2024-2025学年广东省广州市天河区高一上学期期末考试数学试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1广东省广州市天河区2024-2025学年高一上学期期末考试数学试卷一、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，只有一项、是符合题目要求的.1.已知集合，则（）A. B.集合C. D.【答案】C【解析】，又，∴.故选：C.2.已知命题，命题为第三象限或第四象限的角，则是的（）A.必要不充分条件 B.充分不必要条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件【答案】A【解析】当时，则角的终边位于第三、第四象限或轴的负半轴上，而当终边位于第三、第四象限时，，所以且，所以是的必要不充分条件.故选：A.3.下列正确的是（）A.B.若，则C.D.【答案】D【解析】对于A，当时，无意义，故A错误；对于B，若，则，即，又，则，所以，故B错误；对于C，因为，则，故C错误；对于D，，故D正确.故选：D.4.集合与对应关系如图所示，下列说法正确的是（）A.若，则B.是从集合到集合的函数C.对应关系D.的定义域为集合，值域为集合【答案】B【解析】选项A，由图可得，则，则或，即或，故A错误；选项B，由图，对于集合中的每个元素在集合中都有唯一的数对应，符合函数定义，故B正确；选项C，因为，当时，由图知，而，故C错误；选项D，由题图及函数定义，的定义域为集合，值域不是集合，是集合的一个真子集，故D错误.故选：B.5.已知角的终边上有一点的坐标是，其中，则（）A. B.C. D.【答案】D【解析】由题意得，，由三角函数的定义可得，.若，则，，；若，则，，.故选：D.6.下列正确的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】因为，所以A不正确；因为，所以B不正确；因为，所以C不正确；因为，所以D正确.故选：D.7.函数的零点个数为（

）A.0 B.1 C.2 D.3【答案】D【解析】由函数的零点的个数，即为方程解的个数，即为函数与的图象的交点的个数，作出函数与的图象，如图所示，当时，函数与的图象有且仅有一个交点；当时，函数与的图象的交点为，有两个公共点，综上可得，函数有3个零点.故选：D.8.把物体放在冷空气中冷却，如果物体原来的温度是，空气的温度是，那么后物体的温度（单位：）可由公式求得，其中是一个随着物体与空气的接触状况而定的正常数.现有的物体，放在的空气中冷却，以后物体的温度降为.若将的物体放在的空气中冷却，则物体温度降为所需要的冷却时间为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】由题意可知，当时，，于是，整理得，当，，有，所以，故，将代入可得，可得，物体温度降为所需要的冷却时间为.故选：C.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.如图，二次函数的对称轴为，且与轴交于点，则（）A.BC.的解集为D.的解集为【答案】BCD【解析】对于A，由图象开口向下，得，故A不正确；对于B，对称轴为，故对，即，故B正确；对于C，图像过点，由对称性得有两个零点，所以，故，由，，得，故的解集为，故C正确；对于D，∵，，由，得，又，，解得，∴的解集为，故D正确.故选：BCD.10.函数在一个周期内的图象如图所示.则（）A.B.在区间单调递增C.若方程在区间上有两个不相等的实数根，则D.将图象的横坐标伸长到原来的2倍，再向右平行移动个单位长度，得到函数【答案】BC【解析】对于A，由题知，所以，解得，所以，再将点代入得，即，所以，因为，所以，故A错误；对于B，由前知，由，得时函数单调递增，是的真子集，则函数在区间上单调递增，故B正确；对于C，当时，时，又，则为的一个对称轴，由B的分析可得在上为减函数，在为增函数，若方程在区间上有两个不相等的实数根，则关于对称，所以，所以，故C正确；对于D，将图象的横坐标伸长到原来的2倍，得，再向右平行移动个单位长度，得，故D错误.故选：BC.11.定义二元函数，其中、，且，记，如，则（）A.B.C.D.【答案】ABC【解析】对于A选项，，，A对；对于B选项，由题中运算可得，，，，，故，B对；对于C选项，，C对；对于D选项，因为，所以，原式，D错.故选：ABC.三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12.