2024屆福建省重點(diǎn)中學(xué)數(shù)學(xué)高三上期末綜合測(cè)試試題含解析

2024屆福建省重點(diǎn)中學(xué)數(shù)學(xué)高三上期末綜合測(cè)試試題注意事項(xiàng):1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)碼填寫(xiě)清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時(shí)請(qǐng)按要求用筆。3．請(qǐng)按照題號(hào)順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書(shū)寫(xiě)的答案無(wú)效；在草稿紙、試卷上答題無(wú)效。4．作圖可先使用鉛筆畫(huà)出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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．已知，則下列關(guān)系正確的是（）A． B． C． D．2．定義兩種運(yùn)算“★”與“◆”，對(duì)任意，滿足下列運(yùn)算性質(zhì)：①★，◆；②（）★★，◆◆，則（◆2020）（2020★2018）的值為()A． B． C． D．3．已知集合，則集合的非空子集個(gè)數(shù)是（）A．2 B．3 C．7 D．84．已知函數(shù)的圖象如圖所示，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．函數(shù)在上單調(diào)遞減B．函數(shù)在上單調(diào)遞增C．函數(shù)的對(duì)稱中心是D．函數(shù)的對(duì)稱軸是5．復(fù)數(shù)（i是虛數(shù)單位）在復(fù)平面內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)在（）A．第一象限 B．第二象限 C．第三象限 D．第四象限6．已知集合，，則（）A． B．C． D．7．是的（）條件A．充分不必要 B．必要不充分 C．充要 D．既不充分也不必要8．M、N是曲線y=πsinx與曲線y=πcosx的兩個(gè)不同的交點(diǎn),則|MN|的最小值為()A．π B．π C．π D．2π9．已知函數(shù)，，當(dāng)時(shí)，不等式恒成立，則實(shí)數(shù)a的取值范圍為（）A． B． C． D．10．若，則，，，的大小關(guān)系為（）A． B．C． D．11．已知函數(shù)，將函數(shù)的圖象向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度后，所得到的圖象關(guān)于軸對(duì)稱，則的最小值是（）A． B． C． D．12．設(shè)命題函數(shù)在上遞增，命題在中，，下列為真命題的是（）A． B． C． D．二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．經(jīng)過(guò)橢圓中心的直線與橢圓相交于、兩點(diǎn)（點(diǎn)在第一象限），過(guò)點(diǎn)作軸的垂線，垂足為點(diǎn).設(shè)直線與橢圓的另一個(gè)交點(diǎn)為.則的值是________________．14．如圖是一個(gè)幾何體的三視圖，若它的體積是，則_________，該幾何體的表面積為_(kāi)________．15．二項(xiàng)式的展開(kāi)式中項(xiàng)的系數(shù)為_(kāi)____．16．己知函數(shù)，若曲線在處的切線與直線平行，則__________.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）在中，角所對(duì)的邊分別是，且.（1）求角的大??；（2）若，求邊長(zhǎng).18．（12分）設(shè)函數(shù)，（）.（1）若曲線在點(diǎn)處的切線方程為，求實(shí)數(shù)a、m的值；（2）若對(duì)任意恒成立，求實(shí)數(shù)a的取值范圍；（3）關(guān)于x的方程能否有三個(gè)不同的實(shí)根？證明你的結(jié)論.19．（12分）底面為菱形的直四棱柱，被一平面截取后得到如圖所示的幾何體.若，.（1）求證：；（2）求二面角的正弦值.20．（12分）已知點(diǎn)是拋物線的頂點(diǎn)，，是上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)，且.（1）判斷點(diǎn)是否在直線上？說(shuō)明理由；（2）設(shè)點(diǎn)是△的外接圓的圓心，點(diǎn)到軸的距離為，點(diǎn)，求的最大值.21．（12分）已知橢圓的短軸長(zhǎng)為，離心率，其右焦點(diǎn)為.（1）求橢圓的方程；（2）過(guò)作夾角為的兩條直線分別交橢圓于和，求的取值范圍.22．（10分）已知函數(shù).（Ⅰ）若是第二象限角，且，求的值；（Ⅱ）求函數(shù)的定義域和值域.

