内容正文:
高二数学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,将答案写在答题卡上.
一、单项选择题:本题共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. ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】.
2. 若集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先用一元二次不等式及分式不等式的解法求解两个集合,然后再求交集.
【详解】因为集合,
所以可得,
因此.
3. 函数的图象在处的切线在轴上的截距为( )
A. 2 B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用导数的几何意义求出切线方程,令可得轴上的截距.
【详解】,,又,
所以处的切线为,
令,可得,
故函数的图象在处的切线在轴上的截距为.
4. 已知向量,,,若,则实数的值( )
A. B. C. D. 2
【答案】D
【解析】
【分析】根据平面向量的坐标运算和两向量平行的充要条件列式计算求解
【详解】因为,,
又,所以,解得.
5. 为助力城市低空经济发展,某科技公司计划开展无人机编队飞行表演.现有架不同型号的四旋翼无人机和架不同型号的六旋翼无人机,将它们排成一列进行飞行展示.要求任意两架相邻无人机的旋翼数不同,则不同的飞行队形共有( )
A. 种 B. 种 C. 种 D. 种
【答案】B
【解析】
【分析】确定六旋翼无人机、四旋翼无人机所排的位置,结合分步乘法计数原理可得结果.
【详解】由题意可知,两种无人机必须交错排列,
即架不同型号的六旋翼无人机分别排在第、、号位;
架不同型号的四旋翼无人机排在第、、、号位,
所以不同的飞行队形种数为种.
6. 如图,圆台的高为,是母线,,.现在将圆台的侧面沿剪开,并展开成平面图形,点在侧面展开图中对应的点为,,则线段的长度为( )
A. 8 B. C. 16 D.
【答案】D
【解析】
【详解】如图1,在圆台的轴截面中作于点.
设,由题意得,,
由勾股定理可得,解得,所以.
侧面展开图如图2,的长为,的长为,
所以,又,所以,
所以,所以.
7. 甲、乙两人进行抛骰子游戏,每轮游戏甲、乙各抛掷骰子1次,向上点数较大的一方获胜(向上点数相等为平局),然后继续下一轮游戏,当一方连胜两轮时游戏结束,则第3轮抛掷后游戏结束的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据给定条件,利用组合计数问题求出每轮游戏甲或乙胜的概率,再利用概率的加法公式、乘法公式求解.
【详解】每轮游戏甲胜或乙胜的概率均为,平局的概率为,
第3轮抛掷后游戏结束,若第3轮甲胜,则第2轮甲胜,第1轮乙胜或平局,概率为,
同理第3轮抛掷后游戏结束且第3轮乙胜的概率也为,所以所求概率为.
8. 若、,且,则下列各式一定成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】构造函数,,,其中,利用导数分析这两个函数的单调性,可得出,再结合函数的单调性判断可得出、的大小关系,构造函数,其中,利用导数分析该函数的单调性,结合零点存在定理得出的范围,再利用函数的单调性并结合零点存在定理可得出的范围,据此可判断D选项.
【详解】因为,则,,
构造函数,其中,则,
故函数在上为增函数,即当时,,即,
因为,则,所以,
构造函数,其中,则,
故函数在上为增函数,
由题意可知,,故,
因为,,故,
构造函数,其中,则,
所以函数在上为增函数,且,
因为,则,
所以,
又因为,所以,故,D错.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 大量临床数据显示,某年龄段人群空腹血糖检测值(单位:)近似服从正态分布,则( )
参考数据:若,则,0.9973.
A. 该年龄段人群空腹血糖检测值的均值为5.2
B. 该年龄段人群空腹血糖检测值的方差为0.3
C. 该年龄段人群空腹血糖检测值在的比例约为
D. 该年龄段人群空腹血糖检测值高于6.1的比例约为
【答案】AC
【解析】
【详解】由题意知,,
所以该年龄段人群空腹血糖检测值的均值为5.2,方差为0.09.
