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吉林省实验中学2022-2023学年度高三年级下学期模拟考试(六)数学试卷本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,共150分,考试时间120分钟.第I卷1至4页,第II卷4至8页.注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.并在规定位置粘贴考试用条形码.2.请认真阅读答题卡上的注意事项,在答题卡上与题号相对应的答题区域内答题,写在试卷、草稿纸上或答题卡非题号对应答题区域的答案一律无效.不得在答题卡上做任何标记.3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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.4.考试结束后,答题卡要交回,试卷由考生自行保存.第Ⅰ卷一、单选题:本题包括8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.1.已知集合,则()A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】首先求出集合,根据对数函数的性质求出集合,再根据交集的定义计算可得;【详解】解:,,所以;故选:C2.在复平面内,复数对应的点的坐标是,则复数的虚部是()A.B.C.D.【答案】A【解析】
1【分析】由复数的几何意义确定复数,根据共轭复数的定义求,再由复数的运算求的代数形式,由此确定其虚部.【详解】由题意得:复数,所以,则所以,所以复数的虚部是,故选:A.3.函数的图象大致为()A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】根据奇偶性,可排除AC,由,可排除B,从而可选出答案.【详解】函数的定义域为,定义域关于原点对称,且,故函数为上的偶函数,其图象关于轴对称,可排除AC;,因为,所以,可排除B,只有D选项符合以上信息.故选:D.4.
2分形的数学之美,是以简单的基本图形,凝聚扩散,重复累加,以迭代的方式而形成的美丽的图案.自然界中存在着许多令人震撼的天然分形图案,如鹦鹉螺的壳、蕨类植物的叶子、孔雀的羽毛、菠萝等.如图所示,为正方形经过多次自相似迭代形成的分形图形,且相邻的两个正方形的对应边所成的角为.若从外往里最大的正方形边长为9,则第5个正方形的边长为()A.B.C.4D.【答案】C【解析】【分析】设第n个正方形的边长为,根据分形特点可得{}是以9为首项,为公比的等比数列,从而可得第5个正方形的边长.【详解】设第n个正方形的边长为,则由已知可得∴,∴{}是以9为首项,为公比的等比数列,∴.故选:C.5.一个表面积为的圆锥,其侧面展开图是一个中心角为的扇形,设该扇形面积为,则为()A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】由弧长公式可求出圆锥母线与底面圆半径的关系,再由圆锥表面积公式可解.【详解】设圆锥母线长,底面圆半径,,所以,圆锥表面积,扇形面积,所以.
3故选:D6.已知,则的值为()A.B.C.D.【答案】A【解析】【分析】确定得到,,展开计算得到答案.【详解】,,,故,.故选:A7.已知,则的大小关系是()A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】根据给定条件,构造函数、,,利用导数探讨单调性比较大小作答.【详解】令函数,则恒成立,故函数在上单调递增,所以当时,,则,于,即;当时,,则,所以,
4而,于是,即;综上:.故选:C8.椭圆的中心在坐标原点,,,,分别为椭圆的左、右、上、下顶点,为其右焦点,直线与直线交于点,若为钝角,则该椭圆的离心率的取值范围为()AB.C.D.【答案】A【解析】【分析】根据为钝角转化为,求出四点坐标,用数量积的坐标公式得到关于,的不等式,不等式两边同时除以得到关于离心率的不等式,解不等式即可得到离心率的取值范围.【详解】如图,设椭圆的标准方程为,.由题意,得,,,则,.因为为向量与的夹角,且为钝角,所以,所以.又,所以,两边同时除以得,解得或,
5因为,所以.故选:A.二、多选题:本题包括9至12小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,至少有两项符合题目要求.9.已知.若,则()A.的最小值为10B.的最小值为9C.的最大值为D.的最小值为【答案】BC【解析】【分析】根据基本不等式的性质依次判断选项即可得到答案.【详解】对选项A,B,因为已知,所以,当且仅当,即,取等号,故A错误,B正确.对选项C,D,,即,当且仅当,时等号成立,故C正确,D错误.故选:BC10.现有甲、乙两个箱子,甲中有2个红球,2个黑球,6个白球,乙中有5个红球和4个白球,现从甲箱中取出一球放入乙箱中,分别以表示由甲箱中取出的是红球,黑球和白球的事件,再从乙箱中随机取出一球,则下列说法正确的是()A.两两互斥.B.根据上述抽法,从乙中取出的球是红球的概率为.C.以表示由乙箱中取出的是红球的事件,则.