若扇形的半径为，面积为，则扇形圆心角为__________弧度.【答案】【解析】设扇形的圆心角的弧度数为，则，解得.13.已知，则的大小顺序为__________.【答案】【解析】因为，又，而，则，则，所以.14.已知函数，若，且，则的取值范围是__________.【答案】【解析】因为，且，由，可得，所以，又因为，所以，所以，令，，由对勾函数的性质可得在上单调递减，所以，故的取值范围是.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.15.设.（1）当时，求的值：（2）已知集合，若，求实数的取值范围.解：（1）因为，且，所以，所以.（2），因为，即，所以，故.16.（1）化简：；（2）已知是第三象限角，求的值.解：（1）（2）由，得，∴，即，∵是第三象限角，∴.所以17.设函数.（1）当时，证明：函数为奇函数，并求出函数的值域；（2）当时，探索函数的单调性，并用函数单调性的定义给予证明.解：（1）当时，，对任意的，，即函数的定义域为，因为，故函数为奇函数，令，可得出，即，解得，故函数的值域为.（2）当时，函数在上为增函数，证明如下：任取、且，则，则，即，所以，函数在上为增函数.18.如图，正方形的边长为分别为边上的点.（1）当时，求的值；（2）当的周长为2时，（i）求的大小：（ii）设为的面积，求的最小值.解：（1）因为正方形的边长为，，则，所以，，，则，所以，则.（2）（i）设线段、的长度分别为、，，，因为正方形的边长为，则，，因为的周长为，所以，则由勾股定理得，即，又因为，，则，因为，所以，所以.（ii）由（i）知，设，，则，，，，因为，所以，则，则，则，所以，所以的面积的最小值为.19.我们知道，函数的图象关于坐标原点成中心对称图形的充要条件是函数为奇函数，该性质可以将其推广为：函数的图象关于点成中心对称图形的充要条件是函数为奇函数，已知函数.（1）函数是否为中心对称图形？若是请用题设证明并求出对称中心，若不是请说明理由；（2）已知直线与函数的图象有三个交点，设为，求的值；（3）已知函数的图象关于点对称，当时，，若对任意，总存在，使得，求实数的取值范围.解：（1）函数的图象有对称中心，证明如下：因为，假设函数的图象关于点成中心对称图形，等价于函数为奇函数，因为，即，可知的定义域为，可得，即，此时，可得，解得，此时为定义在内的奇函数，所以的对称中心为.（2）直线与函数的图象有三个交点，，函数的图象过点，当时，，所以当时，直线与函数的图象有两个交点，如下图：设两个交点为，两个交点关于点对称，则，当时，，解得（舍），则直线与函数的图象有一个交点，如下图：设坐标为，所以直线与函数的图象有三个交点，则.（3）因为，时为减函数，且，，则函数，的值域为，当时，，所以，当，即时，，当，即时，，当，即时，，当，即时，，又函数图象关于点对称，使得，所以，当时，函数，的值域为，由，则，解得，则；当时，函数，的值域为，由，则，解得，则；当时，函数，的值域为，由，则，解得，则；当时，函数，的值域为，由，则，解得，则；综上所述，实数的取值范围为.广东省广州市天河区2024-2025学年高一上学期期末考试数学试卷一、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，只有一项、是符合题目要求的.1.已知集合，则（）A. B.集合C. D.【答案】C【解析】，又，∴.故选：C.2.已知命题，命题为第三象限或第四象限的角，则是的（）A.必要不充分条件 B.充分不必要条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件【答案】A【解析】当时，则角的终边位于第三、第四象限或轴的负半轴上，而当终边位于第三、第四象限时，，所以且，所以是的必要不充分条件.故选：A.3.下列正确的是（）A.B.若，则C.D.【答案】D【解析】对于A，当时，无意义，故A错误；对于B，若，则，即，又，则，所以，故B错误；对于C，因为，则，故C错误；对于D，，故D正确.故选：D.4.集合与对应关系如图所示，下列说法正确的是（）A.若，则B.是从集合到集合的函数C.对应关系D.的定义域为集合，值域为集合【答案】B【解析】选项A，由图可得，则，则或，即或，故A错误；选项B，由图，对于集合中的每个元素在集合中都有唯一的数对应，符合函数定义，故B正确；选项C，因为，当时，由图知，而，故C错误；选项D，由题图及函数定义，的定义域为集合，值域不是集合，是集合的一个真子集，故D错误.故选：B.5.已知角的终边上有一点的坐标是，其中，则（）A. B.C. D.【答案】D【解析】由题意得，，由三角函数的定义可得，.若，则，，；若，则，，.故选：D.6.下列正确的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】因为，所以A不正确；因为，所以B不正确；因为，所以C不正确；因为，所以D正确.故选：D.7.函数的零点个数为（

