凯里一中2015届高三模拟考试理科数学试卷及其答案

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凯里一中2015届高三模拟考试理科数学试卷一.选择题(本大题共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.已知集合}2|{2-==x y y A ,集合}1|{2-==x y x B ,则有A. B A =B. φ=B AC. A B A =D. A B A =2.已知R a ∈,i 是虚数单位,iia -+1是纯虚数,则a 等于A.1B.1-C. 2D. 2-3.下列命题正确的是A.命题“4,2-∈∃x R x 使得<0”的否定是“04,2>-∈∀x R x 均有”B.命题“若1,12≠≠x x 则”的否命题是“1,12==x x 则” C.命题“存在四边相等的四边形不是正方形”是假命题 D.命题“若y x cos cos =,则y x =”的逆否命题是真命题 4.如图1所示的程序框图,若两次输入的x 值分别是π3和3π-,则两次运行程序输出的b 值分别是A.1,23 B .0, 23 C. π-,23- D. π3,23-5.设m 、n 是不同的直线,α、β是不同的平面,有以下四个命题: αβα//,)1(m ⊥若,β⊥m 则;βαβαm//,,)2(则若⊥⊥m ; ααn//,,)3(则若n m m ⊥⊥ ; αββα//,n ,)4(则若⊥⊥n其中,真命题的个数为A. 1B. 2C. 3D.4 6.已知数列}{n a 的前n 项和为n S ,且n n 2S 2n +=,则=n a A. 122+n B. 22+n C. 12+n D. 32+n 7. dx x xa ⎰-=212)23(设,则=aA.12B.4C.-12D.-48.已知x 、y 满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥≥+-≤+002422y y x y x ,则目标函数z =2x +y 的最大值是A. 5B. 52C. 3D. 329.若双曲线)0(1222>=-b by x 的一条渐近线与圆1)2(22=-+y x 至多有一个交点,则双曲线离心率的取值范围是A.(]2,1B. [)∞+,2C. ](3,1D. [)∞+,310.a 、b 、c 均为正实数,且a a 21log 2=,b b 21log )21(=,c c 2log )21(=,则a 、b 、c 的大小顺序为A. b c a <<B. a c b <<C.a b c <<D.c b a <<图2俯视图侧视图主视图11.从6人中选4人分别到省内黄果树、小七孔、西江苗寨、梵净山游览,要求每个地点有一人游览, 每人只游览一个地点,且在这6人中甲、乙不去西江苗寨游览,则不同的选择方案共有 A.300种 B.240种 C.144种 D.96种12.已知偶函数f (x )满足f (x +1)=f (x -1),且当[]时,1,0∈x 2)(x x f =,则关于x 的方程xx f -=2)(在[]5,5-上根的个数是A.4个B. 6个C.8个D.10个二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.已知向量(]为则若向量x x x ,),2,0(),1,2(),1,(sin ⊥∈-==π . 14.已知函数131)(23+++=x ax x x f 有两个极值点,则实数a 的取值范围是 . 15.一个几何体的三视图如图2所示,则这个几何体的体积为 . 16.对于*∈N n 的命题,下列四个判断中正确命题的个数为 .1)1(,2...221)(12=++++=f n f n 则)若(; 21)1(,2...221)()2(12+=++++=-f n f n 则若;31211)1(,121...31211)()3(++=+++++=f n n f 则若;131...2111)()4(++++++=n n n n f 若,则11431331231)()1(+-++++++=+k k k k k f k f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.(本小题满分12分)已知函数)0,0)(sin()(πϕωϕω<<>+=x x f 的一系列对应值如下表:(I)求)(x f 的解析式;(II)在ABC ∆中,若2=AC ,3=BC , ,2)(-=A f 求ABC ∆的面积。

18.(本小题满分12分)如图3,长方体中,1111D C B A ABCD -11==AA AD ,2=AB ,点E 是AB 的中点。

(I)11AED C B 平面求证:⊥; (II)的大小。

求二面角C E D A --1ECBAD C 1A 1某学校高一年级为了解学生在一次数学考试中的成绩情况,从中抽取了部分学生的分数(得分取正整数,满分是100分)作为样本(样本容量为n )进行统计,按照[)60,50,[)70,60,[)80,70,[)90,80,[]100,90的分组作出如图4甲所示的频率分布直方图和图乙所示的样本分数茎叶图(图乙中仅列出了得分在[)60,50,[]100,90的数据)。

(I)求样本容量n 和频率分布直方图中的x ,y 的值;(II)在选取的样本中,从考试成绩是80分以上(含80分)的同学中随机抽取3名同学为其他同学作交流,设ξ表示所抽取的3名同学中得分在[)90,80的学生个数,求ξ的分布列及数学期望。

甲x y 0频率组距成绩(分)茎叶图乙3 41 2 3 4 5 6 7 8 956789叶茎20.(本小题满分12分)已知椭圆C :)0(12222>>=+b a by a x 的右焦点为)0,1(F ,短轴的一个端点B 到F 的距离等于焦距。

