2025屆山西省大同市靈丘縣數(shù)學(xué)高三上期末監(jiān)測(cè)試題含解析

2025屆山西省大同市靈丘縣數(shù)學(xué)高三上期末監(jiān)測(cè)試題注意事項(xiàng)1．考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請(qǐng)務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫(xiě)在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請(qǐng)認(rèn)真核對(duì)監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)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(duì)應(yīng)選項(xiàng)的方框涂滿(mǎn)、涂黑；如需改動(dòng)，請(qǐng)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(wú)效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫(xiě)清楚，線(xiàn)條、符號(hào)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．阿基米德（公元前287年—公元前212年），偉大的古希臘哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家，他死后的墓碑上刻著一個(gè)“圓柱容球”的立體幾何圖形，為紀(jì)念他發(fā)現(xiàn)“圓柱內(nèi)切球的體積是圓柱體積的，且球的表面積也是圓柱表面積的”這一完美的結(jié)論.已知某圓柱的軸截面為正方形，其表面積為，則該圓柱的內(nèi)切球體積為()A． B． C． D．2．一個(gè)圓錐的底面和一個(gè)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(gè)圓錐軸截面底角的大小是（）A． B． C． D．3．已知是虛數(shù)單位，則（）A． B． C． D．4．在中，角、、所對(duì)的邊分別為、、，若，則（）A． B． C． D．5．如圖所示的“數(shù)字塔”有以下規(guī)律：每一層最左與最右的數(shù)字均為2，除此之外每個(gè)數(shù)字均為其兩肩的數(shù)字之積，則該“數(shù)字塔”前10層的所有數(shù)字之積最接近（）A． B． C． D．6．設(shè)，則，則（）A． B． C． D．7．若將函數(shù)的圖象上各點(diǎn)橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的(縱坐標(biāo)不變)得到函數(shù)的圖象，則下列說(shuō)法正確的是（）A．函數(shù)在上單調(diào)遞增 B．函數(shù)的周期是C．函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng) D．函數(shù)在上最大值是18．己知四棱錐中，四邊形為等腰梯形，，，是等邊三角形，且；若點(diǎn)在四棱錐的外接球面上運(yùn)動(dòng)，記點(diǎn)到平面的距離為，若平面平面，則的最大值為（）A． B．C． D．9．若，則的虛部是（）A． B． C． D．10．已知，，，則的大小關(guān)系為（）A． B． C． D．11．定義在R上的偶函數(shù)滿(mǎn)足，且在區(qū)間上單調(diào)遞減，已知是銳角三角形的兩個(gè)內(nèi)角，則的大小關(guān)系是（）A． B．C． D．以上情況均有可能12．已知傾斜角為的直線(xiàn)與直線(xiàn)垂直，則（）A． B． C． D．二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．設(shè)的內(nèi)角的對(duì)邊分別為，，．若，，，則_____________14．我國(guó)古代數(shù)學(xué)著作《九章算術(shù)》中記載“今有人共買(mǎi)物，人出八，盈三；人出七，不足四．問(wèn)人數(shù)、物價(jià)各幾何？”設(shè)人數(shù)、物價(jià)分別為、，滿(mǎn)足，則_____，_____．15．已知，則的值為_(kāi)_____.16．在平面直角坐標(biāo)系中，點(diǎn)的坐標(biāo)為，點(diǎn)是直線(xiàn)：上位于第一象限內(nèi)的一點(diǎn)．已知以為直徑的圓被直線(xiàn)所截得的弦長(zhǎng)為，則點(diǎn)的坐標(biāo)__________．三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17．（12分）如圖，在三棱錐中，，，側(cè)面為等邊三角形，側(cè)棱.（1）求證：平面平面；（2）求三棱錐外接球的體積.18．（12分）已知?jiǎng)訄A經(jīng)過(guò)點(diǎn)，且動(dòng)圓被軸截得的弦長(zhǎng)為，記圓心的軌跡為曲線(xiàn)．（1）求曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程；（2）設(shè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為，，為圓與曲線(xiàn)的公共點(diǎn)，若直線(xiàn)的斜率，且，求的值．19．（12分）已知拋物線(xiàn)和圓，傾斜角為45°的直線(xiàn)過(guò)拋物線(xiàn)的焦點(diǎn)，且與圓相切．（1）求的值；（2）動(dòng)點(diǎn)在拋物線(xiàn)的準(zhǔn)線(xiàn)上，動(dòng)點(diǎn)在上，若在點(diǎn)處的切線(xiàn)交軸于點(diǎn)，設(shè)．求證點(diǎn)在定直線(xiàn)上，并求該定直線(xiàn)的方程．20．（12分）設(shè)函數(shù)，.（1）求函數(shù)的極值；（2）對(duì)任意，都有，求實(shí)數(shù)a的取值范圍.21．（12分）已知集合，，，將的所有子集任意排列，得到一個(gè)有序集合組，其中.記集合中元素的個(gè)數(shù)為，，，規(guī)定空集中元素的個(gè)數(shù)為.當(dāng)時(shí)，求的值；利用數(shù)學(xué)歸納法證明：不論為何值，總存在有序集合組，滿(mǎn)足任意，，都有.22．（10分）在直角坐標(biāo)系中，圓C的參數(shù)方程（為參數(shù)），以O(shè)為極點(diǎn)，x軸的非負(fù)半軸為極軸建立極坐標(biāo)系.（1）求圓C的極坐標(biāo)方程；（2）直線(xiàn)l的極坐標(biāo)方程是，射線(xiàn)與圓C的交點(diǎn)為O、P，與直線(xiàn)l的交點(diǎn)為Q，求線(xiàn)段的長(zhǎng).

