内容正文:
2025学年第二学期高二年级期末测试
数学学科试题
说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150分.
考试时间120分钟,本次考试不得使用计算器,请考生将所有题目都做在答题卡上.
第Ⅰ卷(选择题,共58分)
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,则( )
A. B.
C. D.
2. 已知命题,;命题,,则( )
A. 和都是真命题
B. 和都是真命题
C. 和都是真命题
D. 和都是真命题
3. 已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
4. 的展开式中的系数为( )
A. B.
C. D.
5. 一名同学投掷骰子5次,分别记录每次出现的点数.现已知平均数和中位数均为3,则( )
A. 点数6可以出现2次 B. 众数不可能为3
C. 极差可能是5 D. 方差可能是1
6. 已知函数与函数的图象有唯一公共点,则实数( )
A. 4 B. 2 C. 1 D. 0
7. 在中,,,P,Q是线段上的动点,且的长度不小于1,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
8. 在三棱锥中,,,,记二面角的平面角为,记二面角的平面角为,则的最大值为( )
A. B.
C. D.
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. 下列说法正确的是( )
A. 若在成对样本数据分析中得到相关系数,则表明成对样本数据间没有线性相关关系
B. 若一组数据(,,,…,)的线性回归方程为,,,则
C. 若,,则
D. 设,是两个随机事件,记为事件的对立事件,若,,则
10. 已知函数(,)满足,则( )
A.
B.
C. 当时,
D. 当,且在上单调递减时,
11. 已知是定义在上的奇函数,满足,且当时,,则( )
A. 的图象关于点中心对称
B. 在单调递增
C.
D.
第Ⅱ卷(非选择题,共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 甲、乙两人各投篮一次,若甲投中的概率是,乙投中的概率是,则两人中恰好有1人投中的概率为_______.
13. 已知两个圆锥的母线长相等,它们的侧面展开图中圆心角之和为,记两个圆锥侧面积分别为,,体积分别为,,若,则_______.
14. 若存在m,且,满足对任意,恒成立,则的取值范围为_______.
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. 为调查某地区水质污染整治情况,研究人员将该区域的100个水体样品中的A指标值检测数据进行整理,绘成如图所示的频率分布直方图.
(1)求直方图中a的值,并估计A指标值的中位数;
(2)若从A指标值在和的两组中,用分层随机抽样的方法抽取10个样本,求从中抽取的样本数量.
16. 已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求B;
(2)若,求的面积最大值.
17. 如图1是由矩形和等腰直角组成的一个平面图形,其中,,将沿着折起使得,如图2.若E是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成角的余弦值.
18. 已知函数,,,.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若函数在区间的最大值为,求的取值范围;
(3)当时,函数在区间至少有4个零点,求a的取值范围.
19. 已知在中,,,,与交于点F.
(1)若,求;
(2)求在上的投影向量的模的最小值;
(3)过F作直线l分别交线段、于点M、N,记与面积分别为,,求的取值范围.
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2025学年第二学期高二年级期末测试
数学学科试题
说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150分.
考试时间120分钟,本次考试不得使用计算器,请考生将所有题目都做在答题卡上.
第Ⅰ卷(选择题,共58分)
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,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用复数运算法则计算出后,再利用模长公式即可得.
【详解】,故.
2. 已知命题,;命题,,则( )
A. 和都是真命题
B. 和都是真命题
C. 和都是真命题
D. 和都是真命题
【答案】C
【解析】
【详解】因为,所以是假命题,是真命题;
若,则;若,则,
故是真命题.
3. 已知集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由得,结合,;
由得,即.
对选项A:,所以A正确;
选项B:,所以B错误;
选项C:为有限整数集,为实数区间,,所以C错误;
选项D:中存在非整数元素,所以,所以D错误.
4. 的展开式中的系数为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】二项展开通项
所以
令,解得,
展开式中的系数.
5. 一名同学投掷骰子5次,分别记录每次出现的点数.现已知平均数和中位数均为3,则( )
A. 点数6可以出现2次 B. 众数不可能为3
C. 极差可能是5 D. 方差可能是1
【答案】C
【解析】
【详解】设5次投掷骰子的点数从小到大分别为,
因为平均数和中位数是3,所以,.
选项A,若点数6出现两次,则,不可能,A错误;
选项B,反例:1,3,3,3,5,满足题干,3是众数,B错误;
选项C,若极差为5,则,所以,
取,满足题意,C正确;
选项D,若方差为1,则,
即,
即存在两个0,不妨设,则,此时,与题干矛盾,故方差不能为1,D错误.
6. 已知函数与函数的图象有唯一公共点,则实数( )
A. 4 B. 2 C. 1 D. 0
【答案】B
【解析】
【分析】先判断两个函数图象的对称性,再根据两个函数的最值求出.
