内容正文:
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2025届新高三学情摸底考02(新课标卷)
数学
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交.
一、单项选择题: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,只有一个选项是正确的.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上.
1.设集合,则的元素的个数为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】分析:分别求出A和B,再利用交集计算即可.
详解:,,
则,交集中元素的个数是5.
故选:C.
2.( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用复数的乘法和除法运算求解.
【详解】解:.
故选:C.
3.已知向量,若与方向相反,则=( )
A.54 B.8 C. D.
【答案】B
【分析】利用给定条件求出m,再利用向量线性运算的坐标表示及坐标求模,计算作答.
【详解】向量,与方向相反,则,解得,
即,则,
所以.
故选:B
4.已知函数在上满足,则曲线在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】先对求导数,将代入导数求得,再将代入,求得,用点斜式求出直线方程即可.
【详解】由,两边求导得:
即
所以,因此,即
又,即
故在处的切线方程为
即.
故选:C.
5.已知在点处的切线的倾斜角为,则( )
A. B. C.2 D.
【答案】A
【分析】根据导数的几何意义,求得,再利用同角三角函数关系,求得齐次式的值即可.
【详解】因为,故可得,
则在点处的切线斜率;
又因为.
故选:A.
6.点的直线中,被圆截得的最长弦所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】要使得直线被圆截得的弦长最长,则直线必过圆心,利用斜率公式求得斜率,结合点斜式方程,即可求解.
【详解】由题意,圆,可得圆心坐标为,
要使得直线被圆截得的弦长最长,则直线必过圆心,
可得直线的斜率为,所以直线的方程为,
即所求直线的方程为.
故选:A.
7.陀螺是中国民间最早的娱乐工具之一,它是一种绕一个支点高速转动的刚体,种类很多,其中有一种金属陀螺(如图),它的形状可以认为是上半部分为圆柱,下半部分为倒置的圆锥;现知尖底长为3,柱体与锥体部分高之比 ,底周长为,则陀螺的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先利用已知条件得到底面半径,圆柱母线长以及圆锥的高,进而得到圆锥的母线长,再利用圆柱和圆锥的表面积公式求解即可.
【详解】由底周长为,
可得底面半径,
又现知尖底长为3,柱体与锥体部分高之比,
得圆柱的高即母线长为,圆锥的高为,
圆锥的母线长为,
则陀螺的表面积为:;
故选:D.
8.已知,分别是双曲线的左、右焦点,过的直线与圆相切且分别交双曲线的左、右两支于、两点,若,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据双曲线的定义结合几何性质,利用圆的切线形成的垂直关系和余弦定理构造齐次式求解.
【详解】由双曲线的定义可知,,
在中,,
整理得.
解得,
所以双曲线的渐近线方程为.
故选:C
二、多项选择题:本大题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分. 在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求. 全部选对得 6 分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9.在下列关于概率的命题中,正确的有( )
A.若事件A,B满足,则A,B为对立事件
B.若事件A与B是互斥事件,则A与也是互斥事件
C.若事件A与B是相互独立事件,则A与也是相互独立事件
D.若事件A,B满足,,,则A,B相互独立
【答案】CD
【分析】对于A:举反例判断命题不成立;对于B:由互斥事件的定义直接判断;对于C:由相互独立事件的性质直接判断;对于D:利用公式法直接判断.
【详解】对于A:若事件A、B不互斥,但是恰好,满足,但是A,B不是对立事件.故A错误;
对于B:由互斥事件的定义可知,事件A、B互斥,但是A与也是互斥事件不成立.故B错误;
对于C:由相互独立事件的性质可知:若事件A与B是相互独立事件,则A与也是相互独立事件.故C正确;
对于D:因为事件A,B满足,,,所以,所以A,B相互独立.
故选:CD
10.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.若函数的最小正周期为,则其图象关于直线对称
B.若函数的最小正周期为,则其图象关于点对称
C.若函数在区间上单调递增,则的最大值为2
D.若函数在有且仅有5个零点,则的取值范围是
【答案】ACD
【分析】根据最小正周期可以计算出,便可求出对称轴和对称点,可判断A、B选项;根据正弦型函数的单调性可以推出的值,可判断C选项;根据零点情况可以求出的取值范围,可判断D选项.
【详解】选项:的最小正周期为
,故正确;
B选项:的最小正周期为
,故B错误;
C选项:
又函数在上单调递增
,故C正确;
D选项:
又在有且仅有个零点,则,故D正确.
