内容正文:
高2023级第一次模拟考试
数学试题
本试卷满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡规定的位置上.
2.答选择题时,必须使用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号.
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上.
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效.
5.考试结束后,只将答题卡交回.
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,只有一项符合题目要求.
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先确定集合的元素,再由交集定义求解即得.
【详解】因表示奇数集,而,
故.
故选:D.
2. 已知复数在复平面内对应的点为,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据复数的几何意义得到,进而求出和,代入即可求出答案.
【详解】由题意得,则,,
所以.
故选:C.
3. 已知数列为等比数列,为数列的前项积,且,则( )
A. 27 B. 9 C. 3 D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用等比数列的性质即可求解.
【详解】由题意得:,
又由等比数列性质可得:,
所以,
故选:A
4. 若,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】因为,进而根据诱导公式与二倍角公式求解即可.
【详解】因为,
所以
故选:B
5. 已知分别是椭圆的左、右焦点,是椭圆上一点.若,,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先计算半通径,再利用椭圆定义即可得到齐次方程求解离心率.
【详解】
令,代入椭圆
则可知:,又因为,所以,
根据椭圆定义可知:,
所以椭圆的离心率为,
故选: B
6. 冰球运动是一种以冰刀和冰球杆为工具,在冰上进行的相互对抗的集体性竞技运动.运动员小华以球杆击球,使冰球从点出发,沿运动至点,已知,,且,则冰球位移的大小是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据条件代入数量积公式,计算,即可求解.
【详解】,即,
则,即,因为,所以,
.
故选:D
7. 已知是上的偶函数,且满足,若在上单调递减,且,则在上的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据给定条件,确定函数的对称中心及周期,再确定在区间上的单调性即可求出最小值.
【详解】由定义在上的函数满足,得,
则函数关于点成中心对称,又在上单调递减,则在上单调递减,
因此函数在上单调递减,且,而函数是上的偶函数,
则函数在上单调递增,由,得,
于是,,即,
则函数是周期函数,其周期为4,当时,,
由周期性得时,,所以在上的最小值是.
故选:B
8. 如图,一个四分之一球形状的玩具储物盒,若放入一个玩具小球,合上盒盖,可放小球的最大半径为.若是放入一个正方体,合上盒盖,可放正方体的最大体对角线长为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】画出截面图,设储物盒所在球的半径为,从而利用表达出小球最大半径和正方体棱长,进而求出体对角线长及比值.
【详解】设储物盒所在球的半径为,如图,
小球最大半径满足,所以,
正方体的最大棱长满足,解得:,
所以正方体的最大体对角线长为
∴.
故选:A
二、多选题:本题共3个小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9. 为了研究关于的线性相关关系,收集了5组样本数据(见下表):
1
2
3
4
5
0.3
0.8
1
1.2
1.7
假设经验回归方程为,则( )
(参考公式:相关系数为)
A.
B. 当时,对应的残差为0.08
C. 样本数据的第40百分位数为0.8
D. 去掉点后,与的样本相关系数不变
【答案】AD
【解析】
【分析】选项A:求出,,由一定满足线性回归方程,代入即可求解;选项B:按照残差的概念求解即可;选项C:按照百分位数求解方法求解即可;选项D:由相关系数公式计算判断即可.
【详解】选项A:,.
将代入回归方程可得,,所以,故A正确;
选项B:当时,代入回归方程可得,
所以残差,故B错误;
选项C:将样本数据值从小到大排列:0.3,0.8,1,1.2,1.7,
第40百分位数的位置:,
则第40百分位数为第2个数和第3个数的平均值:,故C错误;
选项D:
.
,
,
所以.
去掉点后,
,.
.
,
,
所以.
故去掉点后,与的样本相关系数不变,故D正确.
故选:AD.
10. 已知函数,则下列说法中正确的是( )
A. 的图象关于直线对称
B. 的图象关于点对称
C. 若,则的最小值为
D. 若,则的最小值为
【答案】BC
【解析】
【分析】利用二倍角公式、辅助角公式化简得由,对AB直接代入验证即可,对C代入得,结合其函数特点即可判断;对D,代入后分两种情况讨论即可.
【详解】由,
对于A:,所以的图象不关于直线对称,故A错误;
对于B:,所以的图象关于点对称,故B正确;
对于C:由,所以,
所以,所以的最小值为,故C正确;
对于D:由,所以,
所以,
所以,或,
所以,或,
可取,此时,,
所以的最小值为,故D错误.
