高三数学考试〔理科〕一、选择题:此题共12小题,每题5分,共60分.在每题给出的四个选项中,只有一项为哪一项符合题目要求的.1.假设集合2{|321},{|320}A x x B x x x =-<=-≥,那么A B =〔 〕A .(1,2]B .91,4⎛⎤ ⎥⎝⎦C .31,2⎛⎤ ⎥⎝⎦D .(1,)+∞1.答案:C解析:因为3{|1},02A x x B x x ⎧⎫=>=⎨⎬⎩⎭≤≤,所以312AB x x ⎧⎫=<⎨⎬⎩⎭≤.2.复数z 满足(3)(1i)64i z +-=-〔i 为虚数单位〕,那么z 的共轭复数所对应的点在〔 〕 A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限2.答案:D 解析:因为64i32i 1iz -=-=+-,所以2i z =-. 3.72sin cos ,2sin cos 55αααα+=--=-,那么cos 2α=〔 〕A .725B .725-C .1625D .1625-3.答案:A解析:因为7sin cos 522sin cos 5αααα⎧+=-⎪⎪⎨⎪-=-⎪⎩,所以3sin 5α=-,从而27cos 212sin 25αα=-=.4.如图1为某省2021年1~4月快递义务量统计图,图2是该省2021年1~4月快递业务收入统计图,以下对统计图理解错误的选项是......〔 〕 A .2021年1~4月的业务量,3月最高,2月最低,差值接近2000万件 B .2021年1~4月的业务量同比增长率超过50%,在3月最高C .从两图来看,2021年1~4月中的同一个月快递业务量与收入的同比增长率并不完全一致D .从1~4月来看,该省在2021年快递业务收入同比增长率逐月增长 4.答案:D解析:选项A ,B 显然正确;对于选项C ,2月份业务量同比增长率为53%,而收入的同比增长率为30%,所以C 是正确的;对于选项D ,1,2,3,4月收入的同比增长率分别为55%,30%,60%,42%,并不是逐月增长,D 错误.5.在ABC △中,内角,,A B C 所对的边分别是,,a b c ,假设,4,24ABC C a S π===△,那么232sin 3sin sin a c bA C B+-=+- 〔 〕AB. C. D.5.答案:B解析:11,4,sin 424222ABC C a S ab C b π====⨯⨯⨯=△,得b = 2222cos 10c a b ab C =+-=,即c =,所以2322sin 3sin sin sin a c b cR A C B C+-===+-6.平面向量,a b 满足2,1a b ==,且()()432a b a b -⋅+=,那么向量,a b 的夹角θ为〔 〕 A .6πB .3π C .2π D .23π 6.答案:D解析:因为()()224343112,2,1a b a b a b a b a b -⋅+=-+⋅===,所以1a b ⋅=-, 由cos 2cos 1a b a b θθ⋅=⋅==-,得1cos 2θ=-,所以23πθ=. 7.为了得到2cos 2y x =-的图象,只需把函数2cos2y x x =-的图象〔 〕A .向左平移3π个单位长度 B.向右平移3π个单位长度 C .向左平移6π个单位长度D .向右平移6π个单位长度7.答案:D解析:因为2cos 22cos 22cos 236y x x x x ππ⎛⎫⎛⎫=-=-+=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,要得到函数2cos 2y x =-,只需将2cos2y x x -的图象向右平移6π个单位长度即可. 8.抛物线21:2(0)C x py y =>的焦点为1F ,抛物线22:(42)C y p x =+的焦点为2F ,点01(,)2P x 在1C 上,且134PF =,那么直线12F F 的斜率为〔 〕 A .12- B .14-C .13-D .15-8.答案:B 解析:因为134PF =,所以13224p +=,解得22121211.:,:4,(0,),(1,0)24p C x y C y x F F ===,所以直线12F F 的斜率为114014=--.9.如图,B 是AC 上一点,分别以,,AB BC AC 为直径作半圆.从B 作BD AC ⊥,与半圆相交于D .6,AC BD == 〕A .29B .13C .49D .239.答案:C解析:连接,AD CD ,可知ACD △是直角三角形,又BD AC ⊥,所以2BD AB BC =⋅,设(06)AB x x =<<,那么有8(6)x x =-,得2x =,所以2,4AB BC ==,由此可得图中阴影局部的面积等于2223122222ππππ⎛⎫⨯⨯⨯-+= ⎪⎝⎭,故概率241992P ππ==⨯. 10.某几何体的三视图如下图,那么该几何体的各条棱中,最长的棱与最短的棱所在直线所成角的正切值为〔 〕 ABCD.10.答案:C解析:如图,可知最长的棱为长方体的体对角线AC =最短的棱为1BD =,异面直线AC 与BD 所成的角为ACE ∠,由三视图中的线段长度可得,1,AB BD CE CD AE ===tan ACE ∠=11.