精品解析：江苏省南京市六校联合体2023-2024学年高三上学期10月联合调研数学试题（解析版）

2023—2024学年第一学期10月六校联合调研试题高三数学2023.10一、单项选择题：本大题共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.已知集合，，则（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】根据指数函数值域和对数函数定义域求出集合A，B，然后由交集运算可得.【详解】由指数函数性质可知，，由得，所以，所以.故选：D2.设是等比数列，且，，则（）A.12 B.24 C.30 D.32【答案】D【解析】【分析】根据已知条件求得的值，再由可求得结果.【详解】设等比数列的公比为，则，，因此，.故选：D.【点睛】本题主要考查等比数列基本量的计算，属于基础题．3.下列求导正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】根据基本函数的求导公式，及导数的运算法则和复合函数的求导法则，进行运算即可判断选项.【详解】对于A，，故A错误；对于B，根据复合函数的求导法则，，故B错误；对于C，，故C正确；对于D，，故D错误.故选：C.4.已知角终边上有一点，则是（）A.第一象限角 B.第二象限角 C.第三象限角 D.第四象限角【答案】C【解析】【分析】根据所在象限可判断点P所在象限，然后根据对称性可得.【详解】因为是第二象限角，所以，所以点P在第四象限，即角为第四象限角，所以为第一象限角，所以为第三象限角.故选：C5.已知直线和圆交于两点，则的最小值为（）A.2 B. C.4 D.【答案】D【解析】【分析】求出直线过定点，再利用弦长公式即可得到最小值.【详解】，令，则，所以直线过定点，当得，则在圆内，则直线与圆必有两交点，因为圆心到直线的距离，所以．故选：D.6.已知样本数据，，，，，的平均数为16，方差为9，则另一组数据，，，，，，12的方差为（）．A. B. C. D.7【答案】C【解析】【分析】由均值、方差性质求数据，，，，，的平均数、方差，应用平均数、方差公式求新数据方差.【详解】设数据，，，，，的平均数为，方差为，由，，得，，则，，，，，，12的平均数为，方差为．故选：C7.已知定义在上的偶函数满足，则下列说法正确的是（）AB.函数的一个周期为2C.D.函数的图象关于直线对称【答案】C【解析】【分析】根据已知等式判断函数的对称性，结合偶函数的性质判断函数的周期，最后逐一判断即可.【详解】函数关于点中心对称，因此选项D不正确；又因为函数为偶函数，所以，由，所以函数的周期为，所以选项B不正确；因为函数是周期为的偶函数，所以，因此选项A不正确；在中，令，得，因为函数的周期为，因此选项C正确，故选：C8.已知点是抛物线上不同的两点，为抛物线的焦点，且满足，弦的中点到直线的距离记为，若不等式恒成立，则的取值范围（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【分析】令，利用余弦定理表示出弦的长，再利用抛物线定义结合梯形中位线定理表示出，然后利用均值不等式求解作答.【详解】在中，令，由余弦定理得，则有，显然直线是抛物线的准线，过作直线的垂线，垂足分别为，如图，而为弦的中点，为梯形的中位线，由抛物线定义知，，因此，当且仅当时取等号，又不等式恒成立，等价于恒成立，则，所以的取值范围是.故选：D【点睛】方法点睛：圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法：（1）几何法，若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义，则考虑利用几何法来解决；（2）代数法，若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系，则可首先建立目标函数，再求这个函数的最值或范围．二、多项选择题：本大题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得5分，有选错的得0分，部分选对的得2分．