所以A正确,B错误.
该年龄段人群空腹血糖检测值在的比例约为,
所以C正确.
因为,
所以该年龄段人群空腹血糖检测值高于6.1的比例约为,所以D错误.
10. 已知双曲线关于轴、轴均对称,若过点,则的离心率可能为( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】分焦点在轴上和轴上两种情况,把点代入得到关系求出离心率范围即可.
【详解】解:若焦点在轴上,设双曲线方程为,
代入,整理可得,
所以,
从而离心率;
若焦点在轴上,设双曲线方程为,
代入,整理可得,
所以,
从而离心率.
综上可知.
11. 在锐角中,内角所对的边分别是,记的面积为,周长为,重心为,若,,则( )
A. B. 的取值范围是
C. 的取值范围是 D. 的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】先由已知等式结合平方差公式和余弦定理求得角;再利用正弦定理结合锐角三角形条件求出边的取值范围,进而分析面积、周长的范围;最后利用重心性质与余弦定理,通过二次函数求最值得到的最小值,逐项判断选项.
【详解】对于A,由,可得,即,
由余弦定理可得,
又为锐角三角形,所以,A正确;
对于B,由正弦定理,可得
,
因为为锐角三角形,所以,解得,
则,所以,故,
因为,所以的取值范围为,B错误;
对于C,由余弦定理可得,
因为,所以,即,
所以周长,C正确;
对于D,设的中点为,因为是的重心,所以,
在中,由余弦定理可得,
故当时,取得最小值,此时的最小值为,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在等差数列中,若,,则______.
【答案】0
【解析】
【分析】
首先根据题意得到,再解方程组即可.
【详解】由题知:,解得.
.
故答案为:
13. 已知抛物线的焦点为,准线为,点在上且位于第一象限,为坐标原点,设的平分线交于点,交于点,若,则________.
【答案】4
【解析】
【分析】根据抛物线定义,由在抛物线上可得等于点到准线的距离.再结合,通过直角三角形求出角平分线与轴负方向所成的角,进而得到直线的方程,最后与抛物线方程联立求出点,即可求得.
【详解】由,得焦点,准线.
设,其中.因为三点共线,且在线段上,又,所以.
过点作,垂足为.
因为点在抛物线上,所以由抛物线定义得.
在直角三角形中,.
所以.
又因为,且三点共线,所以.
因为是的平分线,所以.
故直线与轴正方向所成的角为,其斜率为.
又直线过点,所以直线的方程为.
联立直线与抛物线的方程,得.
整理得.
解得或.
因为点位于第一象限,且在点的右上方,所以,从而.
于是.
14. 如图,点是函数的图象与直线的相邻的三个交点,是的图象与轴的交点,若,则______.
【答案】
【解析】
【分析】先通过方程的解,得到相邻交点的横坐标差,结合求出;再由和图像单调性确定,最后计算的值.
【详解】令,可得或,.
由题图可知,,所以,
因为,即,故. 因为,即,
又因为点在单调递减区间上,所以可取,则,
从而.
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. 已知等差数列的前项和为,,.
(1)求与;
(2)若,求的前项和.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,列出关于首项、公差的方程组,再利用等差数列通项公式及前项和公式求解.
(2)由(1)的结论,利用裂项相消法求和即得.
【小问1详解】
设的公差为,由,得,解得,
所以,
.
【小问2详解】
由(1)得,,
则,
所以
.
16. 已知椭圆的离心率为,且的焦点与双曲线的焦点重合.
(1)求的方程;
(2)若过点且与的一条渐近线平行的直线与交于,两点,为坐标原点,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)求出双曲线的焦点坐标,结合椭圆离心率求出即可.
(2)求出双曲线渐近线的斜率,进而求出直线的方程并与椭圆方程联立求出三角形面积.
