内容正文:
2026届高三下学期第四次学情自测
数学试卷
满分150分,考试用时120分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B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.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.
一.单项选择题(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. 设集合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据交集运算的概念,求解即可得答案.
【详解】因为,
所以.
故选:C
2. 复数的共轭复数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】因为,所以复数的共轭复数为.
3. 已知实数x,y,则“”是“”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】结合幂函数的性质,利用充分条件和必要条件的定义判断结论.
【详解】因为函数在R上单调递增,
由,有,可得;
由,可得,即.
则“”是“”的充要条件.
故选:C.
4. 已知实数满足方程,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】作出的图像,设,问题转化为直线和曲线有共同点时,斜率取值范围的问题,数形结合计算即得.
【详解】可知,
两边平方整理可得,,
该方程表示的是圆心为,半径为的圆的右半部分曲线,如下图:
设,则是通过定点的直线,
显然该直线通过时,斜率最大,最大斜率,
当直线和圆相切于时,斜率最小。
由圆心到直线的距离是,解得,即,
于是,即.
故选:A
5. 折扇是我国古老文化的延续,在我国已有四千年左右的历史.如图所示的某折扇扇面可视为一个圆台的侧面展开图,该扇面的面积为,若该圆台上、下底面半径分别为5,10,则该圆台的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据已知分别求出上下底面面积,最后由圆台的体积计算公式.
【详解】,圆台的侧面积为,母线长
圆台的高
则圆台上下底面面积为
由圆台的体积计算公式可得:
故选:C.
6. 已知某班级参与定点投篮比赛的学生共有20名,进球数的平均值和方差分别是4和3.6,其中男生进球数的平均值和方差分别是5和1.8,女生进球数的平均值为3,则女生进球数的方差为( )
A. 3.2 B. 3.4 C. 3.6 D. 3.8
【答案】B
【解析】
【分析】设男生人数为,女生人数为,根据平均数可得,再结合方差公式运算求解.
【详解】设男生人数为,女生人数为,
且进球数的平均值和方差分别是和,其中男生进球数的平均值和方差分别是和,女生进球数的平均值和方差分别是和,
由平均数可得,即,解得,
由方差可得,
即,解得.
故选:B.
7. 已知向量满足,,且与的夹角为 ,则为( )
A. B. C. 7 D. 21
【答案】A
【解析】
【详解】由向量,可得,
因为,且与夹角为,所以,
则,所以.
8. 已知函数,若恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由题设可得对于恒成立,进而得到函数和在上有共同的零点,可得,进而得到,设,利用导数分析函数的单调性,进而求解即可.
【详解】由,则,
即对于恒成立,
而函数和在上均为增函数,
则函数和在上有共同的零点,
即,则,即,
设,则,
令,得或,令,得,
所以函数在和上单调递减,在上单调递增,
又时,,时,,且,
则,即的取值范围是.
故选:D
二.多选题(本大题共3个小题,每小题6分,共18分.在每个小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,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. 若,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】由与的关系,结合角的范围,可求得,即可逐个判断.
【详解】,∵,则,∴.
对C,,C对;
对A,,,A对;
对B,,B错;
对D,,D对.
故选:ACD.
10. 如图,阴影部分是由顶点在原点、焦点在坐标轴上的四条抛物线所围成的封闭图形,因其形似四叶草,故其阴影边界曲线E称为四叶草曲线,记抛物线在每个象限内的交点分别为A,B,C,D.已知这四条抛物线的焦点共圆,若开口向右的抛物线方程为,过点作直线l与曲线E在第一、四象限内共相交于四个点,分别记最下方和最上方的交点为P,Q,且,则( )
A. 开口向下的抛物线的焦点坐标为
B. 曲线E上两点间距离的最大值为
C. 点不在曲线E的内部
D. 直线l的斜率为
【答案】BD
【解析】
【分析】由条件结合对称性求出四个抛物线的方程,对于选项A,结合抛物线性质求焦点坐标即可判断,对于选项B,求点的坐标,由此判断结论,对于选项C,确定阴影部分内的点在第一象限内的点所需满足的条件,再检验点是否满足要求即可,对于选项D,设直线,,联立方程结合根与系数关系求结论即可.
【详解】已知开口向右的抛物线为,焦点为,
根据对称性可设开口向左的抛物线方程为,其焦点坐标为
开口向上的抛物线方程为,其焦点坐标为,
开口向下的抛物线方程为,其焦点坐标为,
由焦点共圆(圆心在原点,半径相等)得,
因此四条抛物线分别为:,,
对于选项A,开口向下的抛物线为,焦点坐标为,不是,A错误,
对于选项B,联立,可得,故点的坐标为,
同理可得,
距离最大的两个点为和(或和),
最大距离为: ,选项B正确,
对于选项C,曲线的内部的点在第一象限内部的点的坐标满足关系且,
代入: ,,因此在曲线E内部,选项C错误,
对于选项D,设直线,,在最上方,在最下方,故,
由得:,即,
联立,可得,由韦达定理: ,
代入得:,,解得,
由得,斜率,选项D正确.
