2020全国100所名校高考模拟金典卷理科数学试卷理科数学试卷(120分钟 150分)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.若集合2|01x A x x +⎧⎫=≤⎨⎬-⎩⎭,[]{}2|log (2)(1)B x y x x ==-+,则A B =I ( ) A.[-2,2) B.(-1,1) C.(-1,1] D.(-1,2) 2.复数21iz i=-,则z 在复平面内的对应点位于( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限3.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若242, 16a S ==,则5a =( ) A.10 B .12 C .13 D .144.给出下列说法: ①“tan 1x =”是“4x π=”的充分不必要条件;②定义在[a, b]上的偶函数2()(5)f x x a x b =+++的最大值为30; ③命题“0001,2x x x ∃∈+R …”的否定形式是“1,2x x x∀∈+>R ”. 其中错误说法的个数为( ) A.0 B.1 C.2 D.35.已知点()2,3A ,且点B 为不等式组00260y x y x y ⎧⎪-⎨⎪+-⎩…„„,所表示平面区域内的任意一点,则||AB 的最小值为( )A.12D.1 6.函数2()sin f x x x x =-的图象大致为( )A. B. C. D.7.3ax ⎛ ⎝⎭的展开式中,第三项的系数为1,则11a dx x =⎰( )A.2ln2B.ln2C.2D.18.执行如图所示的程序框图,若输出的120S =,则判断框内可以填入的条件是( ) A.4?k > B .5?k > C.6?k > D.7?k >9.河图是上古时代神话传说中伏羲通过黄河中浮出龙马身上的图案,与自己的观察而画出的“八卦”,而龙马身上的图案就叫做“河图”,把一到十分为五组,如图所示,其口诀:一六共宗,为水居北;二七同道,为火居南;三八为朋,为木居东;四九为友,为金居西;五十同途,为土居中.现从这十个数中随机抽取4个数,则能成为两组的概率是( )A.13 B .110C.121D.125210.如图,正方形网格纸中的实线图形是一个多面体的三视图,则该多面体各表面所在平面互相垂直的有( ) A.2对B.3对C.4对D.5对11.已知直线:2l y x b =+被抛物线2:2(0)C y px p =>截得的弦长为5,直线l 经过C 的焦点,M 为C 上的一个动点,设点N 的坐标为()4,0,则MN 的最小值为( ) A.C.12.已知数列{}n a 满足:()()2*112,10n n n a a S S n +=+-=∈N ,其中n S 为数列{}n a 的前n 项和. 设()()()12111()1n S S S f n n +++=+L ,若对任意的n 均有(1)()f n kf n +<成立,则k 的最小整数值为( )A.2B.3C.4D.5二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上. 13.已知A B C ,,为圆O 上三点,且2CO BA BC =-u u u r u u u r u u u r ,则BA BC ⋅=u u u r u u u r_____________.14.已知函数()2sin()0,,2f x x πωϕωϕπ⎛⎫⎡⎤=+>∈ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭的部分图象如图所示,其中()01f =,5||2MN =,则点M 的坐标为_____________.15.如图,点A 为双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的右顶点,右焦点为()2,0F ,点P 为双曲线上一点,作PB x ⊥轴,垂足为B ,若A 为线段OB 的中点,且以A 为圆心,AP 为半径的圆与双曲线C 恰有三个公共点,则双曲线C 的方程为____________.16.已知在三棱锥A BCD -中,平面ABD ⊥平面BCD ,4BC CD BC CD AB AD ⊥====,,,则三棱锥A BCD -的外接球的体积为____________.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2、23题为选考题,考生根据要求作答. (一)必考题:共60分.17.在ABC △中,角A B C ,,所对的边分别为a b c ,,,sin ()sin sin a A a b B c C ++=,ABC △的面积S abc =. (1)求角C 的大小;(2)求ABC △周长的取值范围.18.如图,在多面体ABCGDEF 中,AB AC AD ,,两两垂直,四边形ABED 是边长为2的正方形,AC DG EF ∥∥,且12AC EF DG ===,.(1)证明:CF ⊥平面BDG . (2)求二面角F BC A --的余弦值.19.某种大型医疗检查机器生产商,对一次性购买2台机器的客户,推岀两种超过质保期后两年内的延保维修优惠方案:方案一:交纳延保金7000元,在延保的两年内可免费维修2次,超过2次,每次收取维修费2000元; 方案二:交纳延保金10000元,在延保的两年内可免费维修4次,超过4次,每次收取维修费1000元.