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2021-2022学年湖南省长沙市长郡中学高二(上)入学数学试卷
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这是一份2021-2022学年湖南省长沙市长郡中学高二(上)入学数学试卷,共16页。试卷主要包含了单项选择题,选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年湖南省长沙市长郡中学高二(上)入学数学试卷
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24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.(3分)已知a∈R,则“a>1”是“1”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
2.(3分)已知复数z满足(z﹣1)i=1+i,则z=( )
A.﹣2﹣i B.﹣2+i C.2﹣i D.2+i
3.(3分)下列命题中不正确的是( )
A.一组数据1,2,3,3,4,5的平均数,众数,中位数相同
B.有A,B,C三种个体按3:1:2的比例分层抽样调查,如果抽取的A个体数为9,则样本容量为30
C.若甲组数据的方差为5,乙组数据为5,6,9,10,5,则这两组数据中较稳定的是乙
D.一组数6,5,4,3,3,3,2,2,2,1的85%分位数为5
4.(3分)已知两条不同的直线l,m和不重合的两个平面α,β,且l⊥β,有下面四个命题:
①若m⊥β,则l∥m;
②若α∥β,则l⊥α;
③若α⊥β,则l∥α;
④若l⊥m,则m∥β.
其中真命题的序号是( )
A.①② B.②③ C.②③④ D.①④
5.(3分)已知向量(1,2),(﹣2,m),若∥,则|23|等于( )
A. B. C. D.
6.(3分)不等式x2+2x对任意a,b∈(0,+∞)恒成立,则实数x的取值范围是( )
A.(﹣2,0) B.(﹣∞,﹣2)∪(0,+∞)
C.(﹣4,2) D.(﹣∞,﹣4)∪(2,+∞)
7.(3分)某人先后三次掷一颗骰子,则其中某两次所得的点数之和为11的概率为( )
A. B. C. D.
8.(3分)已知函数f(x),则方程f(f(x))=1的根的个数为( )
A.7 B.5 C.3 D.2
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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4分,有选错的得0分,部分选对的得2分)
(多选)9.(4分)小张上班从家到公司开车有两条线路,所需时间(分钟)随交通堵塞状况有所变化,其概率分布如表所示:
所需时间(分钟)
30
40
50
60
线路一
0.5
0.2
0.2
0.1
线路二
0.3
0.5
0.1
0.1
则下列说法正确的是( )
A.任选一条线路,“所需时间小于50分钟”与“所需时间为60分钟”是对立事件
B.从所需的平均时间看,线路一比线路二更节省时间
C.如果要求在45分钟以内从家赶到公司,小张应该走线路一
D.若小张上、下班走不同线路,则所需时间之和大于100分钟的概率为0.04
(多选)10.(4分)已知函数f(x)=2sin(2x+φ)(0<φ<π),若将函数f(x)的图象向右平移个单位后关于y轴对称,则下列结论中正确的是( )
A.
B.是f(x)图象的一个对称中心
C.f(φ)=﹣2
D.是f(x)图象的一条对称轴
(多选)11.(4分)如图,在棱长为6的正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E为棱DD1上一点,且DE=2,F为棱C1D1的中点,点G是线段BC1上的动点,则( )
A.无论点G在线段BC1上如何移动,都有A1G⊥B1D
B.四面体A﹣BEF的体积为24
C.直线AE与BF所成角的余弦值为
D.直线A1G与平面BDC1所成最大角的余弦值为
(多选)12.(4分)已知定义在R上的函数y=f(x)满足条件,且函数是奇函数,则四个命题中,正确的命题有( )
A.函数f(x)是周期函数
B.函数f(x)的图象关于点对称
C.函数f(x)是偶函数
D.函数f(x)在R上是单调函数
三、填空题(本题共4小题,每小题3分,共12分)
13.(3分)函数f(x)的定义域为R,则实数m的取值范围是 .
14.(3分)已知tanθ=2,则sin2θ+sinθcosθ﹣2cos2θ+3的值为 .
