内容正文:
高二数学学科素养训练
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、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. 已知复数,,则在复平面内对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】D
【解析】
【分析】求出复数的和后根据复数的几何意义判断.
【详解】由已知,对应点坐标为,在第四象限.
2. 若集合,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先解一元二次不等式得,再由交集的定义可得.
【详解】由,即,解得,所以.
又因为,所以.
3. 已知a,b,,若,a,b,c,成等比数列,则( )
A. 32 B. C. D. 64
【答案】C
【解析】
【详解】由已知可得,又因为等比数列奇数项符号相同,所以.所以.
4. 已知向量,若,则( )
A. 3 B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用向量坐标加减法运算,向量垂直坐标表示,以及向量模的坐标公式分析计算即可.
【详解】因为,所以,
又,所以,即,解得:,
所以,所以,
所以.
5. 已知为钝角,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】 由二倍角公式,代入得,
整理得. 已知为钝角,则.
因此.
6. 工程师对某种AI图象识别算法模型进行优化,该算法模型的准确率提升倍数与数据投喂量(单位:)的关系式为,其中为常数.已知数据投喂量为时,算法模型的准确率提升倍数为20;当准确率提升倍数时,该算法模型就能达到商用标准.若要想达到商用标准,则数据投喂量至少应为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】已知数据投喂量为时,算法模型的准确率提升倍数为20,可以计算出常数;再令准确率提升倍数时,计算出.
【详解】根据该算法模型的准确率提升倍数与数据投喂量(单位:)的关系式为,其中为常数,
又已知数据投喂量为时,算法模型的准确率提升倍数为20,那么
,故,
令,得 ,
,,故C正确.
7. 在正三棱台中,,,则该正三棱台外接球的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求正三棱台上、下底面正三角形的外接圆半径,再求正三棱台的高;设外接球的球心到下底面的距离为,外接球半径为,根据球心到上下底面顶点的距离都等于,列出两个关于和的方程,联立求解;最后根据球的表面积公式取出外接球的表面积.
【详解】设正的中心为,正的中心为,外接球的球心为,半径为,
球心到底面的距离为,过作,垂足为,如图所示;
棱台为正三棱台,,,
,;
,.
,在中,.
在和中,
,解得.
;
.
8. 如图,一个质点在外力的作用下,从原点出发,每次沿数轴随机向左或向右移动一个单位长度.记()为该质点第次移动后所对应的数轴上的数,则满足的移动方法有( )
A. 3360种 B. 4480种 C. 3150种 D. 4200种
【答案】A
【解析】
【分析】以和分类计算,分类前10步和后6步中向左走和向右走的步数,使用组合数计算走法,使用加法原理和乘法原理求解.
【详解】设向右走一步为,向左走一步为,走步,其中向右步,那么向左走步,最终位置为:,
第一类:当时,,得,即前10步中向右走6步,向左走4步共有种方法,
,则从第10步走到第16步为后6步,位置从2走到4,则,得,即向右走4步,向左走2步,共有种方法,根据乘法原理,共有种走法;
第二类:当时,令,得,即前10步中向右走4步,向左走6步,共有种方法,
前10步走完的最终位置是,后6步要从走到4至少需要6步,即后6步只有1种走法,根据乘法原理共有:种方法;
综上,移动方法有种方法.
二、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. 舞龙表演时,龙身上下起伏的姿态可以近似看作下图,若此图象为函数(,,)图象的一部分,则( )
A.
B.
C.
D. 将函数的图象向左平移个单位长度可得到函数的图象
【答案】ABD
【解析】
【详解】由图象可知,B选项正确;
最小正周期,又,A选项正确;
由五点法知,解得,C选项错误;
所以.
所以的图象向左平移个单位长度可得到函数的图象,D选项正确.
10. 已知,分别是椭圆C:()的左、右焦点,的离心率为.若点为上异于长轴端点的动点,则( )
A. 的长半轴长为2
B. 的周长为6
C. 的最大值为
D. 上存在点,使得
【答案】ABD
【解析】
【分析】由离心率求得,然后根据椭圆的性质判断各选项,注意选项D中,当为短轴端点时,最大.
【详解】对A,由题意, 解得,A正确;
对B,由题意,的周长为,B正确;
对C,的最大值为,C错;
对D,当为短轴端点时,,此时,D正确.
11. 已知函数的定义域为,任意实数均满足,若,是函数的导函数,则( )
A. 为偶函数
B. 是周期为4的函数
C.
D.
【答案】BD
【解析】
【分析】先通过赋值得,再赋值得,所以函数关于直线对称,再赋值得,所以是奇函数,进而可得函数的一个周期为,再计算一个周期内函数值,从而可得C的对错;再由两边求导可得,结合周期为可得D正确.
【详解】因为等式对任意实数成立,且.
令 ,得,,
所以对任意实数成立,且,因此.
令 ,得,即,
所以函数关于直线对称.
