内容正文:
高三热身练习
数学
命题:高三数学组
本试卷共7页,150分.考试时长120分钟.考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
第一部分(选择题共40分)
一、选择题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用列举法得到集合,然后利用代入法验证其中哪些元素在集合 中,从而得到交集.
【详解】易得,而,
所以,
所以,
故选:D.
2. 在复平面内,复数,对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】D
【解析】
【分析】根据复数运算法则及复数的几何意义即可求解.
【详解】原式=,
对应复平面的点为,在第四象限.
故选:D
3. 的展开式中的系数是( )
A. B. 35 C. 5 D.
【答案】A
【解析】
【分析】先根据二项式定理得到展开式的通项,求出其三次项与四次项的系数,根据多项式乘法运算法则,求得最后的结果.
【详解】展开式的通项是,
所以展开式中的系数是,项的系数是,
所以的展开式中项的系数是,
故选:A.
4. 等差数列的首项为1,公差不为0,若成等比数列,则的前6项和为( )
A. 51 B. 66 C. D. 6
【答案】A
【解析】
【分析】根据给定条件,列式求出公差,进而求出前6项和.
【详解】设等差数列的公差为,由成等比数列,得,
又,解得,所以的前6项和.
故选:A
5. 历史上,在5月27日曾有多次地震记录.例如:2006年5月27日,印尼爪哇发生里氏6.3级地震,2024年5月27日,四川木里县发生里氏5.0级地震,经过科学家的研究发现,地震时释放出来的能量E(单位:焦耳)与地震里氏震级M之间的关系为.印尼爪哇地震所释放出来的能量约是四川木里地震的( )倍.(精确到1.参考数据:)
A. 87 B. 88 C. 89 D. 90
【答案】
【解析】
【分析】设印尼地震的能量 ,震级,四川地震的能量 ,震级,利用对数计算 的值,根据参考数据,利用对数函数的单调性估计得到答案.
【详解】设印尼地震的能量 ,震级,四川地震的能量 ,震级.
因为地震时释放出来的能量E(单位:焦耳)与地震里氏震级M之间的关系为,
所以,
且,
所以,
根据精确度要求精确到1,所以,
故选:C.
6. 在平面直角坐标系xOy中,双曲线的中心在坐标原点,焦点在y轴上,一条渐近线的方程为,则它的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,得到,结合,即可求解.
【详解】因为双曲线的中心在坐标原点,焦点在y轴上,一条渐近线的方程为,
可得,即,所以双曲线的离心率为.
故选:B.
7. 已知直线与圆相交于A,B两点,则|的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】求出直线恒过的定点,由几何法可知当时,最小,用勾股定理求出。
【详解】将l的方程转化为,
令解得,即过定点,
当时,圆心到直线的距离最大值为,
此时取得最小值,根据勾股定理:.
故选:A
8. 在中,“”是“为锐角三角形”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】
【分析】利用和角的余弦公式,充分条件、必要条件的定义判断即得.
【详解】在中,,
因此是钝角,是锐角,没有条件判断都是锐角,则不能确定为锐角三角形;
反之,为锐角三角形,则是锐角,是钝角,成立,
所以“”是“为锐角三角形”的必要不充分条件.
故选:B
9. 已知为等腰直角三角形, 为直角,直角边长为2,点P在三角形所在平面上,向量为单位向量,点D满足,则的最大值为( )
A. 4 B. C. 5 D. 6
【答案】C
【解析】
【分析】建立直角坐标系,设,求出点P的轨迹方程,得,利用数量积求出关于y的函数,求出最值即可
【详解】如图建立直角坐标系,
则,
设,则,即,
所以点P的轨迹是以A为圆心,以1为半径的圆,
又,所以,所以,
所以,
所以,
又点P在上,所以,
所以,
所以的最大值为5,
故选:C
10. 如图,已知两个四棱锥与的公共底面是边长为2的正方形,顶点在底面的同侧.棱锥的高,分别为AB、CD的中点,与交于点E,与交于点F,则四棱锥的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】证明,,进而证明四边形是平行四边形,可得E为线段的中点,分析四棱锥的底和高,可得所求几何体体积.