请把正确选项在答题卡中的相应位置涂黑．9.设复数满足，则下列说法错误的是（ ）A.为纯虚数 B.的虚部为2iC.在复平面内，对应的点位于第二象限 D.＝【答案】ABC【解析】【分析】由复数的乘法和除法运算化简复数z，再对选项一一判断即可得出答案.【详解】设复数，由得，则，故A错误；z的虚部为，故B错误；复平面内，对应的点为，对应的点位于第三象限，故C错误；，故D正确.故选：ABC.10已知向量，，且，则（）A. B.C.向量与向量的夹角是 D.向量在向量上的投影向量坐标是【答案】ACD【解析】【分析】根据向量垂直的坐标公式求出向量判断A，利用向量模的坐标运算判断B，利用数量积的夹角坐标公式求解判断C，利用数量积的几何意义求解判断D.【详解】因为向量，，所以，由得，解得，所以，故A正确；又，所以，故B错误；设向量与向量的夹角为，因为，，所以，又，所以，即向量与向量的夹角是，故C正确；向量在向量上的投影向量坐标是，故D正确.故选：ACD.11.已知函数，下列说法正确的是（）A.函数的值域为B.若存在，使得对都有，则的最小值为C.若函数在区间上单调递增，则的取值范围为D.若函数在区间上恰有3个极值点和2个零点，则的取值范围为【答案】ACD【解析】【分析】化简的解析式，根据三角函数的值域、最值、周期、单调性、极值点等知识对选项进行分析，从而确定正确答案.【详解】已知函数，可知其值域为，故选项A正确；若存在，使得对都有，所以的最小值为，故选项B错误；函数的单调递增区间为，，所以，令，则的取值范围为，故选项C正确；若函数在区间上恰有3个极值点和2个零点，，由如图可得：，的取值范围为，故选项D正确；故选：ACD12.已知函数，则下列说法正确的是（）A.当时，在上单调递增B.若的图象在处的切线与直线垂直，则实数C.当时，不存在极值D.当时，有且仅有两个零点，且【答案】ABD【解析】【分析】对于A，利用导数即可判断；对于B，根据导数的几何意义可判断；对于C，取，根据导数判断此时函数的单调性，说明极值情况，即可判断；对于D，结合函数单调性，利用零点存在定理说明有且仅有两个零点，继而由可推出，即可证明结论，即可判断.【详解】因为，定义域为且，所以，对于A，当时，，所以在和上单调递增，故A正确；对于B，因为直线的斜率为，又因为的图象在处的切线与直线垂直，故令，解得，故B正确；对于C，当时，不妨取，则，令，则有，解得，当时，，在上单调递增；当时，，在上分别单调递减；所以此时函数有极值，故C错误；对于D，由A可知，当时，在和上单调递增，当时，，，所以在上有一个零点，又因为当时，，，所以在上有一个零点，所以有两个零点，分别位于和内；设，令，则有，则，所以的两根互为倒数，所以，故D正确．故选：ABD【点睛】难点点睛：本题综合考查了导数知识的应用，综合性较，解答的难点在于选项D的判断，要结合函数的单调性，利用零点存在定理判断零点个数，难就难在计算量较大并且计算复杂，证明时，要注意推出，进而证明结论三、填空题：本大题共4小题，每小题5分，共20分．13.在的展开式中，的系数为______．【答案】240【解析】【分析】利用二项展开式的通项公式即可.【详解】在的展开式中，的系数为；在的展开式中，的系数为；所以在的展开式中，的系数为；故答案为：24014.2023年杭州亚运会招募志愿者，现从某高校的6名志愿者中任意选出3名，分别担任语言服务、人员引导、应急救助工作，其中甲、乙2人不能担任语言服务工作，则不同的选法共有_______种.【答案】80【解析】分析】应用排列组合知识及计数原理可得答案.【详解】先从甲、乙之外的4人中选取1人担任语言服务工作，再从剩下的5人中选取2人分别担任人员引导、应急救助工作，则不同的选法共有种.故答案为：80.15.已知，若，，则实数的取值范围是______．【答案】【解析】【分析】作出函数图象，设，数形结合可知的范围，转化为关于的函数，利用导数求最值即可.【详解】作函数图象，如图，设，则，，又，，，设，当时，，函数为增函数，，即实数的取值范围是故答案为：16.