令 ,得,,
即 ,所以是奇函数,因此A选项错误;
又由得,
又因为,所以,
以代替,得,
即,因此的一个周期为,故B选项正确;
计算一个周期内的函数值: ,,,,
,所以,
因此.因此C选项错误;
对两边求导,得,,
将替换为,得: .
由于周期为,导函数周期也为,故,
所以,因此D选项正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知随机变量~,若,则________.
【答案】0.2
【解析】
【详解】由~,该正态曲线关于直线对称,,
所以.
13. 若双曲线的渐近线方程为,则该双曲线的焦距为_______.
【答案】
【解析】
【详解】双曲线的渐近线方程为,则,得,
则,故该双曲线的焦距为.
14. 已知数列满足,,且为等差数列,则的值为_______;若数列满足,,记数列的前项和为,则________.
【答案】 ①. 14 ②.
【解析】
【分析】利用等差数列的性质进行求解第一空.利用代入求值判断数列的周期,利用数列周期、等差数列前项和公式进行求解第二空即可.
【详解】第一空:因为为等差数列,
所以;
第二空:因为,,
所以,
所以数列的周期为,
因为,
所以等差数列的前二项为:,
所以等差数列的首项为,公差为,
所以,
因为,
所以数列是首项为,公差为的等差数列,
所以
.
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a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,且.
(1)求;
(2)若,,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由已知等式,利用正弦定理将边化为角的正弦,再根据角的取值范围确定;
(2)已知及两边关系,代入余弦定理解出边长,最后用面积公式计算.
【小问1详解】
因为,由正弦定理,得,
而,即,则,即.
又,所以.
【小问2详解】
由(1)知,所以.把,代入余弦定理得
,解得,,
所以的面积.
16. 已知函数,.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)设函数,若在上单调递增,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用导数的几何意义,求出切线的斜率,再用点斜式求出切线方程;(2)在上单调递增,转化为在上恒成立,进而求解的取值范围.
【小问1详解】
由题意得,,
,故切点坐标为,
则切线方程为,整理得.
【小问2详解】
函数,
所以.
由题意得即在上恒成立,
则在上恒成立,即.
令,则.
因为,所以且,则,
在上单调递增,所以.
经验证时满足题意,则实数的取值范围为.
17. 某校在数学节上开展“数学知识闯关”活动,为提升趣味性和参与度,提供了两种不同的活动内容.
活动一:共设置8道数学趣味题目,闯关者需从这8道数学趣味题目中随机抽取2道进行作答,若2道题均答对,则可获得“数学达人”勋章,否则无法获得勋章.
活动二:共设置4道数学综合题目,闯关者需从第一题开始依次作答,若累计答对2道题,则结束答题并获得“数学达人”勋章;若答完4道题后仍未能累计答对2道题,则结束答题且无法获得勋章.
(1)小明参加活动一,已知他仅能答对这8道数学趣味题目中的5道题,求小明能获得“数学达人”勋章的概率;
(2)小刚参加活动二,已知他答对每道数学综合题目的概率均为,且各题作答结果相互独立,记结束答题时小刚答题的个数为,求的分布列和数学期望.
【答案】(1)
(2)
2
3
4
.
【解析】
【小问1详解】
从8道题中随机抽取2道题的组合数有,从能答对的5道题选2道题的组合数有;
小明能获得“数学达人”勋章的概率为.
【小问2详解】
由题意,的可能取值为2,3,4.
,
,
.
的分布列为
2
3
4
则.
18. 如图,矩形为圆柱的轴截面,是圆柱中不与,重合的母线,为的中点,,.
(1)证明:平面.
(2)设直线与平面所成的角为,直线与平面所成的角为,求的最小值.
(3)若,求平面与平面所成二面角的正弦值.
【答案】(1)证明:因为是圆的直径,所以.
在圆柱中,平面,平面,所以.
又因为,平面,平面,所以平面.
(2)2. (3).
【解析】
【分析】(1)利用,可证明平面.
(2)利用平面,得到,得,由题设,再利用基本不等式可求得的最小值.
(3)由条件易建立空间直角坐标系,求得平面与平面的法向量.再由法向量可求得二面角的余弦值,从而可得正弦值.
【小问1详解】
略.
【小问2详解】
解:由平面, 平面,得, .
所以,,所以.
设,,则.
所以.
当且仅当,即时,等号成立.
所以的最小值为2.
【小问3详解】
解:以为坐标原点,分别以,,所在直线分别为,,轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则, ,,.
所以,.
设平面的法向量为,则.
令,则,,所以.
因为,,,所以平面.
所以为平面的一个法向量.
设平面与平面所成的二面角为,
则.
所以.
即平面与平面所成二面角的正弦值为.
19. 在平面直角坐标系中,将曲线上的每个点绕原点沿逆时针方向旋转角的变换,称为旋转角为的旋转变换.设点经过旋转角的旋转变换后变成点,则.
(1)在旋转角为的旋转变换下,使点变成点,求点的坐标.
(2)若抛物线在旋转角为的旋转变换下,得到的曲线方程为:.
