内容正文:
2025级高一上学期期末拔尖创新人才素质监测试题
数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,只将答题卡交回.
一、选择题(本题共8个小题,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. 将弧度化为角度为( )
A. B. C. D.
2. “”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 若 且,则的最小值为( )
A. 4 B. 6 C. 8 D. 16
4. 将函数图象向左平移个单位长度,再将横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到函数的图象,则( )
A. B.
C. D.
5. 已知函数是定义在R上的奇函数,且在上单调递减,设,,,则( )
A. << B. <<
C. << D. <<
6. 基本再生数与世代间隔T是流行病学基本参数.基本再生数指一个感染者传染的平均人数,世代间隔指两代间传染所需的平均时间.在型病毒疫情初始阶段,可以用指数模型:描述累计感染病例数随时间t(单位:天)的变化规律,指数增长率r与,T近似满足.有学者基于已有数据估计出.据此,在型病毒疫情初始阶段,累计感染病例数增加至的3倍需要的时间约为( )(参考数据:)
A. 2天 B. 3天 C. 4天 D. 5天
7. 函数在区间上的图象大致为( )
A. B.
C. D.
8. 已知定义在上的奇函数满足,且时,,则( )
A. B. C. D.
二、多选择(18分)(在每小题给出得四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9. 对于函数和,下列说法中正确的有( )
A. 和有相同的最大值
B. 和有相同的零点
C. 和有相同的最小正周期
D. 和的图象有相同的对称轴
10. 对于函数,说法正确的有( )
A. 对,都有
B. 函数有两个零点,且互为倒数
C. ,使得
D. 对,,都有
11. 已知函数,若有四个不同的实数解,且满足,则下列命题正确的是( )
A.
B. 的取值范围是
C. 的取值范围是
D. 的取值范围是
三、填空题(共三个小题,每题5分,共15分,请把答案填在答题卡内横线上).
12. 不等式的解集为______.
13. 若为偶函数,则________.
14. 声音是由于物体振动产生的能引起听觉的波,每一个音都是由纯音合成的,纯音的数学模型是函数.我们平时听到的乐音不只是一个音在响,而是许多个音的结合,称为复合音,一般地,我们听到的声音的函数可以表示为.记,,则的值域为______.
四、解答题(本大题共5个小题,共77分.应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤).
15. 已知集合.
(1)当时,求;
(2)已知,求实数的取值范围.
16. 已知函数.
(1)若在上单调递增,求的取值范围;
(2)若在上的最大值为0,求的值.
17. 已知函数.
(1)若在上单调递增,求的取值范围;
(2)设,若对于任意,存在,使得不等式成立,求的取值范围.
18. 已知定义在的函数满足:对任意,,且当时,.
(1)求证:在单调递增;
(2)已知,求证:函数为奇函数;
(3)若不等式在恒成立,求的取值范围.
19. 固定项链的两端,在重力的作用下项链所形成的曲线是悬链线.1691年,莱布尼茨等得出“悬链线”方程,其中为参数.当时,就是双曲余弦函数,类似的我们可以定义双曲正弦函数.它们与正,余弦函数有许多类似的性质.
(1)已知,求;
(2)类比正弦函数,余弦函数的二倍角公式,请写出双曲正弦函数(或双曲余弦函数)的一个正确的结论(即求或)并证明;
(3)已知,对任意的和任意的,都有恒成立,求的取值范围.
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2025级高一上学期期末拔尖创新人才素质监测试题
数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,只将答题卡交回.
一、选择题(本题共8个小题,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. 将弧度化为角度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据弧度制转化为角度制的方法来求得正确答案.
【详解】.
故选:C
2. “”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】D
【解析】
【分析】直接举特例判断即可.
【详解】当时,,但,充分性不满足
又当时,,但,必要性不满足,
故“”是“”的既不充分也不必要条件
故选:D.
3. 若 且,则的最小值为( )
A. 4 B. 6 C. 8 D. 16
【答案】C
【解析】
【分析】利用“1”的代换的方法,结合基本不等式即可求的最小值.
【详解】由题可得;
当且仅当,即时等号成立,的最小值为8.
故选:C.
4. 将函数图象向左平移个单位长度,再将横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,得到函数的图象,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】结合三角函数伸缩变换与平移变换的性质往回推导即可得.
【详解】由题意可得,将函数横坐标变为到原来的倍,纵坐标不变,
可得,再将其向右平移个单位长度,
即,即.
故选:B.
5. 已知函数是定义在R上的奇函数,且在上单调递减,设,,,则( )
A. << B. <<
C. << D. <<
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,由奇函数的性质可得函数在R上为减函数,比较出的大小,结合函数的单调性分析可得答案.