故选:ACD
11.已知函数,则下列说法正确的有( )
A.若,则的值域为
B.若,则过原点有且仅有一条直线与曲线相切
C.存在,使得有三个零点
D.若,则的取值范围为
【答案】ABD
【分析】A选项,根据趋近于0时,函数值趋近于负无穷,当趋近于正无穷时,函数值趋近于正无穷得到A正确;B选项,求导,设出切点,得到切线方程,把点代入切线方程得,此方程只有一个根,故B正确;C选项,分与两种情况,推导出至多两个零点;D选项,先得到不合要求,满足要求,考虑,时,满足要求,故只需时,恒成立,若,,故不合要求,若,结合导函数得到函数单调性和最值,得到满足要求,得到答案.
【详解】A选项,若,则,
故,
当趋近于0时,趋近于负无穷,此时趋近于负无穷,
当趋近于正无穷时,和都趋近于正无穷,函数值趋近于正无穷,
因此函数的值域为R,A正确;
B选项,函数定义域为,时,,
因为时,,故,
则,设切点坐标为,故,
则在处,的切线方程为,
把点代入切线方程得,,
化简得,
当时,,此方程无解,
当时,,此方程无解,
当时,,且函数此时为增函数,
故方程只有这1个解,
即过原点有且仅有一条切线和相切,B正确;
C选项,,当时,,,
则,故单调递减,故在此区间上函数最多一个零点,
要想这个零点存在,需,
当时,,,
则,显然这是一个增函数,
要想函数零点尽可能多,则需存在一个使得成立,
此时在上单调递减,在上单调递增,
若在上存在一个零点,则,
故此时在上只存在一个零点,此时函数一共有两个零点,不合要求,
若在上不存在零点,则,
又在上单调递减,在上单调递增,
故此时函数最多有两个零点,不合要求,
综上,不存在,使得函数存在三个零点,C错误;
D选项,由A知,当时,函数的值域为R,不满足,
当时,,满足要求,
当时,时,,满足要求,
故只需时,恒成立,
若,,故不合要求,
若,,
则,显然这是一个增函数,
,
函数单调递增,则,
故满足题意,又也满足要求,
因此,D正确;
故选:ABD
三、填空题:本大题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分.
12.用1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位数,若满足的五位数有个,则在的展开式中,的系数是 .(用数字作答)
【答案】56
【分析】根据给定条件,利用组合计数问题求出,再利用二项式定理结合组合数性计算即得.
【详解】由五位数满足,得,从2、3、4、5中任取两个分别作,另两个为,
因此,的展开式中的系数为:
.
故答案为:56
13.在中,角所对的边分别为,若,则 .
【答案】
【详解】试题分析:由正弦定理得,即,且,所以,,所以,故应填.
14.已知椭圆的方程为,,为椭圆的左右顶点,为椭圆上不同于.的动点,直线与直线,分别交于,两点,若,则过,,三点的圆必过轴上不同于点的定点,其坐标为 .
【答案】
【分析】利用椭圆的性质首先证明,然后结合题意设出直线方程,由点的坐标确定圆的直径所在的位置,最后由直线垂直的充分必要条件可得点D的坐标.
【详解】首先证明椭圆的一个性质:
椭圆,点是椭圆上关于原点对称的两点,是椭圆上异于上的一个点,则.
证明如下:设,,,
由于点是椭圆上的两点,故,
两式作差可得:,
此时.
故结论成立.
回到本题,由题意可知:,
设直线PA的方程为:,则,
设直线PB的方程为:,则,
故,
故为外接圆的直径,
设所求的点为,
则:,
即,解得:,(舍去).
综上可得:所求点的坐标为:.
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.(13分)文明城市是反映城市整体文明水平的综合性荣誉称号,作为普通市民,既是文明城市的最大受益者,更是文明城市的主要创造者.衢州市某学校为提高学生对文明城市创建的认识,举办了“创建文明城市”知识竞赛,已知所有学生的竞赛成绩均位于区间,从中随机抽取了40名学生的竞赛成绩作为样本,绘制得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求图中的值,并估计这40名学生竞赛成绩的平均数和中位数(同一组中的数据用该组区间的中点值代替);
(2)利用比例分配的分层随机抽样方法,从成绩不低于80分的学生中抽取7人组成创建文明城市知识宣讲团.若从这选定的7人中随机抽取2人,求至少有1人竞赛成绩位于区间的概率.
【答案】(1),平均数74.5,中位数为75;(2).
【分析】(1)利用各小矩形的面积和为1可求,利用组中值可求平均数,利用面积等分可求中位数.
(2)利用列举法及古典概型的概率公式可求概率.
【详解】(1)由于图中所有小矩形的面积之和等于1,
所以,解得.
所以样本中40名学生的竞赛成绩的平均数
.
