湖南2023-2024学年度高一第二学期入学考试数学(答案在最后)命题:(考试范围:必修1)时量:120分钟满分:150分得分:______.一、选择题(本大题共8个小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题意的.)1.已知全集()U {010},{1,3,5,7}U M N x x M N =⋃=∈≤≤⋂=N ∣ð,则集合N =()A.{}010x x ≤≤∣ B.{}010x x ∈≤≤N∣C.{}0,2,4,6,8,9,10 D.{}0,2,4,6,8,10【答案】C 【解析】【分析】根据题意,结合集合的运算,即可得到结果.【详解】{}{010}0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10U M N x x =⋃=∈≤≤=N∣,且()U {1,3,5,7}M N ⋂=ð,则集合N 中不包含元素1,3,5,7,即{}0,2,4,6,8,9,10N =.故选:C2.已知R 上的函数()f x ,则“()00f =”是“函数()f x 为奇函数”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】B 【解析】【分析】根据题意,结合函数的奇偶性分别验证充分性以及必要性,即可得到结果.【详解】取()()1f x x x =-,x ∈R ,则()00f =,但()()10,12f f =-=,即()()11f f -≠-,所以函数()f x 不是奇函数,故充分性不满足;若函数()f x 为奇函数,则()()00f f =--,即()00f =,故必要性满足;所以“()00f =”是“函数()f x 为奇函数”的必要不充分条件.故选:B3.为了得到函数cos5xy =的图象,只需把余弦曲线cos y x =上所有的点()A.横坐标伸长到原来的5倍,纵坐标不变B.横坐标缩短到原来的15,纵坐标不变C.纵坐标伸长到原来的5倍,横坐标不变 D.纵坐标缩短到原来的15,横坐标不变【答案】A 【解析】【分析】根据函数()cos y A x ωϕ=+的图象变换规律,横坐标伸缩变换,可得结论.【详解】将函数cos y x =图象上各点的横坐标伸长到原来的5倍,纵坐标不变,得到函数1cos 5y x =的图象.故选:A .4.函数()()1ln f x x x =-的图象可能是()A.B.C. D.【答案】C 【解析】【分析】通过函数的定义域排除D 选项;通过函数的零点、在1x <-,10x -<<,01x <<,1x >四段范围内函数值的正负可排除AB 选项,确定C 选项.【详解】函数()()1ln f x x x =-的定义域为{}0x x ≠,故排除D 选项;令()()1ln 0f x x x =-=,即1x =或=1x -,所以函数有两个零点1,1-,当1x <-时,1x ->,则10x -<,()ln ln 0x x =->,则()()1ln 0f x x x =-<,故排除AB 选项;当10x -<<时,1x -<,则10x -<,()ln ln 0x x =-<,则()()1ln 0=->f x x x ;当01x <<时,10x -<,ln ln 0x x =<,则()()1ln 0=->f x x x ;当1x >时,10x ->,ln ln 0x x =>,则()()1ln 0=->f x x x .所以函数()()1ln f x x x =-的图象可能是C 选项.故选:C.5.已知实数a ,b ,满足33(1)(1)2a b a b -+-≥--恒成立,则a b +的最小值为()A.2B.0C.1D.4【答案】A 【解析】【分析】化简可得33(1)(1)(1)1a a b b -+-≥-+-,再根据函数3y x x =+单调递增判断即可.【详解】33(1)(1)2a b a b -+-≥--,所以33(1)(1)(1)1a a b b -+-≥-+-,因为函数3y x x =+单调递增,所以11a b -≥-,即2a b +≥.故选:A .6.已知4cos 25πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭,且2πα<,则sin21cos2αα=+()A.43 B.34C.34-D.43-【答案】D 【解析】【分析】由已知利用诱导公式可求sin α的值,根据同角三角函数基本关系式可求cos α的值,进而根据二倍角公式化简所求即可得解.【详解】解:∵4cos sin 25παα⎛⎫+=-= ⎪⎝⎭且2πα<,所以4sin 5α=-,3cos 5α==所以2sin22sin cos sin 41cos22cos cos 3ααααααα===-+故选:D .7.已知函数())lg f x x =,正实数a ,b 满足()()220f a f b -+=,则2aba b +的最大值为()A.49B.29C.15D.14【答案】B 【解析】【分析】先判定函数的奇偶性及单调性,可由条件得出22a b +=,再结合基本不等式计算即可.【详解】易知函数()f x 定义域为R,且)()lg ()lgf x x x⎤-=+-=-⎦)()lgx f x ==-=-,所以)()lgf x x =+为R 上的奇函数,有()()0f x f x -+=,由复合函数的单调性可知()f x 单调递增,由()()220f a f b -+=,得220a b -+=,即22a b +=,因为,a b 为正实数,则有1122ab a b b a=++,而()12222559a b a b b a b a ⎛⎫++=++≥+= ⎪⎝⎭,当且仅当a b =即23a b ==时等号成立,所以1292b a +≥,则2ab a b +的最大值为29.