内容正文:
二月阶段性测试2023级高三数学试卷
(本试卷满分150分,考试时间120分钟)
第Ⅰ卷(选择题 共60分)
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,只有一个是符合题目要求的.
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
2. 若复数,则( )
A. B. C. D.
3. 在等比数列中,若,,则( )
A. 6 B. 9 C. 15 D. 81
4. 已知向量与的夹角为,且,,则( )
A. B. 4 C. D.
5. 已知,则( )
A. B. C. D.
6. 从装有3个黑球和3个白球(球的大小、质地完全相同)的不透明袋子中随机取出2个球,已知三个白球的编号分别为1,2,3,三个黑球的编号分别为4,5,6,则取出的2个球的编号之和为奇数且至少有一个为黑球的概率为( )
A. B. C. D.
7. 设双曲线 的右顶点为,过点且斜率为2的直线与C的两条渐近线分别交于P,Q两点(其中点P在第一象限).若O为坐标原点,点M满足,,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数,若不等式在上恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3个小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 已知函数的部分图像如图所示,且阴影部分的面积为 ,则下列说法正确的有( )
A. 函数的最小正周期为
B. 为函数的一个对称轴
C. 要得到函数,需将函数向右平移个单位长度
D. 函数在区间上单调递增
10. 已知,,且,则下列说法正确的有( )
A. ab的最大值为 B. 的最小值为
C. 的最大值为 D. 的最小值为4
11. 在正四面体中,已知 面, 平面,点F,M,N分别在棱上,下列说法正确的是( )
A. 若M,N分别为棱的中点,且平面不经过点M,则 平面
B. 当F为棱的中点时,平面平面
C. 若四面体的棱长为2,则其外接球的体积为
D. 若点N为的中点,则 与平面所成角的正弦值的最大值为
三、填空题:本题共3个小题,每题5分,共15分.
12. 在的展开式中,项的系数是________.(用数字作答)
13. 已知抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于两点,其准线与轴的交点为,若,且 的面积为,则p的值为________.
14. 已知函数,,直线l与和均相切,切点分别为,,则________.
第Ⅱ卷(非选择题 共77分)
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,且的面积为.
(1)求的值;
(2)若,求的周长.
16. 如图所示,四边形ABCD与BDEF均为菱形,,且.
(1)求证:平面平面 ;
(2)求平面ABF与平面ACF的夹角的余弦值;
(3)试问直线BC上是否存在点M,使直线平面FDM,若存在,求出点M的位置;若不存在,请说明理由.
17. 为落实中央经济工作会议“坚持内需主导,建设强大国内市场”的精神,某市大力推行某项消费补贴政策.政策旨在直接激发消费,并希望通过了解政策的家庭产生“带动效应”,形成消费涟漪,进一步扩大内需.政策规定每个家庭在2026年一年内有两次机会领取补贴,每次消费5000元以上可以领取500元补贴.通过调查可知,该市有的家庭了解政策;在所有了解政策的家庭中,有的家庭因此产生了消费意向;在不了解政策的家庭中,也有的家庭因市场氛围等因素产生了消费意向.调研发现,每个了解政策的家庭,其每次发生消费行为的概率为,且可能带动另一个不了解政策的家庭进行消费,受带动的家庭每次发生消费行为的概率为.
(1)求在随机抽取到一个有消费意向家庭的条件下,该家庭是“因了解政策而产生消费意向”的概率;
(2)求一个了解政策的家庭与受其带动的家庭合计拿到的补贴的分布列;
(3)若政策规定一个家庭参与消费且拿到补贴,并带动另外一个不了解政策家庭进行消费且拿到补贴,则可以领到额外消费奖励,其奖励如下:两个家庭合计拿到1000元补贴,带动家庭可以拿到100元奖励;两个家庭合计拿到1500元补贴,带动家庭可以拿到200元奖励;两个家庭合计拿到2000元补贴,带动家庭可以拿到300元奖励,试估计该带动家庭可以拿到多少奖励(单位:元).
18. 已知椭圆的长轴长为4,且点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)直线与椭圆C交于A,B两点,线段AB的中点为D,连接OD(O为坐标原点)并延长,交椭圆C于点E,交直线于点H.
①若,求的值;
②若,试问直线l是否过定点?若过定点,求出该定点坐标;若不过定点,请说明理由.
