云南省施甸县第三中学2024届数学高二下期末学业水平测试试题含解析

云南省施甸县第三中学2024届数学高二下期末学业水平测试试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：本题共12小题，每小题5分，共60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．（）A．9 B．12 C．15 D．32．两个半径都是的球和球相切，且均与直二面角的两个半平面都相切，另有一个半径为的小球与这二面角的两个半平面也都相切，同时与球和球都外切，则的值为（）A． B． C． D．3．6名学生站成一排,若学生甲不站两端,则不同站法共有()A．240种 B．360种 C．480种 D．720种4．集合，，则=()A． B．C． D．5．正方体中，直线与平面所成角正弦值为（）A． B． C． D．6．的值为（）A． B． C． D．7．已知复数，则复数在复平面内对应的点位于（）A．第一象限 B．第二象限 C．第三象限 D．第四象限8．已知数列的通项公式为，则（）A．-1 B．3 C．7 D．99．曲线在点处的切线与直线垂直，则点的坐标为（）A． B．或 C． D．或10．若则满足条件的集合A的个数是A．6 B．7 C．8 D．911．已知的展开式中第5项与第7项的二项式系数相等，则奇数项的二项式系数和为（）A． B． C． D．12．在中，为边上一点，且，向量与向量共线，若，，，则（）A．3 B． C．2 D．二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13．观察下面几个算式：；；；1＋2＋3＋4＋5＋4＋3＋2＋1＝25.利用上面算式的规律，计算______14．若，且，则的最大值为______．15．设集合,,则____________.16．有3名大学毕业生，到5家招聘员工的公司应聘，若每家公司至多招聘一名新员工，且3名大学毕业生全部被聘用，若不允许兼职，则共有________种不同的招聘方案．(用数字作答)三、解答题：共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17．（12分）对于给定的常数,设随机变量.（1）求概率.①说明它是二项式展开式中的第几项；②若,化简：；（2）设，求，其中为随机变量的数学期望.18．（12分）已知函数.（1）当时，求函数的单调区间；（2）是否存在实数a，使函数在上单调递增？若存在，求出a的取值范围；若不存在，请说明理由.19．（12分）甲、乙两个篮球运动员互不影响地在同一位置投球，命中率分别为与，且乙投球3次均未命中的概率为，甲投球未命中的概率恰是乙投球未命中的概率的2倍．（Ⅰ）求乙投球的命中率；（Ⅱ）若甲投球１次，乙投球２次，两人共命中的次数记为，求的分布列和数学期望．20．（12分）知数列的前项和.（1）求的通项公式；（2）设，求数列的前项和.21．（12分）（1）已知矩阵，矩阵的逆矩阵，求矩阵.（2）已知矩阵的一个特征值为，求.22．（10分）已知函数．（Ⅰ）当时，求不等式的解集；（Ⅱ）若不等式的解集不是空集，求实数的取值范围．

参考答案一、选择题：本题共12小题，每小题5分，共60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、A【解题分析】分析：直接利用排列组合的公式计算.详解：由题得.故答案为A.点睛：（1）本题主要考查排列组合的计算，意在考查学生对这些基础知识的掌握水平和基本的运算能力.(2)排列数公式：==(，∈，且)．组合数公式：===(∈，，且)2、D【解题分析】

取三个球心点所在的平面，过点、分别作、，垂足分别为点，过点分别作，，分别得出、以及，然后列出有关的方程，即可求出的值．【题目详解】因为三个球都与直二面角的两个半平面相切，所以与、、共面，如下图所示，过点、分别作、，垂足分别为点，过点分别作，，则，，，，，，所以，，等式两边平方得，化简得，由于，解得，故选D．【题目点拨】本题主要考查球体的性质，以及球与平面相切的性质、二面角的性质，考查了转化思想与空间想象能力，属于难题．转化是数学解题的灵魂，合理的转化不仅仅使问题得到了解决，还可以使解决问题的难度大大降低，本题将空间问题转化为平面问题是解题的关键.3、C【解题分析】