6D.在上述抽法中,若取出乙箱中一球的同时再从甲箱取出一球,则取出的两球都是红球的概率为.【答案】ABC【解析】【分析】根据给定条件,利用利用互斥事件意义判断A;利用全概率公式求出概率判断B;利用条件概率公式计算判断C;利用概率的乘法公式及互斥事件的概率加法公式计算判断D作答.【详解】依题意,,对于A,事件,不可能同时发生,即,因此事件,互斥,同理:事件,,事件,互斥,故A正确;对于B,从乙箱中取出的是红球的事件为,则,因此,故B正确;对于C,由选项B知,,C正确;对于D,取出乙箱中一球的同时再从甲箱取出一球,取出的两球都是红球的事件可以分拆成2个互斥事件的和,记甲箱中取红球入乙箱,再从乙箱取红球、甲箱中取红球的事件为,则,记甲箱中取黑球或白球入乙箱,再从乙箱取红球、甲箱中取红球的事件为,则所以所求概率为,故D错误.故选:ABC.11.如图,在直三棱柱中,,,,侧面的对角线交点,点是侧棱上的一个动点,下列结论正确的是()
7A.直三棱柱的体积是1B.直三棱柱的外接球表面积是C.三棱锥的体积与点的位置有关D.的最小值为【答案】ABD【解析】【分析】由柱体体积公式计算直三棱柱的体积验证选项A;由直三棱柱的结构特征求外接球半径和表面积验证选项B;判断三棱锥的底面积和高的特征验证选项C;把侧面和侧面展开在一个平面上求的最小值验证选项D.【详解】直三棱柱中,,,,如图所示,直三棱柱的体积为,故A选项正确;直三棱柱是长宽高分别为的长方体的一半,外接球的半径为,外接球表面积是,故B选项正确;O是与的交点,则的面积为定值,由平面,到平面的距离为定值,三棱锥的体积为定值,与点的位置无关,故C选项错误;把侧面和侧面展开在一个平面上,当为的中点时,的最小值等于
8,故D正确.故选:ABD12.已知抛物线的焦点为,其准线与轴交于点,过点作不垂直于轴的直线与交于,两点.设为轴上一动点,为的中点,且,则()A.抛物线的方程为B.的最小值为C.D.【答案】BD【解析】【分析】本题考查抛物线的定义及简单几何性质、直线与抛物线的位置关系、基本不等式,体现了直观想象、逻辑推理、数学运算等核心素养.【详解】由抛物线的准线与轴交于点,得,所以,所以抛物线的方程为,A错误.设直线的方程为,,.由整理,得,则,.由抛物线的定义,知,,所以,所以,当且仅当时取得等号,B正确.由上可知,.设点的坐标为,则,.由得,所以,则直线的斜率为.因为
9,所以直线的斜率为,则直线的方程为.令,则,所以点的坐标为,则.由抛物线的定义可知,,所以,C错误.因为,所以直线与直线关于轴对称,即平分,所以,则.整理,得,D正确.故选:BD.【点睛】本题全面考查考生运用坐标法解决平面解析几何问题,涉及方程、最值、等量关系的证明等,体现了基础性、综合性、应用性、创新性的考查要求,对考生综合分析问题和解决问题的能力、逻辑推理能力、运算求解能力要求比较高.在解题过程中要熟悉抛物线焦点弦的相关结论,有利于优化解题过程,同时要借助平面几何的有关结论,不可一味“蛮干”,学会“巧干”.第II卷三、填空题:本题共4题,共20分.13.若,则二项式的展开式中,常数项是______.【答案】##【解析】【分析】先由求出的值,再用二项式的展开式的通项可求解.【详解】因为,所以,解得,则二项式的展开式的通项公式为,
10令,解得,所以常数项是,故答案:14.设,,则在方向上的投影向量的坐标为_________.【答案】【解析】【分析】根据投影向量的定义求解即可.【详解】因为,,所以向量在方向的投影向量为.故答案为:.15.已知命题.若为假命题,则的取值范围为_____.【答案】【解析】【分析】首先写出命题的否命题,根据为假命题即可得出为真命题,从而转化为恒成立,利用导数研究最值,即可求出的取值范围.【详解】为假命题为真命题,故,令,则,令解得,令解得,所以在上单调递减,在上单调递增,所以,所以.故答案为:.
