内容正文:
高三数学试题
考试时间120分钟,满分150分
注意事项:
1.答题前,考生务必在答题卡上将自己的学校、姓名、班级、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“条形码粘贴处”.
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答,超出答题区域答题的答案无效;在草稿纸上、试卷上答题无效.
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回.
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. 已知命题,,命题,,则( )
A. p和q都是真命题 B. 和q都是真命题
C. p和都是真命题 D. 和都是真命题
2. 已知向量与向量共线,,,且向量与向量的夹角为锐角,则向量( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,在空间四边形ABCD中,点E,F分别为边AB,AD上的点,且,又点H,G分别为BC,CD的中点,则( )
A. 平面EFGH,且四边形EFGH是矩形
B. 平面BCD,且四边形EFGH是梯形
C. 平面ABD,且四边形EFGH是菱形
D. 平面ADC,且四边形EFGH是平行四边形
4. 若点在曲线上,曲线在处的切线的倾斜角为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
5. 已知复数,复数满足,则( )
A.
B. 复数在复平面内所对应的点的坐标是
C.
D. 复数在复平面内所对应的点为,则
6. 用数字,,,,,组成的有重复数字的三位数且是偶数的个数为( )
A. B. C. D.
7. 设,为正整数,,,,,…,,…,已知,则的值为( )
A. 1806 B. 2005 C. 3612 D. 4100
8. 已知角是锐角,角是第四象限角,且,,,则下列结论不正确的是( )
A. B.
C. D.
二、选择题:本题共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;全部选对的得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知随机变量满足:,则( )
A. B.
C. D.
10. 下列函数中最小值为4的是( )
A. B.
C. D.
11. 在2024年巴黎奥运会艺术体操项目集体全能决赛中,中国队以69.800分的成绩夺得金牌,这是中国艺术体操队在奥运会上获得的第一枚金牌.艺术体操的绳操和带操可以舞出类似四角花瓣的图案,它可看作由抛物线绕其顶点分别逆时针旋转、、后所得三条曲线与C围成的(如图阴影区域),A,B为C与其中两条曲线的交点,若,则( )
A. 开口向上的抛物线的方程为 B.
C. 直线截第一象限花瓣的弦长最大值为 D. 阴影区域的面积大于4
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 表示不小于x的最小整数,例如,.已知等差数列的前n项和为,且,.记,则数列的前10项的和______.
13. 在中,点在边上,,则的外接圆的半径为______.
14. 中国古代数学名著《九章算术》中记载:“刍甍(chú méng)者,下有袤有广,而上有袤无广,刍,草也.甍,屋盖也.”其释义为:刍甍,底面有长有宽的矩形,顶部只有长没有宽为一条棱的五面体.刍甍字面意思为茅屋屋顶.如图所示,现有刍甍,所有顶点都在球O的球面上,球心O在矩形所在的平面内,,,该刍甍的体积最大时,________,体积的最大值为_________.
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. 算盘是我国古代一项伟大的发明,是一类重要的计算工具.如图,算盘多为木制,内嵌有九至十五根直杆(简称档),自右向左分别表示个位、十位、百位、……,梁上面一粒珠子(简称上珠)代表5,梁下面一粒珠子(简称下珠)代表1,五粒下珠的大小等于同组一粒上珠的大小.例如,个位拨动一粒上珠、十位拨动一粒下珠至梁上,表示数字15.现将算盘的个位、十位、百位分别随机拨动一粒珠子至梁上,设事件“表示的三位数能被5整除”,“表示的三位数能被3整除”.
(1)求事件A,B的概率.
(2)求事件、的概率.
16. 如图,在三棱锥中,,,点是的中点.
(1)求绕旋转一周形成的几何体的体积;
(2)点在棱上,且,求直线与平面所成角的大小.
17. 已知函数.
(1)若不等式的解集为,求的取值范围;
(2)当时,解不等式;
(3)对任意的,不等式恒成立,求的取值范围.
18. 如图,已知点列与满足,且,其中,.
(1)求;
(2)求与的关系式;
(3)证明:.
