内容正文:
2025届高三数学学科模拟测试2
时间:120分钟 分值:150分
一、单项选择题: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. 设集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由函数值域求出集合,函数定义域求出集合,由交集定义求得.
【详解】依题意,,
∵,∴,
∴,
所以
故选:C.
2. 已知复数的共轭复数为,则( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
【答案】C
【解析】
【分析】利用复数的除法运算以及共轭复数的定义,再结合乘法运算即可求得结果.
【详解】,
所以,
所以
故选:C
3. 在公差不为的等差数列中,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】依题意可得,再由乘“1”法及基本不等式计算可得.
【详解】,,,显然,
,
当且仅当,即 ,时取等号.
故选:D.
4. 若非零向量,满足,且向量在向量上的投影向量是,则向量与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】运用投影向量的公式,结合数量积运算即可.
【详解】在上投影向量,
,,
则,
由于,,
故选:B.
5. 在复平面内,复数(i为虚数单位)与点对应,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据复数的几何意义得到方程组,然后相加,结合同角三角函数关系式和两角差的余弦公式计算即可.
【详解】,
,,,
故选:C.
6. 已知,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据条件,利用多项式的运算及组合,得,即可求解.
【详解】由题知,
故选:D.
7. 已知椭圆,称点和直线是椭圆的一对极点和极线,每一对极点与极线是一一对应关系当在椭圆外时,其极线 是椭圆从点所引两条切线的切点所确定的直线(即切点弦所在直线)结合阅读材料回答下面的问题:已知是直线上的一个动点,过点向椭圆引两条切线,切点分别为,直线恒过定点 ,当时,直线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据极点极线的定义,写出极点坐标和极线方程,再利用切点弦和弦中点斜率乘积为定值,得直线的方程.
【详解】设,则的直线方程为,,
整理得,
由解得,,定点
,则 为中点,
,即 .
故选:A.
8. 已知一几何体上半部分为圆台 ,下半部分为圆锥 ,其中圆锥 底面的半径为,高为.圆台 的两底面的半径分别为和,高为.该几何体内接于表面积为的球,则圆台 的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】组合体的存在外接球,作出图形,由图形去列出关系式,从而求出半径和高,然后求体积.
【详解】外接球半径,则.
,
设外接球球心,在即
在即
则,
,
故选:D.
二、多项选择题: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,有选错的得0分.
9. 已知,,满足,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】选项A,据基本不等式可得;选项B,进而根据基本不等式可得;选项C,将代入,得,进而可得;选项D,利用基本不等式,进而根据指数的运算可得
【详解】,当且仅当时取等号,故A确;
,
当且仅当时取等号,故B错误;
,
当,时取等号,故C正确;
,
当且仅当时取等号,故D正确,
故选:ACD
10. 把函数的图象向左平移个单位长度,得到的函数图象关于原点对称,则下列说法正确的是( )
A. 的最小正周期为
B. 的图象关于直线对称
C. 在上单调递增
D. 若在区间上存在极大值点和极小值点,则实数的取值范围为
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用辅助角公式化简函数,由已知求出即得解析式,再利用正弦函数的图象性质逐项判断.
【详解】,
由关于原点对称,得,,
而,则,,
对于A,的最小正周期,A正确;
对于BC,由,得,直线是的图象一条对称轴,B正确,C错误;
对于D,由,得,而在上有极大值点又有极小值点,
则,解得,D正确
故选:ABD
11. 投掷一枚质地均匀的硬币,规定抛出正面得2分,抛出反面得1分,记投掷若干次后,得n分的概率为,下列说法正确的是( )
A. B.
C. 当 时, D. 当时,
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据给定条件,利用相互独立事件、互斥事件的概率,逐项分析计算即可得解.
【详解】对于A,第一次投掷出现反面,则,A正确;
对于B,得2分的事件,可以是投掷2次都出现反面,也可以是投掷1次出现正面,
,B错误;
对于C,当 时,得n分的事件,可以在得分后投掷出现反面,
也可以是在得分后投掷出现正面,因此,C正确;
对于D,由选项C知,当时,,则,
因此数列是常数列,,即,
所以当时,,D正确.