【详解】因为函数是定义在R上的奇函数,且在上单调递减;
所以在上单调递减;
所以函数在R上单调递减.
因为,,
所以 ;
所以<<.
故选:A.
6. 基本再生数与世代间隔T是流行病学基本参数.基本再生数指一个感染者传染的平均人数,世代间隔指两代间传染所需的平均时间.在型病毒疫情初始阶段,可以用指数模型:描述累计感染病例数随时间t(单位:天)的变化规律,指数增长率r与,T近似满足.有学者基于已有数据估计出.据此,在型病毒疫情初始阶段,累计感染病例数增加至的3倍需要的时间约为( )(参考数据:)
A. 2天 B. 3天 C. 4天 D. 5天
【答案】D
【解析】
【分析】
根据已知数据先求出,可得,则由解出即可.
【详解】,,即,解得,
,则,
解得,则,
故累计感染病例数增加至的3倍需要的时间约为5天.
故选:D.
7. 函数在区间上的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据函数奇偶性,结合图象利用赋值法、排除法即可得结果.
【详解】因为,,
且定义域关于原点对称,所以函数为奇函数,其图象关于原点对称,排除选项A和C;
当时,,所以,
排除选项D,只有选项B符合题意.
故选:B.
8. 已知定义在上的奇函数满足,且时,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】推导出函数的周期为,可得出,结合题中函数的解析式计算可得结果.
【详解】由题知,,则,则函数为周期函数,且其周期为,
因为,
,
因为,则,所以,
所以.
故选:B.
二、多选择(18分)(在每小题给出得四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9. 对于函数和,下列说法中正确的有( )
A. 和有相同的最大值
B. 和有相同的零点
C. 和有相同的最小正周期
D. 和的图象有相同的对称轴
【答案】AC
【解析】
【分析】先化简函数,再根据三角函数最大值、零点、最小正周期和对称轴计算判断各个选项.
【详解】函数
,函数
对于A,因为,所以和有相同的最大值为,A正确;
对于B,令,即,解得,
令,即,所以,解得,
可知和有不同的零点,B错误;
对于C,因为,,故两函数有相同的最小正周期,C正确;
对于D,因为,所以对称轴为,即,
因为,所以对称轴为,
即,和的图象有不同的对称轴,D错误.
故选:AC.
10. 对于函数,说法正确的有( )
A. 对,都有
B. 函数有两个零点,且互为倒数
C. ,使得
D. 对,,都有
【答案】BD
【解析】
【分析】由对数运算性质判断A错,B对,结合对数图像判断C错,D对
【详解】,,由对数运算法则知,选项A错误;
选项B中,,即或,互为倒数,故选项B正确;
由的图像特征知,当时,,则,同理可证当时,,当时,,故选项C错误;
如图,由于是上凸函数,故应为点对应纵坐标,应为点对应纵坐标,故,故选项D正确
故选:BD
【点睛】本题考查对数的基本运算和对数函数的特征,属于基础题
11. 已知函数,若有四个不同的实数解,且满足,则下列命题正确的是( )
A.
B. 的取值范围是
C. 的取值范围是
D. 的取值范围是
【答案】ABD
【解析】
【分析】A选项:将方程的解转化为函数与图象交点的横坐标,然后结合图象即可得到的范围;BCD选项:由题意可得,整理得,利用二次函数的对称性得到,然后利用对勾函数的单调性求范围即可.
【详解】作函数的图象如下,
有四个解,即与的图象有4个交点,,
可得,可知选项A正确;
由图象可得,则,即,
且,
令,根据“对勾”函数单调性可得在上单调递减,
故,可知选项B正确;
,
令,根据“对勾”函数单调性可得,
又,可知选项C错误;
令,根据“对勾”函数单调性可得在上单调递减,
在上单调递增,故,可知选项D正确.
故选:ABD.
【点睛】关键点睛:解决本题的关键一是画出函数的图象,二是对数的运算,三是数形结合思想的运用.
三、填空题(共三个小题,每题5分,共15分,请把答案填在答题卡内横线上).
12. 不等式的解集为______.
【答案】
【解析】
【分析】整理可得,化分式为整式结合一元二次不等式运算求解即可.
【详解】由可得,即,
等价于,解得,
所以不等式的解集为.
故答案为:.
13. 若为偶函数,则________.
【答案】2
【解析】
【分析】利用偶函数的性质得到,从而求得,再检验即可得解.
【详解】因为为偶函数,定义域为,
所以,即,
则,故,
此时,
所以,
又定义域为,故为偶函数,
所以.
故答案为:2.
