2023届云南省高三第一次高中毕业生复习统一检测数学试题含解析
展开2023届云南省高三第一次高中毕业生复习统一检测数学试题
一、单选题
1.设,则( )
A.i B. C.1 D.
【答案】A
【分析】利用复数的乘法可求运算结果.
【详解】,
故选:A
2.设集合,,.若,,则( )
A. B. C.1 D.3
【答案】B
【分析】根据包含关系结合交集的结果可求的值.
【详解】因为,故,故或,
若,则,,此时,符合;
若,则,,此时,不符合;
故选:B
3.甲、乙、丙、丁四名教师带领学生参加校园植树活动,教师随机分成三组,每组至少一人,则甲、乙在同一组的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用组合可求基本事件的总数,再根据排列可求随机事件含有的基本事件的总数,从而可求对应的概率.
【详解】设“甲、乙在同一组”为事件,
教师随机分成三组,每组至少一人的分法为,
而甲、乙在同一组的分法有,故,
故选:A.
4.平面向量与相互垂直,已知,,且与向量(1,0)的夹角是钝角,则=( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】先设出向量的坐标,利用平面向量垂直的坐标表示及模的运算,向量夹角的定义求解即可.
【详解】设
①,
,②,
与向量(1,0)夹角为钝角,,③,
由①②③解得,,
故选:D.
5.已知点A,B,C为椭圆D的三个顶点,若是正三角形,则D的离心率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】首先由题得到,结合,即可求得.
【详解】无论椭圆焦点位于轴或轴,根据点,,为椭圆的三个顶点,
若是正三角形,则,即,即,
即有,则,解得.
故选:C.
6.三棱锥中,平面,.若,,则该三棱锥体积的最大值为( )
A.2 B. C.1 D.
【答案】D
【分析】先利用线面垂直的判定定理与性质定理依次证得平面、与,从而利用基本不等式求得,进而得到,由此得解.
【详解】因为平面,平面,所以,
又,,平面,所以平面,
因为平面,所以,
在中,,,则,
因为平面,平面,所以,
在中,不妨设,则由得,
所以,
当且仅当且,即时,等号成立,
所以,
所以该三棱锥体积的最大值为.
故选:D.
.
7.设函数,在上的导函数存在,且,则当时( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】对于AB,利用特殊函数法,举反例即可排除;对于CD,构造函数,利用导数与函数单调性的关系证得在上单调递减,从而得以判断.
【详解】对于AB,不妨设,,则,,满足题意,
若,则,故A错误,
若,则,故B错误;
对于CD,因为,在上的导函数存在,且,
令,则,
所以在上单调递减,
因为,即,所以,
由得,则,故C正确;
由得,则,故D错误.
故选:C.
8.已知a,b,c满足,,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【分析】构造函数,利用其单调性,分,,讨论即可.
【详解】由题意得,即,则,则,
令,根据减函数加减函数为减函数的结论知:
在上单调递减,
当时,可得,,两边同取以5为底的对数得
,对通过移项得,
两边同取以3为底的对数得,
所以,所以 ,所以,且,
故此时,,故C,D选项错误,
时,,
,且,故A错误,
下面严格证明当时,,,
根据函数在上单调递增,且,
则当时,有,
,,
下面证明:,
要证:,
即证:,等价于证明,
即证:,此式开头已证明,
对,左边同除分子分母同除,右边分子分母同除得
,
则
故当时,,则
当时,可得,,两边同取以5为底的对数得
,对通过移项得,
两边同取以3为底的对数得,
所以,所以 ,所以,且,
故,故此时,,
下面严格证明当时,,
当时,根据函数,且其在上单调递减,可知
,则,则,
根据函数函数在上单调递增,且,
则当时,,
下面证明:,
要证:
即证:,等价于证,
即证:,此式已证明,
对,左边同除分子分母同除,右边分子分母同除得
,
则,
故时,,则
当时,,则,,
综上,,
故选:B.
【点睛】关键点睛:本题的关键在于构造函数,利用其单调性及,从而得到之间的大小关系,同时需要先求出的范围,然后再对进行分类讨论.
二、多选题
9.已知是定义在上的偶函数,是定义在上的奇函数,且,在单调递减,则( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【分析】由奇偶函数的单调性的关系确定两函数的单调性,再结合,逐项判断即可.