【详解】
连接,,如图,因为平面ABCD,平面ABCD,
所以,又,所以四边形是矩形,
所以,,
又,分别为AB,CD的中点,所以,,
所以,,所以四边形是平行四边形,
又对角线,所以点E为线段的中点.
连接,交EF于点N,过点作于M,
由题意知,故,
又,,,平面,所以平面,
故,又,, 平面,
所以平面,即是四棱锥的高,
同理可得点F为线段的中点,所以,,
在中,,则,所以,
因为,
所以.
故选:B.
二、填空题共5小题,每小题5分,共25分,在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.
11. 函数的定义域为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据对数的真数大于零和二次根式的被开方数非负,及分式的分母不为零列不等式组可求得结果.
【详解】由题意得,得,
所以函数的定义域为,
故答案为:
12.如图,扇形OAB的半径为1,圆心角为,若P为弧AB上异于A,B的点,且交OB于Q点,当的面积大于时,设,满足上述条件的一个 的取值为_______.
12. 抛物线的准线与圆相切,则p的值为_______.
【答案】4或8
【解析】
【分析】求出抛物线的准线方程,根据圆心到切线的距离等于半径求解即可
【详解】抛物线的准线方程为,
又的圆心,半径为1,
又准线与圆相切,
所以或,
故答案为:4或8
13. 已知函数,若函数有三个零点,则实数m的取值范围为_________.
【答案】
【解析】
【分析】分离变量,转化成与的交点问题,作出的图像,即可得到答案.
【详解】易知为的零点,当时,令,得,
令,可得到,作出的图像,
如下图,依题意,只需与有两个交点即可.
由图可得.
故答案为:
14. 设数列的前n项的和为,若对任意的,都有,则称数列为“超神数列”,下列命题中,正确的有________.
①存在递增数列,使得它是“超神数列”;
②存在周期数列,使得它是“超神数列”;
③存在等差数列,使得它是“超神数列”;
④若为等比数列,对于任意,存在,使得为超神数列.
【答案】①②④
【解析】
【分析】可通过列举数列判断①②,对于③,可分类讨论公差的的3种情况来判断;对于④,设等比数列首项为,公差为,求出,作差后对分奇偶分析即可确定.
【详解】对于①,当时,,,
,即,故①正确;
对于②,当周期数列为,周期为2,对任意的,都有,故②正确;
对于③设等差数列首项为,公差为,则,,
,对任意的恒成立,
当,是开口向上的二次函数,
当 ,故不符合题意;
当时,,不符合题意;
当时,,也不符合题意;
综上,不存在等差数列,使得它是“超神数列”,故③错误;
对于④,设等比数列首项为,公差为,,
,
当为奇数时,,则,要使,
所以就符合题意;
当为偶数时,,
,
又,,所以,即,
综上,当,对于任意,存在,使得为超神数列,故④正确.
故答案为:①②④
三、解答题共6小题,共85分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.
15. 在四棱锥中,四边形为边长为4的正方形, .从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择两个作为已知.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面所成角的余弦值.
条件①,平面平面;
条件②: ;
条件③,.