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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、D【解析】

設(shè)圓柱的底面半徑為,則其母線(xiàn)長(zhǎng)為,由圓柱的表面積求出,代入圓柱的體積公式求出其體積,結(jié)合題中的結(jié)論即可求出該圓柱的內(nèi)切球體積.【詳解】設(shè)圓柱的底面半徑為,則其母線(xiàn)長(zhǎng)為,因?yàn)閳A柱的表面積公式為，所以,解得,因?yàn)閳A柱的體積公式為,所以,由題知,圓柱內(nèi)切球的體積是圓柱體積的，所以所求圓柱內(nèi)切球的體積為.故選:D【點(diǎn)睛】本題考查圓柱的軸截面及表面積和體積公式;考查運(yùn)算求解能力;熟練掌握?qǐng)A柱的表面積和體積公式是求解本題的關(guān)鍵;屬于中檔題.2、D【解析】

設(shè)圓錐的母線(xiàn)長(zhǎng)為l,底面半徑為R,再表達(dá)圓錐表面積與球的表面積公式,進(jìn)而求得即可得圓錐軸截面底角的大小.【詳解】設(shè)圓錐的母線(xiàn)長(zhǎng)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【點(diǎn)睛】本題考查圓錐的表面積和球的表面積公式,屬于基礎(chǔ)題.3、B【解析】

根據(jù)復(fù)數(shù)的乘法運(yùn)算法則，直接計(jì)算，即可得出結(jié)果.【詳解】.故選B【點(diǎn)睛】本題主要考查復(fù)數(shù)的乘法，熟記運(yùn)算法則即可，屬于基礎(chǔ)題型.4、D【解析】

利用余弦定理角化邊整理可得結(jié)果.【詳解】由余弦定理得：，整理可得：，.故選：.【點(diǎn)睛】本題考查余弦定理邊角互化的應(yīng)用，屬于基礎(chǔ)題.5、A【解析】

結(jié)合所給數(shù)字特征，我們可將每層數(shù)字表示成2的指數(shù)的形式，觀(guān)察可知，每層指數(shù)的和成等比數(shù)列分布，結(jié)合等比數(shù)列前項(xiàng)和公式和對(duì)數(shù)恒等式即可求解【詳解】如圖，將數(shù)字塔中的數(shù)寫(xiě)成指數(shù)形式，可發(fā)現(xiàn)其指數(shù)恰好構(gòu)成“楊輝三角”，前10層的指數(shù)之和為，所以原數(shù)字塔中前10層所有數(shù)字之積為.故選：A【點(diǎn)睛】本題考查與“楊輝三角”有關(guān)的規(guī)律求解問(wèn)題，邏輯推理，等比數(shù)列前項(xiàng)和公式應(yīng)用，屬于中檔題6、A【解析】