19. 通过研究,已知对任意平面向量,把绕其起点A沿逆时针方向旋转角得到向量,叫做把点B绕点A逆时针方向旋转角得到点P,
(1)已知平面内点,点,把点B绕点A逆时针旋转得到点P,求点P的坐标:
(2)已知二次方程的图像是由平面直角坐标系下某标准椭圆绕原点O逆时针旋转所得的斜椭圆C,
(i)求斜椭圆C的离心率;
(ⅱ)过点作与两坐标轴都不平行的直线交斜椭圆C于点M、N,过原点O作直线与直线垂直,直线交斜椭圆C于点G、H,判断是否为定值,若是,请求出定值,若不是,请说明理由.
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高三数学试题
考试时间120分钟,满分150分
注意事项:
1.答题前,考生务必在答题卡上将自己的学校、姓名、班级、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“条形码粘贴处”.
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答,超出答题区域答题的答案无效;在草稿纸上、试卷上答题无效.
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回.
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. 已知命题,,命题,,则( )
A. p和q都是真命题 B. 和q都是真命题
C. p和都是真命题 D. 和都是真命题
【答案】A
【解析】
【分析】依次判断两个命题的真假,即可求解.
【详解】对于命题,当时,,
当时,,所以命题是真命题;
对于命题,当时,,所以命题是真命题;
故选:A.
2. 已知向量与向量共线,,,且向量与向量的夹角为锐角,则向量( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,根据模长公式以及数量积的坐标运算求解即可.
【详解】由题意可知:向量与向量共线,,可设,
因为,解得,
又因为向量与向量的夹角为锐角,
则,解得,
综上所述:,.
故选:C.
3. 如图所示,在空间四边形ABCD中,点E,F分别为边AB,AD上的点,且,又点H,G分别为BC,CD的中点,则( )
A. 平面EFGH,且四边形EFGH是矩形
B. 平面BCD,且四边形EFGH是梯形
C. 平面ABD,且四边形EFGH是菱形
D. 平面ADC,且四边形EFGH是平行四边形
【答案】B
【解析】
【分析】先应用线面平行判定定理证明线面平行,再结合边长关系得出四边形为梯形即可判断选择.
【详解】由知,,且.
又平面,平面,平面.
又点H,G分别为BC,CD的中点,且,
且,四边形是梯形.
故选:B.
4. 若点在曲线上,曲线在处的切线的倾斜角为,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先设切点坐标,然后求导计算切点斜率,得到斜率范围,最后得到倾斜角的范围即可.
【详解】设,由函数,得,
所以过点的切线斜率,
根据二次函数的图像性质,可得,
又,即,
又,所以得的取值范围是.
故选:C
5. 已知复数,复数满足,则( )
A.
B. 复数在复平面内所对应的点的坐标是
C.
D. 复数在复平面内所对应的点为,则
【答案】C
【解析】
【分析】根据共轭复数的概念求,结合复数的乘法公式求,根据复数的模的公式求,判断A,根据复数的几何意义求复数在复平面内所对应的点的坐标,判断B,根据复数的模的几何意义确定复数所对应的点的轨迹,由此判断C,结合复数的模的公式,由条件求点的轨迹方程,判断D.
【详解】因为,所以,
所以,又,A错误;
对应的点的坐标为,B错误;
由知对应的点在以对应点为圆心,2为半径的圆上,
又,因此,C正确;
对应的点的坐标为,因此,D错误,
故选:C.
6. 用数字,,,,,组成的有重复数字的三位数且是偶数的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】组成有重复数字的三位数,且是偶数,按个位是和不是进行分类; 个位不是时要注意选中的数有和不是情况求解.
【详解】由题意可知,这三位数是偶数,则说明其个位数为偶数,即0,2,4,有3种选择,
而由于这是一个三位数,所以百位数不能是0,有5种选择,因为存在重复数字,由此分类讨论:
①当个位数为0时,则百位数有5种选择,十位数有两种情况,
与百位数一样,只有一种选择,
与个位数一样,也只有一种选择;
②当个位数为2时,
如果百位数为2,则十位数有6种选择,
如果百位数不为2,则百位数有4种选择,此时十位数可以与百位数或个位数相同,有2种选择:
当个位数为4时,
如果百位数为4,则十位数有6种选择,
如果百位数不为4,则百位数有4种选择,十位数可以与百位数或个位数相同,有2种选择
综上所述,.
故选:B.
