2023-2024学年第二学期期中质量检测高二数学试卷(答案在最后)(满分:150分;考试时间:120分钟)注意事项:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.写在本试卷上无效.3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.4.测试范围:选择性必修第二册第五章、选择性必修第三册第六章、第七章第Ⅰ卷一、单项选择题: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,只有一个选项是符合题目要求的.1.计算52752+C A 的值是()A.62B.102C.152D.5402.下列导数运算正确的是()A.cos sin x x x '⎛⎫=- ⎪⎝⎭B.()21log ln 2x x '=C.()22xx'= D.()32e 3exxx x '=3.若9290129(2)x a a x a x a x -=++++L ,则129a a a +++ 的值为()A.1- B.1 C.511- D.5124.若2()f x x bx c =++的图象的顶点在第二象限,则函数()f x '的图象是()A. B.C. D.5.曲线()(22e 21xf x x x =--+-在0x =处的切线的倾斜角是()A.2π3B.5π6C.3π4 D.π46.现有完全相同的甲,乙两个箱子(如图),其中甲箱装有2个黑球和4个白球,乙箱装有2个黑球和3个白球,这些球除颜色外完全相同.某人先从两个箱子中任取一个箱子,再从中随机摸出一球,则摸出的球是黑球的概率是()A.1115B.1130C.115D.2157.有7种不同的颜色给下图中的4个格子涂色,每个格子涂一种颜色,且相邻的两个格子颜色不能相同,若最多使用3种颜色,则不同的涂色方法种数为()A.462B.630C.672D.8828.已知函数()e 2xx k f x =-,若0x ∃∈R ,()00f x ≤,则实数k 的最大值是().A.1eB.2eC.12eD.e e二、多项选择题: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.已知1)nx+*(N )n ∈展开式中常数项是2C n ,则n 的值为().A.3B.4C.5D.610.高中学生要从必选科目(物理和历史)中选一门,再在化学、生物、政治、地理这4个科目中,依照个人兴趣、未来职业规划等要素,任选2个科目构成“1+2选考科目组合”参加高考.已知某班48名学生关于选考科目的结果统计如下:选考科目名称物理化学生物历史地理政治选考该科人数36392412a b下面给出关于该班学生选考科目的四个结论中,正确的是()A.33a b +=B.选考科目组合为“历史+地理+政治”的学生可能超过9人C.在选考化学的所有学生中,最多出现6种不同的选考科目组合D.选考科目组合为“历史+生物+地理”的学生人数一定是所有选考科目组合中人数最少的11.若不等式e ln 0x ax a -<在[)2,x ∞∈+时恒成立,则实数a 的值可以为()A.3eB.2eC.eD.2第Ⅱ卷三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.12.某气象台统计,该地区下雨的概率为415,刮四级以上风的概率为215,既刮四级以上的风又下雨的概率为110,设A 为下雨,B 为刮四级以上的风,则()P B A =___________.13.某校一次高三数学统计,经过抽样分析,成绩X 近似服从正态分布()2110,N σ,且P (90110)X ≤≤0.3=,该校有1000人参加此次统考,估计该校数学成绩不低于130分的人数为________.14.将4名志愿者分配到3个不同的北京冬奥场馆参加接待工作,每个场馆至少分配一名志愿者的方案种数为________.(用数字作答)四、解答题(本大题共5题,共77分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤)15.已知函数3()ln (R)f x x ax a =+∈,且(1)4f '=.(1)求a 的值;(2)设()()ln g x f x x x =--,求()y gx =过点(1,0)的切线方程.16.