11. 正四棱柱中,,,点为侧面内一点,则( )
A. 若直线与直线所成角为,则点的轨迹为双曲线的一部分
B. 若直线与直线所成角为,则点的轨迹为椭圆的一部分
C. 若点到直线的距离等于到直线的距离,则点的轨迹为抛物线的一部分
D. 若,则点的轨迹长度为
【答案】BCD
【解析】
【分析】A选项,直线与直线所成角等于直线与直线所成角,从而得到,进而有,所以点的轨迹为圆的一部分;B选项,直线与直线所成角等于直线与直线所成角,所以形成的轨迹是绕旋转形成的圆锥面,于是点的轨迹就是圆锥面与侧面的交线,通过比较半顶角和轴线与侧面的夹角可知点的轨迹是椭圆的一部分;C选项,点到直线的距离等于点到的距离,所以点到点的距离等于到直线的距离,所以点的轨迹为抛物线的一部分;D选项,根据勾股定理,由解得,所以点的轨迹为圆的一部分,求出该圆与侧面的边的交点,即可得到对应的圆心角从而得到长度.
【详解】A选项,由正四棱柱性质可知,所以直线与直线所成角等于直线与直线所成角也即,
由平面可得,所以,
即点到定点的距离为定值,故点的轨迹为圆的一部分,A错误;
B选项,类似地,因为,所以直线与直线所成角等于直线与直线所成角,
已知该角为定值,因为是定直线,所以形成的轨迹是一个以为轴,为顶点,半顶角为的圆锥面,
点的轨迹就是圆锥面与侧面的交线,因为平面,
所以圆锥面轴线与侧面的夹角即为,
故点的轨迹是椭圆的一部分,B正确;
C选项,因为,所以点到直线的距离就是点到点的距离,
所以在侧面内,点到定点的距离等于到定直线的距离
(点不在直线上),故点的轨迹为抛物线的一部分,C正确;
D选项,在中,根据勾股定理有,若,
则,解得,故点的轨迹是在侧面内,
以为圆心,半径为的圆弧,
因为,所以圆与和有交点,分别设为,过作,在中,,
,可得,故,
于是点的轨迹长度为,D正确.
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三.填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 展开式中项的系数为___________.
【答案】42
【解析】
【分析】借助二项式的展开式的通项公式计算即可得.
【详解】对,有,
则有.
故答案为:.
13. 已知函数,且,则________.
【答案】
【解析】
【分析】构造函数,判断函数的奇偶性,再根据函数的奇偶性求解即可.
【详解】令,
则,所以,
因为,
所以,
所以.
14. 在锐角中,角的对边分别为的面积为,满足,若,则的最小值为__________.
【答案】
【解析】
【分析】先由正余弦定理和同角的三角函数关系结合题意得到,再通过锐角三角形得到,故可得的范围,然后用余弦定理和三角形的面积公式变形,再结合基本不等式可求最小值.
【详解】整理得,
所以,所以,
因为,所以,
即,解得或(舍去),
因为,所以,
在锐角中,有,则,
所以,
因为,
因为,所以,所以,
所以,所以,
因为,
所以
,
设,则,
当且仅当,即时取等号,
所以的最小值为.
故答案为:.
四.解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 甲、乙两名同学进行射击比赛,已知同学甲每次击中目标的概率为,同学乙每次击中目标的概率为,且两人是否击中目标相互独立.
(1)射击规则如下:若当前射击的同学击中目标,则下次仍由该同学继续射击;若当前射击的同学未击中目标,则下次由另一名同学接替射击;第一次射击由同学甲进行.
(i)若共进行3次射击,求同学甲击中目标的次数多于同学乙击中目标的次数的概率;
(ii)记第次射击由同学甲进行的概率为,求的值.
(2)新射击规则如下:初始由同学甲先射击;若甲未击中目标,则下一次由同学乙射击;若乙未击中目标,则下一次等可能地选择由甲或乙进行射击;比赛循环进行,直到有一名同学首次击中目标,该同学获胜,比赛结束.若两人射击次数不限,求最终同学乙获胜的概率.
【答案】(1)(i);(ii)
(2).
【解析】
【分析】(1)(i)设三次射击中同学甲击中的次数多于同学乙击中的次数为事件,由题设求解即可.
