文档内容
2025 年全国统一高考数学试卷
(新高考Ⅱ卷)
注意事项:
1.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.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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.回答非选择题时,将答案写
在答题卡上,写在试卷上无效.
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回.
一、单选题:本题共8小题,每小题 5分,共40分.在每小题给出的选项中,只
有一项是符合题目要求的.
1.样本数据2,8,14,16,20的平均数为( )
A.8 B.9 C.12 D.18
1
2.已知z1i,则 ( )
z1
A.i B.i C.1 D.1
3.已知集合A{4,0,1,2,8},B x∣x3 x ,则AB( )
A.{0,1,2} B.{1,2,8}
C.{2,8} D.{0,1}
x4
4.不等式 2的解集是( )
x1
A.{x∣2x1} B.{x∣x2}
C.{x∣2x1} D.{x∣x1}
5.在V ABC中,BC 2,AC1 3,AB 6 ,则A( )
A.45 B.60 C.120 D.135
6.设抛物线C:y2 2px(p0)的焦点为F,点A在C上,过A作C的准线的垂线,垂足为
B,若直线BF的方程为y2x2,则|AF |( )
A.3 B.4 C.5 D.6
7.记S 为等差数列a 的前n项和,若S 6,S 5,则S ( )
n n 3 5 6
试卷第1页,共3页A.20 B.15 C.10 D.5
5
8.已知0,cos ,则sin ( )
2 5 4
2 2 3 2 7 2
A. B. C. D.
10 5 10 10
二、多选题:本题共 3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目
要求.
9.记S 为等比数列a 的前n项和,q为a 的公比,q0,若S 7,a 1,则( )
n n n 3 3
1 1
A.q B.a
2 5 9
C.S 8 D.a S 8
5 n n
10.已知 f(x)是定义在R上的奇函数,且当x0时, f x x23 ex 2,则( )
A. f(0)0 B.当x0时, f x x23 ex 2
C. f(x)2当且仅当x 3 D.x1是 f(x)的极大值点
x2 y2
11.双曲线C: 1(a 0,b0) 的左、右焦点分别是F、F ,左、右顶点分别为A,A ,
a2 b2 1 2 1 2
5
以FF 为直径的圆与C的一条渐近线交于M、N两点,且NAM ,则( )
1 2 1 6
A.AMA B. MA 2 MA
1 2 6 1 2
C.C的离心率为 13 D.当a 2时,四边形NAMA 的面积为8 3
1 2
三、填空题:本题共 3小题,每小题 5分,共 15分.
12.已知平面向量a (x,1),b (x1,2x),若a ab ,则|a|
13.若x2是函数 f(x)(x1)(x2)(xa)的极值点,则 f(0)
14.一个底面半径为4cm,高为9cm的封闭圆柱形容器(容器壁厚度忽略不计)内有两个
半径相等的铁球,则铁球半径的最大值为 cm.
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.
1
15.已知函数 f xcos2x(0π), f 0 .
2
(1)求
;
试卷第2页,共3页 π
(2)设函数g(x) f(x) f x ,求g(x)的值域和单调区间.
6
x2 y2 2
16.已知椭圆C: 1(ab0)的离心率为 ,长轴长为4.
a2 b2 2
(1)求C的方程;
(2)过点(0,-2)的直线l与C交于A, B两点,O为坐标原点,若△OAB的面积为 2,求|AB|.
17.如图,在四边形ABCD中,AB//CD,DAB90,F为CD的中点,点E在AB上,EF//AD,
AB3AD,CD2AD,将四边形EFDA沿EF翻折至四边形EFDA,使得面EFDA与面
EFCB所成的二面角为60.
(1)证明:AB//平面CDF;
(2)求面BCD与面EFDA所成的二面角的正弦值.
1 1
18.已知函数 f(x)ln(1x)x x2kx3,其中0k .
2 3
(1)证明: f(x)在区间(0,)存在唯一的极值点和唯一的零点;
(2)设x ,x 分别为 f(x)在区间(0,)的极值点和零点.
