内容正文:
巴蜀中学2027届高二期末考试
数学试卷
注意事项:
1. 答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校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.在试卷上作答无效.
3. 考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存.满分150分,考试用时120分钟.
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. 已知集合 ,集合 ,则 ( )
A. B. C. D.
2. 已知,则下列结论成立的是( )
A. B. C. D.
3. 离心率为,焦点在轴且长轴长为 6 的椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
4. 某中学的兴趣小组获得了海拔高度(单位:千米)、气压(单位:千帕)的若干个数据,并绘制成如图所示的散点图,下列经验回归方程中,有一个是利用最小二乘法得到的气压 关于海拔高度的经验回归方程,则该方程是( )
A. B.
C. D.
5. 若一批产品共有200件,其中,每件产品是次品的概率为0.1,每件合格品的利润为50元,每件次品亏损60元,则该批产品的利润的均值为( )
A. 2200元 B. 7800元 C. 10000元 D. 10200元
6. 已知函数 ,则 是 在 单调递增的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
7. 已知是抛物线上两点,且,则( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为 5
C. 的最小值为 D. 的最小值为 5
8. 若一个三位数的百位数字是,十位数字是,个位数字是,,且 三个数中最大值和最小值的和等于,则这样的三位数的个数是( )
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, 有选错的得 0 分, 部分选对的得部分分.
9. 若等差数列的公差 ,且 的前项和为,则( )
A. B. C. D.
10. 设函数,则( )
A. 的递增区间是 B. 的递减区间是
C. 的值域是 D. 的值域是
11. 若满足,则( )
A. 的最小值是 B. 的最大值是
C. 的最小值是 D. 的最大值是
三、填空题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分.
12. 为了解学生是否对篮球感兴趣与性别的关系, 现从某年级的学生中随机抽取了男、女同学各50名, 整理得到下列列联表:
性别
兴趣爱好
感兴趣
不感兴趣
总计
男
40
10
50
女
30
20
50
总计
70
30
100
则基于小概率值0.01的独立性检验,可以认为男、女同学对篮球是否感兴趣_____差异.
参考公式: ,其中 .
0.050
0.010
0.001
3.841
6.635
10.828
13. 某物理量 的测量结果服从正态分布 ,则 _____.
(若 ,则 .)
14. 若直线 是曲线的切线,也是曲线 的切线,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. 如图,在四棱锥中,平面,底面是直角梯形, ,是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求二面角的正弦值.
16. 已知数列的前项和为,且 ,数列满足.
(1)求和的通项公式;
(2)若满足,求的前项和.
17. 已知点,点满足直线和直线的斜率之积为.点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)设是坐标原点,是上位于第一象限内的一点,点,射线交于点,射线交于点,若和的面积之差为,求直线的方程.
18. 甲、乙两人轮流进行篮球定点投篮比赛(每人各投一次为一轮),在相同的条件下,每轮甲乙两人在同一位置,甲先投,每人投一次球,若恰有1人命中,则命中者得1分,未命中者得分;若两人都命中或都未命中,则两人均得0分;当一方累计得分为5分时,比赛结束,该方获胜. 设甲每次投球命中的概率为,乙每次投球命中的概率为,且各次投球是否命中相互独立.
(1)经过1轮投球,记甲的得分为,求的分布列和数学期望;
(2)用表示甲的累计得分为时,最终甲获胜的概率.
(i)写出并证明数列是公比为2的等比数列;
(ii)求比赛甲获胜的概率并解释这种比赛方案的合理性.
19. 已知函数 .
(1)若,求的极值;
(2)若,且的最小值是0,是曲线上的点.
(i)求的值,并证明是的定义在上的增函数;
(ii)设点,函数,若存在点使得,且,求的最大值.
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巴蜀中学2027届高二期末考试
数学试卷
注意事项:
1. 答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校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.在试卷上作答无效.
3. 考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存.满分150分,考试用时120分钟.
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. 已知集合 ,集合 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据交集的定义即可求解.
【详解】由题可知,,
所以.
2. 已知,则下列结论成立的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对于ABD,不妨设,满足,
A选项,,故,A错误;
B选项,,故,B错误;
D选项,,故,D错误;
对于C,,则,,C正确.