已知n⎛⎝在的展开式中,第6项为常数项.(1)求n ;(2)求含2x 的项的系数;(3)求展开式中所有的有理项.17.如图,有三个外形相同的箱子,分别编号为1,2,3,其中1号箱装有1个黑球和3个白球,2号箱装有2个黑球和2个白球,3号箱装有3个黑球,这些球除颜色外完全相同.小明先从三个箱子中任取一箱,再从取出的箱中任意摸出一球,记事件i A (123i =,,)表示“球取自第i 号箱”,事件B 表示“取得黑球”.(1)求()P B 的值:(2)若小明取出的球是黑球,判断该黑球来自几号箱的概率最大?请说明理由.18.为普及空间站相关知识,某部门组织了空间站模拟编程闯关活动,它是由太空发射、自定义漫游、全尺寸太阳能、空间运输等10个相互独立的程序题目组成.规则是:编写程序能够正常运行即为程序正确.每位参赛者从10个不同的题目中随机选择3个进行编程,全部结束后提交评委测试,若其中2个及以上程序正确即为闯关成功.现已知10个程序中,甲只能正确完成其中6个,乙正确完成每个程序的概率为0.6,每位选手每次编程都互不影响.(1)求乙闯关成功的概率;(2)求甲编写程序正确的个数X 的分布列和期望,并判断甲和乙谁闯关成功的可能性更大.19.已知曲线()31:3C y f x x ax ==-.(1)求函数()313f x x ax =-()0a ≠的单调递增区间;(2)若曲线C 在点()()3,3f 处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积大于18,求实数a 的取值范围.2023-2024学年第二学期期中质量检测高二数学试卷(满分:150分;考试时间:120分钟)注意事项:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.写在本试卷上无效.3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.4.测试范围:选择性必修第二册第五章、选择性必修第三册第六章、第七章第Ⅰ卷一、单项选择题: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,只有一个选项是符合题目要求的.1.计算52752+C A 的值是()A.62 B.102C.152D.540【答案】A 【解析】【分析】利用组合和排列数公式计算【详解】5275762254622C A =+´+创=故选:A2.下列导数运算正确的是()A.cos sin x x x '⎛⎫=- ⎪⎝⎭B.()21log ln 2x x '=C.()22xx'= D.()32e 3exxx x '=【答案】B 【解析】【分析】利用常见函数的导数可以判断B 、C 的真假,利用积的导数的运算法则判断D 的真假,利用商的导数的运算法则判断A 的真假.【详解】∵()22cos cos cos sin cos x x x x x x x x x x x ''⋅-⋅--⎛⎫== ⎪⎝'⎭,故A 错误;∵()21log ln 2x x '=,故B 正确;∵()22ln 2x x '=,故C 错误;∵()()()33323e e e 3e e x x x x x x x x x x ⋅'''=⋅+=+,故D 错误.故选:B.3.若9290129(2)x a a x a x a x -=++++L ,则129a a a +++ 的值为()A.1- B.1 C.511- D.512【答案】C 【解析】【分析】根据题意,分别令1x =与0x =代入计算,即可得到结果.【详解】当1x =时,20911a a a a ++++=L ;当0x =时,0512a =所以,1211511a a a +++=-L 故选:C4.若2()f x x bx c =++的图象的顶点在第二象限,则函数()f x '的图象是()A.B.C.D.【答案】C 【解析】【分析】求导后得到斜率为2,再由极值点是导数为零的点小于零,综合直线的特征可得正确答案.【详解】因为()2f x x b '=+,所以函数()f x '的图象是直线,斜率20k =>;又因为函数()f x 的顶点在第二象限,所以极值点小于零,所以()f x '的零点小于零,结合直线的特征可得C 符合.故选:C5.