14. 声音是由于物体振动产生的能引起听觉的波,每一个音都是由纯音合成的,纯音的数学模型是函数.我们平时听到的乐音不只是一个音在响,而是许多个音的结合,称为复合音,一般地,我们听到的声音的函数可以表示为.记,,则的值域为______.
【答案】
【解析】
【分析】由题意得到,结合换元法,借助二次函数即可求解;
【详解】由题意可得:
令,平方可得:,代入上式得
,
结合二次函数易得:
即的值域为
故答案为:
四、解答题(本大题共5个小题,共77分.应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤).
15. 已知集合.
(1)当时,求;
(2)已知,求实数的取值范围.
【答案】(1),或;
(2)或
【解析】
【分析】(1)根据求出集合,当时求出集合,即可求;
(2)由有,分或两种情况求解即可.
【小问1详解】
因为,或,
当时,,
所以,或;
【小问2详解】
因为,所以,当时,,解得;
当时,或
解得,或,
综上,实数的取值范围为或.
16. 已知函数.
(1)若在上单调递增,求的取值范围;
(2)若在上的最大值为0,求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用换元法结合同增异减可求参数的取值范围;
(2)利用换元法结合二次函数的性质可求参数的值.
【小问1详解】
令,则该函数为增函数,
因为在上单调递增,所以函数在上单调递增,
故,即.
【小问2详解】
令,则函数的最大值为0,
①当即时,,解得;
②当即时,,解得,舍去;
综上,
17. 已知函数.
(1)若在上单调递增,求的取值范围;
(2)设,若对于任意,存在,使得不等式成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据二次函数以及对数复合函数的单调性即可求解,
(2)利用二次函数的性质求解的最值,即可根据对任意的恒成立,分离参数,利用基本不等式即可求解.
【小问1详解】
若在上单调递增,则需满足,解得
【小问2详解】
,
由于,,故,
由于对于任意,存在,使得不等式成立,故,因此对任意的恒成立,
因此对任意的恒成立,
故对任意的恒成立,
由于,当且仅当时取到等号,
故
18. 已知定义在的函数满足:对任意,,且当时,.
(1)求证:在单调递增;
(2)已知,求证:函数为奇函数;
(3)若不等式在恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)任取,令得,
所以,因为,则,
所以,即在单调递增;
(2)令得;令得.
由且单调递增可知,
所以,要使有意义,则,
故定义域关于原点对称.又
所以为定义在上的奇函数.
(3).
【解析】
【分析】(1)令结合函数单调性定义即可求证;
(2)由,求得,再结合奇函数的定义即可求证;
(3)将问题转换成在成立,也即,进而可求解;
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
由题意,,
且在成立,
其中恒成立,从而只需,
令得,则,
所以,由(1)知单增,
所以只需在成立,
即,令,
即在恒成立
由于,所以.
【点睛】关键点点睛:第三问的关键是将问题转换成,在恒成立即可.
19. 固定项链的两端,在重力的作用下项链所形成的曲线是悬链线.1691年,莱布尼茨等得出“悬链线”方程,其中为参数.当时,就是双曲余弦函数,类似的我们可以定义双曲正弦函数.它们与正,余弦函数有许多类似的性质.
(1)已知,求;
(2)类比正弦函数,余弦函数的二倍角公式,请写出双曲正弦函数(或双曲余弦函数)的一个正确的结论(即求或)并证明;
(3)已知,对任意的和任意的,都有恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
类比正弦函数、余弦函数的二倍角公式,
得双曲正弦函数(或双曲余弦函数;
证明如下:;
.
(3)
【解析】
【分析】(1)根据和的计算公式,结合指数运算法则求解即可.
(2)类比正弦函数、余弦函数的二倍角公式,写出双曲正弦函数(或双曲余弦函数,证明即可.
(3)设,则,时,,进而求的取值范围,化为,利用不等式的性质转化求解,即可求出的取值范围.
【小问1详解】
因为,所以,
所以,即,所以,
所以,所以.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
因为,设,则,
当时,,所以,
所以,
可化为,
由题意,只需,对任意恒成立即可,
即或,所以或恒成立;
,故在上的最小值是,
当且仅当即时取得最小值;
因为,所以由对勾函数性质知在上单调递减,
所以在上的最大值是7,当取得最大值;
所以的取值范围是.
【点睛】方法点睛:函数新定义问题,解题方法是抓住新定义,把新定义转化为已知函数的表达式,函数不等式恒成立问题,首先需要通过函数的单调性与奇偶性化简不等式,对于较复杂的不等式,需要用换元法等进行化简转化,如本题转化为一元二次不等式恒成立,其次一元二次不等式恒成立,常常需要分类讨论求相应二次函数的最值后求得参数范围.
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