内容正文:
2025学年第一学期奉贤区高三数学练习卷
一、填空题(本题共12小题,1-6每小题4分,7-12每小题5分,共54分.)
1. 已知集合,,则______________.(区间表示结果)
2. 不等式的解集是______.
3. 在二项式的展开式中,的系数是______.(用数字表示答案)
4. 已知向量,则经过点且与垂直的直线方程为______.
5. 已知等比数列的各项均为正数,若,,则该等比数列的公比为______.
6. 从3位女生,4位男生中选3人参加科技比赛,只有1位女生入选,则不同的选法有______种.(用数字表示答案)
7. 在正四棱台中,异面直线与所成角的大小为______.
8. 若函数是偶函数,则实数______.
9. 若复数满足,,则复数______.
10. 已知两个非负实数、满足,则的最小值是______.
11. 在平面中,和是互相垂直的单位向量,向量满足,向量满足,则的最大值是______.
12. 运动员关心的是在足球场上的哪些位置射门命中的角度较大.在真实的射门过程中,我们做一些假定:
(1)将足球看成一个质点;
(2)接近球门时,足球运动的轨迹与地面平行;
(3)射门时,足球与球门之间无防守员;
(4)足球场平面图是一个矩形;
(5)标准足球场的长度为105米,宽度为68米,球门的宽度为7.32米;
如图,以线段 所在直线为轴,以线段 的垂直平分线为轴建立平面直角坐标系,是球门中心,两门柱位置分别为点、,两个角球点为、,是半场分界线.
对于区域内,射门点,
对于每一个确定的横坐标,可以找到唯一的,可以证明横坐标不变时, 时,最大.此时,点在轴上是最佳射门点.
对于每一个确定的纵坐标,同样可以找到唯一的,当______时,最大.此时,点是最佳射门点.
二、选择题(本题共4小题,13-14每小题4分,15-16每小题5分,共18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.)
13. 设、为实数,且,则下列不等式一定正确的是( )
A. B.
C. 时, D.
14. 设,,是互不重合的平面,m,n是互不重合的直线,给出四个命题:
①若,,则
②若,,则
③若,,则
④若,,则
其中正确命题的个数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
15. 曲线的方程为(、不同时为0),则下列说法正确的是( )
A. 曲线不可能是直线
B. 当 ,时,曲线是椭圆
C. 若曲线是双曲线,则双曲线的渐近线与无关
D. 曲线是抛物线
16. 已知等差数列的公差不为零,为其前项和,存在正整数满足,有两个命题:
命题①:设数列公差,则.
命题②:、 均是小于的正整数,则.
以上判断正确的是( )
A. 命题①②都是真命题 B. 命题①是真命题,命题②是假命题
C. 命题①②都是假命题 D. 命题①是假命题,命题②是真命题
三、解答题(本题共5小题,17-19题每题14分,20-21题每题18分,共78分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)
17. 已知函数.
(1)当时,求函数的值域;
(2)在中,角、及所对边的边长分别为、及,若,,,求.
18. A校高一年级共有学生462名,其中女生224名.为了解该校高一年级学生的身高和体重情况,按分层随机抽样从中获取66名学生的身高(cm)和体重(kg),其中66名学生的身高(从低到高排序三列,每列22人)汇总如左下表(隐蔽部分信息数据),身高的频率分布表如右下表(隐蔽了部分信息数据),66名学生体重绘制茎叶图如右下图.
A校66名高一年级学生身高数据
性别
身高/cm
性别
身高/cm
性别
身高/cm
女
152
女
164
男
172
女
153
男
165
男
172
女
154
女
172
女
155
男
173
女
156
男
173
女
156
男
174
女
156
男
174
女
157
男
174
女
157
男
174
女
159
男
175
女
159
男
176
女
160
男
176
女
160
男
177
女
160
男
177
女
160
男
178
女
161
男
178
女
162
男
178
女
163
男
170
男
178
女
163
男
170
男
179
女
164
男
170
男
181
女
164
男
170
男
182
女
164
男
170
男
184
A校66名高一年级学生身高的频率分布表
身高分组区间
频数
频率
累积频数
[151.5,154.5)
3
0.05
3
[154.5,157.5)
0.09
9
[157.5,160.5)
0.09
15
[160.5,163.5)
19
[163.5,166.5)
31
[166.5,169.5)
39
[169.5,172.5)
47
[172.5,175.5)
54
[175.5,178.5)
8
0.12
62
[178.5,181.5)
2
0.03
64
[181.5,184.5]
2
0.03
66
(1)能否推算出身高165cm的具体人数?
