2024學年河北省衡水市故城縣高級中學數(shù)學高三上期末教學質量檢測模擬試題含解析

2024學年河北省衡水市故城縣高級中學數(shù)學高三上期末教學質量檢測模擬試題注意事項1．考試結束后，請將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請務必將自己的姓名、準考證號用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請認真核對監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準考證號與本人是否相符．4．作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對應選項的方框涂滿、涂黑；如需改動，請用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號等須加黑、加粗．一、選擇題：本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．已知等差數(shù)列的前n項和為，且，，若（，且），則i的取值集合是（）A． B． C． D．2．已知數(shù)列為等比數(shù)列，若，且，則（）A． B．或 C． D．3．設命題：，，則為A．， B．，C．， D．，4．在復平面內，復數(shù)對應的點的坐標為（）A． B． C． D．5．已知雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)，其右焦點F的坐標為(c,0)，點A是第一象限內雙曲線漸近線上的一點，O為坐標原點，滿足|OA|=A．2 B．2 C．2336．如圖所示，為了測量、兩座島嶼間的距離，小船從初始位置出發(fā)，已知在的北偏西的方向上，在的北偏東的方向上，現(xiàn)在船往東開2百海里到達處，此時測得在的北偏西的方向上，再開回處，由向西開百海里到達處，測得在的北偏東的方向上，則、兩座島嶼間的距離為（）A．3 B． C．4 D．7．如圖，在中，，是上的一點，若，則實數(shù)的值為（）A． B． C． D．8．甲、乙、丙、丁四位同學高考之后計劃去三個不同社區(qū)進行幫扶活動，每人只能去一個社區(qū)，每個社區(qū)至少一人.其中甲必須去社區(qū)，乙不去社區(qū)，則不同的安排方法種數(shù)為（）A．8 B．7 C．6 D．59．如圖，某幾何體的三視圖是由三個邊長為2的正方形和其內部的一些虛線構成的，則該幾何體的體積為()A． B． C．6 D．與點O的位置有關10．一個圓錐的底面和一個半球底面完全重合，如果圓錐的表面積與半球的表面積相等，那么這個圓錐軸截面底角的大小是（）A． B． C． D．11．已知函數(shù)是定義域為的偶函數(shù)，且滿足，當時，，則函數(shù)在區(qū)間上零點的個數(shù)為（）A．9 B．10 C．18 D．2012．在展開式中的常數(shù)項為A．1 B．2 C．3 D．7二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．已知，滿足，則的展開式中的系數(shù)為______.14．設滿足約束條件，則的取值范圍為__________.15．已知二面角α﹣l﹣β為60°，在其內部取點A，在半平面α，β內分別取點B，C．若點A到棱l的距離為1，則△ABC的周長的最小值為_____．16．已知雙曲線的漸近線與準線的一個交點坐標為，則雙曲線的焦距為______.三、解答題：共70分。解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17．（12分）已知，，分別為內角，，的對邊，且.（1）證明：；（2）若的面積，，求角.18．（12分）已知函數(shù).（1）討論的零點個數(shù)；（2）證明：當時，.19．（12分）如圖，內接于圓O，AB是圓O的直徑，四邊形DCBE為平行四邊形，平面ABC，，．（1）求證：平面ACD；（2）設，表示三棱錐B-ACE的體積，求函數(shù)的解析式及最大值．20．（12分）如圖，在直三棱柱中，，點分別為和的中點.（Ⅰ）棱上是否存在點使得平面平面？若存在，寫出的長并證明你的結論；若不存在，請說明理由.（Ⅱ）求二面角的余弦值.21．（12分）設（1）當時，求不等式的解集；（2）若，求的取值范圍.22．（10分）如圖，在三棱柱中，平面，，且.（1）求棱與所成的角的大小；（2）在棱上確定一點，使二面角的平面角的余弦值為.

