四川省成都嘉祥外国语学校2024届高三零诊模拟考试数学(文科)试题(含解析)
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
2.已知,则复数( )
A. B.
C. D.
3.已知,,,则( )
A. B.
C. D.
4.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为( )
A. B.
C. D.
5.某高山地区的大气压强p(Pa)与海拔高度h(m)近似满足函数关系,其中,是海平面大气压强,已知在该地区甲、乙两处测得的大气压强分别为,,且,那么甲、乙两处的海拔高度之差约为( )
(参考数据:)
A.4900m B.5500m C.6200m D.7400m
6.若函数的图象与x轴有三个交点,则实数a的取值范围为( )
A. B. C.或 D.
7.已知抛物线,直线与抛物线交于、两点,线段的中点为,则的方程为( )
A. B.
C. D.
8.执行如图所示的程序框图,如果输入的,则输出的( )
A.6 B.7 C.8 D.9
9.已知函数满足:对任意,.当时,,则( )
A. B. C. D.
10.已知三棱锥的体积为,其外接球的体积为,若,,则线段SA的长度的最小值为( )
A.8 B. C.6 D.
11.已知双曲线(,)的左、右焦点分别为,,过的直线与C的左、右两支分别于点M,N,且满足,是等边三角形,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
12.如图,在四棱柱中,底面为正方形,底面,,、分别是棱、上的动点,且,则下列结论中正确的是( )
A.直线与直线可能异面
B.三棱锥的体积保持不变
C.直线与直线所成角的大小与点的位置有关
D.直线与直线所成角的最大值为
二、填空题
13.2022年北京冬奥会自由式单板滑雪障碍追逐赛(),是每组4名选手在由各种地形障碍构成的赛道上竞速的比赛,由通过终点线的顺序决定排名,每组的前两名将晋级下一轮比赛.假设一组运动员技术水平相同,则运动员,同时晋级的概率为 .
14.函数的单调递减区间为 .
15.若数据,,,,,,,,4,6的方差为5,则数据,,,,,,,,3,7的方差为 .
16.已知函数(),若在上有零点,则实数的取值范围为 .
三、解答题
17.为迎接2022年北京冬季奥运会,普及冬奥知识,某校开展了“冰雪答题王”冬奥知识竞赛活动.现从参加冬奥知识竞赛活动的学生中随机抽取100名学生,将他们的竞赛成绩(满分为100分)分为6组:,,,,,,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)估计这100名学生的平均成绩(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表),并估计这100名学生成绩的中位数(精确到0.01);
(2)在抽取的100名学生中,规定:竞赛成绩不低于80分为“优秀”,竞赛成绩低于80分为“非优秀”.
①请将下面的列联表补充完整,并判断是否有99%的把握认为“竞赛成绩是否优秀与性别有关”?
②求出等高条形图需要的数据,并画出等高条形图(按图中“优秀”和“非优秀”所对应阴影线画),利用条形图判断竞赛成绩优秀与性别是否有关系?
列联表
优秀
非优秀
合计
男生
10
女生
50
合计
100
参考公式及数据:,,
0.10
0.05
0.025
0.010
0.005
0.001
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
10.828
18.已知函数.
(1)讨论函数的单调性;
(2)求函数在区间的最大值.
19.如图所示在直三棱柱中,,是边长为4的等边三角形,D、E、F分别为棱、、的中点,点P在棱BC上,且.
(1)证明:∥平面DCE;
(2)求点D到平面CEF的距离.
20.已知椭圆()的离心率为,其右焦点为F,点,且.
(1)求C的方程;
(2)过点P且斜率为()的直线l与椭圆C交于A、B两点,过A、B分别作y轴的垂线,垂足为M、N,直线AN与直线交于点E,证明:B、M、E三点共线.
21.已知函数.
(1)若函数为增函数,求实数的取值范围;
(2)若函数有两个极值点、.求证:.
22.在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为(t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,圆的极坐标方程为.
(1)求的普通方程和的直角坐标方程;
(2)过上一点P作的一条切线l,切点为Q,当最小时,求△外接圆的参数方程.
参考答案:
1.D
【分析】根据交集的定义计算即可.
【详解】因为集合,,
所以,
故选:D.
2.B
【分析】直接根据复数的除法运算即可得结果.
【详解】因为,
所以,
故选:B.
3.D
【分析】利用指数函数、对数函数的单调性结合中间值法可得出、、的大小关系.
【详解】因为,,,故.
故选:D.
4.C
【分析】根据三视图判断出该几何体为圆柱体的即可求解.
【详解】由三视图可知,该几何体是一个底面半径为,高为的圆柱体的,
其表面积为,
故选:.
5.B
【分析】根据已知列式,由幂的运算化简,然后转化为对数式可得.