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、A【解析】

首先判斷和1的大小關(guān)系，再由換底公式和對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性判斷的大小即可.【詳解】因?yàn)?，，，所以，綜上可得.故選：A【點(diǎn)睛】本題考查了換底公式和對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性，考查了推理能力與計(jì)算能力，屬于基礎(chǔ)題．2、B【解析】

根據(jù)新運(yùn)算的定義分別得出◆2020和2020★2018的值，可得選項(xiàng).【詳解】由（）★★，得（+2）★★，又★，所以★，★，★，，以此類(lèi)推，2020★2018★2018，又◆◆，◆，所以◆，◆，◆，，以此類(lèi)推，◆2020，所以（◆2020）（2020★2018），故選：B.【點(diǎn)睛】本題考查定義新運(yùn)算，關(guān)鍵在于理解，運(yùn)用新定義進(jìn)行求值，屬于中檔題.3、C【解析】

先確定集合中元素，可得非空子集個(gè)數(shù)．【詳解】由題意，共3個(gè)元素，其子集個(gè)數(shù)為，非空子集有7個(gè)．故選：C．【點(diǎn)睛】本題考查集合的概念，考查子集的概念，含有個(gè)元素的集合其子集個(gè)數(shù)為，非空子集有個(gè)．4、B【解析】

根據(jù)圖象求得函數(shù)的解析式，結(jié)合余弦函數(shù)的單調(diào)性與對(duì)稱性逐項(xiàng)判斷即可.【詳解】由圖象可得，函數(shù)的周期，所以.將點(diǎn)代入中，得，解得，由，可得，所以.令，得，故函數(shù)在上單調(diào)遞減，當(dāng)時(shí)，函數(shù)在上單調(diào)遞減，故A正確；令，得，故函數(shù)在上單調(diào)遞增.當(dāng)時(shí)，函數(shù)在上單調(diào)遞增，故B錯(cuò)誤；令，得，故函數(shù)的對(duì)稱中心是，故C正確；令，得，故函數(shù)的對(duì)稱軸是，故D正確.故選：B.【點(diǎn)睛】本題考查由圖象求余弦型函數(shù)的解析式，同時(shí)也考查了余弦型函數(shù)的單調(diào)性與對(duì)稱性的判斷，考查推理能力與計(jì)算能力，屬于中等題.5、B【解析】

利用復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算以及幾何意義即可求解.【詳解】解：，則復(fù)數(shù)（i是虛數(shù)單位）在復(fù)平面內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo)為：，位于第二象限.故選：B.【點(diǎn)睛】本題考查了復(fù)數(shù)的四則運(yùn)算以及復(fù)數(shù)的幾何意義，屬于基礎(chǔ)題.6、A【解析】

根據(jù)對(duì)數(shù)性質(zhì)可知，再根據(jù)集合的交集運(yùn)算即可求解.【詳解】∵，集合，∴由交集運(yùn)算可得.故選：A.【點(diǎn)睛】本題考查由對(duì)數(shù)的性質(zhì)比較大小，集合交集的簡(jiǎn)單運(yùn)算，屬于基礎(chǔ)題.7、B【解析】

利用充分條件、必要條件與集合包含關(guān)系之間的等價(jià)關(guān)系，即可得出?！驹斀狻吭O(shè)對(duì)應(yīng)的集合是，由解得且對(duì)應(yīng)的集合是，所以，故是的必要不充分條件，故選B?！军c(diǎn)睛】本題主要考查充分條件、必要條件的判斷方法——集合關(guān)系法。設(shè)，如果，則是的充分條件；如果B則是的充分不必要條件；如果，則是的必要條件；如果，則是的必要不充分條件。8、C【解析】

兩函數(shù)的圖象如圖所示,則圖中|MN|最小,設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),則x1=,x2=π,|x1-x2|=π,|y1-y2|=|πsinx1-πcosx2|=π+π=π,∴|MN|==π.故選C.9、D【解析】

由變形可得,可知函數(shù)在為增函數(shù),由恒成立,求解參數(shù)即可求得取值范圍.【詳解】,即函數(shù)在時(shí)是單調(diào)增函數(shù).則恒成立..令,則時(shí),單調(diào)遞減,時(shí)單調(diào)遞增.故選:D.【點(diǎn)睛】本題考查構(gòu)造函數(shù),借助單調(diào)性定義判斷新函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題,考查恒成立時(shí)求解參數(shù)問(wèn)題,考查學(xué)生的分析問(wèn)題的能力和計(jì)算求解的能力,難度較難.10、D【解析】因?yàn)?，所以，因?yàn)?，，所?.綜上；故選D.11、A【解析】

化簡(jiǎn)為，求出它的圖象向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度后的圖象的函數(shù)表達(dá)式，利用所得到的圖象關(guān)于軸對(duì)稱列方程即可求得，問(wèn)題得解。【詳解】函數(shù)可化為：，將函數(shù)的圖象向左平移個(gè)單位長(zhǎng)度后，得到函數(shù)的圖象，又所得到的圖象關(guān)于軸對(duì)稱，所以，解得：，即：，又，所以.故選：A.【點(diǎn)睛】本題主要考查了兩角和的正弦公式及三角函數(shù)圖象的平移、性質(zhì)等知識(shí)，考查轉(zhuǎn)化能力，屬于中檔題。12、C【解析】

