浙江省金华第一中学2022-2023学年高二数学下学期6月月考试题(Word版附解析)
展开金华一中2022学年第二学期高二6月月考
数学试题卷
一、单选题:本题共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. 若集合,则满足的集合的个数为( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 6
【答案】C
【解析】
【分析】首先解一元二次不等式求出集合,依题意且,再列举出符合条件的集合,即可判断.
【详解】由,即,解得,
所以,
因为,所以且,
所以符合条件的集合有或或或共个.
故选:C
2. 已知实数满足,则的最小值是( )
A. 5 B. 9 C. 13 D. 18
【答案】B
【解析】
【分析】根据对数的运算法则,求得,且,利用,结合基本不等式,即可求解.
【详解】由,可得,所以,
即,且,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为.
故选:B
3. 若,则的值为( )
A. -1 B. 0 C. D. 1
【答案】A
【解析】
【分析】利用赋值法可得:令可得;令可得:,即可得出结果.
【详解】因为,
令可得;
令可得:;
故.
故选:A
4. “”是“”的( )
A. 充分而不必要条件 B. 必要而不充分条件
C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】根据角度的范围依次判断充分性和必要性,判断得到答案.
【详解】,充分性;
或
或,故,必要性.
故选C
【点睛】本题考查了充分必要条件,意在考查学生的推断能力.
5. 已知函数若函数有四个不同的零点,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】将函数有四个不同的零点,转化为函数与图象由四个交点,再数形结合即可解答.
【详解】
依题意,函数有四个不同的零点,即有四个解,
转化为函数与图象由四个交点,
由函数函数可知,
当时,函数为单调递减函数,;
当时,函数为单调递增函数,;
当时,函数为单调递减函数,;
当时,函数为单调递增函数,;
结合图象,可知实数的取值范围为.
故选:A
6. “总把新桃换旧符”(王安石)、“灯前小草写桃符”(陆游),春节是中华民族的传统节日,在宋代人们用写“桃符”的方式来祈福避祸,而现代人们通过贴“福”字、贴春联、挂灯笼等方式来表达对新年的美好祝愿,某商家在春节前开展商品促销活动,顾客凡购物金额满80元,则可以从“福”字、春联和灯笼这三类礼品中任意免费领取一件,若有5名顾客都领取一件礼品,则他们中恰有3人领取的礼品种类相同的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先由组合及分步计数原理求出恰有3人领取的礼品种类相同的情况,再求出总情况,由古典概型求解即可.
【详解】先考虑恰有3人领取的礼品种类相同的,先从5人中选取3人有种,再从三类礼品中领取一件有,
另外2人从剩下的2类礼品中任意选择有种,按照分步乘法计数原理可得种,
又总情况有种,故恰有3人领取的礼品种类相同的概率是.
故选:D.
7. 已知,,,则a,b,c的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】令,利用其单调性比较大小,令,利用其单调性比较大小.
【详解】令,则,
当时,,且,
所以当时,,单调递减,
所以,即,则.
令,则,当,,
所以在上恒成立,
所以在上单调递减,
所以,即,所以.
综上,
故选:B.
【点睛】方法点睛:对于不同类型的数值比较大小问题,我们可以先把数值进行等价变形化同构,再构造相应的函数,求导研究函数的单调性,最后利用函数的单调性比较大小.
8. 已知底面边长为a的正四棱柱内接于半径为的球内,E,F分别为,的中点,G,H分别为线段,EF上的动点,M为线段的中点,当正四棱柱的体积最大时,的最小值为( )
A. B. C. 2 D.
【答案】B
【解析】
【分析】求出正四棱柱的高,表示出体积,用导数求得最大值,得正四棱柱为正方体,的最小值就是点G到EF的距离,为的中点(即与的交点)时,,然后两个,沿展开翻折至共面.如图,当M,G,H三点共线时,最小,由此计算可得.
【详解】正四棱柱的高.
,令,
则,
所以在上单调递增,在上单调递减,
所以当时,的最大值为.
当时,,此时正四棱柱为正方体.
的最小值就是点G到EF的距离,
由正方体的性质知,,(因为正方体的棱与底面垂直,因此与底面内的直线垂直),与是平面内两相交直线,
因此平面,
而E,F分别为,的中点,因此,所以平面,
易知当H为EF的中点时,,平面,所以,
动线段GH,GM分别在,内,将两个平面沿展开翻折至共面.如图,当M,G,H三点共线时,最小,可得,又因为M为线段的中点,
所以.
故选:
【点睛】方法点睛:求空间线段之和的最小值问题,常用方法是把两条线段所在平面剪开摊平到一个平面,利用平面上两点间线段最小的性质求解,这里动点一般在两个平面的交线上,沿此交线摊平两个平面是基本思路.