參考答案一、選擇題：本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解題分析】

首先求出等差數(shù)列的首先和公差，然后寫出數(shù)列即可觀察到滿足的i的取值集合.【題目詳解】設公差為d，由題知，，解得，，所以數(shù)列為，故.故選：C.【題目點撥】本題主要考查了等差數(shù)列的基本量的求解，屬于基礎題.2、A【解題分析】

根據(jù)等比數(shù)列的性質可得，通分化簡即可.【題目詳解】由題意，數(shù)列為等比數(shù)列，則，又，即，所以，，.故選：A.【題目點撥】本題考查了等比數(shù)列的性質，考查了推理能力與運算能力，屬于基礎題.3、D【解題分析】

直接利用全稱命題的否定是特稱命題寫出結果即可.【題目詳解】因為全稱命題的否定是特稱命題，所以，命題：，，則為：，.故本題答案為D.【題目點撥】本題考查命題的否定，特稱命題與全稱命題的否定關系，是基礎題.4、C【解題分析】

利用復數(shù)的運算法則、幾何意義即可得出．【題目詳解】解：復數(shù)i（2+i）＝2i﹣1對應的點的坐標為（﹣1，2），故選：C【題目點撥】本題考查了復數(shù)的運算法則、幾何意義，考查了推理能力與計算能力，屬于基礎題．5、C【解題分析】

計算得到Ac,bca【題目詳解】雙曲線的一條漸近線方程為y=bax，A故Ac,bca，F(xiàn)c,0，故Mc,故選：C.【題目點撥】本題考查了雙曲線離心率，意在考查學生的計算能力和綜合應用能力.6、B【解題分析】

先根據(jù)角度分析出的大小，然后根據(jù)角度關系得到的長度，再根據(jù)正弦定理計算出的長度，最后利用余弦定理求解出的長度即可.【題目詳解】由題意可知：，所以，，所以，所以，又因為，所以，所以.故選：B.【題目點撥】本題考查解三角形中的角度問題，難度一般.理解方向角的概念以及活用正、余弦定理是解答問題的關鍵.7、B【解題分析】

變形為，由得，轉化在中，利用三點共線可得.【題目詳解】解：依題：，又三點共線，，解得．故選：．【題目點撥】本題考查平面向量基本定理及用向量共線定理求參數(shù).思路是(1)先選擇一組基底，并運用該基底將條件和結論表示成向量的形式，再通過向量的運算來解決.利用向量共線定理及向量相等的條件列方程(組)求參數(shù)的值.(2)直線的向量式參數(shù)方程：三點共線?(為平面內任一點,)8、B【解題分析】根據(jù)題意滿足條件的安排為：A（甲，乙）B（丙）C（丁）；A（甲，乙）B（?。〤（丙）；A（甲，丙）B（?。〤（乙）；A（甲，?。〣（丙）C（乙）；A（甲）B（丙，?。〤（乙）；A（甲）B（?。〤（乙，丙）；A（甲）B（丙）C（丁，乙）；共7種，選B.9、B【解題分析】

根據(jù)三視圖還原直觀圖如下圖所示，幾何體的體積為正方體的體積減去四棱錐的體積，即可求出結論.【題目詳解】如下圖是還原后的幾何體，是由棱長為2的正方體挖去一個四棱錐構成的，正方體的體積為8，四棱錐的底面是邊長為2的正方形，頂點O在平面上，高為2，所以四棱錐的體積為，所以該幾何體的體積為.故選:B.【題目點撥】本題考查三視圖求幾何體的體積，還原幾何體的直觀圖是解題的關鍵，屬于基礎題.10、D【解題分析】

設圓錐的母線長為l,底面半徑為R,再表達圓錐表面積與球的表面積公式,進而求得即可得圓錐軸截面底角的大小.【題目詳解】設圓錐的母線長為l,底面半徑為R,則有,解得,所以圓錐軸截面底角的余弦值是,底角大小為.故選：D【題目點撥】本題考查圓錐的表面積和球的表面積公式,屬于基礎題.11、B【解題分析】

