河北省秦皇岛市青龙满族自治县第一中学2024届高三下学期5月模拟考试数学试题(原卷版+解析版)
展开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.
4.本试卷主要考试内容:高考全部内容.
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. 已知复数满足,则复数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】A
【解析】
【分析】设,根据共轭复数结合复数运算可得,再结合复数的几何意义分析判断.
【详解】设,则.
因为,则,
可得,解得,
即,所以复数在复平面内对应的点为,位于第一象限.
故选:A.
2. 已知椭圆的离心率为,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据椭圆的方程,结合离心率的定义和求法,列出方程,即可求解.
【详解】由椭圆,可得,,则,
所以,解得.
故选:B.
3. 若集合,,且,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先解一元二次不等式求出集合,再分、两种情况讨论,确定集合,再根据集合的包含关系得到不等式,解得即可.
【详解】由,即,解得,
所以,
当时,,符合,
当时,由,解得,
所以,
因为,所以,解得.
综上可得的取值范围为.
故选:D
4. 设,是两个不同的平面,,是两条不同的直线,且则“”是“且”的( )
A. 充分不必要条件B. 充分必要条件
C. 必要不充分条件D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,利用线面平行的判定定理与性质定理,结合充分条件、必要条件的判定方法,即可求解.
【详解】当时,可能内或者内,故不能推出且,所以充分性不成立;
当且时,设存在直线,,且,
因为,所以,根据直线与平面平行的性质定理,可知,
所以,即必要性成立,故“”是“且”的必要不充分条件.
故选:C.
5. 三人被邀请参加同一个时间段的两个晚会,若两个晚会都必须有人去,去几人自行决定,且每人最多参加一个晚会,则不同的去法有( )
A. 8种B. 12种C. 16种D. 24种
【答案】B
【解析】
【分析】根据参加晚会的人数分类讨论,利用排列组合数求解即可.
【详解】第一种情况,只有两人参加晚会,有种去法;
第二种情况,三人参加晚会,有种去法,共12种去法.
故选:B
6. 在中,内角,,的对边分别为,,,且,,则( )
A. 为直角三角形B. 为锐角三角形
C. 为钝角三角形D. 的形状无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】由正弦定理得,利用正余弦的二倍角公式、两角和与差的正弦展开式化简可得,解方程可得答案.
【详解】由,可得,
则,
,
,
即,
由,故只能为锐角,可得,
因为,所以,.
故选:A.
7. 已知0是函数的极大值点,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】分类讨论、与三种情况,结合导数与极值点的定义即可得解.
【详解】因为,所以,
令,可得或,
当,即时,
令,得或;令,得;
所以在,上单调递增,在上单调递减,
所以是函数的极大值点,满足题意;
当,即时,恒成立,
则在上单调递增,没有极值点,不满足题意;
当,即时,
令,得或;令,得;
所以在,上单调递增,在上单调递减,
所以是函数的极小值点,不满足题意;
综上,,即的取值范围为.
故选:A.
8. 假设在某种细菌培养过程中,正常细菌每小时分裂1次(1个正常细菌分裂成2个正常细菌和1个非正常细菌),非正常细菌每小时分裂1次(1个非正常细菌分裂成2个非正常细菌).若1个正常细菌经过14小时的培养,则可分裂成的细菌的个数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】经过小时,有个正常细菌,个非正常细菌,由题意可得,,进一步求出,的通项公式,即可得出答案.
【详解】设经过小时,有个正常细菌,个非正常细菌,
则,.
又,,所以,,
则,则,
所以是首项为和公差均为的等差数列,
所以,
所以,所以.
故选:C.
【点睛】关键点点睛:本题解决的关键是找到的相关推递式,从而得解.
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. 已知函数,则( )
A. 是偶函数;B. 是周期为的周期函数;
C. 在上单调递增;D. 的最小值为.
【答案】AD
【解析】
【分析】利用偶函数的定义可判定A,利用周期的定义可判定B,利用复合函数的单调性可判定C,根据周期性及单调性可判定D.
