内容正文:
四川省广元中学2025-2026学年度高2023级高三上人学数学试题
考试时间:120分钟 满分:150分
一.单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 设集合,则,则等于( )
A. B.
C. D.
2. 复数的虚部为( )
A. B. 2 C. 11 D.
3. 函数的图像大致为 ( )
A. B.
C. D.
4. 已知为单位向量,且,则向量与的夹角为( )
A. B. C. D.
5. 双曲线C:的 一条渐近线的倾斜角为130°,则C的离心率为
A. 2sin40° B. 2cos40° C. D.
6. 用数字1,2,3,4,5组成的无重复数字的四位偶数的个数为 ( )
A. 8 B. 24 C. 48 D. 120
7. 已知等差数列的公差,记该数列的前项和为,则的最大值为( )
A. 66 B. 72 C. 132 D. 198
8. 已知定义在上的连续函数的导函数为,则下列说法错误的是( )
A. 若关于中心对称,则关于对称
B. 若关于对称,则有对称中心
C. 若为周期函数,则为周期函数
D. 若为奇函数,为偶函数,则周期为
二.多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
9. 已知函数在处取得最小值,与此最小值点最近的图象的一个对称中心为,则下列结论正确的是( )
A. B. 将的图象向左平移个单位长度即可得到的图象
C. 在区间上单调递减 D. 在区间上的值域为
10. 如图,正四面体的棱长为1,,分别是棱,上的点,且,,则( )
A. 不存在,使得平面
B. 直线与直线异面
C. 不存在,使得平面平面
D. 三棱锥体积的最大值为
11. 已知抛物线和椭圆有相同的焦点F,且交于M,N两点,C的准线与交于P,Q两点,则( )
A. 存在,使为等边三角形
B. 存在,使四边形PQNM为正方形
C. 任意,点M总在圆外
D. 任意,椭圆上任一点总在圆外
三.填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量在向量上的投影向量是,且,则______.
13. 某圆台的上、下底面半径和高的比为,若母线长为15,则该圆台的侧面积为______.
14. 函数,若f(x)>0在(0,+∞)恒成立,则a的取值范围是___.
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. 已知数列满足,,
(1)求;
(2)当为奇数时,求数列的前项和
16. 如图1,,,且,D是中点,沿将折起到的位置(如图2),使得.
(1)求证:面面;
(2)若线段上存在一点M,使得平面与平面夹角的余弦值是,求的值.
17. 已知双曲线M与双曲线N:有共同的渐近线.
(1)若M经过抛物线的顶点,求双曲线M的方程;
(2)若双曲线M的两个焦点分别为,,点P为M上的一点,且,求双曲线M的方程.
18. 如果曲线存在相互垂直的两条切线,称函数是“正交函数”.已知,设曲线在点处的切线为.
(1)当,时,是否存在直线满足,且与曲线相切?请说明理由;
(2)如果函数是“正交函数”,求满足要求的实数a的集合;
(3)若对任意,曲线都不存在与垂直的切线,求的取值范围.
19. 从五个网络节点中随机选择三个进行数据传输测试.
(1)若三个核心节点中被选中的数量为随机变量,求的分布列;
(2)若现只有三个节点进行数据传输测试.每次传输规则如下:
数据在节点时:掷骰子,若点数大于3,则传输至节点;否则保留在节点;
数据在节点时:掷骰子,若点数大于4,则传回节点;否则传输至节点;
数据在节点时:掷骰子,若点数大于3,则传回节点;否则传回B节点.
初始时数据在节点,设经过次骰子投掷(即次传输)后,数据在A节点的概率为,
①求
②求
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四川省广元中学2025-2026学年度高2023级高三上人学数学试题
考试时间:120分钟 满分:150分
一.单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 设集合,则,则等于( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据交集的定义,画出数轴,可求出结果.
【详解】集合,,在数轴上表示如图所示:由图可得.
故选:B
2. 复数的虚部为( )
A. B. 2 C. 11 D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据虚部定义求解.
【详解】复数的虚部为.
故选:D.
3. 函数的图像大致为 ( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】通过研究函数奇偶性以及单调性,及函数的增长的快慢来确定函数图像.
