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    黄金卷05-【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考数学模拟卷(新高考II卷专用)

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    (考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
    第I卷(选择题)
    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,只有一项是符合要求的。
    1.已知集合,则( )
    A.B.C.D.
    【答案】B
    【详解】,
    又,则.
    故选:B.
    2.( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】A
    【详解】.
    故选:A
    3.斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥,它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成.如图1,这是一座斜拉索大桥,共有10对永久拉索,在索塔两侧对称排列.如图2,已知拉索上端相邻两个锚的间距约为4m,拉索下端相邻两个锚的间距均为18m.最短拉索的锚,满足,,以所在直线为轴,所在直线为轴,则最长拉索所在直线的斜率为( )

    A.B.C.D.
    【答案】B
    【详解】由题意知,分别是公差为4和18的等差数列,
    所以,,
    所以,,即最长拉索所在直线的斜率为.
    故选:B.
    4.已知平面向量,,,若,则( )
    A.B.5C.2D.
    【答案】D
    【详解】,

    因为,所以,
    所以,解得.
    故选:D
    5.2023年杭州亚运会期间,甲、乙、丙3名运动员与5名志愿者站成一排拍照留念,若甲与乙相邻、丙不排在两端,则不同的排法种数有( )
    A.1120B.7200C.8640D.14400
    【答案】B
    【详解】甲与乙相邻有种不同的排法,将甲与乙看作是一个整体,与除丙外的5人排好,有种不同的排法,
    再将丙排入隔开的不在两端的5个空中,有种不同的排法,
    所以共有种不同的排法.
    故选:B.
    6.已知角,且,,则( )
    A.B.C.D.2
    【答案】C
    【详解】因为,
    所以,
    所以,
    则,
    又,则,
    则,
    所以.
    故选:C.
    7.已知正三棱锥的外接球的表面积为,若平面PBC,则三棱锥的体积为( )
    A.B.C.D.
    【答案】A
    【详解】设外接球半径为,则,所以.
    设,因为平面PBC,所以,
    所以,又因为△ABC为正三角形,,
    即PA,PB,PC两两垂直.
    将三棱锥补成以PA,PB,PC为邻边的正方体,则,得,
    所以三棱锥的体积为.
    故选:A.
    8.函数和的定义域均为,已知为偶函数,为奇函数,对于,均有,则( )
    A.66B.70C.124D.144
    【答案】B
    【详解】为偶函数,即,
    的图像关于对称,
    为奇函数,即,
    的图像关于点对称,
    对于,均有,

    的图像关于对称,,
    的图像关于点对称,

    解得,
    .
    故选:B.
    二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目的要求,全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
    9.对于函数,有以下四种说法正确的是:( )
    A.函数的最小值是
    B.图象的对称轴是直线
    C.图象的振幅为2,初相为
    D.函数在区间上单调递增
    【答案】AD
    【详解】因为函数,则有:
    对于选项A:当,即时,
    函数取得最小值为,故A正确;
    对于选项B:令,解得,
    函数的图象的对称轴是直线,故B错误;
    对于选项C:因为,
    所以图象的振幅为2,
    令,解得,
    所以不为初相,故C错误;
    对于选项D:令,解得,
    即函数的递增区间为,
    当时,的递增区间为,故D正确.
    故选:AD.
    10.(多选题)“堑堵”“阳马”和“鳖臑”是我国古代对一些特殊几何体的称谓.《九章算术·商功》:“斜解立方,得两堑堵,斜解堑堵,其一为阳马,其一为鳖臑”.一个长方体沿对角面斜解(图1),得到一模一样的两个堑堵(图2),再沿一个堑堵的一个顶点和相对的棱斜解(图2),得一个四棱锥称为阳马(图3),一个三棱锥称为鳖臑(图4).若长方体的体积为V,由该长方体斜解所得到的堑堵、阳马和鳖臑的体积分别为,,,则下列选项正确的是( )
    A.B.C.D.
    【答案】ACD
    【详解】设长方体的长宽高分别为,,
    则,,,
    故,,,,则B错误,ACD正确;
    故选:ACD.
    11.已知为坐标原点,点在抛物线上,过点的直线交抛物线于两点,则下列结论正确的是( )
    A.抛物线的准线方程为B.直线与抛物线相切
    C.为定值D.
    【答案】ABD
    【分析】选项A,由点在抛物线上,代入方程待定系数,求出抛物线C方程,则得到准线方程;选项B,利用导数求出切线斜率,与直线斜率相同即可说明相切;选项C,设出直线AB方程,联立抛物线方程,将坐标化韦达定理代入可证;选项D,利用弦长公式用表示,再代入韦达定理,结合判别式得出的的范围,即可判断得出答案.
    【详解】对于A:因为点在抛物线:上,
    则,解得,
    所以抛物线:,
    其准线为,故A正确;
    对于B:令,
    则,可得,
    即抛物线在A点处切线斜率与直线AB斜率相同,
    所以直线AB与抛物线C相切,故B正确;
    对于C:由题意可知,直线PQ斜率存在,
    设直线PQ的方程为 ,
    联立方程,消去y得:,
    可得,得,
    且,
    因为
    ,故C错误;
    对于D:由题意可知,
    因为,
    则,
    所以,故D正确.
    故选:ABD.

