内容正文:
2023级高三第二次诊断考试
数 学
注意事项:
1. 考生领到答题卡后,须在规定区域填写本人的姓名、考号和班级.
2. 考生回答选择题时,选出每小题答案后,须用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.考生回答非选择题时,须用0.5mm黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上.选择题和非选择题的答案写在试卷或草稿纸上无效.
3. 考生不得将答题卡带离考场,考试结束后由监考员收回.
一、选择题:本大题共8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. 复数,则( )
A. 1 B. C. 2 D. 4
2. 已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
3. 若直线与直线平行,( )
A. B.
C. D.
4. 在中,,若,,则( )
A. B.
C. D.
5. 已知,则( )
A. -1 B. 1
C. D.
6. 已知m是直线,α,β是两个不同平面,且m∥α,则m⊥β是α⊥β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
7. 已知表面积为的圆柱的底面直径和高都等于球的直径,则球的体积为( )
A. B.
C. D.
8. 已知抛物线的准线为,为上的一点,于点,直线与圆相切于点,若,则点的横坐标为( )
A. B. C. D. 或
二、选择题:本题共小题,每小题分,共分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得分,部分选对的得部分分,有选错的得分.
9. 若将函数的图象向左平移后关于原点对称,则( )
A. 的最小正周期为
B. 的最小值为
C.
D.
10. 已知函数,则( )
A. 为偶函数
B. 若,,则
C. 存在实数,使得为减函数
D. 当时,有两个零点
11. 设双曲线的左,右焦点分别为,,圆与的左支在第二象限的公共点为,线段的垂直平分线与的右支在第一象限的公共点为,的面积为,则( )
A.
B. ,,三点共线
C. ,到的距离之积为
D. 若,则是的渐近线
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知平面向量,,若,则________.
13. 已知数列是等差数列,且,,则的前项和等于______________.
14. 如图,某水平测试场地修建了一个实体圆锥形通信屏蔽罩,其高为,底面圆直径,且点满足.现在点处固定一枚无线电信标,且在点有一微型无人机(视为一点).点在母线上,无人机先在空中以直线航迹从点飞行到处,随后紧贴屏蔽罩表面飞行到点,设飞行路径总长度为.则的最小值为_______________.
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. 记的内角,,的对边分别为,,,已知,且.
(1)求;
(2)若,求.
16. 已知等比数列的首项为1,前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)求使成立的的取值范围.
17. 已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若,求实数的值.
18. 已知椭圆 的离心率为 ,短轴长为 .
(1)求 的标准方程;
(2) 为 上一点且在第一象限,点 ,,延长 , 分别交椭圆 于 , 两点.
(i)若,求直线 的斜率;
(ii)连接 ,,记 的面积为 , 的面积为 ,求 的最大值.
19. 如图1,直三棱柱 的底面是边长为2的等边三角形,且 . 图2所示的多面体 ,可视为将图1中的 在其平面内绕其中心逆时针旋转 后,记为 ,并重新连接 ,,,,, 得到.
(1)如图2,证明:,,, 四点共面;
(2)求多面体 的体积;
(3)若点 在多面体 的棱 上,求 与平面 所成角的正弦值的最大值,并求出此时点 在 上的位置.
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2023级高三第二次诊断考试
数 学
注意事项:
1. 考生领到答题卡后,须在规定区域填写本人的姓名、考号和班级.
2. 考生回答选择题时,选出每小题答案后,须用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.考生回答非选择题时,须用0.5mm黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上.选择题和非选择题的答案写在试卷或草稿纸上无效.
3. 考生不得将答题卡带离考场,考试结束后由监考员收回.
一、选择题:本大题共8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. 复数,则( )
A. 1 B. C. 2 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】由复数的模长计算公式可得答案.
【详解】,
,
故选:B
2. 已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先解对数不等式,化简集合B,再求交集即可.
【详解】对数函数的定义域为,不等式,
因为底数大于1,为单调递增的函数,可得,因此,集合,
根据交集运算,得.
故选:A.
3. 若直线与直线平行,( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】将两直线方程化为斜截式,根据两直线平行时斜率相等且截距不相等的性质列方程求解的值.
【详解】直线,斜率,截距,
直线,斜率,截距,
因为两直线平行,所以斜率相等且截距不相等,即且,
由得,此时,满足平行条件.
故选:C.
4. 在中,,若,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用向量加法的平行四边形法则即可求解.
【详解】由可得点是的中点,根据平行四边形法则:,即.
故选:D.
5. 已知,则( )
A. -1 B. 1
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据正切的二倍角公式计算即可.
【详解】,
故选:D.
6. 已知m是直线,α,β是两个不同平面,且m∥α,则m⊥β是α⊥β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】A
【解析】
【分析】分别判断充分性和必要性得到答案。
【详解】当时,已知则,充分性;
当时,已知,可以得到,故不必要;
故选:
【点睛】本题考查了充分不必要条件,意在考查学生的推断能力。
7. 已知表面积为的圆柱的底面直径和高都等于球的直径,则球的体积为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据圆柱的表面积公式以及条件,即可求得球的半径,进而求得球的体积.