某医院准备一次性购买2台这种机器,现需决策在购买机器时应购买哪种延保方案,为此搜集并整理50台这种机器超过质保期后延保两年内维修的次数,如下表:以这50台机器维修次数的频率代替1台机器维修次数发生的概率.记X 表示准备购买的2台机器超过质保期后延保两年内共需维修的次数. (1)求X 的分布列;(2)以所需延保金及维修费用的期望值为决策依据,医院选择哪种延保方案更划算?20.已知O 为坐标原点,椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的右焦点为()1,0F ,,过点F 的直线l 与C 相交于A B 、两点,点M 为线段AB 的中点.(1)当l 的倾斜角为45︒时,求直线OM 的方程;(2)试探究在x 轴上是否存在定点Q ,使得QA QB ⋅u u u r u u u r为定值?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.21.已知函数2()2(1)ln(1)2f x x x x x =++--. (1)判断函数()f x 的单调性; (2)已知数列{}n a ,()*123ln(1),1n n n n a T a a a a n n +==∈+N L L ,求证:[]ln (2)12n nn T +<-. (二)选考题:共10分.请考生在第22、23两题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分. 22.[选修4-4:坐标系与参数方程]在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为2cos 3sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数).在以原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立的极坐标系中,曲线2C 的极坐标方程为24sin 5ρρθ=+. (1)写出曲线1C 的普通方程和2C 的直角坐标方程; (2)若P Q ,分别为曲线12C C ,上的动点,求PQ 的最大值. 23.[选修4-5:不等式选讲] 已知函数()|2||36|f x x x =-++. (1)解不等式()34f x x ≥-+;(2)若函数()f x 的最小值为a ,且2(0,0)m n a m n +=>>,求11m n+的最小值.1.答案 B命题意图 本题考查解不等式与集合的运算. 解题分析 不等式201x x +≤-,等价于()()210x x +-≤且10x -≠,解得21x -≤<,即集合{}|21A x x =-<„ ,函数2log [(2)(1)]y x x =-+的定义域为(2)(1)0x x -+>,解得12x -<<,即集合{|12}B x x =-<<,所以()1,1A B =-I .2答案B命题意图 本题考查复数的运算及几何意义. 解题分析 由222(1)111i i i z i i i +===-+--,知对应点的坐标为()1,1-,所以对应点在第二象限. 3.答案D命题意图 本题考查等差数列的通项公式与前n 项和公式.解题分 由题意得211412246164a a d a S a d d =+=⎧=-⎧⎪⇒⎨⎨=+==⎪⎩⎩,则524414a =-+⨯=.4.答案 C命题意图 本题考查命题及充分、必要条件. 解题分析 对于①,当4x π=时,一定有tan 1x =但是当tan 1x =时,,4x k k ππ=+∈Z ,所以“tan 1x =”是“4x π=”的必要不充分条件,所以①不正确;对于②,因为()f x 为偶函数,所以5a =-.因为定义域为[],a b ,所以5b =, 所以函数2()5,[5,5]f x x x =+∈-的最大值为(5)(5)30f f -==,所以②正确; 对于③,命题“0001,2x x x ∃∈+R …”的否定形式是“1,2x x x∀∈+<R ”,所以③是错误的; 故错误说法的个数为2. 5.答案 C命题意图 本题考查线性规划及点到直线的距离公式.解题分析 结合不等式,绘制可行域,如图.由0260x y x y -=⎧⎨+-=⎩,得22x y =⎧⎨=⎩,即()2,2C ,点A 的位置如图所示,计算A 点到该区域的最小值,即计算点A 到直线260x y +-=的距离,所以min ||AB ==6.答案 A命题意图 本题考查函数的奇偶性与单调性,函数导数的应用.解题分析()f x 为偶函数,排除选项B ;2()sin (sin )f x x x x x x x =-=-,设()sin g x x x =-, 则()1cos 0g x x '=-≥恒成立,所以()g x 单调递增,所以当0x >时,()()00g x g >=, 所以当0x >时,()()0f x xg x =>,且()f x 单调递增,故选A 项. 7.答案 A命题意图 本题考查二项式定理及定积分.解题分析根据二项式3ax ⎛ ⎝⎭的展开式的通项公式得221213()4a T C ax x +⎛== ⎝⎭. Q 第三项的系数为1,1,44aa ∴=∴=,则4111111d d ln 2ln 2ax x x xx ===⎰⎰.8.