命題：函數(shù)在上單調(diào)遞減，即可判斷出真假．命題：在中，利用余弦函數(shù)單調(diào)性判斷出真假．【詳解】解：命題：函數(shù)，所以，當(dāng)時(shí)，，即函數(shù)在上單調(diào)遞減，因此是假命題．命題：在中，在上單調(diào)遞減，所以，是真命題．則下列命題為真命題的是．故選：C．【點(diǎn)睛】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性、正弦定理、三角形邊角大小關(guān)系、簡(jiǎn)易邏輯的判定方法，考查了推理能力與計(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、【解析】

作出圖形，設(shè)點(diǎn)，則、，設(shè)點(diǎn)，利用點(diǎn)差法得出，利用斜率公式得出，進(jìn)而可得出，可得出，由此可求得的值.【詳解】設(shè)點(diǎn)，則、，設(shè)點(diǎn)，則，兩式相減得，即，即，由斜率公式得，，，故，因此，.故答案為：.【點(diǎn)睛】本題考查橢圓中角的余弦值的求解，涉及了點(diǎn)差法與斜率公式的應(yīng)用，考查計(jì)算能力，屬于中等題.14、；【解析】試題分析：如圖：此幾何體是四棱錐，底面是邊長(zhǎng)為的正方形，平面平面，并且，，所以體積是，解得，四個(gè)側(cè)面都是直角三角形，所以計(jì)算出邊長(zhǎng)，表面積是考點(diǎn)：1．三視圖；2．幾何體的表面積．15、15【解析】

由題得，，令，解得，代入可得展開(kāi)式中含x6項(xiàng)的系數(shù).【詳解】由題得，，令，解得，所以二項(xiàng)式的展開(kāi)式中項(xiàng)的系數(shù)為.故答案為：15【點(diǎn)睛】本題主要考查了二項(xiàng)式定理的應(yīng)用，考查了利用通項(xiàng)公式去求展開(kāi)式中某項(xiàng)的系數(shù)問(wèn)題.16、【解析】

先求導(dǎo)，再根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義，有求解.【詳解】因?yàn)楹瘮?shù)，所以，所以，解得.故答案為：【點(diǎn)睛】本題考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義，還考查運(yùn)算求解能力以及數(shù)形結(jié)合思想，屬于基礎(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）；（2）.【解析】

（1）把代入已知條件，得到關(guān)于的方程，得到的值，從而得到的值.（2）由（1）中得到的的值和已知條件，求出，再根據(jù)正弦定理求出邊長(zhǎng).【詳解】（1）因?yàn)?，，所以，，所以，?因?yàn)?，所以，因?yàn)?，所?（2）.在中，由正弦定理得，所以，解得.【點(diǎn)睛】本題考查三角函數(shù)公式的運(yùn)用，正弦定理解三角形，屬于簡(jiǎn)單題.18、（1），；（2）；（3）不能，證明見(jiàn)解析【解析】

（1）求出，結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義即可求解；（2）構(gòu)造，則原題等價(jià)于對(duì)任意恒成立，即時(shí)，，利用導(dǎo)數(shù)求最值即可，值得注意的是，可以通過(guò)代特殊值，由求出的范圍，再研究該范圍下單調(diào)性；（3）構(gòu)造并進(jìn)行求導(dǎo)，研究單調(diào)性，結(jié)合函數(shù)零點(diǎn)存在性定理證明即可.【詳解】（1），，曲線在點(diǎn)處的切線方程為，，解得.（2）記，整理得，由題知，對(duì)任意恒成立，對(duì)任意恒成立，即時(shí)，，，解得，當(dāng)時(shí)，對(duì)任意，，，，，即在單調(diào)遞增，此時(shí)，實(shí)數(shù)的取值范圍為.（3）關(guān)于的方程不可能有三個(gè)不同的實(shí)根，以下給出證明：記，，則關(guān)于的方程有三個(gè)不同的實(shí)根，等價(jià)于函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn)，，當(dāng)時(shí)，，記，則，在單調(diào)遞增，，即，，在單調(diào)遞增，至多有一個(gè)零點(diǎn)；當(dāng)時(shí)，記，則，在單調(diào)遞增，即在單調(diào)遞增，至多有一個(gè)零點(diǎn)，則至多有兩個(gè)單調(diào)區(qū)間，至多有兩個(gè)零點(diǎn).因此，不可能有三個(gè)零點(diǎn).關(guān)于的方程不可能有三個(gè)不同的實(shí)根.【點(diǎn)睛】本題考查了導(dǎo)數(shù)幾何意義的應(yīng)用、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性以及函數(shù)的零點(diǎn)存在性定理，考查了轉(zhuǎn)化與化歸的數(shù)學(xué)思想，屬于難題.19、（1）見(jiàn)解析；（2）【解析】