7. 设,为正整数,,,,,…,,…,已知,则的值为( )
A. 1806 B. 2005 C. 3612 D. 4100
【答案】A
【解析】
【分析】根据已知条件化简归纳通项公式即可求参.
【详解】,
,
,
依此类推得出,
所以,
所以.
故选:A.
8. 已知角是锐角,角是第四象限角,且,,,则下列结论不正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用同角三角函数的基本关系求出所有三角函数值,利用两角和的余弦公式判断A;利用两角和的正弦公式判断B;利用二倍角公式结合两角和的正切公式判断C;利用同角三角函数的基本关系结合给定条件判断D即可.
【详解】因为,所以,因为角是锐角,角是第四象限角,
,因为,
解得,.
因为,所以,解得,
因为,所以,解得,
由两角和的余弦公式得,故A正确,
由两角和的正弦公式得,故B正确,
因为,,所以,故D正确,
由二倍角公式得,
由两角和的正切公式得,故C错误.
故选:C
二、选择题:本题共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;全部选对的得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知随机变量满足:,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据二项分布的期望公式和方差公式列方程求出,然后根据期望性质和方差性质依次判断即可.
【详解】对A,因为,所以,
解得,故A错误;
对B,由上知,故B正确;
对C,,故C正确;
对D,,故D正确.
故选:BCD.
10. 下列函数中最小值为4的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】对于A:举反例说明即可;对于BCD:利用基本不等式运算求解即可.
【详解】对于选项A:例如,则,可得,
所以的最小值不为4,故A错误;
对于选项B:因为,
则,当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为4,故B正确;
对于选项C:因为,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为4,故C正确;
对于选项D:因为,且,
则,
当且仅当,即时,等号成立,
所以的最小值为4,故D正确;
故选:BCD.
11. 在2024年巴黎奥运会艺术体操项目集体全能决赛中,中国队以69.800分的成绩夺得金牌,这是中国艺术体操队在奥运会上获得的第一枚金牌.艺术体操的绳操和带操可以舞出类似四角花瓣的图案,它可看作由抛物线绕其顶点分别逆时针旋转、、后所得三条曲线与C围成的(如图阴影区域),A,B为C与其中两条曲线的交点,若,则( )
A. 开口向上的抛物线的方程为 B.
C. 直线截第一象限花瓣的弦长最大值为 D. 阴影区域的面积大于4
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A,利用旋转前后抛物线焦点和对称轴变化,即可确定抛物线方程;
对于B,联立抛物线方程,求出点的坐标,即得;
对于C,将直点线与抛物线方程联立求出的坐标,由两点间距离公式求得弦长,利用换元和函数的图象即可求得弦长最大值;
对于D,利用以直线近似取代曲线的思想求出三角形面积,即可对阴影部分面积大小进行判断.
【详解】由题意,开口向右的抛物线方程为,顶点在原点,焦点为,
将其逆时针旋转后得到的抛物线开口向上,焦点为,则其方程为,即,故A正确;
对于B,根据A项分析,由可解得,或,即,代入可得,
由图象对称性,可得,故,即B正确;
对于C,
如图,设直线与第一象限花瓣分别交于点,
由解得,由解得,,
即得,
则弦长为:,
由图知,直线经过点时取最大值4,经过点时取最小值0,
即在第一象限部分满足,不妨设,则,且,
代入得,,()
由此函数的图象知,当时,取得最大值为,即C错误;
对于D,根据对称性,每个象限的花瓣形状大小相同,故可以先求部分面积的近似值.
如图,
在抛物线上取一点,使过点的切线与直线平行,
由可得切点坐标为,因,则点到直线的距离为,
于是,由图知,半个花瓣的面积必大于,
故原图中的阴影部分面积必大于,故D正确.
故选:ABD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 表示不小于x的最小整数,例如,.已知等差数列的前n项和为,且,.记,则数列的前10项的和______.
【答案】
【解析】
【分析】先求出数列的通项公式,再求数列的前10项的和.
【详解】由,可得,解得,
又,得,解得,
所以数列的公差为,,
又,
,同理,,,,,
所以数列的前10项的和为.
故答案为:.
13. 在中,点在边上,,则的外接圆的半径为______.