(2)求抽取的男生人数、抽取到的男生体重的中位数;
(3)已知这66名学生中男生身高平均数为173.1cm,方差为25.9;女生身高平均数为161.3cm,方差为23.3.请计算该样本数据在区间中包含样本数据的个数.
(其中是样本平均数,是样本标准差)
19. 如图,将直角三角形 绕直角边 所在直线旋转一周形成圆锥 .已知圆锥 的底面半径为3cm,圆锥的侧面积.设、是底面圆周上的两点,线段 不经过点.
(1)求圆锥 的体积;
(2)求证:直线 与直线是异面直线;
(3)二面角 的大小为,求直线 与平面 所成角的大小.
20. 椭圆,是第一象限内椭圆上的点,,,,椭圆的离心率是.,, 且 .
(1)求椭圆的方程并在下图1中作出椭圆的左焦点,写出作图依据;
(2)如图2,设,三角形 的面积记为,三角形的面积记为,若,求点的坐标;
(3)设,连结与椭圆交于点,连结与椭圆交于点,判断是否为定值?请说明理由.
21. 记,分别为函数和的导数,存在,满足且,则称为和的一个“点”.
(1)若函数与存在“点”,求实数的值;
(2)证明函数与不存在“点”;
(3)已知函数,,对任意的 ,判断是否存在 ,使得函数和在区间内存在“点”,请说明理由.
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2025学年第一学期奉贤区高三数学练习卷
一、填空题(本题共12小题,1-6每小题4分,7-12每小题5分,共54分.)
1. 已知集合,,则______________.(区间表示结果)
【答案】
【解析】
【分析】根据交集的定义即可得出答案.
【详解】由交集的定义可知.
故答案为:
2. 不等式的解集是______.
【答案】
【解析】
【分析】根据绝对值不等式计算求解.
【详解】因为,所以,所以 ,
所以不等式的解集是.
故答案为:.
3. 在二项式的展开式中,的系数是______.(用数字表示答案)
【答案】
【解析】
【分析】根据二项式展开式计算求解.
【详解】二项式的展开式中,通项公式为,
当时,,
的系数是.
故答案为: .
4. 已知向量,则经过点且与垂直的直线方程为______.
【答案】
【解析】
【分析】先根据向量垂直得出斜率,再点斜式得出直线方程进而得出一般式.
【详解】因为向量,则与垂直的直线方程斜率为,
则经过点且与垂直的直线方程为,
即得
故答案为:
5. 已知等比数列的各项均为正数,若,,则该等比数列的公比为______.
【答案】##0.25
【解析】
【分析】根据等比数列的通项关系作除法运算即可得公比的值.
【详解】设等比数列的公比为,
因为各项均为正数,若,,
则,
故该等比数列的公比为.
故答案为:.
6. 从3位女生,4位男生中选3人参加科技比赛,只有1位女生入选,则不同的选法有______种.(用数字表示答案)
【答案】
【解析】
【分析】根据组合数及乘法原理计算求解.
【详解】从3位女生,4位男生中选3人参加科技比赛,只有1位女生入选,则不同的选法有种.
故答案为:.
7. 在正四棱台中,异面直线与所成角的大小为______.
【答案】##
【解析】
【分析】根据正四棱台特征得出 平面,再结合线面垂直判定定理得出 平面 ,进而得出异面直线所成的角.
【详解】
取中点,取中点,连接.
因为四棱台是正四棱台,
所以 平面, 平面,
所以,
又因为是正方形,所以,
且平面 ,所以 平面 ,
平面 ,所以,
所以异面直线与所成角的大小为.
故答案为:.
8. 若函数是偶函数,则实数______.
【答案】
【解析】
【分析】由偶函数定义建立方程,解得实数.
【详解】函数的定义域为 ,
由题意可知,即,
所以,
因该等式对定义域内的任意都成立,故,
解得
故答案为:
9. 若复数满足,,则复数______.
【答案】或.
【解析】
【分析】先设复数,再计算得出即可求解.
【详解】设复数,
复数满足,,
所以,
所以,或 (当时,,与矛盾,故舍去),
所以,
则复数或.