【答案】(1)
选择①②,
因为为正方形,所以,
由①知,平面平面,平面,
平面平面=,,
所以 平面 ,又 平面 ,所以,
由②知, , , ,所以,
又在平面内相交于点A,所以平面,
选择①③,
因为为正方形,所以,
由①知,平面平面,平面,
平面平面=,,
所以 平面 ,又 平面 ,所以,
由③知,,又为正方形,所以,
所以,所以,
所以,,
又在平面内相较于点A,所以平面,
选择②③,
由②知, , , ,所以,
由③知,,又为正方形,所以,
所以,所以,
所以,,
又在平面内相较于点A,所以平面
(2)
【解析】
【分析】(1)选择①②,根据面面垂直的性质可得,勾股定理可得,然后根据线面垂直的判定即可证明;选择①③,根据面面垂直的性质可得,根据三角形全等得,然后根据线面垂直的判定即可证明;选择②③,勾股定理可得,根据三角形全等得,然后根据线面垂直的判定即可证明;
(2)以A为原点建立空间直角坐标系,,利用向量法求解即可
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)知,平面,
又为正方形,所以,
如图,以A为原点建立空间直角坐标系,
则,,
设平面的法向量为,
则,
令 ,则,所以,
设平面的法向量为,
则,
令,则。
所以,
设平面与平面所成角为,
所以,
所以平面与平面所成角的余弦值为.
16. 已知函数.
(1)若,求的值;
(2)若在一个周期内的部分取值如下表,:
x
0
m
求的解析式及单调增区间.
【答案】(1);
(2),.
【解析】
【分析】(1)代入求出的值.
(2)利用表格中数据求出对称轴及可能对称中心,进而求出,再利用正弦函数单调性求出增区间.
【小问1详解】
由,得,而,
所以.
【小问2详解】
函数,
由表格中数据知,是函数图象的对称轴,对称中心可能为或,
又所给取值在函数的一个周期内,则周期,,
则或,解得或,
则或,而,因此,,
由,得,又,则,
所以的解析式是;
由,得,
所以的单调递增区间是.
17. 自动驾驶是依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作,让自动驾驶系统可以在没有人类主动的操作下,自动安全地操作机动车辆的技术,其安全性备受人们的关注.2015年起,美国加州机动车管理局要求获得自动驾驶道路测试资质的公司每年1月1日之前上交一份自动驾驶年度报告,总结道路测试总里程数,以及过程中所经历的所有自动驾驶脱离事件,脱离事件是指在自动驾驶系统遇到无法处理的情况时,由驾驶员人工干预的事件.每次脱离平均行驶里程(MPD值,Miles per Disengagement),代表自动驾驶汽车每行驶多少里程才需要人工干预一次,它由一家公司报告的总里程数除以总脱离次数得到,这是衡量一辆自动驾驶汽车“驾驶水平”的重要指标之一.从《加州2023年自动驾驶脱离报告》中选取了9家公司的数据.
公司
所属国家
测试总里程(英里)
脱离次数
MPD值
百度
中国
108300
6
18050
谷歌Waymo
美国
1454137
110
13219
通用Cruise
美国
831040
68
12221
比亚迪
中国
32054
3
10684
小马智行
中国
174845
27
6475
Nuro
美国
68762
34
2022
Zoox
美国
67015
42
1595
小米
中国
12272
8
1534
苹果
美国
7544
64
117
(1)从表中随机抽取一家中国公司和一家美国公司,求抽到的中国公司比抽到的美国公司MDP值高的概率;
(2)从表中的9家公司随机抽取3家,求至少有2家MPD值大于10000的概率;
(3)有人认为根据《加州2023年自动驾驶脱离报告》的数据,可以说明百度公司的自动驾驶技术已经全面超越谷歌公司.你是否同意此观点?并说明你的理由.
【答案】(1)
(2)
(3)不同意此观点.
理由如下:
①虽然百度公式的MPD值为18050,高于谷歌Waymo的13219,但是百度公司的测试总里程108300远小于谷歌Waymo的1454137,样本比较小,测试值与实际值偏差较大的可能性更大,所以不能确定.
②虽然百度公式的MPD值为18050,高于谷歌Waymo的13219,但是MPD值只是衡量自动驾驶汽车“驾驶水平”的重要指标之一,不能说明百度公司的自动驾驶技术在其他方面也超越了谷歌公司.
【解析】
【分析】(1)由古典概型概率计算公式分析即可求解;
(2)由互斥加法概率公式、古典概型概率计算公式以及组合数的计算即可求解.
