2024届高三年级第一学期期中调研数学试题模拟卷(原卷+答案)三
展开一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知i为虚数单位,则复数z的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据给定的复数等式求出复数z,即得.
【详解】由得:
,
∴复数z虚部为,
故选:B.
2. 设全集,集合,,则下列结论正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】求出及其补集后可得正确的选项.
【详解】集合,从而A、C错,,
故,,
故选:D.
3. 已知函数,则“”是“函数在处取得极小值”的( )
A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件
C. 充要条件D. 既不充分又不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】对求导,分a=0和a≠0讨论的单调性,即可求出a≠0时,在x=-1处取得极小值,再结合充分条件和必要条件的定义即可得出答案.
【详解】.
①当a=0时,,故在R上单调递增,无最小值.
②当a≠0时,令,得x=-1或.又,
故当时,,单调递增;
当时,,单调递减;
当时,,单调递增.
故在x=-1处取得极小值.
综上,函数在x=-1处取得极小值.
所以“”是“函数在x=-1处取得极小值”的充分不必要条件.
故选:A.
4. 已知点是所在平面上的一点,的三边为,若,则点是的( )
A. 外心B. 内心C. 重心D. 垂心
【答案】B
【解析】
【分析】在,上分别取点,,使得,,以,为邻边作平行四边形,即可得到四边形是菱形,再根据平面向量线性运算法则及共线定理得到,,三点共线,即可得到在的平分线上,同理说明可得在其它两角的平分线上,即可判断.
【详解】在,上分别取点,,使得,,则.
以,为邻边作平行四边形,如图,
则四边形是菱形,且.
为的平分线.
,
即,
.
,,三点共线,即在平分线上.
同理可得在其它两角的平分线上,
是的内心.
故选:B.
5. 用电脑每次可以从区间内自动生成一个实数,且每次生成每个实数都是等可能性的.若用该电脑连续生成3个实数,则这3个实数都小于的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
由几何概型的概率计算,知每次生成一个实数小于1的概率为,结合独立事件发生的概率计算即可.
【详解】∵每次生成一个实数小于1的概率为.∴这3个实数都小于1的概率为.
故选:C.
【点睛】本题考查独立事件同时发生的概率,考查学生基本的计算能力,是一道容易题.
6. 已知圆柱的侧面积等于上、下底面积之和,圆柱的体积与表面积的数值相同,则该圆柱的高为( )
A. 8B. 4C. 2D. 1
【答案】B
【解析】
【分析】根据已知条件及圆柱的侧面积、表面积和体积公式即可求解.
【详解】设底面圆的半径为,高为,则
由题意可知,,解得.
所以该圆柱的高为.
故选:B.
7. 若,且,,则
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据同角三角函数的基本关系求出csα和sinβ的值,然后由两角和与差的正弦函数公式并将相应的值代入即可.
【详解】,且,,
则csα
sinβ,
sin(α+β)=sinαcsβ+csαsinβ.
故选B.
【点睛】此题考查了同角三角函数的基本关系、两角和与差的余弦函数公式以及特殊角的三角函数值,熟记公式是解题的关键,属于基础题.
8. 《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中由一道著名的“引葭赴氨”问题:“今有池方一丈,葭生其中央,出水一尺.引葭赴岸,适与岸齐.问水深、葭长各几何?”其意思为:“今有水池丈见方(即尺),芦苇生长在水的中央,长处水面的部分为尺.将芦苇向池岸牵引,恰巧与水岸齐接(如图所示),问水深、芦苇的长度各是多少?”现假设,则
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】如图,设水深为,则芦苇长为,故,所以,从而,所以,故或者(舎),所以,选C.
二、选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 已知函数的零点构成一个公差为的等差数列,把函数的图象沿轴向右平移个单位,得到函数的图象,关于函数,下列说正确的是( )
A. 在上是减函数B. 其函数图象关于直线对称
C. 函数是偶函数D. 在上的值域是
【答案】AD
【解析】
【分析】由,根据函数的最小正周期为,可得,所以,可得,对各项分析判断,即可得解.
