北京市海淀区2022-2023学年高三数学下学期5月模拟试题(Word版附解析)
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北京市海淀区2022-2023学年下学期5月月考高三数学模拟试题(考试时间:120分钟试卷满分:120分)一、选择题(本大题共4小题每小题4分,满分16分)1.方程在区间上的解的个数为A.2B.4C.6D.8【答案】D【解析】【分析】将函数解的个数通过构造函数法转化为在对应区间交点个数,原式可变形为,分别构造和,结合图像,采用数形结合法找出交点个数即可【详解】由得,,分别画出和在的图像,如图:两函数图像有8个交点,故方程在区间上的解的个数为8个故选D【点睛】本题考查三角函数的图象和性质,数形结合求函数的交点,属于基础题2.已知直线平行于平面,平面垂直于平面,则以下关于直线与平面的位置关系的表述,正确的是()A.与不平行B.与不相交C.不在平面上D.在上,与平行,与相交都有可能【答案】D【解析】【分析】以正方体为载体能推导出直线平行于平面,平面垂直于平面,从而直线与平面相
交、平行或在平面内.【详解】如下图所示:在正方体中,平面平面,平面,平面;平面,与平面相交;平面,平面.所以,直线平行于平面,平面垂直于平面,则直线与平面相交、平行或在平面内,故选D.【点睛】本题考查线面关系有关命题真假的判断,可以利用简单几何体作载体来进行判断,考查逻辑推理能力,属于中等题.3.设三角形是位于平面直角坐标系的第一象限中的一个不等边三角形,该平面上的动点满足:,已知动点的轨迹是一个圆,则该圆的圆心位于三角形的A.内心B.外心C.重心D.垂心【答案】C【解析】【分析】可设,,,由列出关系式,由的轨迹为圆,求出圆心坐标即可【详解】设,,,由得:
展开整理,得..圆的圆心坐标为,,为三角形的重心.故选【点睛】本题考查圆的轨迹方程的求法,重心坐标公式的应用,计算量偏大,化简时需进行整体代换,简化运算难度,属于中档题4.已知与皆是定义域、值域均为R的函数,若对任意,恒成立,且与的反函数、均存在,命题P:“对任意,恒成立”,命题Q:“函数的反函数一定存在”,以下关于这两个命题的真假判断,正确的是()A.命题P真,命题Q真B.命题P真,命题Q假C.命题P假,命题Q真D.命题P假,命题Q假【答案】D【解析】【分析】利用反函数的定义和原函数与反函数关于直线的对称性,通过列举的方式加以说明即可【详解】由题,可设,与,与其反函数,均存在,命题:对任意,恒成立”由图象关于直线对称可知是错误的.如图:
对命题:可设,令,存在,根据反函数特征,若函数存在反函数,则不能存在一个值对应两个的情况,说明不存在反函数故命题假,命题假故选:D.二、填空题(本大题共12小题每小题5分,满分60分)5.函数的定义域是_______.【答案】【解析】【详解】由得,所以函数的定义域是,故答案为.6.已知一个圆锥的底面圆的半径为1,体积为,则该圆锥的侧面积为__________.【答案】【解析】【详解】试题分析:∵圆锥的底面圆的半径为1,体积为,∴圆锥的高为,∴圆锥的母线为,∴圆锥的侧面积为
考点:本题考查了圆锥的性质点评:解决此类问题的关键是掌握圆锥中的体积和侧面积公式,属基础题7.等差数列中,,则其前12项之和的值为______【答案】【解析】【分析】利用等差数列的通项公式、前n项和公式直接求解.【详解】∵等差数列{an}中,a3+a10=25,∴其前12项之和S126(a3+a10)=6×25=150.故答案为150.【点睛】本题考查等差数列的前n项和的公式,考查等差数列的性质的应用,考查运算求解能力,是基础题.8.幂函数的图象经过点,则它的单调减区间为________【答案】【解析】【分析】将点代入,解得,从而可得幂函数的单调递减区间.【详解】依题意得,,即,所以,所以的解析式为:,所以单调递减区间为.故答案为:.【点睛】本题考查了幂函数的单调区间,属于基础题.9.三角形中,,,边的长为,则边的长为________.【答案】4【解析】【分析】利用三角形内角和定理先求的值,再根据正弦定理求得【详解】,,
,又,由正弦定理:,可得:故答案为4【点睛】本题考查三角形内角和定理,正弦定理在解三角形中的应用,属于基础题10.已知是实数,方程的两根在复平面上对应的点分别为和,若三角形是等腰直角三角形,则________.【答案】2【解析】【分析】由题可知,方程的两根应为虚根,可设方程的两复根为,,根据条件可得,列方程求解即可【详解】根据题意设方程的两虚根为,,为实数,方程两根在复平面上对应的点分别为和,三角形是等腰直角三角形,,,,,的值为2.故答案为2.【点睛】本题考查复数的代数表示法及其几何意义,向量垂直对应的数量积的坐标关系,属于基础题11.设实数、满足,则的最大值为________【答案】2【解析】【分析】作出可行域后,观察图象利用直线的纵截距最大找到最优解,代入即可求得.【详解】作出不等式所表示的平面区域,如图:
