2020年广西南宁市高考数学一模试卷(理科)一、单项选择题(本大题共12小题,共60.0分)1.已知集合A={−1,0,1,2},B={x|x2+x−2<0}.则A∩B=()A. {−1,0}B. {0,1}C. {1,2}D. {−1,2}2.若复数z满足(1−i)z=−1+2i,则|z−|=()A. √22B. 32C. √102D. 123.在某次测量中得到A样本数据如下:43,50,45,55,60,若B样本数据恰好是A样本每个数都增加3得到,则A、B两样本的下列数字特征对应相同的是()A. 众数B. 中位数C. 方差D. 平均数4.(2x−y)(x+2y)5展开式中x3y3的系数为()A. −40B. 120C. 160D. 2005.设S n为等比数列{a n}的前n项和,8a2+a5=0,则S5S2=()A. −11B. −8C. 5D. 116.已知函数f(x)=a2x2+bln x图象在点(1,f(1))处的切线方程是2x−y−1=0,则ab等于()A. 2B. 1C. 0D. −27.函数f(x)=(e x−1)ln|x|e x+1的部分图像大致为()A. B.C. D.8.在空间四边形ABCD中,AD=BC=2,E,F分别是AB,CD的中点,若异面直线AD与BC所成角为90∘,则EF=()A. 1B. 2C. √2D. √39.如图所示的程序框图,输出的结果是S=2017,则输入A的值为()A. 2018B. 2016C. 1009D. 100810.已知双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0),过原点的直线与双曲线交于A,B两点,以AB为直径的圆恰好过双曲线的右焦点C,若△ABC的面积为2a2,则双曲线的渐近线方程为()A. y=±√22x B. y=±√2x C. y=±√33x D. y=±√3x11.已知函数f(x)=|x|−1x2,则不等式的解集为()A. (1,0)U(1,+∞)B. (−∞,−1)U(0,1)C. (−∞,1)U(1,+∞)D. (−1,0)U(0,1)12.已知函数f(x)=√3sin2x−cos2x,有下列四个结论:①f(x)的最小正周期为π;②f(x)在区间[−π3,π6]上是增函数;③f(x)的图象关于点(π12,0)对称;④x=π3是f(x)的一条对称轴.其中正确结论的个数为()A. 1B. 2C. 3D. 4二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)13.向量a⃗=(3,1)与向量b⃗ =(−1,2)的夹角余弦值是______.14.等差数列{a n}的前n项和为S n,若a7−a2=a9−10,则S7=________.15.F1,F2为椭圆Γ:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点,点M在椭圆Γ上.若△MF1F2为直角三角形,且|MF1|=2|MF2|,则椭圆Γ的离心率为______.16.如图,在四棱锥P−ABCD中,底面四边形ABCD是矩形,BC=2,△PAD是等边三角形,平面PAD⊥平面ABCD,点E,F分别在线段PA,CD上,若EF//平面PBC,且DF=2FC,则点E 到平面ABCD的距离为______.三、解答题(本大题共7小题,共82.0分)17.从一种零件中抽取了80件,尺寸数据表示如下(单位:cm):这里用x×n表示有n件尺寸为x的零件,如362.51×1表示有1件尺寸为362.51cm的零件.(1)作出样本的频率分布表和频率分布直方图;(2)在频率分布直方图中画出频率分布折线图.18.如图,在三棱柱ABC−A1B1C1中,侧面ABB1A1是矩形,∠BAC=90°,AA1⊥BC,AA1=AC=2AB=4,且BC1⊥A1C.(1)求证:平面ABC1⊥平面A1ACC1;(2)设D是A1C1的中点,判断并证明在线段BB1上是否存在点E,使得DE//平面ABC1.若存在,求二面角E−AC1−B的余弦值.19.在△ABC中,a,b,c分别为A,B,C的对边,且sinA=2sinB,(1)若C=3π4,△ABC的面积为9√24,求a的值;(2)求sin(C−A)sinB −8sin2C2的值.20.