故选:B.8.已知495ln ,log 3log 17,72425bb c a a b -==++=,则以下关于,,a b c 的大小关系正确的是()A.b c a >>B.a c b>> C.b a c>> D.a b c>>【答案】D 【解析】【分析】根据零点存在性定理可求解23b <<,进而根据指数对数的运算性质结合基本不等式求解c b <的范围,即可比较大小.【详解】由ln 50a a +-=,令()ln 5f a a a =+-,则()f a 在定义域内单调性递增,且()()33ln35ln320,44ln 45ln 410f f =+-=-<=+-=->,由零点存在性定理可得34a <<,49lg3lg17log 3log 1722lg22lg3b =+=+≥==>=,又494917log 3log lo 4813g log b =+<=+,因此23b <<,2272425724625b b c >+=+=,可得2>c ,72425bbc+=,72425252525b b cb b b +=,22724724()()()()125252525b b +<+=,∴25125cb <,2525c b <,c b ∴<,c b a ∴<<.故选:D【点睛】方法点睛:比较大小问题,常常根据:(1)结合函数性质进行比较;(2)利用特殊值进行估计,再进行间接比较;(3)根据结构特征构造函数,利用导数分析单调性,进而判断大小.二、多选题(本大题共3个小题,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.设a ,b ,c ,d 为实数,且0a b c d >>>>,则()A.2c cd <B.a c b d -<-C.ac bd >D.c d a b>【答案】AD 【解析】【分析】利用不等式的性质判断A ,利用特殊值判断BC ,利用作差法,结合不等式的性质判断D .【详解】由0c d >>可得,2c cd <,A 正确;3,1,2,3a b c d ===-=-时,a c b d ->-,B 不正确;3,1,2,3a b c d ===-=-时,ac bd <,C 不正确;因为0a b c d >>>>,所以0,,0ab bc ac c d >>->,所以0,c d bc ad ac ad c d a b ab ab b----=>=>所以c da b>,D 正确;故选:AD.10.已知函数()23xf x a kx =---,给出下列四个结论,其中正确的有()A.若1a =,则函数()f x 至少有一个零点B.存在实数,a k ,使得函数()f x 无零点C.若0a >,则不存在实数k ,使得函数()f x 有三个零点D.对任意实数a ,总存在实数k 使得函数()f x 有两个零点【答案】ABD 【解析】【分析】同一坐标系中,作出函数2,3xy a y kx =-=+的图象,结合图象,利用数形结合法求解.【详解】A 中,当1a =时,函数()213x f x kx =---,令()0f x =,可得213xkx -=+,在同一坐标系中作出21,3xy y kx =-=+的图象,如图所示,由图象及直线3y kx =+过定点(0,3),可得函数()f x 至少一个零点,故A 正确;B 中,当4a =-,0k =时,作出函数24,3xy y =+=的图象,由图象知,函数()f x 没有零点,所以B 正确;C 中,当16,2==-a k 时,在同一坐标系中,作出函数126,32xy y x =-=-+的图象,如图所示,由图象可得,此时函数()f x 有3个零点,所以C 错误;D 中,分别作出当0,0,0a a a =><时,函数2,3xy a y kx =-=+的图象,由图象知,对于任意实数a ,总存在实数k 使得函数()f x 有两个零点,所以D 正确.故选:ABD.11.海水受日月的引力,在一定的时候发生涨落的现象叫潮.一般地,早潮叫潮,晚潮叫汐.在通常情况下,船在涨潮时驶进航道,靠近码头;卸货后,在落潮时返回海洋.已知某港口水深()f t (单位:m )与时间t (单位:h )从0~24时的关系可近似地用函数π()sin()0,0,2f t A t b A ωϕωϕ⎛⎫=++>>< ⎪⎝⎭来表示,函数()f t 的图象如图所示,则()A.π()3sin5(024)6f t t t =+≤≤B.函数()f t 的图象关于点(12,0)对称C.当5t =时,水深度达到6.5mD.已知函数()g t 的定义域为[0,6],(2)(2)g t f t n =-有2个零点12,t t ,则12πtan 3t t =+【答案】ACD 【解析】【分析】根据图象的最值求出,A b ,再根据图象得到其周期则得到ω,代入最高点求出ϕ,则得到三角函数解析式,则判断A ,再结合其对称性即可判断B ,代入计算即可判断C ,利用整体法和其对称性即可判断D.