由已知可得函數(shù)f（x）的周期與對稱軸，函數(shù)F（x）＝f（x）在區(qū)間上零點的個數(shù)等價于函數(shù)f（x）與g（x）圖象在上交點的個數(shù)，作出函數(shù)f（x）與g（x）的圖象如圖，數(shù)形結合即可得到答案.【題目詳解】函數(shù)F（x）＝f（x）在區(qū)間上零點的個數(shù)等價于函數(shù)f（x）與g（x）圖象在上交點的個數(shù)，由f（x）＝f（2﹣x），得函數(shù)f（x）圖象關于x＝1對稱，∵f（x）為偶函數(shù)，取x＝x+2，可得f（x+2）＝f（﹣x）＝f（x），得函數(shù)周期為2.又∵當x∈[0，1]時，f（x）＝x，且f（x）為偶函數(shù)，∴當x∈[﹣1，0]時，f（x）＝﹣x，g（x），作出函數(shù)f（x）與g（x）的圖象如圖：由圖可知，兩函數(shù)圖象共10個交點，即函數(shù)F（x）＝f（x）在區(qū)間上零點的個數(shù)為10.故選：B.【題目點撥】本題考查函數(shù)的零點與方程根的關系，考查數(shù)學轉化思想方法與數(shù)形結合的解題思想方法，屬于中檔題.12、D【解題分析】

求出展開項中的常數(shù)項及含的項，問題得解?！绢}目詳解】展開項中的常數(shù)項及含的項分別為：,，所以展開式中的常數(shù)項為：.故選：D【題目點撥】本題主要考查了二項式定理中展開式的通項公式及轉化思想，考查計算能力，屬于基礎題。二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、1【解題分析】

根據(jù)二項式定理求出，然后再由二項式定理或多項式的乘法法則結合組合的知識求得系數(shù)．【題目詳解】由題意，．∴的展開式中的系數(shù)為．故答案為：1．【題目點撥】本題考查二項式定理，掌握二項式定理的應用是解題關鍵．14、【解題分析】

由題意畫出可行域，轉化目標函數(shù)為，數(shù)形結合即可得到的最值，即可得解.【題目詳解】由題意畫出可行域，如圖：轉化目標函數(shù)為，通過平移直線，數(shù)形結合可知：當直線過點A時，直線截距最大，z最小；當直線過點C時，直線截距最小，z最大.由可得，由可得，當直線過點時，；當直線過點時，，所以.故答案為：.【題目點撥】本題考查了簡單的線性規(guī)劃，考查了數(shù)形結合思想，屬于基礎題.15、【解題分析】

作A關于平面α和β的對稱點M，N，交α和β與D，E，連接MN，AM，AN，DE，根據(jù)對稱性三角形ADC的周長為AB+AC+BC＝MB+BC+CN，當四點共線時長度最短，結合對稱性和余弦定理求解.【題目詳解】作A關于平面α和β的對稱點M，N，交α和β與D，E，連接MN，AM，AN，DE，根據(jù)對稱性三角形ABC的周長為AB+AC+BC＝MB+BC+CN，當M，B，C，N共線時，周長最小為MN設平面ADE交l于，O，連接OD，OE，顯然OD⊥l，OE⊥l，∠DOE＝60°，∠MOA+∠AON＝240°,OA＝1，∠MON＝120°，且OM＝ON＝OA＝1，根據(jù)余弦定理，故MN2＝1+1﹣2×1×1×cos120°＝3，故MN．故答案為：．【題目點撥】此題考查求空間三角形邊長的最值，關鍵在于根據(jù)幾何性質找出對稱關系，結合解三角形知識求解.16、1【解題分析】

由雙曲線的漸近線，以及求得的值即可得答案．【題目詳解】由于雙曲線的漸近線與準線的一個交點坐標為，所以，即①，把代入，得，即②又③聯(lián)立①②③，得．所以．故答案是：1．【題目點撥】本題考查雙曲線的性質，注意題目“雙曲線的漸近線與準線的一個交點坐標為”這一條件的運用，另外注意題目中要求的焦距即，容易只計算到，就得到結論．三、解答題：共70分。解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17、（1）見解析；（2）【解題分析】