已知函数f(x)=lnx−ax+1−ax−1(a∈R).(Ⅰ)当a≤12时,讨论f(x)的单调性;(Ⅱ)设g(x)=x2−2bx+4.当a=14时,若对任意x1∈(0,2),存在x2∈[1,2],使f(x1)≥g(x2),求实数b的取值范围.21.已知抛物线E:y=x2的焦点为F,过点F的直线l的斜率为k,与抛物线E交于A,B两点,抛物线在点A,B处的切线分别为l1,l2,两条切线的交点为D.(1)证明:∠ADB=90°;(2)若△ABD的外接圆Γ与抛物线E有四个不同的交点,求直线l的斜率的取值范围.22.在直角坐标系xOy中,A(0,−1),B(−√3,0),以AB为直径的圆记为圆C,圆C过原点O的切线记为l,若以原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求圆C的极坐标方程;(2)若过点P(0,1),且与直线l垂直的直线l′与圆C交于M,N两点,求|MN|.23.设a,b为正实数,且1a +1b=4.(Ⅰ)求a3+b3的最小值;(Ⅱ)若(a−b)2≥16(ab)3,求ab的值.【答案与解析】1.答案:A解析:解:B={x|−2<x<1};∴A∩B={−1,0}.故选:A.可解出集合B,然后进行交集的运算即可.考查列举法、描述法的定义,以及交集的运算.2.答案:C解析:本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数模的求法,是基础题.把已知等式变形,利用复数代数形式的乘除运算化简,再由复数模的计算公式求解.解:由(1−i)z=−1+2i,得z=−1+2i1−i =(−1+2i)(1+i)(1−i)(1+i)=−32+12i,∴|z−|=|z|=√(−32)2+(12)2=√102.故选:C.3.答案:C解析:解:根据题意知,A样本数据一定时,B样本数据恰好是A样本每个数都增加3得到的,则A样本的众数比B样本的众数小3;A样本的中位数比B样本的中位数小3;A样本的方差等于B样本的方差;A样本的平均数比B样本的平均数小3.故选:C.根据众数、中位数、平均数和方差的定义知,A样本数据一定时,B样本数据是A样本每个数都增加3得到的,则两样本的方差不变.本题考查了众数、中位数、平均数和方差的定义与应用问题,是基础题.解析:解:(x+2y)5展开式的通项为T r+1=C5r(x)5−r(2y)r∴(x+2y)5=x5+10x4y+40x3y2+80x2y3+80xy4+32y5,∴(2x−y)(x+2y)5展开式中x3y3的系数为160−40=120,故选:B.把(x+2y)5按照二项式定理展开,可得(2x−y)(x+2y)5展开式中x3y3的系数.本题主要考查二项式定理的应用,二项展开式的通项公式,二项式系数的性质,属于基础题.5.答案:A解析:解:设公比为q,由8a2+a5=0,得8a2+a2q3=0,解得q=−2,所以S5S2=1−q51−q2=−11.故选:A.先由等比数列的通项公式求得公比q,再利用等比数列的前n项和公式求之即可.本题主要考查等比数列的通项公式与前n项和公式.6.答案:C解析:本题考查利用导数求曲线在某点处的切线方程的应用,属于基础题.对f(x)求导,由导数的几何意义即可求解.解:由题意可得f′(x)=ax+bx,所以f′(1)=a+b=2,且f(1)=a2=1,所以a=2,b=0,所以ab=0.7.答案:B解析:本题考查函数的图象的判断,函数的奇偶性,属基础题.利用函数的奇偶性排除选项,然后利用特殊点的函数值,推出结果即可.解:因为f(−x)=(e −x−1)ln|−x|e−x+1=(1−e x)ln|x|e x+1=−f(x)是奇函数,所以排除A,C,当x→+∞时,f(x)>0,所以排除D.故选B .8.答案:C解析:↵本题考查异面直线所成角,取BD中点G,连接EG,FG,EF,可得∠EGF=90°,进而得出答案.解:取BD中点G,连接EG,FG,EF,则EG//AD,EG=1,同理FG//BC,FG=1,所以∠EGF=90°,∴EF=√2.9.