设这40名学生的竞赛成绩的中位数为,
由于前2组频率之和为0.35,前3组频率之和为0.65,
故中位数落在第3组,于是有,解得.
即这40名学生的竞赛成绩的中位数为75.
(2)由分层随机抽样可知,在区间应抽取5人,
记为a,b,c,d,e,在区间应抽取2人,记为A,B,
从中任取2人的所有可能结果为:,,,,,,,
,,,,,,,,,,,
,,,共21种.
其中至少有一人测试成绩位于区间内有:,,,,,,,,,,,共11种.
所以,至少有一人的测试成绩位于区间内的概率为.
16.(15分)已知数列是各项均为正数的等比数列,前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,为数列的前项和,求.
【答案】(1);(2)
【分析】(1)由,利用等比数列的通项公式,得到,求得,即可求解数列的通项公式;
(2)由(1)可得,利用乘公比错位相减法和等差数列的求和公式,即可求解.
【详解】(1)由题意,因为,
得,即,
设公比为,所以,又,所以.
(2)由(1)可得,
所以
其中 ①
②
①-②得
,
所以.
17.(15分)在四棱锥中,为正三角形,平面平面ABCD,E为AD的中点,,,.
(1)求证:平面平面PAD;
(2)在棱CD上是否存在点M,使得平面PBE?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2)存在,.
【分析】(1)推导出,从而平面ABCD,进而,然后可证得平面PAD,得证平面平面PAD.
(2)在棱CD上假设存在点M,使得平面PBE,由平面ABCD,得要使平面PBE成立,只需成立,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出.
【详解】证明:(1)为正三角形,E为AD的中点,.
平面底面ABCD,平面底面,
平面ABCD.
平面ABCD,
.
,,
.
,面
平面PAD.
平面PCD,
平面平面PAD.
(2)在棱CD上假设存在点M,使得平面PBE.
平面ABCD,.
要使平面PBE成立,只需成立.
以过与平行的直线为轴,为轴,为轴建立如图所示的空间直角坐标系,则,,,,,
设,
,即.
,,.
.
,
由,得,即解得.
故.
18.(17分)已知动圆C的圆心在x轴上,且经过点,动圆C与x轴的另一个交点为A,与y轴的一个交点为B,过点A作x轴的垂线,过点B作y轴的垂线,两条垂线交于点M.
(1)求点M的轨迹方程;
(2)设点M的轨迹为E,曲线E上一点,过点P的直线PS,PT交曲线E于S,T两点,且PS⊥PT,求证:直线ST过定点,并求出定点坐标.
【答案】(1)(2)证明见解析,
【分析】(1)根据建立等式即可求解;
(2)先求出点,再根据题意分别求出和,再由直线的两点式得到直线ST的方程即可求解.
【详解】(1)由题意设,则,,且,得到,即,故M的轨迹方程为.
(2)由(1)知点,直线PS,PT斜率存在且不为0,不妨设直线PS的斜率为k,则直线PS的方程为,联立与,消掉x得到,设点,则,得到,
代入直线方程得到,,
因为PS⊥PT,将点S坐标中的k换成,得到,
则,
直线ST的方程为,化简得到,
所以直线ST过定点.
19.(17分)给出以下三个材料:①若函数可导,我们通常把导函数的导数叫做的二阶导数,记作.类似地,二阶导数的导数叫做三阶导数,记作,三阶导数的导数叫做四阶导数……一般地,阶导数的导数叫做阶导数,记作.②若,定义.③若函数在包含的某个开区间上具有阶的导数,那么对于任一有,我们将称为函数在点处的阶泰勒展开式.例如,在点处的阶泰勒展开式为.根据以上三段材料,完成下面的题目:
(1)求出在点处的阶泰勒展开式,并直接写出在点处的阶泰勒展开式;
(2)比较(1)中与的大小.
(3)证明:.
【答案】(1), ;(2)答案见解析;(3)证明过程见解析.
【分析】(1)根据在点处的阶泰勒展开式的定义可直接求得结果;
(2)令,利用导数可求得在上单调递增,结合可得的正负,由此可得与的大小关系;
(3)令,利用导数可求得,即;①当时,由,,可直接证得不等式成立;②当时,分类讨论,由此可证得不等式成立.
【详解】(1),,,
,,,
,即;
同理可得:;
(2)由(1)知:,,
令,则,
,,
在上单调递增,又,
当时,,单调递减;当时,,单调递增;
,,
在上单调递增,又,
当时,;当时,;
综上所述:当时,;当时,;当时,;
(3)令,则,
,在上单调递增,
又,在上单调递减,在上单调递增,
,即;
在点处的阶泰勒展开式为:,
,当且仅当时取等号,
①当时,由(2)可知,,当且仅当时取等号,所以;
②当时,设,,
,,
当,由(2)可知,所以,
,即有;
当时,,
所以,时,单调递减,从而,即.