3. 离心率为,焦点在轴且长轴长为 6 的椭圆的标准方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设为长半轴长,为短半轴长,为半焦距,因为离心率为,可得,
因为长轴长为 6,可得,所以,,所以,,
因为焦点在轴,所以椭圆的标准方程为.
4. 某中学的兴趣小组获得了海拔高度(单位:千米)、气压(单位:千帕)的若干个数据,并绘制成如图所示的散点图,下列经验回归方程中,有一个是利用最小二乘法得到的气压 关于海拔高度的经验回归方程,则该方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据散点图判断变量的相关性确定斜率的符号,再结合特殊点的坐标验证截距和斜率的具体数值即可.
【详解】由散点图可知,随着海拔高度的增加,气压逐渐降低,即与呈负相关关系,
所以经验回归方程中,斜率,故排除选项A、B;
当时,对应的值为,即样本点在回归直线附近.
对于C,当 时,,与相差较大,故排除C;
对于D,当 时,,与图象吻合,故选择D.
5. 若一批产品共有200件,其中,每件产品是次品的概率为0.1,每件合格品的利润为50元,每件次品亏损60元,则该批产品的利润的均值为( )
A. 2200元 B. 7800元 C. 10000元 D. 10200元
【答案】B
【解析】
【详解】设每件产品的利润为,则分布列为
50
0.9
0.1
则,
设这批产品的利润为,则,
故这批产品的利润的均值为元.
6. 已知函数 ,则 是 在 单调递增的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】先利用导数求出函数在单调递增的充要条件,再结合充分必要条件的定义判断即可.
【详解】函数的定义域为,,
若 在 单调递增,则对恒成立,
即:对恒成立.
令,则,
令,得,所以函数在单调递增,在单调递减,
所以,所以 在 单调递增的充要条件为.
所以 是 在 单调递增的充分不必要条件.
7. 已知是抛物线上两点,且,则( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为 5
C. 的最小值为 D. 的最小值为 5
【答案】A
【解析】
【分析】设出直线的方程,与抛物线方程联立,由得出与的等式,再由基本不等式即可求解的最小值.
【详解】由题可知,直线的斜率不为0,设直线方程为,
代入抛物线方程整理得,,,
,
则,
所以,则,
则
,
当且仅当,即时等号成立,
所以的最小值为.
而没有固定的最小值,因为当直线的斜率变化时,
可以取到不同的值,不存在固定的最小值.
8. 若一个三位数的百位数字是,十位数字是,个位数字是,,且 三个数中最大值和最小值的和等于,则这样的三位数的个数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据条件,分,和三种情况讨论,即可求解.
【详解】因为三个数中最大值和最小值的和等于,且,
若,则,或,或,或,或
若,则,,或,,或 ,或,或,
若,则,可以是,或,可以是,
所以符合条件的三位数的个数是.
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, 有选错的得 0 分, 部分选对的得部分分.
9. 若等差数列的公差 ,且 的前项和为,则( )
A. B. C. D.
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用通项公式将已知等式转化为关于公差的方程并求解,随后结合的条件,代入通项公式与求和公式对各个选项进行逐一验证.
【详解】由题意得,即,
即,由于,则,故A正确,
,因为,
则,故B正确,
,
因为,故无法确定的正负,故C错误,
,因,则,故D正确.
10. 设函数,则( )
A. 的递增区间是 B. 的递减区间是
C. 的值域是 D. 的值域是
【答案】AC
【解析】
【分析】先确定函数定义域为,分和两段求导分析单调性,再结合单调性求值域,逐项判断即可.
【详解】由题意得的定义域为.
当时,,求导得,
当时,,单调递增;当时,,单调递减;
所以在处取得最小值,
所以当时,.
当时,,求导得,
所以在上单调递减.
当时,,,则,
当时,,,则,
所以当时,,
综上,可得的递增区间为,A正确;
的递减区间是和,B错误;
的值域为,C正确,D错误.
11. 若满足,则( )
A. 的最小值是 B. 的最大值是
C. 的最小值是 D. 的最大值是
【答案】BCD
【解析】
【分析】对A、B:由,利用基本不等式可得,故;对C、D:借助三角换元,令,,可得,再利用正弦函数的值域即可得解.