【详解】,所以,为奇函数,故A错误;
D错误;
,故当时,,
所以函数在上单调递增,且当时,,
即越大,函数值会无限增大,不会停止增长.
选项C:当时,函数图象缓慢增长,趋近一条水平直线,
函数值最终几乎不再增长,趋近某个常数,函数图象与不符,故C舍去;
选项B:当时,函数图象持续增长,且增长速度越来越快,
函数值随增大无限变大,函数图象与一致,故B正确.
【点睛】有关函数图象识别问题的常见题型及解题思路(1)由函数的定义域,判断图象左右的位置,由函数的值域,判断图象的上下位置;②由函数的单调性,判断图象的变化趋势;③由函数的奇偶性,判断图象的对称性;④由函数的周期性,判断图象的循环往复.
4. 已知为单位向量,且,则向量与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由求出,再利用向量的夹角公式可求得结果.
【详解】因为为单位向量,且,
所以,得,
所以,
因为,所以.
故选:C
5. 双曲线C:的 一条渐近线的倾斜角为130°,则C的离心率为
A. 2sin40° B. 2cos40° C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由双曲线渐近线定义可得,再利用求双曲线的离心率.
【详解】由已知可得,
,故选D.
【点睛】对于双曲线:,有;对于椭圆,有,防止记混.
6. 用数字1,2,3,4,5组成的无重复数字的四位偶数的个数为 ( )
A. 8 B. 24 C. 48 D. 120
【答案】C
【解析】
【详解】解:由题意知本题需要分步计数,
2和4排在末位时,共有种排法,
其余三位数从余下的四个数中任取三个有24种排法,
根据由分步计数原理得到符合题意的偶数共有2×24=48(个).
故选:C.
7. 已知等差数列的公差,记该数列的前项和为,则的最大值为( )
A. 66 B. 72 C. 132 D. 198
【答案】A
【解析】
【分析】根据等差数列的公差,求得其通项公式求解.
【详解】因为等差数列的公差,
所以,则 ,
所以 ,
由 ,得 ,
所以 或12时,该数列的前项和取得最大值,
最大值为,
故选:A
8. 已知定义在上的连续函数的导函数为,则下列说法错误的是( )
A. 若关于中心对称,则关于对称
B. 若关于对称,则有对称中心
C. 若为周期函数,则为周期函数
D. 若为奇函数,为偶函数,则周期为
【答案】D
【解析】
【分析】由对称性可得,两边求导,即可判断A,由,令,求导可得,从而得到,即可判断B,根据周期性得到,求导即可判断C,根据奇偶性与周期性判断D.
【详解】对于A,若关于中心对称,则,
两边求导可得0,即,
所以关于对称,故A正确;
对于B,若关于对称,则,
令,则,
所以(为常数),即,所以有对称中心,故B正确;
对于C,若为周期函数,则,
两边求导可得,即,故C正确;
对于D,因为为奇函数,所以,,
即①,
又为偶函数,故,可得,
即②,
由①②得到,,故周期为4,故D错误.
故选:D.
【点睛】结论点睛:若图像关于直线对称.
若图像关于点对称.
二.多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
9. 已知函数在处取得最小值,与此最小值点最近的图象的一个对称中心为,则下列结论正确的是( )
A. B. 将的图象向左平移个单位长度即可得到的图象
C. 在区间上单调递减 D. 在区间上的值域为
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用三角函数的图象性质以及图象的平移变换即可一一判断求解.
【详解】A选项:由题知,设的最小正周期为,
则,∴,∴.
∵,∴,则,
得,又,∴,
∴,故A正确;
B选项:因为,所以其图象可以由的图象向左平移个单位长度得到,故B正确;
C选项:由得,则在区间上不单调,故C错误;
D选项:∵,∴,∴,
∴,∴在区间上的值域为,故D正确.
故选:ABD.
10. 如图,正四面体的棱长为1,,分别是棱,上的点,且,,则( )
A. 不存在,使得平面
B. 直线与直线异面
C. 不存在,使得平面平面
D. 三棱锥体积的最大值为
【答案】BC
【解析】
【分析】对于B,根据异面直线的定义即可判断;对于A,当时,E,F分别是棱BD,CD的中点,得到,再根据线面平行的判定定理即可得解;对于C,根据题意得到当E,O,F三点共线时,平面平面BCD,然后利用平面向量基本定理的推论判断即可;对于D,先求出三棱锥的高AO,然后利用基本不等式求出面积的最大值,即可求出三棱锥体积的最大值.