15.(3分)已知△ABC三个顶点都在球O的表面上,且,S是球面上异于A、B、C的一点,且SA⊥平面ABC,若球O的表面积为16π,则球心O到平面ABC的距离为 .
16.(3分)在△ABC中,已知,P为线段AB上的一点,且,则的最小值为 .
四、解答题(本题共6小题,每小题8分,共48分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)
17.(8分)已知m>0,p:(x+1)(x﹣5)≤0,q:1﹣m≤x≤1+m.
(1)若m=5,ρ∨q为真命题,p∧q为假命题,求实数x的取值范围;
(2)若p是q的充分不必要条件,求实数m的取值范围.
18.(8分)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,设bsinA=a(2+cosB).
(1)求B;
(2)若△ABC的面积等于,求△ABC的周长的最小值.
19.(8分)某工厂生产一种汽车的元件,该元件是经过A、B、C三道工序加工而成的,A、B、C三道工序加工的元件合格率分别为、、.已知每道工序的加工都相互独立,三道工序加工都合格的元件为一等品;恰有两道工序加工合格的元件为二等品;其它的为废品,不进入市场.
(Ⅰ)生产一个元件,求该元件为二等品的概率;
(Ⅱ)若从该工厂生产的这种元件中任意取出3个元件进行检测,求至少有2个元件是一等品的概率.
20.(8分)如图,三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠A1AC=60°,AC⊥BC,A1C⊥AB,AC=1,AA1=2.
(1)求证:A1C⊥平面ABC;
(2)若直线BA1与平面BCC1B1所成角的正弦值为,求二面角A1﹣BB1﹣C的余弦值.
21.(8分)已知向量(sin,1),(cos,cos2).
(Ⅰ)若•1,求cos(x)的值;
(Ⅱ)记f(x)•,在△ABC中,A、B、C的对边分别为a、b、c,且满足(2a﹣c)cosB=bcosC,求函数f(A)的取值范围.
22.(8分)设函数f(x)=kax﹣a﹣x(a>0且a≠1,k∈R),f(x)是定义域为R的奇函数.
(1)求k的值.
(2)判断并证明当a>1时,函数f(x)在R上的单调性;
(3)已知a=3,若f(3x)≥λ•f(x)对于x∈[1,2]时恒成立.请求出最大的整数λ.
2021-2022学年湖南省长沙市长郡中学高二(上)入学数学试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24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.(3分)已知a∈R,则“a>1”是“1”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
【解答】解:a∈R,则“a>1”⇒“”,
“”⇒“a>1或a<0”,
∴“a>1”是“”的充分非必要条件.
故选:A.
2.(3分)已知复数z满足(z﹣1)i=1+i,则z=( )
A.﹣2﹣i B.﹣2+i C.2﹣i D.2+i
【解答】解:由(z﹣1)i=1+i,得z﹣1,
∴z=2﹣i.
故选:C.
3.(3分)下列命题中不正确的是( )
A.一组数据1,2,3,3,4,5的平均数,众数,中位数相同
B.有A,B,C三种个体按3:1:2的比例分层抽样调查,如果抽取的A个体数为9,则样本容量为30
C.若甲组数据的方差为5,乙组数据为5,6,9,10,5,则这两组数据中较稳定的是乙
D.一组数6,5,4,3,3,3,2,2,2,1的85%分位数为5
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,数据1,2,3,3,4,5的平均数为(1+2+3+3+4+5)=3,众数为3,中位数为(3+3)=3,A正确;
对于B,有A,B,C三种个体按3:1:2的比例分层抽样调查,设样本容量为x,
如果抽取的A个体数为9,则有,则有x18,B错误,
对于C,乙组数据为5,6,9,10,5,其平均数为(5+6+9+10+5)=7,其方差S2(4+1+4+9+4)5,
这两组数据中较稳定的是乙,C正确;
对于D,将这组数据从小到大排列:1,2,2,2,3,3,3,4,5,6;有10×85%=8.5,则这组数据的85%分位数为5,D正确;
故选:B.