根據(jù)換底公式可得，再化簡(jiǎn)，比較的大小，即得答案.【詳解】，，.，顯然.,即，，即.綜上，.故選：.【點(diǎn)睛】本題考查換底公式和對(duì)數(shù)的運(yùn)算，屬于中檔題.7、A【解析】

根據(jù)三角函數(shù)伸縮變換特點(diǎn)可得到解析式；利用整體對(duì)應(yīng)的方式可判斷出在上單調(diào)遞增，正確；關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，錯(cuò)誤；根據(jù)正弦型函數(shù)最小正周期的求解可知錯(cuò)誤；根據(jù)正弦型函數(shù)在區(qū)間內(nèi)值域的求解可判斷出最大值無(wú)法取得，錯(cuò)誤.【詳解】將橫坐標(biāo)縮短到原來(lái)的得：當(dāng)時(shí)，在上單調(diào)遞增在上單調(diào)遞增，正確；的最小正周期為：不是的周期，錯(cuò)誤；當(dāng)時(shí)，，關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，錯(cuò)誤；當(dāng)時(shí)，此時(shí)沒(méi)有最大值，錯(cuò)誤.本題正確選項(xiàng)：【點(diǎn)睛】本題考查正弦型函數(shù)的性質(zhì)，涉及到三角函數(shù)的伸縮變換、正弦型函數(shù)周期性、單調(diào)性和對(duì)稱(chēng)性、正弦型函數(shù)在一段區(qū)間內(nèi)的值域的求解；關(guān)鍵是能夠靈活應(yīng)用整體對(duì)應(yīng)的方式，通過(guò)正弦函數(shù)的圖象來(lái)判斷出所求函數(shù)的性質(zhì).8、A【解析】

根據(jù)平面平面，四邊形為等腰梯形，則球心在過(guò)的中點(diǎn)的面的垂線(xiàn)上，又是等邊三角形，所以球心也在過(guò)的外心面的垂線(xiàn)上，從而找到球心，再根據(jù)已知量求解即可.【詳解】依題意如圖所示：取的中點(diǎn)，則是等腰梯形外接圓的圓心，取是的外心，作平面平面，則是四棱錐的外接球球心，且，設(shè)四棱錐的外接球半徑為，則，而，所以，故選：A.【點(diǎn)睛】本題考查組合體、球，還考查空間想象能力以及數(shù)形結(jié)合的思想，屬于難題.9、D【解析】

通過(guò)復(fù)數(shù)的乘除運(yùn)算法則化簡(jiǎn)求解復(fù)數(shù)為：的形式，即可得到復(fù)數(shù)的虛部.【詳解】由題可知，所以的虛部是1.故選：D.【點(diǎn)睛】本題考查復(fù)數(shù)的代數(shù)形式的混合運(yùn)算，復(fù)數(shù)的基本概念，屬于基礎(chǔ)題.10、A【解析】

根據(jù)指數(shù)函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性，借助特殊值即可比較大小.【詳解】因?yàn)?，所?因?yàn)椋?，因?yàn)椋瑸樵龊瘮?shù)，所以所以，故選：A.【點(diǎn)睛】本題主要考查了指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性，利用單調(diào)性比較大小，屬于中檔題.11、B【解析】

由已知可求得函數(shù)的周期，根據(jù)周期及偶函數(shù)的對(duì)稱(chēng)性可求在上的單調(diào)性，結(jié)合三角函數(shù)的性質(zhì)即可比較．【詳解】由可得，即函數(shù)的周期，因?yàn)樵趨^(qū)間上單調(diào)遞減，故函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減，根據(jù)偶函數(shù)的對(duì)稱(chēng)性可知，在上單調(diào)遞增，因?yàn)?，是銳角三角形的兩個(gè)內(nèi)角，所以且即，所以即，．故選：．【點(diǎn)睛】本題主要考查函數(shù)值的大小比較，根據(jù)函數(shù)奇偶性和單調(diào)性之間的關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵．12、D【解析】

