá)杯底(到達(dá)底面圓“最高處”)的瞬間的水面邊緣曲線的離心率等于__________.
【答案】
【解析】
【分析】用平面截對(duì)接圓錐所得截面邊緣曲線是圓錐曲線,本題水面到達(dá)杯底的瞬間,水面邊緣曲線是橢圓,作紙杯(圓臺(tái))的與水面垂直的軸截面,則是橢圓的長軸,是橢圓的短軸,是圓臺(tái)的軸線,作于,記與的交點(diǎn)為的中點(diǎn)為,由實(shí)際情形知,點(diǎn)在圓臺(tái)的過軸線的中點(diǎn)且與軸線垂直的截面圓上,由垂徑定理知垂直平分,再求橢圓的離心率即可.
【詳解】由教材章頭圖知識(shí)知道,用平面截對(duì)接圓錐所得截面邊緣曲線是圓錐曲線.對(duì)于本題,如圖,水面到達(dá)杯底(底面圓“最高處”)的瞬間,水面邊緣曲線是橢圓,作紙杯(圓臺(tái))的與水面垂直的軸截面,則是橢圓的長軸,是橢圓的短軸.是圓臺(tái)的軸線,作于,則
,
,
記與的交點(diǎn)為的中點(diǎn)為,則,
,
,
,
由實(shí)際情形知,點(diǎn)在圓臺(tái)的過軸線的中點(diǎn)且與軸線垂直的截面圓上,.由垂徑定理知垂直平分,
,
記橢圓的離心率為,長半軸長?短半軸長?半焦距為,
則.
故答案為:.
三、解答題(本題共6道小題,共70分)
17. 如圖,在四邊形中,已知點(diǎn)C關(guān)于直線BD的對(duì)稱點(diǎn)在直線AD上,,.
(1)求的值;
(2)設(shè)AC=3,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)對(duì)稱的性質(zhì)和已知條件可得‖,則,,再利用正弦定理可求得結(jié)果;
(2)在中利用正弦定理可求出,再在中利用余弦定理可求得結(jié)果.
【小問1詳解】
因?yàn)镃點(diǎn)關(guān)于直線BD的對(duì)稱點(diǎn)在直線AD上,
所以DB平分,所以,
因?yàn)?,所以,BC=CD,
所以‖,
所以,
因?yàn)?,?br>所以,
所以.
【小問2詳解】
因?yàn)樵谥?,由正弦定理?
所以,,
所以,所以,
在中,由余弦定理得,
.
18. 某植物園種植一種觀賞花卉,這種觀賞花卉的高度(單位:cm)介于之間,現(xiàn)對(duì)植物園部分該種觀賞花卉的高度進(jìn)行測量,所得數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下圖所示.
(1)求的值;
(2)若從高度在和中分層抽樣抽取5株,在這5株中隨機(jī)抽取3株,記高度在內(nèi)的株數(shù)為,求 的分布列及數(shù)學(xué)期望;
(3)以頻率估計(jì)概率,若在所有花卉中隨機(jī)抽取3株,求至少有2株高度在的條件下,至多 1株高度低于的概率.
【答案】(1);
(2)分布列見解析,;
(3)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)頻率和為1,即可求解;
(2)首先確定高度在和的株數(shù),再按照超幾何分布,即可求解;
(3)根據(jù)獨(dú)立重復(fù)概率公式,以及條件概率公式,即可求解.
【小問1詳解】
依題意可得,解得;
【小問2詳解】
由(1)可得高度在和的頻率分別為和,所以分層抽取的5株中,高度在和的株數(shù)分別為2和3,所以可取0,1,2.
所以,,
所以的分布列為:
所以
【小問3詳解】
從所有花卉中隨機(jī)抽取株,記至少有株高度在為事件,至多株高度低于為事件,
則,,
所以.
19. 已知函數(shù).
(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;
(2)設(shè),且是的極值點(diǎn),證明:.
【答案】(1)答案見解析.
(2)證明見解析.
【解析】
【分析】(1)求導(dǎo)分析的符號(hào),討論的單調(diào)性,即可求解.
(2)先對(duì)求導(dǎo),結(jié)合導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性及極值的關(guān)系,得到,再結(jié)合要證不等式構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)并結(jié)合單調(diào)性與最值即可證明.
【小問1詳解】
函數(shù)的定義域?yàn)?,求?dǎo)得,
當(dāng)時(shí),恒成立,在上單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),由,得,由,得,
即函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
【小問2詳解】
函數(shù)的定義域?yàn)椋?br>求導(dǎo)得,
由是的極值點(diǎn),得,即,
,
而,則當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,
所以當(dāng)時(shí),取得極小值.
設(shè),求導(dǎo)得,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
則函數(shù)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
因此,所以.
20. 已知平面與平面是空間中距離為1的兩平行平面,,,且,和的夾角為.
(1)證明:四面體的體積為定值;
(2)已知,且,,,,均在半徑為的球面上.當(dāng),與平面的夾角均為時(shí),求.
【答案】(1)證明見解析;(2).
【解析】
【分析】(1)四面體補(bǔ)成一個(gè)斜三棱柱,這個(gè)斜三棱柱的體積為定值,則四面體的體積為定值.
(2)首先判斷球心的位置,然后判斷出點(diǎn)的軌跡,然后求得的值,進(jìn)而求得的值.
