山西省运城市康杰中学2018届高考模拟(一)数学(理)试题+Word版含答案
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康杰中学2017—2018高考数学(理)模拟题(一)命题人:冯伟杰 李清娟2018.4【满分150分,考试时间为120分钟】一、选择题:本题共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{}{}22,1,0,2,3,|1,A B y y x x A =--==-∈,则A B I 中元素的个数是 A.2B.3C.4D.52.i 是虚数单位,复数()z a i a R =+∈满足i z z 312-=+,则z = A.2或5 B.2或5 C.5 D.53.设向量a 与b 的夹角为θ,且)1,2(-=a ,)3,2(2=+b a ,则θcos = A. 35- B.35 C.5 D.25- 4.已知1tan 2θ=,则tan 24πθ⎛⎫-= ⎪⎝⎭A.7B.7-C.17D.17-5.《九章算术》中,将底面是直角三角形的直三棱柱称之为“堑堵”,已知某“堑堵”的三视图如图所示,则该“堑堵”的表面积为 A. 4B. 642+C. 442+D. 26.已知数列{}{},n n a b 满足1n n n b a a +=+,则“数列{}n a 为等差数列”是“数列{}n b 为等差数列”的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.即不充分也不必要条件7.执行如图所示的程序框图,则输出的a =A.1B.1-C. 4-D.52-8.在()102x -展开式中,二项式系数的最大值为a ,含7x 项的系数为b ,则b a= A.8021B.2180 C .2180- D.8021-9.设实数,x y 满足约束条件250403100x y x y x y --≤⎧⎪+-≤⎨⎪+-≥⎩,则22z x y =+的最小值为B.10C.8D.510.现有一半球形原料,若通过切削将该原料加工成一正方体工件,则所得工件体积与原料体积之比的最大值为A.3πB.6πC.8πD.4π11.已知O 为坐标原点,F 是双曲线()2222:10,0x y a b a bΓ-=>>的左焦点,B A ,分别为Γ的左、右顶点,P 为Γ上一点,且x PF ⊥轴, 过点A 的直线l 与线段PF 交于点M ,与y 轴交于点E ,直线BM 与y 轴交于点N ,若2OE ON =,则Γ的离心率为A.3B.2C.32D.4312.已知函数 ()()2ln x x f x e e x -=++,则使得()()23f x f x >+ 成立的x 的取值范围是A.()1,3-B.()(),33,-∞-+∞UC.()3,3-D.()(),13,-∞-+∞U二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.曲线3y x =与y =所围成的封闭图形的面积为 .14.已知{}n a 是等比数列,5371,422a a a =+=,则7a = . 15.设21,F F 为椭圆)0(1:2222>>=+b a by a x C 的左、右焦点,经过1F 的直线交椭圆C 于B A ,两点,若AB F 2∆是面积为34的等边三角形,则椭圆C 的方程为 .16.已知12,x x 是函数()2sin 2cos2f x x x m =+-在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦内的两个零点,则()12sin x x += .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。
第17-21题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第22、23题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共60分。
17.(12分)在ABC ∆中,角C B A ,,所对的边分别为c b a ,,. 已知B b A c A b B A a cos 2cos sin cos cos 2=--.(I )求B ;(II )若a b 7=,ABC ∆的面积为32,求a .18.(12分)在某校举行的航天知识竞赛中,参与竞赛的文科生与理科生人数之比为1:3,且成绩分布在[]40,100,分数在80以上(含80)的同学获奖. 按文理科用分层抽样的方法抽取200人的成绩作为样本,得到成绩的频率分布直方图(见下图).(I )在答题卡上填写下面的22⨯列联表,能否有超过0095的把握认为“获奖与学生的文理科有关”?文科生理科生合计 获奖 5不获奖合计200(II )将上述调査所得的频率视为概率,现从该校参与竞赛的学生中,任意抽取3名学生,记“获奖”学生人数为X ,求X 的分布列及数学期望.