双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的离心率为2,12,F F 分别是双曲线的左、右焦点,点(,0)M a -,(0,)N b ,点P 为线段MN 上的动点,当12PF PF ⋅获得最小值和最大值时,12PF F △的面积分别为12,S S ,那么12S S =〔 〕 A .4 B .8C.D.11.答案:A 解析:由2ce a==,得2,c a b ==,故线段MN所在直线的方程为)y x a +,又点P 在线段MN上,可设()P m ,其中[,0]m a ∈-,由于12(,0),(,0)F c F c -,即12(2,0),(2,0)F a F a -,得12(2,33),(2,)PF a m m a PF a m =----=-,所以221246PF PF m ma a ⋅=+- 223134()44m a a =+-.由于[,0]m a ∈-,可知当34m a =-时,12PF PF ⋅获得最小值,此时P y a =,当0m =时,12PF PF ⋅获得最大值,此时3P y a =,那么213434S aS a ==. 12.函数()ln (0,1)x x f x a e x a a a =+->≠,对任意12,[0,1]x x ∈,不等式21()()2f x f x a --≤恒成立,那么a 的取值范围为〔 〕 A .21,2e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .[,)e e +∞C .1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D .2[,]e e e12.答案:B解析:因为()ln x x f x a e x a =+-,所以()ln ln (1)ln x x x x f x a a e a a a e '=+-=-+.当1a >时,对任意的[0,1]x ∈,10,ln 0x a a ->≥,恒有()0f x '>;当01a <<时,10,ln 0x a a -<≤,恒有()0f x '>,所以()f x 在[0,1]x ∈是单调递增的.那么对任意的12,[0,1]x x ∈,不等式21()()f x f x -2a -≤恒成立,只要max min ()()2f x f x a --≤,max ()(1)ln f x f a e a ==+-,min ()(0)112f x f ==+=,所以2ln 2a a e a -+--≥,即ln ,e a e a e ≥≥.二、填空题:本大题共4小题,每题5分,共20分.把答案填在答题卡中的横线上.13.在42x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的展开式中,含2x -的项的系数是 .13.答案:32 解析:44214422rr rr r rr T C xC x x --+⎛⎫==⋅ ⎪⎝⎭,令422r -=-,得3r =,所以含2x -的项的系数为334232C ⋅= 14.实数,x y 满足12,3321,14,2y x y x y x ⎧-+⎪⎪--⎨⎪⎪+⎩≥≤≤ 那么目的函数3z x y =-的最大值为 .14.答案:4-解析:作可行域如下图,由图可知,当3z x y =- 过点(1,1)B -时,z 获得最大值4-.15.(),()f x g x 分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,且(0)0g =,当0x ≥时,()()f x g x -=222x x x b +++〔b 为常数〕,那么(1)(1)f g -+-= .15.答案:4-解析:由()f x 为定义在R 上的奇函数可知(0)0f =,所以0(0)(0)20f g b -=+=,得1b =-, 所以(1)(1)4f g -=,于是(1)(1)(1)(1)[(1)(1)]4f g f g f g -+-=-+=--=-.16.在四面体A BCD -中,2AB AC AD BC BD =====,假设四面体A BCD -的外接球的体积V =,那么CD = .16.答案:解析:设CD 的中点为M ,AB 的中点为N ,那么四面体A BCD -的外接球球心O 在线段MN 上,设四面体A BCD -的外接球半径为r ,由3433V r π==,得r =设2CD x =,在Rt OAN △中,1ON ==,在Rt ADN △中,DN ,在Rt DMN △中,MN =1OM MN ON =-=,在Rt ODM △中,222OM OD DM =-,由221)2x =-,解得x =CD =三、解答题:共70分,解容许写出文字说明、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〕 数列{}n a 的前n 项和为n S ,满足11S =,且对任意正整数n ,都有111n n n S n S S n +++=-+. 〔1〕求数列{}n a 的通项公式; 〔2〕假设2nn n a b =,求数列{}n b 的前n 项和n T . 17.解析:〔1〕由11S =,得11a =.……………………………………………………………………1分又对任意正整数n , 111n n n S n S S n +++=-+都成立,即11(1)(1)(1)n n n S n n n S n S ++++=+-+, 所以1(1)(1)n n nS n S n n +-+=+,所以111n n S Sn n+-=+,………………………………………………3分即数列n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是以1为公差,1为首项的等差数列.