    12.若实数x,y满足,则( )
    A.B.
    C.D.
    【答案】AD
    【分析】对于AB,,则,从而可求出的范围进行判断,对于C,利用,化简变形结合已知条件可判断,对于D,利用,化简变形结合已知条件可判断.
    【详解】对于AB,因为,所以,当且仅当时取等号,
    所以,所以,所以A正确,B错误,
    对于C,因为,所以,当且仅当时取等号,
    所以,所以,
    所以,
    所以,当且仅当时取等号,所以C错误,
    对于D,因为,所以,当且仅当时取等号,
    所以,所以,
    所以,当且仅当时取等号,所以D正确,
    故选:AD
    第II卷(非选择题)
    三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
    13.已知随机变量服从正态分布,且,则 .
    【答案】/
    【详解】随机变量服从正态分布,且,
    所以,
    所以,
    故答案为:
    14.已知函数,过原点作曲线的切线,则切线的斜率为 .
    【答案】
    【详解】由题意得,,设切点为,
    则切线方程为,
    因为切线过原点,
    所以,
    解得,所以.
    故答案为:
    15.已知圆C:,直线,若在l上总存在点M,使得过M点作的圆C的两条切线互相垂直,则实数m的取值范围是 .
    【答案】
    【详解】根据题意,圆C:即,
    其圆心为,半径,
    如图,设切点分别为A,连接AC,BC,MC,
    由,又由,
    则四边形MACB为正方形且,
    若直线l上总存在点M使得过点M的两条切线互相垂直,
    只需圆心到直线l的距离,
    即,
    解可得:,
    即m的取值范围为;
    故答案为:
    16.已知椭圆:的左,右焦点分别为,,过点且垂直于轴的直线与椭圆交于、两点,、分别交轴于、两点,的周长为4.过作外角平分线的垂线与直线交于点,则 .
    【答案】
    【详解】因为,所以,
    因为的周长为4,所以的周长,
    所以,所以椭圆方程为,,所以,
    直线垂直轴,设,代入,求得,
    所以,,
    因为外角平分线的垂线与直线交于点,
    所以,可得,
    则,所以.
    故答案为:.
    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、证明过程及验算步骤。
    17.已知数列为等差数列,是公比为的等比数列,且.
    (1)证明:;
    (2)若集合,求集合中的元素个数.
    【答案】(1)证明见解析
    (2)6
    【详解】(1)证明:设数列的公差为,则,
    即,
    解得,所以原命题得证.
    (2)由(1)知,所以,
    因为,所以,解得,
    由,,故,即,
    所以满足等式的解.
    故集合中的元素个数为6.
    18.在①;②这两个条件中任选一个,补充在下面问题中并解答.
    问题:设的内角,,的对边分别为,,,且,,______.
    (1)求;
    (2)求的周长.
    注:若选择条件①、条件②分别解答,则按第一个解答计分.
    【答案】(1)
    (2)
    【详解】(1)在中,,