【详解】对A、B:,
则,
当且仅当,时,等号成立,故,
即的最小值是,最大值是,故A错误,B正确;
对C、D:,
可设,,
则
,
由,故,
的最小值是,最大值是,故C、D正确.
三、填空题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分.
12. 为了解学生是否对篮球感兴趣与性别的关系, 现从某年级的学生中随机抽取了男、女同学各50名, 整理得到下列列联表:
性别
兴趣爱好
感兴趣
不感兴趣
总计
男
40
10
50
女
30
20
50
总计
70
30
100
则基于小概率值0.01的独立性检验,可以认为男、女同学对篮球是否感兴趣_____差异.
参考公式: ,其中 .
0.050
0.010
0.001
3.841
6.635
10.828
【答案】不存在
【解析】
【分析】代入列联表数据计算卡方统计量,与对应的临界值比较,判断是否拒绝“男女生对篮球兴趣无差异”的零假设.
【详解】提出零假设:男、女同学对篮球是否感兴趣没有差异.
由列联表可得:,,,,样本容量.
所以:
已知小概率值的独立性检验没有充分证据拒绝,所以基于小概率值0.01的独立性检验,可以认为男、女同学对篮球是否感兴趣不存在差异.
13. 某物理量 的测量结果服从正态分布 ,则 _____.
(若 ,则 .)
【答案】0.8186
【解析】
【分析】由正态分布的对称性与原则即可求解.
【详解】由题意得,,
则,
,
则
.
14. 若直线 是曲线的切线,也是曲线 的切线,则_____
【答案】##
【解析】
【分析】分别设出直线与曲线和曲线的切点,然后求导,利用导数的几何意义,由斜率相等可得答案.
【详解】设直线与曲线切于点,
与曲线切于点,
则有,
从而得到,,,.
所以切线方程,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. 如图,在四棱锥中,平面,底面是直角梯形, ,是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求二面角的正弦值.
【答案】(1)证明:取中点,连接,
因为是中点,则,且,又,且,
所以,且,则四边形是平行四边形,
所以,又平面,平面,故平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)取中点,连接,利用几何关系得,再由线面平行的判定定理,即可求解;
(2)根据条件,建立空间直角坐标系,求出平面和平面的法向量,再由面面角的向量法,即可求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
因为平面,底面是直角梯形,
故可以点为坐标原点,分别为轴建立空间直角坐标系,
由题意,可得,
所以,
设平面的一个法向量为,
由,故可取,
设平面的一个法向量为,
由,故可取,
则,
所以二面角的正弦值为.
16. 已知数列的前项和为,且 ,数列满足.
(1)求和的通项公式;
(2)若满足,求的前项和.
【答案】(1),;
(2)
【解析】
【分析】(1)根据与的关系可求数列的通项公式,代入可得数列的通项公式;
(2)由(1)可得,根据等差数列、等比数列前项和公式计算求解即可.
【小问1详解】
已知数列的前项和,
当时,,解得,
当时,,即,即,
所以数列是以为首项,为公比的等比数列,故,
所以;
【小问2详解】
由(1)可得,
所以数列奇数项是以为首项,为公差的等差数列,
偶数项是以为首项,为公比的等比数列,
数列的前项,包含个奇数项,和个偶数项,
所以.
17. 已知点,点满足直线和直线的斜率之积为.点的轨迹为曲线.
(1)求的方程;
(2)设是坐标原点,是上位于第一象限内的一点,点,射线交于点,射线交于点,若和的面积之差为,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)设,利用斜率公式计算即可得;
(2)由题意可设,,联立直线与双曲线方程,可得与交点纵坐标有关的韦达定理,再利用面积公式表示出和的面积之差,计算即可得的值,即可得解.
【小问1详解】
设,则,整理得,
即的方程为;
【小问2详解】
由题意可得直线斜率存在且小于,
可设,,则,
联立,消去得,
则,,
由,,
故,
由,故,
整理得,故,
由,故,即直线的方程为.
18. 甲、乙两人轮流进行篮球定点投篮比赛(每人各投一次为一轮),在相同的条件下,每轮甲乙两人在同一位置,甲先投,每人投一次球,若恰有1人命中,则命中者得1分,未命中者得分;若两人都命中或都未命中,则两人均得0分;当一方累计得分为5分时,比赛结束,该方获胜. 设甲每次投球命中的概率为,乙每次投球命中的概率为,且各次投球是否命中相互独立.
