2025年上海高考数学试题及答案

(考试时间120分钟,满分150分)

一、填空题(本大题共12题,第1~6题每题4分,第7~12题每题5分,共54分.考生应在答题纸的相应位置直接填写结果)

1.已知全集,集合,则        .

2.不等式的解集为        .

3.己知等差数列的首项,公差,则该数列的前6项和为        .

4.在二项式的展开式中,的系数为        .

5.函数在上的值域为        .

6.已知随机变量X的分布为,则期望        .

7.如图,在正四棱柱中,,则该正四棱柱的体积为        .

  

8.设,则的最小值为        .

9.4个家长和2个儿童去爬山,6个人需要排成一条队列,要求队列的头和尾均是家长,则不同的排列个数有        种.

10.已知复数z满足,则的最小值是        .

11.小申同学观察发现,生活中有些时候影子可以完全投射在斜面上.某斜面上有两根长为1米的垂直于水平面放置的杆子,与斜面的接触点分别为A、B,它们在阳光的照射下呈现出影子,阳光可视为平行光:其中一根杆子的影子在水平面上,长度为0.4米;另一根杆子的影子完全在斜面上,长度为0.45米.则斜面的底角        .(结果用角度制表示,精确到)

12.已知,是平面内三个不同的单位向量.若,则可的取值范围是      .

二、选择题(本大题共4题,第13、14题每题4分,第15、16题每题5分,共18分.每题有且仅有一个正确选项,考生应在答题纸的相应位置,将代表正确选项的小方格涂黑.)

13.己知事件A、B相互独立,事件A发生的概率为,事件B发生的概率为,则事件发生的概率为(   )

A. B. C. D.0

14.设.下列各项中,能推出的一项是(   )

A.,且 B.,且

C.,且 D.,且

15.已知,C在上,则的面积(   )

A.有最大值,但没有最小值 B.没有最大值,但有最小值

C.既有最大值,也有最小值 D.既没有最大值,也没有最小值

16.已知数列、、的通项公式分别为,、,.若对任意的,、、的值均能构成三角形,则满足条件的正整数有(  )

A. 4个 B.3个 C.1个 D.无数个

三、解答题(本大题共5题,第17-19题每题14分,第20-21题每题18分,共78分.解答下列各题必须在答题纸的相应位置写出必要的步骤.)

17.2024年东京奥运会,中国获得了男子米混合泳接力金牌.以下是历届奥运会男子米混合泳接力项目冠军成绩记录(单位:秒),数据按照升序排列.

206.78

207.46

207.95

209.34

209.35

210.68

213.73

214.84

216.93

216.93

(1)求这组数据的极差与中位数;

(2)从这10个数据中任选3个,求恰有2个数据在211以上的概率;

(3)若比赛成绩y关于年份x的回归方程为,年份x的平均数为2006,预测2028年冠军队的成绩(精确到0.01秒).

18.如图,P是圆锥的顶点,O是底面圆心,AB是底面直径,且.

  

(1)若直线PA与圆锥底面的所成角为,求圆锥的侧面积;

(2)已知Q是母线PA的中点,点C、D在底面圆周上,且弧AC的长为,.设点M在线段OC上,证明:直线平面PBD.

19.已知.

(1)若,求不等式的解集;

(2)若函数满足在上存在极大值,求m的取值范围;

20.已知椭圆,,A是的右顶点.

(1)若的焦点,求离心率e;

(2)若,且上存在一点P,满足,求m;

(3)已知AM的中垂线l的斜率为2,l与交于C、D两点,为钝角,求a的取值范围.

21.已知函数的定义域为.对于正实数a,定义集合.

(1)若,判断是否是中的元素,请说明理由;

(2)若,求a的取值范围;

(3)若是偶函数,当时,,且对任意,均有.写出,解析式,并证明:对任意实数c,函数在上至多有9个零点.

1.

【分析】根据补集的含义即可得到答案.

【详解】根据补集的含义知.

故答案为:.

2.

【分析】转化为一元二次不等式,解出即可.

【详解】原不等式转化为,解得,

则其解集为.