【详解】,
由于函数的零点构成一个公差为的等差数列,则该函数的最小正周期为,
,则,所以,
将函数的图象沿轴向右平移个单位,得到函数的图象.
对于A选项,当时,,则函数在上是减函数,A选项正确;
对于B选项,,所以,函数的图象不关于直线对称,B选项错误;
对于C选项,函数的定义域为,,函数为奇函数,C选项错误;
对于D选项,当时,,则,.
所以,函数在区间上的值域为,D选项正确.
故选:AD.
10. 已知样本:,,…,的均值为4,标准差为m,样本:,,…,的均值为3,方差为4,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. 样本和样本的极差相同D. 样本和样本的中位数相同
【答案】AC
【解析】
【分析】若给定一组数据,,…,,,其平均数为,方差为,则,,…,的平均数为,方差为,,,…,的平均数为,方差为,求出,,,,再比较极差及中位数即可判断各选项.
【详解】选项A,B,设样本,,…,的均值为,方差为,极差为M,中位数为q,则,则,,,
所以,,,,故A正确,B错误;
选项C,样本:,,…,;样本:,,…,,可得样本和样本的极差相等,故C正确;
选项D,设样本的中位数为,样本的中位数为,故D错误;
故选:AC.
11. 如图,正方体中,是线段上的动点,则( )
A. 平面
B.
C. 与所成角的余弦值为
D. 三棱锥的体积为定值
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用线面垂直定理、异面直线所成角的求法以及棱锥的体积公式求解判断.
【详解】对于选项A,正方体中,,,又,
所以平面,又,故A不正确;
对于选项B, 正方体中,,,又,
所以平面,又平面,所以,故B正确;
对于选项C, 正方体中,,所以与所成角即为与所成角,
因为是等边三角形,所以与所成角为,即与所成角的余弦值为,
故C正确;
对于选项D, 正方体中,因为,所以无论在线段上怎么移动,
点到平面的距离是定值,又的面积是定值,,
所以即三棱锥的体积为定值,故D正确.
故选:BCD.
12. 已知函数及其导函数的定义域都为R,,,,则下列说法中正确的有( )
A. 导函数为奇函数
B. 2是函数的一个周期
C.
D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】选项A,根据,得到为偶函数,进而证明为奇函数即可;
选项B,化简得到为,,利用周期函数的性质,即可判断;
选项C,利用,化简即可判断
选项D,由,得,进而得到,计算即可判断
【详解】对于A,,得到关于对称,即关于轴对称,得到为偶函数,故为奇函数;证明如下:
若设可导函数为偶函数,则,两边求导,进而得到,故为奇函数;A正确;
对于B,因为为偶函数,故,可得,设,,可得,
,令,得,此时,,则可转换为,,
若2是函数的一个周期,则必有,故与不符,故B错误;
对于C,由,,当时,
则
,故此时,必有,故C正确;
对于D,由,得,为整数的同时也是偶数,,故D正确;
故选:ACD
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 已知函数,为的导函数,则的展开式中项的系数是__________.
【答案】-540
【解析】
【分析】先对进行求导得到,求出的通项公式,再由多项式乘法法则可得答案
【详解】由可得,
因为展开式通项公式为,
所以的展开式中项的系数是,
故答案为:
14. 若关于的方程和(,且)的四个根组成首项为的等差数列,则的值为_________.
【答案】
【解析】
【分析】设方程的根是,方程的根是,由韦达定理得,,从而四个根排成的等差数列不妨设为,然后求得得出,再计算.
【详解】设方程的根是,方程的根是,
∴,,
四个根排成等差数列,不妨设为,
则,于是,,
,因此,,∴,
.
故答案为:.
15. 已知直线与圆相交于,两点,若,则实数的值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】由,求出cs∠PCQ的值,结合余弦定理可得,由勾股定理可得圆心到直线的距离,然后利用点到直线距离公式建立k的方程即可.
【详解】因为,所以,故弦长,于是圆心到直线的距离为,由,得.
故答案为
【点睛】本题考查了直线与圆的位置关系问题,考查了垂径定理,数量积运算,余弦定理等知识,属于中档题.