(3)不能单方面从MPD值来说明百度公司的自动驾驶技术超越谷歌公司,事实上百度公司的测试总里程108300远小于谷歌Waymo的1454137,具体说明只需言之有理即可.
【小问1详解】
因为表中有4家中国公司,5家美国公司,随机抽取一家中国公司和一家美国公司共 种情况.
表中所有的美国公司中,MDP值比百度低的有5家,比AutoX和小马智行低的有3家,比小米低的有1家,
所以抽到的中国公司比抽到的美国公司MDP值高的情况共有 种
故抽到的中国公司比抽到的美国公司MDP值高的概率为.
【小问2详解】
设“从表中的9家公司随机抽取3家,至少有2家MPD值大于10000”为事件A,
表中的9家公司中有4家MPD值大于10000.
设“恰有2家公司MPD值大于10000”为事件B,“恰有3家公司MPD值大于10000”为事件C,
则 ,且B,C互斥
所以
【小问3详解】
我不同意此观点,理由略
18. 已知.
(1)当 时,求函数的极值点和极值;
(2)时,求函数在上的最小值;
(3)若不等式的解集非空,求a取值范围.
【答案】(1)极大值点,极大值,无极小值点和极小值;
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)求出导函数,得出单调性,进而求出极值和极值点情况;
(2)求出,根据的值域确定出的正负性,进而得出单调性即可求最值;
(3)将问题转化为使得成立,求的最小值即可.
【小问1详解】
的定义域为,
当 时,,,
由 得; 得;
则在上单调递增,在上单调递减,
则的极大值点为,极大值为,无极小值点和极小值;
【小问2详解】
因,
令,则在上恒成立,
故在上单调递减,则,
因,则,,
则存在使得,
故时, ;时, ;
故在上单调递增,在上单调递减,
又,,则,
故函数在上的最小值为.
【小问3详解】
由题意可知,使得成立,
即使得成立,
又,则,即,
故a的取值范围为.
19. 椭圆的左、右焦点分别为,点P为椭圆E上动点.当P点在长轴端点时, ;当P点在短轴端点时,.过作直线的垂线,过作直线的垂线,直线的交点为Q.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)若四边形为平行四边形,求平行四边形的面积;
(3)若点P在第一象限,点Q在椭圆E上,求点P坐标.
【答案】(1)
(2)2 (3)
【解析】
【分析】(1)利用题设条件列出的方程组,求解即得椭圆方程;
(2)由条件推得为矩形,设,利用椭圆的定义得,再由勾股定理得,联立求出,从而可求的平行四边形的面积;
(3)设 ,则,依题意求出的方程,联立求得点的坐标,由点Q在椭圆E上,解方程即可求得点P坐标.
【小问1详解】
由题意,当P点在长轴端点时,取,则 ①,
当P点在短轴端点时,取,则 ②,
由②得 ,故代入①,可得 ,,
故椭圆E的标准方程为.
【小问2详解】
如图1,若四边形为平行四边形,又,则,即为矩形,
设,则,又,则,
于是,故平行四边形的面积为.
【小问3详解】
如图2,设 ,则,且,
因且,故,则;
因,则因,故,则.
由联立解得:,
因点Q在椭圆E上,则得,将代入化简得:,
解得,,即点P坐标为.
20. 设和M均为正整数,是两两不同的M元集合组成的集合序列,若存在,使得,就称Q中存在“三叶草”,并称为Q中的一片三叶草.
(1)若 ,分别直接判断以下集合序列中是否存在三叶草,存在的请写出一片相应的三叶草:
,
;
(2)若满足,其中, ,证明:Q中不存在三叶草;
(3)若 ,其中 ,证明:Q中一定存在三叶草.
【答案】(1)存在三叶草,;不存在三叶草.
(2)
证明:给定 ,其中: , , , ;
每个 可以看作一个四维向量,每个维度有固定的取值.