）A.0 B.1 C.2 D.3【答案】D【解析】由函数的零点的个数，即为方程解的个数，即为函数与的图象的交点的个数，作出函数与的图象，如图所示，当时，函数与的图象有且仅有一个交点；当时，函数与的图象的交点为，有两个公共点，综上可得，函数有3个零点.故选：D.8.把物体放在冷空气中冷却，如果物体原来的温度是，空气的温度是，那么后物体的温度（单位：）可由公式求得，其中是一个随着物体与空气的接触状况而定的正常数.现有的物体，放在的空气中冷却，以后物体的温度降为.若将的物体放在的空气中冷却，则物体温度降为所需要的冷却时间为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】由题意可知，当时，，于是，整理得，当，，有，所以，故，将代入可得，可得，物体温度降为所需要的冷却时间为.故选：C.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.如图，二次函数的对称轴为，且与轴交于点，则（）A.BC.的解集为D.的解集为【答案】BCD【解析】对于A，由图象开口向下，得，故A不正确；对于B，对称轴为，故对，即，故B正确；对于C，图像过点，由对称性得有两个零点，所以，故，由，，得，故的解集为，故C正确；对于D，∵，，由，得，又，，解得，∴的解集为，故D正确.故选：BCD.10.函数在一个周期内的图象如图所示.则（）A.B.在区间单调递增C.若方程在区间上有两个不相等的实数根，则D.将图象的横坐标伸长到原来的2倍，再向右平行移动个单位长度，得到函数【答案】BC【解析】对于A，由题知，所以，解得，所以，再将点代入得，即，所以，因为，所以，故A错误；对于B，由前知，由，得时函数单调递增，是的真子集，则函数在区间上单调递增，故B正确；对于C，当时，时，又，则为的一个对称轴，由B的分析可得在上为减函数，在为增函数，若方程在区间上有两个不相等的实数根，则关于对称，所以，所以，故C正确；对于D，将图象的横坐标伸长到原来的2倍，得，再向右平行移动个单位长度，得，故D错误.故选：BC.11.定义二元函数，其中、，且，记，如，则（）A.B.C.D.【答案】ABC【解析】对于A选项，，，A对；对于B选项，由题中运算可得，，，，，故，B对；对于C选项，，C对；对于D选项，因为，所以，原式，D错.故选：ABC.三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12.若扇形的半径为，面积为，则扇形圆心角为__________弧度.【答案】【解析】设扇形的圆心角的弧度数为，则，解得.13.已知，则的大小顺序为__________.【答案】【解析】因为，又，而，则，则，所以.14.已知函数，若，且，则的取值范围是__________.【答案】【解析】因为，且，由，可得，所以，又因为，所以，所以，令，，由对勾函数的性质可得在上单调递减，所以，故的取值范围是.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.15.设.（1）当时，求的值：（2）已知集合，若，求实数的取值范围.解：（1）因为，且，所以，所以.（2），因为，即，所以，故.16.（1）化简：；（2）已知是第三象限角，求的值.解：（1）（2）由，得，∴，即，∵是第三象限角，∴.所以17.设函数.（1）当时，证明：函数为奇函数，并求出函数的值域；（2）当时，探索函数的单调性，并用函数单调性的定义给予证明.解：（1）当时，，对任意的，，即函数的定义域为，因为，故函数为奇函数，令，可得出，即，解得，故函数的值域为.（2）当时，函数在上为增函数，证明如下：任取、且，则，则，即，所以，函数在上为增函数.18.如图，正方形的边长为分别为边上的点.（1）当时，求的值；（2）当的周长为2时，（i）求的大小：（ii）设为的面积，求的最小值.解：（1）因为正方形的边长为，，则，所以，，，则，所以，则.（2）（i）设线段、的长度分别为、，，，因为正方形的边长为，则，，因为的周长为，所