(ⅰ)求的方程;
(ⅱ)在平面直角坐标系中,过点()的直线与交于A,B两点,设在点A,B处的切线分别为和,已知与轴交于点,与轴交于点,设与的交点为,当,,,四点共圆时,设该圆的圆心的坐标为,证明:.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)
(ⅱ)设,,
由,得其导函数,所以,,
所以直线:,直线:,
令,可得,.
由,得,即.
因为点,,三点共线,所以,
即,得,整理得.
设的外接圆方程为,
则,解得,
所以外接圆方程为.
将的坐标代入该圆方程,整理得.
又,所以,,
所以,,所以,
令,化简得.
令,易知在上单调递增,
所以,即,得证.
【解析】
【分析】(1)由新变换可得;
(2)(ⅰ)设上一点为,根据变换得出关系,得出,代入题中方程即可;
(ⅰⅰ)设,,根据导函数求出切线方程得出,,,再设的外接圆方程求出其方程,将点坐标代入得出,,令,结合函数求取值范围.
【小问1详解】
由题设中的变换方法得,故的坐标为.
【小问2详解】
(ⅰ)设上一点为,旋转后对应的点为,
则,所以,
因为,所以,
所以的方程为.
(ⅱ)略
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1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、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. 已知复数,,则在复平面内对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
2. 若集合,,则( )
A. B. C. D.
3. 已知a,b,,若,a,b,c,成等比数列,则( )
A. 32 B. C. D. 64
4. 已知向量,若,则( )
A. 3 B. C. D.
5. 已知为钝角,且,则( )
A. B. C. D.
6. 工程师对某种AI图象识别算法模型进行优化,该算法模型的准确率提升倍数与数据投喂量(单位:)的关系式为,其中为常数.已知数据投喂量为时,算法模型的准确率提升倍数为20;当准确率提升倍数时,该算法模型就能达到商用标准.若要想达到商用标准,则数据投喂量至少应为( )
A. B. C. D.
7. 在正三棱台中,,,则该正三棱台外接球的表面积为( )
A. B. C. D.
8. 如图,一个质点在外力的作用下,从原点出发,每次沿数轴随机向左或向右移动一个单位长度.记()为该质点第次移动后所对应的数轴上的数,则满足的移动方法有( )
A. 3360种 B. 4480种 C. 3150种 D. 4200种
二、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. 舞龙表演时,龙身上下起伏的姿态可以近似看作下图,若此图象为函数(,,)图象的一部分,则( )
A.
B.
C.
D. 将函数的图象向左平移个单位长度可得到函数的图象
10. 已知,分别是椭圆C:()的左、右焦点,的离心率为.若点为上异于长轴端点的动点,则( )
A. 的长半轴长为2
B. 的周长为6
C. 的最大值为
D. 上存在点,使得
11. 已知函数的定义域为,任意实数均满足,若,是函数的导函数,则( )
A. 为偶函数
B. 是周期为4的函数
C.
D.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知随机变量~,若,则________.
13. 若双曲线的渐近线方程为,则该双曲线的焦距为_______.
14. 已知数列满足,,且为等差数列,则的值为_______;若数列满足,,记数列的前项和为,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a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,且.
(1)求;
(2)若,,求的面积.
16. 已知函数,.
(1)求曲线在点处的切线方程;
(2)设函数,若在上单调递增,求的取值范围.
17. 某校在数学节上开展“数学知识闯关”活动,为提升趣味性和参与度,提供了两种不同的活动内容.
活动一:共设置8道数学趣味题目,闯关者需从这8道数学趣味题目中随机抽取2道进行作答,若2道题均答对,则可获得“数学达人”勋章,否则无法获得勋章.
活动二:共设置4道数学综合题目,闯关者需从第一题开始依次作答,若累计答对2道题,则结束答题并获得“数学达人”勋章;若答完4道题后仍未能累计答对2道题,则结束答题且无法获得勋章.
(1)小明参加活动一,已知他仅能答对这8道数学趣味题目中的5道题,求小明能获得“数学达人”勋章的概率;
(2)小刚参加活动二,已知他答对每道数学综合题目的概率均为,且各题作答结果相互独立,记结束答题时小刚答题的个数为,求的分布列和数学期望.
18. 如图,矩形为圆柱的轴截面,是圆柱中不与,重合的母线,为的中点,,.
(1)证明:平面.
(2)设直线与平面所成的角为,直线与平面所成的角为,求的最小值.
(3)若,求平面与平面所成二面角的正弦值.
19. 在平面直角坐标系中,将曲线上的每个点绕原点沿逆时针方向旋转角的变换,称为旋转角为的旋转变换.设点经过旋转角的旋转变换后变成点,则.
(1)在旋转角为的旋转变换下,使点变成点,求点的坐标.
(2)若抛物线在旋转角为的旋转变换下,得到的曲线方程为:.
(ⅰ)求的方程;
(ⅱ)在平面直角坐标系中,过点()的直线与交于A,B两点,设在点A,B处的切线分别为和,已知与轴交于点,与轴交于点,设与的交点为,当,,,四点共圆时,设该圆的圆心的坐标为,证明:.
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