(ii)第次由同学甲进行射击的概率为,则第次由同学甲进行射击的概率为,可得化简后可得数列为等比数列,由此求解即可.
(2)设表示由同学甲开始射击,最终同学乙获胜的概率,表示由同学乙开始射击,最终同学乙获胜的概率,分别求解,即可.
【小问1详解】
(i)设三次射击中同学甲击中的次数多于同学乙击中的次数为事件,
可得.
(ii)因为第次由同学甲进行射击的概率为,则第次由同学甲进行射击的概率为,
所以,即.
,
令,得,所以,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,
所以,即,
所以.
【小问2详解】
表示由同学甲开始射击,最终同学乙获胜的概率,表示由同学乙开始射击,最终同学乙获胜的概率,
则①,
②,
联立①②解得,最终同学乙获胜的概率为.
16. 如图,在矩形中,,分别是的中点,点分别是对角线上的动点(不包括端点),且,将四边形沿翻折,使平面平面.
(1)求证:平面;
(2)求线段的长(用表示);
(3)当线段的长最小时,求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2);
(3).
【解析】
【分析】(1) 要证明 平面 ,需根据线面垂直判定定理,证明 垂直于平面 内的两条相交直线.由正方形性质可得 ,再结合面面垂直的性质证明 平面 ,得到 ,即可满足判定条件.
(2) 以 为原点建立空间直角坐标系,写出各顶点坐标,根据 将点 、 的坐标用参数 表示,通过向量模长公式即可求出 的长度表达式.
(3) 先对 长度的表达式配方,求出 最短时对应的 值,确定此时 、 的坐标,再分别求出平面 与平面 的法向量,利用空间向量夹角公式计算两法向量夹角的余弦值,取绝对值即为两平面夹角的余弦值.
【小问1详解】
证明:在矩形中,,点分别是的中点,
所以四边形和是全等的正方形,所以,
因为平面平面,平面平面,平面,
所以平面,
因为平面,所以,
又因为,,平面,
所以平面;
【小问2详解】
以为原点,所在直线分别为轴、轴、轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,
则 , , ,
因为,
所以 , ,
则 ,
所以 ,
所以线段的长为 ;
【小问3详解】
因为,
所以当时,线段最短,
此时分别为线段的中点, , ,
则 ,
设是平面的一个法向量,
则,
令,则,
所以平面的一个法向量为,
由(1)知, 为平面的一个法向量,
则,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
17. 已知数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,若对任意的,恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由数列的通项与求和的关系,以及等比数列的通项公式,可得所求.
(2)由数列的裂项相消求和,可得,再由参数分离和不等式恒成立思想,结合数列的单调性,可得所求取值范围.
【小问1详解】
当时,,,解得,
当时,由,可得,相减可得,对也成立,
由此可得数列是首项为,公比为的等比数列,所以,
所以,数列的通项公式为.
【小问2详解】
,
则
两式相减可得:
,
整理可得,
若对任意的,恒成立,即为恒成立,
设,则,当时,即时,所以当时,,
所以当时,,当时,,
当时,,当时,,
可以看出在处取得最小值,所以从后才开始递增,即当,,时,,
当时,,所以,
所以的取值范围为.
18. 已知角的顶点为,在的两边上截取,连接,在线段上取一点,使得,记的中点为,以为中心,为顶点作离心率为2的双曲线,以为圆心,为半径作圆,与双曲线左支交于点(射线在内部),则.在上述作法中,以为原点,直线为轴建立如图所示的平面直角坐标系,若,点在轴的上方.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过点且与轴垂直的直线交轴于点,点到直线的距离为.
证明:①为定值;
②.
【答案】(1)
(2)①证明见解析;②证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据题设直接求出,即可求出结果;
(2)①根据条件得到直线的方程为,设,则,利用两点间的距离公式及,即可证明结果;②根据条件得到,从而得到,再利用几何关系,即可证明结果.
【小问1详解】
设双曲线的方程为,
由及,可得,所以,
因为双曲线的离心率为2,所以,解得,
所以双曲线的方程为.
【小问2详解】
①由题可得,
因为,所以直线的方程为,
设,则,
所以,
,
所以,为定值.
②因为,由①得,
因为,所以,
又都是锐角,所以,
所以,所以.
19. 已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程.
(2)若在恒成立,求的取值范围.
(3)当时,证明:对,有.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)对函数求导,求出切点处的导数值和函数值,即可求出切线方程.
(2)先化简不等式,根据指数函数的性质求出结果.
(3)构造新函数,求导,判断单调性,求出最值.