（1）利用余弦定理化簡已知條件，由此證得（2）利用正弦定理化簡（1）的結論，得到，利用三角形的面積公式列方程，由此求得，進而求得的值，從而求得角.【題目詳解】（1）由已知得，由余弦定理得，∴.（2）由（1）及正弦定理得，即，∴，∴，∴.，∴，，.【題目點撥】本小題主要考查余弦定理、正弦定理解三角形，考查三角形的面積公式，考查化歸與轉化的數(shù)學思想方法，考查運算求解能力，屬于中檔題.18、（1）見解析（2）見解析【解題分析】

（1）求出，分別以當，，時，結合函數(shù)的單調性和最值判斷零點的個數(shù).（2）令，結合導數(shù)求出；同理可求出滿足，從而可得，進而證明.【題目詳解】解析：（1），，當時，，單調遞減，，，此時有1個零點；當時，無零點；當時，由得，由得，∴在單調遞減，在單調遞增，∴在處取得最小值，若，則，此時沒有零點；若，則，此時有1個零點；若，則，，求導易得，此時在，上各有1個零點.綜上可得時，沒有零點，或時，有1個零點，時，有2個零點.（2）令，則，當時，；當時，，∴.令，則，當時，，當時，，∴，∴，，∴，即.【題目點撥】本題考查了導數(shù)判斷函數(shù)零點問題，考查了運用導數(shù)證明不等式問題，考查了分類的數(shù)學思想.本題的難點在于第二問不等式的證明中，合理設出函數(shù)，通過比較最值證明.19、（1）見解析（2），最大值．【解題分析】

（1）先證明，，故平面ADC．由，即得證；（2）可證明平面ABC，結合條件表示出，利用均值不等式，即得解.【題目詳解】（1）證明：∵四邊形DCBE為平行四邊形，∴，．∵平面ABC，平面ABC，∴．∵AB是圓O的直徑，∴，且，平面ADC，∴平面ADC．∵，∴平面ADC．（2）解∵平面ABC，，∴平面ABC．在中，，．在中，∵，∴，∴，∴．∵，當且僅當，即時取等號，∴當時，體積有最大值．【題目點撥】本題考查了線面垂直的證明和三棱錐的體積，考查了學生邏輯推理，空間想象，轉化劃歸，數(shù)學運算的能力，屬于中檔題.20、（Ⅰ）存在點滿足題意，且，證明詳見解析；（Ⅱ）.【解題分析】

（Ⅰ）可考慮采用補形法，取的中點為，連接，可結合等腰三角形性質和線面垂直性質，先證平面，即，若能證明，則可得證，可通過我們反推出點對應位置應在處，進而得證；（Ⅱ）采用建系法，以為坐標原點，以分別為軸建立空間直角坐標系，分別求出兩平面對應法向量，再結合向量夾角公式即可求解；【題目詳解】（Ⅰ）存在點滿足題意，且.證明如下：取的中點為，連接.則，所以平面.因為是的中點，所以.在直三棱柱中，平面平面，且交線為，所以平面，所以.在平面內，，，所以，從而可得.又因為，所以平面.因為平面，所以平面平面.（Ⅱ）如圖所示，以為坐標原點，以分別為軸建立空間直角坐標系.易知，，，，所以，，.設平面的法向量為，則有取，得.同理可求得平面的法向量為.則.由圖可知二面角為銳角，所以其余弦值為.【題目點撥】本題考查面面垂直的判定定理、向量法求二面角的余弦值，屬于中檔題21、（1）（2）【解題分析】

(1)通過討論的范圍,得到關于的不等式組,解出取并集即可.(2)去絕對值將函數(shù)寫成分段函數(shù)形式討論分段函數(shù)的單調性由恒成立求得結果.【題目詳解】解：（1）當時，，即或或解