2012年高三教学测试(二)理科数学 试题卷注意事项:1.本科考试分试题卷和答题卷,考生须在答题卷上作答.答题前,请在答题卷的密封线内填写学校、班级、学号、姓名;2.本试题卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共6页,全卷满分150分,考试时间120分钟.参考公式:如果事件,A B 互斥,那么 棱柱的体积公式()()()P A B P A P B +=+ V Sh =如果事件,A B 相互独立,那么 其中S 表示棱柱的底面积,h 表示棱柱的高()()()P A B P A P B ⋅=⋅ 棱锥的体积公式如果事件A 在一次试验中发生的概率是p ,那么 13VSh = n 次独立重复试验中事件A 恰好发生k 次的概率 其中S 表示棱锥的底面积,h 表示棱锥的高()(1),(0,1,2,,)k kn k n n P k C p p k n -=-= 棱台的体积公式球的表面积公式 )(312211S S S S h V ++=24S R π= 其中S 1、S 2分别表示棱台的上、下底面积,球的体积公式 h 表示棱台的高334RV π=其中R 表示球的半径第Ⅰ卷一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50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.设集合}21{<≤-=x x M ,}0log |{2>=x x N ,则=N MA .),1[+∞-B .),1(+∞C .)2,1(-D . )2,0(【解析】由题:(1N =,)+∞,∴=N M ),1[+∞-. 【答案】A2.若复数i2i-+a (i 为虚数单位)是纯虚数,则实数a 的值为A .-2B .2C .21-D .21 【解析】∵()()()()()()22122225a i i a a ia i i i i ++-+++==--+,∴12102a a -==⇒.【答案】D3.已知非零向量a 、b ,则b a =是0)()(=-⋅+b a b a的A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【解析】b a = ⇒ 0)()(=-⋅+b a b a ,但0)()(=-⋅+b a b a⇒b a =,∵当a b =- 时,也有0)()(=-⋅+b a b a成立.【答案】A4.下列函数中,最小正周期为π的奇函数是A .x y 2cos =B .x y 2sin =C .x y 2tan =D .)2π2sin(-=x y【解析】首先奇函数的是B 、C 两项,又∵C 中2T π=,故选B .【答案】B注:要想解决本类题型,必须要有扎实的基础知识,如:周期公式2T πω=,基本三角函数的周期,sin y x =的周期是2π,cos y x =的周期是2π,tan y x =的周期是π,基本的几个三角恒等变化、倍角公式等等.望同学们加以注意,切勿好高骛远.5.某程序框图如图所示,则该程序运行后输出的值是A .-8B .-2C .-1D .0【解析】1i =,0x =,1y =;2i =,1x =-,0y =; 3i =,1x =-,1y =-; 4i =跳出程序.∴2x y +=-.【答案】B6.已知直线m 和平面α、β,则下列结论一定成立的是A .若α//m ,βα//,则β//mB .若α⊥m ,βα⊥,则β//mC .若α//m ,βα⊥,则β⊥mD .若α⊥m ,βα//,则β⊥m 【解析】A ://m or m ββ⊆;B ://m orm orm P βββ⊆= ;C ://m or m ββ⊆.【答案】D7.有6个人站成前后两排,每排3人,若甲、乙两人左右、前后均不相邻,则不同的站法种数为 A .240B .384C .480D .768【解析】以甲为特殊元素分类考虑:甲在1位置时,乙可在3、5、6位置,则有44372A =种;甲在2位置时,乙可在4、6位置,则有44248A =种;1 2 3 456开始1,1,0===y x i 1+=i i yx y += yx x -=yx +输出结束是否(第5题)?3≤i甲在3位置时,乙可在1、4、5位置,则有44372A =种;甲在4、5、6位置时,与以上三种相似,则有444444323192A A A ++=种; 故共有()4444442323384A A A ⨯++=.