(I)求椭圆C 方程;(II)过点F 的直线l 与椭圆C 交于不同的两点N M ,,是否存在直线l ,使得BFM ∆与BFN ∆的面积之比为1?若存在,求出直线l 的方程;若不存在,说明理由。

已知函数x x e e x f --=)(,其中e 是自然对数的底数。

(I)证明:)(x f 是R 上的奇函数;(II)若关于x 的不等式),在(∞+--≤-01)(m e x mf x 上恒成立,求实数m 的取值范围。

请考生在第22、23、24三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,作答时请写清题号. 22.(本小题满分10分))【选修4—1:几何证明选讲】 已知直线PA 与圆O 相切于点A ,经过点O 的割线PBC 交圆O 于点B 和点C ,APC ∠的平分线分别交AC AB ,于点D 和E .(I)证明:AED ADE ∠=∠; (II)若AP AC =,求PAPC的值.23.(本小题满分10分)【选修4—4:坐标系与参数方程】已知曲线C 的极坐标方程为θθρ2sin cos 4=,以极点为坐标原点,极轴为x 轴正半轴建立平面直角坐标系,直线l 的参数方程为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=t y t x 22122(t 为参数) (I)把曲线C 的极坐标方程化为直角坐标方程,把直线l 的参数方程化为普通方程; (II)求直线l 被曲线C 截得的线段AB 的长.24.(本小题满分10分)【选修4—5:不等式选讲】 已知函数16896)(22++++-=x x x x x f .(I)求)4()(f x f ≥的解集; (II)设函数)3()(-=x k x g ,R k ∈,若)()(x g x f >对任意的R x ∈都成立,求实数k 的取值范围.图5FC凯里一中2015届高三模拟考试理科数学试卷答案13、6π或65π 14、),1()1,(+∞--∞ 15、31 16、③④三、解答题 17、(本小题满分12分) (I)由图表知,周期πππωπ=-==4432T ,解得2=ω;…………………2分 又由第一关键点)0,4(π-,得0)4(2=+-⨯ϕπ,解得2πϕ=;…………………4分x x x f 2cos )22sin()(=+=∴π; 所求x x f 2cos )(=…………………………………………………………6分(II) ①在ABC ∆中,21)(-=A f ,得212cos -=A ,由π<<A 0,则π220<<A ,所以322π=A 或342π=A ,解得3π=A 或32π=A .……8分②由余弦定理得,A AB AC AB AC BC cos 2222⨯⨯⨯-+=,而2=AC ,3=BC ;当3π=A 时,得3cos2223222π⨯⨯⨯-+=AB AB ,解得16+=AB ,此时23233sin 21+=⨯⨯⨯=∆πAB AC S ABC ;…………………………10分 当32π=A 时,得32cos 2223222π⨯⨯⨯-+=AB AB ,解得16-=AB ,此时232332sin 21-=⨯⨯⨯=∆πAB AC S ABC ; 综上,所求A B C ∆的面积为2323+或2323-………………………………………12分 18、(I)如图,因为1111D C B A ABCD -为长方形,以D 为坐标原点,DA 为x 轴的正半轴,DC 为y 轴的正半轴,建立空间直角坐标系,由题知,)0,0,1(A ,)0,1,1(E ,)1,0,0(1D ,)0,2,0(C ,)1,2,1(1B ;所以)1,2,1(1--=→C B ;设平面1AED 的一个法向量为),,(1z y x n =→,)0,1,0(=→AE ,)1,0,1(1-=→AD; 由⎪⎩⎪⎨⎧=∙=∙→→→→00111AD n AE n ,则⎩⎨⎧=⨯+⨯+⨯-=⨯+⨯+⨯01010010z y x z y x ,令1=x ,求得)1,0,1(1=→n ; ECBA D C 1A 1→→-=11n C B ,所以,AED C B 平面⊥1成立. ……………………………………6分 (II) 设二面角C E D A --1的平面角为[]πθ,0∈,由(I) 平面1AED 的一个法向量为)1,0,1(1=→n ; 同理可求平面EC D 1的一个法向量为)2,1,1(2---=→n ;23)2()1()1(101)2(1)1(0)1(1||||cos 2222222121-=-+-+-⨯++-⨯+-⨯+-⨯=⋅∙=∴→→→→n n n n θ, 所以65πθ=所以,所求二面角C E D A --1的平面角为65π……………………………………12分 19、(I)由频率分布直方图和茎叶图知在[)60,50的频数为8,频率为16.0, 16.08=∴n,解得50=n ;…………………………2分 由在[]100,90的频数为2,频率为y 10,y 10502=∴,解得004.0=y ;…………………………4分 又104.010.040.01016.0=++++x ,解得03.0=x ;故所求50=n ;03.0=x ;004.0=y .