【详解】因为,所以是偶函数,故A正确;
易知,故B错误;
当时,,
因为,所以在上单调递减,
又单调递增,所以在上单调递减,故C错误;
易知,所以是周期为的周期函数,
当时,,
显然时,时,
则的最小值为,故D正确.
故选:AD
10. 设,是双曲线的两条渐近线,若直线与直线关于直线对称,则双曲线的离心率的平方可能为( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【解析】
【分析】利用直线对称的夹角关系,分类讨论结合双曲线的性质计算即可.
【详解】由题可知经过第二、四象限,经过第一、三象限,设的倾斜角为.
当时,则,即,,
即,所以.
当时,,即,,
即,所以.
综上,双曲线的离心率的平方为.
故选:CD
11. 在长方形中,,,点在线段上(不包含端点),沿将折起,使二面角大小为,,则( )
A. 存在某个位置,使得
B. 存在某个位置,使得直线平面
C. 四棱锥体积的最大值为
D. 当时,线段长度的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用特殊位置可判定A,根据线面平行的性质可判定B,利用棱锥的体积公式及导数研究函数的最值可判定C,利用空间向量数量积研究模长可判定D.
【详解】设点A在平面上的投影为,即,
而当时,平面,
所以平面,平面,所以,
这种情况显然存在,故A正确;
若平面,平面,平面平面,
所以,显然矛盾,故B错误;
设,,则点A到的距离为,,,
要使得四棱锥的体积最大,则,
此时四棱锥的体积,
,在上单调递减,
且当时,.
令,,则,,
所以在上单调递增,在上单调递减,
故,
即四棱锥体积的最大值为,C正确.
过A,作的垂线,垂足分别为,,从而得到,,
又,
所以
.
因为二面角的大小为,所以与的夹角为120°.
设,,则,
,,,,
所以,
所以
.
故当时,有最小值28,故线段长度的最小值为,D正确.
故选:ACD
【点睛】思路点睛:对于C项,设,利用表示线段长,利用棱锥体积公式得,通过导数研究其单调性计算最值即可;对于D项,根据空间向量数量积公式计算模长即可.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在答题卡中的横线上.
12. 的展开式中的系数为___________.
【答案】
【解析】
【分析】化简,结合二项展开式性质,即可求解.
【详解】由,
所以的展开式中含的项为,
所以的展开式中的系数为.
故答案为:.
13. 已知奇函数的定义域为,,且,则在上的零点个数的最小值为___________.
【答案】9
【解析】
【分析】由结合是奇函数可求出的周期为3,即可求出,再由的对称性和周期性可得.
【详解】由,可得的图象关于点对称,
又是奇函数,所以,
则的周期为3,所以,
,
而,则.
故在上的零点个数的最小值为9.
故答案为:9.
14. 设,则的最大值为___________.
【答案】2
【解析】
【分析】设,利用基本不等式得到,再将右式配凑成的倍数,从而得解.
【详解】设,则,,
当且仅当,时,等号成立,
故.
令,解得,,
所以,当,时,等号成立.
故答案为:2.
【点睛】关键点点睛:本题解决的关键是利用基本不等式,配凑出一个定值出来,从而得解.
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,函数的图象在点处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积为2.
(1)求的值;
(2)求在上的值域.
【答案】(1)
(2).
【解析】
【分析】(1)根据导数的几何意义,求出切线的斜率,利用点斜式求出切线方程,求出切线在坐标轴上的截距,利用三角形面积公式可得结果;
(2)由(1)可得在上单调递增,在上单调递减,求出,,的值可得结果.
【小问1详解】
因为,所以,则.
因为,所以切点坐标为,
所以的图象在点处的切线方程为.
令,得,又,所以,所以.
【小问2详解】
由(1)可知,令,解得,所以在上单调递增.
令,解得,所以 在上单调递减,
又,,,
所以在上的值域为.
16. 教练统计了甲12次投篮训练的投篮次数和乙8次投篮训练的投篮次数,得到如下数据:
已知甲12次投篮次数的方差,乙8次投篮次数的方差.
(1)求这20次投篮次数的平均数与方差.
