福建省三明市2012届高三质量检查数学理试题
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2012年三明市普通高中毕业班质量检查理科数学本试卷分第I 卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题), 第Ⅱ卷第21题为选考题,其他题为必考题.本试卷共6页.满分150分.考试时间120分钟. 注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.2.考生作答时,将答案答在答题卡上,请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效,在草稿纸、试题卷上答题无效.3.选择题答案使用2B 铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号;非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性(签)笔或碳素笔书写,字体工整、笔记清楚.4.做选考题时,考生按照题目要求作答,并用2B 铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑.5.保持答题卡卡面清洁,不折叠、不破损,考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回. 参考公式:样本数据12,x x ,…,n x 的标准差 锥体体积公式s =13V S h =其中x -为样本平均数 其中S 为底面面积,h 为高柱体体积公式 球的表面积、体积公式V Sh = 2344,3S R V R ==ππ其中S 为底面面积,h 为高 其中R 为球的半径第I 卷(选择题 共50分)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.已知0α<<π,且3tan 4α=,则cos α等于 A .35-B .35C .45-D .452.若等差数列{}n a 的前5项和525S =,则3a 等于A .3B .4C .5D .63.“1a =-”是“直线260a x y -+=与直线4(3)90x a y --+=互相垂直”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4.右图给出一个算法的程序框图,该程序框图的功能是A .找出a 、b 、c 三个数中最大的数B .找出a 、b 、c 三个数中最小的数C .找出a 、b 、c 三个数中第二大的数D .把c 的值赋给a两平5.若l m n 、、是空间中互不相同的直线,αβ、是不重合的面,则下列命题中为真命题的是 A .若//,,l n αβαβ⊂⊂,则//l nB .若,l αβα⊥⊂,则l β⊥C . 若,l n m n ⊥⊥,则//l mD .若,//l l αβ⊥,则αβ⊥ 6.已知双曲线Γ:22221x y ab-=(0,0)a b >>的离心率2e =,过双曲线Γ的左焦点F 作O :222x y a +=的两条切线,切点分别为A 、B ,则AFB ∠的大小等于A .45°B .60°C .90°D .120°7.已知函数f (x )=sin2x +a cos2x 图象的一条对称轴方程为6x π=-,则实数a 的值为A .3-B .3C . D8.已知正实数a ,b 满足不等式1ab a b +<+,则函数()()log a f x x b =+的图象可能为9.在Rt △PAB 中,PA =PB ,点C 、D 分别在PA 、PB 上,且CD ∥AB ,AB =3,AC ,则AD BC ⋅的值为A .-7B .0C .-3D .310.若数列{}n a 满足n a a b ≤≤,其中a 、b 是常数,则称数列{}n a 为有界数列,a 是数列{}n a 的下界,b 是数列{}n a 的上界.现要在区间[1,2)-中取出20个数构成有界数列{}n b ,并使数列{}n b 有且仅有两项差的绝对值小于1m,那么正数m 的最小取值是A .5B .193C .7D .233第Ⅱ卷(非选择题 共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,共20分,把答案填在答题卡相应位置. 11.已知复数122i ,43i z z =+=-在复平面内的对应点分别为点A 、B ,则A 、B 的中点所对应的复数是 . 12.已知函数1()22x xf x =-,且(),(0),()(),(0),f x xg x f x x ≥⎧=⎨-<⎩则函数g (x )的最小值是 .13.若23*0123(1)()n n n x a a x a x a x a x n +=+++++∈N ,且12:1:3a a =,则=n . 14.已知函数()11x f x m -=+(其中0m >,且1m ≠)的图象恒过定点A ,而点A 恰好在直线220ax by +-=上(其中0ab >),则14a b+的最小值为 .15.