故答案为:或.
10. 已知两个非负实数、满足,则的最小值是______.
【答案】10
【解析】
【分析】由 ,代入结合二次函数单调性即可求解.
【详解】因为两个非负实数、,,
所以, ,
所以,
令,对称轴为,
由二次函数单调性可知当 时,取得最小值10,
故答案为:10
11. 在平面中,和是互相垂直的单位向量,向量满足,向量满足,则的最大值是______.
【答案】
【解析】
【分析】根据模长值得出圆的轨迹,再根据模长关系得出椭圆,最后应用圆与椭圆的位置关系得出最值即可.
【详解】因为和是互相垂直的单位向量,所以设,
向量满足,表示以为圆心,半径为1的圆,
,
向量满足,
表示长轴为,焦距的椭圆,且为椭圆焦点,
因为表示以为圆心,半径为1的圆上的点到椭圆上的点距离,
则.
故答案为:16.
12. 运动员关心的是在足球场上的哪些位置射门命中的角度较大.在真实的射门过程中,我们做一些假定:
(1)将足球看成一个质点;
(2)接近球门时,足球运动的轨迹与地面平行;
(3)射门时,足球与球门之间无防守员;
(4)足球场平面图是一个矩形;
(5)标准足球场的长度为105米,宽度为68米,球门的宽度为7.32米;
如图,以线段所在直线为轴,以线段的垂直平分线为轴建立平面直角坐标系,是球门中心,两门柱位置分别为点、 ,两个角球点为、,是半场分界线.
对于区域内,射门点,
对于每一个确定的横坐标,可以找到唯一的,可以证明横坐标不变时,时,最大.此时,点在轴上是最佳射门点.
对于每一个确定的纵坐标,同样可以找到唯一的,当______时,最大.此时,点是最佳射门点.
【答案】
【解析】
【分析】作的外接圆,得到圆心所在直线,由圆的圆心角和圆周角的关系找到最大时两点的位置关系,即可求得的值.
【详解】如图,,设
作的外接圆,∵,,∴圆心在轴正半轴上.
则,
∴当最大时,取最大值,
,
∴,
∴当取最小值时,取得最小值,∵,所以取最大值,
又∵,点为直线上动点,
∴当时,取得最小值,
此时,即.
故答案为:.
二、选择题(本题共4小题,13-14每小题4分,15-16每小题5分,共18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.)
13. 设、为实数,且,则下列不等式一定正确的是( )
A. B.
C. 时, D.
【答案】D
【解析】
【分析】应用特殊值法计算判断A,B,C,应用对数函数单调性判断D.
【详解】因为、为实数,且,
当,,A选项错误;
当,,B选项错误;
当时,,C选项错误;
当,所以,D选项正确;
故选:D.
14. 设,,是互不重合的平面,m,n是互不重合的直线,给出四个命题:
①若,,则
②若,,则
③若,,则
④若,,则
其中正确命题的个数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】根据线面位置关系的判定定理、性质定理,以及推论,逐项判定,即可求解.
【详解】由是互不重合的平面,,是互不重合的直线,
对于①中,由,则或与相交,所以不正确;
对于②中,由,则或或与相交,所以不正确;
对于③中,由,根据垂直于同一直线的两平面平行,可得,
所以正确的;
对于④中,由,可得,所以正确.
故选:B.
15. 曲线的方程为(、 不同时为0),则下列说法正确的是( )
A. 曲线不可能是直线
B. 当 ,时,曲线是椭圆
C. 若曲线是双曲线,则双曲线的渐近线与无关
D. 曲线是抛物线
【答案】C
【解析】
【分析】根据的取值结合圆、椭圆、双曲线方程的特点逐项分析曲线的方程.
【详解】A.当时,,所以为两条直线,A选项错误;
B.因为,所以曲线是半径为的圆,故B错误;
C.因为,,所以曲线是双曲线,则,则渐近线,故C正确;
D.因为曲线,、 不同时为0,
当时,
当时,曲线是两条相交直线;
当时,曲线是点;
当时,曲线是点;
当时,曲线是两条相交直线;
当时,曲线是直线;
当时,曲线是直线;
当时,曲线是直线;
当时,曲线是直线;
当时,
当时,曲线是双曲线;
当时,曲线不存在;
当时,曲线是椭圆;
当时,曲线是圆;
当时,曲线是双曲线;
当时,曲线不存在;
当时,曲线是直线;
当时,曲线不存在;
当时,曲线是直线;
所以曲线不能是抛物线,故D错误;
故选:C.