4.(3分)已知两条不同的直线l,m和不重合的两个平面α,β,且l⊥β,有下面四个命题:
①若m⊥β,则l∥m;
②若α∥β,则l⊥α;
③若α⊥β,则l∥α;
④若l⊥m,则m∥β.
其中真命题的序号是( )
A.①② B.②③ C.②③④ D.①④
【解答】解:对于①,由l⊥β,m⊥β,可得l∥m,故①正确;
对于②,若l⊥β,α∥β,可得l⊥α,故②正确;
对于③,若l⊥β,α⊥β,则l∥α或l⊂α,故③错误;
对于④,若l⊥β,l⊥m,则m∥β或m⊂β,故④错误.
综上,真命题的序号是①②.
故选:A.
5.(3分)已知向量(1,2),(﹣2,m),若∥,则|23|等于( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵且∥,
∴1×m=2×(﹣2),可得m=﹣4
由此可得,
∴23(﹣4,﹣8),得4
故选:B.
6.(3分)不等式x2+2x对任意a,b∈(0,+∞)恒成立,则实数x的取值范围是( )
A.(﹣2,0) B.(﹣∞,﹣2)∪(0,+∞)
C.(﹣4,2) D.(﹣∞,﹣4)∪(2,+∞)
【解答】解:对任意a,b∈(0,+∞),,所以只需x2+2x<8
即(x﹣2)(x+4)<0,解得x∈(﹣4,2)
故选:C.
7.(3分)某人先后三次掷一颗骰子,则其中某两次所得的点数之和为11的概率为( )
A. B. C. D.
【解答】解:某人先后三次掷一颗骰子,基本事件总数n=63,
其中某两次所得的点数之和为11的情况有:
三次得到的点数中至少有一次得到5,一次得到6,
当剩下的一次得到的点数是1,2,3,4中的一个时,有种可能,
当剩下的一次得到的点数是5,6中的一对时,有2种可能,
∴其中某两次所得的点数之和为11的基本事件有:m30,
∴其中某两次所得的点数之和为11的概率为p.
故选:C.
8.(3分)已知函数f(x),则方程f(f(x))=1的根的个数为( )
A.7 B.5 C.3 D.2
【解答】解:函数f(x),则方程f(t)=1,
可得2t﹣1=1,解得t=1;|ln(t﹣1)|=1,可得t﹣1=e或t﹣1,
所以t=e+1或t=1,
所以f(x)=t,可得2x﹣1=1,解得x=1;|ln(x﹣1)|=1,可得x﹣1=e或x﹣1,
所以x=e+1或x=1,
可得2x﹣1=e+1,解得x=1舍去;|ln(x﹣1)|=1+e,可得x﹣1=e1+e或x﹣1=e﹣1﹣e,
所以x=e1+e+1或x=1+e﹣1﹣e,
可得2x﹣1=1,解得x舍去;|ln(x﹣1)|=1,可得x﹣1=e1+或x﹣1,
所以x1或x=1,
所以方程f(f(x))=1的根的个数为7个.
故选:A.
二、选择题(本题共4小题,每小题4分,共16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4分,有选错的得0分,部分选对的得2分)
(多选)9.(4分)小张上班从家到公司开车有两条线路,所需时间(分钟)随交通堵塞状况有所变化,其概率分布如表所示:
所需时间(分钟)
30
40
50
60
线路一
0.5
0.2
0.2
0.1
线路二
0.3
0.5
0.1
0.1
则下列说法正确的是( )
A.任选一条线路,“所需时间小于50分钟”与“所需时间为60分钟”是对立事件
B.从所需的平均时间看,线路一比线路二更节省时间
C.如果要求在45分钟以内从家赶到公司,小张应该走线路一
D.若小张上、下班走不同线路,则所需时间之和大于100分钟的概率为0.04
【解答】解:“所需时间小于50分钟”与“所需时间为60分钟”是互斥而不对立事件,A错误;
线路一所需的平均时间为30×0.5+40×0.2+50×0.2+60×0.1=39分钟,
线路二所需的平均时间为30×0.3+40×0.5+50×0.1+60×0.1=40分钟,
所以线路一比线路二更节省时间,B正确;
线路一所需时间小于45分钟的概率为0.7,线路二所需时间小于45分钟的概率为0.8,
小张应该选线路二,故C错误;
所需时间之和大于100分钟,则线路一、线路二的时间可以为(50,60),(60,50)和(60,60)三种情况,
概率为0.2×0.1+0.1×0.1+0.1×0.1=0.04,故D正确.