【详解】对A ,由图知()max 8f t =,()min 2f t =,()()max min32f t f t A -∴==,()()max min52f t f t b +==,()f t 的最小正周期12T =,2ππ6T ω∴==,()π33sin 582f ϕ⎛⎫=++= ⎪⎝⎭ ,()ππ2π22k k ϕ∴+=+∈Z ,解得:()2πk k ϕ=∈Z ,又π2ϕ<,0ϕ∴=,π()3sin 5(024)6f t t t ∴=+≤≤,故A 正确;对B ,令ππ6t k =,()k ∈Z ,解得6t k =,()k ∈Z ,当2k =时,12t =,则(12)3sin 2π55f =+=,则函数()f t 的图象关于点(12,5)对称,故B 错误;对C ,()π3sin55 6.565f ⨯+==,故C 正确;对D ,[]20,6t ∈,则[]0,3t ∈,令(2)(2)0g t f t n =-=,则(2)f t n =,令2t m =,则根据图象知两零点12,m m 关于直线3t =,则126m m +=,即12226t t +=,则123t t +=,则12ππtantan 3t t ==+,故D 正确.故选:ACD.【点睛】关键点睛:本题的关键是利用三角函数模型结合图象求出其解析式.三、填空题(本大题共3个小题,每小题5分,共15分)12.已知半径为120mm 的圆上,有一条弧的长是144mm ,则该弧所对的圆心角(正角)的弧度数为______.【答案】65【解析】【分析】根据弧长公式即可得解.【详解】设圆心角的弧度数为α,则120144α=,解得65α=.故答案为:65.13.若π10,,tan 22⎛⎫∈= ⎪⎝⎭θθ,则sin cos θθ-=________.【答案】5-【解析】【分析】根据同角三角关系求sin θ,进而可得结果.【详解】因为π0,2θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则sin 0,cos 0θθ>>,又因为sin 1tan cos 2θθθ==,则cos 2sin θθ=,且22222cos sin 4sin sin 5sin 1+=+==θθθθθ,解得5sin 5θ=或5sin 5θ=-(舍去),所以sin cos sin 2sin sin 5-=-=-=-θθθθθ.故答案为:5-.14.如图,正方形ABCD 的边长为1,,P Q 分别为边,AB DA 上的点.当APQ △的周长为2时,则PCQ ∠的大小为______.【答案】π4【解析】【分析】设出角,PCB QCD αβ∠=∠=,然后求得,AP AQ ,再根据APQ △的周长求得αβ+,即可得解.【详解】设,PCB QCD αβ∠=∠=,则tan ,tan PB DQ αβ==,则1tan ,1tan AP AQ αβ=-=-,PQ =,21tan 1tan αβ∴=-+-即tan tan αβ+=,将上式两边平方,整理得tan 1ta an an t n t αβαβ+=-⋅,即tan()1αβ+=,因为π0,2αβ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,所以π4αβ+=,所以π4PCQ ∠=.故答案为:π4.【点睛】关键点点睛:解决该试题的关键是能根据边表示出,PCB QCD αβ∠=∠=,的正切值,借助于两角差的正切公式得到结论.四、解答题(本大题共5个小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15.已知集合2{|1327},{|log 1}xA xB x x =≤≤=>.(1)求()R B A ⋃ð;(2)已知集合{|11}C x a x a =-<<+,若C A ⊆,求实数a 的取值范围.【答案】(1){}3x x ≤;(2)1a ≤.【解析】【分析】(1)由指数函数、对数函数的性质确定集合,A B ,然后由集合的运算法则计算.(2)由集合的包含关系得不等关系,求得参数范围.【详解】解:(1){}03A x x =≤≤,{}2B x x =>,{}2R B x x =≤ð,(){}3RB A x x ⋃=≤ð.(2)当C =∅时,11a a -≥+,即0a ≤成立;当C ≠∅时,11100113a aa a a -<+⎧⎪-≥⇔<≤⎨⎪+≤⎩成立.综上所述,1a ≤.【点睛】易错点睛:本题考查集合的运算,考查由集合的包含关系示参数范围.在A B ⊆中,要注意A =∅的情形,空集是任何集合的子集.这是易错点.16.已知函数()πsin cos 44f x x x ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭.(1)求()f x 的最小正周期;(2)若5π122414f θ⎛⎫-=-⎪⎝⎭,π0,2θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,求cos θ的值.【答案】(1)π(2)1314【解析】【分析】(1)利用恒等变换得到()1πsin 224f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,再利用正弦函数的性质求解;(2)由5π1π1sin 2242614f θθ⎛⎫⎛⎫-=-=-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,得到π1sin 67θ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,再由ππcos cos 66θθ⎡⎤⎛⎫=-+ ⎪⎢⎝⎭⎣⎦,利用两角和的余弦公式求解.