【详解】因为是定义在R上的偶函数,是定义在R上的奇函数,且两函数在上单调递减,
所以在上单调递增,在上单调递减,在上单调递减,
所以,,
所以,,,
所以BD正确,C错误;
若,则,A错误.
故选:BD
10.已知平面平面,B,D是l上两点,直线且,直线且.下列结论中,错误的有( )
A.若,,且,则ABCD是平行四边形
B.若M是AB中点,N是CD中点,则
C.若,,,则CD在上的射影是BD
D.直线AB,CD所成角的大小与二面角的大小相等
【答案】ABD
【分析】由空间中线线、线面及面面关系逐项判断即可得解.
【详解】对于A,由题意,AB,CD为异面直线,所以四边形ABCD为空间四边形,不能为平行四边形,故A错误;
对于B,取BC的中点H,连接HM,则HM是的中位线,所以,
因为HM与MN相交,所以MN与AC不平行,B错误;
对于C,若,所以由线面垂直的判定可得平面ABC,所以,
由结合面面垂直的性质可得,所以点C在平面内的投影为点D,
所以CD在平面内的投影为BD,故C正确;
对于D,由二面角的定义可得当且仅当时,直线AB,CD所成的角或其补角才为二面角的大小,故D错误.
故选:ABD.
11.质点P和Q在以坐标原点O为圆心,半径为1的上逆时针做匀速圆周运动,同时出发.P的角速度大小为,起点为与x轴正半轴的交点;Q的角速度大小为,起点为射线与的交点.则当Q与P重合时,Q的坐标可以为( )
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【分析】确定点Q的初始位置,由题意列出重合时刻t的表达式,进而可得Q点的坐标,通过赋值对比选项即可得解.
【详解】由题意,点Q的初始位置的坐标为,锐角,
设t时刻两点重合,则,即,
此时点,
即,
当时,,故A正确;
当时,,即,故B正确;
当时,,即,故D正确.
由三角函数的周期性可得,其余各点均与上述三点重合.
故选:ABD.
12.下图改编自李约瑟所著的《中国科学技术史》,用于说明元代数学家郭守敬在编制《授时历》时所做的天文计算.图中的,,,都是以O为圆心的圆弧,CMNK是为计算所做的矩形,其中M,N,K分别在线段OD,OB,OA上,,.记,,,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【分析】先利用线面垂直的判定定理与性质定理证得,,结合条件中,,从而在各直角三角形中得到的正余弦表示,对选项逐一分析判断即可.
【详解】因为在矩形中,,
又,,面,所以面,
又面,所以,
因为在矩形中,,所以,即,
因为,,,面,
所以面,
又在矩形中,,所以面,
又面,所以,
同时,易知在矩形中,,
对于A,在中,,
在中,,
在中,,
所以,故A正确;
对于B,在中,,
在中,,
又,且在中,为的斜边,则,
所以,故B错误;
对于C,在中,,
在中,,
又,
所以,故C正确;
对于D,在中,,
又,,,
所以,
所以,即,故D正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点点睛:本题的突破口是利用线面垂直的判定定理与性质定理证得,,从而得到的正余弦表示,由此得解.
三、填空题
13.某工厂生产的产品的质量指标服从正态分布.质量指标介于99至101之间的产品为良品,为使这种产品的良品率达到,则需调整生产工艺,使得至多为________.(若,则)
【答案】##0.5
【分析】根据题意以及正态曲线的特征可知,的解集,即可根据集合的包含关系列出不等式组,从而得解.
【详解】依题可知,,再根据题意以及正态曲线的特征可知,的解集,
由可得,,
所以,解得:,故σ至多为.
故答案为:.
14.若P,Q分别是抛物线与圆上的点,则的最小值为________.
【答案】##
【分析】设点,圆心,的最小值即为的最小值减去圆的半径,求出的最小值即可得解.
【详解】依题可设,圆心,根据圆外一点到圆上一点的最值求法可知,
的最小值即为的最小值减去半径.
因为,,
设,
,由于恒成立,
所以函数在上递减,在上递增,即,
所以,即的最小值为.
故答案为:.
四、双空题
15.数学家祖冲之曾给出圆周率的两个近似值:“约率”与“密率”.它们可用“调日法”得到:称小于3.1415926的近似值为弱率,大于3.1415927的近似值为强率.由,取3为弱率,4为强率,得,故为强率,与上一次的弱率3计算得,故为强率,继续计算,…….若某次得到的近似值为强率,与上一次的弱率继续计算得到新的近似值;若某次得到的近似值为弱率,与上一次的强率继续计算得到新的近似值,依此类推,已知,则________;________.