    则,
    化简得.
    在中,,
    .
    又,
    .
    (2)由余弦定理,得,即.
    若选①,
    ,即,且,
    ,,
    此时的周长为.
    若选②,

    ,即,
    又,

    此时的周长为.
    19.据调查,某市政府为了鼓励居民节约用水,减少水资源的浪费,计划在本市试行居民生活用水定额管理,即确定一个合理的居民用水量标准(单位:吨),月用水量不超过的部分按平价收费,超出的部分按议价收费.为了了解全市居民用水量分布情况,通过抽样,获得了户居民某年的月均用水量(单位:吨),其中月均用水量在内的居民人数为39人,并将数据制成了如图所示的频率分布直方图.
    (1)求和的值;
    (2)若该市政府希望使的居民月用水量不超过标准吨,试估计的值;
    (3)在(2)的条件下,若实施阶梯水价,月用水量不超过吨时,按3元吨计算,超出吨的部分,按5元吨计算.现市政府考核指标要求所有居民的月用水费均不超过70元,则该市居民月用水量最多为多少吨?
    【答案】(1),
    (2)16.6吨
    (3)20.64吨
    【详解】(1),
    用水量在的频率为,(户)
    (2),

    (吨)
    (3)设该市居民月用水量最多为吨,因为,所以,
    则,解得,
    答:该市居民月用水量最多为20.64吨.
    20.如图,在四棱锥中,底面ABCD是正方形,底面ABCD,E,F分别是PC,AD中点.
    (1)求证:平面;
    (2)若,PB与平面ABCD所成角为45°,求平面PFB与平面EFD夹角的余弦值.
    【答案】(1)证明见解析
    (2)
    【详解】(1)设为中点,连接,
    又分别是中点,
    所以,,
    又底面是正方形,
    所以,,故四边形为平行四边形,则,
    由平面,平面,则平面.
    (2)因为PB与平面ABCD所成角为45°,所以,以为原点,构建空间直角坐标系,

    由于,则,
    所以,
    所以,
    令为平面的一个法向量,则,
    令,即,
    令为平面的一个法向量,则,
    令,即,
    所以,
    即平面与平面夹角的余弦值.
    21.已知双曲线:经过点,且浙近线方程为.
    (1)求的方程;
    (2)过点作轴的垂线,交直线:于点,交轴于点.不过点的直线交双曲线于A、B两点,直线,的斜率分别为,,若,求.
    【答案】(1);
    (2)
    【详解】(1)由,即,
    将代入双曲线方程得;
    (2)
    当直线的斜率存在时,不妨设直线,,
    联立双曲线方程,
    其中,

    易知

    化简得
    所以或,
    当时,直线过P,不符题意舍去,
    故,则此时直线,过定点.
    如图所示,易知,
    则;
    当直线的斜率不存在时,可设,
    与双曲线方程联立,则,
    可令,
    此时,
    此时重合,不符题意舍去.
    综上可知.
    【点睛】关键点睛:本题关键点在于第二问中由条件转化中的关系,此外三角形面积比转化为线段比也是简化计算的关键.
    22.已知函数.
    (1)当时,求的极值;
    (2)若,求的值;
    (3)求证:.
    【答案】(1)在处取得极小值,无极大值
    (2)
    (3)证明见解析
    【详解】(1)当时,,,
    则,
    当时,,单调递减,
    当时,,单调递增,
    所以在处取得极小值,无极大值;
    (2)由题意得,
    ①当时,,所以在上单调递增,
    所以当时,,与矛盾;
    ②当时,当时,,单调递减,
    当时,,单调递增,
    所以,
    因为恒成立,所以,
    记,,
    当时,,单调递增,
    当时,,单调递减,
    所以,所以,
    又,
    所以,
    所以;
    (3)证明:先证,
    设,则,
    所以在区间上单调递减,
    所以,即,
    所以,
    再证,
    由(2)可知,当时等号成立,
    令,则,
    即,
    所以,,,
    累加可得,
    所以.
    【点睛】导函数中常用的两种常用的转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题.注意分类讨论与数形结合思想的应用;二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理.
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