【小问1详解】解:()π2222sin cos sin cos sin 44224f x x x x x x ⎛⎫⎛⎫=++=-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,2222221πsin cos sin2cos2sin 22244424x x x x x x ⎛⎫=-+=+=+ ⎪⎝⎭,所以最小正周期2π2T π==;【小问2详解】由5π1π1sin 2242614f θθ⎛⎫⎛⎫-=-=-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,得π1sin 67θ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,因为π0,2θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,πππ,663θ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭,所以πcos 67θ⎛⎫-== ⎪⎝⎭,所以ππππππcos cos cos cos sin sin 666666θθθθ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+=--- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,1113727214⎛⎫=--⨯=⎪⎝⎭.17.如图,一个半径为4米的筒车按逆时针方向每π分钟转1圈,筒车的轴心O 距水面的高度为2米.设筒车上的某个盛水筒W 到水面的距离为d (单位:米)(在水面下则d 为负数).若以盛水筒W 刚浮出水面时开始计算时间,则d 与时间t (单位:分钟)之间的关系为sin()0,0,22d A t K A ππωϕωϕ⎛⎫=++>>-<< ⎪⎝⎭.(1)求,,,A K ωϕ的值;(2)求盛水筒W 出水后至少经过多少时间就可到达最高点?(3)某时刻0t (单位:分钟)时,盛水筒W 在过O 点的竖直直线的左侧,到水面的距离为5米,再经过6π分钟后,盛水筒W 是否在水中?【答案】(1)4,2,,26A K πωϕ===-=;(2)3π分钟;(3)再经过6π分钟后盛水筒不在水中.【解析】【分析】(1)先结合题设条件得到T π=,4,2A K ==,求得2ω=,再利用初始值计算初相ϕ即可;(2)根据盛水筒达到最高点时6d =,代入计算t 值,再根据0t >,得到最少时间即可;(3)先计算0t 时03sin 264t π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,根据题意,利用同角三角函数的平方关系求0cos 26t π⎛⎫- ⎪⎝⎭,再由6π分钟后00sin()=sin 2sin 26663t t t ππππωϕ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫++-=-+ ⎪ ⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦,进而计算d 值并判断正负,即得结果.【详解】解:(1)由题意知,T π=,即2ππω=,所以2ω=,由题意半径为4米,筒车的轴心O 距水面的高度为2米,可得:4,2A K ==,当0=t 时,0d =,代入4sin(2)2d t ϕ=++得,1sin 2ϕ=-,因为22ππϕ-<<,所以6πϕ=-;(2)由(1)知:4sin 226d t π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,盛水筒达到最高点时,6d =,当6d =时,64sin 226t π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,所以sin 216t π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,所以22,Z 62t k k πππ-=+∈,解得,Z 3t k k ππ=+∈,因为0t >,所以,当0k =时,min 3t π=,所以盛水筒出水后至少经过3π分钟就可达到最高点;(3)由题知:04sin 2256t π⎛⎫-+= ⎪⎝⎭,即03sin 264t π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,由题意,盛水筒W 在过O 点的竖直直线的左侧,知0cos 206t π⎛⎫-< ⎪⎝⎭,所以0cos 264t π⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,所以00313sin 2sin 2666342428t t ππππ⎛⎫-⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫+-=-+=⨯+-⨯= ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦⎝⎭,所以,再经过6π分钟后32172142082d --=⨯+=>,所以再经过6π分钟后盛水筒不在水中.【点睛】本题的解题关键在于准确求解出三角函数模型的解析式,才能利用三角函数性质解决实际问题,突破难点.18.若函数()y f x =对定义域内的每一个值1x ,在其定义域内都存在唯一的2x ,使()()121f x f x =成立,则称该函数为“依赖函数”.