1 2
(i)设函数g(t) f x t f x t ·证明:g(t)在区间0,x 单调递减;
1 1 1
(ii)比较2x 与x 的大小,并证明你的结论.
1 2
19.甲、乙两人进行乒乓球练习,每个球胜者得1分,负者得0分.设每个球甲胜的概率为
1
P p1,乙胜的概率为q,pq1,且各球的胜负相互独立,对正整数k2,记p
2 k
为打完k个球后甲比乙至少多得2分的概率,q 为打完k个球后乙比甲至少多得2分的概
k
率.
(1)求p ,p (用p表示).
3 4
p p
(2)若 4 3 4,求p.
q q
4 3
(3)证明:对任意正整数m,p q p q p q .
2m1 2m1 2m 2m 2m2 2m2
试卷第3页,共3页1.C
【分析】由平均数的计算公式即可求解.
28141620 60
【详解】样本数据2,8,14,16,20的平均数为 12.
5 5
故选:C.
2.A
【分析】由复数除法即可求解.
1 1 1 i
【详解】因为z1i,所以 i.
z1 1i1 i i2
故选:A.
3.D
【分析】求出集合B后结合交集的定义可求AB.
【详解】B x|x3 x 0,1,1,故AB 0,1,
故选:D.
4.C
【分析】移项后转化为求一元二次不等式的解即可.
x4 x2
x2x10
【详解】 2即为 0即 ,故-2£ x< 1,
x1 x1 x10
故解集为2,1,
故选:C.
5.A
AB2 AC2BC2
【分析】由余弦定理cosA 直接计算求解即可.
2ABAC
AB2AC2BC2 6 2 1 3 222 2
【详解】由题意得cosA ,
2ABAC 2 6 1 3 2
又0 A180,所以A45o.
故选:A
6.C
【分析】先由直线l 求出焦点F 和 p即抛物线C的方程,进而依次得抛物线的准线方程和
BF
点B,从而可依次求出y 和x ,再由焦半径公式即可得解.
A A
答案第1页,共13页【详解】对l :y 2x2,令y0,则x1,
BF
所以F1,0, p2即抛物线C:y2 4x,故抛物线的准线方程为x1,
故B1,4,则y 4,代入抛物线C:y2 4x得x 4.
A A
p
所以 AF AB x 415.
A 2
故选:C
7.B
【分析】由等差数列前n项和公式结合题意列出关于首项a 和公差d的方程求出首项a 和公
1 1
差d,再由等差数列前n项和公式即可计算求解.
3a 3d 6 d 3
【详解】设等差数列a 的公差为d,则由题可得 1 ,
n 5a 10d 5 a 5
1 1
所以S 6a 15d 65153 15.
6 1
故选:B.
8.D
3 4
【分析】利用二倍角余弦公式得cos ,则sin= ,最后再根据两角差的正弦公式即
5 5
可得到答案.
2
5 3
【详解】cos2cos2 12 1 ,
2 5 5
3 2 4
因为0,则 ,则sin 1cos2 1 ,
2 5 5
4 2 3 2 7 2
则sin sincos cossin .
4 4 4 5 2 5 2 10
故选:D.
答案第2页,共13页9.AD
【分析】对A,根据等比数列通项公式和前n项和公式得到方程组,解出a,q,再利用其通
1
项公式和前n项和公式一一计算分析即可.
a 4 a 9
aq2 1 1 1
【详解】对A,由题意得 1 ,结合q0,解得 1或 1(舍去),
a aqaq2 7 q q
1 1 1 2 3
故A正确;
4
1 1
对B,则a aq4 4 ,故B错误;
5 1 2 4
1
对C,S a 1
1q5
4
1
32
31 ,故C错误;
5 1q 1 4
1
2
1 n
n1 41
对D,a n 4 1 2 23n, S n 1 2 82n3 ,
1
2
则a S 23n823n 8,故D正确;
n n
故选:AD.
10.ABD
【分析】对A,根据奇函数特点即可判断;对B,利用 f(x)f x代入求解即可;对C,
举反例 f(1)2即可;对D,直接求导,根据极大值点判定方法即可判断.
