[数学]2019年江苏省泰州市、南通市、扬州市、苏北四市七市高考数学一模试卷带答案解析
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-2019年江苏省泰州市、南通市、扬州市、苏北四市七市高考数学一模试卷一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.1.(5分)已知集合A ={1,3},B ={0,1},则集合A ∪B =.2.(5分)已知复数(i 为虚数单位),则复数z 的模为.3.(5分)某中学组织学生参加社会实践活动,高二(1)班50名学生参加活动的次数统计如下:次数2345人数2015105则平均每人参加活动的次数为.4.(5分)如图是一个算法流程图,则输出的b 的值为.5.(5分)有数学、物理、化学三个兴趣小组,甲、乙两位同学各随机参加一个,则这两位同学参加不同兴趣小组的概率为.6.(5分)已知正四棱柱的底面边长为3cm ,侧面的对角线长是3cm ,则这个正四棱柱的体积是cm 3.7.(5分)若实数x ,y 满足x ≤y ≤2x+3,则x+y 的最小值为.8.(5分)在平面直角坐标系xOy 中,已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线为l ,直线l 与双曲线的两条渐近线分别交于A ,B 两点,,则p 的值为.9.(5分)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线y =3x+t 与曲线y =asinx+bcosx (a ,b ,t ∈R )相切于点(0,1),则(a+b )t 的值为.10.(5分)已知数列{a n }是等比数列,有下列四个命题:①数列{|a n |}是等比数列;②数列{a n a n+1}是等比数列;③数列是等比数列;④数列{lga n 2}是等比数列.其中正确的命题有个.11.(5分)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x+2)=f (x ).当0<x ≤1时,f (x )=x 3﹣ax+1,则实数a 的值为.12.(5分)在平面四边形ABCD 中,AB =1,DA =DB ,=3,=2,则|的最小值为.13.(5分)在平面直角坐标系xOy 中,圆O :x 2+y 2=1,圆C :(x ﹣4)2+y 2=4.若存在过点P (m ,0)的直线l ,l 被两圆截得的弦长相等,则实数m 的取值范围.14.(5分)已知函数f (x )=(2x+a )(|x ﹣a|+|x+2a|)(a <0).若f (1)+f (2)+f (3)+…+f (672)=0,则满足f (x )=2019的x 的值为.二、解答题:本大题共6小题,共计90分.15.(14分)如图,在四棱锥P ﹣ABCD 中,M ,N 分别为棱PA ,PD 的中点.已知侧面P AD⊥底面ABCD ,底面ABCD 是矩形,DA =DP .求证:(1)MN ∥平面PBC ;(2)MD ⊥平面PAB .16.(14分)在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 所对边的长,,.(1)求角B 的值;(2)若,求△ABC 的面积.17.(14分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆(a >b >0)的左焦点为F ,右顶点为A,上顶点为B.(1)已知椭圆的离心率为,线段AF中点的横坐标为,求椭圆的标准方程;(2)已知△ABF外接圆的圆心在直线y=﹣x上,求椭圆的离心率e的值.18.(16分)如图1,一艺术拱门由两部分组成,下部为矩形ABCD,AB,AD的长分别为和4m,上部是圆心为O的劣弧CD,.(1)求图1中拱门最高点到地面的距离;(2)现欲以B点为支点将拱门放倒,放倒过程中矩形ABCD所在的平面始终与地面垂直,如图2、图3、图4所示.设BC与地面水平线l所成的角为θ.记拱门上的点到地面的最大距离为h,试用θ的函数表示h,并求出h的最大值.19.(16分)已知函数.(1)讨论f(x)的单调性;(2)设f(x)的导函数为f'(x),若f(x)有两个不相同的零点x1,x2.①求实数a的取值范围;②证明:x1f'(x1)+x2f'(x2)>2lna+2.20.(16分)已知等差数列{a n}满足a4=4,前8项和S8=36.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若数列{b n}满足.①证明:{b n}为等比数列;②求集合.【选做题】本题包括21、22、C23三小题,请选定其中两题,并在答题卡相应的答题区域内作答.若多做,则按作答的前两题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.[选修4-2:矩阵与变换](本小题满分0分)21.已知矩阵,,且,求矩阵M.[选修4-4:坐标系与参数方程](本小题满分0分)22.在平面直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程是(t为参数).以原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程是ρsin(θ﹣)=.