曲线()(22e 21xf x x x =--+-在0x =处的切线的倾斜角是()A.2π3B.5π6C.3π4 D.π4【答案】A 【解析】【分析】利用导数的几何意义求得切线斜率,即可求得切线的倾斜角.【详解】()()2e 22,0xf x x f =--∴'-'= ,设切线的倾斜角为[),0,πθθ∈,则tan θ=,即2π3θ=,故选:A .6.现有完全相同的甲,乙两个箱子(如图),其中甲箱装有2个黑球和4个白球,乙箱装有2个黑球和3个白球,这些球除颜色外完全相同.某人先从两个箱子中任取一个箱子,再从中随机摸出一球,则摸出的球是黑球的概率是()A.1115B.1130C.115D.215【答案】B 【解析】【分析】根据条件概率的定义,结合全概率公式,可得答案.【详解】记事件A 表示“球取自甲箱”,事件A 表示“球取自乙箱”,事件B 表示“取得黑球”,则()()()()1212,,2635P A P A P B A P B A =====,由全概率公式得()()()()111211232530P A P B A P A P B A +=⨯+⨯=.故选:B .7.有7种不同的颜色给下图中的4个格子涂色,每个格子涂一种颜色,且相邻的两个格子颜色不能相同,若最多使用3种颜色,则不同的涂色方法种数为()A.462B.630C.672D.882【答案】C 【解析】【分析】根据题意,按使用颜色的数目分两种情况讨论,由加法原理计算可得答案.【详解】根据题意,分两种情况讨论:若用两种颜色涂色,有27C 242⨯=种涂色方法;若用三种颜色涂色,有()37C 3221630⨯⨯⨯+=种涂色方法;所以有42630672+=种不同的涂色方法.故选:C.8.已知函数()e 2xx k f x =-,若0x ∃∈R ,()00f x ≤,则实数k 的最大值是().A.1eB.2eC.12eD.e e【答案】B 【解析】【分析】将问题转化为002e x x k ≤在0x ∈R 上能成立,利用导数求2()exxg x =的最大值,求k 的范围,即知参数的最大值.【详解】由题设,0x ∃∈R 使02e x x k ≤成立,令2()exxg x =,则()21e x g x x ⋅-'=,∴当1x <时()0g x '>,则()g x 递增;当1x >时()0g x '<,则()g x 递减;∴2()(1)e g x g ≤=,故2e k ≤即可,所以k 的最大值为2e.故选:B.二、多项选择题: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.已知1)nx+*(N )n ∈展开式中常数项是2C n ,则n 的值为().A.3B.4C.5D.6【答案】AD 【解析】【分析】根据二项式展开式得到321C n r r r nT x-+=,再令302n r-=,则得到123C C n n n =,解出即可.【详解】展开式的通项为131221C ()()C n r r n rr rr nnT x x x---+==,若要其表示常数项,须有302n r-=,即13r n =,又由题设知123C C n n =,123n \=或123n n -=,6n ∴=或3n =.故选:A D .10.高中学生要从必选科目(物理和历史)中选一门,再在化学、生物、政治、地理这4个科目中,依照个人兴趣、未来职业规划等要素,任选2个科目构成“1+2选考科目组合”参加高考.已知某班48名学生关于选考科目的结果统计如下:选考科目名称物理化学生物历史地理政治选考该科人数36392412ab下面给出关于该班学生选考科目的四个结论中,正确的是()A.33a b +=B.选考科目组合为“历史+地理+政治”的学生可能超过9人C.在选考化学的所有学生中,最多出现6种不同的选考科目组合D.选考科目组合为“历史+生物+地理”的学生人数一定是所有选考科目组合中人数最少的【答案】AC 【解析】【分析】结合统计结果对选项逐一分析即可得.【详解】对A :由3924482a b +++=⨯,则33a b +=,故A 正确;对B :由选择化学的有39人,选择物理的有36人,故至少有三人选择化学并选择了历史,故选考科目组合为“历史+地理+政治”的学生最多有9人,故B 错误;对C :确定选择化学后,还需在物理、历史中二选一,在生物、地理、政治中三选一,故共有236⨯=种不同的选考科目组合,故C 正确;对D :由于地理与政治选考该科人数不确定,故该说法不正确,故D 错误.