故选:BC.
11. 已知数列满足,且,则( )
A. 数列先单调递减后单调递增 B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【分析】先证明,当且仅当时等号成立及当时,,根据前一个不等式可判断A的正误,根据后一个不等式可判断B的正误,根据B结合累加法可判断C的正误,根据C结合裂项相消法可判断D的正误.
【详解】先证明两个不等式:
(1),当且仅当时等号成立;
(2)当时,.
证明:(1)设,则,
当时,,当时,,
故在上为增函数,在上为减函数,
故,即,当且仅当时等号成立.
(2),故,
故在上为增函数,故,
故当时,.
对于A,因为,故当时,,
若存在,则,故,
依次有,这与矛盾,故
故,而,故等号不可取,
故,故为递减数列,故A错误;
对于B,因为,而,故,
故,故B正确;
对于C,由B中结论可得,故,
由累加可得,而,故,
故,故C正确;
对于D,由C可得,
故,故D正确.
故选:BCD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 直线与圆相交于两点,且(为坐标原点),则___________.
【答案】
【解析】
【分析】根据题设可知为等腰直角三角形,结合点到直线的距离公式建立等式后即可求解.
【详解】
依题意,圆心为,半径为;
因为,所以为等腰直角三角形,所以,圆心到直线的距离为;
又圆心到直线的距离为;
所以,解得.
故答案为:.
13. 某中学对“秋假”期间申请留校的学生实行免费托管,现要从名教师中选若干人在天假期值班(每天只需人值班),同一人不能连续值班天,则可能的安排方法有___________种.
【答案】
【解析】
【分析】分为值班人数为人和人两种情况,结合排列组合即可求解.
【详解】由题意可得,值班的人数为人或者人,
若值班人数为人,则需要一个人值班首尾两天,另外一人值班中间一天,故,
若值班人数为人,则每人值班一天,故,
所以可能的安排方法有种.
故答案为:.
14. 在平面直角坐标系中,为坐标原点,两点的“曼哈顿距离”定义为.满足的动点的轨迹围成的图形面积为___________;已知点在直线上,点在函数的图象上,的最小值为___________.
【答案】 ①. 8 ②.
【解析】
【分析】①由可得动点的轨迹是四条直线围成的正方形,求其面积即可;②由题意,结合“曼哈顿距离”定义列出方程,然后构造函数,利用导数求得函数的最值,即可得到结果.
【详解】
设点,由可得,
则动点的轨迹是由直线,,与围成的正方形,
如图所示,则该图形面积为;
设,则,
将看成关于的函数,则在或时,取得最小值,
当时,令,则,
当时,,当时,,
则函数在上单调递增,在上单调递减,
故时,,此时;
当时,,令,
则,由,解得,
当时,,当时,,
则函数在上单调递增,在上单调递减,
故时,,此时.
综上所述,.
故答案为:①8;②.
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. 已知等差数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列是首项为1,公比为2的等比数列,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)设等差数列的公差为, 由 ,令,可得,解得,从而可得结果;
(2)由数列是首项为1,公比为2的等比数列,可得,结合(1)可得,利用等差数列与等比数列的求和公式,根据分组求和法可得数列的前项和.
【小问1详解】
设等差数列的公差为,
因为,
则,即,解得 ,
所以.
则 数列的通项公式为:
【小问2详解】
因为数列是首项为1,公比为2的等比数列,则,
又因为,所以.
设数列的前项和为,
则
所以数列的前项和为
16. 如图,平面平面,四边形为正方形,,,,为线段上一点.
(1)证明:平面平面;
(2)若,求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)
取的中点,连接,
因为,,,
所以可得,可得四边形为正方形,
则,而,
所以可知,所以可知,
平面平面,四边形为正方形,
平面平面,平面,
所以平面,又因平面,
所以平面平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)取的中点,连接,先证明四边形为正方形,由此证明,再结合面面垂直性质定理证明结论;
(2)先证明,,,建立空间直角坐标系,求平面和平面的法向量,结合向量夹角公式求结论.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为平面平面,且平面平面,
,所以平面,所以平面,
平面,所以,,
由(1)知,所以建立以为原点,
的方向分别为轴的正方向,
设,,
则,
所以,
设平面与平面的法向量分别为,
则,
令则,所以,
令则,,所以,
设平面与平面夹角为
则
17. 在中,角的对边分别为,若.