【小问1详解】
当时,,而,
,由点斜式得切线方程:,
即.
【小问2详解】
由题意化简得,
,,又,,
故.
【小问3详解】
当时,原不等式等价于,即.
令,求导得,因为,所以,
所以在上单调递增,所以,
所以由,得,
只需证,即.
令,,
当时,,单调递减;
当时,,单调递增;
所以,且在处取最小值;而在恒成立,
故,所以,
原不等式对所有成立.
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数学试卷
满分150分,考试用时120分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚.
2.每小题选出答案后,用2B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.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.
一.单项选择题(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. 设集合,则( )
A. B. C. D.
2. 复数的共轭复数为( )
A. B. C. D.
3. 已知实数x,y,则“”是“”的( )
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
4. 已知实数满足方程,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
5. 折扇是我国古老文化的延续,在我国已有四千年左右的历史.如图所示的某折扇扇面可视为一个圆台的侧面展开图,该扇面的面积为,若该圆台上、下底面半径分别为5,10,则该圆台的体积为( )
A. B. C. D.
6. 已知某班级参与定点投篮比赛的学生共有20名,进球数的平均值和方差分别是4和3.6,其中男生进球数的平均值和方差分别是5和1.8,女生进球数的平均值为3,则女生进球数的方差为( )
A. 3.2 B. 3.4 C. 3.6 D. 3.8
7. 已知向量满足,,且与的夹角为 ,则为( )
A. B. C. 7 D. 21
8. 已知函数,若恒成立,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二.多选题(本大题共3个小题,每小题6分,共18分.在每个小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的,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. 若,,则( )
A. B.
C. D.
10. 如图,阴影部分是由顶点在原点、焦点在坐标轴上的四条抛物线所围成的封闭图形,因其形似四叶草,故其阴影边界曲线E称为四叶草曲线,记抛物线在每个象限内的交点分别为A,B,C,D.已知这四条抛物线的焦点共圆,若开口向右的抛物线方程为,过点作直线l与曲线E在第一、四象限内共相交于四个点,分别记最下方和最上方的交点为P,Q,且,则( )
A. 开口向下的抛物线的焦点坐标为
B. 曲线E上两点间距离的最大值为
C. 点不在曲线E的内部
D. 直线l的斜率为
11. 正四棱柱中,,,点为侧面内一点,则( )
A. 若直线与直线所成角为,则点的轨迹为双曲线的一部分
B. 若直线与直线所成角为,则点的轨迹为椭圆的一部分
C. 若点到直线的距离等于到直线的距离,则点的轨迹为抛物线的一部分
D. 若,则点的轨迹长度为
三.填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 展开式中项的系数为___________.
13. 已知函数,且,则________.
14. 在锐角中,角的对边分别为的面积为,满足,若,则的最小值为__________.
四.解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. 甲、乙两名同学进行射击比赛,已知同学甲每次击中目标的概率为,同学乙每次击中目标的概率为,且两人是否击中目标相互独立.
(1)射击规则如下:若当前射击的同学击中目标,则下次仍由该同学继续射击;若当前射击的同学未击中目标,则下次由另一名同学接替射击;第一次射击由同学甲进行.
(i)若共进行3次射击,求同学甲击中目标的次数多于同学乙击中目标的次数的概率;
(ii)记第次射击由同学甲进行的概率为,求的值.
(2)新射击规则如下:初始由同学甲先射击;若甲未击中目标,则下一次由同学乙射击;若乙未击中目标,则下一次等可能地选择由甲或乙进行射击;比赛循环进行,直到有一名同学首次击中目标,该同学获胜,比赛结束.若两人射击次数不限,求最终同学乙获胜的概率.
16. 如图,在矩形中,,分别是的中点,点分别是对角线上的动点(不包括端点),且,将四边形沿翻折,使平面平面.
(1)求证:平面;
(2)求线段的长(用表示);
(3)当线段的长最小时,求平面与平面夹角的余弦值.
17. 已知数列的前项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,记数列的前项和为,若对任意的,恒成立,求的取值范围.
18. 已知角的顶点为,在的两边上截取,连接,在线段上取一点,使得,记的中点为,以为中心,为顶点作离心率为2的双曲线,以为圆心,为半径作圆,与双曲线左支交于点(射线在内部),则.在上述作法中,以为原点,直线为轴建立如图所示的平面直角坐标系,若,点在轴的上方.
(1)求双曲线的方程;
(2)若过点且与轴垂直的直线交轴于点,点到直线的距离为.
证明:①为定值;
②.
19. 已知函数.
(1)求曲线在处的切线方程.
(2)若在恒成立,求的取值范围.
(3)当时,证明:对,有.
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