故选:ACD
【点睛】关键点点睛:利用概率加法公式及乘法公式求概率,把要求概率的事件分拆成两两互斥事件的和,相互独立事件的积是解题的关键.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 从公比不为1的正项等比数列的前8项中任取三项,则这3项能构成等比数列的概率为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据等比数列的性质,可知任取3项能构成等比数列共有12种取法,根据计数原理,前8项中任取三项,共有种取法,结合古典概型可得答案.
【详解】从公比不为1的正项等比数列的前8项中任取三项,共有种取法,
其中能构成等比数列的有,,,,,,,,,,,,共12种取法,
假设任取三项并能构成等比数列为事件A,所以.
故答案为:.
13. 已知是定义域为的偶函数,的导函数满足,则______.
【答案】3
【解析】
【分析】先根据是偶函数得出的一个等式关系,再对其求导得到的一个等式关系,然后结合推出的周期,最后根据周期求出的值.
【详解】因为是定义域为的偶函数,所以,即.
两边求导,可得:,可得.
因为,所以的图象关于直线 对称,则.
用代替可得.
将代入中,可得 ①.
用代替可得 ②.
由②-①可得:.
所以是周期为的周期函数.
所以.
在中,令,可得.
又因为的图象关于直线 对称,所以.
在中,令,可得,解得,
所以,即.
故答案为:3.
14. 如图,将边长为1的正五边形的各边延长,得到一个正五角星.若点 在正五角星的内部(含边界),则的最小值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】按照PQ所处的位置分类,结合向量数量积的几何意义及图形特征可得 点分别在图中的处时取最小值,利用黄金分割即可求解.
【详解】要使最小,它们夹角必定为钝角或平角,若 在五角星内,
只要延长与边界相交于点,在保持夹角不变情形下,,则,
所以 必定在五角星边界上先考察点位置,根据对称性,分两种情形:
1.点在边上:
①先考虑极端情形:若点与右顶点 重合,
则在上投影向量的模最长且与反向的就是(即 与重合),所以此时最小,
②再考虑一般情形:利用微调法分析,当点在边上由 向 移动时,变小,
且在上投影向量的模也变小为,故变大,不合题意;
2.点在的边上:
①先考虑极端情形:若点与顶点重合,则此时,但注意到在上投影向量的模最长且反向的是,
且根据相交弦定理知:,所以此时
②再考虑一般情形:利用微调法分析,当点在边上由向移动时,变小,而在上投影向量的模会变大,
过作 的垂线,垂足为,则四点共圆,
由相交弦定理知,
所以此时,
如图:在顶角为的等腰三角形,设,
取 ,则,所以,解得,
所以,
综上,当, 分别与顶点重合时,取最小值
由于黄金分割比,而,则,
同理,则,
所以
,
故答案为:
【点睛】关键点点睛:按照PQ所处的位置分类,结合向量数量积的几何意义及图形特征分类求解.
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. 已知的三边 所对的角分别为.
(1)求证:;
(2)若,求 的取值范围.
【答案】(1)由正弦定理得
,
.
(2)
【解析】
【分析】(1)可以采用正弦定理边角互化,再用余弦定理得到,最后结合和角公式和同角三角函数关系式计算即可;
(2)由(1),直接将用 和表示,转变成关于的函数,借助函数单调性求范围即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
,
,令,
由于在上单调递增,
则原函数也是在上单调递增.
,即 的取值范围为.
16. 在四棱锥 中,底面 是等腰梯形, ,面底面.
(1)证明:;
(2)求平面 与平面夹角的余弦值.
【答案】(1) 平面底面 ,
平面平面,
平面平面
又因为平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)利用面面垂直的性质可得 平面再利用线面垂直的性质可得结论.
(2)以 为原点,以 分别为轴,建立空间直角坐标系,求出平面的一个法向量以及平面 的一个法向量,利用空间向量夹角公式求解即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为底面 是等腰梯形, ,
,
,
,
由 (1) 平面
以 为原点,以 分别为轴,建立如图所示的坐标系.
