湖南省名校2023-2024学年高一上学期12月联考数学试题(Word版附解析)
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本试卷共4页.全卷满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上.
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的答案标号涂黑,如有改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案;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.
一、单项选择题: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. 设集合,若,则实数( )
A. 0B. C. 0或D. 0或1
【答案】B
【解析】
【分析】根据元素与集合的关系得出两种情况,再分别检验即得.
【详解】由集合,因,则或,
当时,,此时,与元素互异性矛盾,舍去;
当时,,当时,满足.故.
故选:B.
2. 设,则“”是“”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】D
【解析】
【分析】根据给定条件,利用充分条件、必要条件的定义判断即得.
【详解】由,得或,
因此“若,则”是假命题,“若,则”是假命题,
所以“”是“”的既不充分也不必要条件.
故选:D
3. 下列四个函数中,在上单调递增的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用一次函数和幂函数等基本初等函数性质可判断BD,利用指数型和对数型复合函数单调性可判断AC,可得出结论.
【详解】由复合函数单调性可知,在上单调递减,故A错误;
易知在上单调递增,故B正确;
利用复合函数单调性可得在上单调递减,在上单调递增,故C错误;
易知在上单调递减,故D错误.
故选:B.
4. 已知,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据指数函数与对数函数的图象与性质,求得的取值范围,即可求解.
【详解】由指数函数的性质,可得,
又由对数函数的性质,可得,
所以,即.
故选:D.
5. 近年来,“北斗”指路、“天宫”览胜、“墨子”传信、“嫦娥”问月……中国航天硕果累累,令国人备感自豪.这些航天器的发射中,都遵循“理想速度方程”:,其中是理想速度(单位:m/s),是燃料燃烧时产生的喷气速度(单位:m/s),是火箭起飞时的总质量(单位:kg),m是火箭自身的质量(单位:kg).小婷同学所在社团向有关部门申请,准备制作一个试验火箭,得到批准后,她们利用的某民用燃料燃烧时产生的喷气速度为50m/s,火箭自身的质量为4kg,燃料的质量为5kg,在不计空气阻力等因素影响的理想状态下发射,至燃料燃尽时,该试验火箭的理想速度大约为( )(,)
A. 40m/sB. 36m/sC. 78m/sD. 95m/s
【答案】A
【解析】
【分析】根据题中条件确定kg,kg,m/s,按公式直接运算即可.
【详解】解:由于,其中kg,kg,m/s,
所以(m/s).
故选:A.
6. 已知函数,则方程在下列哪个区间上必有实数根( )
A. B. C. D. 不能确定
【答案】B
【解析】
【分析】由题意,易知在上都单调递增,进而可判断函数的单调性,结合零点的存在性定理即可求解.
【详解】易知函数在上都单调递增,
所以在上单调递增,
又,
所以,又因为函数连续不间断,由零点的存在性定理知,
函数在内有零点,即方程在必有实数根.
故选:B.
7. 已知关于的一元二次不等式的解集为,则关于的不等式的解集为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用一元二次不等式和一元二次方程的对应关系求出参数,再解另一个不等式即可.
【详解】由题设知方程有两根2和3,故由韦达定理得则,
因此,解得.
故选:A.
8. 设偶函数在上是增函数,且,若对所有的及任意的都满足,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意,转化为对任意的恒成立,令,列出不等式组,即可求解.
【详解】因为偶函数在上是增函数,且,所以的最大值为2,
由对所有的及任意的都满足,
则只需,即对任意的恒成立,
令,则满足,解得或,
所以实数的取值范围是.
故选:C.
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 下列说法正确的是( )
A.
B. 第一象限角都是锐角
C. 在半径为2的圆中,弧度的圆心角所对的弧长为
D. 终边在直线上的角的集合是
【答案】AC
【解析】
【分析】由弧度制与角度的互化可得A正确;根据象限角的定义可得B错误;由弧长公式可求得C正确;利用终边相同的角的集合即可得D错误.
【详解】对于正确;
对于:角也是第一象限角,不是锐角,错误;
对于C:在半径为2的圆中,弧度的圆心角所对的弧长为正确;
对于D:终边在上的角的集合是,D错误.
故选:AC.
10. 在下列四组函数中,与不表示同一函数的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据同一函数的概念,结合函数的定义域与对应法则,逐项判定,即可求解.
【详解】对于A中,函数的定义域为,而的定义域为,所以两函数不是同一函数;
对于B中,函数的定义域为,而的定义域为,所以两函数不表示同一函数;
对于C中,的定义域为,而的定义域为,
所以两函数不是同一函数;
对于D中,函数,两函数的定义域与对应关系都相同,
所以两函数是同一函数.
故选:ABC.
11. 已知函数,若关于的不等式恰有1个整数解,则实数的取值可以为( )
A. B. C. 1.5D. 2.3
【答案】ABC
【解析】
【分析】画出图象,不等式化为,分、和,三种情况讨论,结合图象,即可求得的取值范围.
【详解】由函数,画出图象,如图所示,
又由不等式,可得,
当时,,此时不等式无解;
当时,由,可得,
若不等式恰有1个整数解,则整数解为,
因为,可得;
当时,由,可得,
若不等式恰有1个整数解,只需.