（1）先由線面垂直的判定定理證明平面，再證明線線垂直即可；（2）建立空間直角坐標(biāo)系，求平面的一個(gè)法向量與平面的一個(gè)法向量，再利用向量數(shù)量積運(yùn)算即可.【詳解】（1）證明：連接，由平行且相等，可知四邊形為平行四邊形，所以.由題意易知，，所以，，因?yàn)椋云矫?，又平面，所?（2）設(shè)，，由已知可得：平面平面，所以，同理可得：，所以四邊形為平行四邊形，所以為的中點(diǎn)，為的中點(diǎn)，所以平行且相等，從而平面，又，所以，，兩兩垂直，如圖，建立空間直角坐標(biāo)系，，，由平面幾何知識(shí)，得.則，，，，所以，，.設(shè)平面的法向量為，由，可得，令，則，，所以.同理，平面的一個(gè)法向量為.設(shè)平面與平面所成角為，則，所以.【點(diǎn)睛】本題考查了線面垂直的判定定理及二面角的平面角的求法，重點(diǎn)考查了空間向量的應(yīng)用，屬中檔題.20、（1）不在，證明見(jiàn)詳解；（2）【解析】

（1）假設(shè)直線方程，并于拋物線方程聯(lián)立，結(jié)合韋達(dá)定理，計(jì)算，可得，然后驗(yàn)證可得結(jié)果.（2）分別計(jì)算線段中垂線的方程，然后聯(lián)立，根據(jù)（1）的條件可得點(diǎn)的軌跡方程，然后可得焦點(diǎn)，結(jié)合拋物線定義可得，計(jì)算可得結(jié)果.【詳解】（1）設(shè)直線方程，根據(jù)題意可知直線斜率一定存在，則則由所以將代入上式化簡(jiǎn)可得，所以則直線方程為，所以直線過(guò)定點(diǎn)，所以可知點(diǎn)不在直線上.（2）設(shè)線段的中點(diǎn)為線段的中點(diǎn)為則直線的斜率為，直線的斜率為可知線段的中垂線的方程為由，所以上式化簡(jiǎn)為即線段的中垂線的方程為同理可得：線段的中垂線的方程為則由（1）可知：所以即，所以點(diǎn)軌跡方程為焦點(diǎn)為，所以當(dāng)三點(diǎn)共線時(shí)，有最大所以【點(diǎn)睛】本題考查直線于拋物線的綜合應(yīng)用，第（1）問(wèn)中難點(diǎn)在于計(jì)算處，第（2）問(wèn)中關(guān)鍵在于得到點(diǎn)的軌跡方程，直線與圓錐曲線的綜合常常要聯(lián)立方程，結(jié)合韋達(dá)定理，屬難題.21、（1）；（2）.【解析】

（1）由已知短軸長(zhǎng)求出，離心率求出關(guān)系，結(jié)合，即可求解；（2）當(dāng)直線的斜率都存在時(shí)，不妨設(shè)直線的方程為，直線與橢圓方程聯(lián)立，利用相交弦長(zhǎng)公式求出，斜率為，求出，得到關(guān)于的表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式的特點(diǎn)用“”判別式法求出范圍，當(dāng)有一斜率不存在時(shí)，另一條斜率為，根據(jù)弦長(zhǎng)公式，求出，即可求出結(jié)論.【詳解】（1）由得，又由得，則，故橢圓的方程為.（2）由（1）知，①當(dāng)直線的斜率都存在時(shí)，由對(duì)稱性不妨設(shè)直線的方程為，由，，設(shè)，則，則，由橢圓對(duì)稱性可設(shè)直線的斜率為，則，.令，則，當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，由得，所以，即，且.②當(dāng)直線的斜率其中一條不存在時(shí)，根據(jù)對(duì)稱性不妨設(shè)設(shè)直線的方程為，斜率不存在，則，，此時(shí).若設(shè)的方程為，斜率不存在，則，綜上可知的取值范圍是.【點(diǎn)睛】本題考查橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程、直線與橢圓的位置關(guān)系，注意根與系數(shù)關(guān)系、弦長(zhǎng)公式、函數(shù)最值、橢圓性質(zhì)的合理應(yīng)用，意在考查邏輯推理、計(jì)算求解能力，屬于難題.22、（Ⅰ）（Ⅱ）函數(shù)的定義域?yàn)?，?/p>