【详解】令圆柱的底面半径和高分别为和,球的半径为,
则,又,
所以,
则球的体积为.
故选:C
8. 已知抛物线的准线为,为上的一点,于点,直线与圆相切于点,若,则点的横坐标为( )
A. B. C. D. 或
【答案】B
【解析】
【分析】利用抛物线的定义得到,再根据切线的性质得到,最后利用列式求解即可.
【详解】
由题意得,抛物线的准线方程为,焦点坐标为,
圆的圆心,半径,
设,则,
,根据抛物线的定义可得,
又直线与圆相切于点,,
又,
又,,即,
把代入,得,解得.
故选:B.
二、选择题:本题共小题,每小题分,共分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得分,部分选对的得部分分,有选错的得分.
9. 若将函数的图象向左平移后关于原点对称,则( )
A. 的最小正周期为
B. 的最小值为
C.
D.
【答案】BC
【解析】
【分析】由题可求得可对C判断;可得即可对A判断求解;利用正弦型函数的值域可对B求解;由即可对D判断.
【详解】C:由函数的图象向左平移后为
,
因关于原点对称,所以,,解得,,
又因为,所以,即,故C正确;
A:由题可得,故A错误;
B:由值域为,所以的最小值为,故B正确;
D:由,
故D错误.
故选:BC.
10. 已知函数,则( )
A. 为偶函数
B. 若,,则
C. 存在实数,使得为减函数
D. 当时,有两个零点
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用导数正负与函数增减性的关系即可求解.
【详解】由题得的定义域为,且,
对于选项A:由于的定义域不对称,所以不可能是偶函数,故A选项错误;
对于选项B:若,则,则,
若且,则分别属于和,不妨设,,如下图:
则,,若,则有,即,
,最终有,故B选项正确;
对于选项C:若存在实数使得为减函数,即,证明如下:
,则,
①当时,若,则有恒成立,则,此时有;
②当时,若,则有恒成立,则,此时有;
综上,当时,,为减函数,故C选项正确.
对于选项D:当时,,,
①当时,恒成立,单调递减,
②当时,令,解得,则有,故在上单调递增,在上单调递减.
综上,在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减.
在上,单调递减,且,,故在上有且仅有1个零点,
在上,在处取极大值,故是内唯一零点.
综上,有2个零点,故选项D正确.
故选:BCD.
11. 设双曲线的左,右焦点分别为,,圆与的左支在第二象限的公共点为,线段的垂直平分线与的右支在第一象限的公共点为,的面积为,则( )
A.
B. ,,三点共线
C. ,到的距离之积为
D. 若,则是的渐近线
【答案】ABD
【解析】
【分析】由双曲线定义及圆半径即可判断A选项;已知是的垂直平分线,结合双曲线定义判断B选项;设到的距离分别为利用,垂直平分线性质和双曲线的性质,判断C选项;由面积得到直线的距离,通过余弦定理及渐近线公式判断D选项.
【详解】A选项,根据双曲线的定义得,
已知圆的方程为,则圆的半径为,所以,
所以,故A选项正确;
B选项,因为直线是线段的垂直平分线,所以,
根据双曲线的定义,有,又因为,
所以,而,即,所以三点共线,选项B正确;
C选项,如图,在中,由余弦定理可得,
设到直线的距离为,
则,,
所以,故C错误;
D选项,如图,,
因为,所以,
故是等边三角形,即,即,
因为,所以,即,
双曲线的渐近线方程为,将代入可得,即,
所以是的渐近线,选项D正确.
故选:ABD.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知平面向量,,若,则________.
【答案】1
【解析】
【分析】互相垂直的两个向量数量积为0.由此列出关于的方程.进而求解的值.
【详解】平面向量,,
即解得.
故答案为:1.
13. 已知数列是等差数列,且,,则的前项和等于______________.
【答案】
【解析】
【分析】直接根据等差数列的性质及等差数列的前n项和公式可得.
【详解】因为数列是等差数列,且,,
所以由等差数列的性质得,.
故答案为:.
14. 如图,某水平测试场地修建了一个实体圆锥形通信屏蔽罩,其高为,底面圆直径,且点满足.现在点处固定一枚无线电信标,且在点有一微型无人机(视为一点).点在母线上,无人机先在空中以直线航迹从点飞行到处,随后紧贴屏蔽罩表面飞行到点,设飞行路径总长度为.则的最小值为_______________.
【答案】
【解析】
【分析】采用化曲为直的方法,将曲面展成与平面共面的扇形,再有两点之间线段最短求出飞行路径的最短值,适当采取建系的方法可以大幅度减少计算量.
