湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学2025届高三上学期第二次考试数学试卷(含答案)

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湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学2025届高三上学期第二次考试数学试卷(含答案)

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华中师大一附中2024—2025学年度上学期高三年级第二次考试
数学试题
时限:120分钟满分:150分
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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. 已知为虚数单位,,则()
A. 1 B. 2 C. D.
2. 已知集合,,则的子集的个数为()
A. 3 B. 4 C. 8 D. 16
3. 设,向量,且,则()
A. B. C. D.
4. 函数的图象大致是()
A B.
C. D.
5. 已知能被9整除,则整数的值可以是()
A B. C. 9 D. 13
6. 已知抛物线的焦点为,准线为为上一点,垂直于点为等边三角形,过的中点作直线,交轴于点,则直线的方程为()
A. B.
C. D.
7. 已知的内角,,的对边分别为,,,若的面积为,则的最大值为()
A. B. C. D.
8. 已知函数的图象在区间内恰好有对关于轴对称的点,则的值可以是()
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 定义在上的函数的值域为,且,则()
A. B.
C. D.
10. 下列命题正确的是()
A. “是第二象限角或第三象限角”,“”,则是的充分不必要条件
B. 若为第一象限角,则
C. 在中,若,则为锐角三角形
D. 已知,且,则
11. 已知曲线,则下列结论正确是()
A. 随着增大而减小
B. 曲线的横坐标取值范围为
C. 曲线与直线相交,且交点第二象限
D. 是曲线上任意一点,则的取值范围为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在的展开式中,的系数为_________________.
13. 在中,,,依次成等差数列,,的取值范围为______.
14. 如图,球内切于圆柱,圆柱的高为,为底面圆的一条直径,为圆上任意一点,则平面截球所得截面面积最小值为__________若为球面和圆柱侧面交线上的一点,则周长的取值范围为__________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 如图,已知在正三棱柱中,,且点分别为棱的中点.
(1)过点作三棱柱截面交于点,求线段长度;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值.
16. 在中,角A,B,C所对应的边分别为a,b,c,,,
(1)求A的大小:
(2)点D在BC上,
(Ⅰ)当,且时,求AC的长;
(Ⅱ)当,且时,求的面积.
17. 从一副扑克牌中挑出4张Q和4张K,将其中2张Q和2张K装在一个不透明的袋中,剩余的2张Q和2张K放在外面.现从袋中随机抽出一张扑克牌,若抽出Q,则把它放回袋中:若抽出K,则该扑克牌不再放回,并将袋外的一张Q放入袋中.如此操作若干次,直到将袋中的K全部置换为Q,
(1)在操作2次后,袋中K的张数记为随机变量X,求X的分布列及数学期望;
(2)记事件“在操作次后,恰好将袋中全部置换为”为,记.
(ⅰ)在第1次取到的条件下,求总共4次操作恰好完成置换的概率;
(ⅱ)试探究与的递推关系,并说明理由.
18. 由椭圆的两个焦点和短轴的一个顶点组成的三角形称为该椭圆的“特征三角形”.如果椭圆的“特征三角形”为,椭圆的“特征三角形”为,若,则称椭圆与“相似”,并将与的相似比称为椭圆与的相似比.已知椭圆与椭圆相似.
(1)求椭圆的离心率;
(2)若椭圆与椭圆的相似比为,设P为上异于其左、右顶点的一点.当时,过P分别作椭圆的两条切线,切点分别为,设直线的斜率为,证明:为定值;
19. 已知为有穷整数数列.给定正整数m,若对任意的,在Q中存在,使得,则称Q为连续可表数列.
(1)判断是否为连续可表数列?是否为连续可表数列?说明理由;
(2)若为连续可表数列,求证:k的最小值为4;
(3)若为连续可表数列,且,求证:.
华中师大一附中2024—2025学年度上学期高三年级第二次考试
数学试题
时限:120分钟满分:150分
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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.
【答案】C
2.
【答案】D
3.
【答案】D
4.
【答案】B
5.
【答案】B
6.
【答案】B
7.
【答案】D
8.
【答案】C
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.