【答案】 6
【分析】根据题意不断计算即可解出.
【详解】因为为强率,由可得,,即为强率;
由可得,,即为强率;
由可得,,即为强率;
由可得,,即为强率,所以;
由可得,,即为弱率;
由可得,.
故答案为:6;.
五、填空题
16.图为一个开关阵列,每个开关只有“开”和“关”两种状态,按其中一个开关1次,将导致自身和所有相邻的开关改变状态.例如,按将导致,,,,改变状态.如果要求只改变的状态,则需按开关的最少次数为________.
【答案】5
【分析】方法一:根据题意可知,如果要求只改变的状态,只有在以及周边按动开关才可以使按开关的次数最少,利用表格即可分析求出.
【详解】方法一:根据题意可知,只有在以及周边按动开关才可以使按开关的次数最少.具体原因如下:
假设开始按动前所有开关闭合,要只改变的状态,在按动(1,1)后,(1,2),(2,1)也改变,
下一步可同时恢复或逐一恢复,同时恢复需按动(2,2),但会导致周边的(2,3),(3,2)也改变,
因此会按动开关更多的次数,所以接下来逐一恢复,则至少按开关3次,
这样沿着周边的开关再按动,可以实现最少的开关次数,即按动5次可以满足要求.
如下表所示:(按顺时针方向开关,逆时针也可以)
按动
开
开
关
开
关
关
关
关
关
按动
开
关
开
开
关
开
关
关
关
按动
开
关
关
开
开
关
关
关
开
按动
开
关
关
开
开
关
开
开
关
按动
开
关
关
关
关
关
关
关
关
方法二:
要满足题意,按动开关次数必须为奇数,且连续两次按一个方格等于无操作,
按开关顺序无影响,由对称性按表格顺序可设各方格按动次数为
a
b
c
b
d
e
c
e
f
方格改变状态的次数为奇数,其它方格改变状态的次数为偶数,
所以,
对:a+2b为奇数;对或:a+b+c+d为偶数;
对:b+c+e为偶数;对:2b+2e+d为偶数;
对或:c+d+e+f为偶数;对:2e+f为偶数,
根据以上情况,为使开关次数最少,,,,
即1+b+c为偶数,b+c+e为偶数,c+e为偶数,所以可取,,即
各方格开关次数如下:
1
0
1
0
0
1
1
1
0
具体开闭状态可参照方法一,故按开关的最少次数为5.
故答案为:5.
【点睛】本题主要考查学生运用所学知识解决知识迁移问题的综合能力,利用表格分析法简单清晰直观.
六、解答题
17.如图,四边形ABCD是圆柱底面的内接四边形,是圆柱的底面直径,是圆柱的母线,E是AC与BD的交点,,.
(1)记圆柱的体积为,四棱锥的体积为,求;
(2)设点F在线段AP上,,求二面角的余弦值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用平面几何的知识推得,进而得到与,从而利用柱体与锥体的体积公式求得关于的表达式,由此得解;
(2)根据题意建立空间直角坐标系,设,结合(1)中结论与(2)中所给条件得到所需向量的坐标表示,从而求得平面与平面的法向量与,由此利用空间向量夹角余弦的坐标表示即可得解.
【详解】(1)因为与是底面圆弧所对的圆周角,
所以,
因为,所以在等腰中,,
所以,
因为是圆柱的底面直径,所以,则,
所以,则,即,
所以在等腰,,平分,则,
所以,则,
故在中,,,则,
在中,,
因为是圆柱的母线,所以面,
所以,
,
所以.
(2)以C为坐标原点,的方向为x轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,
不妨设,则,,,
则,
所以,,,
因为,所以,
则,
设平面的法向量,则,即,
令,则,故,
设平面的法向量,则,即,
令,则,故,
设二面角的平面角为,易知,
所以,
因此二面角的余弦值为.
18.已知函数在区间单调,其中为正整数,,且.
(1)求图像的一条对称轴;
(2)若,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由函数在区间上的单调性确定最小正周期的范围,再由函数值相等即可确定对称轴;
(2)根据对称轴及函数值确定的表达式,再结合最小正周期确定的可能取值,即可得解.