【答案】B注:高考中关于计数原理的考察基本上都以特殊元素的分类为主,望同学们加强针对性练习,同时也要掌握好几种基本方法.8.设实数y x ,满足:⎪⎩⎪⎨⎧≥+≤-+≥++0201053x y x y x ,则yx z 42+=的最小值是A .41 B . 21C .1D .8【解析】作出可行域.∵22422422x y x y x y z +=+≥+=, 设2u x y =+,易得当2u x y =+过35020x y x ++=⎧⎨+=⎩的交点P (—2,—1)时有最小值—4,故4min 1222z -==. 【答案】B9.设双曲线)0,0(12222>>=-b a by ax 的右焦点为F ,过点F 作与x 轴垂直的直线l 交两渐近线于A 、B 两点,与双曲线的其中一个交点为P ,设O 为坐标原点,若)R ,(∈+=n m O B n O A m O P ,且92=m n ,则该双曲线的离心率为 A .223 B .553 C .423 D .89【解析】),(),,(a bcc B a bc c A -,代入OB n OA m OP +=,得))(,)((abc n m c n m P -+,代入双曲线方程,得142=m n e ,即可得423=e .【答案】C10.已知函数t t x x f t --=2)()((R ∈t ),设b a <,⎩⎨⎧≥<=)()(),()()(),()(x f x f x f x f x f x f x f b a b b a a,若函数b a x x f -++)(有四个零点,则a b -的取值范围是A .)52,0(+B .)32,0(+C .),52(+∞+D .),32(+∞+ 【解析】作函数)(x f 的图象,且解方程)()(x f x f b a =得21-+=b a x , 即交点))21(,21(2a ab b a P ----+,又函数b a x x f -++)(有四个零点,即函数 )(x f 的图象与直线a b x y l -+-=:有四个不同的交点,由图象知,点P 在l 的上方,所以+-+21b a 0)()21(2>-----a b a a b ,解得52+>-a b . 【答案】C第Ⅱ卷二、填空题(本大题共7小题,每小题4分,共28分) 11.不等式0||22≤-x x 的解集是 ▲ .【解析】当0x ≤时,22002x x x -≤⇒≤≤; 当0x >时,22020x x x +≤⇒-≤≤;故不等式0||22≤-x x 的解集是22x -≤≤.【答案】]2,2[-12.若二项式6)1(xax -展开式中的常数项为60,则实数a 的值为 ▲ .【解析】∵()()()36662216611r r rrrr rr r T Cax xa C x----+=-=-,当4r =时,为常数项,即:()464426115602a C a a --==⇒=±.【答案】2±11321(第15题)13.已知等差数列}{n a 的前n 项和为n S ,且3513a a a =+,1410=a ,则=12S ▲ . 【解析】∵数列}{n a 为等差数列,∴1532a a a +=,故333230a a a =⇒=,又1410=a ,∴1037142a a d d -==⇒=.∴通项公式为()3326n a a n d n =+-=-,14a =-. ∴=12S 84.【答案】8414.在ABC ∆中,角C B A ,,的对边分别为c b a ,,,若C a c b cos 21=-,则=A ▲ .【解析】由正弦定理知:1sin sin sin cos 2B C A C -=, ① 又:A B C π++=,∴()sin sin sin cos sin cos B A C A C C A =+=+. ② 将②带入①得:1cos 2A =.(∵sin 0C ≠) ∴3A π=.【答案】3π15.某几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积 是 ▲ .【解析】=23V 下, 1=33V 上. 【答案】33716.已知抛物线y x 42=的焦点为F ,经过F 的直线与抛物线相交于A 、B 两点,则以AB为直径的圆在x 轴上所截得的弦长的最小值是 ▲ .【解析】设过焦点F 的直线为1x my +=,用含m 的代数式表示出A 、B 、中点M 、半径R , 利用函数单调性即可求出.