……………………………………………………4分 所以nS n n=,即2n S n =,得121(2)n n n a S S n n -=-=-≥,………………………………………5分 又由11a =,所以21()n a n n N *=-∈.…………………………………………………………………6分解法2:由1111n n n n S n S S a n ++++=-=+,可得11(1)(1)n n S n n n a ++++=+, 当2n ≥时,(1)n n S n n na +-=,两式相减,得112(1)n n n a n n a na +++=+-,整理得12n n a a +-=, 在111n n S n a n +++=+中,令2n =,得2212Sa +=,即22122a a ++=,解得23a =,212a a ∴-=, 所以数列{}n a 是首项为1,公差为2的等差数列,12(1)21n a n n ∴=+-=-.〔2〕由〔1〕可得2122n n n n a n b -==,……………………………………………………………………7分 所以231135232122222n n nn n T ---=+++++, ①……………………………………………………8分 那么234111352321222222n n n n n T +--=+++++, ②……………………………………………………9分 -①②,得2341112222212222222n n n n T +-=+++++-,……………………………………………10分整理得1113221323222222n n n n n n T ++-+=--=-,…………………………………………………………11分所以2332n nn T +=-.……………………………………………………………………………………12分18.〔12分〕某中学为理解中学生的课外阅读时间,决定在该中学的1200名男生和800名女生中按分层抽样的方法抽取20名学生,对他们的课外阅读时间进展问卷调查.如今按课外阅读时间的情况将学生分成三类:A 类〔不参加课外阅读〕,B 类〔参加课外阅读,但平均每周参加课外阅读的时间不超过3小时〕,C 类〔参加课外〔1〕求出表中x ,y 的值;〔2〕根据表中的统计数据,完成下面的列联表,并判断是否有90%的把握认为“参加阅读与否〞与性别有关;〔3A 类人数和C 类人数差的绝对值,求X 的数学期望.附:22()()()()()n ad bc K a b c d a c b d -=++++.18.解析:〔1〕设抽取的20人中,男、女生人数分别为12,n n ,那么122012001220002080082000n n ⨯⎧==⎪⎪⎨⨯⎪==⎪⎩,……1分所以12534x =--=,………………………………………………………………………………2分8332y =--=.………………………………………………………………………………………3分〔2〕列联表如下:5分2K 的观测值220(4628)100.159 2.70612814663k ⨯⨯-⨯==≈<⨯⨯⨯,所以没有90%的把握认为“参加阅读与否〞与性别有关.……………………………………………7分〔3〕X 的可能取值为0,1,2,3,那么311132333819(0)56C C C C P X C +===,……………………………………………………………………8分 3121122133322323383(1)7C C C C C C C C P X C +++===,………………………………………………………9分 21212333383(2)14C C C C P X C +===,………………………………………………………………………10分 33381(3)56C P X C ===,……………………………………………………………………………………11分所以193131510123567145656EX =⨯+⨯+⨯+⨯=.………………………………………………………12分 19.〔12分〕如图,在五面体ABCDFE 中,底面ABCD 为矩形,//EF AB ,BC FD ⊥,过BC 的平面交棱FD 于P ,交棱FA 于Q .〔1〕证明://PQ 平面ABCD ;〔2〕假设,,2,CD BE EF EC CD EF BC tEF ⊥===,求平面ADF 与平面BCE 所成锐二面角的大小. 19.〔1〕证明:因为底面ABCD 为矩形,所以//AD BC ,又因为AD ⊂平面ADF ,BC ⊄平面ADF ,所以//BC 平面ADF ,……………………………………………………………………………………2分 又因为BC ⊂平面BCPQ ,平面BCPQ平面ADF PQ =,所以//BC PQ ,…………………………4分又因为PQ ⊄平面ABCD ,CD ⊂平面ABCD ,所以//PQ 平面ABCD .