(1)经过1轮投球,记甲的得分为,求的分布列和数学期望;
(2)用表示甲的累计得分为时,最终甲获胜的概率.
(i)写出并证明数列是公比为2的等比数列;
(ii)求比赛甲获胜的概率并解释这种比赛方案的合理性.
【答案】(1)的分布列为:
数学期望
(2)(i),,
设当前甲的累计得分为(),进行下一轮后甲得分可能变为,对应的概率分别为,
根据全概率公式,有,移项化简得,
所以,整理得,
令,则上式可写为(其中 ),
这说明数列是公比为的等比数列;
(ii)甲获胜的概率为,合理性解释如下:
由(1)知,甲在一轮投篮中的期望得分,
这意味着平均而言,每进行一轮,甲的累计得分呈下降趋势,乙在比赛中占据优势,
因此,甲最终获胜的概率应小于,而确实远小于,符合概率规律,
说明该比赛方案是合理的(即水平更高、期望得分更高的乙获胜概率更大).
【解析】
【分析】(1)根据已知有取值为,利用独立事件乘法公式、互斥事件概率求法求对应概率,写出分布列,进而求期望;
(2)(i)根据已知写出对应概率,设当前甲的累计得分为(),进行下一轮后甲得分可能变为,应用全概率公式得,整理得,最后由等比数列的定义证明结论;(ii)由等比数列的前n项和公式及累加法得,进而得到,再由即可得,结合(1)分析合理性.
【小问1详解】
设甲命中为事件,乙命中为事件,
由题意知,,且与相互独立,
在一轮投篮中:
甲得1分的情况:甲命中且乙未命中,概率,
甲得分的情况:甲未命中且乙命中,概率,
甲得0分的情况:两人都命中或都未命中,概率,
所以的分布列为:
数学期望;
【小问2详解】
(i)由题意,当甲的累计得分为时,甲已经输掉比赛,故获胜概率,
当甲的累计得分为时,甲已经赢得比赛,故获胜概率,(证明略);
(ii)由(i)知,是首项为,公比为的等比数列。
将从到的式子累加,可得,
代入,得,所以,
要求比赛甲获胜的概率,即求初始得分为时的概率,对应下标为,即求:
,
,
所以甲获胜的概率为,(合理性解释略).
19. 已知函数 .
(1)若,求的极值;
(2)若,且的最小值是0,是曲线上的点.
(i)求的值,并证明是的定义在上的增函数;
(ii)设点,函数,若存在点使得,且,求的最大值.
【答案】(1)极小值为,无极大值
(2)(i),此时,则,
因为,所以,即是的增函数,
因此其反函数是的定义在上的增函数,得证;
(ii)的最大值为
【解析】
【分析】(1)对函数求导,根据导数的区间符号确定区间单调性,进而求极值;
(2)(i)对函数求导得,结合已知及,应用分类讨论及反证思想确定参数值,再应用导数研究的单调性,利用反函数的性质即可证;(ii)由已知将问题化为存在点使且,结合进一步化为,分析判断的最大值.
【小问1详解】
当时,函数,
求导得,且,解得,
当时,,在上单调递减,
当时,,在上单调递增,
所以在处取得极小值,为,无极大值;
【小问2详解】
(i)函数,
求导得,
由题意,的最小值为,且,
若,则,不符合题意,
若,则,且,此时在处取得最小值,符合题意,
若,令,得(则),此时为极小值,
由且,代入得,即,
此方程在时有解,对应,这与题设矛盾,
综上所述,,(证明略);
(ii)由题意,,
已知,即,所以,
由于条件意味着,而,
代入,得,
由(i)易知,要使,必须取,即,
将代入,得,
要使该条件成立,对于,必须有,且时,,
由连续性知,此时必须满足,
令,,则且满足,
设,则,于是,条件变为,
因为在时单调递减,所以,要使最大,应尽可能小,
由约束条件知最优情况在边界上取得,
观察可知,
当时,左边,右边,等式成立,此时,且,
当时,,即且,
验证可知,
对于任意,,有,
对于任意,,有,条件满足,
因此的最大值为.
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