【详解】(1)因为函数在区间单调,
所以函数的最小正周期,
又因为,
所以直线即为图象的一条对称轴;
(2)由(1)知,故,由,得或3.
由为的一条对称轴,所以.
因为,所以或,
若,则,即,
不存在整数,使得或3;
若,则,即,
不存在整数,使得或3.当时,.
此时,由,得.
19.记数列的前n项和为,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设m为整数,且对任意,,求m的最小值.
【答案】(1)
(2)7
【分析】(1)由数列与的关系可得,再结合等比数列的通项可得解;
(2)利用错位相减法求出,结合范围即可得解.
【详解】(1)因为,所以,
当时,,故,
且不满足上式,
故数列的通项公式为
(2)设,则,
当时,,
故,
于是.
整理可得,所以,
又,所以符合题设条件的m的最小值为7.
20.一个池塘里的鱼的数目记为N,从池塘里捞出200尾鱼,并给鱼作上标识,然后把鱼放回池塘里,过一小段时间后再从池塘里捞出500尾鱼,表示捞出的500尾鱼中有标识的鱼的数目.
(1)若,求的数学期望;
(2)已知捞出的500尾鱼中15尾有标识,试给出N的估计值(以使得最大的N的值作为N的估计值).
【答案】(1)20
(2)6666
【分析】(1)首先求出标鱼占总体的比例,再分析其符合超几何分布,根据超几何分布期望的计算公式即可得到答案.
(2)首先计算出当时,,当时,,
记,计算,从而得到的单调性,最后得到其最大值.
【详解】(1)依题意X服从超几何分布,且,
故.
(2)当时,,
当时,,
记,则
.
由,
当且仅当,
则可知当时,;
当时,,
故时,最大,所以N的估计值为6666.
21.已知双曲线过点,且焦距为10.
(1)求C的方程;
(2)已知点,E为线段AB上一点,且直线DE交C于G,H两点.证明:.
【答案】(1)
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意列方程组求出,即可得出C的方程;
(2)根据四点共线,要证即证,设出直线,,,联立直线方程与椭圆方程得出,将其代入,计算结果为零,即证出.
【详解】(1)由题意可得,故,所以C的方程为.
(2)设,,
当时,即,解得,则,
双曲线的渐近线方程为,
故当直线与渐近线平行时,此时和双曲线仅有一个交点,
此时直线方程为,
令,则,故.
则直线.
由得,
所以,.
.
所以,所以
即.
【点睛】关键点睛:本题第二问不能直接计算长度,否则计算量过大,而是转化为证明向量数量积之间的关系,采取设,从而得到直线方程,再使用经典的联立法,得到韦达定理式,然后证明即可.
22.椭圆曲线加密算法运用于区块链.
椭圆曲线.关于x轴的对称点记为.C在点处的切线是指曲线在点P处的切线.定义“”运算满足:①若,且直线PQ与C有第三个交点R,则;②若,且PQ为C的切线,切点为P,则;③若,规定,且.
(1)当时,讨论函数零点的个数;
(2)已知“”运算满足交换律、结合律,若,且PQ为C的切线,切点为P,证明:;
(3)已知,且直线PQ与C有第三个交点,求的坐标.
参考公式:
【答案】(1)见解析
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)利用导数讨论函数的单调性后求出极值,从而可判断零点的个数.
(2)利用“”运算的性质计算后可得证明.
(3)设直线的斜率,利用点在曲线上结合因式分解可求第三个点的坐标.
【详解】(1)由题设可知,有,
若,则,则,此时仅有一个零点;
若,令,解得.
当或时,,当时,,
故在,上为单调递增;
在上单调递减.
因为,
若,则,
此时,而
故此时有2个零点;
若,则,
此时,而
故此时有2个零点;
综上,
当,所以有2个零点.当,所以有2个零点.
当,有,则有1个零点.
(2)因为为C在点P处的切线,且,所以,
故,故,
因为“”运算满足交换律、结合律,
故,
故.
(3)直线的斜率,设与C的第三个交点为,
则,代入得
,
而,
故,
整理得到:,
故即,
同理可得,
两式相减得:,
故,
所以,故,故,
所以,
因此的坐标为:
.
【点睛】思路点睛:函数新运算问题,需根据运算的性质选择合理的计算顺序来处理等式,而三次函数的零点问题,注意结合极值的符号处理零点的个数.
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