【答案】ACD
10.
【答案】ACD
11.
【答案】AD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.
【答案】224
13.
【答案】
14.
【答案】 ①. ②.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.
【解析】
【分析】(1)将平面延展得到点,再利用相似三角形求解即可.
(2)建立空间直角坐标系,求出两个平面的法向量利用夹角公式求解即可.
【小问1详解】
由正三棱柱中,,
又因为点分别为棱的中点,可得,
如图所示,延长交的延长线于点,
连接交于点,则四边形为所求截面,
过点作的平行线交于,
所以
因此,所以.
【小问2详解】
以点为原点,以所在直线分别为轴,
以过点垂直于平面的直线为轴,建立空间直角坐标系,如图所示,
因为,可得,
则,
设平面的法向量为,则
取,则,所以,
取的中点,连接.因为△为等边三角形,可得,
又因为平面,且平面,所以,
因为,且平面,所以平面,
又由,可得,
所以平面的一个法向量为,
设平面与平面的夹角为,
则,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
16.
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理,三角函数恒等变换的应用化简已知等式可得的值,结合即可求解的值;
(2)(Ⅰ)根据锐角三角函数和差角公式可得正弦定理即可求解.
(Ⅱ)采用面积分割的方法以及正弦定理即可解决.
【小问1详解】
因为,
所以由正弦定理可得,
又,
所以,
因为为三角形内角,,
所以,可得,
因为,所以;
【小问2详解】
(Ⅰ)此时,,
所以,所以,
在中,由正弦定理可得;
(Ⅱ)设,由,
可得,化简可得
有,
由于,所以,
所以,
则.
17.
【解析】
【分析】(1)由题意可知,的所有取值为0,1,2,求出相应的概率,进而得到的分布列,再结合期望公式求出即可;
(2)(ⅰ)利用条件概率公式求解;
(ⅱ)设事件表示“次操作后袋中还剩1张”,则(B),为次操作后,恰好将袋中的全部置换为,分2种情况求得(B),代入(B),即可得到与的递推关系.
【小问1详解】
由题意可知,的所有取值为0,1,2,
则,,,
所以的分布列为:
0 1 2
所以;
【小问2详解】
(ⅰ)记事件表示“第1次取到”,事件表示“总共4次操作恰好完成置换”,
则(E),
依题意,若第一次取到,则剩余的3次操作,须将袋中全部置换为,
①若第二次也取出,则第三次和第四次均须取出,
其概率为,
②若第二次取出,则第三次取出,第四次取出,
其概率为,
综上所述,,
所以,
即在第1次取到的条件下,总共4次操作恰好完成置换的概率为;
(ⅱ),理由如下:
设事件表示“次操作后袋中还剩1张”,
依题意,为次操作后,恰好将袋中的全部置换为,而发生这样的情况需次操作后袋中还剩1张,且第次抽中,
则,即,
为次操作后,恰好将袋中的全部置换为,发生这样需2种情况:
①次操作后袋中还剩2张(即前次全取,概率为,并且第次和次全取,
②次操作后袋中还剩1张,第次取,第次取,
所以(B)
又因为,所以.
18.
【解析】
【分析】(1)首先得到、的长轴长、短轴长、焦距、依题意可得,从而得到,再由离心率公式计算可得;
(2)设,则直线的方程为,进而与椭圆联立方程,并结合判别式得,同理得到,进而得,再根据即可求得答案;
【小问1详解】
对于椭圆:,则长轴长为,短轴长为2,焦距为2,
椭圆:的长轴长为,短轴长为,焦距为,
依题意可得,所以,
则椭圆的离心率.
【小问2详解】
由相似比可知,,解得,
所以椭圆:,
设,则直线的方程为,即,
记,则的方程为,
将其代入椭圆的方程,消去,得,
因为直线与椭圆有且只有一个公共点,
所以,即,
将代入上式,整理得,
同理可得,
所以为关于的方程的两根,
所以.
又点在椭圆上,
所以,
所以为定值.
【点睛】方法点睛:定值问题常见方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
19.
【解析】
【分析】(1)直接利用定义验证即可;
(2)先考虑不符合,再列举一个合题即可;
(3)先证明,再说明时不合题意,找出且满足题意的数列即可得解.
【小问1详解】
,,,,,所以是连续可表数列;易知,不存在使得,所以不是连续可表数列.
【小问2详解】
若,设为,则至多,6个数字,没有个,矛盾;
当时,数列,满足,,,,,,,,.
【小问3详解】
先证明
从5个正整数中,取一个数字只能表示自身,最多可表示5个数字,
取连续两个数字最多能表示4个数字,取连续三个数字最多能表示3个数字,
取连续四个数字最多能表示2个数字,取连续五个数字最多能表示1个数字,
所以对任意给定的5个整数,最多可以表示个正整数,不能表示20个正整数,即.
若,最多可以表示个正整数,
由于为连续可表数列,且,所以至少有一项为负数,
既然任意5个正整数都不可能为20-连续可表数列,那么中间若插人一个负数项,更不能连续表示的正整数.
所以至少要有6个正整数才能连续表示的正整数.所以中至少包含6个正整数和一个负数,故.
当时,数列满足题意,

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