故选:BD.
(多选)10.(4分)已知函数f(x)=2sin(2x+φ)(0<φ<π),若将函数f(x)的图象向右平移个单位后关于y轴对称,则下列结论中正确的是( )
A.
B.是f(x)图象的一个对称中心
C.f(φ)=﹣2
D.是f(x)图象的一条对称轴
【解答】解:f(x)=2sin(2x+φ)向右平移得y=2sin[2(x)+φ]=2sin(2x+φ),
∵y=2sin(2x+φ)的图象关于y轴对称,所以φkπ,k∈Z,
∴φ=kπ,k∈Z.又0<φ<π,∴k=0,φ.∵f(x)=2sin(2x)
∴f()=0.f()=2,
故选:ABD.
(多选)11.(4分)如图,在棱长为6的正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E为棱DD1上一点,且DE=2,F为棱C1D1的中点,点G是线段BC1上的动点,则( )
A.无论点G在线段BC1上如何移动,都有A1G⊥B1D
B.四面体A﹣BEF的体积为24
C.直线AE与BF所成角的余弦值为
D.直线A1G与平面BDC1所成最大角的余弦值为
【解答】解:在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,DB1⊥面A1BC1,又A1G⊂平面A1BC1,所以A1G⊥B1D,则A正确;6=24,则B正确;
在棱CC1上取点N,使CN=2,连结BN,NE,FN(如图),
则∠FBN为直线AE与BF所成角或其补角,可得,
则cos∠FBN,则直线AE与BF所成角的余弦值为,则C错误;
由题意知三棱锥A1﹣BDC1为棱长为的正四面体,作A1O⊥平面BDC1,O为垂足,
则O为正△BDC1的中心,且∠A1GO为直线A1G与平面BDC1所成角,
所以cos∠A1GO,
当点G移动到BC1的中点时,A1G最短,如图,
此时cos∠A1GO最小,∠A1GO最大,
此时,则D正确.
故选:ABD.
(多选)12.(4分)已知定义在R上的函数y=f(x)满足条件,且函数是奇函数,则四个命题中,正确的命题有( )
A.函数f(x)是周期函数
B.函数f(x)的图象关于点对称
C.函数f(x)是偶函数
D.函数f(x)在R上是单调函数
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,若函数f(x)满足,则有f(x+3)=﹣f(x)=f(x),即函数f(x)是周期为3的周期函数,A正确;
对于B,函数是奇函数,即将函数y=f(x)的图象向右平移个单位之后关于原点对称,则函数f(x)的图象关于点(,0)对称,B正确;
对于C,为奇函数,即函数f(x)的图象关于点(,0)对称,则f(﹣x)=﹣f(x),
又由,且f(x)是周期为3的周期函数,则有f(x)=﹣f(x),
综合有f(﹣x)=f(x),即函数f(x)为偶函数,C正确;
对于D,f(x)是偶函数且其周期为3,则f(x)在R不是单调函数;
故选:ABC.
三、填空题(本题共4小题,每小题3分,共12分)
13.(3分)函数f(x)的定义域为R,则实数m的取值范围是 m≥1 .
【解答】解:∵函数f(x)的定义域为R,
∴mx2﹣2x+1≥0恒成立.
①若m=0,则不等式等价为﹣2x+1≥0,即x,不满足条件.
②若m≠0,要使不等式恒成立,则,
即,解得m≥1,
综上m≥1,
故答案为:m≥1
14.(3分)已知tanθ=2,则sin2θ+sinθcosθ﹣2cos2θ+3的值为 .