二、多选题:本题共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. 某学校组建了辩论、英文剧场、民族舞、无人机和数学建模五个社团,高一学生全员参加,且每位学生只能参加一个社团.学校根据学生参加情况绘制如下统计图,已知无人机社团和数学建模社团的人数相等,下列说法正确的是( )
A. 高一年级学生人数为120人
B. 无人机社团的学生人数为17人
C. 若按比例分层抽样从各社团选派20人,则无人机社团选派人数为3人
D. 若甲、乙、丙三人报名参加社团,则共有60种不同的报名方法
【答案】AC
【解析】
【分析】根据图表所给出的数据,分别计算出5个社团的具体人数和占高一年级总人数的比例,再逐项求解.
【详解】由题目所给的数据可知:民族舞的人数为12,占高一年级总人数的比例为,所以高一年级的总人数为 ,
英文剧场的人数 ,
辩论的人数=30,
无人机=数学建模= ,占高一年级人数的比例是 ,
故A正确,B错误,分层抽样20人,无人机应派出(人),C正确,
甲乙丙三人报名参加社团,每人有5种选法,共有种报名方法,D错误;
故选:AC.
10. 已知函数,若,且直线与函数的交点之间的最短距离为,则( )
A. 的最小正周期为
B. 在上单调递减
C. 的图象关于直线对称
D. 的图象向右平移个单位长度后得到的函数为偶函数
【答案】AB
【解析】
【分析】根据正弦函数的图象和性质逐项进行检验即可求解.
【详解】由题知直线与函数的交点之间的最短距离为,所以,故A正确;
由A可知,,所以,
又由可知的图象关于点对称,
所以,即,,
又因为,所以当时,,所以,
时,,Ü,故B正确;
因为,故C错误;
函数的图象向右平移个单位长度后得到的函数
为奇函数,故D错误.
故选:AB.
11. 已知函数及其导函数的定义域均为,,,且当时,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【分析】本题根据函数对称性,周期性与导数与单调性相关知识可得结果.
【详解】因,则关于对称,又因,则关于对称,所以的周期为4,
A:因,所以,
当时,,所以,∴,故A错.
B:当时,∴在上单调递减, ,,
因,所以,即,
所以,故B正确.
C:关于对称且关于对称,所以关于对称,即为奇函数,为偶函数,故C正确.
D:因在上单调递减,关于对称,所以在上单调递减,因的周期为4,所以在上单调递减,所以,D错误.
故选:BC.
12. 在四棱锥中,底面ABCD是矩形,,,平面平面ABCD,点M在线段PC上运动(不含端点),则( )
A. 存在点M使得
B. 四棱锥外接球的表面积为
C. 直线PC与直线AD所成角为
D. 当动点M到直线BD的距离最小时,过点A,D,M作截面交PB于点N,则四棱锥的体积是
【答案】BCD
【解析】
【分析】取AD的中点G,证明平面PGC,然后由线面垂直的性质定理判断A,把四棱锥补形成一个如图2的正方体,根据正方体的性质判断BC,由平面PGC,当动点M到直线BD的距离最小时,从而得为PC的中点,N为QA的中点,再由体积公式计算后判断D.
【详解】如图1,取AD的中点G,连接GC,PG,BD,,则,
因为平面平面ABCD,平面平面,平面,
所以平面ABCD,平面,则.
又因为,所以,
又,平面,所以平面PGC.
因为平面PGC,平面PGC,所以不成立,A错误.
因为△APD为等腰直角三角形,将四棱锥的侧面APD作为底面一部分,补成棱长为1的正方体.如图2,则四棱锥的外接球即为正方体的外接球,其半径,即四棱锥外接球的表面积为,B正确.
如图2,直线PC与直线AD所成角即为直线PC与直线BC所成角,为,C正确.
如图1,因为平面PGC,当动点M到直线BD的距离最小时,
由上推导知,,,
,,,,
因此M为PC的中点.如图3,由M为PC的中点,即为中点,平面即平面与的交点也即为与的交点,可知N为QA的中点,故,D正确.
故选:BCD.
【点睛】方法点睛:空间几何体的外接球问题,(1)直接寻找球心位置,球心都在过各面外心用与该面垂直的直线上,(2)对特殊的几何体,常常通过补形(例如把棱锥)补成一个长方体或正方体,它们的外接球相同,而长方体(或正方体)的对角线即为外接球的直径,由此易得球的半径或球心位置.
第Ⅱ卷(非选择题)
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 若函数是偶函数,则___________.
【答案】##2.5
【解析】
【分析】利用偶函数的性质求解,代入求解即可.
【详解】解:因为函数是偶函数,故,即,解得.
故,则.
故答案为:.
14. 已知,则________.