【答案】
【解析】
【分析】设,则由题以及正弦定理形式的面积公式结合可得,进而可求出,再由即可得解.
【详解】设,则,
由,得,
即,
又,所以,即,
又,所以,所以,则,
所以,所以,
则外接圆的半径为.
故答案为:.
【点睛】关键点睛:根据已知条件的结构特征可知解决本题的关键是利用即求出.
14. 中国古代数学名著《九章算术》中记载:“刍甍(chú méng)者,下有袤有广,而上有袤无广,刍,草也.甍,屋盖也.”其释义为:刍甍,底面有长有宽的矩形,顶部只有长没有宽为一条棱的五面体.刍甍字面意思为茅屋屋顶.如图所示,现有刍甍,所有顶点都在球O的球面上,球心O在矩形所在的平面内,,,该刍甍的体积最大时,________,体积的最大值为_________.
【答案】 ①. 2 ②.
【解析】
【分析】设,由球的性质可得出,把几何体补形为直三棱柱,利用三棱柱与三棱锥体积的差表示出刍甍的体积,利用导数求最大值即可.
【详解】连接交于点,取中点,连接,补几何体为直三棱柱,如图,
因为顶点都在球O的球面上,球心O在矩形所在的平面内,故球心为的交点,故,
设,则中,(),
设刍甍的体积为,则,
即
,
令,
,
令,则,
当时,,故单调递减,令解得,
所以当时,,即,单调递增,
当时,,即,单调递减,
故当时,,
此时.
故答案为:2;
【点睛】关键点点睛:利用补形的方法,将几何体补形为直三棱柱,根据三棱柱与棱锥的体积差求出刍甍的体积,是解题的关键,同时注意利用导数求函数的最大值也是解题的一个难点,属于难题.
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. 算盘是我国古代一项伟大的发明,是一类重要的计算工具.如图,算盘多为木制,内嵌有九至十五根直杆(简称档),自右向左分别表示个位、十位、百位、……,梁上面一粒珠子(简称上珠)代表5,梁下面一粒珠子(简称下珠)代表1,五粒下珠的大小等于同组一粒上珠的大小.例如,个位拨动一粒上珠、十位拨动一粒下珠至梁上,表示数字15.现将算盘的个位、十位、百位分别随机拨动一粒珠子至梁上,设事件“表示的三位数能被5整除”,“表示的三位数能被3整除”.
(1)求事件A,B的概率.
(2)求事件、的概率.
【答案】(1);
(2);
【解析】
【分析】(1)所有组成的三位数的个数是,由个位数是5的数的个数可求;由被3整除三位数的个数可求;
(2)根据和事件的概率公式和积事件的性质即可得解.
【小问1详解】
只拨动一粒珠子至梁上,因此数字只表示1或5,三位数的个数是,
要使得组成的三位数能被5整除,则只需个位数是5即可,
而这些数中个位数是5的数的个数为,
所以事件发生的概率.
由题意要使得组成的三位数能被3整除,
则只能同时出现3个1或者同时出现3个5,即111和555共两个数,
即组成的三位数能被3整除的数的个数为2个,
所以事件发生的概率.
故,.
【小问2详解】
因为表示,组成的三位数既能被3整除,又能被5整除,
555既能被3整除,又能被5整除,
所以.
因为表示,组成的三位数能被3整除或能被5整除,
所以.
故,.
16. 如图,在三棱锥中,,,点是的中点.
(1)求绕旋转一周形成的几何体的体积;
(2)点在棱上,且,求直线与平面所成角的大小.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由题意可知绕旋转一周形成的几何体为以为底面圆半径,以为高的圆锥,求出体积即可;
(2)建立空间直角坐标系,求出直线与平面所成角的正弦值,再把角用反三角的形式表示出来即可.
【小问1详解】
如图:因为绕旋转一周形成的几何体为以为底面圆半径的圆锥,
由,,
所以,所以,所以,
又因为,点是的中点,
所以,且,
所以, 所以,且,
所以平面,所以绕旋转一周形成的几何体
为以为底面圆半径,以为高的圆锥,
所以.
【小问2详解】
如图:由上可知:平面,又,
,
所以,所以,为等腰直角三角形,
又由点是的中点,所以,
以为坐标原点,以所在直线分别为轴建立空间直角
坐标系, 由,
,,,,
所以,又有,
设平面的一个法向量为,
则即 ,令,则,
所以,设直线与平面所成角为,
所以,
所以.