故选:AC.11.若不等式e ln 0x ax a -<在[)2,x ∞∈+时恒成立,则实数a 的值可以为()A.3eB.2eC.eD.2【答案】BCD 【解析】【分析】构造函数()ex xf x =,将e ln 0x ax a -<恒成立问题转化为()()ln f x f a <恒成立问题,求导,研究()e xxf x =单调性,画出其图象,根据图象逐一验证选项即可.【详解】由e ln 0x ax a -<得ln ln ln e ex a x a aa <=,设()e x x f x =,则()1ex xf x ='-,当1x <时,()0f x '>,()f x 单调递增,当1x >时,()0f x '<,()f x 单调递减,又()00f =,()11e f =,当0x >时,()0ex xf x =>恒成立,所以()ex xf x =的图象如下:,ln ln e ex a x a<,即()()ln f x f a <,2x ≥,对于A :当3e a =时,ln ln 31>2a =+,根据图象可得()()ln f x f a <不恒成立,A 错误;对于B :当2e a =时,()ln ln 211,2a =+∈,根据图象可得()()ln f x f a <恒成立,B 正确;对于C :当e a =时,ln 1a =,根据图象可得()()ln f x f a <恒成立,C 正确;对于D :当2a =时,ln ln 2a =,又()()ln 22ln 212ln 2ln 2,2e 2ef f ===,因为221263ln 23ln 2e e ⨯-⨯=,且2e,e 6>>,即26ln 1,1e ><,所以221263ln 23ln 02e e⨯-⨯=->,即()()ln 22f f >,根据图象可得()()ln f x f a <恒成立,D 正确;故选:BCD.【点睛】关键点点睛:本题的关键将条件变形为ln ln e e x ax a <,通过整体结构相同从而构造函数()e x x f x =来解决问题.第Ⅱ卷三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.12.某气象台统计,该地区下雨的概率为415,刮四级以上风的概率为215,既刮四级以上的风又下雨的概率为110,设A 为下雨,B 为刮四级以上的风,则()P B A =___________.【答案】38【解析】【分析】利用条件概率的概率公式()()()P AB P B A P A =即可求解.【详解】由题意可得:()415P A =,()215P B =,()110P AB =,由条件概率公式可得()()()13104815P AB P B A P A ===,故答案为:38.13.某校一次高三数学统计,经过抽样分析,成绩X 近似服从正态分布()2110,N σ,且P (90110)X ≤≤0.3=,该校有1000人参加此次统考,估计该校数学成绩不低于130分的人数为________.【答案】200【解析】【分析】根据X 近似服从正态分布()2110,N σ,且P (90110)X ≤≤0.3=,求得(130)p X ≥即可.【详解】因为X 近似服从正态分布()2110,N σ,且P (90110)X ≤≤0.3=,所以()()113012901300.22P X P X ⎡⎤≥=-≤≤=⎣⎦,又该校有1000人参加此次统考,估计该校数学成绩不低于130分的人数为10000.2200⨯=人.故答案为:200.14.将4名志愿者分配到3个不同的北京冬奥场馆参加接待工作,每个场馆至少分配一名志愿者的方案种数为________.(用数字作答)【答案】36【解析】【分析】先将4人分成2、1、1三组,再安排给3个不同的场馆,由分步乘法计数原理可得.【详解】将4人分到3个不同的体育场馆,要求每个场馆至少分配1人,则必须且只能有1个场馆分得2人,其余的2个场馆各1人,可先将4人分为2、1、1的三组,有211421226C C C A =种分组方法,再将分好的3组对应3个场馆,有336A =种方法,则共有6636⨯=种分配方案.故答案为:36四、解答题(本大题共5题,共77分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤)15.