【答案】1
【解析】
【分析】切化弦得,从而得,进而得,代入即可求解.
【详解】由,得,即,
则,即,
所以.
故答案为:
15. 山东省科技馆新馆目前成为济南科教新地标(如图1),其主体建筑采用与地形吻合的矩形设计,将数学符号“”完美嵌入其中,寓意无限未知、无限发展、无限可能和无限的科技创新.如图2,为了测量科技馆最高点A与其附近一建筑物楼顶B之间的距离,无人机在点C测得点A和点B的俯角分别为75°,30°,随后无人机沿水平方向飞行600米到点D,此时测得点A和点B的俯角分别为45°和60°(A,B,C,D在同一铅垂面内),则A,B两点之间的距离为______米.
【答案】
【解析】
【分析】根据已知角的关系,在三角形中,利用正余弦定理求解即可.
【详解】由题意,,所以,
所以在中,,,
又,所以,
在中,由正弦定理得,,所以,
在中,,
由余弦定理得,,
所以.
故答案为:
16. 函数.若,使得成立,则整数a的最大值为________.(参考数据:,,)
【答案】
【解析】
【分析】根据题意,构造函数,利用导数与函数的单调性得到为函数的最大值.将问题等价转化为,再次构造函数和,利用导数与函数的单调性即可求解.
【详解】,易知是周期为的周期函数.
,当时,在单调递增,单调递減,单调递增,单调递減,又,且.
构造函数,求得,
由基本不等式可得,当时,恒成立,所以函数在单调递增,且,故,所以有,
即为函数的最大值.
若,使得成立,
即,
亦即,
构造函数,可知在单调递减,在单调递增.
又,所以,,所以,
令,则,构造函数,可知在单调递减,
在单调递增.又,,
,,所以满足条件的整数,
故整数,所以整数a的最大值为.
故答案:.
【点睛】函数的单调性是函数的重要性质之一,它的应用贯穿于整个高中数学的教学之中.某些数学问题从表面上看似乎与函数的单调性无关,但如果我们能挖掘其内在联系,抓住其本质,那么运用函数的单调性解题,能起到化难为易、化繁为简的作用.因此对函数的单调性进行全面、准确的认识,并掌握好使用的技巧和方法,这是非常必要的.根据题目的特点,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧.许多问题,如果运用这种思想去解决,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡的功效.
四、解答题:本题共6小题,70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17. 已知函数,且.
(1)求的值和的最小正周期;
(2)求在上的单调递增区间.
【答案】(1),
(2),
【解析】
【分析】(1)根据代入求出,再利用三角恒等变换公式化简,结合正弦函数的性质计算可得;
(2)由正弦函数的性质计算可得.
【小问1详解】
因为,且,
所以,解得,
所以
,
即,所以的最小正周期;
【小问2详解】
由,,
解得,,
所以的单调递增区间为,,
当时的单调递增区间为,
当时的单调递增区间为,
所以在上的单调递增区间为,.
18. 综合素质评价是高考招生制度改革的内容之一.某高中采用多维评分的方式进行综合素质评价.下图是该校高三学生“运动与建康”评价结果的频率直方图,评分在区间[90,100),[70,90),[60,70),[50,60)上,分别对应为A,B,C,D四个等级.为了进一步引导学生对运动与健康的重视,初评获A等级的学生不参加复评,等级不变,对其余学生学校将进行一次复评.复评中,原获B等级的学生有的概率提升为A等级:原获C等级的学生有的概率提升为B等级:原获D等级的学生有的概率提升为C等级.用频率估计概率,每名学生复评结果相互独立.
(1)若初评中甲获得B等级,乙、丙获得C等级,记甲、乙、丙三人复评后等级为B等级的人数为ξ,求ξ的分布列和数学期望;
(2)从全体高三学生中任选1人,在已知该学生是复评晋级的条件下,求他初评是C等级的概率.
【答案】(1)分布列见解析,
(2)
【解析】
【分析】(1)求出的所有可能取值及其对应的概率,即可求出ξ的分布列,再由期望公式求出ξ的数学期望;
(2)记事件A为“该学生复评晋级”,事件B为“该学生初评是C”,由条件概率公式代入求解即可.
【小问1详解】
的所有可能取值为0,1,2,3,
,,
,,
∴的分布列如下:
0
1
2
3
P
.
【小问2详解】
记事件A为“该学生复评晋级”,事件B为“该学生初评是C”,
.
19 设函数
(1)讨论函数的单调性
(2)若函数有且只有一个零点时,实数m的取值范围.
【答案】(1)见详解 (2)或
【解析】
【分析】(1)求导,分和讨论可得;
(2)将问题转化为与有且只有一个交点,利用导数讨论的单调性,结合图象可解.