【详解】对A,因为 f(x)定义在R上奇函数,则 f(0)0,故A正确;
对B,当x0时,x0,则 f(x)f x
x23 ex2
x 23 ex2 ,故B
正确;
对C, f(1)13e22e1 2, 故C错误;
对D,当x0时, f(x) 3x2 ex2,则 f(x) 3x2 ex2xex x22x3 ex ,
令 f(x)0,解得x1或3(舍去),
当x,1时, f(x)0,此时 f x单调递增,
当x1,0时, f(x)0,此时 f x单调递减,
则x1是 f(x)极大值点,故D正确;
答案第3页,共13页故选:ABD.
11.ACD
【分析】由平行四边形的性质判断A;由FM F M 且 MO c结合M 在渐近线上可求M 的
1 2
坐标,从而可判断B的正误,或者利用三角函数定义和余弦定理也可判断;由中线向量结
MA b
合B的结果可得c2 13a2,计算后可判断C的正误,或者利用 2 3并结合离心
AA 2a
1 2
率变形公式即可判断;结合BC的结果求出面积后可判断D的正误.
b
【详解】不妨设渐近线为y x,M 在第一象限,N在第三象限,
a
5π π
对于A,由双曲线的对称性可得AMA N为平行四边形,故AMA π ,
1 2 1 2 6 6
故A正确;
对于B,方法一:因为M 在以FF 为直径的圆上,故FM F M 且 MO c,
1 2 1 2
x2y2 c2
0 0 x a
设Mx ,y ,则 ,故 0 ,故MA AA ,
0 0 y
0
b y
0
b 2 1 2
x a
0
π 3 2 3
由A得AMA ,故 MA MA 即 MA MA ,故B错误;
1 2 6 2 1 2 1 3 2
b
方法二:因为tanMOA ,因为双曲线中,c2 a2b2,
2 a
a
则cosMOA ,又因为以FF 为直径的圆与C的一条渐近线交于M 、N,则OM c,
2 c 1 2
答案第4页,共13页a
则若过点M 往x轴作垂线,垂足为H,则 OH c a OA ,则点H与A H重合,则
c 2 2
MA x 轴,则 MA c2a2 b ,
2 2
方法三:在OMA 利用余弦定理知, MA 2 OM 2OA 2 2OM OA cosMOA ,
2 2 2 2 2
a
即 MA 2 c2a22ac b2 ,则 MA b,
2 c 2
则AA M 为直角三角形,且AMA ,则2 MA 3 MA ,故B错误;
1 2 1 2 6 2 1
对于C,方法一:因为M O 1 M A M A ,故4M O 2 M A 2 2M A M A M A 2,
2 1 2 1 1 2 2
2 3
由B可知 MA b,MA b ,
2 1 3
故4c2 b2 4 b22b 2 3 b 3 13 b2 13 c2a2即c2 13a2,
3 3 2 3 3
故离心率e 13,故C正确;
方法二:因为 MA 2 b 3,则 b 2 3,则e c 1 b2 1(2 3)2 13,故C正
AA 2a a a a2
1 2
确;
对于D,当a 2时,由C可知e 13,故c 26,
1
故b2 6 ,故四边形NAMA 为2S 2 2 62 2 8 3,
1 2 △MA1A2 2
故D正确,
答案第5页,共13页故选:ACD.
12. 2
【分析】根据向量坐标化运算得ab (1,12x),再利用向量垂直的坐标表示得到方程,解
出即可.
【详解】ab (1,12x),因为a ab ,则a ab 0,
则x12x0,解得x1.
则a (1,1),则|a| 2 .
故答案为: 2.
13.4
【分析】由题意得 f20即可求解a,再代入即可求解.
【详解】由题意有 f xx1x2xa,
所以 fxxax1x1x2xax2,
因为2是函数 f x极值点,所以 f22a0,得a2,
当a2时, fx2x2x1x22 x23x4,
4 4
当x, ,f x0,f x单调递增,当x ,2,f x0,f x单调递减,
3 3
当x2,, fx0, f x单调递增,
所以x2是函数 f xx1x2xa的极小值点,符合题意;
所以 f 012a2a4.