【答案】3217.甲、乙两人进行“石头、剪子、布”游戏.开始时每人拥有3张卡片,每一次“出手”(双方同时):若分出胜负,则负者给对方一张卡片;若不分胜负,则不动卡片.规定:当一人拥有6张卡片或“出手”次数达到6次时游戏结束.设游戏结束时“出手”次数为ξ,则=ξE ▲ .【解析】272)31(2)3(3=⋅==ξP ,272)31(2)4(413=⋅⋅==C P ξ, 272])31()31([2)5(513524=⋅+⋅⋅==C C P ξ,2721)5(1)6(=≤-==ξξP P , =ξE 22221345627272727⨯+⨯+⨯+⨯509=.【答案】950三、解答题(本大题共5小题,共72分) 18.(本题满分14分)已知函数1cos sin 3cos )(2+-=x x x x f . (Ⅰ)求函数)(x f 的单调递增区间; (Ⅱ)若65)(=θf ,)3π23π(,∈θ,求θ2sin 的值.【解析】:(Ⅰ)1cos sin 3cos )(2+-=x x x x f12sin 2322co 1+-+=x x s 23)32cos(++=πx . …4分由πππππ22322+≤+≤+k x k ,得653ππππ+≤≤+k x k (Z k ∈). ∴函数)(x f 的单调递增区间是]65,3[ππππ++k k (Z k ∈).…6分 (Ⅱ)∵65)(=θf ,∴6523)32cos(=++πx ,32)32cos(-=+πθ.…8分∵⎪⎭⎫⎝⎛∈323ππθ,,∴)35,(32πππθ∈+,35)32(cos 1)32(sin 2-=+--=+πθπθ. …11分∴)32cos(23)32sin(21)332sin(2sin πθπθππθθ+-+=-+=6532-=. …14分19.(本题满分14分)在等差数列}{n a 和等比数列}{n b 中,11=a ,21=b ,0>n b (∈n *N ),且221,,b a b 成等差数列,2,,322+a b a 成等比数列.(Ⅰ)求数列}{n a 、}{n b 的通项公式; (Ⅱ)设n b n a c =,数列}{n c 的前n 和为n S ,若t a nS nS n n n +>++242恒成立,求常数t 的.【解析】:(Ⅰ)设等差数列}{n a 的公差为d ,等比数列}{n b 的公比为)0(>q q . 由题意,得⎩⎨⎧++=+=+)23)(1()2(22)1(22d d q qd ,解得3==q d . …3分∴23-=n a n ,132-⋅=n n b . …7分 (Ⅱ)23223-⋅=-⋅=n n n b c .…9分 ∴n n c c c S +++= 21n n 2)333(221-+++= 3231--=+n n .…11分∴133333241122+=--=++++n n n n n n S n S . …12分∴t n n +->+2313恒成立,即min )333(+-<n t n .令333)(+-=n n f n ,则0332)()1(>-⋅=-+n n f n f ,所以)(n f 单调递增. 故3)1(=<f t ,即常数t 的取值范围是)3,(-∞. …14分20.(本题满分14分)如图,三棱柱111C B A ABC -的各棱长均为2,侧面11B BCC ⊥底面ABC ,侧棱1BB 与底面ABC 所成的角为︒60.(Ⅰ)求直线C A 1与底面ABC 所成的角;(Ⅱ)在线段11C A 上是否存在点P ,使得平面⊥CP B 1平面11A ACC ?若存在,求出P C 1的长;若不存在,请说明理由.【解析】:(Ⅰ)过1B 作BC O B ⊥1于O , ∵侧面11B BCC ⊥平面ABC , ∴⊥O B 1平面ABC , ∴=∠BC B 1︒60.又∵11B BCC 是菱形,∴O 为BC 的中点. …2分以O 为坐标原点,如图建立空间直角坐标系,则)0,0,3(-A ,)0,1,0(-B ,)0,1,0(C ,)3,1,3(1-A ,)3,0,0(1B ,)3,2,0(1C ∴)3,0,3(1-=CA ,又底面ABC 的法向量)1,0,0(=n…4分设直线C A 1与底面ABC 所成的角为θ,则22sin 11=⋅⋅=nCA n CA θ,∴︒=45θ 所以,直线C A 1与底面ABC 所成的角为︒45. …7分(Ⅱ)假设在线段11C A 上存在点P ,设P C 1=11A C λ,则)0,1,3(1--=λP C ,)3,1,3(11λλ--=+=P C CC CP ,)3,1,0(1-=C B .