【小问1详解】
的定义域为,,
当时,,在单调递增,
当时,令解得,令解得,
所以,函数在单调递增,在上单调递减,
综上,当时,在单调递增,
当时,函数在单调递增,在上单调递减.
【小问2详解】
由(1)可得,
令,得,
记,
因为函数有且只有一个零,所以函数与有且只有一个交点,
令,得,函数单调递增,
令,得,函数单调递减,
又,于是可得的图象如图,
由图可知,或,即或,
所以实数m的取值范围为或
20. 2023年,国家不断加大对科技创新的支持力度,极大鼓舞了企业投入研发的信心,增强了企业的创新动能.某企业在国家一系列优惠政策的大力扶持下,通过技术革新和能力提升,极大提升了企业的影响力和市场知名度,订单数量节节攀升,右表为该企业今年1~4月份接到的订单数量.
月份t
1
2
3
4
订单数量y(万件)
5.2
5.3
5.7
5.8
附:相关系数,
回归方程中斜率和截距的最小二乘法估计公式分别为
,,.
(1)试根据样本相关系数r的值判断订单数量y与月份t的线性相关性强弱(,则认为y与t的线性相关性较强,,则认为y与t的线性相关性较弱).(结果保留两位小数)
(2)建立y关于t的线性回归方程,并预测该企业5月份接到的订单数量.
【答案】(1)0.96,订单数量y与月份t的线性相关性较强
(2),6.05万件
【解析】
【分析】(1)根据公式求出,即可得出结论;
(2)利用最小二乘法求出回归方程,再令,即可得解.
【小问1详解】
,,
,
,
,
,
订单数量y与月份t的线性相关性较强;
【小问2详解】
,
,
线性回归方程,
令,(万件),
即该企业5月份接到的订单数量预计为6.05万件.
21. 如图,在四棱锥中,,,,分别为,的中点,点在上,且为三角形的重心.
(1)证明:平面;
(2)若,,四棱锥的体积为,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)连接,连接并延长交于点,连接,首先说明,由重心的性质得到,即可证明,从而得证;
(2)连接,即可得到平面,连接交于点,即可证明平面,再连接即可得到平面,根据锥体的体积求出,再建立空间直角坐标系,利用空间向量法计算可得.
小问1详解】
证明:连接,因为,,所以,且,
由,得,,
则,所以.
连接并延长交于点,如图,
因为为的重心,所以.
连接,因为,所以.
又平面,平面,故平面.
【小问2详解】
连接,因为,所以,
又,,平面,,所以平面.
连接交于点,则,.
又,,平面,,所以平面.
连接,平面,则,
因为平面,平面,所以,
因为,平面,所以平面.
易得四边形的面积为,
由四棱锥的体积为得,,所以.
以为坐标原点,以,所在直线分别为轴、轴,建立空间直角坐标系,
则,,,,,,.
设平面的法向量为, 则,即,
取,可得,
由(1)可知,为的中点,则,所以.
由(1)知,,所以直线与平面所成的角等于直线与平面所成的角,设为,
所以,
故直线与平面所成角的正弦值为.
22. 已知函数.
(1)若,求的极值;
(2)若有三个极值点, ,且,求的最小值.
【答案】(1)的极小值为,无极大值
(2)
【解析】
【分析】(1)根据极值的定义,利用导数可求出结果;
(2)当时,利用导数可知,函数只有一个极值点,不符合题意;当时,利用导数以及零点存在性定理可知,,设,推出,,由推出,由推出,由推出的范围即可得解.
【小问1详解】
依题意,时,,
所以,
记,则,
当时,,单调递减;当时,,单调递增;
所以,当且仅当取等号,即,
所以变化情况如下:
1
-
0
+
单调递减
极小值
单调递增
所以的极小值为,无极大值.
【小问2详解】
,
①当时,由(1)可知,,当且仅当取等号,
所以当时,,
所以当时,,单调递减,
当时,,单调递增;
所以只有一个极值点,舍去.
②当时,
记,
所以当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
,
由零点存在性定理知存在唯一,使得,即,
由(1)有,所以当时,有,所以,
取,则,
由零点存在性定理知存在唯一,使得
由以上推理知,且有
当或时,;当时,,
所以变化情况如下:
1
-
0
+
0
-
0
+
单调递减
极小值
单调递增
极大值
单调递减
极小值
单调递增
所以有三个极值点(其中),
此时,两式相除得,①
设,②
由①②可得,所以,
记,
则,
设,则,
所以,从而,
所以在上单调递减,又因为,
即,所以,
此时,记,,
由(1)有,所以当时有,,所以,
所以,在单调递减,
所以,故,
此时,记,,
所以,
故的最小值为.
【点睛】关键点点睛:求的最大值的关键是用极值点表示,再利用的范围求出的范围.
根据可得,根据以及可得.
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