…………………………6分 (II) 在区间[)90,80的学生人数为:55010.0=⨯(人);在区间[]100,90的学生人数为:2人; 所以ξ的所有取值的可能为1,2,3.71)1(372215=⨯==C C C P ξ;74)2(371225=⨯==C C C P ξ;72)3(370235=⨯==C C C P ξ ξ的分布列为ξ的数学期望:7737271=⨯+⨯+⨯=ξE …………………………………12分20、(I) 由题知⎪⎩⎪⎨⎧==+=c a c c b a 21222,解得42=a ,32=b ;所求椭圆C 的方程为13422=+y x …………………………4分 (II)①当直线l 的斜率不存在时,此时直线l 的方程为1=x , 由⎪⎩⎪⎨⎧=+=134122y x x ,解得⎪⎩⎪⎨⎧==23111y x 或⎪⎩⎪⎨⎧-==23122y x ,即)23,1(M ,)23,1(-N ,而)3,0(B ,)0,1(F ; 易知BFM ∆与BFN ∆的面积之比为1;所以,直线1=x 满足题意. …………………………7分②当直线l 的斜率存在时,设为k ,此时直线l 的方程为)1(-=x k y ,设),(11y x M ,),(22y x N由⎪⎩⎪⎨⎧-==+)1(13422x k y y x ,消去x 得01248)43(2222=-+-+k x k x k , 所以2221438k k x x +-=+,BFM ∆与BFN ∆的面积之比为1;则F 为MN 的中点;所以1221=+x x ,即24382221=+-=+kk x x ,化简得0382=+k ,此方程无解. ………………11分 综上,直线l :1=x ,使得BFM ∆与BFN ∆的面积之比为1成立. ………………12分 21、(I))(x f 的定义域为R ………………1分)()()(x f e e e e x f x x x x -=--=-=---所以,)(x f 是R 上的奇函数…………………………4分(II) 因为0>x ,所以1>xe ,故01)(2>-+x x e e ;由1)(--≤-m e x mf x 得1)(--≤---m e e e m x x x ,即1)1(-≤+---x x x e e e m化简得[]xxx e e e m -≤-+11)(2,即1)(12-+-≤xx xe e e m 恒成立, 即求1)(1)(2-+-=xx xe e e x g 的最小值即可. ………………………7分 令xe t =,由0>x ,得1>t ,得11)(2-+-=t t t t g ;22')1()2()(-+-=t t t t t g (1>t ), 令0)('=t g ,解得2=t ; 令0)('>t g ,解得2>t ;令0)('<t g ,解得21<<t ;所以)(x g 的单调递减区间为)2,1(,)(x g 的单调递增区间为),2(+∞,所以)(x g 的最小值为5112221)2(2-=-+-=g ;综上,∴所求实数m 的取值范围为⎥⎦⎤ ⎝⎛-∞-51,.…………………………12分请考生在第22、23、24三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,作答时请写清题号.22、(I) PE 为APC ∠的平分线,∴BPD APD ∠=∠; 又 直线PA 是圆O 的切线,ACB PAB ∠=∠∴;又 BPD ACB AED ∠+∠=∠,APD PAB ADE ∠+∠=∠; ADE AED ∠=∠.…………………………………………5分 (II)过A 作BC AF ⊥于F ;BC 为圆O 的直径,ACB BAF ∠=∠∴,又ACB PAB ∠=∠ 由AP AC =,则ACB APC ∠=∠∴, 而090=∠+∠+∠∴APB ACB BAF ,030=∠=∠=∠∴APB ACB BAF ;则23=PA PF , 得PA PF PC 32==, 所求即3=PAPC.………………………………………10分 图5F C23、(I) 由θθρ2sin cos 4=得θρθρcos 4sin 22=即x y 42=; 由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=-=t y t x 22122(t 为参数),消去参数t ,得01=-+y x ;曲线C 的直角坐标方程为x y 42=;直线l 的普通方程01=-+y x ;…………………5分 (II) 设直线l 交曲线C 于),(),,(2211y x B y x A ,则 ⎩⎨⎧==-+xy y x 4012,消去y 得,0162=+-x x ,621=+∴x x ,121=x x ; 843624)(1||212212=-⨯=-++=x x x x k AB所以,直线l 被曲线C 截得的线段AB 的长为8.………………………10分24、(I) ⎪⎩⎪⎨⎧>+≤≤--<--=++-=++++-=3,1234,74,12|4||3|16896)(22x x x x x x x x x x x x f ,由9)4()(=≥f x f ,则⎩⎨⎧≥---<9124x x 或⎩⎨⎧≥≤≤-9734x 或⎩⎨⎧≥+>9123x x ,解得5-≤x 或4≥x ; 所以,所求)4()(f x f ≥的解集为{}45|≥-≤x x x 或…………………5分(II) 作出⎪⎩⎪⎨⎧>+≤≤--<--=++-=3,1234,74,12|4||3|)(x x x x x x x x f 的图象;直线)3()(-=x k x g 过定点)0,3(,若)()(x g x f >对任意的R x ∈都成立,则21≤<-k . 故所求实数k 的取值范围是(]2,1-………………………10分。