如图,标识为①、②、③、④的四张牌,每张牌的一面都写上一个数字,另一面都写上一个英文字母.现在规定:当牌的一面写的是数字3时,它的另一面必须写字母M .为了检查这四张牌是否符合规定,你仅需..翻看的牌的标识为 .三、解答题:本大题共6小题,共80分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 16.(本小题满分13分)某工厂共有工人40人,在一次产品大检查中每人 的产品合格率(百分比)绘制成频率分布直方图, 如图所示.(Ⅰ) 求合格率在[50,60)内的工人人数; (Ⅱ)为了了解工人在本次大检查中产品不合格的情况,从合格率在[50,70)内的工人中随机选取3人的合格率进行分析,用X 表示所选工人合格率在[ 60,70)内的人数,求X 的分布列和数学期望.①②③④17.(本小题满分13分)如图,在四棱锥P -ABCD 中,PB ⊥平面ABCD ,AB ⊥AD ,AB ∥CD ,且AB =1,AD =CD =2,E 在线段PD 上.(Ⅰ)若E 是PD 的中点,试证明:AE ∥平面PBC ;(Ⅱ)若异面直线BC 与PD 所成的角为60°,求四棱锥P -ABCD 的侧 视图的面积.18.(本小题满分13分)已知抛物线2:2(0)y px p Γ=>的焦点与椭圆224205x y +=的右焦点重合. (Ⅰ)求抛物线Γ的方程;(Ⅱ)动直线l 恒过点(0,1)M 与抛物线Γ交于A 、B 两点,与x 轴交于C 点,请你观察并判断:在线段MA ,MB ,MC ,AB 中,哪三条线段的长总能构成等比数列?说明你的结论并给出证明.19.(本小题满分13分)已知函数()f x 的导函数是2()329f x x mx '=++,()f x 在3x =处取得极值,且(0)0f =,(Ⅰ)求()f x 的极大值和极小值;(Ⅱ)记()f x 在闭区间[0,]t 上的最大值为()F t ,若对任意的t (04)t <≤总有()F t t λ≥成立,求λ的取值范围;(Ⅲ)设(,)M x y 是曲线()y f x =上的任意一点.当(0,1]x ∈时,求直线OM 斜率的最小值,据此判断()f x 与4sin x 的大小关系,并说明理由.20.(本小题满分14分)某公园里有一造型别致的小屋,其墙面与水平面所成的角为θ,小屋有一扇面向正南的窗户,现要在窗户的上方搭建一个与水平面平行的遮阳篷,如图1所示.如图2是遮阳篷的截面示意图,AB 表示窗户上、下边框的距离,AB=m ,CD 表示遮阳篷.已知该公园夏季正午太阳最高这一天,太阳光线与水平面所成角为α,冬季正午太阳最低这一天,太阳光线与水平面所B成角为β(αβ>).若要使得夏季正午太阳最高这一天太阳光线不从窗户直射进室内,而冬季正午太阳最低这一天太阳光线又恰能最大限度地直射进室内,那么遮阳篷的伸出长度CD 和遮阳篷与窗户上边框的距离BC 各为多少?21.本题有(1)、(2)、(3)三个选答题,每题7分,请考生任选2题作答,满分14分.如果多做,则按所做的前两题记分.作答时,先用2B 铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号涂黑,并将所选题号填入括号中.(1)(本小题满分7分)选修4-2:矩阵与变换 设矩阵11a M b⎛⎫=⎪⎝⎭. (I )若2,3a b ==,求矩阵M 的逆矩阵1M -;(II )若曲线C :22421x xy y ++=在矩阵M 的作用下变换成曲线C ':2221x y -=,求a b +的值.(2)(本小题满分7分)选修4-4:坐标系与参数方程(3)(本小题满分7分)选修4-5:不等式选讲 设函数()|1||2|f x x x =++-. (Ⅰ)求()y f x =的最小值;(Ⅱ)若关于x 的不等式()4f x ≥的解集为A ,求集合A .2012年三明市普通高中毕业班质量检查图1图2理科数学参考答案及评分标准一、选择题:题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案DCABDBABCB二、填空题:11. 3-i . 12. 0 13.7 14.9 15. ②、④ 三、解答题:16.解:(Ⅰ)产品合格率在[50,60)内的频率为:1-(0.035+0.03+0.0225+0.0075)×10=0.05, ………………………2分 所以产品合格率在[50,60)内的人数共有40×0.05=2人. ……………………4分 (Ⅱ)同(1)可得产品合格率在[ 60,70)内的人数有40×0.0225×10=9, 所以产品合格率在[50,70)内的人数共有11人.依题意,X 的可能取值是1,2,3. ………………………6分 P (X =1)=2129311C C C=355;P (X =2)=1229311C C C=2455;P (X =3)=P(A)=2855. ……10分则………………………11分所以EX =1×355+2×2455+3×2855=2711. ………………………13分17.