故答案为:4.
14.2.5
【分析】根据圆柱与球的性质以及球的体积公式可求出球的半径;
【详解】
答案第6页,共13页圆柱的底面半径为4cm,设铁球的半径为r,且r4,
由圆柱与球的性质知AB2 (2r)2 (82r)2 (92r)2,
即4r268r1452r52r290,r4,
r2.5.
故答案为:2.5.
π
15.(1)
3
(2)答案见解析
1
【分析】(1)直接由题意得cos ,0π,结合余弦函数的单调性即可得解;
2
π
(2)由三角恒等变换得gx 3cos2x ,由此可得值域,进一步由整体代入法可得
6
函数gx的单调区间.
1 π
【详解】(1)由题意 f 0cos ,0π,所以 ;
2 3
π
(2)由(1)可知 f xcos2x ,
3
π π
所以gx f x f x cos2x cos2x
6 3
1 3 3 3 π
cos2x sin2xcos2x cos2x sin2x 3cos 2x ,
2 2 2 2 6
所以函数gx的值域为 3, 3,
π π 5π
令2kπ2x π2kπ,kZ,解得 kπ x kπ,kZ,
6 12 12
π 5π 11π
令π2kπ2x 2π2kπ,kZ,解得 kπ x kπ,kZ,
6 12 12
π 5π
所以函数gx的单调递减区间为 kπ, kπ ,kZ,
12 12
5π 11π
函数gx的单调递增区间为
kπ, kπ
,kZ.
12 12
答案第7页,共13页x2 y2
16.(1) 1
4 2
(2) 5
【分析】(1)根据长轴长和离心率求出基本量后可得椭圆方程;
(2)设出直线方程并联立椭圆方程后结合韦达定理用参数t表示面积后可求t的值,从而可
求弦长.
2
【详解】(1)因为长轴长为4,故a2,而离心率为 ,故c 2,
2
x2 y2
故b 2,故椭圆方程为: 1.
4 2
(2)
由题设直线AB的斜率不为0,故设直线l:xty2,Ax,y ,Bx ,y ,
1 1 2 2
xty2
由 可得 t22 y24t2y4t240,
x22y2 4
故Δ16t44 t22 4t24 4 84t2 0即 2t 2,
4t2 4t24
且y y ,y y ,
1 2 t22 1 2 t22
故 S 1 2t y y t y y 24y y t 3216t2 2 ,
OAB 2 1 2 1 2 1 2 t22
6
解得t ,
3
2
3216
故 AB 1t2 y y 1 2 y y2 4y y 5 3 5.
1 2 3 1 2 1 2 3 2
2
3
17.(1)证明见解析
42
(2)
7
【分析】(1)先应用线面平行判定定理得出AE//平面CDF及EB//平面CDF,
答案第8页,共13页再应用面面平行判定定理得出平面AEB//平面CDF,进而得出线面平行;
(2)建立空间直角坐标系,利用已知条件将点B,C,D,E,F的坐标表示出来,然后将平面
BCD及平面EFDA的法向量求出来,利用两个法向量的数量积公式可将两平面的夹角余弦
值求出来,进而可求得其正弦值.
【详解】(1)设AD1,所以AB3,CD2,因为F 为CD中点,所以DF 1,因为EF //AD,
AB//CD,所以AEFD是平行四边形, 所以AE//DF ,所以AE//DF,
因为DF 平面CDF,AE 平面CDF,所以AE//平面CDF,
因为FC//EB,FC平面CDF,EB平面CDF,所以EB//平面CDF,
又EBAE E ,EB,AE平面AEB,所以平面AEB//平面CDF,
又AB平面AEB,所以AB//平面CDF.
(2)
因为DAB90,所以ADAB,又因为AB//FC,EF //AD,所以EF FC,
以F 为原点,FE,FC以及垂直于平面BECF的直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系.
因为DF EF,CF EF ,平面EFDA与平面EFCB所成二面角为60° ,
所以DFC 60.
1 3
则B1,2,0,C0,1,0,D0,
,
,E1,0,0,F0,0,0,.