,
设平面的一个法向量,
,
令可得,
而平面 的一个法向量,
设平面 与平面的夹角为
.
17. 若函数与函数的图象在公共点处有相同的切线.
(1)当 时,求函数与在公共点处的切线方程;
(2)求的最小值:
【答案】(1)
(2)1
【解析】
【分析】(1)设切点,求斜率,建立方程组求解即可;
(2) 设切点,求斜率,建立方程组,包含三个未知数,消参,得到关于的关系式,再转化为函数关系式,通过研究函数单调性进而求值域即可.
【小问1详解】
当 时, ,
设为与的一个公共点,
因,
则得,
故切点为且 ,
所以与在公共点处的切线方程为
【小问2详解】
设为与的一个公共点,
因,
则
由②得,即,将其代入①中得,,
即,
令,则,
则当时,在区间单调递增;
当时,在单调递减,
故,又因,故,当且仅当时取“”,
故的最小值为.
【点睛】关键点点睛:本题的主要考点为求曲线的切线方程,在本题中需要注意两点,其一,切勿忽视函数的定义域,导致的范围扩大;其二,多变量问题的处理可通过消参来降元,与此同时,务必重视函数与方程的关系.
18. 在平面直角坐标系xOy中,双曲线,离心率为,点P是上任意一点.抛物线,
(1)求的方程;
(2)过点P作的两条渐近线的平行线,分别与两条渐近线交于两点,求证:平行四边形PAOB的面积为定值;
(3)是的两条切线,是切点,求面积的最小值.
【答案】(1)
(2)
证明:设,不妨设OA为渐近线,OB为渐近线,
直线AP的方程为,
联立方程,解得,所以
同理可得,
所以 由于直线OA的斜率,因此,
所以,
所以平行四边形PAOB的面积为,
因为点P在双曲线C上,所以 ,即,
所以平行四边形PAOB的面积为
(3)
【解析】
【分析】(1)由离心率即可求解;
(2),求得坐标,进而得到再结合面积公式求解即可;
(3)设,,,通过导数求得切线方程,结合韦达定理求得弦长,点到线的距离公式求得高,代入面积公式,进而可求解;
【小问1详解】
解:设双曲线的焦半距为c,则,
又因为离心率为,所以,
代入得,解得,
所以双曲线的方程为
【小问2详解】
略
【小问3详解】
解:设,,,
因为函数的导数为,所以直线PC的方程为,
由于在直线PC上,则,,
同理,
所以,均满足方程,
所以直线CD的方程为,
联立方程,得,
所以,,
则,
又因为P到直线CD的距离,
所以面积,
又因为,
所以,当P为时T取最小值,
所以面积最小值为
【点睛】方法点睛:定值问题常见方法:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
19. 在”五四”来临之际,某学校团委组织以“春风吹,青春启航”为主题的知识竞赛,比赛分初赛和决赛两个阶段,甲、乙两人进入决赛争夺冠军,决赛规则如下:每轮答题获得分,其概率为,获得 分,其概率为.最多进行轮答题,某同学累计得分为分时,比赛结束,该同学获得冠军,另一同学获得亚军.
(1)当进行完轮答题后,甲同学总分为 ,求 的分布列及 ;
(2)若累计得分为的概率为,(初始得分为分, )
①求的表达式().
②求获得亚军的概率.
【答案】(1) 的分布列为:
3
4
5
6
(2)① ;
②获得亚军的概率为
【解析】
【分析】(1)利用二项分布,来求概率即可;
(2)①利用递推思想,也就是要分析累计得分,可能是上一次累计得 分,再得2分,也可能是上一次累计得分,再得1分,然后计算相应的概率即可得到递推关系;
②有了递推关系和首项,就可以用数列中的累加思想求通项,然后求出的值即可表示得冠军的概率,而两人争夺冠亚军是对立事件,所以利用对立事件概率求法即可解决问题.
【小问1详解】
设进行完轮答题时,得分的次数为, .