19. 已知函数,且为函数的极值.
(1)求实数a的值;
(2)当时, 恒成立,求实数m的取值范围;
(3)证明:当时,.
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二月阶段性测试2023级高三数学试卷
(本试卷满分150分,考试时间120分钟)
第Ⅰ卷(选择题 共60分)
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,只有一个是符合题目要求的.
1. 已知集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先通过解分式不等式得到集合A,再由对数函数的定义域求得集合B,然后取交集,最后在实数范围内求补集即可得出结果.
【详解】化简集合 ,分式不等式等价于,
整理得,
解得或,即,
化简集合 ,对数函数要求真数大于0,
即,解得 ,即,
,.
故选:A
2. 若复数,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据复数乘方和除法的运算,求得,再利用共轭复数的定义求得,最后复数的数乘和加法运算计算即可.
【详解】,,
故选:D
3. 在等比数列中,若,,则( )
A. 6 B. 9 C. 15 D. 81
【答案】A
【解析】
【分析】根据等比数列的通项公式和题设条件,求得数列的公比,代入即可求得结果.
【详解】设等比数列的公比为,则,,
.
故选:A.
4. 已知向量与的夹角为,且,,则( )
A. B. 4 C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,先求 ,再根据模长公式求解即可.
【详解】,
,则,
.
故选:B
5. 已知,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由三角和差及辅助角公式化简可得,再结合二倍角公式求值即可.
【详解】
,
则
.
故选:C.
6. 从装有3个黑球和3个白球(球的大小、质地完全相同)的不透明袋子中随机取出2个球,已知三个白球的编号分别为1,2,3,三个黑球的编号分别为4,5,6,则取出的2个球的编号之和为奇数且至少有一个为黑球的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,任意取的2个球共有种,再计算符合条件的情况,再求概率即可.
【详解】根据题意,任意取的2个球共有种,
取出的2个球的编号之和为奇数,
则取出的2个球的编号必须为一个奇数一个偶数,且至少有一个为黑球,
所以,一个白球(奇数)一个黑球(偶数)有种,
一个白球(偶数)一个黑球(奇数)有种,
两个黑球(一奇一偶)共有种,故概率为.
故选:C.
7. 设双曲线 的右顶点为 ,过点 且斜率为2的直线与C的两条渐近线分别交于P,Q两点(其中点P在第一象限).若O为坐标原点,点M满足,,则双曲线C的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由得到为的中点,过点作 轴,设,由过点 的直线的斜率为2得到的值,利用勾股定理得到的值,结合得到,从而得到,,由 的坐标得到的值,从而得到的坐标,由 是双曲线渐近线上的点,及斜率为2,可得的值,利用公式得到离心率的值.
【详解】,为的中点,
过点作 轴,交轴于点,
设,
过点 的直线的斜率为2,,
,
,,,,,
,,,,
设,
为的中点,,,
是双曲线 的渐近线上的点,
,
,,
,
,,
,
.
故选:B.
8. 已知函数,若不等式在上恒成立,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先分析函数的奇偶性与单调性,将抽象函数不等式转化为代数不等式,再通过参变分离构造函数求最值,最终得到参数的取值范围.
【详解】函数的定义域为.
因为
所以是奇函数.
.
由基本不等式,,当且仅当时取等号且,
得.
因此在上严格单调递增.
由,得 .
于是,
参变分离得,在上恒成立,
令,利用,
化简得,
设,因,故在上严格单调递增,
因此的取值范围为:,
令, ,
令,得.
当时, ,单调递减;
当时, ,单调递增.
因此在处取得最小值:
,即在上的最小值为.
要使恒成立,只需,即的取值范围是.
故选:C
二、多选题:本题共3个小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,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. 已知函数的部分图像如图所示,且阴影部分的面积为 ,则下列说法正确的有( )
A. 函数的最小正周期为
B. 为函数的一个对称轴
C. 要得到函数,需将函数向右平移个单位长度
D. 函数在区间上单调递增
【答案】ABD
【解析】
【分析】先确定,再结合正弦型函数的性质及平移变换逐项判断即可.