我们需要证明不存在三个集合 使得它们两两的交集相同,
假设存在三叶草,则需要满足 意味着:
和 在相同维度上取值相同;
和 在相同维度上取值相同;
和 在相同维度上取值相同;
这意味着 在所有维度上的相同性必须一致,
换句话说,对于每个维度,要么三个集合在该维度的取值都相同,要么两两不同;
由于每个维度只有 2 种取值,三个集合在某个维度上的取值只能是:全部相同(如 );
或者两两不同(如 ),但这是不可能的,因为每个维度只有 2 种取值;
因此,三个集合在每个维度上的取值必须相同,
这意味着 ,但题目要求集合两两不同,矛盾.
因此,不存在三叶草.
(3)
证明:固定一个集合,考虑其他集合与的交集,
的子集有 种可能,因此 有 种可能;
对于每个,定义 ,
下面介绍一下鸽巢原理,又叫抽屉原理,
它指的是一个简单事实,如果鸽子的数量比巢穴的数量多,那么至少要有1个鸽巢被两只或多只鸽子占据,
即若有个鸽巢,个鸽子,则至少有1个巢内有至少2个鸽子,
至少数公式:当鸽子数不能被鸽巢数整除时,至少有一个鸽巢中会有(商+1)个鸽子,
另外,规定当,为整数时, ,当 时, ,
其中 ,由鸽巢原理(相当于只鸽子飞回个巢),
可知存在至少 个 使得 相同,
当 时,由是两两不同的一元集合组成的集合序列,
可得 ,所以存在三叶草.
当 时,至少存在2个 使得 相同,假设为,
则,同理
对于集合也是如此,即,
对于集合也是如此,即,
对于集合也是如此,即,
找到三个集合 满足 .
当 时, 中一定存在三叶草.
【解析】
【分析】(1)先找到有共同元素的三个集合,再验证即可得到答案.
(2)每个 可以看作一个四维向量,每个维度有固定的取值,然后再研究存在三叶草时,各个维度的坐标需满足的条件,然后用反证法证明.
(3)需要证明当集合数量足够大时,必然存在三叶草,这里可以用鸽巢原理和集合的对称性来证明.
【小问1详解】
对于,检查是否存在三个集合使得两两交集相等;
选取三个集合,,,发现交集分别为,,,不满足.
再尝试其他组合,第1,2,5个集合,,,
它们的交集均为,因此存在三叶草.
对于,由于每个元素仅出现在两个集合中,无法找到三个集合共享同一元素,故不存在三叶草.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
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高三热身练习
数学
命题:高三数学组
本试卷共7页,150分.考试时长120分钟.考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
第一部分(选择题共40分)
一、选择题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
2. 在复平面内,复数,对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
3. 的展开式中的系数是( )
A. B. 35 C. 5 D.
4. 等差数列的首项为1,公差不为0,若成等比数列,则的前6项和为( )
A. 51 B. 66 C. D. 6
5. 历史上,在5月27日曾有多次地震记录.例如:2006年5月27日,印尼爪哇发生里氏6.3级地震,2024年5月27日,四川木里县发生里氏5.0级地震,经过科学家的研究发现,地震时释放出来的能量E(单位:焦耳)与地震里氏震级M之间的关系为.印尼爪哇地震所释放出来的能量约是四川木里地震的( )倍.(精确到1.参考数据:)
A. 87 B. 88 C. 89 D. 90
6. 在平面直角坐标系xOy中,双曲线的中心在坐标原点,焦点在y轴上,一条渐近线的方程为,则它的离心率为( )
A. B. C. D.
7. 已知直线与圆相交于A,B两点,则|的最小值为( )
A. B. C. D.
8. 在中,“”是“为锐角三角形”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
9. 已知为等腰直角三角形, 为直角,直角边长为2,点P在三角形所在平面上,向量为单位向量,点D满足,则的最大值为( )
A. 4 B. C. 5 D. 6
10. 如图,已知两个四棱锥与的公共底面是边长为2的正方形,顶点在底面的同侧.棱锥的高,分别为AB、CD的中点,与交于点E,与交于点F,则四棱锥的体积为( )
A. B. C. D.
二、填空题共5小题,每小题5分,共25分,在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.
