2024年湖南省普通高中学业水平合格性考试(压轴卷)数学试题(原卷版+解析版)

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2024年湖南省普通高中学业水平合格性考试(压轴卷)数学试题(原卷版+解析版)

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湖南省普通高中学业水平合格性考试(压轴卷)
数学
时量:90分钟 满分:100分
一、选择题:本大题共18小题,每小题3分,共54分在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 设集合,,则( )
A. B.
C. D.
2. “”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 已知角的终边经过点, 则的值为( )
A. B.
C. 1 D.
4. 命题“”的否定是( )
A.
B
C.
D.
5. 如图,一只转盘,均匀标有8个数,现转动转盘,则转盘停止转动时,指针指向偶数的概率是( )
A B. C. D.
6. 在中,,,,则( )
A. B. C. D.
7. 若平面平面,,则与的位置关系是( )
A. 与相交 B. 与平行
C. 在内 D. 无法判定
8. 函数在区间上的最大值为( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 4
9. 的值为( )
A. B. C. D.
10. 若函数在区间上是增函数,则实数a取值范围是( )
A. B. C. D.
11. 某射击运动员在同一条件下射击的成绩记录如表所示:
射击次数 50 100 200 400 1000
射中8环以上的次数 44 78 158 320 800
根据表中的数据,估计该射击运动员射击一次射中8环以上的概率为( )
A. 0.78 B. 0.79 C. 0.80 D. 0.82
12. 已知函数,则( )
A. B. -1 C. 0 D. 1
13. 若函数的部分图象如图,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
14. 关于函数,下列判断正确的是( )
A. 图象关于y轴对称,且在上是减函数
B. 图象关于y轴对称,且在上是增函数
C. 图象关于原点对称,且在上减函数
D. 图象关于原点对称,且在上是增函数
15. 在空间四边形ABCD中,AC=BD,E,F,G,H分别是边AB,BC,CD,DA的中点,顺次连接各边中点E,F,G,H,所得四边形EFGH的形状是( )
A. 梯形 B. 矩形
C. 正方形 D. 菱形
16. 设,则使幂函数的定义域为,且为偶函数的的值是( )
A. B.
C. D.
17. 《九章算术》是我国古代的数学名著.其“商功”中记载:“正四面形棱台(即正四棱台)建筑物为方亭.”现有如图所示的烽火台,其主体部分为一方亭,将它的主体部分抽象成的正四棱台(如图所示,其中上底面与下底面的面积之比为,方亭的高为棱台上底面边长的3倍.已知方亭的体积为,则该方亭的上底面边长为( )
A. 3 B. 4 C. 6 D. 12
18. 已知函数在上是增函数,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分,
19. 已知-组数据为,0,1,2,3.则该样本的平均数为______,中位数为______.
20. 已知是复数的虚数单位,且,则的值为______.
21. 在中,若,则三角形ABC___________三角形.(填“锐角” “钝角”或“直角”)
22. 设,,且,则的最小值是_______.
三、解答题:本大题共3小题,共30分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤,
23. 某工厂为了解甲、乙两条生产线所生产产品的质量,分别从甲、乙两条生产线生产的产品中各随机抽取了100件产品,并对所抽取产品的某一质量指数进行检测,根据检测结果按[2,4),[4,6),[6,8),[8,10]分组,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)分别求甲、乙生产线所生产产品的质量指数的平均数(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);
(2)若产品的质量指数在[8,10]内,则该产品为优等品.现采用分层抽样的方法从样品中的优等品中抽取6件产品,再从这6件产品中随机抽取2件产品进一步进行检测,求抽取的这2件产品中恰有1件产品是甲生产线生产的概率.
24. 如图,直三棱柱中,,分别是,的中点,.
(1)证明:平面;
(2)求异面直线和所成角的大小;
25. 已知函数.
(1)判断的奇偶性;
(2)若,判断在的单调性,并用定义法证明;
(3)若,,判断函数的零点个数,并说明理由.湖南省普通高中学业水平合格性考试(压轴卷)
数学
时量:90分钟 满分:100分
一、选择题:本大题共18小题,每小题3分,共54分在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 设集合,,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由并集的定义可得出答案.
【详解】因为,,
所以,
故选:C.
2. “”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】根据充分条件与必要条件的定义判断即可.
【详解】解:因为,则,但是不一定有,所以“”是“”成立的充分不必要条件.
故选:A.
3. 已知角的终边经过点, 则的值为( )
A. B.
C. 1 D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据三角函数定义求解即可.
【详解】由任意角的三角函数定义可得.
故选:D.
4. 命题“”否定是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据存在量词命题的否定形式,即可求解.
【详解】存在量词命题的否定为全称量词命题,
所以命题“”的否定是“”.
故选:C
5. 如图,一只转盘,均匀标有8个数,现转动转盘,则转盘停止转动时,指针指向偶数的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用概率公式计算即可得.