【详解】如图,,
由对称性可知,阴影部分的面积等于矩形的面积,即,
解得,函数的最小正周期为,故A正确;
,解得,又函数过点,
,解得,
,,
则,又,为最小值,
所以为函数的一个对称轴,故B正确;
要得到函数,需将函数向右平移个单位长度,故C错误;
,,
因为 在上单调递增,且,
所以函数在区间上单调递增,故D正确.
故选:ABD.
10. 已知,,且,则下列说法正确的有( )
A. ab的最大值为 B. 的最小值为
C. 的最大值为 D. 的最小值为4
【答案】AC
【解析】
【分析】选项A,由,,,直接利用基本不等式求出的范围,从而得到的最大值;选项B,将所求的的分子转化为,利用基本不等式求解即可;选项C,设,则,由得到从而得到的范围,即可得到的最大值;选项D,将所求的转化为,利用基本不等式求解即可.
【详解】选项A,,,,,
,当且仅当,即时,等号成立;
故ab的最大值为,故选项A正确;
选项B,,,
当且仅当时,即时,等号成立,
故的最小值为,故选项B错误;
选项C,设,则,
,,
,,,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最大值为,故选项C正确;
选项D,,,
当且仅当,即时,等号成立,
故的最小值为,故选项D错误.
故选:AC.
11. 在正四面体中,已知 面, 平面,点F,M,N分别在棱上,下列说法正确的是( )
A. 若M,N分别为棱的中点,且平面不经过点M,则 平面
B. 当F为棱的中点时,平面平面
C. 若四面体的棱长为2,则其外接球的体积为
D. 若点N为的中点,则 与平面所成角的正弦值的最大值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】将正四面体补成正方体,然后每个选项逐一判断即可.
【详解】将正四面体放在正方体中,如图,设中点为,
,
平面, 平面,
平面,平面,
又平面,平面不经过点M,
平面平面,
平面,故A正确;
对于B,F为棱的中点,且,
,
平面,
平面,
平面,
平面平面,故B正确;
对于C,四面体的棱长为2,则正方体的棱长为,
其外接球半径,体积为,故C错误;
对于D,由正方体性质可知,
又 面, 平面,且为异面直线,
平面,
又平面,
平面平面,
设的中点为,连接,
,又 平面,
平面,
就是直线 与平面所成角,
则,
设正方体边长为,则,
当时,取得最小值,最小值为,
此时最大,最大值为,即最大,最大值为,
故 与平面所成角的正弦值的最大值为,故D正确.
故选:ABD.
三、填空题:本题共3个小题,每题5分,共15分.
12. 在的展开式中,项的系数是________.(用数字作答)
【答案】
【解析】
【分析】先求二项式的展开式的通项,再由乘法法则求出的展开式中含的项即可得解.
【详解】,
的展开式通项为,
当,即 时,,
当,即时,,
所以项的系数是.
故答案为:.
13. 已知抛物线的焦点为,过点的直线与抛物线交于两点,其准线与轴的交点为,若,且 的面积为,则p的值为________.
【答案】
【解析】
【分析】求出焦点的坐标和准线方程,得到的坐标,设过点的直线方程为,与抛物线联立,消去,得到的一元二次方程, 设,根据韦达定理得到,利用得到,从而得到的值,求出,利用三角形的面积公式得到,结合已知 的面积为得到的值.
【详解】设抛物线的焦点坐标为,准线方程为,
准线与轴的交点为,
设过点的直线方程为,与抛物线联立,消去,
得到,即,
设,则有,
,,
,
,,
,
,,,,
,
,
,
的面积为,,,.
故答案为:.
14. 已知函数,,直线l与和均相切,切点分别为,,则________.
【答案】
【解析】
【分析】根据切线斜率与切点处导数相等求出切点坐标间的关系即可.
【详解】函数 ,,有,,
函数 的图象在点处的切线方程为,即,
函数的图象在点处的切线方程为,即,
一条直线l与函数 和的图象分别相切于点和点,
则有,可得,两边同乘 得:①,
由可得,即,代入①可得
,即;
又由可知,,
则.
故答案为:
第Ⅱ卷(非选择题 共77分)
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 在中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若,且的面积为.
(1)求的值;
(2)若,求的周长.
【答案】(1)
(2)10
【解析】
【分析】(1)对已知的边的等式应用正弦定理,将边转化为角,结合三角形内角和定理与两角和的正弦公式展开化简,消去 后求解;
(2)先由求出,结合三角形面积公式与已知的,先求出边,再结合三角形的面积得到,最后用余弦定理求出,三边相加得到周长.