求:(1)直线l的直角坐标方程;(2)直线l被曲线C截得的线段长.[选修4-5:不等式选讲](本小题满分0分)23.已知实数a,b,c满足a 2+b2+c2≤1,求证:.【必做题】第22、23题,每小题0分,共计20分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.24.“回文数”是指从左到右与从右到左读都一样的正整数,如22,121,3553等.显然2位“回文数”共9个:11,22,33,…,99.现从9个不同2位“回文数”中任取1个乘以4,其结果记为X;从9个不同2位“回文数”中任取2个相加,其结果记为Y.(1)求X为“回文数”的概率;(2)设随机变量ξ表示X,Y两数中“回文数”的个数,求ξ的概率分布和数学期望E (ξ).25.设集合B是集合A n={1,2,3,……,3n﹣2,3n﹣1,3n},n∈N *的子集.记B中所有元素的和为S(规定:B为空集时,S=0).若S为3的整数倍,则称B为A n的“和谐子集”.求:(1)集合A1的“和谐子集”的个数;(2)集合A n的“和谐子集”的个数.2019年江苏省泰州市、南通市、扬州市、苏北四市七市高考数学一模试卷参考答案与试题解析一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.1.(5分)已知集合A={1,3},B={0,1},则集合A∪B={0,1,3}.【解答】解:根据题意,集合A={1,3},B={0,1},则A∪B={0,1,3};故答案为:{0,1,3}.2.(5分)已知复数(i为虚数单位),则复数z的模为.【解答】解:=,则复数z的模为.故答案为:.3.(5分)某中学组织学生参加社会实践活动,高二(1)班50名学生参加活动的次数统计如下:次数2345人数2015105则平均每人参加活动的次数为3.【解答】解:根据题意,计算这组数据的平均数为:=×(20×2+15×3+10×4+5×5)=3.故答案为:3.4.(5分)如图是一个算法流程图,则输出的b的值为7.【解答】解:模拟程序的运行,可得a=0,b=1满足条件a<15,执行循环体,a=1,b=3满足条件a<15,执行循环体,a=5,b=5满足条件a<15,执行循环体,a=21,b=7此时,不满足条件a<15,退出循环,输出b的值为7.故答案为:7.5.(5分)有数学、物理、化学三个兴趣小组,甲、乙两位同学各随机参加一个,则这两位同学参加不同兴趣小组的概率为.【解答】解:有数学、物理、化学三个兴趣小组,甲、乙两位同学各随机参加一个,基本事件总数n=3×3=9,这两位同学参加不同兴趣小组包含的基本事件个数m=3×2=6,则这两位同学参加不同兴趣小组的概率为p==.故答案为:.6.(5分)已知正四棱柱的底面边长为3cm,侧面的对角线长是3cm,则这个正四棱柱的体积是54cm3.【解答】解:设正四棱柱的高为h,∵正四棱柱的底面边长为3cm,侧面的对角线长是3cm,∴=3,解得h=6(cm),∴这个正四棱柱的体积V=Sh=3×3×6=54(cm3).故答案为:54.7.(5分)若实数x,y满足x≤y≤2x+3,则x+y的最小值为﹣6.【解答】解:画出实数x,y满足x≤y≤2x+3的平面区域,如图示:由,解得A(﹣3,﹣3),由z=x+y得:y=﹣x+z,显然直线过A时z最小,z的最小值是﹣6,故答案为:﹣6.8.(5分)在平面直角坐标系xOy 中,已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线为l ,直线l 与双曲线的两条渐近线分别交于A ,B 两点,,则p 的值为.【解答】解:抛物线y 2=2px (p >0)的准线为l :x =﹣,双曲线的两条渐近线方程为y =±x ,可得A (﹣,﹣),B ((﹣,),|AB|==,可得p =2.故答案为:2.9.(5分)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线y =3x+t 与曲线y =asinx+bcosx (a ,b ,t ∈R )相切于点(0,1),则(a+b )t 的值为4.【解答】解:根据题意得,t =1y ′=acosx ﹣bsinx ∴k =acos0﹣bsin0=a ∴a =3,bcos0=1∴a =3,b =1故答案为4.10.(5分)已知数列{a n }是等比数列,有下列四个命题:①数列{|a n |}是等比数列;②数列{a n a n+1}是等比数列;③数列是等比数列;④数列{lga n 2}是等比数列.其中正确的命题有3个.【解答】解:由{a n}是等比数列可得=q(q为常数,q≠0),①==|q|为常数,故是等比数列;②==q2为常数,故是等比数列;③==常数,故是等比数列;④数列a n=1是等比数列,但是lga n2=0不是等比数列;故答案为:311.(5分)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x+2)=f(x).当0<x≤1时,f(x)=x 3﹣ax+1,则实数a的值为2.【解答】解:∵f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x+2)=f(x).∴当x=﹣1时,f(﹣1+2)=f(﹣1)=f(1),即﹣f(1)=f(1),则f(1)=0,∵当0<x≤1时,f(x)=x3﹣ax+1.