【解答】解:∵tanθ=2,则sin2θ+sinθcosθ﹣2cos2θ+333
3,
故答案为:.
15.(3分)已知△ABC三个顶点都在球O的表面上,且,S是球面上异于A、B、C的一点,且SA⊥平面ABC,若球O的表面积为16π,则球心O到平面ABC的距离为 .
【解答】解:如图所示,设Rt△ABC的外心为O1,外接圆的圆心为O,连接OO1,则OO1⊥面ABC,
因为球O的表面积为16π,∴外接球半径R=2.
过O作OH⊥SC于H,则H为SC的中点,
∵SA⊥平面ABC,∴四边形OO1CH为矩形,OO1即为球心O到平面ABC的距离,
∵,SO=R=2,
∴SH,
∴OO1=CH=SH,
则球心O到平面ABC的距离为.
故答案为:.
16.(3分)在△ABC中,已知,P为线段AB上的一点,且,则的最小值为 .
【解答】解:△ABC中设AB=c,BC=a,AC=b,
∵sinB=cosA•sinC,∴sin(A+C)=sinCcosA,
即sinAcosC+sinCcosA=sinCcosA,
∴sinAcosC=0,∵sinA≠0,∴cosC=0,C=90°,
∵,S△ABC=6,
∴bccosA=9,bcsinA=6,
∴tanA,根据直角三角形可得sinA,cosA,bc=15,
∴c=5,b=3,a=4
以AC所在的直线为x轴,以BC所在的直线为y轴建立直角坐标系可得C(0,0),A(3,0),B(0,4),
P为线段AB上的一点,则存在实数λ使得 (3λ,4﹣4λ)(0≤λ≤1),
设 ,则||=||=1,,,
由(x,0)+(0,y)=(x,y),
∴x=3λ,y=4﹣4λ,
则4x+3y=12.
(也可以直接利用P为线段AB上的一点,三点共线,可得:,)
(7)
故所求的最小值为.
故答案为:.
四、解答题(本题共6小题,每小题8分,共48分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)
17.(8分)已知m>0,p:(x+1)(x﹣5)≤0,q:1﹣m≤x≤1+m.
(1)若m=5,ρ∨q为真命题,p∧q为假命题,求实数x的取值范围;
(2)若p是q的充分不必要条件,求实数m的取值范围.
【解答】解:(1)对于p:(x+1)(x﹣5)≤0,解可得﹣1≤x≤5,
若m=5,则q:﹣4≤x≤6,
若p∨q为真命题,p∧q为假命题,则p、q一真一假,
若p真q假,即,无解,
若p假q真,即,解可得﹣4≤x<﹣1或5<x≤6,
综合可得:﹣4≤x<﹣1或5<x≤6,
即x的取值范围为[﹣4,﹣1)∪(5,6];
(2)若p是q的充分不必要条件,则有或,
解可得m≥4,
即m的取值范围为[4,+∞).
18.(8分)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,设bsinA=a(2+cosB).
(1)求B;
(2)若△ABC的面积等于,求△ABC的周长的最小值.
【解答】解:(1)因为bsinA=a(2+cosB).
由正弦定理得.
显然sinA>0,所以.
所以2sin(B)=2,∵B∈(0,π).
所以,∴.
(2)依题意,∴ac=4.
所以时取等号.
又由余弦定理得b2=a2+c2﹣2accosB=a2+c2+ac≥3ac=12.∴.
当且仅当a=c=2时取等号.
所以△ABC的周长最小值为.
19.(8分)某工厂生产一种汽车的元件,该元件是经过A、B、C三道工序加工而成的,A、B、C三道工序加工的元件合格率分别为、、.已知每道工序的加工都相互独立,三道工序加工都合格的元件为一等品;恰有两道工序加工合格的元件为二等品;其它的为废品,不进入市场.
(Ⅰ)生产一个元件,求该元件为二等品的概率;
(Ⅱ)若从该工厂生产的这种元件中任意取出3个元件进行检测,求至少有2个元件是一等品的概率.