【小问1详解】
由,正弦定理可得,
,,
,
因为 ,所以 ,两边同时除以 得,
解得.
【小问2详解】
由,,得.
因为且,所以.
再由,得,即 .
由余弦定理:,得.
因此的周长为.
16. 如图所示,四边形ABCD与BDEF均为菱形,,且.
(1)求证:平面平面 ;
(2)求平面ABF与平面ACF的夹角的余弦值;
(3)试问直线BC上是否存在点M,使直线平面FDM,若存在,求出点M的位置;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
设,的交点为,连接,
因为四边形与均为菱形,且,
所以,,
又因为 ,且为中点,所以,
又因为,平面,所以 平面,
因为 平面 ,所以平面平面 .
(2)
(3)存在,点在延长线上且满足.
【解析】
【分析】(1)设,的交点为,连接,根据线面垂直的判定定理得到 平面,根据面面垂直的判定定理得到平面平面 .
(2)利用线面垂直的判定定理以及勾股定理证垂直,从而以为坐标原点, ,,为,,轴建立空间直角坐标系,求出平面 的法向量和平面 的法向量,设平面 与平面 的夹角为,利用向量的数量积公式求出的值.
(3)设,求出的坐标,求出平面的法向量,由平面得到,计算出的值,从而得到点在延长线上,且满足.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为,,且,平面,所以 平面,
设,因为四边形与均为菱形,
且,所以,,
又因为,在 中,,所以 ,
因为,,,平面 ,
所以 平面 ,
以为坐标原点, ,,为,,轴建立空间直角坐标系,如下图:
所以,,,,,
由,得到,
所以,,
设平面 的法向量,,所以,
因为平面 的法向量,
设平面 与平面 的夹角为,所以.
【小问3详解】
设,所以,
则,,,
设平面的法向量,,所以,
因为平面,所以,所以 ,
此时在平面FDM外,符合题意,
所以存在点M符合题意,且点在延长线上,满足.
17. 为落实中央经济工作会议“坚持内需主导,建设强大国内市场”的精神,某市大力推行某项消费补贴政策.政策旨在直接激发消费,并希望通过了解政策的家庭产生“带动效应”,形成消费涟漪,进一步扩大内需.政策规定每个家庭在2026年一年内有两次机会领取补贴,每次消费5000元以上可以领取500元补贴.通过调查可知,该市有的家庭了解政策;在所有了解政策的家庭中,有的家庭因此产生了消费意向;在不了解政策的家庭中,也有的家庭因市场氛围等因素产生了消费意向.调研发现,每个了解政策的家庭,其每次发生消费行为的概率为,且可能带动另一个不了解政策的家庭进行消费,受带动的家庭每次发生消费行为的概率为.
(1)求在随机抽取到一个有消费意向家庭的条件下,该家庭是“因了解政策而产生消费意向”的概率;
(2)求一个了解政策的家庭与受其带动的家庭合计拿到的补贴的分布列;
(3)若政策规定一个家庭参与消费且拿到补贴,并带动另外一个不了解政策家庭进行消费且拿到补贴,则可以领到额外消费奖励,其奖励如下:两个家庭合计拿到1000元补贴,带动家庭可以拿到100元奖励;两个家庭合计拿到1500元补贴,带动家庭可以拿到200元奖励;两个家庭合计拿到2000元补贴,带动家庭可以拿到300元奖励,试估计该带动家庭可以拿到多少奖励(单位:元).
【答案】(1)
(2)
0
500
1000
1500
2000
(3)
【解析】
【分析】(1)设事件A为抽取到的是一个有消费意向的家庭,事件B为该家庭是“因了解政策而产生消费意向”的家庭,根据题意求出,,利用条件概率的公式求出,从而得解.
(2)设一个了解政策的家庭与受其带动的家庭合计拿到的补贴为 ,写出 的可能取值,分别求出 的每一个可能取值的概率,根据其概率求出 的分布列.
(3)分别求出带动家庭可以拿到100元,200元,300元的奖励的概率,从而得到该带动家庭可以拿到的奖励.