附表及公式:))()()(()(22d b c a d c b a bc ad n K ++++-=,其中d c b a n +++=()2P K k >0.15 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 k2.072 2.7063.841 5.0246.6357.87919.(12分)在四棱锥ABCD P -中,底面ABCD 是边长为2的菱形,60ABC ∠=︒,PB PC PD ==.(I )证明:⊥PA 平面ABCD ;(II )若2=PA ,求二面角A PD B --的余弦值.20.(12分)已知抛物线()2:20C x py p =>,圆22:1O x y +=.(I )若抛物线C 的焦点F 在圆O 上,且A 为C 和圆O 的一个交点,求AF ; (II )若直线l 与抛物线C 和圆O 分别相切于点N M ,,求MN 的最小值及相应p 的值.21.(12分)已知函数x x x f ln )(=,)12(ln )(--=axx x x g . (I )求函数)(x f 的最大值;(II )当10,a e ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,函数)],0(()(e x x g y ∈=有最小值,记()g x 的最小值为()h a ,求函数()h a 的值域.(二)选考题:共10分。
请考生在第22、23题中任选一题作答。
如果多做,则按所做的第一题计分,作答时请用2B 铅笔在答题卡上将所选题号后的方框涂黑。
22.[选修4-4:坐标系与参数方程](10分)在平面直角坐标系xOy 中,曲线1:4C x y +=,曲线21cos :(sin x C y θθθ=+⎧⎨=⎩为参数), 以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系. (I )求曲线12,C C 的极坐标方程;(II )若射线)0(≥=ραθ与曲线12,C C 的公共点分别为,A B ,求OBOA的最大值.23.[选修4—5:不等式选讲](10分) 已知函数()()10f x a x x a a =-+->. (I )当2a =时,求不等式4)(≤x f 的解集;(II )如果对于任意实数x ,1)(≥x f 恒成立,求a 的取值范围.康杰中学2018年数学(理)模拟试题(一)答案1. B 【解析】当2x =±时,3y =;当1x =-时,0y =;当0x =时,1y =-;当3x =时,8y =,所以{1,0,3,8}B =-,所以{1,0,3}A B =-I ,故选B.2. C 【解析】因为222()1(21)13z z a i a i a a a i i +=+++=-+++=-,所以211213a a a ⎧-+=⎨+=-⎩,解得2a =-,所以|||2|z i =-+==,故选C. 3. A 【解析】因为(2)2(4,2)a b a b +-==r r r r ,所以(2,1)b =r,所以3cos 5||||a b a b θ⋅===-r r r r ,故选A.4.D 【解析】因为22122tan 42tan 211tan 31()2θθθ⨯===--,所以tan tan 24tan(2)41tan tan 24θθθπ-π-=π+=41134713-=-+,故选D. 5. B 【解析】由三视图知,该几何体是底面为斜边边长为2的等腰直角三角形、高为2的直三棱柱,所以该几何体的表面积为1222262⨯++⨯=+ B. 6. A 【解析】若数列}{n a 是等差数列,设其公差为1d ,则1212112)()(d a a a a a a b b n n n n n n n n =-=+-+=-+++++,所以数列}{n b 是等差数列.若数列}{n b 是等差数列,设其公差为2d ,则221211)()(d a a a a a a b b n n n n n n n n =-=+-+=-+++++,不能推出数列}{n a 是等差数列.所以数列{}n a 为等差数列”是“数列{}n b 为等差数列”的充分不必要条件,故选A.7.C 【解析】第一次循环,得1,1,2b a i =-=-=;第二次循环,得55,,322b a i =-=-=;第三次循环,得4,4,4b a i =-=-=,…,以此类推,知该程序框图的周期3,又知当40i =退出循环,此时共循环了39次,所以输出的4a =-,故选C.8.D 【解析】有题,得510Ca =,3103)2(C b -=,所以2180)2(5103103-=-=C C a b ,故选D. 9. B 【解析】作出可行域,如图所示,因为22z x y =+表示区域内的点到原点距离的平方,由图知,1013|10003|222min=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+⨯=z .