【详解】因为,且定义域为,
所以的图象关于对称;
因为的对称轴为,所以的图象关于对称;
因为,等号成立时,
且在处取最大值,
所以若、的图象有唯一公共点,则,得.
7. 在中,,,P,Q是线段上的动点,且的长度不小于1,则的取值范围为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】建立平面直角坐标系,设,依题意得,利用向量的坐标运算求出的表达式,结合二次函数的性质求解即可.
【详解】取的中点,因为,,故,
以点为坐标原点建立平面直角坐标系,如图所示:
则,依题意得,
设,由题意知,
由P,Q是线段上的动点,得,
,
则,
当时,取得最小值,
由于,当时,取最小值;
当或时,取得最大值,
由于,当时,取最大值;
综合可得的取值范围为.
8. 在三棱锥中,,,,记二面角的平面角为,记二面角的平面角为,则的最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】取在平面上的投影,作于点、作于点,结合投影性质与线面垂直的判定定理与性质定理可得、,结合题目所给条件可得四边形为矩形,再设、、,计算可得,再表示出、后,利用两角差的正切公式及基本不等式计算即可得解.
【详解】取在平面上的投影,作于点、作于点,
连接、,由投影性质可得平面,
又、平面,故、,
又、平面,故、,
又、、、,
且、平面、、平面,
故平面、平面,
又平面、平面,故、,
故、,则、,
由,故,又、,
故四边形为矩形,则、,
设、、,
则、,
即有、,
整理得、,故,即,
则、,
,
当且仅当时,等号成立,
故的最大值为.
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. 下列说法正确的是( )
A. 若在成对样本数据分析中得到相关系数,则表明成对样本数据间没有线性相关关系
B. 若一组数据(,,,…,)的线性回归方程为,,,则
C. 若,,则
D. 设,是两个随机事件,记为事件的对立事件,若,,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】借助相关系数定义、线性回归方程性质、正态分布性质及条件概率与对立事件性质逐项判断即可得.
【详解】对A:若在成对样本数据分析中得到相关系数,
则表明成对样本数据间没有线性相关关系,故A正确;
对B:由,,则,,
故,解得,故B错误;
对C:,故C正确;
对D:,
则,故D正确.
10. 已知函数(,)满足,则( )
A.
B.
C. 当时,
D. 当,且在上单调递减时,
【答案】BC
【解析】
【分析】由恒成立,得进行判断A,B项,对于C项由函数在处取得最大值为1,且,得进行求解;对于D项由单调性求解.
【详解】由,得,
得,则对于,
得,故,故A项错误;
由及,得,故B项正确;
对于C项,由及,
得函数在处取得最大值为1,且,得,
得,由及,得,
当,时,得,得,
结合,得此时无解;
当,时,得,得,
结合,得此时,故C项正确;
对于D项,当时,得,
由,得,
则且,得,故D项错误.
11. 已知是定义在上的奇函数,满足,且当时,,则( )
A. 的图象关于点中心对称
B. 在单调递增
C.
D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】对A:结合奇函数定义与可得,即可得解;对B:由A可得,则可得以为周期,结合时,,可得在时函数解析式,即可得其单调性;对C:由A知,结合函数周期与时,计算即可得解;对D:举出反例即可得解.
【详解】对A:由是定义在上的奇函数,则,
又,有,则,
即有,则,即,
故有,又,即,
即,故的图象关于点中心对称,故A正确;
对B:由A知,故以为周期,
当时,有,
则,
故在上单调递增,故B正确;
对C:由A知,故,
故、、、,
则,又,,以为周期,
则,故C正确;
对D:,
取,有,
则,故D错误.
第Ⅱ卷(非选择题,共92分)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 甲、乙两人各投篮一次,若甲投中的概率是,乙投中的概率是,则两人中恰好有1人投中的概率为_______.
【答案】##
【解析】
【分析】利用相互独立事件的概率公式计算即可得.
【详解】.
13. 已知两个圆锥的母线长相等,它们的侧面展开图中圆心角之和为,记两个圆锥侧面积分别为,,体积分别为,,若,则_______.
【答案】##
【解析】
【分析】借助圆锥侧面积公式、体积公式与扇形圆心角定义计算即可得.
【详解】设这两个圆锥的母线长都为,底面半径分别为、,
则,即有,
又,,则,则,,
.
14. 若存在m,且,满足对任意,恒成立,则的取值范围为_______.
【答案】
【解析】
【分析】原不等式等价于,拆成两个二次函数恒非负的问题,利用判别式 得到关于 和 的双边约束,进而确定 的范围,然后将目标式 表示为 的函数,通过求导分别求出下界函数的最小值和上界函数的最大值,最终得到 的取值范围.