先选2人（除甲外）排在两端，其余的4人任意排，问题得以解决．【题目详解】先选2人(除甲外)排在两端,其余的4人任意排,故种，故选：C.【题目点拨】本题考查排列、组合及简单计数问题，常用的方法有元素优先法、插空法、捆绑法、分组法等，此题考查元素优先法，属于简单题.4、C【解题分析】

先化简集合A,B，结合并集计算方法，求解，即可．【题目详解】解得集合，所以，故选C．【题目点拨】本道题考查了集合的运算，考查了一元二次不等式解法，关键化简集合A,B，难度较小．5、C【解题分析】

作出相关图形，设正方体边长为1，求出与平面所成角正弦值即为答案.【题目详解】如图所示，正方体中，直线与平行，则直线与平面所成角正弦值即为与平面所成角正弦值.因为为等边三角形，则在平面即为的中心，则为与平面所成角.可设正方体边长为1，显然，因此，则，故答案选C.【题目点拨】本题主要考查线面所成角的正弦值，意在考查学生的转化能力，计算能力和空间想象能力.6、C【解题分析】分析：直接利用微积分基本定理求解即可.详解：，故选C.点睛：本题主要考查微积分基本定理的应用，特殊角的三角函数，意在考查对基础知识的掌握情况，考查计算能力，属于简单题.7、D【解题分析】

根据复数的运算法则，化简复数，再利用复数的表示，即可判定，得到答案.【题目详解】由题意，复数，所以复数对应的点位于第四象限.故选D.【题目点拨】本题主要考查了复数的除法运算，以及复数的表示，其中解答中熟记复数的运算法则，准确化简复数为代数形式是解答的关键，着重考查了推理与运算能力，属于基础题.8、C【解题分析】

直接将代入通项公式，可得答案.【题目详解】数列的通项公式为.所以当时，.故选：C【题目点拨】本题考查求数列中的项，属于基础题.9、B【解题分析】试题分析：设，或，点的坐标为或考点：导数的几何意义10、C【解题分析】

根据题意A中必须有1，2这两个元素，因此A的个数应为集合4，的子集的个数．【题目详解】解：，集合A中必须含有1，2两个元素，因此满足条件的集合A为，，，，，，，共8个．故选C．【题目点拨】本题考查了子集的概念，熟练掌握由集合间的关系得到元素关系是解题的关键有n个元素的集合其子集共有个11、A【解题分析】由题意可得：，由二项式系数的性质可得：奇数项的二项式系数和为.本题选择A选项.点睛：1．二项展开式的通项是展开式的第k＋1项，这是解决二项式定理有关问题的基础．在利用通项公式求指定项或指定项的系数要根据通项公式讨论对k的限制．2．因为二项式定理中的字母可取任意数或式，所以在解题时根据题意，给字母赋值，是求解二项展开式各项系数和的一种重要方法．3．二项式定理的应用主要是对二项展开式正用、逆用，要充分利用二项展开式的特点和式子间的联系．12、B【解题分析】取BC的中点E，则与向量共线，所以A、D、E三点共线，即中边上的中线与高线重合，则.因为，所以G为的重心，则所以本题选择B选项.二、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。13、10000【解题分析】观察归纳中间数为2，结果为4＝22；中间数为3，结果为9＝32；中间数为4，结果为16＝42；于是中间数为100，结果应为1002＝10000.故答案为：10000点睛：这个题目考查的是合情推理中的数学式子的推理；一般对于这种题目，是通过数学表达式寻找规律，进而得到猜想．或者通过我们学习过程中的一些特例取归纳推理，注意观察题干中的式子的规律，以免出现偏差．14、.【解题分析】分析：由题可得：，再结合可得：，故，解不等式即可.详解：由题得根据基本不等式可知：，由可得：故，所以解得：，故的最大值为.故答案为：.点睛：考查基本不等式的运用，解不等式，考查学生的思维分析能力，本题能得出然后联立原式将看成一个整体作为变量取求解是解题关键，属于难题.15、{2,4,6,8}【解题分析】分析：详解：因为,,表示A集合和B集合“加”起来的元素，重复的元素只写一个，所以点睛：在求集合并集时要注意集合的互异性.16、【解题分析】分析：根据排列定义求结果.详解：将5家招聘员工的公司看作5个不同的位置，从中任选3个位置给3名大学毕业生，则本题即为从5个不同元素中任取3个元素的排列问题．所以不同的招聘方案共有＝5×4×3＝60(种)．点睛：本题考查排列定义，考查基本求解能力.三、解答题：共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17、(1);①;②;（2）.【解题分析】