解:(Ⅰ)解法一:在四棱锥P -ABCD 中,取PC 的中点F ,连结EF 、FB ,因为E 是PD 的中点,所以EF ∥12CD ∥AB , ………………………………2分所以四边形AEFB 是平行四边形, …………………………………………3分 则AE ∥FB ,而AE ⊄平面PBC ,FB ⊂平面PBC , …………………………………………5分 ∴AE ∥平面PBC . ……………………………………………6分 解法二:如图,以B 为坐标原点,AB 所在直线为x 轴,垂直于AB 的直线为y 轴,BP 所在直线为z 轴,建立空间直角坐标系,设PB =t , 则P (0,0,t ),D (-1,2,0),C (1,2,0),A (-1,0,0),所以E (-12,1,2t),1(1,)22tAE = ,…………2分设平面PBC 的法向量为(,,)x y z =a ,则0,0,BC BP ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ a a 所以20,0,x y tz +=⎧⎨=⎩即2,0.x y z =-⎧⎨=⎩取1y =-,得到平面PBC 的法向量为(2,1,0)=-a .所以AE ⋅a =0,而AE ⊄平面PBC ,则AE ∥平面PBC . ……………………6分 (Ⅱ)同(Ⅰ)法二建立空间直角坐标系, 设PB t =(t >0),则P (0,0,t ), D (-1,2,0),C (1,2,0),所以PD =(-1,2,-t ),BC=(1,2,0),则|PD |=,|BC |=…………9分由已知异面直线BC 与PD 成60°角,所以PD ·BC =||||cos 60PD BC ⋅⋅︒12,又PD ·BC=-1×1+2×2+(-t )×0=3,12=3,解得t 5PB 5所以侧视图的面积为S =12×2×5=5. ……………………13分18.解:(Ⅰ)∵椭圆方程为:2215144xy+=,∴2251,44a b ==, ………………2分所以21c =,即椭圆的右焦点为(1 , 0), 因为抛物线的焦点为(2p ,0),所以p =2, ……………………3分则抛物线的方程为24y x =. …………………………4分 (Ⅱ)解法一:设直线l :1(0)y kx k =+≠,则C (-1k,0),由21,4,y kx y x =+⎧⎨=⎩ 得222(2)10k x k x +-+=, ………………………………………6分 因为△=224(2)40k k -->,所以k <1, ………………………………7分 设A (x 1,y 1),B (x 2,y2),则1222(2)k x x k-+=-,1221x x k=, ………………8分所以由弦长公式得:1|||M Ax =,2|||M B x =,1||||M C k =,12||||A B x x k=-=………………10分通过观察得:||||MA MB ⋅=(21k +)·12||x x =(21k +)·21k=2||M C . ………………11分若||||MA MB ⋅=2||AB ,则8k =-±,不满足题目要求. ………………12分 所以存在三线段MA 、MC 、MB 的长成等比数列. ………………………………13分 解法二:同法一得1221x x k=, …………………………………………8分而MA MB ⋅=1122(,1)(,1)x y x y -⋅-=1122(,)(,)x kx x kx ⋅=212(1)k x x +=221(1)k k+⋅=211k+,因为C (-1k,0),所以2||M C =1+21k. …………………………10分因为M 、A 、B 三点共线,且向量MA 、MB同向,所以MA MB ⋅ =||||cos 0M A M B ⋅⋅︒ =||||M A M B ⋅, ……………………11分因此||||M A M B ⋅ =211k+=2||M C .所以存在三线段MA 、MC 、MB 的长成等比数列. ………………………………13分解法三:设直线l :1(0)y kx k =+≠,则C (-1k,0),由21,4,y kx y x =+⎧⎨=⎩ 得2440ky y -+=, …………………………………6分由△=16-16k >0,得到k <1, 所以124y y k+=,124y y k⋅=,212121()16x x y y =, ……………………………8分所以MA MB ⋅=1122(,1)(,1)x y x y -⋅-=1212(1)(1)x x y y +--=2121()16y y +12y y -(12y y +)+1 =211644116kkk⋅+-+=211k+, ………………10分下同解法二.19.