17. 已知函数.
(1)若不等式的解集为,求的取值范围;
(2)当时,解不等式;
(3)对任意的,不等式恒成立,求的取值范围.
【答案】(1);
(2)当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为.
(3).
【解析】
【分析】(1)对参数进行分类讨论,并结合一元二次函数性质即可求解;
(2)当时,,即,因式分解,对进行讨论,可得解集;
(3)转化为恒成立,分离参数,利用基本不等式求最值求解的取值范围.
【小问1详解】
当时,由,得到,所以,不合题意,
当时,由解集为,得到,解得,
所以实数的取值范围为.
【小问2详解】
当时,,即,
可得,因为,
①当时,即,不等式的解集为;
②当时,,因为,
所以不等式的解集为;
③当时,.又,
所以不等式的解集为,
综上:当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为,
当时,不等式的解集为.
【小问3详解】
由题对任意,不等式恒成立,
即,因为时,恒成立,
可得,设,则,所以,
可得,
因为,当且仅当时取等号.
所以,当且仅当时取等号.
故得m的取值范围.
18. 如图,已知点列与满足,且,其中,.
(1)求;
(2)求与的关系式;
(3)证明:.
【答案】(1)
(2)
(3)
要证等价于证明,
当时,
,
因为,
所以
,
,
.
【解析】
【分析】(1)由垂直向量的坐标表示和模长公式列出方程组,解方程即可得出答案.
(2)根据垂直向量的坐标表示和模长公式列出方程组,解方程即可得出答案.
(3)要证等价于证明,先证明,再由累加法即可证明.
【小问1详解】
因为,,
,,
所以,
得,所以.
【小问2详解】
由,,
①,
又,则②,
将①代入②得:
即.
【小问3详解】
略
【点睛】关键点点睛:本题(3)的关键点在于将题意转化为证明,先由放缩法证明,再由累加法即可证明.
19. 通过研究,已知对任意平面向量,把绕其起点A沿逆时针方向旋转角得到向量,叫做把点B绕点A逆时针方向旋转角得到点P,
(1)已知平面内点,点,把点B绕点A逆时针旋转得到点P,求点P的坐标:
(2)已知二次方程的图像是由平面直角坐标系下某标准椭圆绕原点O逆时针旋转所得的斜椭圆C,
(i)求斜椭圆C的离心率;
(ⅱ)过点作与两坐标轴都不平行的直线交斜椭圆C于点M、N,过原点O作直线与直线垂直,直线交斜椭圆C于点G、H,判断是否为定值,若是,请求出定值,若不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)(i);(ⅱ)是,2
【解析】
【分析】(1)借助所给定义计算即可得;
(2)(i)计算出该斜椭圆的长轴长与焦距,结合离心率定义计算即可得;
(ⅱ)法一:设出直线、,联立斜椭圆方程可得与交点横坐标有关韦达定理,结合弦长公式即可表示出,计算即可得;
法二:将所有点、直线与曲线都绕原点O顺时针旋转后,再设出直线、旋转后方程,联立标准方程可得与交点纵坐标有关韦达定理,结合弦长公式即可表示出,计算即可得.
【小问1详解】
由已知可得,则,
设,则,
所以,,即点P的坐标为;
【小问2详解】
(i)由与交点为和,则,
由与交点为和,
则,所以,;
(ⅱ)法一:设直线:,、,
与斜椭圆联立:,
有,
∵,,
∴
,
设直线:,代入斜椭圆,
有,
∴,∴,
故.
法二:将椭圆顺时针旋转,由①可得椭圆方程为,
点Q旋转后的坐标为,
当直线旋转后斜率不存在时,,,,
当直线旋转后斜率存在时,设直线旋转后为,
旋转后、,
与椭圆方程联立,即,
可得,
,,
,
设直线旋转后为,代入椭圆方程中,
有,,
.
综上所述,.
【点睛】关键点点睛:本题关键点在于对旋转后的方程的理解与运用,最后一问可直接在旋转后的斜椭圆上计算,也可在标准椭圆下计算,其旋转前后的线段长度不变.
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