, ,
随机变量 表示甲同学的总分,其可能取值为,, ,,
,
,
,
所以 的分布列为:
3
4
5
6
【小问2详解】
①当 时,即累计得分为分,是第一轮抢答得分,,则,
累计得分为分的情况分两种:
(i) ,即累计得分为 分,又一轮抢答得 分,其概率为.
(ii) ,即累计得分为分,又一轮抢答得分,其概率为.
则,所以.
所以数列是首项为,公比为的等比数列.
所以.
②由①得,,,,
各式累加得:.
而 ,所以.
所以获得冠军的概率:.
所以获得亚军的概率为:.
【点睛】关键点点睛:关键就是找到相邻两个累计总分之间的关系,然后利用相互独立事件和互斥事件来求它们的相等关系,即,有了这个递推关系,就可以用构造等比数列的思想和累加法思想,来求出通项.
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2025届高三数学学科模拟测试2
时间:120分钟 分值:150分
一、单项选择题: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. 设集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 已知复数的共轭复数为,则( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
3. 在公差不为的等差数列中,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
4. 若非零向量,满足,且向量在向量上的投影向量是,则向量与的夹角为( )
A. B. C. D.
5. 在复平面内,复数(i为虚数单位)与点对应,则( )
A. B. C. D.
6. 已知,则的值为( )
A. B. C. D.
7. 已知椭圆,称点和直线是椭圆 的一对极点和极线,每一对极点与极线是一一对应关系当 在椭圆外时,其极线 是椭圆从点 所引两条切线的切点所确定的直线(即切点弦所在直线)结合阅读材料回答下面的问题:已知 是直线上的一个动点,过点 向椭圆引两条切线,切点分别为,直线 恒过定点,当时,直线 的方程为( )
A. B. C. D.
8. 已知一几何体上半部分为圆台 ,下半部分为圆锥 ,其中圆锥 底面的半径为,高为.圆台 的两底面的半径分别为和,高为.该几何体内接于表面积为的球,则圆台 的体积为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题: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,有选错的得0分.
9. 已知,,满足,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
10. 把函数的图象向左平移个单位长度,得到的函数图象关于原点对称,则下列说法正确的是( )
A. 的最小正周期为
B. 的图象关于直线对称
C. 在上单调递增
D. 若在区间上存在极大值点和极小值点,则实数的取值范围为
11. 投掷一枚质地均匀的硬币,规定抛出正面得2分,抛出反面得1分,记投掷若干次后,得n分的概率为,下列说法正确的是( )
A. B.
C. 当 时, D. 当时,
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 从公比不为1的正项等比数列的前8项中任取三项,则这3项能构成等比数列的概率为______.
13. 已知是定义域为的偶函数,的导函数满足,则______.
14. 如图,将边长为1的正五边形的各边延长,得到一个正五角星.若点 在正五角星的内部(含边界),则的最小值为__________.
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. 已知的三边 所对的角分别为.
(1)求证:;
(2)若,求 的取值范围.
16. 在四棱锥 中,底面是等腰梯形, ,面底面.
(1)证明:;
(2)求平面 与平面夹角的余弦值.
17. 若函数与函数的图象在公共点处有相同的切线.
(1)当 时,求函数与在公共点处的切线方程;
(2)求的最小值:
18. 在平面直角坐标系xOy中,双曲线,离心率为,点P是上任意一点.抛物线,
(1)求的方程;
(2)过点P作的两条渐近线的平行线,分别与两条渐近线交于两点,求证:平行四边形PAOB的面积为定值;
(3)是的两条切线,是切点,求面积的最小值.
19. 在”五四”来临之际,某学校团委组织以“春风吹,青春启航”为主题的知识竞赛,比赛分初赛和决赛两个阶段,甲、乙两人进入决赛争夺冠军,决赛规则如下:每轮答题获得分,其概率为,获得分,其概率为.最多进行轮答题,某同学累计得分为分时,比赛结束,该同学获得冠军,另一同学获得亚军.
(1)当进行完轮答题后,甲同学总分为 ,求 的分布列及 ;
(2)若累计得分为的概率为,(初始得分为分, )
①求的表达式().
②求获得亚军的概率.
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