答案:D解析:解:模拟程序的运行,可得程序框图的功能是计算并输出S=2A+1的值,由题意,可得:2017=2A+1,解得:A=1008.故选:D.根据题意,模拟程序框图的运行过程,即可得出正的确答案.本题主要考查了程序框图的应用,属于基础题.10.答案:B解析:本题考查双曲线的渐近线方程的求法,考查双曲线的方程和应用,考查运算能力,属于中档题.设双曲线的左焦点为F,连接AF,BF,可得四边形FACB为矩形,由三角形的面积公式,可得a,c的关系,进而得到a,b的关系,可得渐近线方程.解:设双曲线的左焦点为F,连接AF,BF,由题意可得AC⊥BC,可得四边形FACB为矩形,即有|AF|=|BC|,mn=2a2,设|AC|=m,|BC|=n,可得n−m=2a,n2+m2=4c2,12即有4c2−8a2=4a2,即有c=√3a,b=√c2−a2=√2a,可得双曲线的渐近线方程为y=±√2x.故选:B.11.答案:B解析:本题考查函数的奇偶性、单调性,以及不等式的解法,题目难度一般.首先判断出f(x)为偶函数,且在区间(0,+∞)内为增函数是解题的关键.解:显然f(x)为偶函数,且在区间(0,+∞)内为增函数,f(1)=f(−1)=0,故f(x)+f(−x)x <0等价于2f(x)x<0.当x>0时,2f(x)<0,解得0<x<1;当x<0时,2f(x)>0,解得x<−1.综上,所求不等式的解集为(−∞,−1)∪(0,1).故选B.12.答案:C解析:本题以命题的真假判断与应用为载体,考查了三角函数的图象和性质,难度中档.函数f(x)=√3sin2x−cos2x=2sin(2x−π6),分析函数的周期性,单调性,对称性,可得答案.解:函数f(x)=√3sin2x−cos2x=2sin(2x−π6),①f(x)的最小正周期为π,故①正确;②由2x−π6∈[−π2+2kπ,π2+2kπ](k∈Z)得:x∈[−π6+kπ,π3+kπ](k∈Z),故f(x)在区间[−π3,π6]上不是单调函数,故②错误;③由2x−π6=2kπ得:x=π12+kπ,(k∈Z),当k=0时,f(x)的图象关于点(π12,0)对称,故③正确;④由2x−π6=π2+2kπ得:x=π3+kπ,(k∈Z),当k=0时,f(x)的图象关于x=π3对称,故④正确;故选C.13.答案:−√210解析:解:cos <a ⃗ ,b ⃗ >=√10√5=−√210. 故答案为:−√210.根据向量夹角公式计算可得.本题考查了数量积表示两个向量的夹角,属基础题.14.答案:70解析:本题主要考查等差数列的通项公式,等差数列的性质及求和公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.利用等差数列的通项公式可求得a 4=10,进而利用等差数列的性质及求和公式即可求解. 解:设等差数列的公差为d ,首项为a 1, 由a 7−a 2=a 9−10,所以a 1+6d −a 1−d =a 1+8d −10, 即a 1+3d =10, 所以a 4=10, 所以S 7=7(a 1+a 7)2=7×2a 42=7a 4=70.故答案为70.15.答案:√33或√53解析:本题考查椭圆的定义,考查椭圆的几何性质,考查分类讨论的数学思想,考查学生的计算能力,属于基础题.设|MF 2|=x ,则|MF 1|=2x ,由椭圆的定义可得3x =2a ,根据△MF 1F 2为直角三角形,分类讨论,即可求出椭圆Γ的离心率. 解:设|MF 2|=x ,则|MF 1|=2x , ∴3x =2a ,∴a =3x 2,∵△MF 1F 2为直角三角形,若MF 2⊥F 1F 2,则x 2+4c 2=(2x)2, ∴c =√32x ,e =c a=√33; 若MF 1⊥MF 2,则x 2+(2x)2=4c 2, ∴c =√52x ,e =ca =√53. 故答案为:√33或√53.16.答案:2√33解析:本题考查点到平面的距离的求法,考查推理论证能力、运算求解能力、空间想象能力,考查等价转化思想、数形结合思想,是中档题.