【解答】解:(Ⅰ)不妨设元件经A,B,C三道工序加工合格的事件分别为,B,C.
所以P(A),P(B),P(C).P(),P(),P().
设事件D为“生产一个元件,该元件为二等品”.
由已知A,B,C是相互独立事件.
根据事件的独立性、互斥事件的概率运算公式,
P(D)=P()=P()+P(AC)+P(AB)
,
所以生产一个元件,该元件为二等品的概率为.
(Ⅱ)生产一个元件,该元件为一等品的概率为
p.
设事件E为“任意取出3个元件进行检测,至少有2个元件是一等品”,
则P(E).
所以至少有2个元件是一等品的概率为.
20.(8分)如图,三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠A1AC=60°,AC⊥BC,A1C⊥AB,AC=1,AA1=2.
(1)求证:A1C⊥平面ABC;
(2)若直线BA1与平面BCC1B1所成角的正弦值为,求二面角A1﹣BB1﹣C的余弦值.
【解答】(1)证明:因为∠A1AC=60°,AC=1,AA1=2,由余弦定理得A1C,
所以A1A2=A1C2+AC2,所以A1C⊥AC,又因为A1C⊥AB,
又因为AC∩AB=A,所以A1C⊥平面ABC.
(2)解:由已知和(1)得,CA、CB、CA1两两垂直,
建立如图所示的空间直角坐标系,
A(1,0,0),C(0,0,0),B(0,t,0),A1(0,0,),C1(﹣1,0,),B1(﹣1,t,),
(0,﹣t,0),(﹣1,0,),(0,﹣t,),
设平面BCC1B1和平面A1BB1的法向量分别为(x,y,z),(u,v,w,),
,令z=1,(,0,1),
,令w=t,(t,,t),
直线BA1与平面BCC1B1所成角的正弦值为,解得t=1,
(,0,1),(,,1),
所以二面角A1﹣BB1﹣C的余弦值为.
21.(8分)已知向量(sin,1),(cos,cos2).
(Ⅰ)若•1,求cos(x)的值;
(Ⅱ)记f(x)•,在△ABC中,A、B、C的对边分别为a、b、c,且满足(2a﹣c)cosB=bcosC,求函数f(A)的取值范围.
【解答】解:(1)
∵
∴
∵
(2)∵(2a﹣c)cosB=bcosC
∴2sinAcosB=sinCcosB+sinBcosC=sin(B+C)=sinA
∵sinA>0
∴cosB
∵B∈(0,π),
∴
∴
∵
∴
∵
∴
∴
22.(8分)设函数f(x)=kax﹣a﹣x(a>0且a≠1,k∈R),f(x)是定义域为R的奇函数.
(1)求k的值.
(2)判断并证明当a>1时,函数f(x)在R上的单调性;
(3)已知a=3,若f(3x)≥λ•f(x)对于x∈[1,2]时恒成立.请求出最大的整数λ.
【解答】解:(1)函数f(x)=kax﹣a﹣x(a>0且a≠1,k∈R),f(x)是定义域为R上的奇函数,
∴f(0)=0,
可得:k=1,
∴f(x)=ax﹣a﹣x,
那么:f(﹣x)=a﹣x﹣ax=﹣f(x),
即f(x)是R上的奇函数.
(2)由题意:设x2>x1,则,
∵a>1,
∴,
∴f(x2)﹣f(x1)>0,
∴f(x)在R上为增函数;
(3)由题意,a=3,若f(3x)≥λ•f(x),即33x﹣3﹣3x≥λ(3x﹣3﹣x),在x∈[1,2]时恒成立,
令t=3x﹣3﹣x,x∈[1,2],
则,
故得(3x﹣3﹣x)(32x+1+3﹣2x)≥λ(3x﹣3﹣x),x∈[1,2]恒成立转化为恒成立,
化简得:λ≤t2+3,恒成立,
当时,
∴,
故得λ的最大整数为10.
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