综上所述:实数的取值范围为.
故选:ABC.
12. 下列结论中正确的是( )
A. 若函数,且,则
B. 若为奇函数,则的解集为
C. 设表示不超过的最大整数,如,则不等式的解集是
D. 若函数的定义域为,则的取值范围是或
【答案】AD
【解析】
【分析】求得,根据,可判定A正确;因为函数的单调性不确定,可判定B错误;求得不等式的解集为,得到,可判定C错误;根据题意,列出不等式组,求得的范围,可判定D正确.
【详解】对于A中,由,可得,又由,解得,所以A正确;
对于B中,由为奇函数,但函数的单调性不确定,所以B错误;
对于C中,由,可得,则,
所以不等式解集为,所以C错误;
对于D中,由定义域为,则满足,
解得或,所以D正确.
故选:AD.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 函数的定义域是__________.
【答案】,
【解析】
【分析】
根据函数的解析式,列出使解析式有意义的不等式组,求出解集即可.
【详解】解:函数中,
令,
解得,
所以的定义域是,.
故答案为:,.
14. 若,则的最大值为________.
【答案】##
【解析】
【分析】化简得到,结合基本不等式,即可求解.
【详解】因为,所以,又,当且仅当时等号成立,
故,所以最大值为.
故答案为:.
15. 若定义运算则函数的值域是________.
【答案】
【解析】
【分析】根据定义运算,写出分段函数解析式,再分段求出函数值的范围,最后取并集即得.
【详解】依题意,由,得,由解得,因此
当时,即函数取值集合为;当时,即函数的取值集合为.
故函数的值域为.
故答案为:.
16. 已知在区间上是增函数,则的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】先将分式函数用常数分离法转化成简分式,再根据函数的单调性即可求得参数范围.
【详解】由,
因为在区间上是增函数,所以,解得.
故答案:
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.
17. 求值:
(1);
(2).
【答案】(1)3 (2)4
【解析】
【分析】(1)根据指数幂的运算法则和运算性质,准确运算,即可求解;
(2)根据对数的运算法则和运算性质,准确运算,即可求解.
【小问1详解】
解:由指数幂的运算法则和运算性质,可得:
.
【小问2详解】
解:由对数的运算法则和运算性质,可得:
.
18. 已知为锐角,且满足.
(1)求的值;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由二次方程解得,由齐次式化弦为切代入可得;
(2)利用“”的变换,将式子变形为齐二次弦式再化弦为切求解即得.
【小问1详解】
由,
有,
解得或,
又由为锐角,可得,故有,
则有;
【小问2详解】
由,
有
.
19. 已知函数.
(1)求函数的值域;
(2)已知函数的一个零点为2,求函数的其余零点.
【答案】(1)
(2)0,4
【解析】
【分析】(1)根据幂函数的单调性可得函数在上单调递增,在上单调递减,且,即可求解函数的值域;
(2)由题意可得,解出m,进而得函数解析式,令,解方程即可求解.
【小问1详解】
易知幂函数在上单调递增,在上单调递减,
将函数图象向右平移3个长度单位可得的图象,
所以函数在上单调递增,在上单调递减,
又,所以,即函数的值域为;
【小问2详解】
,
因为函数的一个零点为2,所以,解得.
所以,
令,得或,解得.
所以函数的其余零点为0,4.
20. 已知幂函数在上单调递减.
(1)求的解析式;
(2)若,,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据幂函数的定义和单调性列式求解即可;
(2)根据题意分离变量得到在恒成立,利用函数的单调性即可求解.
【小问1详解】
因为幂函数在上单调递减,所以,
解得,所以解析式为.
【小问2详解】
由,可得,则,
因为在上单调递增,
所以在上单调递增,所以当时,取得最小值1.
所以a的取值范围为.
21. 已知是一元二次方程的两个不相等的实数根.
(1)若两根同号,求实数的取值范围;
(2)求使得的值为整数的整数的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)一元二次方程两个不相等的实数根.则,两根同号则,解不等式组可得;
(2)变形为,由韦达定理代入整理可得,由整数要求得,进而求解验证值可解.
【小问1详解】
由题意得即,
所以实数的取值范围为;
【小问2详解】
由(1)知,当时,方程有两个实数根,
可知,
于是,
由,则,则,
即要使的值为正整数,且为整数,则,
则有,化简得,则,
令,此时为整数,则满足题意.
故使得的值为整数的整数的值为.
22. 已知函数,.
(1)若函数在内有唯一零点,求a的取值范围.
(2)设函数的最大值、最小值分别为M,m,记.设,函数,当,时,恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由方程在内只有一个实数解,可求a的取值范围;
(2)由定义求,再由恒成立,求的取值范围.
【小问1详解】
依题意可得方程在内只有一个实数解,
即在内只有一个实数解,所以,
所以a的取值范围为.
【小问2详解】
因为,所以当时,,
则.
因为,所以在上为减函数,
所以在上的最大值为,最小值为,
所以当时,,
由,得,即,
解得,故的取值范围为.
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