【详解】共有8个数,其中偶数的个数为4个,故.
故选:A.
6. 在中,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】利用正弦定理,求出,从而求出角.
【详解】由正弦定理得,,
所以,解得,
由为三角形内角,所以,
故选:B.
7. 若平面平面,,则与的位置关系是( )
A. 与相交 B. 与平行
C. 在内 D. 无法判定
【答案】B
【解析】
【分析】利用面面平行的性质定理即可得解.
【详解】,,利用线面平行的性质定理可得.
故选:B
8. 函数在区间上的最大值为( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】由定义域求出的范围,进而求出的范围与最大值.
【详解】因为,所以,
所以,最大值为1,
故选:B.
9. 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】直接用诱导公式可求解.
【详解】
故选:C
10. 若函数在区间上是增函数,则实数a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】结合二次函数的对称轴,列式求实数的取值范围.
【详解】由题意,得函数的图象的对称轴为直线.∵函数在区间上是增函数,∴,解得,∴实数a的取值范围是.
故选:D.
11. 某射击运动员在同一条件下射击的成绩记录如表所示:
射击次数 50 100 200 400 1000
射中8环以上的次数 44 78 158 320 800
根据表中的数据,估计该射击运动员射击一次射中8环以上的概率为( )
A. 0.78 B. 0.79 C. 0.80 D. 0.82
【答案】C
【解析】
【分析】利用频率估计概率即可求解.
【详解】大量重复试验,由表格知射击运动员射中8环以上的频率稳定在,
所以这名运动员射击一次射中8环以上的概率为,
故选:C.
12. 已知函数,则( )
A. B. -1 C. 0 D. 1
【答案】D
【解析】
分析】先求得,然后求得.
【详解】,
.
故选:D
13. 若函数的部分图象如图,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【分析】根据最小正周期求出,根据函数过点求出.
【详解】由图可知,所以,又,所以,解得;
所以,又函数过点,所以,
因为,所以,所以,所以.
故选:C
14. 关于函数,下列判断正确的是( )
A. 图象关于y轴对称,且在上是减函数
B. 图象关于y轴对称,且在上是增函数
C. 图象关于原点对称,且在上是减函数
D. 图象关于原点对称,且在上是增函数
【答案】C
【解析】
【分析】根据指数函数的单调性,结合函数奇偶性的定义判断函数的奇偶性及单调性即可得解.
【详解】解:函数的定义域为,
因为,所以函数是奇函数,图象关于原点对称,
又因为都是上的减函数,所以函数在上是减函数.
故选:C.
15. 在空间四边形ABCD中,AC=BD,E,F,G,H分别是边AB,BC,CD,DA的中点,顺次连接各边中点E,F,G,H,所得四边形EFGH的形状是( )
A. 梯形 B. 矩形
C. 正方形 D. 菱形
【答案】D
【解析】
【分析】根据空间四边形中各点的位置,结合中位线的性质可得EFGH是平行四边形,再由AC=BD即可判断四边形EFGH的形状.
【详解】如图所示,空间四边形ABCD中,连接AC,BD可得一个三棱锥,
将四个中点连接,得到四边形EFGH,
由中位线的性质及基本性质4知,EH∥FG,EF∥HG;
∴四边形EFGH是平行四边形,又AC=BD,
∴HG=AC=BD=EH,
∴四边形EFGH是菱形.
故选:D
16. 设,则使幂函数的定义域为,且为偶函数的的值是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】分别对,,2,3时的幂函数分析判断即可
【详解】当时,,其定义域为,所以不合题意,
当时, ,其定义域为,所以不合题意,
当时,,其定义域为,且为偶函数,所以符合题意,
当时,,其定义域为,而此函数为奇函数,所以不合题意,
故选:C
17. 《九章算术》是我国古代的数学名著.其“商功”中记载:“正四面形棱台(即正四棱台)建筑物为方亭.”现有如图所示的烽火台,其主体部分为一方亭,将它的主体部分抽象成的正四棱台(如图所示,其中上底面与下底面的面积之比为,方亭的高为棱台上底面边长的3倍.已知方亭的体积为,则该方亭的上底面边长为( )
A. 3 B. 4 C. 6 D. 12
【答案】A
【解析】
【分析】设,表达出,方亭的高为,由棱台的体积公式列出方程,求出,得到答案.
【详解】因为上底面与下底面的面积之比为,设,则,
故方亭的高为,
故方亭的体积为,解得,
故m,即该方亭的上底面边长为3m.
故选:A
18. 已知函数在上是增函数,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据函数的单调性列不等式,由此求得的取值范围.
【详解】由于在上是增函数,
所以,解得,
所以的取值范围是.
故选:D
二、填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分,
19. 已知-组数据为,0,1,2,3.则该样本的平均数为______,中位数为______.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】根据题意,利用平均数的计算公式和中位数的概念及求法,即可求解.
【详解】由样本数据,可则样本平均数为,
根据样本中位数的求法,可得样本数据的中位数为.
故答案为:;.
20. 已知是复数的虚数单位,且,则的值为______.
【答案】
【解析】
【分析】计算出,从而求出,以及的值.
【详解】因为,
所以,,
所以,
故答案:.
21. 在中,若,则三角形ABC为___________三角形.(填“锐角” “钝角”或“直角”)
【答案】钝角
【解析】
【分析】根据数量积的性质,判断出A的范围,可得结论.
【详解】解:因为,
故,而A为三角内角,故A为钝角,
所以是钝角三角形.
故答案为:钝角.
22. 设,,且,则的最小值是_______.
【答案】##
【解析】
【分析】由换元法与基本不等式求解即可.
【详解】设,则,,