2 2
1 3 1 3
所以BC 1,1,0,CD0, , ,FE 1,0,0,FD0, , .
2 2 2 2
设平面BCD的法向量为nx,y,z,则
B C ·n 0 1 y 3 z 0
,所以 2 2 ,令y 3,则z1,x 3,则n 3, 3,1 .
CD·n0
xy0
设平面EFDA的法向量为mx,y,z ,
1 1 1
答案第9页,共13页 F E ·m 0 1 y 3 z0
则 ,所以2 2 ,
FD·m0
x0
令y 3,则z1,x0,所以m 0, 3,1 .
m·n 031 1
所以cosm,n .
m n 331 13 7
2
1 42
所以平面BCD与平面EFDA夹角的正弦值为 1 .
7 7
18.(1)证明见解析;
(2)(i)证明见解析;(ii)2x x ,证明见解析.
1 2
1 1
【分析】(1)先由题意求得 fxx2 3k,接着构造函数gx 3k,x0,利
1x 1x
用导数工具研究函数gx的单调性和函数值情况,从而得到函数的单调性,进而得证函数
f x在区间(0,)上存在唯一极值点;再结合 f 00和x时 f x的正负情况即可
得证 f x在区间(0,)上存在唯一零点;
1
(2)(i)由(1)x 1 和gt fx t fx t结合(1)中所得导函数 fx 计
1 3k 1 1 1
x t2 x t 2
算得到gtt 1 1 ,再结合t0,x 得
x t1x 1 x t1x 1
1
1 1 1 1
gt0即可得证;
(ii)由函数gt在区间0,x 上单调递减得到0 f 2x ,再结合 f x 0,
1 1 2
和函数 f x的单调性以以及函数值的情况即可得证.
1 x2 1
【详解】(1)由题得 fx 1x3kx2 3kx2 x2 3k,
1x 1x 1x
1
因为x0,,所以x2 0,设gx 3k,x0,
1x
1
则gx 0在(0,)上恒成立,所以gx在(0,)上单调递减,
1x2
1
g013k 0,令gx 0 x 1,
1 1 3k
所以当x0,x 时,gx0,则 fx0;当xx ,时,gx0,则 fx0,
0 0
答案第10页,共13页所以 f x在0,x 上单调递增,在x ,上单调递减,
0 0
所以 f x在(0,)上存在唯一极值点,
1 x
对函数yln1xx有y 1 0在(0,)上恒成立,
1x 1x
所以yln1xx在(0,)上单调递减,
所以yln1xx y| 0 在(0,)上恒成立,
x0
1 1
又因为 f 00,x时 x2kx3 x212kx0,
2 2
所以x时 f x0,
所以存在唯一x 0,使得 f x 0,即 f x在(0,)上存在唯一零点.
2 2
1 1 1
(2)(i)由(1)知x 1,则x 1 , fxx2 3k,
1 3k 1 3k 1x
1 1
则gt fx t fx t x t 2
3k x t 2
3k
1 1 1 x t1 1 x t1
1 1
1 1 1 1
x t2
x t 2
1 x t1 x 1 1 x t1 x 1
1 1 1 1
tx t2 t x t 2 x t2 x t 2
1 1 t 1 1
x t1x 1 x t1x 1
x t1x 1 x t1x 1
1 1 1 1 1 1 1 1
x t2 x t 2
t 1 1 ,
x t1x 1 x t1x 1
1 1 1 1
x t2 x t 2
因为t0,x ,所以x t10,所以 1 1 0,
1 1 x t1x 1 x t1x 1
1 1 1 1
所以gt0, 所以函数gt在区间0,x 上单调递减;
1
(ii)2x x ,证明如下:
1 2
由(i)知:函数gt在区间0,x 上单调递减,
1
所以g0gx 即0 f 2x ,又 f x 0,
1 1 2
由(1)可知 f x在x ,上单调递减,x x ,,且对任意x0,x f x0,
0 2 0 2
所以2x x .