16. 已知等差数列的公差不为零,为其前项和,存在正整数满足,有两个命题:
命题①:设数列公差,则.
命题②:、 均是小于的正整数,则.
以上判断正确的是( )
A. 命题①②都是真命题 B. 命题①是真命题,命题②是假命题
C. 命题①②都是假命题 D. 命题①是假命题,命题②是真命题
【答案】D
【解析】
【分析】命题①:利用等差数列的求和公式,将条件整理得到,又,计算即可得解;命题②:利用等差数列的求和公式求解即可.
【详解】等差数列的公差不为零,为其前项和,,
,,
命题①:,
,
,,
当时,;
当 且时,;故命题①错误;
命题②:,、 均是小于的正整数,
,
,
,故命题②正确.
故选:D.
三、解答题(本题共5小题,17-19题每题14分,20-21题每题18分,共78分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)
17. 已知函数.
(1)当时,求函数的值域;
(2)在中,角、 及所对边的边长分别为、及,若,,,求.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)利用辅助角公式将函数化为正弦型函数,再利用正弦型函数的性质计算即得;
(2)由计算出,利用两角和的正弦公式求得,再借助于正弦定理计算即得.
【小问1详解】
,
当时,,
则,即的值域为;
【小问2详解】
,则,即,
又,故或;
若,由,则
,
由正弦定理,可得;
若,由,则
,
由正弦定理,可得.
综上,或.
18. A校高一年级共有学生462名,其中女生224名.为了解该校高一年级学生的身高和体重情况,按分层随机抽样从中获取66名学生的身高(cm)和体重(kg),其中66名学生的身高(从低到高排序三列,每列22人)汇总如左下表(隐蔽部分信息数据),身高的频率分布表如右下表(隐蔽了部分信息数据),66名学生体重绘制茎叶图如右下图.
A校66名高一年级学生身高数据
性别
身高/cm
性别
身高/cm
性别
身高/cm
女
152
女
164
男
172
女
153
男
165
男
172
女
154
女
172
女
155
男
173
女
156
男
173
女
156
男
174
女
156
男
174
女
157
男
174
女
157
男
174
女
159
男
175
女
159
男
176
女
160
男
176
女
160
男
177
女
160
男
177
女
160
男
178
女
161
男
178
女
162
男
178
女
163
男
170
男
178
女
163
男
170
男
179
女
164
男
170
男
181
女
164
男
170
男
182
女
164
男
170
男
184
A校66名高一年级学生身高的频率分布表
身高分组区间
频数
频率
累积频数
[151.5,154.5)
3
0.05
3
[154.5,157.5)
0.09
9
[157.5,160.5)
0.09
15
[160.5,163.5)
19
[163.5,166.5)
31
[166.5,169.5)
39
[169.5,172.5)
47
[172.5,175.5)
54
[175.5,178.5)
8
0.12
62
[178.5,181.5)
2
0.03
64
[181.5,184.5]
2
0.03
66
(1)能否推算出身高165cm的具体人数?
(2)求抽取的男生人数、抽取到的男生体重的中位数;
(3)已知这66名学生中男生身高平均数为173.1cm,方差为25.9;女生身高平均数为161.3cm,方差为23.3.请计算该样本数据在区间中包含样本数据的个数.
(其中是样本平均数, 是样本标准差)
【答案】(1)不能,理由如下:
由身高的频率分布表可得,身高位于的人数为 人,
由身高数据表格可得身高 的有人,则身高为 、 的共人,
故不能得到身高 的具体人数;
(2)抽取的男生人数为人,抽取到的男生体重的中位数为
(3)
【解析】
【分析】(1)结合表格可得身高为 、 的共人,不能得到身高165cm的具体人数;
(2)借助茎叶图可得抽取的男生人数,再利用中位数定义可得抽取到的男生体重的中位数;
(3)借助分层抽样的平均数与方差公式,可得与 ,即可得,再借助身高数据表格即可得解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由茎叶图可得抽取的男生人数为人,
抽取到的男生体重的中位数为 ;
【小问3详解】
,
,
则 ,
则 , ,
则由身高数据表格可得位于区间的人数为 人.