16. 已知函数,则最小值是________,若关于的方程有且仅有四个不同的实数解,则整数的一个取值为________.
【答案】 ①. ②. 1(答案不唯一,即可)
【解析】
【分析】分段函数分别计算两段的最小值,得到函数的最小值;方程有且仅有四个不同的实数解,即函数的图像与函数的图像有四个不同的交点,作出函数图像,数形结合解决.
【详解】当时, ,
易知当时,有最小值;
当时,,
由,得,则,此时最小值为;
综上:函数的最小值为.
因为方程有且仅有四个不同的实数解,即函数的图像与函数的图像有四个不同的交点,
作出函数的图像,由于a为整数,如图所示,只有函数和的图像与函数的图像有四个不同的交点,
所以整数a的取值可以为中的一个.
故答案为:;1(答案不唯一,即可)
四、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17. 在中,角的对边分别为,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,且外接圆半径为2,圆心为为上的一动点,试求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由已知结合正弦定理及余弦定理求得,进一步求得;
(2)由,利用余弦定理得到为等边三角形,把转化为含有、的式子,即可得到的取值范围.
【小问1详解】
因为,
由正弦定理得,
由余弦定理得,即,
所以,因为,所以.
【小问2详解】
由,利用余弦定理得,
所以,由(1)可知,为等边三角形,
所以, ,,
所以,
,
设的中点为,则,则,
所以
,
因为,所以,
所以的取值范围是.
18. 已知等差数列{an}满足a3=5,a5﹣2a2=3,又等比数列{bn}中,b1=3且公比q=3.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)若cn=an+bn,求数列{cn}的前n项和Sn.
【答案】(1)an=2n﹣1,bn=3n
(2)n2+
【解析】
【分析】(1)根据题目所给的条件列方程即可求解;
(2)写出 的通项公式,分组求和即可.
【小问1详解】
设等差数列{an}的公差为d,则由题意得 ,
解得 ,所以,an=1+2(n﹣1)=2n﹣1;
因为{bn}是以b1=3且公比q=3的等比数列,
所以bn=3n;
【小问2详解】
由第一问得cn=an+bn=(2n﹣1)+3n,
则Sn=1+3+5+…+(2n﹣1)+(3+32+33+…+3n)
;
综上, , .
19. 如图a,在直角梯形ABCD中,AB⊥AD,AD∥BC,F为AD的中点,E在BC上,且EF∥AB.已知AB=AD=CE=2,沿线段EF把四边形CDFE折起如图b,使平面CDFE⊥平面ABEF.
(1)求证:AB⊥平面BCE;
(2)求三棱锥体积.
【答案】(1)见解析 (2)
【解析】
【分析】(1)由图a中,EF∥AB,AB⊥AD,易得图b中,CE⊥EF,结合平面CDFE⊥平面ABEF及面面垂直的性质定理可得CE⊥平面ABEF,进而CE⊥AB,再由AB⊥BE,由线面垂直的判定定理可得AB⊥平面BCE;
(2)由平面CDFE⊥平面ABEF,AF⊥FE,根据面面垂直的性质定理可得AF⊥平面CDEF,即AF为三棱锥A﹣CDE的高,计算出AF的长及底面三角形ADE的面积,代入棱锥体积公式可得答案.
【小问1详解】
在图a中,EF∥AB,AB⊥AD,
∴EF⊥AD,
在图b中,CE⊥EF,
又∵平面CDFE⊥平面ABEF,且平面CDFE∩平面ABEF=EF,
∴CE⊥平面ABEF,又∵AB⊂平面ABEF,∴CE⊥AB,
又∵AB⊥BE,BE∩CE=E,平面,
∴AB⊥平面BCE.