【详解】记甲、乙两处的海拔高度分别为,则由题可知:
,则m
故选:B
6.D
【分析】利用导数求的极值,根据函数图象与x轴有三个交点判断极值的符号列不等式组,求a的范围.
【详解】由,则时,
当时,,递增;当时,,递减;当时,,递增;
所以极大值为,极小值为,且趋向负无穷为负无穷大,趋向正无穷为正无穷大,
要使与x轴有三个交点,只需,即.
故选:D
7.A
【分析】设点、,则,利用点差法可求得直线的斜率,再利用点斜式可得出直线的方程.
【详解】设点、,则,
若直线轴,则线段的中点在轴上,不合乎题意,则直线的斜率存在,
由已知,两式作差可得,
所以,直线的斜率为,
因此,直线的方程为,即.
故选:A.
8.A
【分析】执行程序框图,写出每一次循环,的值,当,不成立,从而输出的值.
【详解】执行程序框图,有,,满足条件;
满足条件,,,满足条件;
满足条件,,,满足条件;
满足条件,,,满足条件;
满足条件,,,满足条件;
满足条件,,,满足条件;
满足条件,,,满足条件;
不满足条件,,满足条件;
不满足条件,,满足条件;
不满足条件,,满足条件;
不满足条件,,不满足条件;
输出.
故选:A
9.C
【分析】根据可得,,则,将代入解析式,即可求解.
【详解】因为,
则,即,
所以,即,
所以,
因为,所以,
所以,
故选:C
10.B
【分析】作出三棱锥的高,是球心,是所在截面圆圆心,由球体积求得球半径,由已知求得面积,截面圆的半径,由棱锥体积求得高,计算出,得点轨迹是圆,从而由点与圆的位置关系可求得的最小值,即得的最小值.
【详解】如图,是所在截面圆圆心,是球心,平面,
平面,为垂足,连接,则,,则,
,,则,
,,
,由得,
由球体积得,,即,
,
在直角梯形中,,
即在以为圆心,3为半径的圆上,
,所以.
故选:B.
11.C
【分析】由双曲线的定义求出用表示的,,然后由余弦定理得出关系,再转化为,得渐近线方程.
【详解】设,由得,从而,又,所以,
又,所以,,
中,由余弦定理得,,
所以,,渐近线方程为,
故选:C.
12.B
【分析】A选项,证明出四边形为平行四边形,得到直线与直线一定相交;B选项,作出辅助线,将三棱柱体积分为两部分,证明出体积为定值;C选项,证明出线面垂直,得到线线垂直,确定直线与直线所成角的大小与点的位置无关;D选项,作出辅助线,得到,其中NH为定值,求出HM最大值为,得到直线与直线所成角的最大值不为.
【详解】连接NC,MC,因为四棱柱中,
,底面为正方形,底面
显然四边形为平行四边形,
所以直线与直线一定相交,A错误;
连接,取的中点O,连接NO,MO,
因为,,由三线合一可知:,,
因为,所以平面MON,
,
设四边形的面积为S,则为定值,
故为定值,
三棱锥的体积保持不变,B正确;
连接BD,,
因为四边形ABCD为正方形,所以AC⊥BD,
又底面ABCD,平面ABCD,
所以,
因为,所以AC⊥,
因为MN平面,
所以AC⊥MN,
直线与直线所成角的大小与点的位置无关,C错误;
过点N作NH∥AD交于点H,连接HM,
则为直线与直线的夹角,且,
其中,其中为定值,
故要想直线与直线所成角的最大,只需HM最大,
设正方形边长为a,则HN=a,
显然当N与点重合,M与B重合时,HM最大,最大值为,
此时,故D错误.
故选:B
13.
【分析】利用古典概型的概率求解.
【详解】设4名运动员为,
由已知获得前两名的事件为:,,,,,共6种情况,
运动员,获前两名为共1种情况,
所以运动员,同时晋级的概率为,
故答案为:
14.
【分析】利用导数求出的单调区间,从而可求出函数的减区间
【详解】当时,,则其在上递减,
当时,,则,
当时,,所以在上递减,
综上,的单调递减区间为,
故答案为:
15.5.6/
【分析】根据方差公式即可解出.
【详解】设数据,,,,,,,,4,6的平均数为,则数据,,,,,,,,3,7的平均数为,
所以,即有
,
因此数据,,,,,,,,3,7的方差为
.
故答案为:
16.
【分析】将条件转化为在上有解,令、并利用导数研究它们在上的单调性和最值,注意最值对应的自变量,结合即可求m的范围.
【详解】若,则,
令且,则,故上,上,
所以在上递增,在上递减,故;
令且,则,故上,上,
所以在上递减,在上递增,故;
要使在上有零点,只需,可得.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:将问题转化为求、在上的单调性及最值,根据能成立求参数范围.