…8分设平面CP B 1的法向量),,(z y x m =,则⎪⎩⎪⎨⎧=+-+-=⋅=-=⋅03)1(3031z y x CP m z y C B m λλ.令1=z ,则3=y ,λλ-=2x , )1,3,2(λλ-=∴m . …10分ABC1A 1B 1C P第20题zyxO设平面11A ACC 的法向量),,(z y x n =,则⎪⎩⎪⎨⎧=--=⋅=+=⋅03031z y C C n y x AC n令1=z ,则3-=y ,1=x ,)1,3,1(-=∴n .…12分要使平面⊥CP B 1平面11A ACC ,则=⋅n m )1,3,2(λλ-)1,3,1(-⋅=022=--λλ. 32=∴λ. 341=∴P C . …14分21.(本题满分15分)已知点P 是圆122=+y x 上任意一点,过点P 作y 轴的垂线,垂足为Q ,点R 满足PQ RQ 3=,记点R 的轨迹为曲线C .(Ⅰ)求曲线C 的方程;(Ⅱ)设A )1,0(,点M 、N 在曲线C 上,且直线AM 与直线AN 的斜率之积为32,求AMN ∆的面积的最大值.【解析】:(I )设),(y x R ,),(00y x P ,则),0(0y Q . PQ RQ 3=,⎪⎩⎪⎨⎧==∴y y x x 0033,1220=+y x ,故点R 的轨迹方程:1322=+y x . …6分(Ⅱ)(1)当直线MN 的斜率不存在时,设:MN )33(<<-=t t x . 则)31,(2t t M -,)31,(2t t N --,31=⋅∴AN AM K k ,不合题意.…7分(2)当直线MN 的斜率存在时,设b kx y l M N +=:,),(11y x M ,),(22y x N 联立方程⎪⎩⎪⎨⎧=++=1322y x bkx y ,得0336)31(222=-+++b kbx x k . 0)13(1222>+-=∆∴b k ,221316k kbx x +-=+,22213133k b x x +-=. …9分又32)1())(1(11212212122211=-++-+=-⋅-=⋅x x b x x b k x x k x y x y k k ANAM ,即0)1(3))(1(3)23(221212=-++-+-b x x b k x x k .将221316k kbx x +-=+,22213133k b x x +-=⋅代入上式,得3-=b .∴直线MN 过定点)3,0(-T . …11分 ∴21221214)(2||||21x x x x x x AT S AM N-+=-⋅=∆22318334kk +-⋅= . …13分令)0(832>=-t t k ,即8322+=t k ,∴619193183222≤+=+=+-tt t t k k . 当且仅当3=t 时,332)(max =∆ABC S .…15分22.(本题满分15分)已知a 为常数,R ∈a ,函数x ax x x f ln )(2-+=,x x g e )(=.(其中e 是自然对数的底数)(Ⅰ)过坐标原点O 作曲线)(x f y =的切线,设切点为),(00y x P ,求证:10=x ; (Ⅱ)令)()()(x g x f x F =,若函数)(x F 在区间]1,0(上是单调函数,求a 的取值范围. 【解析】:(I )xa x x f 12)(-+='(0>x ). …2分所以切线的斜率0002000ln 12x x ax x x a x k -+=-+=, 整理得01ln 020=-+x x .…4分显然,10=x 是这个方程的解,又因为1ln 2-+=x x y 在),0(+∞上是增函数, 所以方程01ln 2=-+x x 有唯一实数解.故10=x .…6分(Ⅱ)xe xax x x g x f x F ln )()()(2-+==,xe x x a x a x x F ln 1)2()(2+-+-+-='. …8分设x x a x a x x h ln 1)2()(2+-+-+-=,则a x xx x h -+++-='2112)(2. 易知)(x h '在]1,0(上是减函数,从而a h x h -='≥'2)1()(.