【详解】因为直线与平面交于点,平面,且不经过点,所以直线与直线异面,故B正确.
当时,,分别是棱,的中点,此时,
因为平面,平面,所以平面,故A错误.
设为的中心,连接,因为经过点有且只有一条直线垂直于平面
,所以经过点且垂直于平面的平面一定经过直线,
即当且仅当,,三点共线时,平面平面,
因为,,
所以,,设的中点为,连接,
则,因为,,三点共线,
所以,整理得,因为,所以此方程无解,
所以不存在,使得平面平面,故C正确.
易知,在中
,,所以的面积,
当且仅当时等号成立,所以三棱推体积的最大值为.
故D错误.
故选:BC
11. 已知抛物线和椭圆有相同的焦点F,且交于M,N两点,C的准线与交于P,Q两点,则( )
A. 存在,使为等边三角形
B. 存在,使四边形PQNM为正方形
C. 任意,点M总在圆外
D. 任意,椭圆上任一点总在圆外
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据题意,焦点,则抛物线,准线方程为,若为等边三角形,即,可求出,判断A;根据椭圆、抛物线的对称性,则,发生矛盾,可判断B;利用抛物线定义判断C;利用椭圆定义和性质判断D.
【详解】根据题意,椭圆,
,所以焦点,
则抛物线,准线方程为,
设椭圆左焦点为,准线过点,
若为等边三角形,即,
即,解得,故A正确;
根据椭圆、抛物线的对称性,若四边形PQNM为正方形,
则,所以直线方程为,
代入抛物线方程,得,此时,矛盾,B错误;
根据题意,又由抛物线定义,,
所以任意,点M总在圆外,C正确;
设椭圆上任意一点,根据椭圆定义,
则,而,
所以,所以点在圆外,D正确.
故选:ACD
【点睛】关键点点睛:选项C、D中,分别利用抛物线和椭圆定义进行判断是解题关键.
三.填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量在向量上的投影向量是,且,则______.
【答案】
【解析】
【分析】根据题意,由投影向量的定义,代入公式计算即可.
【详解】因为,则,且向量在向量上的投影向量是,
所以,即,所以,
故答案为:.
13. 某圆台的上、下底面半径和高的比为,若母线长为15,则该圆台的侧面积为______.
【答案】
【解析】
【分析】设该圆台的上底面半径为,下底面半径为,高为,根据条件求出,再利用圆台的侧面积公式,即可求解.
【详解】设该圆台的上底面半径为,下底面半径为,高为,
则,其母线长,
所以,,故,
故答案为:.
14. 函数,若f(x)>0在(0,+∞)恒成立,则a的取值范围是___.
【答案】
【解析】
【分析】转化问题为在上恒成立,设和,分别求得和,则,进而求解.
【详解】要使,
即在上恒成立,
设,则,
当时,;当时,,
则在上递减,在上递增,且,
设,则,
当,;当时,,
所以在上递增,在上递减,则,
所以只需,
则,
故答案为:
【点睛】本题考查利用导函数求函数的最值,考查利用导函数处理不等式恒成立问题,考查转化思想和运算能力.
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. 已知数列满足,,
(1)求;
(2)当为奇数时,求数列的前项和
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据条件,得出数列为等差数列,即可求出结果;
(2)根据条件得出,由(1)知,再利用分组求和即可求出结果.
【小问1详解】
因为,所以数列构成首项为,公差为的等差数列,
所以.
【小问2详解】
由,所以数列构成首项为,公差为的等差数列,得到,
设,
则,
又,所以为奇数时,
16. 如图1,,,且,D是中点,沿将折起到的位置(如图2),使得.
(1)求证:面面;
(2)若线段上存在一点M,使得平面与平面夹角的余弦值是,求的值.
【答案】(1)因为,,,平面,
所以平面,
又平面,
所以平面平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)根据面面垂直的判定定理证明;
(2)建立空间直角坐标系,利用向量法求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
面面,面面,
故以D为坐标原点,所在直线为x轴,所在直线为y轴,在平面内过D点作的垂线所在直线为z轴,建立空间直角坐标系.