令,则,要使最大,即直线的纵截距最大,观察图象可知,最优解为,所以的最大值为.故答案为:2【点睛】本题考查了利用线性规划求目标函数的最大值.12.已知偶函数的定义域为,且当时,,则不等式的解为________.【答案】【解析】【分析】由函数是偶函数,时,,先求出时的,再根据二次不等式求解即可【详解】偶函数的定义域为,且当时,,当时,,,,当时,原不等式可化为,可解得:,所以;当时,原不等式可化为,即,由可得恒成立,解得,综上所述,,故答案【点睛】本题考查偶函数对称区间上解析式的求解,二次不等式的解法,体现了分段函数分类讨论的思想,易错点为分类讨论过程中所求解集忽略分类讨论的大前提,直接书写答案13.等比数列的首项为1,公比为3,则极限的值为_______.【答案】【解析】
【分析】分别求出前项和与对应的前项的和,再化简求极限即可【详解】等比数列的首项为1,公比为3,,,,,故答案为【点睛】本题考查等比数列的前项,数列的极限的求法,属于基础题14.甲乙两人分别投掷两颗骰子与一颗骰子,设甲两颗骰子的点数分别为与,乙的骰子的点数为,则掷出的点数满足的概率为________(用最简分数表示).【答案】【解析】【分析】分析可知,基本事件总数,利用列举法表示掷出的点数满足对应的基本事件有30个,进而求得的概率【详解】由题可知,基本事件总数,掷出的点数满足包含的基本事件,,有:当时,有:,2,,,1,,,3,,,2,,,4,,,3,,,5,,,4,,,6,,,5,,共10个;当时,有:,3,,,1,,,4,,,2,,,5,,,3,,,4,,,6,,共8个;当时,有,4,,,1,,,5,,,2,,,6,,,3,,共6个;当时,有,5,,,1,,,6,,,2,,共4个;
当时,有,6,,,1,,共2个;合计共30个,掷出的点数满足的概率为.故答案为.【点睛】本题考查古典概型的基本求法、列举法表示概率事件,属于基础题15.已知是实数,在的二项展开式中,第项的系数为(),若,则的取值范围为________.【答案】【解析】【分析】若要满足,即,即,分别对进行分类讨论,利用不等式的性质化简,即可求得的取值范围【详解】由题可得,所以,所以当时,必然会出现当为奇数时,即,,而,此时与相矛盾,故舍去当时,,,又,所以的取值范围为,综上所述,故答案为.【点睛】本题考查二项式定理基本概念,不等式恒成立问题,属于中档题16.设是平面直角坐标系中的一个正八边形,点的坐标为(),集合存在,使得,则集合的元素个数可能为________(写出所有可能的值).【答案】4或5或8【解析】【分析】根据正八边形特征可分为三种情况研究集合的元素个数.【详解】如图所示:
①如果正八边形边轴,或正八边形隔两个顶点的对角线轴,如轴时,可得集合,,,,此时的元素个数为4.②如果正八边形隔一个顶点的对角线轴,或正八边形隔三个顶点的对角线轴,如轴时,可得集合,,,,,此时的元素个数为5.③如果正八边形边与对角线都与轴不平行时,可得集合,,,,,,,,此时的元素个数为8.综上可得:集合元素个数可能为4或5或8.故答案为4或5或8.【点睛】本题考查集合中元素的特征、正八边形特征、分类讨论方法,图形推理能力,属于中档题三、解答题(本大题共5小题每小题4-12分,满分44分)17.如图,空间几何体由两部分构成,上部是一个底面半径为1,高为2的圆锥,下部是一个底面半径为1,高为2的圆柱,圆锥和圆柱的轴在同一直线上,圆锥的下底面与圆柱的上底面重合,点P是圆锥的顶点,AB是圆柱下底面的一条直径,AA1、BB1是圆柱的两条母线,C是弧AB的中点.(1)求异面直线PA1与BC所成的角的大小;(2)求点B1到平面PAC的距离.【答案】(1);(2).【解析】
【分析】(1)以为原点,为轴,为轴,为轴,建立空间直角坐标系,利用向量法求出异面直线与所成的角的大小即可(2)求出平面的法向量,利用向量法求出点到平面的距离【详解】(1)根据题意可得平面,C是弧AB的中点,则则以为原点,为轴,为轴,为轴,建立空间直角坐标系,如图则,,,,,,,异面直线与所成的角的大小为.(2),,,,,设平面的法向量,则,取,得,点到平面的距离为:.【点睛】方法点睛:向量法求解空间几何问题的步骤:建、设、求、算、取1、建:建立空间直角坐标系,以三条互相垂直的直线的交点为原点,没有三条垂线时需做辅助线;建立右手直角坐标系,尽可能的使得较多的关键点落在坐标轴或坐标平面内.2、设:设出所需的点的坐标,得出所需的向量坐标.3、求:求出所需平面的法向量
4、算:运用向量的数量积运算,验证平行、垂直,利用线面角公式求线面角,或求出两个平面的法向量的夹角的余弦值5、取:根据题意,或二面角的范围,得出答案.18.已知、是实常数,.(1)当,时,求函数的最小正周期、单调增区间与最大值;(2)是否存在,使得是与有关的常数函数(即的值与的取值无关)?若存在,求出所有满足条件的,若不存在,说明理由.【答案】(1),单调递增区间是,,最大值是,当且仅当;(2)存在,.【解析】【分析】(1)将,代入化简的表达式,求出最小正周期、单调增区间和最大值即可;(2)根据(1)中化简的的解析式分析,当时,满足条件【详解】,(1)当,时,,的周期,当从时,最大值为,由,得,的单调增区间为,(2),显然当,即时,的值与的取值无关,存在,使得是与有关的常数函数.