19. 如图,将直角三角形 绕直角边 所在直线旋转一周形成圆锥 .已知圆锥 的底面半径为3cm,圆锥的侧面积.设、 是底面圆周上的两点,线段不经过点.
(1)求圆锥 的体积;
(2)求证:直线 与直线是异面直线;
(3)二面角 的大小为,求直线 与平面 所成角的大小.
【答案】(1)
(2)证明如下:
因为 平面 , 平面 ,
所以直线 与直线是异面直线;
(3)
【解析】
【分析】(1)由侧面积公式求得母线长,进而得到圆锥高,结合体积公式即可求解;
(2)由异面直线判定定理即可求解;
(3)过点作 于,连接 ,确定 为直线 与平面 所成角,进而可求解.
【小问1详解】
设圆锥的母线长为,底面半径为,
由题意可得: ,
所以 ,
所以圆锥 的体积
【小问2详解】
略
【小问3详解】
因为二面角 的大小为,
由圆锥的结构可知: ,
所以即为二面角 的平面角,
所以,又 ,
所以,
过点作 于,连接 ,
因为 , 为平面 两条相交直线,
所以 平面
所以 即为直线 与平面 所成角,
又,
又 平面 , 在平面 内,
所以 ,
所以,
所以,
即直线 与平面 所成角大小为.
20. 椭圆,是第一象限内椭圆上的点,,,,椭圆的离心率是.,, 且 .
(1)求椭圆的方程并在下图1中作出椭圆的左焦点,写出作图依据;
(2)如图2,设,三角形 的面积记为,三角形的面积记为,若,求点的坐标;
(3)设,连结与椭圆交于点,连结与椭圆交于点 ,判断是否为定值?请说明理由.
【答案】(1)椭圆的方程为 ,作图依据如下:
因为椭圆中,,,椭圆的离心率是,
则,解得,
则椭圆的方程为 ;
如下图:以为圆心,以的长为半径在线段上画圆弧,与线段的交点即为椭圆的左焦点;
(2)
(3)为定值,理由如下:
如图所示,, 且 ,,则 ,
过作 轴于,过 作 轴于,
设 ,其中,
,恒成立,
所以,
则,
设 ,其中,
,恒成立,
所以,
则,
因为,
所以
为定值,
所以为定值.
【解析】
【分析】(1)根据椭圆中的关系求解椭圆方程即可,利用椭圆的定义作图即可得椭圆的左焦点;
(2)设,则 ,根据三角形面积公式即可得,关于的式子,利用面积比例求解即可得所求;
(3)设 ,其中, ,其中,分别与椭圆方程联立,根据根于系数的关系得与,与的关系,再根据线段比例关系计算验证是否为定值即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
设,则 ①,且 ,
当时,,
又,
因为,,所以直线的方程为 ,即 ,
故点到直线的距离,
,
因为,所以,即 ②,
联立①②,且 ,解得,
故点的坐标为;
【小问3详解】
略
21. 记,分别为函数和的导数,存在,满足且,则称为和的一个“点”.
(1)若函数与存在“点”,求实数的值;
(2)证明函数与不存在“点”;
(3)已知函数,,对任意的 ,判断是否存在 ,使得函数和在区间内存在“点”,请说明理由.
【答案】(1);
(2)由题意 需同时满足:,
令,
函数 有,函数,有,
令,所以得,
因为,所以无解,
故函数 与不存在“ 点”;
(3)对任意的 ,存在 ,使得函数和在区间内存在“ 点”.
设,,则,,
函数与在区间内存在“ 点”,
则 且需同时满足:,即,
得:且,
联立得:,
因为 ,
所以,
由 得: ,
又因为 ,所以,解得,
此时,当 ,所以,
当,设,,
故在为增函数,且,而时,,
故对于任意 ,总存在,使得,
令,
求导得,
,
故函数在 单调递增,故,
所以存在 满足题意;
所以存在 ,使得函数和在区间内存在“ 点”.
【解析】
【分析】(1)求导,设“ 点”为,解方程组,可得结论.
(2)假设存在“ 点”为,解方程组,应用等式无解可得结论;
(3)设“ 点”为,由,用表示出 ,由 求得的范围,利用导数求得 的范围即可求解.
【小问1详解】
设 ,,则 ,,
由题意得: 需同时满足:,故,
所以,
得,所以 .
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
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