17.(1)平均成绩73,中位数73.33;
(2)①表格见解析,没有;②答案见解析,有.
【分析】(1)根据频率直方图,结合平均数和中位数的性质进行求解即可;
(2)①根据频率直方图完成列联表,结合题中所给的公式进行求解即可;
②根据列联表画出等高条形图,再做出判断即可.
【详解】(1)这100名学生的平均成绩:
,
设成绩的中位数为,则根据频率分布直方图可知,有,
解得;
(2)①根据表中已知数据和频率分布直方图得下表
优秀
非优秀
合计
男生
10
40
50
女生
20
30
50
合计
30
70
100
根据表中数据可得,
因为4.762<6.635,所以没有99%的把握认为“竞赛成绩是否优秀与性别有关”.
②根据列联表中数据可知,样本中男生优秀的频率为,男生非优秀的频率为;女生优秀的频率,女生非优秀的频率为.
所画等高条形图如图所示:
根据等高条形图,比较图中两个用斜纹实线所画条的高可以发现,女生样本中成绩优秀的频率明显高于男生样本中成绩优秀的频率,因此可以认为竞赛成绩优秀与性别有关.
18.(1)函数在单调递增,在单调递减
(2)答案不唯一,具体见解析
【分析】(1)求导,由,求解;
(2)根据(1)的结论,分,,,讨论求解.
【详解】(1)解:,
当或时,;
当时,;
∴函数在单调递增,在单调递减;
(2)由(1)知当,函数在区间单调递减,
∴,
当,函数在区间单调递减,在单调递增,
,
①当时,,∴,
②当时,,∴,
当时,函数在区间单调递增,
∴
综上所述,当时,,
当时,
19.(1)证明见解析;
(2).
【分析】(1)取BC的中点O,连接DO,取CD的中点Q,连接PQ、EQ,证明四边形AEQP为平行四边形即可;
(2)连接DF,AO,设D到平面CEF的距离为d,利用等体积法即可求d.
【详解】(1)如图,取BC的中点O,连接DO,取CD的中点Q,连接PQ,EQ.
∵,∴,
∴,.
∵,,∴,.
∴四边形AEQP为平行四边形,∴,
∵平面DCE,平面DCE,
∴平面DCE;
(2)连接DF,AO,易知.
∵平面ABC,平面ABC,∴.
易知,,∴平面.
易知∥平面,故E到平面的距离等于AO.
∵,
∴.
∵,,
∴.
设点D到平面CEF的距离为d,
则由,得,
解得.
20.(1);
(2)证明见解析﹒
【分析】(1)根据可求c,根据离心率可求a,再根据a、b、c关系可求b,从而可求C的方程;
(2)设,.联立l方程和椭圆方程得根与系数的关系,联立AN方程与y=3求出E的坐标,验证即可证明B、M、E三点共线.
【详解】(1)设(),由题意知,∴.
∵点,且,解得,
∴,,
因此C的方程为.
(2)由题意可知,直线l的方程为.
由得,
设,,则,.
∵轴,∴,∴直线,
令,得.
∵轴,∴.
∴
,
∴B,M,E三点共线.
21.(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)分析可知在上恒成立,可得出,结合导数可得出关于实数的不等式,即可解得实数的取值范围;
(2)分析可知,由已知可得出,可将所证不等式变形为,由两式作差得,令,则,,即证,令,其中,利用导数证明出.
【详解】(1)解:因为,该函数的定义域为,
,
若函数为增函数,则恒成立.
令,,令得,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增,故,
所以,,因此.
(2)解:因为函数有两个极值点、,即方程有两个不等的实根、,
因为在上递减,在上递增,所以,,
即、是的两个根,
所以,则,
所以,
,
即证,即证.
由两式作差得,
令,则,,
即只需证,即证.
令,其中,则,
故在区间上单调递减,当时,,命题得证.
【点睛】方法点睛:利用导数证明不等式问题,方法如下:
(1)直接构造函数法:证明不等式(或)转化为证明(或),进而构造辅助函数;
(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;
(3)构造“形似”函数,稍作变形再构造,对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数.
22.(1),
(2)(为参数)
【分析】(1)消去参数即可得到的普通方程,利用极坐标和直角坐标的转化关系即可得到的直角坐标方程;
(2)由已知条件得,则当最小,也最小,最小时,,即可求出直线的方程,利用几何性质即可求出△外接圆的参数方程.
【详解】(1)由消去t得的普通方程为,
因为,
所以,
所以,
即的直角坐标方程为.
(2)由圆的切线的性质可知,当时,最小,也最小.
此时直线的斜率为,因为,所以直线的方程为.
由,得,
所以的中点坐标为,,
所以△外接圆的参数方程为(为参数).
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