1116.若一组样本数据的平均数为10,另一组样本数据的方差为8,则两组样本数据合并为一组样本数据后的平均数是__________,方差是__________.【答案】①.②.【解析】【分析】计算出、的值,再利用平均数和方差公式可求得合并后的新数据的平均数和方差.【详解】由题意可知,数据的平均数为,所以,则,所以数据、、、的平均数为,方差为,所以,将两组数据合并后,得到新数据,则其平均数为,方差为.故答案为:;.【点睛】关键点睛:本题解决的关键是充分理解平均数与方差的计算公式,并进行计算.四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.17.在①;②;③
12这三个条件中任选一个,补充在下面的问题中,并解答问题.在中,内角的对边分别为,且满足__________.(1)求角;(2)若的面积为的中点为,求的最小值.【答案】(1)(2)4【解析】【分析】(1)选①,利用正弦定理的边角互化以及诱导公式可求解;选②,利用三角形面积公式和向量的数量积,即可求解;选③,利用正弦定理的边角互化以及两角差的正弦公式即可求解.(2)利用三角形的面积公式可得,再由余弦定理以及基本不等式即可求解.【小问1详解】选①,由正弦定理可得又因为,可得即,所以,又因为,所以所以,解得选②由题意,选③,
13由正弦定理可得,,.【小问2详解】,解得,由余弦定理可得,所以,当且仅当时,即取等号,所以的最小值为418.在公差不为0的等差数列中,,且,,成等比数列.(1)求的通项公式和前n项和;(2)设,求数列的前n项和公式.【答案】(1),(2)【解析】【分析】(1)利用已知条件和等比中项,求出数列的首项和公差,即可求出通项公式;(2)利用裂项相消法即可求出结果.【小问1详解】公差不为零的等差数列中,,又成等比数列,
14所以,即,解得,则,.【小问2详解】由(1)可知,,可得数列的前项和.19.如图所示,在三棱锥中,为等腰直角三角形,点S在以为直径的半圆上,.(1)证明:平面平面;(2)若,求直线与平面所成角的正弦值.【答案】(1)证明见解析(2)【解析】【分析】(1)先证明线面垂直,平面,根据平面与平面垂直的判定可证结论;(2)建立空间直角坐标系,求出法向量,利用线面角的公式求解.【小问1详解】设的中点为O,连接,.
15因为为等腰直角三角形,且,所以,,且.因为S在以为直径的圆上,所以.故,故.又因为,直线平面,所以平面,因为平面,所以平面平面.【小问2详解】以O为坐标原点,,所在直线分别为x,y轴,过点O且垂直于平面的直线为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则,,.由得,所以,从而得,所以.所以,,,
16设平面的法向量为,则,,不妨取,则.因为,故直线与平面所成角的正弦值为.20.为了丰富农村儿童的课余文化生活,某基金会在农村儿童聚居地区捐建“悦读小屋”.自2018年以来,某村一直在组织开展“悦读小屋读书活动”.下表是对2018年以来近5年该村少年儿童的年借阅量的数据统计:年份20182019202020212022年份代码12345年借阅量(册)3692142(参考数据:)(1)在所统计的5个年借阅量中任选2个,记其中低于平均值的个数为,求的分布列和数学期望;(2)通过分析散点图的特征后,计划分别用①和②两种模型作为年借阅量关于年份代码的回归分析模型,请根据统计表的数据,求出模型②的经验回归方程,并用残差平方和比较哪个模型拟合效果更好.【答案】(1)分布列见解析,(2);模型②的拟合效果更好【解析】【分析】(1)求5年借阅量的平均数,可得随机变量服从超几何分布,求得概率即可得分布列与期望;(2)根据计算样本中心值代入方程求得,即可得回归方程,计算残差即可得答案.