当且仅当即,时等号成立,
故当,时,取最小值.
故答案为:.
三、解答题:本大题共3小题,共30分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤,
23. 某工厂为了解甲、乙两条生产线所生产产品的质量,分别从甲、乙两条生产线生产的产品中各随机抽取了100件产品,并对所抽取产品的某一质量指数进行检测,根据检测结果按[2,4),[4,6),[6,8),[8,10]分组,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)分别求甲、乙生产线所生产产品的质量指数的平均数(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);
(2)若产品的质量指数在[8,10]内,则该产品为优等品.现采用分层抽样的方法从样品中的优等品中抽取6件产品,再从这6件产品中随机抽取2件产品进一步进行检测,求抽取的这2件产品中恰有1件产品是甲生产线生产的概率.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)由频率分布直方图直接求甲、乙生产线所生产产品的质量指数的平均数即可;
(2)先确定甲、乙生产线的样品中抽取的优等品的个数,再利用列举法写出所有情况,利用古典概率模型求解即可.
【小问1详解】
解:甲生产线所生产产品的质量指数的平均数为:

乙生产线所生产产品的质量指数的平均数为:

【小问2详解】
由题意可知,甲生产线的样品中优等品有100×0.1×2=20件,
乙生产线的样品中优等品有100×0.05×2=10件.
从甲生产线的样品中抽取的优等品有件,记为a,b,c,d;
从乙生产线的样品中抽取的优等品有件,记为E,F;
从这6件产品中随机抽取2件的情况有:
(a,b),(a,c),(a,d),(a,E),(a,F),
(b,c),(b,d),(b,E),(b,F),
(c,d),(c,E),(c,F),
(d,E),(d,F),
(E,F),共15种;
其中符合条件的情况有:
(a,E),(a,F),(b,E),(b,F),
(c,E),(c,F),(d,E),(d,F),共8种.
故所求概率.
24. 如图,直三棱柱中,,分别是,的中点,.
(1)证明:平面;
(2)求异面直线和所成角的大小;
【答案】(1)证明见解析
(2).
【解析】
【分析】(1)连接交于点F,由三角形中位线定理得,由此能证明平面;
(2)以C为坐标原点,的方向为轴正方向,的方向为轴正方向,的方向为z轴正方向,建立空间直角坐标系.利用向量法能求出异面直线与所成角.
【小问1详解】
证明:连接与相交于点F,连接,
由矩形可得点F是的中点,又是的中点,
,平面,平面,
故平面
【小问2详解】
∵,不失一般性令,,
则,∴.
以C为坐标原点,的方向为轴正方向,的方向为轴正方向,的方向为z轴正方向,建立空间直角坐标系.
则,,,,,,
设异面直线与所成角为,,
则,
∴,∴异面直线与所成角为.
另解:由(1)得或其补角为异面直线和所在角,设,
则,
,.
在中,由余弦定理得,,且,
,异面直线和所成角的大小为..
25. 已知函数.
(1)判断的奇偶性;
(2)若,判断在的单调性,并用定义法证明;
(3)若,,判断函数的零点个数,并说明理由.
【答案】(1)奇函数 (2)在上单调递减,证明见解析
(3)有两个不同的零点,理由见解析
【解析】
【分析】(1)根据奇偶性定义直接判断即可;
(2)任取,可得,由单调性定义可得结论;
(3)令,,令可求得的值,由此可求得对应的的取值,即的零点.
【小问1详解】
由题意知:的定义域为,
,为定义在上的奇函数.
小问2详解】
在上单调递减,证明如下:
任取,

,,,又,,
在上单调递减.
【小问3详解】
当时,,;
令,则,;
令,解得:,
在上单调递增,当或时,,
有两个不同的零点.

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