【詳解】(1)如圖,平移線段使得與重合,并將四面體補(bǔ)成一個(gè)斜三棱柱.
則該斜棱柱的底面積,高,所以該斜棱柱的體積為定值.
此斜棱柱恰好可以分為兩兩底面積相同,高相同的三個(gè)三棱錐.
于是這三個(gè)三棱錐的體積都相等,都是斜棱柱的.
所以四面體的體積為,是定值.
(2)設(shè)球心是,并設(shè)與平面,平面的距離分別是,.
由可知,在,的中垂面和,的中垂面的交線上.
設(shè)的中點(diǎn)是,的中點(diǎn)是.則由勾股定理得.
注意到,所以,,共線,且平面.
因?yàn)?,且,與平面的夾角均為,所以.
而,,,,均在球上,所以在以為圓心,為直徑的圓上.
所以.
于是,,所以.
21. 已知橢圓的離心率為,以橢圓的頂點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形面積為.
(1)求橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)我們稱圓心在橢圓上運(yùn)動(dòng)且半徑為的圓是橢圓的“環(huán)繞圓”.過原點(diǎn)作橢圓的“環(huán)繞圓”的兩條切線,分別交橢圓于兩點(diǎn),若直線的斜率存在,并記為,求的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根據(jù)條件可得即可得橢圓方程;
(2)先設(shè)切線的方程為,切線的方程為,由題意得環(huán)繞圓方程,由直線與圓相切及同解方程可得是方程的兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,結(jié)合圓心在橢圓上得,由的范圍可得最終答案.
【小問1詳解】
由題意,得且,又,
解得,
所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
【小問2詳解】
設(shè)切線的方程為,切線的方程為,“環(huán)繞圓”的圓心D為.
由“環(huán)繞圓”的定義,可得“環(huán)繞圓”的半徑為1,所以“環(huán)繞圓”的標(biāo)準(zhǔn)方程為.
因?yàn)橹本€與“環(huán)繞圓”相切,則由點(diǎn)到直線的距離公式可得:,
化簡得.
同理可得.
所以是方程的兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,
所以.
又因?yàn)椤碍h(huán)繞圓”的圓心在橢圓上,所以代入橢圓方程中,
可得,解得.
所以.
又因?yàn)榍?,所以?
所以或,所以或,
所以或.
所以的取值范圍是.
選考題:共10分.請(qǐng)考生在第22、23題中任選一題作答.如果多做,則按所做的第一題計(jì)分.
[選修4-4:坐標(biāo)系與參數(shù)方程](10分)
22. 選修4-4:坐標(biāo)系與參數(shù)方程
在平面直角坐標(biāo)系中,直線的參數(shù)方程為(t為參數(shù)) ,以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn),軸正半軸為極軸,建立極坐標(biāo)系,曲線的極坐標(biāo)方程為.
(1)寫出直線的普通方程和曲線的參數(shù)方程;
(2)若將曲線上各點(diǎn)的橫坐標(biāo)縮短為原來的倍,縱坐標(biāo)縮短為原來的倍,得到曲線,設(shè)點(diǎn)是曲線上任意一點(diǎn),求點(diǎn)到直線距離的最小值.
【答案】(1)直線的普通方程為,曲線的參數(shù)方程為(為參數(shù));
(2)
【解析】
【分析】(1)消去參數(shù)t可得直線的普通方程,極坐標(biāo)方程先根據(jù)公式化為直角坐標(biāo)方程,再化為參數(shù)方程即可.
(2)利用參數(shù)方程,然后結(jié)合點(diǎn)到直線距離公式和三角函數(shù)的性質(zhì)確定點(diǎn)到直線的距離的最小值即可.
小問1詳解】
因?yàn)橹本€的參數(shù)方程為(t為參數(shù)) ,曲線的極坐標(biāo)方程為,
消去參數(shù),直線的普通方程為,
曲線的普通方程為:,所以的參數(shù)方程為(為參數(shù)).
【小問2詳解】
由(1)有:的參數(shù)方程為(為參數(shù)),
由題意知,曲線的參數(shù)方程為(為參數(shù)),
所以可設(shè)點(diǎn),又直線的普通方程為,
故點(diǎn)到直線的距離為:,
所以當(dāng)時(shí),,即點(diǎn)到直線的距離的最小值為.
[選修4-5:不等式選講](10分)
23. 已知函數(shù).
解不等式;
若a、,,,證明:.
【答案】(1).(2)見解析.
【解析】
【詳解】試題分析:(1)用分段討論法解絕對(duì)值不等式.(2)由綜合法證明不等式,注意因式分解的應(yīng)用 .
試題解析:(1)由得:,
當(dāng)時(shí),,解得;
當(dāng)時(shí),,解得;
當(dāng)時(shí),,解得;
綜上,不等式的解集為.
(2)證明:,
因?yàn)?,,即,?br>所以 ,
所以,即,所以原不等式成立.
【點(diǎn)睛】
解絕對(duì)值不等式常用方法一是數(shù)形結(jié)合,二是分段討論,也就是找到每個(gè)絕對(duì)值的零點(diǎn)再分段討論.
這是一份四川省成都市石室中學(xué)2024屆高三下學(xué)期三診模擬考試?yán)砜茢?shù)學(xué)試卷,文件包含理科試卷pdf、理科答案2pdf、高2024屆三診模擬理數(shù)答題卡pdf等3份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共17頁, 歡迎下載使用。
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