17【小问1详解】由题知,5年的借阅量的平均数为:,又,则所以低于平均值的有3个,所以服从超几何分布,,所以,,,所以的分布列为:所以;【小问2详解】因为所以,即.所以模型②的经验回归方程为:根据模型①的经验回归方程可得:根据模型②的经验回归方程可得:因为,且所以模型①的残差平方和大于模型②的残差平方和,所以模型②的拟合效果更好.21.以双曲线的右焦点为圆心作圆,与的一条渐近线相切于点(1)求的方程.(2)在轴上是否存在定点,过点任意作一条不与坐标轴垂直的直线,当与交于两点时,直线的斜率之和为定值?若存在,求出点的坐标,若不存在,说明理由.
18【答案】(1)(2)存在满足条件的定点.【解析】【分析】(1)将切点代入直线方程得,结合和即可得到双曲线方程;(2)假设存在满足条件的定点,设的方程为,将其与双曲线联立得韦达定理式,计算,通分整理将韦达定理式代入得,解出值即可.【小问1详解】双曲线的渐近线方程为,圆与直线切于点,所以代入得,①设,直线FQ有斜率,则,即,②又③由①②③解得,所以双曲线的方程为.【小问2详解】假设存在满足条件的定点,因为直线不与坐标轴垂直,故设的方程为.
19由消去整理得,则即且因为,所以直线的斜率为.设为定值,即,即,即,整理得,所以,所以.因为为定值,且上式对任意恒成立,所以
20解得.将代入式解得或且.综上,存在满足条件的定点.【点睛】关键点睛:本题采用设线法,设,定点,将直线与双曲线联立得韦达定理式,再设,展开整理得,将韦达定理代入得,解出值即可.22.已知函数.(1)当时,求在处的切线方程;(2)若有两个零点,求取值范围;(3)求证:.【答案】(1)(2)(3)证明见详解【解析】【分析】(1)根据题意结合导数的几何意义运算求解;(2)求导,利用导数分类讨论原函数的单调性,结合单调性分析零点,即可得结果;(3)由(2)可得,构建,利用导数可得,进而可得结果.【小问1详解】当时,则,可得,
21即切点坐标为,斜率,所以切线方程.【小问2详解】由题意可得:,因为,则有:(i)当时,则,即,所以在上单调递减,至多有1个零点,不合题意;(ⅱ)当时,令时,则;令时,则;则在上单调递增,在上单调递减,且当x趋近于时,趋近于,当x趋近于时,趋近于,若有两个零点,则,构建,则在上单调递增,且,若,则;综上所述:的取值范围为.【小问3详解】由(2)可知:当时,在上单调递增,在上单调递减,则,可得,当且仅当时,等号成立;构建,则,构建,则,构建,则,令,解得;令,解得;则在上单调递增,在上单调递减,所以,即恒成立,则在上单调递增,且,
22令,解得;令,解得;即当时,;当时,;则在上单调递增,在上单调递减,所以,所以,当且仅当时,等号成立;综上所述:,但等号不能同时取到,所以.【点睛】方法点睛:利用导数证明不等式的基本步骤(1)作差或变形;(2)构造新的函数h(x);(3)利用导数研究h(x)的单调性或最值;(4)根据单调性及最值,得到所证不等式.特别地:当作差或变形构造的新函数不能利用导数求解时,一般转化为分别求左、右两端两个函数的最值问题.
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