故答案为:.

3.

【分析】直接根据等差数列求和公式求解.

【详解】根据等差数列的求和公式,.

故答案为:

4.

【分析】利用通项公式求解可得.

【详解】由通项公式,

令,得,

可得项的系数为.

故答案为:.

5.

【分析】利用余弦函数的单调性可得.

【详解】由函数在上单调递增,在单调递减,

且,

故函数在上的值域为.

故答案为:.

6.

【分析】根据分布列结合期望公式可求期望.

【详解】由题设有.

故答案为:.

7.

【分析】求出侧棱长和底面边长后可求体积.

【详解】因为且四边形为正方形,故,

而,故,故,

故所求体积为,

故答案为:.

8.4

【分析】灵活利用“1”将展开利用基本不等式计算即可.

【详解】易知,

当且仅当,即时取得最小值.

故答案为:4

9.288

【分析】先选家长作队尾和队首,再排中间四人即可.

【详解】先选两位家长排在首尾有种排法;再排对中的四人有种排法,

故有种排法.

故答案为:288

10.

【分析】先设,利用复数的乘方运算及概念确定,再根据复数的几何意义数形结合计算即可.

【详解】设,

由题意可知,则,

又,由复数的几何意义知在复平面内对应的点在单位圆内部(含边界)的坐标轴上运动,如图所示即线段上运动,

设,则,由图象可知,

所以.

故答案为:

11.

【分析】先根据在处的旗杆算出阳光和水平面的夹角,然后结合处的旗杆算出斜面角.

【详解】如图,在处,,在处满足,

(其中水平面,是射过处杆子最高点的光线,光线交斜面于),

故设,则,

由勾股定理,,解得,

于是

故答案为:

12.

【分析】利用分段函数值分类讨论,可得,再根据数量积关系设出坐标,利用坐标运算,结合三角恒等变换求解模的范围可得.

【详解】若,则,

又三个向量均为平面内的单位向量,故向量两两垂直,显然不成立;

故.

不妨设,则,

不妨设,,

则,则,

则

,

由,,

则,

故.

故答案为:.

13.B

【分析】根据独立事件的概率公式可求.

【详解】因为相互独立,故,

故选:B.

14.D

【分析】利用指数函数的性质分类讨论与1的关系即可判定选项.

【详解】∵,∴,

当时,定义域上严格单调递减,

此时若,则一定有成立,故D正确,C错误;

当时,定义域上严格单调递增,要满足,需,即A、B错误.

故选:D

15.A

【分析】设出曲线上一点为,得出,将三角形的高转化成关于的函数,分析其单调性,从而求解.

【详解】设曲线上一点为,则,则,

,方程为:,即,

根据点到直线的距离公式,到的距离为:,

设,

由于,显然关于单调递减,,无最小值,

即中,边上的高有最大值,无最小值,

又一定,故面积有最大值,无最小值.

故选:A

16.B

【分析】由可知范围,再由三角形三边关系可得的不等关系,结合函数零点解不等式可得.

【详解】由题意,不妨设,

三点均在第一象限内,由可知,,

故点恒在线段上,则有.

即对任意的,恒成立,

令,构造函数,

则,由单调递增,

又,存在,使,

即当时,,单调递减;

当时,,单调递增;

故至多个零点,

又由,

可知存在个零点,不妨设,且.

①若,即时,此时或.

则,可知成立,

要使、、的值均能构成三角形,

所以恒成立,故,

所以有,解得;

②若,即时,此时.

则,可知成立,

要使、、的值均能构成三角形,

所以恒成立,故,

所以有,解得或;

综上可知,正整数的个数有个.

故选:B.

17.(1);;

(2)

(3)

【分析】(1)由最长与最短用时可得极差,由中间两数平均数可得中位数;

(2)由古典概型概率公式可得;

(3)先求成绩平均数,再由在回归直线上,代入方程可得,再代入年份预测可得.

【详解】(1)由题意,数据的最大值为,最小值为,

则极差为;

数据中间两数为与,

则中位数为.