故选B.10. A 【解析】当正方体的下底面在半球的大圆面上,上底面的四个顶点在球的表面上时,所得工件体积与原材料体积之比选项取得最大值,此时设正方体的棱长为a ,则球的半径为2226()22R a a a =+=3363146()a ππ=⨯,故选A. 11. A 【解析】易证得MFA ∆∽EOA ∆,则||||||||MF EO FA OA =,即 ||||||()||||EO FA EO c a MF OA a⋅⋅-==;同理MFB ∆∽NOB ∆, ||||||()||||NO FB NO c a MF OB a ⋅⋅+==,所以||()EO c a a ⋅-||()NO c a a⋅+=,又2OE ON =,所以2()c a a c -=+,整理,得3ca=,故选A. 12. D 【解析】因为)()ln()()ln()(22x f x e e x e ex f x x x x=++=-++=---,所以)(x f 是偶函数,又)(x f 在)0,(-∞单调递减,在),0(∞+单调递增,所以)2()2(+>x f x f 等价于|3||2|+>x x ,解得1-<x ,或3>x .故选D.13. 125【解析】由题意,所围成的封闭图形的面积为125|)4132()(10423310=-=-⎰x x dx x x .14. 1【解析】设数列{}n a 的首项为1a ,公比为q ,则依题意,有4126111242a q a q a q ⎧=⎪⎨⎪+=⎩,解得12182a q ⎧=⎪⎨⎪=⎩,所以63711218a a q ==⨯=. 15. 22196x y +=【解析】由题意,知2211||||||||||AF BF AB AF BF ===+ ①,又由椭圆的定义知,21||||AF AF +=21||||2BF BF a += ②,联立①②,解得224||||||3AF BF AB a ===,112||||3AF BF a==,所以2F ABS ∆=21||||sin 602AB AF ︒=,所以3a =,12||||2F F AB ==c =以2226b a c =-=,所以椭圆C 的方程为22196x y +=.16.()2sin 2cos2)f x x x m x m ϕ=+-=+-,其中(cos ϕϕ==),由函数()f x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦内的两个零点,知方程)0x m ϕ+-=在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦内有两个根,即函数y m =与)y x ϕ=+的图象在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦内有两个交点,且12,x x 关于直线42x ϕπ=-对称,所以12x x +=2ϕπ-,所以12sin()sin()cos 25x x ϕϕπ+=-==.17. 解:(I )由已知及正弦定理,得A C AB B A A B B cos sin sin sin cos cos sin cos sin 22--= AC A B B A A cos sin )sin sin cos (cos sin --=A CB A A cos sin )cos(sin -+=B C A A C C A sin )sin(cos sin cos sin -=+-=--=, 4分因为0sin ≠B ,所以21cos -=B , 5分 又因为π<<B 0,所以32π=B . 6分 (II )由余弦定理,可得B ac c a b cos 2222-+=,将21cos ,7-==B a b 代入上式,得0622=-+a ac c ,解得a c 2=, 10分ABC ∆的面积为3223sin 212===a B ac S ,解得2=a . 12分 18.解(I )3分841.3167.46251604015050)45351155(2002>≈=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=k , 5分所以有超过0095的把握认为“获奖与学生的文理科有关”. 6分(II )由表中数据可知,将频率视为概率,从该校参赛学生中任意抽取一人,抽到获奖同学的概率为51. 7分 X 的所有可能的取值为3,2,1,0,且)51,3(~B X . 8分kkk C k X P -⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯==5351151)((3,2,1,0=k ). 9分所以X 的分布列如下11分53513)(=⨯=X E .12分19.解:(I )连接AC ,则ABC ∆和ACD ∆都是正三角形,取BC 中点E ,连接AE ,PE . 因为E 为BC 的中点,所以在ABC ∆中,BC AE ⊥, 因为PC PB =,所以PE BC ⊥,又因为E AE PE =I ,所以⊥BC 平面PAE , 又⊂PA 平面PAE ,所以PA BC ⊥. 同理PA CD ⊥,又因为C CD BC =I ,所以⊥PA 平面ABCD . 6分(II )以A 为坐标原点,分别以向量AP AD AE ,,的方向为x 轴,y 轴,z 轴的正方向建立空间直角坐标系xyz A -,则)0,1,3(-B ,)0,2,0(D ,)2,0,0(P ,)2,2,0(-=PD ,)0,3,3(-=BD .