连接AF 并延长AF 交线段BC 的延长线于G ,连接PG ,因为EF//平面PBC , 平面PAF ∩平面PBC =PG ,EF ⊂平面PAF ,所以EF//PG , 又DF =2FC ,由平面几何知识可得GCBC =GFFA =PEEA =12,过E 作EH ⊥AD 于H ,由平面PAD ⊥平面ABCD 可得,EH ⊥平面ABCD , 直角三角形AEH 中,,即点E 到平面ABCD 的距离为2√33. 故答案为:2√33. 17.答案:略.解析:(1)在样本数据中,最大值是364.41,最小值是362.51,所以极差为364.41−362.51=1.90. 若取组距为0.30,则由于1.900.3=613,要分7组,组数合适,于是决定取组距为0.3,分7组,把第一组起点稍微提前,得分组如下:[362.40,362.70),[362.70,363.00)…[364.20,364.50].列出频率分布表:由上表可以画出频率分布直方图:.18.答案:证明:(1)在三棱柱ABC−A1B1C1中,侧面ABB1A1是矩形,∴AA1⊥AB,又AA1⊥BC,AB∩BC=B,∴AA1⊥平面ABC,∴A1A⊥AC,又A1A=AC,∴A1C⊥AC1.又BC1⊥A1C,BC1∩AC1=C1,∴A1C⊥平面ABC1,又A1C⊂平面A1ACC1,∴平面ABC1⊥平面A1ACC1;解:(2)当E为B1B的中点时,连接AE、EC1、DE,如图,取A1A的中点F,连接EF、FD,∵EF//AB,DF//AC1,又EF∩DF=F,AB∩AC1=A,∴平面EFD//平面ABC 1,则有DE//平面ABC 1, 设点E 到平面ABC 1的距离为d ,∵AB ⊥AC ,且AA 1⊥AB ,∴AB ⊥平面A 1ACC 1,∴AB ⊥AC 1, ∴S △BAC 1=12×4√2×2=4√2,∵A 1A ⊥AC ,AB ⊥AC ,∴AC ⊥平面A 1ABB 1, ∵AC//A 1C 1,∴A 1C 1⊥平面 1ABB 1,∴V C 1−ABE =13×S △ABE ×A 1C 1=13×12×2×2×4=83,由V E−ABC 1 =V C 1−ABE =83,解得d =3×83S △ABC 1=3834√2=√2.以A 为原点,AB 为x 轴,AC 为y 轴,AA 1为z 轴,建立空间直角坐标系, A(0,0,0),B(2,0,0),C 1(0,4,4),E(2,0,2), AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(0,4,4),AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =(2,0,0),AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =(2,0,2), 设平面AC 1E 的法向量n⃗ =(x,y ,z), 则{n ⃗ ⋅AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =4y +4z =0n ⃗ ⋅AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =2x +2z =0,取x =1,得n⃗ =(1,1,−1), 设平面AC 1B 的法向量m⃗⃗⃗ =(x,y ,z), 则{m ⃗⃗⃗ ⋅AC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =4y +4z =0m ⃗⃗⃗ ⋅AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =2x =0,取y =1,得m ⃗⃗⃗ =(0,1,−1), 设二面角的平面角为θ, 则cosθ=m ⃗⃗⃗ ⋅n ⃗⃗ |m ⃗⃗⃗ |⋅|n ⃗⃗ |=√3⋅√2=√63. ∴二面角E −AC 1−B 的余弦值为√63.解析:(1)推导出AA 1⊥AB ,A 1A ⊥AC ,从而A 1C ⊥平面ABC 1,由此能证明平面ABC 1⊥平面A 1ACC 1; (2)当E 为B 1B 的中点时,连接AE ,EC 1,DE ,取A 1A 的中点F ,连接EF ,FD ,设点E 到平面ABC 1的距离为d ,由V E−ABC 1 =V C 1−ABE ,求出d =√2.