(1)判断函数()sin g x x =是否为“依赖函数”,并说明理由;(2)已知函数()24()3h x x a a ⎛⎫=-≥⎪⎝⎭在定义域4,43⎡⎤⎢⎥⎣⎦上为“依赖函数”,若存在实数4,43x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,使得对任意的t ∈R ,不等式()()24h x t s t x ≥-+-+都成立,求实数s 的最大值.【答案】18.不是“依赖函数”,理由见解析;19.4112.【解析】【分析】(1)由“依赖函数”的定义举例子判断即可;(2)分类讨论解决函数不等式()()24h x t s t x ≥-+-+恒成立的问题,分离参数265324339s x x⎛⎫+≤+ ⎪⎝⎭,转化为求函数53239y x x =+在4,43x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦的最小值问题即可.【小问1详解】对于函数()sin g x x =的定义域R 内存在1π6x =,而()22g x =无解,故()sin g x x =不是“依赖函数”.【小问2详解】①若443a ≤≤,故()2()h x x a =-’在4,43⎡⎤⎢⎥⎣⎦上最小值为0,此时不存在2x ,舍去;②若4a >,故()2()h x x a =-’在4,43⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,从而()4413h h ⎛⎫=⎪⎝⎭,解得1a =(舍)或133a =.从而存在4,43x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦使得对任意的t ∈R ,有不等式()221343x t s t x ⎛⎫-≥-+-+ ⎪⎝⎭都成立,即2226133039t xt x s x ⎛⎫++-++≥ ⎪⎝⎭对R t ∈恒成立,则2226133Δ4039x x s x ⎡⎤⎛⎫=--++≤ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦,得2265324339s x x ⎛⎫+≤+ ⎪⎝⎭,由存在4,43x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,使265324339s x x ⎛⎫+≤+⎪⎝⎭能成立,又53239y x x =+在4,43x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦单调递减,故当43x =时,max 532145393x x ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,从而26145433s ⎛⎫+≤ ⎪⎝⎭,解得4112s ≤,综上,故实数s 的最大值为4112.19.已知e 是自然对数的底数,()e e1xx f x =+.(1)判断函数()f x 在[)0+∞,上的单调性并证明你的判断是正确的;(2)记()(){}ln 3()e1ln 32xg x a f x a x -⎡⎤=--+--⎣⎦,若()0g x ≤对任意的[)0,x ∈+∞恒成立,求实数a 的取值范围.【答案】(1)函数()f x 在[)0+∞,上单调递增,证明见解析(2)[1,3]【解析】【分析】(1)根据函数单调性的定义,任取12,[0,)x x ∈+∞,且12x x <,可证()()()1212121e e 10e ex x x x f x f x ⎛⎫-=--< ⎪⎝⎭,即()()12f x f x <,则可判断函数单调性;(2)将()0g x ≤对任意的[)0,x ∈+∞恒成立,转化为ln (3)e 1ln 32xa a x ⎡⎤-+≤+⎣⎦恒成立,即可求出a 的取值范围.【小问1详解】解:函数()f x 在[)0+∞,上单调递增,证明如下:任取12,[0,)x x ∈+∞,且12x x <,则()()12121211e e e e xx x x f x f x ⎛⎫⎛⎫-=+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()12121212111e e e e 1e e e e x x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫=-+-=-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭因为12,[0,)x x ∈+∞,且12x x <,所以21e e 1x x >≥,所以12e e 0x x -<,12e e 1x x >,12110e e x x ->,故()()120f x f x -<,即()()12f x f x <,所以()f x 在[0,)+∞上单调递增.【小问2详解】()ln (3)e 1ln 32xg x a a x ⎡⎤=-+--⎣⎦,问题即为ln (3)e 1ln 32xa a x ⎡⎤-+≤+⎣⎦恒成立,显然0a >,首先(3)e 10x a -+>对任意[0,)x ∈+∞成立,即13,e 0,xa a ⎧<+⎪⎨⎪>⎩因为[0,)x ∈+∞,则1334ex <+≤,所以03a <≤.其次,ln (3)e 1ln 32xa a x ⎡⎤-+≤+⎣⎦,即为2(3)e 13e x xa a -+≤,即23e (3)e 10x x a a +--≥成立,亦即()()3e 1e 10xxa +-≥成立,因为3e 10x +>,所以e 10x a -≥对于任意[0,)x ∈+∞成立,即max1e x a ⎛⎫≥⎪⎝⎭,所以1a ≥.。