设平面PBD 的法向量为),,(z y x =m ,⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅0,0m m BD PD ,即⎩⎨⎧=+-=-033022y x z y ,取平面PBD 的法向量)1,1,3(=m . 9分 取平面PAD 的法向量)0,0,1(=n . 10分><n m ,cos =||||n m n m ⋅⋅515=. 11分所以二面角A PD B --的余弦值是515. 12分20.解:(I )由题意,得)0,1(F ,从而y x C 4:2=.解方程组⎩⎨⎧=+=14222y x y x ,得25-=A y ,所以15||-=AF . 5分(II )设),(00y x M ,则切线l 的方程为000)(y x x px y +-=, 整理得000=--py py x x 6分 由1||=ON 得1||2200=+p x py ,所以2022002||p py p x py +=+=, 整理,得12200-=y y p 且0120>-y , 8分 所以1211||||200202022-+=-+=-=y py y x OM MN8)1(1424114411420202020202020=-⋅-+≥-+-+=-+-=y y y y y y y , 当且仅当30=y 时等号成立.所以||MN 的最小值为22,此时31332=-⨯=p . 12分 21.解:(I ))(x f 的定义域为),0(∞+,2ln 1)('xx x f -=. 当),0(e x ∈时,0)('>x f ,)(x f 单调递增;当),(∞+∈e x 时,0)('<x f ,)(x f 单调递减.所以当e x =时,)(x f 取得最大值e e f 1)(=. 4分 (II )⎪⎭⎫⎝⎛-=-=a x x x ax x x g ln ln )(',由(I )及],0(e x ∈得: ①若e a 1=,0ln ≤-a xx ,0)('≤x g ,)(x g 单调递减, 当e x =时,)(x g 的最小值2)()(e e g a h -==. 6分 ②若⎪⎭⎫⎢⎣⎡∈e a 1,0,a f ≤=0)1(,a e e f >=1)(, 所以存在),1[e t ∈,0)('=t g 且at t =ln ,当),0(t x ∈时,0)('<x g ,)(x g 单调递减;当],(e t x ∈时,0)('>x g ,)(x g 单调递增,所以)(x g 的最小值)12ln ()12ln (ln )12(ln )()(-=--=--==t t t t t at t t t g a h . 9分 令t t t t -=2ln )(ϕ,),1[e t ∈. 21ln )('-=t t ϕ, 当∈x ),1(e 时,0)('<t ϕ,所以)(t ϕ在),1[e 单调递减,此时⎥⎦⎤ ⎝⎛--∈1,2)(e t ϕ,即 ⎥⎦⎤ ⎝⎛--∈1,2)(e a h . 11分 由①②可知,)(a h 的值域是⎥⎦⎤⎢⎣⎡--1,2e . 12分 22.解:(I )曲线1C 的极坐标方程为4)sin (cos =+θθρ,曲线2C 的普通方程为1)1(22=+-y x ,所以曲线2C 的极坐标方程为θρcos 2=. 4分 (II )设),(1αρA ,),(2αρB ,因为,A B 是射线αθ=与曲线12,C C 的公共点,所以不妨设24παπ≤<-,则ααρsin cos 41+=,αρcos 22=, 6分 所以)sin (cos cos 241||||12αααρρ+⨯==OA OB ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=++=1)42cos(241)12sin 2(cos 41πααα, 8分 所以当8πα=时,||||OA OB 取得最大值412+. 10分 23.解:(I )⎪⎩⎪⎨⎧>-≤≤<+-=-+-=2,43;21,;1,43|2||1|2)(x x x x x x x x x f .所以,)(x f 在]1,(-∞上递减,在),1[∞+上递增, 又4)38()0(==f f ,故4)(≤x f 的解集为}380|{≤≤x x . 4分 (II )①若1>a ,|1|)1(|||1||1|)1()(--≥-+-+--=x a a x x x a x f 1|1||1||1|)1(|)()1(|-=-≥-+--=---+a a a x a a x x ,当且仅当1=x 时,取等号,故只需11≥-a ,得2≥a . 6分②若1=a ,|1|2)(-=x x f ,10)1(<=f ,不合题意. 7分③若10<<a ,|)()1(|||)1(|||1|)(a x x a a x a a x a x a x f ---≥--+-+-= ||)1(a x a --+)1(|1|||)1(|1|a a a a a x a a a -=-≥--+-=,当且仅当a x =时,取等号,故只需1)1(≥-a a ,这与10<<a 矛盾. 9分 综上所述,a 的取值范围是),2[∞+. 10分。