在正三棱锥中，底面的边长为4，E为AD的中点，，则以D为球心，AD为半径的球截该棱锥各面所得交线长为________．【答案】【解析】【分析】首先证明两两垂直，再求出所对应的圆心角，则计算出其弧长，即可得到交线长.【详解】记CD中点为F，作平面BCD，垂足为O，由正三棱锥性质可知，O为正三角形BCD的中心，所以O在BF上，因为平面BCD，所以，由正三角形性质可知，，又，平面ABO，所以平面ABO，因为平面ABO，所以，又平面ACD，所以平面ACD，因为平面ACD，所以由正三棱锥性质可知，两两垂直，且，则，如图，易知以D为球心，AD为半径的球截该棱锥各面所得交线，是以D为圆心，AD为半径的三段圆弧，则，，则其圆心角分别为，所以其交线长为，故答案为：.【点睛】关键点睛：本题的关键是利用线面垂直的判定与性质得到两两垂直，再求出所对应的三段弧长即可得到交线长.四、解答题：本大题共6小题，共70分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．17.已知等差数列的前项和为，且满足，．（1）求数列的通项公式；（2）若数列满足，求数列的前项和．【答案】（1）（2）【解析】【分析】（1）利用等差数的性质，结合通项公式与前项和公式即可得解；（2）利用分组求和差，结合等差数列与等比数列的前项和公式即可得解.【小问1详解】（1）设数列等差数列的公差为d，因为，所以，则，因为，即，所以，所以，，所以，即.【小问2详解】因为，所以，所以．18.已知函数,（1）求函数的最值；（2）设的内角A，B，C的对边分别为a，b，c，若，，且，求的面积．【答案】（1）最大值为2，最小值为（2）或【解析】【分析】(1)把化为“一角一函数”的形式：先用诱导公式把角化为，再用二倍角公式把二次项化为一次项，同时把角化为，最后用辅助角公式把函数名化为正弦，即可求出函数的最值；(2)先求出角，由余弦定理得到关于的方程，再由正弦定理把已知的方程化简为含的方程，联立方程组即可解出的值，再代入三角形的面积公式即可.【小问1详解】因为，所以的最大值为2，最小值为．【小问2详解】结合(1)可知，所以．因为，所以，则．由余弦定理得，化简得①．又，由正弦定理可得，即②．结合①②得或．时，；时，．综上，的面积为或．19.在三棱锥中，△ABC是边长为4的正三角形，平面平面，，、分别为的中点．（1）证明：；（2）求二面角正弦值的大小.【答案】（1）证明见解析（2）【解析】【分析】（1）取AC得中点O，得，，可知平面，进而得结论；（2）建立空间直角坐标系，求出平面CMN与平面的法向量，根据向量的夹角公式求解.【小问1详解】取AC得中点O，连接SO，OB，，，，，又SO，BO交于点O，平面，平面，于是可知平面，又平面，；【小问2详解】∵平面平面，平面平面，平面，，∴平面，以OA为x轴，OB为y轴，OS为z轴建立空间直角坐标系,那么，∴，设为平面CMN的一个法向量，那么，取，那么，∴，又为平面一个法向量，，，即二面角的正弦值为.20.为了丰富在校学生的课余生活，某校举办了一次趣味运动会活动，学校设置项目A“毛毛虫旱地龙舟”和项目B“袋鼠接力跳”．甲、乙两班每班分成两组，每组参加一个项目，进行班级对抗赛．每一个比赛项目均采取五局三胜制（即有一方先胜3局即获胜，比赛结束），假设在项目A中甲班每一局获胜的概率为，在项目B中甲班每一局获胜的概率为，且每一局之间没有影响．（1）求甲班在项目A中获胜的概率；（2）设甲班获胜的项目个数为X，求X的分布列及数学期望．【答案】（1）（2）分布列见解析，【解析】【分析】（1）记“甲班在项目A中获胜”为事件A，利用独立事件的乘法公式求解即可；（2）先算出“甲班在项目B中获胜”的概率，然后利用独立事件的乘法公式得到X的分布列，即可算出期望【小问1详解】记“甲班在项目A中获胜”为事件A，则，所以甲班在项目A中获胜的概率为【小问2详解】记“甲班在项目B中获胜”为事件B，则，X的可能取值为0，1，2，则，，．所以X的分布列为X012P．所以甲班获胜的项目个数的数学期望为21.已知函数（1）讨论函数的单调性；（2）设.如果对任意，，求的取值范围．【答案】（1）当a≥0时，＞0，故f(x)在(0，+)单