已知函数3()ln (R)f x x ax a =+∈,且(1)4f '=.(1)求a 的值;(2)设()()ln g x f x x x =--,求()y g x =过点(1,0)的切线方程.【答案】(1)1(2)22y x =-【解析】【分析】(1)利用导数求解参数即可.(2)先设切点,利用导数表示斜率,建立方程求出参数,再写切线方程即可.【小问1详解】定义域为,()0x ∈+∞,21()3f x ax x'=+,而(1)13f a '=+,而已知(1)4f '=,可得134a +=,解得1a =,故a 的值为1,【小问2详解】3()()ln g x f x x x x x =--=-,设切点为0003(,)x x x -,设切线斜率为k ,而2()31g x x '=-,故切线方程为300200()(31)()y x x x x x --=--,将(1,0)代入方程中,可得3200000()(31)(1)x x x x --=--,解得01x =(负根舍去),故切线方程为22y x =-,16.已知n ⎛ ⎝在的展开式中,第6项为常数项.(1)求n ;(2)求含2x 的项的系数;(3)求展开式中所有的有理项.【答案】(1)10n =;(2)454;(3)2454x ,638-,245256x.【解析】【分析】(1)求出n⎛ ⎝的展开式的通项为1r T +,当=5r 时,指数为零,可得n ;(2)将10n =代入通项公式,令指数为2,可得含2x 的项的系数;(3)根据通项公式与题意得1023010r Zr r Z -⎧∈⎪⎪≤≤⎨⎪∈⎪⎩,求出r 的值,代入通项公式并化简,可得展开式中所有的有理项.【详解】(1)n ⎛ ⎝的展开式的通项为233311122r rn r r n r r r r n n T C x x C x ----+⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,因为第6项为常数项,所以=5r 时,有203n r -=,解得10n =.(2)令223n r -=,得()()116106222r n =-=⨯-=,所以含2x 的项的系数为221014524C ⎛⎫-= ⎪⎝⎭.(3)根据通项公式与题意得1023010r Zr r Z -⎧∈⎪⎪≤≤⎨⎪∈⎪⎩,令()1023r k k Z -=∈,则1023r k -=,即352r k =-.r Z ∈,∴k 应为偶数.又010r ≤≤,∴k 可取2,0,-2,即r 可取2,5,8.所以第3项,第6项与第9项为有理项,它们分别为2221012C x ⎛⎫- ⎪⎝⎭,551012C ⎛⎫- ⎪⎝⎭,8821012C x -⎛⎫- ⎪⎝⎭,即2454x ,638-,245256x .【点睛】关键点点睛:本题考查二项式展开式的应用,考查二项式展开式的通项公式以及某些特定的项,解决本题的关键点是求解展开式的有理项时,令()1023r k k Z -=∈,由r Z ∈以及010r ≤≤,求出k 的值,进而得出r 的值,代入通项公式化简可得有理项,考查了学生计算能力,属于中档题.17.如图,有三个外形相同的箱子,分别编号为1,2,3,其中1号箱装有1个黑球和3个白球,2号箱装有2个黑球和2个白球,3号箱装有3个黑球,这些球除颜色外完全相同.小明先从三个箱子中任取一箱,再从取出的箱中任意摸出一球,记事件i A (123i =,,)表示“球取自第i 号箱”,事件B 表示“取得黑球”.(1)求()P B 的值:(2)若小明取出的球是黑球,判断该黑球来自几号箱的概率最大?请说明理由.【答案】(1)712(2)可判断该黑球来自3号箱的概率最大.【解析】【分析】(1)因先从三个箱子中任取一箱,再从取出的箱中任意摸出一球为黑球,其中有三种可能,即黑球取自于1号,2号或者3号箱,故事件B 属于全概率事件,分别计算出()i P A 和(|),1,2,3i P B A i =,代入全概率公式即得;(2)由“小明取出的球是黑球,判断该黑球来自几号箱”是求条件概率(|),1,2,3i P A B i =,根据条件概率公式分别计算再比较即得.