傾斜角為的直線(xiàn)與直線(xiàn)垂直，利用相互垂直的直線(xiàn)斜率之間的關(guān)系，同角三角函數(shù)基本關(guān)系式即可得出結(jié)果.【詳解】解：因?yàn)橹本€(xiàn)與直線(xiàn)垂直，所以，.又為直線(xiàn)傾斜角，解得.故選：D.【點(diǎn)睛】本題考查了相互垂直的直線(xiàn)斜率之間的關(guān)系，同角三角函數(shù)基本關(guān)系式，考查計(jì)算能力，屬于基礎(chǔ)題.二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、或【解析】試題分析：由，則可運(yùn)用同角三角函數(shù)的平方關(guān)系：，已知兩邊及其對(duì)角，求角．用正弦定理；，則；可得．考點(diǎn)：運(yùn)用正弦定理解三角形．（注意多解的情況判斷）14、【解析】

利用已知條件，通過(guò)求解方程組即可得到結(jié)果．【詳解】設(shè)人數(shù)、物價(jià)分別為、，滿(mǎn)足，解得，.故答案為：；.【點(diǎn)睛】本題考查函數(shù)與方程的應(yīng)用，方程組的求解，考查計(jì)算能力，屬于基礎(chǔ)題．15、【解析】

先求，再根據(jù)的范圍求出即可.【詳解】由題可知，故.故答案為：.【點(diǎn)睛】本題考查分段函數(shù)函數(shù)值的求解，涉及對(duì)數(shù)的運(yùn)算，屬基礎(chǔ)題.16、【解析】

依題意畫(huà)圖,設(shè),根據(jù)圓的直徑所對(duì)的圓周角為直角,可得,通過(guò)勾股定理得,再利用兩點(diǎn)間的距離公式即可求出,進(jìn)而得出點(diǎn)坐標(biāo).【詳解】解:依題意畫(huà)圖,設(shè)以為直徑的圓被直線(xiàn)所截得的弦長(zhǎng)為,且,又因?yàn)闉閳A的直徑,則所對(duì)的圓周角,則,則為點(diǎn)到直線(xiàn)：的距離.所以,則.又因?yàn)辄c(diǎn)在直線(xiàn)：上,設(shè),則.解得,則.故答案為:【點(diǎn)睛】本題考查了直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系,考查了兩點(diǎn)間的距離公式,點(diǎn)到直線(xiàn)的距離公式,是基礎(chǔ)題.三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17、（1）見(jiàn)解析；（2）.【解析】

（1）設(shè)中點(diǎn)為，連接、，利用等腰三角形三線(xiàn)合一的性質(zhì)得出，利用勾股定理得出，由線(xiàn)面垂直的判定定理可證得平面，再利用面面垂直的判定定理可得出平面平面；（2）先確定三棱錐的外接球球心的位置，利用三角形相似求出外接球的半徑，再由球體的體積公式可求得結(jié)果.【詳解】（1）設(shè)中點(diǎn)為，連接、，因?yàn)?，所?又，所以，又由已知，，則，所以，.又為正三角形，且，所以，因?yàn)?，所以，，，平面，又平面，平面平面；?）由于是底面直角三角形的斜邊的中點(diǎn)，所以點(diǎn)是的外心，由（1）知平面，所以三棱錐的外接球的球心在上.在中，的垂直平分線(xiàn)與的交點(diǎn)即為球心，記的中點(diǎn)為點(diǎn)，則.由與相似可得，所以.所以三棱錐外接球的體積為.【點(diǎn)睛】本題考查面面垂直的證明，同時(shí)也考查了三棱錐外接球體積的計(jì)算，找出外接球球心的位置是解答的關(guān)鍵，考查推理能力與計(jì)算能力，屬于中等題.18、見(jiàn)解析【解析】