(1)由二项分布的通项公式可得答案；①对比二项展开式可得项数；②将展开对比可得答案；（2）通过二项分布期望公式即得答案.【题目详解】(1)由于随机变量，故；它是二项式展开式中的第项；若，则，所以；（2）由（1）知，而，故，，所以.【题目点拨】本题主要考查二项分布与二项式定理的联系，意在考查学生的分析能力，转化能力，计算能力，难度中等.18、(1)单调递增区间为和,单调递减区间为.(2)存在,满足题设.【解题分析】

(1)根据当时直接求导，令与,即可得出单调区间.(2)函数,使函数在上单调递增等价于,等价于,构造函数,利用导数求出的最小值,即可得出的范围.【题目详解】(1)当时,,令,则或,令,则,的单调递增区间为和,单调递减区间为.(2)存在,满足题设.函数.要使函数在上单调递增,,即,令,则当时,在上单调递减,当时,在上单调递增,是的极小值点，也是最小值点,且存在,满足题设.【题目点拨】本题主要考查导函数研究函数的单调性和恒成立问题,考查分类讨论的数学思想,等价转化的数学思想等知识,难度较难.19、（1）（2）分布列见解析，【解题分析】【试题分析】（1）依据题设条件运用对立事件及独立事件的概率公式建立方程求解；（2）先求出，，的概率，再写出概率分布表，运用数学期望的计算公式计算：解：设“甲投球一次命中”为事件，“乙投球一次命中”为事件.（Ⅰ）由题意得：，解得，所以乙投球的命中率为．（Ⅱ）由题设和（Ⅰ）知，甲投球的命中率为，则有，，，，可能的取值为0，1,2,3，故，，，，的分布列为：0123的数学期望．点睛：随机变量的概率及分布是高中数学中的选修内容，也是高考考查的重要考点。解答本题的第一问时，充分依据题设条件借助方程思想，运用对立事件及独立事件的概率公式建立方程，然后通过解方程求出其概率是；解答第二问时，先分别求出，，的概率，再写出概率分布表，然后运用数学期望的计算公式求出使得问题获解。20、（1）；（2）。【解题分析】

（1）利用当时，，再验证即可.（2）由（1）知.利用裂项相消法可求数列的前项和.【题目详解】（1）.当时，.又符合时的形式，所以的通项公式为.（2）由（1）知.数列的前项和为.【题目点拨】本题考查数列的通项的求法，利用裂项相消法求和，属于中档题．21、（1）;（2）.【解题分析】

（1）依题意，利用矩阵变换求得，再利用矩阵乘法的性质可求得答案．（2）根据特征多项式的一个零点为3，可得的值，即可求得矩阵，运用对角化矩阵，求得所求矩阵．【题目详解】（1）解：，，又，．（2）解：矩阵的特征多项式为，可得，解得，即为.由可得，，当时，由，即，，即，取，可得属于3的一个特征向量为；当时，由，即，，即，取，可得属于的一个特征向量为.设，则，，．【题目点拨】本题考查逆变换与逆矩阵，考查矩阵乘法的性质，考查了特征值与特征向量，考查了矩阵的乘方的计算的知识.22、（Ⅰ）；（Ⅱ）【解题分析】