…10分(1)当02≥-a ,即2≤a 时,0)(≥'x h ,)(x h 在区间)1,0(上是增函数. 0)1(=h ,0)(≤∴x h 在]1,0(上恒成立,即0)(≤'x F 在]1,0(上恒成立. )(x F ∴在区间]1,0(上是减函数.所以,2≤a 满足题意. …12分(2)当02<-a ,即2>a 时,设函数)(x h '的唯一零点为0x , 则)(x h 在),0(0x 上递增,在)1,(0x 上递减. 又∵0)1(=h ,∴0)(0>x h . 又∵0ln )2()(2<+-+-+-=----a a a a a e e a e a e e h , ∴)(x h 在)1,0(内有唯一一个零点x ',当),0(x x '∈时,0)(<x h ,当)1,(x x '∈时,0)(>x h .从而)(x F 在),0(x '递减,在)1,(x '递增,与在区间]1,0(上是单调函数矛盾. ∴2>a 不合题意.综合(1)(2)得,2≤a .…15分2012年高三教学测试(二)理科数学 参考答案一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分) 1.A ; 2.D ; 3.A ; 4.B ; 5.C ; 6.D ;7.B ;8.B ;9.C ;10.C .二、填空题(本大题共7小题,每小题4分,共28分) 11.]2,2[-;12.2±;13.84;14.3π;15.337;16.32;17.950.三、解答题(本大题共5小题,第18-20题各14分,第21、22题各15分,共72分) 18.(本题满分14分)解:(Ⅰ)1cos sin 3cos )(2+-=x x x x f12sin 2322co 1+-+=x x s 23)32cos(++=πx . …4分由πππππ22322+≤+≤+k x k ,得653ππππ+≤≤+k x k (Z k ∈). ∴函数)(x f 的单调递增区间是]65,3[ππππ++k k (Z k ∈).…6分 (Ⅱ)∵65)(=θf ,∴6523)32cos(=++πx ,32)32cos(-=+πθ.…8分∵⎪⎭⎫⎝⎛∈323ππθ,,∴)35,(32πππθ∈+,35)32(cos 1)32(sin 2-=+--=+πθπθ. …11分∴)32cos(23)32sin(21)332sin(2sin πθπθππθθ+-+=-+=6532-=. …14分19.(本题满分14分)解:(Ⅰ)设等差数列}{n a 的公差为d ,等比数列}{n b 的公比为)0(>q q . 由题意,得⎩⎨⎧++=+=+)23)(1()2(22)1(22d d q qd ,解得3==q d . …3分∴23-=n a n ,132-⋅=n n b .…7分(Ⅱ)23223-⋅=-⋅=n n n b c .…9分 ∴n n c c c S +++= 21n n 2)333(221-+++= 3231--=+n n .…11分∴133333241122+=--=++++n n n n n n S n S . …12分∴t n n +->+2313恒成立,即min )333(+-<n t n .令333)(+-=n n f n ,则0332)()1(>-⋅=-+n n f n f ,所以)(n f 单调递增. 故3)1(=<f t ,即常数t 的取值范围是)3,(-∞. …14分20.(本题满分14分)解:(Ⅰ)过1B 作BC O B ⊥1于O , ∵侧面11B BCC ⊥平面ABC , ∴⊥O B 1平面ABC , ∴=∠BC B 1︒60.又∵11B BCC 是菱形,∴O 为BC 的中点.…2分以O 为坐标原点,如图建立空间直角坐标系,则)0,0,3(-A ,)0,1,0(-B ,)0,1,0(C ,)3,1,3(1-A ,)3,0,0(1B ,)3,2,0(1C ∴)3,0,3(1-=CA ,又底面ABC 的法向量)1,0,0(=n…4分设直线C A 1与底面ABC 所成的角为θ,则22sin 11=⋅⋅=nCA n CA θ,∴︒=45θ 所以,直线C A 1与底面ABC 所成的角为︒45. …7分(Ⅱ)假设在线段11C A 上存在点P ,设P C 1=11A C λ,则)0,1,3(1--=λP C ,)3,1,3(11λλ--=+=P C CC CP ,)3,1,0(1-=C B .