综上所述:.
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注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交.
一、单项选择题: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,只有一个选项是正确的.请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上.
1.设集合,则的元素的个数为
A. B. C. D.
2.( )
A. B. C. D.
3.已知向量,若与方向相反,则=( )
A.54 B.8 C. D.
4.已知函数在上满足,则曲线在点处的切线方程为( )
A. B.
C. D.
5.已知在点处的切线的倾斜角为,则( )
A. B. C.2 D.
6.点的直线中,被圆截得的最长弦所在的直线方程为( )
A. B.
C. D.
7.陀螺是中国民间最早的娱乐工具之一,它是一种绕一个支点高速转动的刚体,种类很多,其中有一种金属陀螺(如图),它的形状可以认为是上半部分为圆柱,下半部分为倒置的圆锥;现知尖底长为3,柱体与锥体部分高之比 ,底周长为,则陀螺的表面积为( )
A. B. C. D.
8.已知,分别是双曲线的左、右焦点,过的直线与圆相切且分别交双曲线的左、右两支于、两点,若,则双曲线的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题:本大题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分. 在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求. 全部选对得 6 分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9.在下列关于概率的命题中,正确的有( )
A.若事件A,B满足,则A,B为对立事件
B.若事件A与B是互斥事件,则A与也是互斥事件
C.若事件A与B是相互独立事件,则A与也是相互独立事件
D.若事件A,B满足,,,则A,B相互独立
10.已知函数,则下列说法正确的是( )
A.若函数的最小正周期为,则其图象关于直线对称
B.若函数的最小正周期为,则其图象关于点对称
C.若函数在区间上单调递增,则的最大值为2
D.若函数在有且仅有5个零点,则的取值范围是
11.已知函数,则下列说法正确的有( )
A.若,则的值域为
B.若,则过原点有且仅有一条直线与曲线相切
C.存在,使得有三个零点
D.若,则的取值范围为
三、填空题:本大题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分.
12.用1、2、3、4、5组成没有重复数字的五位数,若满足的五位数有个,则在的展开式中,的系数是 .(用数字作答)
13.在中,角所对的边分别为,若,则 .
14.已知椭圆的方程为,,为椭圆的左右顶点,为椭圆上不同于.的动点,直线与直线,分别交于,两点,若,则过,,三点的圆必过轴上不同于点的定点,其坐标为 .
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.(13分)文明城市是反映城市整体文明水平的综合性荣誉称号,作为普通市民,既是文明城市的最大受益者,更是文明城市的主要创造者.衢州市某学校为提高学生对文明城市创建的认识,举办了“创建文明城市”知识竞赛,已知所有学生的竞赛成绩均位于区间,从中随机抽取了40名学生的竞赛成绩作为样本,绘制得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求图中的值,并估计这40名学生竞赛成绩的平均数和中位数(同一组中的数据用该组区间的中点值代替);
(2)利用比例分配的分层随机抽样方法,从成绩不低于80分的学生中抽取7人组成创建文明城市知识宣讲团.若从这选定的7人中随机抽取2人,求至少有1人竞赛成绩位于区间的概率.
16.(15分)已知数列是各项均为正数的等比数列,前项和为,,.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,为数列的前项和,求.
17.(15分)在四棱锥中,为正三角形,平面平面ABCD,E为AD的中点,,,.
(1)求证:平面平面PAD;
(2)在棱CD上是否存在点M,使得平面PBE?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
18.(17分)已知动圆C的圆心在x轴上,且经过点,动圆C与x轴的另一个交点为A,与y轴的一个交点为B,过点A作x轴的垂线,过点B作y轴的垂线,两条垂线交于点M.
(1)求点M的轨迹方程;
(2)设点M的轨迹为E,曲线E上一点,过点P的直线PS,PT交曲线E于S,T两点,且PS⊥PT,求证:直线ST过定点,并求出定点坐标.
19.(17分)给出以下三个材料:①若函数可导,我们通常把导函数的导数叫做的二阶导数,记作.类似地,二阶导数的导数叫做三阶导数,记作,三阶导数的导数叫做四阶导数……一般地,阶导数的导数叫做阶导数,记作.②若,定义.③若函数在包含的某个开区间上具有阶的导数,那么对于任一有,我们将称为函数在点处的阶泰勒展开式.例如,在点处的阶泰勒展开式为.根据以上三段材料,完成下面的题目:
(1)求出在点处的阶泰勒展开式,并直接写出在点处的阶泰勒展开式;
(2)比较(1)中与的大小.
(3)证明:.
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