以A 为原点,AB 为x 轴,AC 为y 轴,AA 1为z 轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角E −AC 1−B 的余弦值.本题考查面面垂直的证明,考查二面角的余弦值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是中档题.19.答案:解:(1)△ABC 中,a ,b ,c 分别为A ,B ,C 的对边,且sinA =2sinB ,则:利用正弦定理得:a=2b.∵s△=9√24,C=3π4,所以:12absinC=9√24,解得:a=3√2,b=3√22.(2)sin(C−A)sinB −8sin2C2,=(sinCcosA−cosCsinA)sinB−4(1−cosC),=2sinBsinA−4=−3.解析:(1)直接利用正弦定理和三角形的面积公式求出结果.(2)利用三角函数关系式的恒等变换求出结果.本题考查的知识要点:正弦定理的应用,三角形面积公式的应用,三角函数关系式的恒等变换.20.答案:解:(Ⅰ)f(x)=lnx−ax+1−ax−1(x>0),f′(x)=1x −a+a−1x2=−ax2+x+a−1x2(x>0),令ℎ(x)=ax2−x+1−a(x>0),(1)当a=0时,ℎ(x)=−x+1(x>0),当x∈(0,1),ℎ(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;当x∈(1,+∞),ℎ(x)<0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.(2)当a≠0时,由f′(x)=0,即ax2−x+1−a=0,解得x1=1,x2=1a−1.当a=12时x1=x2,ℎ(x)≥0恒成立,此时f′(x)≤0,函数f(x)单调递减;当0<a<12时,1a−1>1>0,x∈(0,1)时ℎ(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;x∈(1,1a−1)时,ℎ(x)<0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增;x∈(1a−1,+∞)时,ℎ(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减.当a<0时1a−1<0,当x∈(0,1),ℎ(x)>0,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;当x∈(1,+∞),ℎ(x)<0,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.综上所述:当a≤0时,函数f(x)在(0,1)单调递减,(1,+∞)单调递增;当a =12时x 1=x 2,ℎ(x)≥0恒成立,此时f′(x)≤0,函数f(x)在(0,+∞)单调递减; 当0<a <12时,函数f(x)在(0,1)单调递减,(1,1a −1)单调递增,(1a −1,+∞)单调递减.(Ⅱ)当a =14时,f(x)在(0,1)上是减函数,在(1,2)上是增函数,所以对任意x 1∈(0,2),有f(x 1)≥f(1)=−12,又已知存在x 2∈[1,2],使f(x 1)≥g(x 2),所以−12≥g(x 2),x 2∈[1,2],(※), 又g(x)=(x −b)2+4−b 2,x ∈[1,2],当b <1时,g(x)min =g(1)=5−2b >0与(※)矛盾; 当b ∈[1,2]时,g(x)min =g(b)=4−b 2≥0也与(※)矛盾; 当b >2时,g(x)min =g(2)=8−4b ≤−12,b ≥178.综上,实数b 的取值范围是[178,+∞).解析:本题考查了利用导数研究函数的单调性、利用导数求函数的最值以及二次函数的最值问题,考查了分类讨论的数学思想以及解不等式的能力;考查了学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力.(Ⅰ)直接利用函数与导数的关系,求出函数的导数,再讨论函数的单调性;(Ⅱ)利用导数求出f(x)的最小值、利用二次函数知识求出g(x)在闭区间[1,2]上的最小值,然后解不等式求参数.21.