(1)求的大小;
(2)如图所示,为外一点,,,,求外接圆的半径.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据正弦定理边角互化,和差角公式以及辅助角公式即可求解;
(2)利用三角形的内角和关系,结合正弦定理解三角形,即可求得.
【小问1详解】
由和正弦定理,得,
因,则,
代入化简得
,即,
则,
,解得.
【小问2详解】
令,,
在中,由正弦定理得,,
因,则①.
在中,由正弦定理得,,
因,则②,
由①②得,,即,
因为,则得,解得,
,
设外接圆的半径,
由正弦定理,.
18. 甲乙两人进行若干局乒乓球训练赛,每局比赛必须决出胜负,且每局比赛结果相互独立.已知甲每局比赛获胜的概率为,规定先达到净胜3局者获得训练赛胜利并结束训练赛(某人的净胜局数某人胜的局数某人负的局数).
(1)记经过局比赛,甲获得训练赛胜利的概率为,求和;
(2)经过若干局后,甲胜的局数与乙胜的局数的差为,记事件“时,甲最终获得训练赛胜利”发生的概率为,求证:是等比数列;
(3)求甲获得训练赛胜利的概率.
【答案】(1);
(2)
由题意,为事件“时,甲最终获得训练赛胜利”发生的概率,
由乙胜的局数即为甲负的局数,甲胜的局数与乙胜的局数的差为,
故即为甲的净胜局数,所以.
经过若干局后,假定当前,
①当时,即甲的净胜局数,
则此时甲获得训练赛胜利并结束训练赛,所以;
②当时,即甲的净胜局数,乙的净胜局数,
则此时乙获得训练赛胜利并结束训练赛,则;
③当时,
由甲的净胜局数,则乙的净胜局数为,且,
故根据比赛规则比赛并未结束,要继续下一局.
记事件“时,甲最终获得训练赛胜利”(),事件“下一局比赛甲获胜”,
下一局若甲赢(即事件发生),则;若乙赢(即事件发生),则;
因为,,,且,
所以由全概率公式得,
,即,
因此,整理得,
两边都减去,则可得,
又当时,,
故数列:是公比为2的等比数列.
即数列是公比为2的等比数列.
(3)
【解析】
【分析】(1)根据已知获胜条件,分析甲在不同局数下获得最终胜利的可能赛况,再结合相互独立事件同时发生的概率乘法公式计算可得;
(2)由题意易得与,再分析当时可进行下一局比赛,根据已知条件利用全概率公式建立递推关系,可得,经过变形证明等比数列即可;
(3)利用第(2)问的等比数列结论,结合 “净胜3局(甲胜)、净胜局(乙胜)” 边界条件(即与),求解比赛初始状态下甲的最终获胜概率即可.
【小问1详解】
由题意,甲每局比赛获胜的概率为,则乙每局比赛获胜的概率为,
表示经过 3 局比赛甲获胜的概率,
由甲经过 3 局比赛获胜,又净胜局数为,则甲3局全胜,
故;
为经过5局甲获胜的概率,
某人的净胜局数=某人胜的局数-某人负的局数,
由经过5局甲才获胜,净胜局数为,
则5局中甲胜局负局,且负局必在前局中(若不在,则3 局甲全胜比赛结束),第、局均获胜,
.
【小问2详解】
略
【小问3详解】
由题意,甲最终获得训练赛胜利的概率即为.
记,
则,
由(2)知,数列是公比为2的等比数列,
则,解得,
所以,
又,
所以,
故甲最终获得训练赛胜利的概率为.
19. 已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)设直线,存在两个不同的实数,使得直线与曲线和曲线都相切.
①求的取值范围;
②请在以下两个不等式中任选一个,完成证明;
(i);(ii).
【答案】(1)函数的递增区间为,递减区间为;
(2)①;
②证明:选(i),由①得,即,
令函数,则,
由,得,即,
令函数,求导得,
函数在上单调递增,,
由,得,即,
因此,即有,所以.
选(ii),由①得,
则,
设,,
则,令函数,,
求导得,,
当时,,函数在上单调递减,则,即,
当时,,函数在上单调递减,由,得,,
因此,即,而,则,
所以.
【解析】
【分析】(1)根据给定的函数,利用导数求出其单调区间.