…8分设平面CP B 1的法向量),,(z y x m =,则⎪⎩⎪⎨⎧=+-+-=⋅=-=⋅03)1(3031z y x CP m z y C B m λλ.ABC1A 1B 1C P第20题z yxO令1=z ,则3=y ,λλ-=2x , )1,3,2(λλ-=∴m . …10分设平面11A ACC 的法向量),,(z y x n =,则⎪⎩⎪⎨⎧=--=⋅=+=⋅03031z y C C n y x AC n令1=z ,则3-=y ,1=x ,)1,3,1(-=∴n .…12分要使平面⊥CP B 1平面11A ACC ,则=⋅n m )1,3,2(λλ-)1,3,1(-⋅=022=--λλ. 32=∴λ. 341=∴P C . …14分21.(本题满分15分)解:(I )设),(y x R ,),(00y x P ,则),0(0y Q . PQ RQ 3=,⎪⎩⎪⎨⎧==∴y y x x 0033,1220=+y x ,故点R 的轨迹方程:1322=+y x . …6分(Ⅱ)(1)当直线MN 的斜率不存在时,设:MN )33(<<-=t t x . 则)31,(2t t M -,)31,(2t t N --,31=⋅∴AN AM K k ,不合题意.…7分(2)当直线MN 的斜率存在时,设b kx y l M N +=:,),(11y x M ,),(22y x N 联立方程⎪⎩⎪⎨⎧=++=1322y x bkx y ,得0336)31(222=-+++b kbx x k . 0)13(1222>+-=∆∴b k ,221316k kbx x +-=+,22213133k b x x +-=. …9分又32)1())(1(11212212122211=-++-+=-⋅-=⋅x x b x x b k x x k x y x y k k ANAM ,即0)1(3))(1(3)23(221212=-++-+-b x x b k x x k .将221316kkbx x +-=+,22213133k b x x +-=⋅代入上式,得3-=b . ∴直线MN 过定点)3,0(-T . …11分 ∴21221214)(2||||21x x x x x x AT S AM N-+=-⋅=∆22318334k k +-⋅= . …13分令)0(832>=-t t k ,即8322+=t k ,∴619193183222≤+=+=+-tt t t k k . 当且仅当3=t 时,332)(max =∆ABC S .…15分22.(本题满分15分) 解:(I )xa x x f 12)(-+='(0>x ). …2分所以切线的斜率0002000ln 12x x ax x x a x k -+=-+=,整理得01ln 020=-+x x .…4分 显然,10=x 是这个方程的解,又因为1ln 2-+=x x y 在),0(+∞上是增函数, 所以方程01ln 2=-+x x 有唯一实数解.故10=x .…6分(Ⅱ)xe xax x x g x f x F ln )()()(2-+==,xe x x a x a x x F ln 1)2()(2+-+-+-='. …8分设x x a x a x x h ln 1)2()(2+-+-+-=,则a x xx x h -+++-='2112)(2. 易知)(x h '在]1,0(上是减函数,从而a h x h -='≥'2)1()(.…10分(1)当02≥-a ,即2≤a 时,0)(≥'x h ,)(x h 在区间)1,0(上是增函数. 0)1(=h ,0)(≤∴x h 在]1,0(上恒成立,即0)(≤'x F 在]1,0(上恒成立. )(x F ∴在区间]1,0(上是减函数.所以,2≤a 满足题意. …12分(2)当02<-a ,即2>a 时,设函数)(x h '的唯一零点为0x , 则)(x h 在),0(0x 上递增,在)1,(0x 上递减. 又∵0)1(=h ,∴0)(0>x h . 又∵0ln )2()(2<+-+-+-=----a a a a a e e a e a e e h , ∴)(x h 在)1,0(内有唯一一个零点x ',当),0(x x '∈时,0)(<x h ,当)1,(x x '∈时,0)(>x h .从而)(x F 在),0(x '递减,在)1,(x '递增,与在区间]1,0(上是单调函数矛盾. ∴2>a 不合题意.综合(1)(2)得,2≤a .…15分。