答案:(1)证明:依题意有F (0, 14),直线l :y =kx +14,设A(x 1, y 1), B(x 2, y 2),直线l 与抛物线E 相交, 联立方程{y =x 2, y =kx +14,消去y ,化简得x 2−kx −14=0,所以x 1+x 2=k, x 1x 2=−14,又因为y′=2x ,所以直线l 1的斜率k 1=2x 1, 同理,直线l 2的斜率k 2=2x 2, 所以,所以,直线l 1⊥l 2,即∠ADB =90∘.(2)解:由(1)可知,圆Γ是以AB 为直径的圆, 设P(x, y)是圆Γ上的一点,则PA ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅ PB ⃗⃗⃗⃗⃗ =0, 所以,圆Γ的方程为又因为x 1+x 2=k, x 1x 2=−14 , y 1+y 2=kx 1+14+kx 2+14=k 2+12,y 1y 2=x 12x 22=116,所以,圆Γ的方程可化简为联立圆Γ与抛物线E 得{x 2+y 2−kx −(k 2+12)y −316=0, y =x 2,消去y 得x 4−(k 2−12)x 2−kx −316=0, 即(x 2+14)2−(kx +12)2=0,即若方程x 2−kx −14=0与方程x 2+kx +34=0有相同的实数根x 0,则矛盾,所以,方程x 2−kx −14=0与方程x 2+kx +34=0没有相同的实数根,所以,圆Γ与抛物线E 有四个不同的交点等价于{k 2+1>0k 2−3>0,解得k >√3或k <−√3. 综上所述,k >√3或k <−√3.解析:本题考查抛物线简单几何性质,直线与抛物线的位置关系,导数的几何意义,定值问题,曲线的交点个数问题,参数的范围问题,考查计算能力,属于难题.(1)由直线l 与抛物线E 相交,联立方程消去y ,由导数的几何意义,结合韦达定理可得l 1⊥l 2,故可得答案(2)先求得圆Γ的方程联立圆Γ与抛物线E 消去y 得通过外接圆Γ与抛物线E 有四个不同的交点可得答案.22.答案:解:(1)由题意,知圆C 的直径|AB|=2,圆心C 的坐标为(−√32,−12),∴圆C 的直角坐标为(x +√32)2+(y +12)2=1,即x 2+y 2+√3x +y =0, 将x =ρcosθ,y =ρsinθ代入上式,得到圆C 的极坐标方程为ρ+√3cosθ+sinθ=0. (2)因为直线l′与圆C 过原点O 的切线l 垂直, 所以直线l′的倾斜角为π6,斜率为√33,又直线l′过点P(0,1),故直线l′的普通方程为y =√33x +1,即√3x −3y +3=0,圆心C(−√32,−12)到直线l′的距离d =2√3=√32, 所以|MN|=2√1−34=1.解析:(1)直接利用转换关系式,把参数方程直角坐标方程和极坐标方程之间进行转换.(2)首先利用垂直关系确定直线的斜率,进一步确定直线的方程,再利用点到直线的距离公式求出结果.本题考查的知识要点:参数方程直角坐标方程和极坐标方程之间的转换,直线方程的求法及应用,点到直线的距离公式的应用,主要考查学生的运算能力和转化能力,属于基础题型.23.答案:解:(Ⅰ)∵a 、b 为正实数,且1a +1b =4.∴a 、b 为正实数,且1a +1b =4≥2√1ab (a =b 时等号成立).即ab ≥14(a =b =12时等号成立)∵a 3+b 3≥2√(ab)3≥14(a =b =12时等号成立). ∴a 3+b 3的最小值为14,(Ⅱ)∵(a−b)2≥16(ab)3,∴(1a −1b)2≥16ab,则(1a +1b)2−4ab≥16ab⇒4ab+1ab≤4,又∵4ab+1ab ≥4,∴4ab+1ab=4∴当且仅当ab=12时“=”成立.∴ab=12.解析:本题主要考查基本不等式在最值中的应用,要注意检验等号成立条件是否具备,属于基础题.(Ⅰ)由条件利用基本不等式求得ab≥14,再利用基本不等式求得a3+b3的最小值.(Ⅱ)根据∵(a−b)2≥16(ab)3,∴(1a −1b)2≥16ab,化简得4ab+1ab=4从而可得ab=12.。