内容正文:
2024年高三年级试题
数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题日的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题: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. 若复数满足,则( )
A. B. C. 5 D. 10
【答案】B
【解析】
【分析】利用复数除法化简,然后由复数模公式可得.
【详解】因为,所以,
所以.
故选:B
2. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据不等式的解法,分别求得和,结合集合交集的运算,即可求解.
【详解】由不等式,解得,所以,
又由不等式,解得且,所以,
则.
故选:C.
3. 展开式中的常数项为( )
A. 160 B. 60 C. 40 D. 15
【答案】B
【解析】
【分析】先得到二项式展开式的通项公式,再令x的指数为0得到r的值,从而得到常数项大小.
【详解】的二项展开式的通项公式为,,
令,解得,所以的二项展开式常数项为.
故选:B.
4. 若等差数列满足,则( )
A. 3 B. C. 1 D.
【答案】B
【解析】
【分析】设等差数列的公差为,由通项公式写出和,都代入中,化简即可求出.
【详解】设等差数列的公差为,则,,
因为,可得,
所以有,解得,
故选:B.
5. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由余弦的二倍角公式求解.
【详解】∵,∴,,
又,则,
所以,
故选:C.
6. 若正六边形的边长为1,则的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】属于古典概型,利用数量积定义算出数量积,再判断是否满足题意即可.
【详解】因为,,
,,
,
所以五个点中有两个点满足题意,所以概率为.
故选:D.
7. 已知拋物线,过点的直线与直线交于点,与交于两点(点A在第一象限).若线段恰被点平分,则( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】B
【解析】
【分析】设出点坐标,由中点得出点坐标,代入抛物线方程后求得参数值,然后由两点间距离公式计算.
【详解】由题意设,由于是中点,则,
在第四象限,则,解得,
又在抛物线上,∴,解得(舍去),
因此有,∴,
故选:B.
8. 对球面上的三个点,每两个点之间用大圆劣弧相连接,所得三弧围成的球面部分称为“球面三角形”,这三个弧叫做球面三角形的边.若半径为2的球的球面上有一个各边长均为的球面三角形,则该球面三角形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】确定球面三角形与球表面积的关系,可求球面三角形的面积.
【详解】设球面三角形.
因为球的半径为2,所以大圆周长为,求的表面积为.
因为球面三角形的各边长均为,所以.
以为球心,建立如图空间直角坐标系:
则球面三角形的面积就是球面在第一卦限内的部分,根据对称性,球面三角形的面积为球面面积的,为.
故选:A
【点睛】关键点点睛:确定后,关键是弄清楚球面三角形的面积和整个球的表面积之间的数量关系.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知函数,则( )
A. 的最小正周期为
B.
C. 的图象关于点对称
D. 直线是曲线的一条切线
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据函数的性质即可判断AC,代入计算即可判断B,根据导数的几何意义即可判断D.
【详解】因为函数的周期为,所以的最小正周期为,故A正确;
,故B正确;
令,则,
所以的图象关于点对称,故C正确;
因为,所以,
令,所以,
则,所以切点坐标为,
因为直线为切线,所以切点必在直线上,
因为不存在整数解,
所以直线不是曲线的一条切线,故D错误.
故选:ABC.
10. 已知随机事件两两独立,且,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若,则
D. 若,则与相互独立
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用条件概率公式及独立事件的定义逐项分析即可.
【详解】对于A,因为相互独立,所以,故A正确;
对于B,因为相互独立,所以,
,故B正确;
对于C,,
所以,故C错误;
对于D,,所以,
又因为,,所以,
所以与相互独立,故D正确.
故选:ABD.
11. 已知正方体的棱长为1,点在线段上,过作垂直于的平面,记平面与正方体的截面多边形的周长为,面积为,设,则( )
A. 截面可能为四边形
B. 和的图象有相同的对称轴
C. 在上单调递增,在上单调递减
D. 在上单调递增,在上单调递减
【答案】BD
【解析】
【分析】运用正方体的对角线的性质和对称性,得到截面为正三角性或正六边形,再计算得到周长和面积关于x的函数,然后判断函数的性质即可得出结果.