【小问2详解】
∵平面CDFE⊥平面ABEF,且平面CDFE∩平面ABEF=EF,AF⊥FE,AF⊂平面ABEF,
∴AF⊥平面CDEF,
∴AF为三棱锥A﹣CDE的高,且AF=1,
又∵AB=CE=2,∴,
故三棱锥C﹣ADE体积VAF•S△CDE
20. 第22届世界杯足球赛在卡塔尔举办,各地中学掀起足球热.甲、乙两名同学进行足球点球比赛,每人点球3次,射进点球一次得50分,否则得0分.已知甲每次射进点球的概率为,且每次是否射进点球互不影响;乙第一次射进点球的概率为,从第二次点球开始,受心理因素影响,若前一次射进点球,则下一次射进点球的概率为,若前一次没有射进点球,则下一次射进点球的概率为.
(1)设甲3次点球的总得分为X,求X的概率分布列和数学期望;
(2)求乙总得分为100分的概率.
【答案】(1)分布列见解析,数学期望为100
(2)
【解析】
【分析】(1)运用二项分布求得其分布列及期望.
(2)乙总得分为100分事件为3次点球中有2次射中1次未射中,结合互斥事件的概率加法公式求解即可.
【小问1详解】
设甲3次点球射进的次数为Y,则,
Y的可能取值为0,1,2,3,且,则X的所有可能的取值为0,50,100,150.
;
;
;
,
所以X的概率分布列为
,
(或).
【小问2详解】
设“乙第i次射进点球”为事件(,2,3),
则乙总得分为100分的事件为.
因为,,互斥.
所以,
故乙总得分为100分的概率为.
21. 知椭圆E:的左右焦点分别为,,过且斜率为的直线与椭圆的一个交点在x轴上的射影恰好为
(1)求椭圆E的方程;
(2)如图,下顶点为A,过点作一条与y轴不重合的直线.该直线交椭圆E于C,D两点.直线AD,AC分别交x轴于点H,求证:与的面积之积为定值,并求出该定值.
【答案】(1)
(2)证明见解析,
【解析】
【分析】(1)根据题意过且斜率为的直线设出来,令直线方程里的求出的值,把此点代入椭圆方程,再根据的关系求解.
(2)把直线方程设出来,与椭圆联立得到关于的一元二次方程,韦达定理求出用来表示,然后把方程用表示出来,令方程里的,求出点的坐标,把三角形的面积用表示,同理的面积也用表示出来,所以用,表示,然后根据韦达定理代入化简可得.
【小问1详解】
过且斜率为的直线的方程为,
令,得,
由题意可得,解得,
椭圆E的方程为:;
【小问2详解】
由题意知,直线BC的斜率存在,设直线BC:,
,,
联立,得
,,
由,得,
,
,
直线AD的方程为,令,解得,
则,同理可得,
【点睛】方法点睛:利用韦达定理法解决直线与圆锥曲线相交问题的基本步骤如下:
(1)设直线方程,设交点坐标为;
(2)联立直线与圆锥曲线的方程,得到关于(或)的一元二次方程,必要时计算;
(3)列出韦达定理;
(4)将所求问题或题中的关系转化为、(或、)的形式;
(5)代入韦达定理求解.
22. 已知函数.
(1)若是函数的一个极值点,求的值;
(2)若在上恒成立,求的取值范围;
(3)证明:(为自然对数的底数).
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)由已知可得,可求得的值,然后分析导数的符号变化,可得出结论;
(2)分析可知对任意的恒成立,分、两种情况讨论,利用导数分析函数在上的单调性,验证是否在上恒成立,由此可得出实数的取值范围;
(3)当时,可知在上单调递增,可得出,结合对数的运算性质以及对数函数的单调性化简可证得结论成立.
【小问1详解】
解:,则,
由题意可得,解得,此时,
因为函数的定义域为,
当时,,此时函数单调递减,
当时,,此时函数单调递增,
此时函数在处取得极小值,合乎题意,故.
【小问2详解】
解:在上恒成立,且,故,.
当时,在上恒成立,即在上为增函数,
所以,,合乎题意;
当时,由,可得;当时,可得.
即在上为减函数,在上为增函数,
所以,,不合乎题意.
综上所述,.
小问3详解】
证明:当时,在上单调递增,
因为,且,则,
即,即,故.
【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.
X
0
50
100
150
P
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