,
,,,
则平面的一个法向量,
设,则,
,
设面的一个法向量为,
,即,
令,得,
平面与平面夹角记为,
则,解得.
所以.
17. 已知双曲线M与双曲线N:有共同的渐近线.
(1)若M经过抛物线的顶点,求双曲线M的方程;
(2)若双曲线M的两个焦点分别为,,点P为M上的一点,且,求双曲线M的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)首先利用共渐近线方程,设出曲线,再代入顶点坐标,即可求解;
(2)根据双曲线的定义求,再分焦点的位置,根据双曲线的性质,即可求解.
【小问1详解】
依题意可设M的方程为.
抛物线,顶点为,
将代入M的方程,得,则M的方程为.
【小问2详解】
由题意易知,.
当焦点在x轴上时,,可设双曲线M的方程为,则,,
则双曲线M的方程为.
当焦点在y轴上时,,可设双曲线M的方程为,则,,
则双曲线M的方程为.
综上所述,双曲线M的方程为或.
18. 如果曲线存在相互垂直的两条切线,称函数是“正交函数”.已知,设曲线在点处的切线为.
(1)当,时,是否存在直线满足,且与曲线相切?请说明理由;
(2)如果函数是“正交函数”,求满足要求的实数a的集合;
(3)若对任意,曲线都不存在与垂直的切线,求的取值范围.
【答案】(1)
当时,,则,即的斜率,
假设存在,则的斜率,
则有解,即在上有解,
该方程化简为,解得或,符合要求,
因此该函数存在另外一条与垂直的切线.
(2)
(3).
【解析】
【分析】(1)先求得的切线斜率,再根据“正交函数”的定义得到方程有解即可.
(2)利用导数讨论的单调性,根据“正交函数”的定义即可得到
(3)结合第(2)问的结论,利用补集的思想与基本不等式求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
,
令,则,
当时,单调递减;当时,单调递增;
设曲线的另一条切线的斜率为,
当时,,显然不存在,即不存在两条相互垂直的切线;
当时,,且,
∴,,且,,
∴在、上各有一个零点,
故当,或时,都有;
当时,,
故必存在,即曲线存在相互垂直的两条切线,
所以,
所以.
【小问3详解】
因为,由(2)知,曲线存在相互垂直的两条切线,
不妨设,,满足,即,
又,,
所以,
故,
当且仅当时等号成立,所以,
解得,
又,即,
解得,
因为,,
所以.
综上可知,对任意满足的所有函数不存在与垂直的切线的的取值范围是.
【点睛】关键点点睛:本题考查导数解决函数新定义问题.关键点是根据题中函数的新定义,结合已学知识进行解题,第(3)问用到了补集的思想,即先求出存在相互垂直的两条切线时的范围,再求该范围的补集,即可得出结果.
19. 从五个网络节点中随机选择三个进行数据传输测试.
(1)若三个核心节点中被选中的数量为随机变量,求的分布列;
(2)若现只有三个节点进行数据传输测试.每次传输规则如下:
数据在节点时:掷骰子,若点数大于3,则传输至节点;否则保留在节点;
数据在节点时:掷骰子,若点数大于4,则传回节点;否则传输至节点;
数据在节点时:掷骰子,若点数大于3,则传回节点;否则传回B节点.
初始时数据在节点,设经过次骰子投掷(即次传输)后,数据在A节点的概率为,
①求
②求
【答案】(1)得分布列为:
X
1
2
3
P
(2)①;②.【解析】
【分析】(1)利用超几何分布可求的分布列;
(2)设投掷次后,数据仍在中的概率为,则可得,,利用构造法可求通项.
【小问1详解】
的可能取值为1,2,3
,,
所以得分布列为:
X
1
2
3
P
【小问2详解】
①由题意,当投掷3次骰子后,点数大于3的概率为,若点数大于4的概率为,
数据在中,共有4种情况:
,其概率为;
,概率为;
,概率为;
,概率为;
所以投掷3次后,数据在中的概率为.
②设投掷次后,数据在中的概率为,
所以当时,,
,
所以,,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,,
所以,所以.
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