故极差为,中位数为;

(2)由题意,数据共个,以上数据共有个,

故设事件“恰有个数据在以上”,

则,

故恰有个数据在以上的概率为;

(3)由题意,成绩的平均数

,

由直线过,

则,

故回归直线方程为.

当时,.

故预测年冠军队的成绩为秒.

18.(1)

(2)证明见解析

【分析】(1)由线面角先算出母线长,然后根据侧面积公式求解.

(2)证明平面平面,然后根据面面平行的性质可得.

【详解】(1)由题知,,即轴截面是等边三角形,故,

底面周长为,则侧面积为:;

(2)由题知,则根据中位线性质,,

又平面,平面,则平面

由于,底面圆半径是,则,又,则,

又,则为等边三角形,则,

于是且,则四边形是平行四边形,故,

又平面,平面,故平面.

又平面,

根据面面平行的判定,于是平面平面,

又,则平面,则平面

  

19.(1)

(2)且.

【分析】(1)先求出,从而原不等式即为,构建新函数,由该函数为增函数可求不等式的解;

(2)求出函数的导数,就分类讨论后可得参数的取值范围.

【详解】(1)因为,故,故,故,

故即为,

设,则,故在上为增函数,

而即为,故,

故原不等式的解为.

(2)在有极大值即为有极大值点.

,

若,则时,,时,,

故为的极小值点,无极大值点,故舍;

若即,则时,,

时,,

故为的极大值点,符合题设要求;

若,则时,,无极值点,舍;

若即,则时,,

时,,

故为的极大值点,符合题设要求;

综上,且.

20.(1)

(2)

(3)

【分析】(1)由方程可得,再由焦点坐标得,从而求出得离心率;

(2)设点坐标,由向量关系坐标化可解得坐标,代入椭圆方程可得;

(3)根据中垂线性质,由斜率与中点坐标得直线方程,联立直线与椭圆方程,将钝角条件转化为向量不等式,再坐标化利用韦达定理代入化简不等式求解可得范围.

【详解】(1)由题意知,,则,

由右焦点,可知,则,

故离心率.

(2)由题意,

由得,,

解得,代入,

得,又,解得.

(3)由线段的中垂线的斜率为,所以直线的斜率为,

则,解得,

由得中点坐标为,

故直线,显然直线过椭圆内点,

故直线与椭圆恒有两不同交点,

设,

由消得,

由韦达定理得,

因为为钝角,则,且,

则有,

所以,

即,解得,

又,

故,即的取值范围是.

21.(1)不是;

(2);

(3)证明见解析.

【分析】(1)直接代入计算和即可;

(2)法一:转化为在实数使得,分析得,再计算得,最后根据的范围即可得到答案;法二:画出函数图象,转化为直线与该函数有两个交点,将用表示,最后利用二次函数函数性质即可得到答案;

(3)利用函数奇偶性和集合新定义即可求出时解析式,再分析出,最后对的范围进行分类讨论即可.

【详解】(1)(1),,则不是中的元素.

(2)法一:因为,则存在实数使得,且,

当时,,其在上严格单调递增,

当时,,其在上也严格单调递增,

则,则,

令,解得,则,

则.

法二:作出该函数图象,则由题意知直线与该函数有两个交点,

由图知,假设交点分别为,,

联立方程组得

(3)(3)对任意,因为其是偶函数,

则,而,

所以,

所以,因为,则,

所以,所以,

所以当时,,,则,

,则,

而,,

则,则,

所以当时,,而为偶函数,画出函数图象如下:

其中,但其对应的值均未知.

首先说明,

若,则,易知此时,

则,所以,而时,,

所以,与矛盾,所以,即,

令,则,

当时,即使让,此时最多7个零点,

当时,若,此时有5个零点,

故此时最多5个零点;

当时,若,此时有5个零点,

故此时最多5个零点;

当时,若,此时有3个零点,

若,则,易知此时,

则,所以,而时,,

所以,与矛盾,所以,

则最多在之间取得6个零点,

以及在处成为零点,故不超过9个零点.

综上,零点不超过9个.

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