（1）設(shè)，則點(diǎn)到軸的距離為，因?yàn)閳A被軸截得的弦長(zhǎng)為，所以，又，所以，化簡(jiǎn)可得，所以曲線(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)方程為．（2）設(shè)，，因?yàn)橹本€(xiàn)的斜率，所以可設(shè)直線(xiàn)的方程為，由及，消去可得，所以，，所以．設(shè)線(xiàn)段的中點(diǎn)為，點(diǎn)的縱坐標(biāo)為，則，，所以直線(xiàn)的斜率為，所以，所以，所以．易得圓心到直線(xiàn)的距離，由圓經(jīng)過(guò)點(diǎn)，可得，所以，整理可得，解得或，所以或，又，所以．19、（1）；（2）點(diǎn)在定直線(xiàn)上．【解析】

（1）設(shè)出直線(xiàn)的方程為，由直線(xiàn)和圓相切的條件：，解得；（2）設(shè)出，運(yùn)用導(dǎo)數(shù)求得切線(xiàn)的斜率，求得為切點(diǎn)的切線(xiàn)方程，再由向量的坐標(biāo)表示，可得在定直線(xiàn)上；【詳解】解：（1）依題意設(shè)直線(xiàn)的方程為，由已知得：圓的圓心，半徑，因?yàn)橹本€(xiàn)與圓相切，所以圓心到直線(xiàn)的距離，即，解得或（舍去）．所以；（2）依題意設(shè)，由（1）知拋物線(xiàn)方程為，所以，所以，設(shè)，則以為切點(diǎn)的切線(xiàn)的斜率為，所以切線(xiàn)的方程為．令，，即交軸于點(diǎn)坐標(biāo)為，所以，，，．設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為，則，所以點(diǎn)在定直線(xiàn)上．【點(diǎn)睛】本題考查拋物線(xiàn)的方程和性質(zhì)，直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系的判斷，考查直線(xiàn)方程和圓方程的運(yùn)用，以及切線(xiàn)方程的求法，考查化簡(jiǎn)整理的運(yùn)算能力，屬于綜合題．20、（1）當(dāng)時(shí)，無(wú)極值；當(dāng)時(shí)，極小值為；（2）.【解析】

（1）求導(dǎo)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行分類(lèi)討論，即可容易求得函數(shù)的極值；（2）構(gòu)造函數(shù)，兩次求導(dǎo)，根據(jù)函數(shù)單調(diào)性，由恒成立問(wèn)題求參數(shù)范圍即可.【詳解】（1）依題，當(dāng)時(shí)，，函數(shù)在上單調(diào)遞增，此時(shí)函數(shù)無(wú)極值；當(dāng)時(shí)，令，得，令，得所以函數(shù)在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減.此時(shí)函數(shù)有極小值，且極小值為.綜上：當(dāng)時(shí)，函數(shù)無(wú)極值；當(dāng)時(shí)，函數(shù)有極小值，極小值為.（2）令易得且，令所以，因?yàn)?，，從而，所以，在上單調(diào)遞增.又若，則所以在上單調(diào)遞增，從而，所以時(shí)滿(mǎn)足題意.若，所以，，在中，令，由（1）的單調(diào)性可知，有最小值，從而.所以所以，由零點(diǎn)存在性定理：，使且在上單調(diào)遞減，在上單調(diào)遞增.所以當(dāng)時(shí)，.故當(dāng)，不成立.綜上所述：的取值范圍為.【點(diǎn)睛】本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的極值，涉及由恒成立問(wèn)題求參數(shù)范圍的問(wèn)題，屬壓軸題.21、；證明見(jiàn)解析.【解析】

當(dāng)時(shí)，集合共有個(gè)子集，即可求出結(jié)果；分類(lèi)討論，利用數(shù)學(xué)歸納法證明.【詳解】當(dāng)時(shí)，集合共有個(gè)子集，所以；①當(dāng)時(shí)，，由可知，，此時(shí)令，，，，滿(mǎn)足對(duì)任意，都有，且；②假設(shè)當(dāng)時(shí)，存在有序集合組滿(mǎn)足題意，且，則當(dāng)時(shí)，集合的子集個(gè)數(shù)為個(gè)，因?yàn)槭?的整數(shù)倍，所以令，，，，且恒成立，即滿(mǎn)足對(duì)