【点睛】本题考查行列式的简单计算,三角函数的化简求值,三角函数的图象与性质,属于基础题19.已知是实常数,,.(1)当时,判断函数在区间上的单调性,并说明理由;(2)写出一个的值,使得在区间上有至少两个不同的解,并严格证明你的结论.【答案】(1)在区间,上的单调递增(2)当时,在区间上有至少两个不同的解,证明见详解【解析】【分析】(1)利用函数增减性的判断方法证明即可;(2)当时满足,在区间上有至少两个不同的解,利用零点存在定理分别取进行验证即可【详解】(1)当时,,设,则,其中,,,在区间,上的单调递增;(2)当时,在区间上有至少两个不同的解,证明如下:,在函数图像连续,利用零点存在定理,分别令,,故在,至少存在一个零点同理可得:,,
故在,至少存在一个零点在区间上有至少两个不同的解.【点睛】本题考查定义法求证函数单调性,零点存在定理的具体应用,合理赋值是应用零点存在定理解题的关键,属于中档题20.设抛物线的方程为,其中常数,是抛物线的焦点.(1)若直线被抛物线所截得的弦长为6,求的值;(2)设是点关于顶点的对称点,是抛物线上的动点,求的最大值;(3)设,、是两条互相垂直,且均经过点的直线,与抛物线交于点、,与抛物线交于点、,若点满足,求点的轨迹方程.【答案】(1);(2);(3).【解析】【分析】(1)当时,代入抛物线方程,求得,可得弦长,解方程可得;(2)求得的坐标,设出过的直线为,,联立抛物线方程,若要使取到最大值,则直线和抛物线相切,运用判别式为0,求得倾斜角,可得所求最大值;(3)求得,设,,,,,,,,,设,联立抛物线方程,运用韦达定理和两直线垂直斜率之积为-1的条件,结合向量的坐标表示,和消元法,可求得轨迹方程【详解】(1)由可得,可得,解得;(2)是点,关于顶点的对称点,可得,,设过的直线为,,联立抛物线方程可得,由直线和抛物线相切可得△,解得,可取,可得切线倾斜角为,由抛物线的定义可得,而的最小值为,
的最大值为;(3)由,可得,设,,,,,,,,,设,联立抛物线,可得,即有,,由两直线垂直的条件,可将换为,可得,,点满足,可得,,,即为①,②,联立①②式消元可得,则的轨迹方程为【点睛】本题考查抛物线的定义、方程、性质,直线和抛物线的位置关系,判别式和韦达定理的具体运用,向量的坐标表示,运算及化简求值能力,属于中档题21.设各项均为整数的无穷数列满足:,且对所有,均成立.(1)写出的所有可能值(不需要写计算过程);(2)若是公差为1的等差数列,求的通项公式;(3)证明:存在满足条件的数列,使得在该数列中,有无穷多项为2019.【答案】(1),,,1,3,5,7;(2),;(3)证明见解析.【解析】【分析】(1)通过列举法表示出所有可能值(2)分析可知
表示的是原数列中的奇数项,求得奇数项的通项公式,再利用相邻两项差的绝对值的关系构造关系式解出偶数项,进而求得通项(3)可利用(2)中的数列,构造一个循环数列,则可证明循环数列中存在无穷多项为2019【详解】(1),,,1,3,5,7;(2)是公差为1的等差数列,数列的所有奇数项为公差为1的等差数列,当时,当时,由可知:,即解得:,;(3)由(2)可知存在一个数列使得奇数项为从1开始的连续自然数,则易知,然后自4037项开始,构造奇数项为公差为的等差数列,由(2)可知,当,时,当时,由可知即,解得:则当奇数项取至1时,重复第一段的数列,得到一个周期数列,在此周期数列中,存在无穷多项为2019,即可得证.【点睛】本题考查数列递推公式的应用,数列通项公式的求法,构造数列法在循环数列中的应用,解题关键在于能通过(2)想到去构造一个循环数列,以此来解决出现无穷多项为2019的数出现的问题,试题(1)(2)偏向于基础考查,(3)的难度偏高
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