【小问1详解】
双曲线的焦点坐标为,则椭圆的焦点为,
即有,由的离心率为,得,解得,
所以的方程为.
【小问2详解】
依题意,双曲线的渐近线的斜率为,设,
由对称性,不妨设直线的方程为,即,
由消去,得 ,则,,
因此,
所以的面积.
17. 如图,在四棱锥中,侧面底面是边长为2的等边三角形,四边形为直角梯形,且,是棱上一动点.
(1)若为棱的中点,证明:平面;
(2)若为棱上靠近点的三等分点,求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)找PA的中点F,证明即可得出证明.
(2)建立空间直角坐标系,求出平面EBC和平面ABCD的法向量,然后根据向量法求两平面夹角的余弦值即可.
【小问1详解】
如图,取的中点,连接.
由为的中点,为的中点,,且,
可得,.
所以四边形为平行四边形,故.
又平面,平面,所以平面.
【小问2详解】
取的中点,连接.
由为等边三角形,得,
又平面平面,平面平面,平面,
所以平面.
由,,得四边形是平行四边形
于是,又,则,直线两两互相垂直.
以为坐标原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系,如图所示,
则,
所以.
设平面的法向量为,
则,即,
令,可得.
易知平面的一个法向量为.
设平面与平面的夹角为,
则,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
18. 在量子机器学习中,数据常被编码为量子态的叠加.考虑一个由两个纠缠量子比特构成的系统,对其进行投影测量,每个量子比特的测量结果记为0或1.已知第一个量子比特测量结果为0的概率为,测量结果为1的概率为.若第一个量子比特测量结果为0,则第二个量子比特测量结果为0的概率为;若第一个量子比特测量结果为1,则第二个量子比特测量结果为0的概率为.
(1)在两个量子比特测量结果相同的条件下,求第一个量子比特测量结果为0的概率.
(2)设,随机变量表示两个量子比特的测量结果之和.
(i)求的分布列;
(ii)在量子纠错编码中,需控制测量结果的波动,若可通过调整量子纠缠强度改变,,且, ,, ,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)
0
1
2
(ii).【解析】
【分析】(1)根据给定条件,利用全概率公式及条件概率公式求解.
(2)(i)求出的可能值及各个值对应的概率列出分布列;(ii)由(i)求出的期望、方差即可.
【小问1详解】
记事件“第一个量子比特测量结果为0”,事件“第二个量子比特测量结果为0”,
事件“两个量子比特测量结果相同”,则,
则,,
所以在两个量子比特测量结果相同的条件下,第一个量子比特测量结果为0的概率为
.
【小问2详解】
(i)的所有可能取值为,,,
,,
,
所以的分布列为
0
1
2
(ii)由(i)得, ,
所以 ,
所以的取值范围是.
19. 已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)若方程有实根,求的取值范围;
(3)若函数有个极值点、,证明: .
【答案】(1)当时,的增区间为,无减区间;当时,的减区间为,增区间为
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)求出函数的定义域,求导,对实数的取值进行分类讨论,分析导数的符号变化,由此可得出函数的增区间和减区间;
(2)由结合参变量分离可得,令,利用导数求出函数的值域,即可得出实数的取值范围;
(3)利用极值点的定义可得出,,结合可得出,求得,,化简得出,构造函数,其中,利用导数分析该函数的单调性,即可证得结论成立.
【小问1详解】
由题知的定义域为,,
若,则,此时函数的增区间为,无减区间;
若,由可得,由可得.
此时函数的减区间为,增区间为.
综上所述,当时,函数的增区间为,无减区间;
当时,函数的减区间为,增区间为.
【小问2详解】
由得,参变量分离可得,
令,则,
当时,,,则,
当时,,,则,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
所以函数的极大值为,
又当时,,所以的取值范围是.
【小问3详解】
由题可知,
则,
由题知、是方程的两根,即方程的两个根,
所以,由韦达定理可得,,
所以,,,
所以
,
令,其中,
则,
令,其中,
则对任意的恒成立,
故函数在上为增函数,则,
所以在上单调递减,则,
故.