【小问1详解】
设事件A为抽取到的是一个有消费意向的家庭,
事件B为该家庭是“因了解政策而产生消费意向”的家庭,
,,
所以,
所以在随机抽取到一个有消费意向家庭的条件下,
该家庭是“因了解政策而产生消费意向”的概率为.
【小问2详解】
设一个了解政策的家庭与受其带动的家庭合计拿到的补贴为 ,
的可能取值为0,500,1000,1500,2000,
,
,
,
,
,
所以 的分布列为
0
500
1000
1500
2000
【小问3详解】
带动家庭可以拿到100元奖励的概率为,
带动家庭可以拿到200元奖励的概率为,
带动家庭可以拿到300元奖励的概率为,
该带动家庭可以拿到的奖励为
(元).
18. 已知椭圆的长轴长为4,且点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)直线与椭圆C交于A,B两点,线段AB的中点为D,连接OD(O为坐标原点)并延长,交椭圆C于点E,交直线于点H.
①若,求的值;
②若,试问直线l是否过定点?若过定点,求出该定点坐标;若不过定点,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①;②过定点
【解析】
【分析】(1)由长轴长得到,从而得到,由点在椭圆C上,将点代入椭圆方程,计算得到,从而得到椭圆的方程.
(2)①按照直线 ,的斜率一条不存在,另一条的斜率为0和直线 ,的斜率存在且不为0这两种情况讨论求解,当直线 ,的斜率存在且不为0时,设,,由得到 ,得到直线的斜率之积等于,从而可设直线,,直线 和椭圆联立方程组得到,同理得到,计算求出的值.②设,将 , 代入椭圆方程,通过计算得到,从而可设直线,求出,直线和直线联立方程组求出点的横纵坐标,求出,求出的纵坐标,从而得到,由得到,从而得到直线恒过的定点.
【小问1详解】
因为椭圆的长轴长为4,
所以 ,所以 ,
因为点在椭圆C上,
所以,所以 ,
所以椭圆的方程为 .
【小问2详解】
①当直线 ,的斜率一条不存在,另一条的斜率为0时,
不妨设直线 的斜率一条不存在,直线的斜率为0,
则, ,,
,
当直线 ,的斜率存在且不为0时,
设,,因为,所以 ,
设直线,,
联立方程得,所以,
所以,
同理,
所以.
综上可知,.
②设,将 , 代入椭圆方程,
得,所以,所以,
所以,所以,所以,
所以直线,
同理,
联立,所以,
所以,
所以,
直线,令,则,则,
又因为,所以,
所以直线,
所以直线过定点.
19. 已知函数,且为函数的极值.
(1)求实数a的值;
(2)当时, 恒成立,求实数m的取值范围;
(3)证明:当时,.
【答案】(1)
(2)或
(3)证明:由(1)得,因此.
令 ,则 ,
当 时, ,当 时, ,
所以 在 上递增,在 上递减,
所以 ,所以
所以不等式 (当且仅当时取等号),
令 ,得 ,且 时 ,故 .
因此对 ,有:
,即
因为,
所以.
因时 ,故,即,不等式得证.
【解析】
【分析】(1)利用极值点的必要条件(极值点处导数为0),对求导后代入 ,解方程得到的值,再验证导数在 两侧的符号,确认 为极值点;
(2)构造函数,将恒成立问题转化为 在 上恒成立,即求的最小值≥0.通过求导分析的单调性,分 和两种情况讨论,结合函数最值解关于的不等式,得到的取值范围;
(3)利用不等式 ,得到 ,对进行放缩,转化为可裂项相消的形式,求和后证明不等式.
【小问1详解】
因为,又 为函数的极值, 所以 ,即 ,解得 .
验证极值点:当 时,.
当 时,,单调递减;
当 时,,单调递增.
因此 是的极小值点,符合题意,故 .
【小问2详解】
由(1)得,设,
设 , .
当时,,因此在 上单调递增, .
情况1:
此时 ,故 ,在 上单调递增,最小值为 .
,解得或 ,结合 ,得 .
情况2:
在 上单调递增,且 ,时 ,
故存在唯一 ,使得 ,即.
当 时,,单调递减;
当 时,,单调递增.
因此的最小值为 ,代入,
化简得 ,
因 ,故 ,解得.
设, , ,
故 在 上单调递减,
因此,
综上所述,实数的取值范围是或 .
【小问3详解】
略
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