(2)①求出函数的导数,设出切点坐标,把问题转化为方程有两个不同实数解,再利用导数求解;②选择(i)由①中信息,构造函数及,利用导数结合不等式的性质推理得证.选择(ii)由①中信息,将不等式转化为证明,再构造函数,利用导数结合不等式性质推理得证.
【小问1详解】
函数的定义域为,求导得,
当时,;当时,,函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数的递增区间为,递减区间为.
【小问2详解】
①函数的定义域为R,求导得,
设直线与曲线和曲线分别切于点,
由,,消去得,
同理,因此方程有两个不同的实数解,
令函数,求导得,由,得;由,得,
函数在上单调递增,在上单调递减,,
而当时,恒有,且时,,,
因此当且仅当时,直线与函数的图象有两个交点,
即方程有两个不同的实数解,所以的取值范围是.
②略
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数学试题
本试卷满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡规定的位置上.
2.答选择题时,必须使用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号.
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上.
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效.
5.考试结束后,只将答题卡交回.
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,只有一项符合题目要求.
1. 已知集合,则( )
A. B. C. D.
2. 已知复数在复平面内对应的点为,则( )
A. B. C. D.
3. 已知数列为等比数列,为数列的前项积,且,则( )
A. 27 B. 9 C. 3 D.
4. 若,则( )
A. B. C. D.
5. 已知分别是椭圆的左、右焦点,是椭圆上一点.若,,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
6. 冰球运动是一种以冰刀和冰球杆为工具,在冰上进行的相互对抗的集体性竞技运动.运动员小华以球杆击球,使冰球从点出发,沿运动至点,已知,,且,则冰球位移的大小是( )
A. B.
C. D.
7. 已知是上的偶函数,且满足,若在上单调递减,且,则在上的最小值是( )
A. B. C. D.
8. 如图,一个四分之一球形状的玩具储物盒,若放入一个玩具小球,合上盒盖,可放小球的最大半径为.若是放入一个正方体,合上盒盖,可放正方体的最大体对角线长为,则( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3个小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9. 为了研究关于的线性相关关系,收集了5组样本数据(见下表):
1
2
3
4
5
0.3
0.8
1
1.2
1.7
假设经验回归方程为,则( )
(参考公式:相关系数为)
A.
B. 当时,对应的残差为0.08
C. 样本数据的第40百分位数为0.8
D. 去掉点后,与的样本相关系数不变
10. 已知函数,则下列说法中正确的是( )
A. 的图象关于直线对称
B. 的图象关于点对称
C. 若,则的最小值为
D. 若,则的最小值为
11. 已知数列满足,且,则( )
A. 数列先单调递减后单调递增 B.
C. D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 直线与圆相交于两点,且(为坐标原点),则___________.
13. 某中学对“秋假”期间申请留校的学生实行免费托管,现要从名教师中选若干人在天假期值班(每天只需人值班),同一人不能连续值班天,则可能的安排方法有___________种.
14. 在平面直角坐标系中,为坐标原点,两点的“曼哈顿距离”定义为.满足的动点的轨迹围成的图形面积为___________;已知点在直线上,点在函数的图象上,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. 已知等差数列满足.
(1)求数列的通项公式;
(2)若数列是首项为1,公比为2的等比数列,求数列的前项和.
16. 如图,平面平面,四边形为正方形,,,,为线段上一点.
(1)证明:平面平面;
(2)若,求平面与平面夹角的余弦值.
17. 在中,角的对边分别为,若.
(1)求的大小;
(2)如图所示,为外一点,,,,求外接圆的半径.
18. 甲乙两人进行若干局乒乓球训练赛,每局比赛必须决出胜负,且每局比赛结果相互独立.已知甲每局比赛获胜的概率为,规定先达到净胜3局者获得训练赛胜利并结束训练赛(某人的净胜局数某人胜的局数某人负的局数).
(1)记经过局比赛,甲获得训练赛胜利的概率为,求和;
(2)经过若干局后,甲胜的局数与乙胜的局数的差为,记事件“时,甲最终获得训练赛胜利”发生的概率为,求证:是等比数列;
(3)求甲获得训练赛胜利的概率.
19. 已知函数.
(1)求函数的单调区间;
(2)设直线,存在两个不同的实数,使得直线与曲线和曲线都相切.
①求的取值范围;
②请在以下两个不等式中任选一个,完成证明;
(i);(ii).
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