…………………………6分 〔2〕解:,,CD BE CD CB BE CB B ⊥⊥=,CD ∴⊥平面BCE ,又因为CE ⊂平面BCE ,所以CD CE ⊥;因为,,BC CD BC FD CDFD D ⊥⊥=,所以BC ⊥平面CDFE ,所以BC CE ⊥,以C为坐标原点,,,CD CB CE 所在方向为,,x y z 轴正方向建立如下图空间直角坐标系C xyz -,设1EF CE ==,那么(2,,0),(2,0,0),(1,0,1)A t D F ,所以(0,,0),(1,,1)AD t AF t =-=--…………7分设平面ADF 的一个法向量为(,,)n x y z =,那么0n AD ty n AF x ty z ⎧⋅=-=⎪⎨⋅=--+=⎪⎩,令1x =,得(1,0,1)n = (9)分易知平面BCE 的一个法向量为(1,0,0)m =,…………………………………………………………10分 设平面ADF 与平面BCE 所成的锐二面角为θ,那么2cos 2n m n mθ⋅==⋅,……………………………11分 所以4πθ=,故平面ADF 与平面BCE 所成锐二面角为4π. 20.〔12分〕F 为椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的右焦点,点(2,3)P 在C 上,且PF x ⊥轴.〔1〕求C 的方程;〔2〕过F 的直线l 交C 于,A B 两点,交直线8x =于点M .断定直线,,PA PM PB 的斜率是否依次构成等差数列?请说明理由.20.解:〔1〕因为点(2,3)P 在C 上,且PF x ⊥轴,所以2c =………………………………………1分由22224914a ba b ⎧+=⎪⎨⎪-=⎩,得221612a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩,…………………………………………………………………………4分 故椭圆C 的方程为2211612x y +=.…………………………………………………………………………5分 〔2〕由题意可知直线l 的斜率存在,设直线l 的的方程为(2)y k x =-,令8x =,得M 的坐标为(8,6)k .……………………………………………………………………6分由2211612(2)x y y k x ⎧+=⎪⎨⎪=-⎩,得2222(43)1616(3)0k x k x k +-+-=.…………………………………………7分 设1122(,),(,)A x y B x y ,那么有221212221616(3),4343k k x x x x k k -+==++.①…………………………8分 设直线,,PA PM PB 的斜率分别为123,,k k k , 从而121231233631,,22822y y k k k k k x x ---====----.……………………………………………………9分 因为直线AB 的方程为(2)y k x =-,所以1122(2),(2)y k x y k x =-=-, 所以12121212121233113222122y y y y k k x x x x x x ⎛⎫--+=+=+-+ ⎪------⎝⎭1212124232()4x x k x x x x +-=-⨯-++. ②……………………………………………………………………10分把①代入②,得2212222216443232116(3)3244343k k k k k k k kk k -++=-⨯=---+++.………………………………11分 又312k k =-,所以1232k k k +=,故直线,,PA PM PB 的斜率成等差数列.…………………………12分21.〔12分〕设函数()(1)1xxf x xe a e =+-+. 〔1〕求函数()f x 的单调区间;〔2〕假设函数()f x 在(0,)+∞上存在零点,证明:2a >.21.〔1〕解:函数()f x 的定义域为(,)-∞+∞,…………………………………………………………1分因为()(1)1x x f x xe a e =+-+,所以()(1)xf x x a e '=+-.…………………………………………2分所以当1x a >-时,()0f x '>,()f x 在(1,)a -+∞上是增函数;当1x a <-时,()0f x '<,()f x 在(,1)a -∞-上是减函数.……………………………………4分 所以()f x 在(1,)a -+∞上是增函数,在(,1)a -∞-上是减函数.…………………………………5分 〔2〕证明:由题意可得,当0x >时,()0f x =有解,即1(1)11111x x x x x xe x e x x a x e e e +-+-+===+---有解.………………………………………………6分 令1()1x x g x x e +=+-,那么221(2)()1(1)(1)x x x x x xe e e x g x e e ----'=+=--.…………………………………………7分设函数()2,()10x x h x e x h x e '=--=->,所以()h x 在(0,)+∞上单调递增.又2(1)30,(2)20h e h e =-<=->,所以()h x 在(0,)+∞上存在唯一的零点.………………………8分 故()g x '在(0,)+∞上存在唯一的零点.设此零点为k ,那么(1,2)k ∈.………………………………9分 当(0,)x k ∈时,()0g x '<;当(,)x k ∈+∞时,()0g x '>.所以()g x 在(0,)+∞上的最小值为()g k .