答案 B命题意图 本题考查程序框图.解题分析 模拟执行如图所示的程序框图如下:1,1k S ==; 2,4k S ==; 3,11k S ==; 4,26k S ==; 5,57k S ==;6,120k S ==,此时满足条件5k >,输出120S =. 所以判断框内可以填入的条件是5?k >. 9.答案 C命题意图 本题考查古典概型.解题分析 现从这十个数中随机抽取4个数,基本事件总数140n C =,能成为两组包含的基本事件个数52m C =,则能成为两组的概率25410121C m P n C ===.10.答案 C命题意图 本题考查三视图,线面垂直和面面垂直的判定.解题分析 该几何体是一个四棱锥,其直观图如图所示,易知平面PAD ⊥平面ABCD ,作PO AD ⊥于O ,则PO ⊥平面ABCD ,PO CD ⊥,又AD CD ⊥,所以CD ⊥平面PAD ,所以平面PCD ⊥平面PAD ,同理可证平面PAB ⊥平面PAD ,由三视图可知PO AO OD ==,所以AP PD ⊥,又AP CD ⊥,所以AP ⊥平面PCD ,所以平面PAB ⊥平面PCD ,所以该多面体各表面所在平面互相垂直的有4对.11.答案 C命题意图 本题考查抛物线方程及过焦点的弦.解题分析 由题意得22224(42)02y x bx b p x b y px=+⎧⇒+-+=⎨=⎩, 则()22222512424b p b ⎡⎤-⎛⎫=+-⨯⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦,又直线l 经过C 的焦点,则22b p-=,b p ∴=-. 由此解得2p =,所以抛物线方程为24y x =.设()00,M x y ,则204y x =, ()()()2222200000||444212MN x y x x x ∴=-+=-+=-+,故当02x =时,||MN取得最小值.12.答案 A命题意图 本题考查数列的综合应用. 解题分析 当1n ≥时,有条件可得()211n n n nS S S S +--=-,从而111n n nS S S +--=,故111111111n n n n n S S S S S +-=-=----,又1111121S ==--,11n S ⎧⎫∴⎨⎬-⎩⎭是首项、公差均为1的等差数列, 11n n S ∴=-,1n n S n +=,由()()()12111()1n S S S f n n +++=+L , 得()1(1)1(1)23152,2()2223n n S f n n f n n n n +++++⎡⎫===-∈⎪⎢+++⎣⎭, 依题意知(1)()f n k f n +>, min 2k ∴=.13.答案0命题意图 本题考查平面向量的数量积.解题分析 11()22CO BA BC CA =-=u u u r u u u r u u u r u u u r Q ,∴圆心O 为线段AC 的中点,因而90ABC ∠=︒,故0BA BC ⋅=u u u r u u u r .14.答案 ()1,2-命题意图 本题考查三角函数的图象及解析式.解题分析 函数()2sin()0,,2f x x πωϕωϕπ⎛⎫⎡⎤=+>∈ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭的部分图象如图所示.(0)2sin 1f ϕ==Q ,56πϕ=Q .又5||2MN ==3πω∴=,即函数5()2sin 36f x x ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭. 令52sin 236x ππ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,结合图象得5362x πππ+=,解得1x =-,故点M 的坐标为()1,2-. 五步导解 解↔答15.答案 221x y -=命题意图 本题考查双曲线的标准方程、离心率和渐近线方程.解题分析 由题意可得(),0A a ,又A 为线段OB 的中点,所以(2,0)B a ,令2x a =,代入双曲线的方程可得y =,可设()2,3P a b -,由题意和结合图形可得圆A 经过双曲线的左顶点(),0a -,即||2AP a =,即2a =a b =,又c =222a b c +=,得1a b ==,故双曲线C 的方程为221x y -=.16.答案 36π命题意图 本题考查多面体与球.解题分析 如图取BD 的中点E ,连接AE CE ,,则AE BD CE BD ⊥⊥,. Q 平面ABD ⊥平面BCD ,平面ABD I 平面BCD BD =,AE ∴⊥平面BCD .又CEC Q 平面BCD ,AE CE ∴⊥.设ABD △的外接圆的圆心为O ,半径为r .AB AD ∴=, ∴圆心O 在AE 所在的直线上,22222()r BE OE BE r AE ∴=+=+-. Q在Rt BCD △中,BD =BE EC ∴==在Rt ABE △中,2AE ,()2282r r ∴=+-,解得,3,1r OE =∴=. Q在Rt OEC △中,3OC ==,3OA OB OC OD ∴====,∴点O 是三棱锥A BCD -的外接球的球心,且球的半径3R =,∴球的体积34363V R ππ==.17.