【详解】如图示,是边长为的等边三角形,
由正方体的结构知:,且面,又面,则,
又且都在面上,则面,面,
所以,同理有,而且都在面上,
所以面,同理可证面,
又,面,面,故面,同理得面,
由且都在面上,所以面面,
结合示意图知:当在面与交点与之间(含端点),或面与交点与之间(含端点)时,截面为等边三角形;
当在面与面与的两个交点之间时,截面为六边形,
所以不可能出现四边形截面,A错;
若在面与交点与之间(含端点),截面为等边三角形,
令其边长为,则截得正方体侧棱长为,且,即,
所以,则,且,
此时,,,;
根据对称性,在面与交点与之间(含端点),,
此时,,,;
当在面与面与的两个交点之间,而截面过相关棱中点所得正六边形为界,其两侧所截得六边形对称,
讨论所截六边形为靠顶点一侧情况,此时,且两组三条不相邻的边长相等,
如下图,截面补全为一个正三角形,作为以顶点的正三棱锥的底面,
所以底面正三角形边长为,其对应正三棱锥侧棱长为,
所以正方体外侧的三个小正三棱锥的侧棱长为,故小正三棱锥的底面边长为,
综上,六边形较长边为,较短边为,
此时,, ,
根据对称性,所截六边形为靠顶点一侧,此时,, ,
综上,,,
由上所得解析式知:C错,D对.
故选:BD.
【点睛】关键点点睛:利用线面垂直的判定以及平面基本性质确定截面的形状,讨论范围求出、解析式为关键.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某产品的广告费支出与销售量之间有如下对应数据:
/元
2
4
5
6
8
/元
30
40
60
50
70
与具有线性相关关系,线性回归方程为,则的值________.
【答案】17.5
【解析】
【分析】
计算数据中心点,代入线性回归方程得到答案.
【详解】,,
将中心点代入回归方程得到:,解得.
故答案为:.
【点睛】本题考查了回归方程,意在考查学生的计算能力,计算中心点是解题的关键.
13. 若函数有两个零点,则实数的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】本题根据已知条件给定的零点个数,对参数a分类讨论并结合函数图象即可求解.
【详解】①当时,,由于时,时,
此时只有一个零点,所以不符合题意;
②当时,,函数的大概图象如图所示,
,
由于时,,时,,当且仅当,即时取等号,
此时在上有,要使有两个零点,只需,即;
③当时,,函数的大概图象如图所示,
,
由于函数在上是增函数,故与x轴有且只有一个交点,
要使有两个零点,只需函数有一个零点即可,
当时,恰好只有一个零点.
综上所述,实数a的取值范围是.
故答案为:.
14. 设.若曲线上一点不满足,则曲线在点处的切线方程为.则曲线过点的切线方程为__________.
【答案】和
【解析】
【分析】由已知条件表示出曲线在点处切线方程,代入结合曲线方程求出,得切线方程.
【详解】,若,
则,,,,
点在曲线上,有,
由题意可知,若满足时,
则,则,
若不满足,
则曲线在点处的切线方程为,
切线过点,则有,
即,得,
由,解得或,
两组解都不满足,符合题意,
把两组解代入,
得切线方程为和.
故答案为:和.
【点睛】方法点睛:
“新定义”型问题,主要是指在问题中定义了高中数学中没有学过的一些概念、新运算、新符号,需要读懂题意并结合已有知识、能力进行理解,根据新定义进行运算、推理、迁移.在实际解决“新定义”问题时,关键是正确提取新定义中的新概念、新公式、新性质、新模式等信息,确定新定义的名称或符号、概念、法则等,并进行信息再加工,寻求相近知识点,明确它们的共同点和不同点,探求解决方法,在此基础上进行知识转换,有效输出,合理归纳,结合相关的数学技巧与方法来分析与解决!
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,证明:.
【答案】(1)
(2)证明如下:
当时,有,所以,
因为,
所以.