………………………………………………………………10分 又由()0g k '=,可得2ke k =+,所以1()1(2,3)1kk g k k k e +=+=+∈-,…………………………11分 因为()a g x =在(0,)+∞上有解,所以()2a g k >≥,即2a >.………………………………12分 解法2:〔2〕证明:由题意可得,当0x >时,()0f x =有解,由〔1〕可知()f x 在(1,)a -+∞上是增函数,在(,1)a -∞-上是减函数,且(0)1f =.①当10a -<,即1a <时,()f x 在(0,)+∞上单调递增,所以当0x >时,()(1)1f x f >=,不符合题意; ②当10a ->,即1a >时,()f x 在(0,1)a -上单调递减,在(1,)a -+∞上单调递增,所以当1x a =-时,()f x 获得最小值(1)f a -,由题意可知111(1)(1)(1)110≤a a a f a a e a e a e ----=-+-+=-+,设1()1(1)x g x x ex -=-+>,那么1()10x g x e -'=-<,所以函数()g x 在(1,)+∞上单调递减,又(2)30g e =->,而()≤0g a ,所以2a >.〔二〕选考题:共10分.请考生在22、23题中任选一题作答.假如多做,那么按所做的第一题计分. 22.[选修4—4:坐标系与参数方程]〔10分〕 在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为5cos 55sin x y αα=⎧⎨=+⎩〔α为参数〕.M 是曲线1C 上的动点,将线段OM 绕O 点顺时针旋转90︒得到线段ON ,设点N 的轨迹为曲线2C .以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.〔1〕求曲线12,C C 的极坐标方程;〔2〕在〔1〕的条件下,假设射线(0)3πθρ=≥与曲线12,C C 分别交于,A B 两点〔除极点外〕,且有定点(4,0)T ,求TAB △的面积. 22.解:〔1〕由题设,得1C 的直角坐标方程为22(5)25x y +-=,即22100x y y +-=,…………2分 故1C 的极坐标方程为210sin 0ρρθ-=,即10sin ρθ=.………………………………………………3分 设点(,)(0)N ρθρ≠,那么由得,2M πρθ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,代入1C 的极坐标方程得10sin()2πρθ=+,即10cos (0)ρθρ=≠.……………………………………………………………………………………5分 〔2〕将3πθ=代入12,C C的极坐标方程得,5,33A B ππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,………………………………7分 又因为(4,0)T ,所以1sin 1523TOA S OA OT π=⋅=△,………………………………………………8分1sin 23TOB S OB OT π=⋅=△,……………………………………………………………………9分所以15TAB TOA TOB S S S =-=-△△△10分23.[选修4—5:不等式选讲]〔10分〕 函数()22(0)f x x m x m m =+-->.〔1〕当12m =时,求不等式1()2f x ≥的解集; 〔2〕对于任意的实数x ,存在实数t ,使得不等式()34f x t t +-<+成立,务实数m 的取值范围.23.解:因为0m >,所以3,()223,3,x m x m f x x m x m x m m x m x m x m --⎧⎪=+--=--<<⎨⎪-+⎩≤≥.……………………1分〔1〕当12m =时,31,22111()3,,22231,22x x f x x x x x ⎧--⎪⎪⎪=--<<⎨⎪⎪-+⎪⎩≤≥ …………………………………………………………2分 所以由1()2f x ≥,可得31,2212x x ⎧-⎪⎪⎨⎪-⎪⎩≥≤或113,221122x x ⎧-⎪⎪⎨⎪-<<⎪⎩≥ 或312212x x ⎧-+⎪⎪⎨⎪⎪⎩≥≥ ,…………………………3分解得1132x <≤或112x ≤≤,………………………………………………………………………………4分 故原不等式的解集为113x x ⎧⎫<⎨⎬⎩⎭≤.………………………………………………………………………5分〔2〕因为()34()43f x t t f x t t +-<+⇔+--≤, 令()43g t t t =+--,那么由题设可得max max ()()≤f x g t .…………………………………………6分由3,()3,3,x m x m f x x m m x m x m x m --⎧⎪=--<<⎨⎪-+⎩≤≥,得max ()()2f x f m m ==.……………………………………7分 因为43(4)(3)7t t t t +--+--=≤,所以7()7g t -≤≤.……………………………………8分 故max ()7g t =,从而27m <,即72m <,………………………………………………………………9分 又0m >,故实数m 的取值范围是70,2⎛⎫ ⎪⎝⎭.…………………………………………………………10分。