(2)甲、乙两人投篮,每次由其中一人投篮,规则如下:若命中则此人继续投篮,若未命中则换为对方投篮.无论之前投篮情况如何,甲每次投篮的命中率均为,乙每次投篮的命中率均为.已知第一次投篮的人是甲,且甲、乙总共投篮了3次,表示甲投篮的次数,求的分布列与期望.
【答案】(1)平均数78,方差33;
(2)分布列见解析,
【解析】
【分析】(1)利用平均数的计算公式及分层抽样的方差公式计算即可;
(2)利用离散型随机变量的分布列与期望公式计算即可.
【小问1详解】
甲12次投篮次数平均数,乙8次投篮次数的平均数.
这20次投篮次数的平均数,
方差
.
【小问2详解】
的可能取值为1,2,3,
则,
,
,
所以的分布列为
.
17. 如图,在三棱柱中,,四边形为菱形,,.
(1)证明:.
(2)已知平面平面,求二面角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)通过线面、面面的位置关系证平行四边形为菱形即可;
(2)先证平面,根据题意建立空间直角坐标系,利用空间向量的方法即可求解.
【小问1详解】
设为的中点,连接,,,,
因为,所以,
因为四边形为菱形,,所以为等边三角形,则,
又平面,平面,,所以平面,
因为平面,所以,
因为,平面平面,平面,
,所以平面,
因为平面,所以,所以四边形为菱形,即.
【小问2详解】
因为平面平面,且平面平面,,
所以平面;
以为坐标原点,,,所在直线分别为,,轴,
建立如图所示的空间直角坐标系,设.
则,,,,,
可得,,.
设平面的法向量为,则
令,则,,可得.
设平面的法向量为,则
令,则,,可得.
,故二面角的正弦值为.
18. “完全数”是一类特殊的自然数,它的所有正因数的和等于它自身的两倍.寻找“完全数”需要用到函数,记函数,为的所有正因数之和.
(1)判断28是否为完全数,并说明理由.
(2)已知,若为质数,证明:为完全数.
(3)已知,求,的值.
【答案】(1)28是完全数,理由见解析;
(2)证明见解析; (3)
【解析】
【分析】(1)根据完全数的概念求解即可;
(2)根据完全数的概念结合等比数列求和公式计算证明即可;
(3)根据完全数的概念结合等比数列求和公式计算求解即可.
【小问1详解】
28的所有正因数为1,2,4,7,14,28,
因为,所以28是完全数.
【小问2详解】
的正因数为,,,,,,,,,,
,
所以为完全数.
【小问3详解】
的正因数为,,,,,,,,,,,,,,,,
所以.
因,
所以
.
19. 已知为坐标原点,经过点的直线与抛物线交于,(,异于点)两点,且以为直径的圆过点.
(1)求的方程;
(2)已知,,是上的三点,若为正三角形,为的中心,求直线斜率的最大值.
【答案】(1)
(2).
【解析】
【分析】(1)根据题意,联立直线与抛物线方程,由代入计算,即可得到抛物线方程;
(2)根据题意,分有一边斜率不存在与三边的斜率都存在讨论,分别表示出,结合代入计算,结合基本不等式即可得到直线斜率的最大值.
小问1详解】
设,,,联立方程得,
则,.
因为以为直径的圆过点,所以,则,即,
解得,
所以,解得,所以的方程为.
【小问2详解】
设,,.不妨设,,按逆时针顺序排列.
①当有一边斜率不存在时,另一顶点为,不妨设,
则,.
与抛物线的方程联立得,,中心.
②当三边的斜率都存在时,,.
又,所以,
化简可得,
同理可得,
,
三式相加得.
因为,,是上的三点,所以,
又,
所以.
设,则,,代入上式得.
又①也满足,所以的轨迹方程为.
当,直线的斜率为,当且仅当时,
直线的斜率取得最大值.
当时,直线的斜率.
综上,直线斜率的最大值为.
【点睛】关键点点睛:本题解决的关键是利用内角为得到关于的三条方程,从而整理得的轨迹方程为,由此得解.
甲
77
73
77
81
85
81
77
85
93
73
77
81
乙
71
81
73
73
71
73
85
73
1
2
3
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