令,
则,
当时,,在上单调递减;
当时,,在上单调递增.
所以.
故.
【解析】
【分析】(1)利用导数的公式及运算法则求出在时的导数,即得切线斜率,点斜式写出切线方程即可.
(2)要证明的不等式含参时,且规定了参数的范围时,可以考虑先使用满参放缩,将含参的不等式转化为不含参的不等式来证明.
【小问1详解】
当时,,,
则,又因为,
所以曲线在点处的切线方程为,即.
【小问2详解】
略
16. 甲、乙两人进行某项比赛,采取5局3胜制,积分规则如下:比分为或时,胜者积3分,败者积0分;比分为时,胜者积2分,败者积1分.设每局比赛甲取胜的概率均为.
(1)若甲以取胜的概率大于以取胜的概率,求的范围;
(2)若,求甲所得积分的分布列及数学期望.
【答案】(1)
(2)的分布列为:
0
1
2
3
数学期望.【解析】
【分析】(1)根据题意结合独立重复性事件概率公式列式求解即可;
(2)分析可知:的所有可能取值为,求相应的概率,进而可得分布列和期望.
【小问1详解】
甲以取胜的概率为,
甲以取胜的概率为,
由题意可知:,且,
可得,解得,
所以的取值范围为.
【小问2详解】
的所有可能取值为,则有:
,
,
,
,
所以的分布列为
0
1
2
3
数学期望.
17. 如图,在中,角的对边分别为,且.连接的各边中点得,再连接的各边中点得如此继续下去,记的面积分别为.
(1)求的最大值;
(2)若,求整数的最小值.
【答案】(1)
(2)5
【解析】
【分析】(1)由正弦定理化角为边,然后由余弦定理求得角,再结合基本不等式得的最大值;
(2)根据中位线性质得是以为首项,为公比的等比数列,由等比数列前项和公式求和后,解不等式可得.
【小问1详解】
由及正弦定理可得,,即,
所以,又,所以.
由可知,,
当且仅当时,取等号.
所以.
故的最大值为.
【小问2详解】
由条件可知,是以为首项,为公比的等比数列.
所以
要使有最小值,.
即,所以,即.
又,故整数的最小值为5.
18. 如图,在四棱锥中,底面是边长为2的菱形,,分别为的中点.
(1)证明:平面;
(2)证明:平面平面;
(3)若直线与平面所成角的正切值为,求二面角的余弦值.
【答案】(1)证明如下:
取中点,连接.
又因为为的中点,所以,且.
在菱形中,,且,
所以,且,所以四边形是平行四边形.
所以,
又平面平面,所以平面.
(2)证明如下:
连接,由(1)知,四点共面.
在中,为的中点,所以,
因为,所以都是正三角形,在中,,所以,
又因为平面,所以平面.
又因为平面,所以平面平面.
(3)
【解析】
【分析】(1)结合已知通过证明四边形是平行四边形可得,结合线面平行的判定定理即可得证;
(2)通过线面垂直的判定定理证明平面,进一步通过面面垂直的判定定理即可得证;
(3)结合已知得出,,建立适当的空间直角坐标系,求出两个平面的法向量,结合向量夹角的坐标公式即可得解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
由(2)知,都是正三角形,且为的中点,
所以.
由(1)知,,所以,
又平面,所以平面.
所以即为直线与平面所成的角.
因此,得.
在中,,可得.
以为原点,所在直线分别为轴,轴建立空间直角坐标系,
则.
所以.
设平面的一个法向量为
则
取,则是平面的一个法向量.
又是平面的一个法向量.
所以.
由图形可知,二面角的余弦值为.
19. 已知椭圆的左、右焦点分别为.等轴双曲线的顶点是的焦点,焦点是的顶点.点在上,且位于第一象限,直线与的交点分别为和,其中在轴上方.
(1)求和的方程;
(2)求证:为定值;
(3)设点满足直线的斜率为1,记的面积分别为.从下面两个条件中选一个,求的取值范围.
①;②.