解:(I )依题意,(3)0f '=,解得6m =-, ……………………1分由已知可设32()69f x x x x p =-++, 因为(0)0f =,所以0p =,则32()69f x x x x =-+,导函数2()3129f x x x '=-+. …………………………3分 列表:由上表可知()f x 在1x =处取得极大值为(1)4f =,()f x 在3x =处取得极小值为(3)0f =. …………………………………5分(Ⅱ)①当01t <≤时,由(I )知()f x 在[0,]t 上递增,所以()f x 的最大值32()()69F t f t t t t ==-+, ……………………6分 由()F t t λ≥对任意的t 恒成立,得3269t t t t λ-+≥, 则2269(3)t t t λ≤-+=-,因为01t <≤,所以332t -<-≤-,则24(3)9t ≤-<,因此λ的取值范围是4λ≤. ………………………………8分 ②当14t <≤时,因为(1)(4)4f f ==,所以()f x 的最大值()(1)4F t f ==, 由()F t t λ≥对任意的t 恒成立,得4t λ≥, ∴4tλ≤,因为14t <≤,所以414t≤<,因此λ的取值范围是1λ≤,综上①②可知,λ的取值范围是1λ≤. ……………………10分 (Ⅲ)当(0,1]x ∈时,直线O M 斜率322()69(3)f x x x xk x xx-+===-,因为01x <≤,所以332x -<-≤-,则24(3)9x ≤-<,即直线O M 斜率的最小值为4. …………………………………11分 首先,由()4f x x≥,得()4f x x ≥.其次,当(0,1]x ∈时,有44sin x x >,所以()4sin f x x >, ………………12分 证明如下:记()44sin g x x x =-,则()44cos 0g x x '=-≥, 所以()g x 在(0,1)递增,又(0)0g =,则()0g x >在(0,1)恒成立,即44sin x x >,所以 ()4sin f x x >.……………13分在△ACD 中,C AD AC D C D A πθα∠=-∠-∠=-, AB =m ,AC m x =+, 由正弦定理得sin sin()m x y αθα+=-,② …………6分由①②得sin()()sin()sin sin x m x θβθαβα-+-=, ……………………8分所以sin()sin sin sin()sin sin()m x θαβαθββθα-=---, ………………………………11分sin()sin()sin()sin sin sin()sin sin()m y x θβθαθββαθββθα---==---. ……………………13分答:遮阳篷的伸出长度CD 为sin()sin sin sin()sin sin()m θαβαθββθα----,遮阳篷与窗户上边框的距离BC 为sin()sin()sin sin()sin sin()m θαθβαθββθα-----. ……………………14分21. (1)(本小题满分7分)选修4-2:矩阵与变换解:(I )设矩阵M 的逆矩阵11122x y Mx y -⎛⎫= ⎪⎝⎭,则110.01M M -⎛⎫= ⎪⎝⎭又1231M ⎛⎫= ⎪⎝⎭, 所以112212103101x y x y ⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以121221,30x x x x +=+=, 121220,31y y y y +=+=,即11221231,,,,5555x y x y =-===-故所求的逆矩阵112553155M-⎛⎫- ⎪= ⎪ ⎪-⎪⎝⎭. ………………………………4分 (II )设曲线C 上任意一点(,)P x y ,它在矩阵M 所对应的线性变换作用下得到点 中国校长网中国校长网资源频道 http://zy '(',')P x y ,则11a b ⎛⎫ ⎪⎝⎭''x x y y ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即',',x ay x bx y y +=⎧⎨+=⎩, ……………………5分 又点'(',')P x y 在曲线'C 上,所以2221x y ''-=,则22()2()1x ay bx y +-+=, 即2222(12)(24)(2)1b x a b xy a y -+-+-=为曲线C 的方程,又已知曲线C 的方程为22421x xy y ++=,比较系数可得2212124422b a b a ⎧-=⎪-=⎨⎪-=⎩,解得0,2b a ==,∴2a b +=. ……………………7分 (2)(本小题满分7分)选修4-4:坐标系与参数方程解:(I )圆C 直角坐标方程为22(1)(1)4x y -++=,展开得222220x y x y +-+-=, ……………………………2分化为极坐标方程为22cos 2sin 20ρρθρθ-+-=. ………………………4分 (II )点Q 的直角坐标为(2,2)-,且点Q 在圆C 内,因为||Q C =P ,Q 两点距离的最小值为||2PC =-. ……………7分(3)(本小题满分7分)选修4-5:不等式选讲解:(I )2 1 , (1),()3, (-12),2 1 , (2),x x f x x x x -+≤-⎧⎪=<<⎨⎪-≥⎩所以()y f x =的最小值为3.……………4分 (II ) 由(I )可知,当1x ≤-时,()4f x ≥,即()4f x ≥,此时32x ≤-; 当2x ≥时,()4f x ≥,即214x -≥,此时52x ≥. 因此不等式()4f x ≥的解集为A 为{|32x ≤-或25≥x }. …………………7分。