【小问1详解】由已知得:1231()()()3P A P A P A ===,12311(|),(|),(|)1,42P B A P B A P B A ===而111111()(|)(),4312P BA P B A P A =⋅=⨯=222111()(|)(),236P BA P B A P A =⋅=⨯=33311()(|)()1.33P BA P B A P A =⋅=⨯=由全概率公式可得:1231117()()()().126312P B P BA P BA P BA =++=++=【小问2详解】因“小明取出的球是黑球,该黑球来自1号箱”可表示为:1A B ,其概率为111()112(|)7()712P A B P A B P B ===,“小明取出的球是黑球,该黑球来自2号箱”可表示为:2A B ,其概率为221()26(|)7()712P A B P A B P B ===,“小明取出的球是黑球,该黑球来自3号箱”可表示为:3A B ,其概率为331()43(|)7()712P A B P A B P B ===.综上,3(|)P A B 最大,即若小明取出的球是黑球,可判断该黑球来自3号箱的概率最大.18.为普及空间站相关知识,某部门组织了空间站模拟编程闯关活动,它是由太空发射、自定义漫游、全尺寸太阳能、空间运输等10个相互独立的程序题目组成.规则是:编写程序能够正常运行即为程序正确.每位参赛者从10个不同的题目中随机选择3个进行编程,全部结束后提交评委测试,若其中2个及以上程序正确即为闯关成功.现已知10个程序中,甲只能正确完成其中6个,乙正确完成每个程序的概率为0.6,每位选手每次编程都互不影响.(1)求乙闯关成功的概率;(2)求甲编写程序正确的个数X 的分布列和期望,并判断甲和乙谁闯关成功的可能性更大.【答案】(1)0.648(2)分布列见解析,期望为95,甲比乙闯关成功的概率要大.【解析】【分析】(1)根据题意,直接列出式子,代入计算即可得到结果;(2)根据题意,由条件可得X 的可能取值为0,1,2,3,然后分别计算其对应概率,即可得到分布列,然后计算甲闯关成功的概率比较大小即可.【小问1详解】记事件A 为“乙闯关成功”,乙正确完成每个程序的概率为0.6,则()()2233C 0.610.6(0.6)0.648;P A =⨯⨯-+=【小问2详解】甲编写程序正确的个数X 的可能取值为0,1,2,3,()()()()211233464664333310101010C C C C C C 13110,1,2,3C 30C 10C 2C 6P X P X P X P X ============,故X 的分布列为:X0123P 1303101216故()1311901233010265E X =⨯+⨯+⨯+⨯=,甲闯关成功的概率1120.648263P =+=>,故甲比乙闯关成功的概率要大.19.已知曲线()31:3C y f x x ax ==-.(1)求函数()313f x x ax =-()0a ≠的单调递增区间;(2)若曲线C 在点()()3,3f 处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积大于18,求实数a 的取值范围.【答案】(1)答案见解析(2)()()0,99,18U 【解析】【分析】(1)求出函数的导函数,分0a >、a<0两种情况讨论,分别求出函数的单调递增区间;(2)利用导数的几何意义求出切线方程,再令0x =、0y =求出在坐标轴上的截距,再由面积公式得到不等式,解得即可.【小问1详解】∵()313f x x ax =-定义域为R ,且()2f x x a '=-,①当a<0时,()20f x x a '=->恒成立,∴()f x 在R 上单调递增;②当0a >时,令()20f x x a '=->,解得x <x >,∴()f x 在(,∞-,)∞+上单调递增,综上:当a<0时,()f x 的单调递增区间为(),-∞+∞;当0a >时,()f x 的单调递增区间为(,∞-,)∞+.【小问2详解】由(1)得()2339f a a =-=-',又∵()393f a =-,∴切线方程为()()()9393y a a x --=--,依题意90a -≠,令0x =,得18y =-;令0y =,得189x a=-,切线与坐标轴所围成的三角形的面积11816218299S a a =⨯⨯=--,依题意162189a >-,即919a>-,解得09a <<或918<<a ,即实数a 的取值范围为()()0,99,18⋃.。