【答案】(1),
(2)证明如下:
设,则,直线的斜率为,直线的斜率为,所以.
设直线的方程为,则直线的方程为,
联立消去并整理得,,
设,,则.
所以.
同理可求得,.
所以,
故为定值.
(3)选择条件①或②均为
【解析】
【分析】(1)通过待定系数法可求出的方程,结合已知列出关于的方程,求出即可得的方程;
(2)首先说明的斜率互为倒数(显然不重合,不重合),设直线的方程为,则直线的方程为,分别将它们联立椭圆方程,结合弦长公式、同理表示出即可;
(3)画出图形,分析得到,结合(2)中结论将所求转换为关于的式子的取值范围即可.
【小问1详解】
设的方程为,
则,所以,所以的方程为.
所以的顶点为,则,所以.
所以的方程为.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
因为,所以.
因此直线平分.
所以点到直线与的距离相等.
所以.(注:选择条件①或②均可得此结果)
由(2)知,.
因为且,
所以.
所以.
故的取值范围为.
【点睛】关键点点睛:第二问的关键是利用弦长公式、同理表示出,由此即可顺利得解.
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注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题日的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题: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. 若复数满足,则( )
A. B. C. 5 D. 10
2. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
3. 展开式中的常数项为( )
A. 160 B. 60 C. 40 D. 15
4. 若等差数列满足,则( )
A. 3 B. C. 1 D.
5. 已知,则( )
A. B. C. D.
6. 若正六边形的边长为1,则的概率为( )
A. B. C. D.
7. 已知拋物线,过点的直线与直线交于点,与交于两点(点A在第一象限).若线段恰被点平分,则( )
A. B. C. 或 D. 或
8. 对球面上的三个点,每两个点之间用大圆劣弧相连接,所得三弧围成的球面部分称为“球面三角形”,这三个弧叫做球面三角形的边.若半径为2的球的球面上有一个各边长均为的球面三角形,则该球面三角形的面积为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知函数,则( )
A. 的最小正周期为
B.
C. 的图象关于点对称
D. 直线是曲线的一条切线
10. 已知随机事件两两独立,且,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若,则
D. 若,则与相互独立
11. 已知正方体的棱长为1,点在线段上,过作垂直于的平面,记平面与正方体的截面多边形的周长为,面积为,设,则( )
A. 截面可能为四边形
B. 和的图象有相同的对称轴
C. 在上单调递增,在上单调递减
D. 在上单调递增,在上单调递减
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某产品的广告费支出与销售量之间有如下对应数据:
/元
2
4
5
6
8
/元
30
40
60
50
70
与具有线性相关关系,线性回归方程为,则的值________.
13. 若函数有两个零点,则实数的取值范围为__________.
14. 设.若曲线上一点不满足,则曲线在点处的切线方程为.则曲线过点的切线方程为__________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知函数,.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)当时,证明:.
16. 甲、乙两人进行某项比赛,采取5局3胜制,积分规则如下:比分为或时,胜者积3分,败者积0分;比分为时,胜者积2分,败者积1分.设每局比赛甲取胜的概率均为.
(1)若甲以取胜的概率大于以取胜的概率,求的范围;
(2)若,求甲所得积分的分布列及数学期望.
17. 如图,在中,角的对边分别为,且.连接的各边中点得,再连接的各边中点得如此继续下去,记的面积分别为.
(1)求的最大值;
(2)若,求整数的最小值.
18. 如图,在四棱锥中,底面是边长为2的菱形,,分别为的中点.
(1)证明:平面;
(2)证明:平面平面;
(3)若直线与平面所成角的正切值为,求二面角的余弦值.
19. 已知椭圆的左、右焦点分别为.等轴双曲线的顶点是的焦点,焦点是的顶点.点在上,且位于第一象限,直线与的交点分别为和,其中在轴上方.
(1)求和的方程;
(2)求证:为定值;
(3)设点满足直线的斜率为1,记的面积分别为.从下面两个条件中选一个,求的取值范围.
①;②.
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