命题意图 本题考查正、余弦定理及三角恒等变换.解题分析(1)由sin ()sin sin a A a b B c C ++=及正弦定理得222a b ab c ++=,又由余弦定理得1cos 2C =-,23C π∴=. (2)由1sin 2S abc ab C ==,可知2sin c C =,2sin ,2sin a A b B ∴==,ABC △的周长为1(sin sin sin )2a b c A B C ++=++1sin sin 23A A π⎡⎤⎛⎫=+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦11sin sin 22A A A ⎛⎫=+- ⎪ ⎪⎝⎭11sin 22A A ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭1sin 23A π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.0,3A π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭Q ,2,333A πππ⎛⎫∴+∈ ⎪⎝⎭,sin 3A π⎤⎛⎫∴+∈⎥ ⎪⎝⎭⎝⎦,ABC ∴△周长的取值范围为⎝⎦.18.命题意图 本题考查空间点线、面关系及线面垂直、二面角.解题分析(1)证明:因为AB AC AD ,,两两垂直,AC DG AB DE ∥,∥, 所以DG AD DG DE ⊥⊥,,所以DG ⊥平面ABED ,因为AE ⊂平面ABED ,所以DG AE ⊥,因为四边形ABED 为正方形,所以AE BD ⊥,因为BD DG D =I ,所以AE ⊥平面BDG ,因为AC EF ∥所以四边形AEFC 为平行四边形,所以AE CF ∥,所以CF ⊥平面BDG .(2)由(1)知DE DG DA ,,互相垂直,故以D 为坐标原点,以DE DG DA ,,所在直线分别为x y z ,,轴建立如图所示的空间直角坐标系D xyz -, 则(0,0,0),(0,0,2),(2,0,2),(0,1,2),(2,1,0)D A B C F , 所以(0,1,2),(2,1,0)FB CB =-=-u u u r u u u r.设(),,m a b c =u r 为平面BCF 的法向量,则2020m FB b c m CB a b ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=-=⎪⎩u r u u u r u r u u u r , 令1a =,则21b c ==,,所以()1,2,1m =u r.又因为AD ⊥平面ABC ,所以()0,0,2DA =u u u r为平面ABC 的一个法向量,所以()cos ,m DA ==u r u u u r 由图可知二面角F BC A --是钝角,所以二面角F BC A --的余弦值为. 19.命题意图 本题考查离散型随机变量的期望和方差以及方案的确定. 解题分析 (1)X 的所有可能取值为0,1,2,3,4,5,6111(0)1010100P X ==⨯=,111(1)210525P X ==⨯⨯=,11213(2)25551025P X ==⨯+⨯⨯=, 131211(3)2210105550P X ==⨯⨯+⨯⨯=,22317(4)25510525P X ==⨯+⨯⨯=, 236(5)251025P X ==⨯⨯=,339(6)1010100P X ==⨯=,X ∴的分布列为(2)所选延保方案一,所需费用1Y 元的分布列为()117117697000900011000130001500010720100502525100E Y =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=(元) 选择延保方案二,所需费用2Y 元的分布列为()267691000011000120001042010025100E Y =⨯+⨯+⨯=(元)()()12E Y E Y >Q ,∴该医院选择延保方案二较划算.20.命题意图 本题考查椭圆有关的定值、定点问题.解题分析由题得1c e c a ===,解得a =222a b c =+,得1b =,故椭圆方程为2212x y +=. 设()()1122,,,A x y B x y ,易知直线l 的方程为1x y =+,由22112x y x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩,得23210y y +-=, 于是12122313y y y y ⎧+=-⎪⎪⎨⎪⋅=-⎪⎩, 从而1212423x x y y +=++=,故211,,332CM M k ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭, 所以直线OM 的方程为12y x =-. (2)①当直线l 的斜率不为0时,设()0,0Q x ,直线l 的方程为1x my =+,由22112x my x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩, 得()222210m y my ++-=,所以1221222212m y y m y y m ⎧+=-⎪⎪+⎨⎪=-⎪+⎩, 所以()()()()()210201************OA QB x x x x y y my my x my my x y y =⋅=--+=++-++++u u u r u u u r ()()()()()2222121200000022121121112122m m y y m y y x x x m m x x x m m --=+⋅++-+-+=+⋅+⋅-+-+=++ ()202002231212x m x x m --+-++, 由023112x --=,得054x =, 故此时点57,0,416Q QA QB ⎛⎫⋅=- ⎪⎝⎭u u u r u u u r ; ②当直线l 的斜率为0时,2257416QA QB ⎛⎫⋅=-=- ⎪⎝⎭u u u r u u u r . 综上,在x 轴上存在定点5,04Q ⎛⎫ ⎪⎝⎭,使得QA QB ⋅u u u r u u u r 为定值. 21.命题意图 本题考查导数综合.解题分析 (1)()f x 的定义域为()1,-+∞,()2ln(1)2f x x x '=+-.设()()212g x ln x x =+-. ∵2()1x g x x -'=+,∴当()1,0x ∈-时,()0g x '>;当,()0x ∈+∞时,()0g x '<, ∴()g x 在()1,0-上单调递增,在(0,)+∞上单调递减,∴()g x 在0x =处取得最大值.又∵()00g =,∴对任意的1,()x ∈-+∞,()()00g x g ≤=恒成立,即对任意的1,()x ∈-+∞,都有()f x ' ()2120ln x x =+-≤恒成立,故()f x 在定义域()1,-+∞上是减函数.(2)由()f x 是减函数,且()00f =可得,当0x >时,()0f x <,∴()0f n <,即22(1)ln(1)2n n n n ++<+,两边同除以22(1)n +得ln(1)121211n n n n n n ++<⋅⋅+++,即12211n n n a n n +<⋅⋅++, 从而1231112334521222341234121n n n n n n n T a a a a n n n +++⎛⎫⎛⎫=⋅<⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅ ⎪⎪+++⎝⎭⎝⎭⋅L L L , 所以[]21(2)ln (2)ln 2ln(2)ln(1)(1)ln 22(1)n n n n T n n n n +⎡⎤++<=+-+-+⎢⎥+⎣⎦. ① 下面证2ln(2)ln(1)(1)ln 2102n n n n +-+-++-<. 记()2ln(2)ln(1)(1)ln 212x h x x x x =+-+-++-,[1,)x ∈+∞, ∴2211111()ln 2ln 2ln 2221232223x h x x x x x x x'=--+=-+=-+++++++. ∵2y x x=+在[2,)+∞上单调递减,而1111(2)ln 2(23ln 2)(2ln8)06233h '=-+=-=-<, ∴当[2,)x ∈+∞时,()0h x '<恒成立,∴()h x 在[2,)+∞上单调递减,即[2,)x ∈+∞,()(2)2ln 4ln33ln 2ln 2ln30h x h =--=-<„,∴当2n …时,()0h n <.∵19(1)2ln3ln 22ln 2ln 028h =---=-, ∴当*n ∈N 时,()0h n <,即2ln(2)ln(1)(1)ln 212n n n n +-+-+<-. ② 综合①②可得,[]ln (2)12n n n T +<-. 22.命题意图 本题考查参数方程、极坐标方程的应用及两点间距离的求法.解题分析 (1)曲线1C 的普通方程为22149x y +=, 曲线2C 的直角坐标方程为2245x y y +=+,即22(2)9x y +-=.(2)设P 点的坐标为(2cos ,3sin )θθ.2||333PQ PC +„,当sin 1θ=-时,max ||538PQ =+=.23.命题意图 本题考查绝对值不等式的解法及基本不等式.解题分析 (1)44,2()|2||36|28,22,44,2x x f x x x x x x x --<-⎧⎪=-++=+-⎨⎪+>⎩剟当2x <-时,4434x x -≥-+,即8x ≤-;当22x -≤≤时,2834x x +≥-+,即45x ≥-,可得425x -≤≤; 当2x >时,4434x x +≥-+,即0x ≥,可得2x >, ∴不等式的解集为4|8 5x x x ⎧⎫≤-≥-⎨⎬⎩⎭或 . (2)根据函数44,2()28,22,44,2x x f x x x x x --<-⎧⎪=+-≤≤⎨⎪+>⎩可知当2x =-时,函数取得最小值(2)4f -=,可知4a =, 8,0,0m n m n ∴+=>>,11111111()11(22)8882n m m n m n m n m n ⎛⎫⎛⎫∴+=⋅++=⋅++++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭…> 当且仅当n m m n =,即4m n ==时,取“=”,∴11m n +的最小值为12.。