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注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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,将答案写在答题卡上.
一、单项选择题:本题共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. ( )
A. B. C. D.
2. 若集合,则( )
A. B. C. D.
3. 函数的图象在处的切线在轴上的截距为( )
A. 2 B. C. D.
4. 已知向量,,,若,则实数的值( )
A. B. C. D. 2
5. 为助力城市低空经济发展,某科技公司计划开展无人机编队飞行表演.现有架不同型号的四旋翼无人机和架不同型号的六旋翼无人机,将它们排成一列进行飞行展示.要求任意两架相邻无人机的旋翼数不同,则不同的飞行队形共有( )
A. 种 B. 种 C. 种 D. 种
6. 如图,圆台的高为,是母线,,.现在将圆台的侧面沿剪开,并展开成平面图形,点在侧面展开图中对应的点为,,则线段的长度为( )
A. 8 B. C. 16 D.
7. 甲、乙两人进行抛骰子游戏,每轮游戏甲、乙各抛掷骰子1次,向上点数较大的一方获胜(向上点数相等为平局),然后继续下一轮游戏,当一方连胜两轮时游戏结束,则第3轮抛掷后游戏结束的概率为( )
A. B. C. D.
8. 若、,且,则下列各式一定成立的是( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 大量临床数据显示,某年龄段人群空腹血糖检测值(单位:)近似服从正态分布,则( )
参考数据:若,则,0.9973.
A. 该年龄段人群空腹血糖检测值的均值为5.2
B. 该年龄段人群空腹血糖检测值的方差为0.3
C. 该年龄段人群空腹血糖检测值在的比例约为
D. 该年龄段人群空腹血糖检测值高于6.1的比例约为
10. 已知双曲线关于轴、轴均对称,若过点,则的离心率可能为( )
A. B. C. D.
11. 在锐角中,内角所对的边分别是,记的面积为,周长为,重心为,若,,则( )
A. B. 的取值范围是
C. 的取值范围是 D. 的最小值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在等差数列中,若,,则______.
13. 已知抛物线的焦点为,准线为,点在上且位于第一象限,为坐标原点,设的平分线交于点,交于点,若,则________.
14. 如图,点是函数的图象与直线的相邻的三个交点,是的图象与轴的交点,若,则______.
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. 已知等差数列的前项和为,,.
(1)求与;
(2)若,求的前项和.
16. 已知椭圆的离心率为,且的焦点与双曲线的焦点重合.
(1)求的方程;
(2)若过点且与的一条渐近线平行的直线与交于,两点,为坐标原点,求的面积.
17. 如图,在四棱锥中,侧面底面是边长为2的等边三角形,四边形为直角梯形,且,是棱上一动点.
(1)若为棱的中点,证明:平面;
(2)若为棱上靠近点的三等分点,求平面与平面夹角的余弦值.
18. 在量子机器学习中,数据常被编码为量子态的叠加.考虑一个由两个纠缠量子比特构成的系统,对其进行投影测量,每个量子比特的测量结果记为0或1.已知第一个量子比特测量结果为0的概率为,测量结果为1的概率为.若第一个量子比特测量结果为0,则第二个量子比特测量结果为0的概率为;若第一个量子比特测量结果为1,则第二个量子比特测量结果为0的概率为.
(1)在两个量子比特测量结果相同的条件下,求第一个量子比特测量结果为0的概率.
(2)设,随机变量表示两个量子比特的测量结果之和.
(i)求的分布列;
(ii)在量子纠错编码中,需控制测量结果的波动,若可通过调整量子纠缠强度改变,,且, ,, ,求的取值范围.
19. 已知函数,.
(1)讨论的单调性;
(2)若方程有实根,求的取值范围;
(3)若函数有个极值点、,证明: .
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