1 2
答案第11页,共13页19.(1)p p3, p p343p
3 4
2
(2)p
3
(3)证明过程见解析
【分析】(1)直接由二项分布概率计算公式即可求解;
p p
(2)由题意q q3,q q343q,联立 4 3 4, pq1即可求解;
3 4 q q
4 3
(3)首先 p p Cm1pm1qm,p p Cm pm2qm,同理有q q Cm1qm1pm,
2m 2m1 2m 2m2 2m1 2m1 2m 2m1 2m
q q Cm qm2pm,作差有 p q p q ,另一方面
2m2 2m1 2m1 2m1 2m1 2m 2m
2m1!
m
p p pmqmpp ,且同理有
2m2 2m m!m1! 2m1
2m1!
m
q q pmqmq q ,作差能得到 p q p q ,由此即可
2m2 2m m!m1! 2m1 2m 2m 2m2 2m2
得证.
【详解】(1)p 为打完3个球后甲比乙至少多得两分的概率,故只能甲胜三场,
3
故所求为 p C31 p0 p3 p3,
3 3
p 为打完4个球后甲比乙至少多得两分的概率,故甲胜三场或四场,
4
故所求为 p C31 p1 p3C41 p0 p4 4p31 p p4 p343p;
4 4 4
(2)由(1)得 p p3, p p343p,同理q q3,q q343q,
3 4 3 4
p p
若 4 3 4, pq1,
q q
4 3
p p p343p p3 3p31 p p3q p 2
则 4 3 4,
q q q343qq3 3q31q q3p q
4 3
2
由于0 p,q1,所以p2q21 p0,解得p ;
3
(3)我们有
m1 m1 m1 m1 m1
p p Ck p2mkqkCk p2m1kqk Ck p2mkqkCk p2m1kqkCk1p2m1kqk
2m 2m1 2m 2m1 2m 2m 2m
k0 k0 k0 k0 k0
m1 m1 m1 m1
1 pCk p2mkqkCk1p2m1kqk Ck p2mkqk1Ck1p2m1kqk
2m 2m 2m 2m
k0 k0 k0 k0
答案第12页,共13页m1 m2
Ck p2mkqk1 Ck p2mkqk1 Cm1pm1qm.
2m 2m 2m
k0 k0
以及
m m1 m m m1
p p Ck p2m2kqk Ck p2m1kqk Ck1 p2m2kqk Ck p2m2kqk Ck p2m1kqk
2m2 2m1 2m2 2m1 2m1 2m1 2m1
k0 k0 k0 k0 k0
m m 1
Ck1 p2m2kqkCm pm2qm p1Ck p2m1kqk
2m1 2m1 2m1
k0 k0
m m1
Ck1 p2m2kqk Cm pm2qmCk p2m1kqk1
2m1 2m1 2m1
k0 k0
m1 m1
Ck p2m1kqk1Cm pm2qmCk p2m1kqk1Cm pm2qm.
2m1 2m1 2m1 2m1
k0 k0
至此我们得到 p p Cm1pm1qm, p p Cm pm2qm,同理有
2m 2m1 2m 2m2 2m1 2m1
q q Cm1qm1pm,q q Cm qm2pm.
2m 2m1 2m 2m2 2m1 2m1
故 p p Cm1pm1qm p Cm1pmqm q Cm1pmqm Cm1qm1pm q q ,即
2m 2m1 2m 2m 2m 2m 2m 2m1
p q p q .
2m1 2m1 2m 2m
另一方面,由于
p p p p p p Cm pm2qmCm1pm1qm pmqmp pCm Cm1
2m2 2m 2m2 2m1 2m 2m1 2m1 2m 2m1 2m
2m1! 2m! 2m1! m
pmqmp p m!m1! m1!m1! m!m1! pmqmp p 2m1
2m1!
m
且同理有q q pmqmq q .
2m2 2m m!m1! 2m1
故结合
m m m m m1
pp qq pq pq pq pq pq pq 0
2m1 2m1 2m1 2m1 2m1
,
就能得到 p p q q ,即 p q p q ,证毕.
2m2 2m 2m2 2m 2m 2m 2m2 2m2
答案第13页,共13页