11. 函数的定义域为______.
12.如图,扇形OAB的半径为1,圆心角为,若P为弧AB上异于A,B的点,且交OB于Q点,当的面积大于时,设,满足上述条件的一个 的取值为_______.
12. 抛物线的准线与圆相切,则p的值为_______.
13. 已知函数,若函数有三个零点,则实数m的取值范围为_________.
14. 设数列的前n项的和为,若对任意的,都有,则称数列为“超神数列”,下列命题中,正确的有________.
①存在递增数列,使得它是“超神数列”;
②存在周期数列,使得它是“超神数列”;
③存在等差数列,使得它是“超神数列”;
④若为等比数列,对于任意,存在,使得为超神数列.
三、解答题共6小题,共85分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.
15. 在四棱锥中,四边形为边长为4的正方形, .从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择两个作为已知.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面所成角的余弦值.
条件①,平面平面;
条件②: ;
条件③,.
16. 已知函数.
(1)若,求的值;
(2)若在一个周期内的部分取值如下表,:
x
0
m
求的解析式及单调增区间.
17. 自动驾驶是依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作,让自动驾驶系统可以在没有人类主动的操作下,自动安全地操作机动车辆的技术,其安全性备受人们的关注.2015年起,美国加州机动车管理局要求获得自动驾驶道路测试资质的公司每年1月1日之前上交一份自动驾驶年度报告,总结道路测试总里程数,以及过程中所经历的所有自动驾驶脱离事件,脱离事件是指在自动驾驶系统遇到无法处理的情况时,由驾驶员人工干预的事件.每次脱离平均行驶里程(MPD值,Miles per Disengagement),代表自动驾驶汽车每行驶多少里程才需要人工干预一次,它由一家公司报告的总里程数除以总脱离次数得到,这是衡量一辆自动驾驶汽车“驾驶水平”的重要指标之一.从《加州2023年自动驾驶脱离报告》中选取了9家公司的数据.
公司
所属国家
测试总里程(英里)
脱离次数
MPD值
百度
中国
108300
6
18050
谷歌Waymo
美国
1454137
110
13219
通用Cruise
美国
831040
68
12221
比亚迪
中国
32054
3
10684
小马智行
中国
174845
27
6475
Nuro
美国
68762
34
2022
Zoox
美国
67015
42
1595
小米
中国
12272
8
1534
苹果
美国
7544
64
117
(1)从表中随机抽取一家中国公司和一家美国公司,求抽到的中国公司比抽到的美国公司MDP值高的概率;
(2)从表中的9家公司随机抽取3家,求至少有2家MPD值大于10000的概率;
(3)有人认为根据《加州2023年自动驾驶脱离报告》的数据,可以说明百度公司的自动驾驶技术已经全面超越谷歌公司.你是否同意此观点?并说明你的理由.
18. 已知.
(1)当时,求函数的极值点和极值;
(2)时,求函数在上的最小值;
(3)若不等式的解集非空,求a取值范围.
19. 椭圆的左、右焦点分别为,点P为椭圆E上动点.当P点在长轴端点时, ;当P点在短轴端点时,.过作直线的垂线,过作直线的垂线,直线的交点为Q.
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)若四边形为平行四边形,求平行四边形的面积;
(3)若点P在第一象限,点Q在椭圆E上,求点P坐标.
20. 设和M均为正整数,是两两不同的M元集合组成的集合序列,若存在,使得,就称Q中存在“三叶草”,并称为Q中的一片三叶草.
(1)若 ,分别直接判断以下集合序列中是否存在三叶草,存在的请写出一片相应的三叶草:
,
;
(2)若满足,其中, ,证明:Q中不存在三叶草;
(3)若 ,其中 ,证明:Q中一定存在三叶草.
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