【详解】由题可知,
故该圆锥侧面展开图的圆心角,则连接可得,
又由题知,如图建立平面直角坐标系
则,由两点之间线段最短可得,
所以,
故答案为:
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. 记的内角,,的对边分别为,,,已知,且.
(1)求;
(2)若,求.
【答案】(1);
(2)或.
【解析】
【分析】(1)根据正弦定理及同角三角函数基本关系可得;
(2)直接由余弦定理解三角形可得.
【小问1详解】
因为,由正弦定理得,即,
再由及基本关系式得,得或,
因为,所以(舍去),即.
故.
【小问2详解】
由(1)知,所以,
再由余弦定理,且,,
得,,解得或.
当时,,此时,为直角三角形,符合题意;
当时,,此时,为钝角三角形,符合题意;
故或.
16. 已知等比数列的首项为1,前项和为,且.
(1)求的通项公式;
(2)求使成立的的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据等比数列前项和的性质,,,成等比数列,且公比为,即可求出公比,写出通项公式;
(2)求出等比数列的前和,分类讨论解不等式即可得解.
【小问1详解】
设等比数列的公比为,,
当时,,不符合题意,所以,
所以,,成等比数列,且公比为,
,所以,,
所以.
【小问2详解】
由(1)知,,
所以由可得,
即,
当为正偶数时,不等式显然成立;
当为正奇数时,则,
因为为递减数列,且,
所以且为奇数,
综上,
17. 已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若,求实数的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)求出切点坐标,由导数求出切线斜率,由点斜式写出切线方程;
(2)由,,讨论与的大小关系,讨论单调性即可.
【小问1详解】
当时,,
,
,,
在点处的切线方程为,
即;
【小问2详解】
,令,
则,
,,
①当时,
时,,单调递减,
由于,则,
时,,单调递增,
由于,则时,,
时,,
所以在单调递减,在单调递增,
所以符合题意;
②当时,,存在使得,
当时,,单调递减,
不符合题意;
③当时,,
则存在,使得当时,,单调递增,
则不符合题意;
综上.
18. 已知椭圆 的离心率为 ,短轴长为 .
(1)求 的标准方程;
(2) 为 上一点且在第一象限,点 ,,延长 , 分别交椭圆 于 , 两点.
(i)若,求直线 的斜率;
(ii)连接 ,,记 的面积为 , 的面积为 ,求 的最大值.
【答案】(1)
(2)(i) (ii)
【解析】
【分析】(1)先根据离心率和短轴长列出方程,再结合求解出,然后写出椭圆方程.
(2)(i)先设出直线方程,联立直线和椭圆方程,再结合题目所给条件求出点和点坐标,再求解出点坐标,然后按照斜率公式求解直线的斜率.
(ii)联立方程组,求出两点坐标,然后表示出三角形面积,然后根据基本不等式求解的最大值即可.
【小问1详解】
因为椭圆的离心率为,短轴长为.
即,又,解得.
椭圆的方程为
【小问2详解】
设,
因为直线经过和,不妨设直线的方程:.
联立直线与椭圆方程,消元整理得:
,
又在椭圆上,,代入上式,整理得:.
由韦达定理得:,即.
(i)且,.
,代入上式解得:,,即.
又,所以可得:,即.
又直线经过,直线的方程为.
联立直线和椭圆方程,解得,即.
所以直线的斜率.
(ii)由(i)可得,代入直线方程得,
所以,同理可得.
的面积.
的面积.
,当且仅当“”即“”时“”成立.
所以有最大值.
19. 如图1,直三棱柱 的底面是边长为2的等边三角形,且 . 图2所示的多面体 ,可视为将图1中的 在其平面内绕其中心逆时针旋转 后,记为 ,并重新连接 ,,,,, 得到.
(1)如图2,证明:,,, 四点共面;
(2)求多面体 的体积;
(3)若点 在多面体 的棱 上,求 与平面 所成角的正弦值的最大值,并求出此时点 在 上的位置.
【答案】(1)如图所示,取的中心记为,取的中心记为,以为坐标原点,过作的平行线为轴,过作的垂线为轴,为轴建立空间直角坐标系.
是边长为2的等边三角形,是由绕逆时针旋转得到的.
,,
,,
所以四点共面.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)建系后利用向量证明即可.
(2)多面体是由两个全等的四棱锥组成的,先用向量证明是矩形并求出其面积 ,然后求出点到平面的距离,然后利用体积公式计算答案.
(3)先设出点的位置,然后利用向量,用参数表示出线面角的正弦值,再利用导数求解最大值.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)得,
四边形是矩形,.
设平面的法向量,则
,令,则.
.
所以点到平面的距离.
所以多面体的体积.
【小问3详解】
设
.
.
.
设平面的法向量.
则,令,则.
.
记与平面所成的角为,则.
即.
记
则.
故在上单调递增,在上单调递减.
因此.
所以与平面所成角的正弦值为,此时.
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