【详解】等价于
拆为两个不等式:右边:,移项得 .
左边:,移项得 .
两式均需对任意 成立,二次项系数 ,故判别式 .
令 ,则 .
对第一式:,整理得 .
对第二式:,整理得 .
联立得 .
存在实数 的充要条件是 ,化简得 ,即 ,解得.
令 ,则 ,代入联立不等式.
左边:,得 .
右边:,得 .
先求 的最小值. 记 ,.
求导得 .
令 得 (正值),落在区间内部.
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增.
所以是函数的极小值点,又区间内仅有这一个极值点,故此处取最小值 .
记 ,.
求导得 ,故 单调递增,最大值在 处取得.
代入得 ,此为最大值.
综上, 的取值范围为.
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. 为调查某地区水质污染整治情况,研究人员将该区域的100个水体样品中的A指标值检测数据进行整理,绘成如图所示的频率分布直方图.
(1)求直方图中a的值,并估计A指标值的中位数;
(2)若从A指标值在和的两组中,用分层随机抽样的方法抽取10个样本,求从中抽取的样本数量.
【答案】(1);
(2)个
【解析】
【小问1详解】
由题意知组距为,由频率分布直方图性质可知:
,
计算得,故.
依次计算区间累计频率:
:;
:;
:;
:.
所以中位数落在,设中位数为.
所以,解得.
【小问2详解】
分层抽样数量:
组频数:.
组频数:.
两组数量比为.
抽取个样本,中抽取数量为.
所以从中抽取个样本.
16. 已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求B;
(2)若,求的面积最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)借助正弦定理将边化为角后,利用两角和与差的正弦公式计算即可得;
(2)利用余弦定理与基本不等式结合三角形面积公式计算即可得.
【小问1详解】
由,得,
所以,
即,
因为,所以,
因为,所以;
【小问2详解】
因为,
所以,
当且仅当时,等号成立,
所以,
所以,即的面积最大值为.
17. 如图1是由矩形和等腰直角组成的一个平面图形,其中,,将沿着折起使得,如图2.若E是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成角的余弦值.
【答案】(1)由题意知,,,
又,、平面,
所以平面,又因为平面,所以,
又因为,所以,
而,、平面,
所以平面;
(2).
【解析】
【分析】(1)借助线面垂直的判定定理及性质定理推导即可得;
(2)过点E作于点F,结合线面垂直的判定定理及性质定理可得就是直线与平面所成角,再求出各边长后,利用余弦定理计算即可得.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)知,,平面,又,
所以平面,又因为平面,
所以,而,、平面,
所以平面,又因为平面,所以,
则,
因为E是的中点,则,
因为平面,平面,所以,
所以,
过点E作于点F,因为平面,所以,
又因为,、平面,
所以平面,所以就是直线与平面所成角,
又因为,,,
所以,
即直线与平面所成角的余弦值为.
18. 已知函数,,,.
(1)若,求不等式的解集;
(2)若函数在区间的最大值为,求的取值范围;
(3)当时,函数在区间至少有4个零点,求a的取值范围.
【答案】(1)或
(2),
(3)
【解析】
【分析】(1)由题意可得,解出即可得;
(2)借助诱导公式与辅助角公式可将化成正弦型函数,结合正弦型函数性质计算即可得解;
(3)令,利用三角函数图象及其性质可得取不同值时,该方程的解的个数,则可得或,,分类讨论即可得.
【小问1详解】
因为,
所以或,
所以不等式的解集为或;
【小问2详解】
因为
,
所以时,,
由题意知,,,
所以,,即,;
【小问3详解】
当时,令,,则,
由三角函数性质可得时,x有三解;或时,x有两解;
时,x有一解;或时,x无解.
又函数在区间至少有个零点,
所以方程有两个不同实根,,且或,;
①时,令,
所以,解得;
②时,,不成立;
综上:.
19. 已知在中,,,,与交于点F.
(1)若,求;
(2)求在上的投影向量的模的最小值;
(3)过F作直线l分别交线段、于点M、N,记与面积分别为,,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)设,借助平面向量线性运算与三点共线定理可得,再用、表示出、后,利用数量积公式计算即可得解;
(2)利用投影向量的模的定义及基本不等式计算即可得;
(3)设,,利用三点共线定理计算可得,再利用面积公式计算即可得.
【小问1详解】
由,,
可设,
则,解得,故,
则,
因为,所以,
即有,所以;
【小问2详解】
由(1)知,
所以,
当且仅当时,等号成立,
故在上的投影向量的模的最小值为;
【小问3详解】
设,(,)易知,
则,
因为M,F,N三点共线,所以,
所以,,
所以
.
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