∴f(1)=1﹣a+1=0,得a=2,故答案为:212.(5分)在平面四边形ABCD中,AB=1,DA=DB,=3,=2,则|的最小值为2.【解答】解:如图,以A为原点,建立平面直角坐标系,则A(0,0),B(1,0),因为DA=DB,可设D(,m),因为?=3,AB=1,所以可设C(3,n),又?=2,所以+mn=2,即mn=,+2=(4,n+2m)|+2|==≥=2,当且仅当n=2m,即n=1,m=时,等号成立.故答案为:213.(5分)在平面直角坐标系xOy 中,圆O :x 2+y 2=1,圆C :(x ﹣4)2+y 2=4.若存在过点P (m ,0)的直线l ,l 被两圆截得的弦长相等,则实数m 的取值范围﹣4<m.【解答】解:显然直线l 有斜率,设直线l :y =k (x ﹣m ),即kx ﹣y ﹣km =0,依题意得1﹣()2=4﹣()2>0有解,即,∴13﹣8m >0且3m 2+8m ﹣16<0解得﹣4<m <,故答案为:﹣4<m .14.(5分)已知函数f (x )=(2x+a )(|x ﹣a|+|x+2a|)(a <0).若f (1)+f (2)+f (3)+…+f (672)=0,则满足f (x )=2019的x 的值为337.【解答】解:注意到:,又因为:,,因此.所以,函数f (x )关于点对称,所以,解得:a =﹣673,f (x )=(2x ﹣673)(|x+673|+|x ﹣2×673|)=2019,显然有:0<2x ﹣673<2019,即,所以,f (x )=(2x ﹣673)(x+673+2×673﹣x )=2019,2x﹣673=1,解得:x=337.故答案为:337.二、解答题:本大题共6小题,共计90分.15.(14分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,M,N分别为棱PA,PD的中点.已知侧面P AD ⊥底面ABCD,底面ABCD是矩形,DA=DP.求证:(1)MN∥平面PBC;(2)MD⊥平面PAB.【解答】证明:(1)在四棱锥P﹣ABCD中,M,N分别为棱PA,PD的中点,所以MN∥AD.……………………2分又底面ABCD是矩形,所以BC∥AD,所以MN∥BC.…………………………………………………………………4分又BC?平面PBC,MN?平面PBC,所以MN∥平面PBC.…………………………………………………………6分(2)因为底面ABCD是矩形,所以AB⊥AD.又侧面PAD⊥底面ABCD,侧面PAD∩底面ABCD=AD,AB?底面ABCD,所以AB⊥侧面P AD.……………………………………………………………8分又MD?侧面PAD,所以AB⊥MD.………………………………………………………………10分因为DA=DP,又M为AP的中点,从而MD⊥P A.………………………………………………………………12分又P A,AB在平面PAB内,P A∩AB=A,所以MD⊥平面P AB.…………………………………………………………14分16.(14分)在△ABC中,a,b,c分别为角A,B,C所对边的长,,.(1)求角B的值;(2)若,求△ABC的面积.【解答】(本题满分为14分)解:(1)在△ABC中,因为,0<A<π,所以.………………………………………………………2分因为,由正弦定理,得.所以cosB=sinB.…………………………………………………………………4分若cosB=0,则sinB=0,与sin2B+cos2B=1矛盾,故cosB≠0.于是.又因为0<B<π,所以.…………………………………………………………………………7分(2)因为,,由(1)及正弦定理,得,所以.………………………………………………………………………9分又sin C=sin(π﹣A﹣B)=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB=.……………………………………………12分所以△ABC的面积为.……14分17.(14分)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,上顶点为B.(1)已知椭圆的离心率为,线段AF中点的横坐标为,求椭圆的标准方程;(2)已知△ABF外接圆的圆心在直线y=﹣x上,求椭圆的离心率e的值.【解答】解:(1)因为椭圆(a>b>0)的离心率为,所以,则a=2c.因为线段AF中点的横坐标为,所以.所以,则a2=8,b2=a2﹣c2=6.所以椭圆的标准方程为.…………………………………………………4分(2)因为A(a,0),F(﹣c,0),所以线段AF的中垂线方程为:.又因为△ABF外接圆的圆心C在直线y=﹣x上,所以. (6)分因为A(a,0),B(0,b),所以线段AB的中垂线方程为:.由C在线段AB的中垂线上,得,整理得,b(a﹣c)+b2=ac,…………………………………………………………10分即(b﹣c)(a+b)=0.因为a+b>0,所以b=c.……………………………………………………………12分所以椭圆的离心率.…………………………………………14分18.(16分)如图1,一艺术拱门由两部分组成,下部为矩形ABCD,AB,AD的长分别为和4m,上部是圆心为O的劣弧CD,.(1)求图1中拱门最高点到地面的距离;(2)现欲以B点为支点将拱门放倒,放倒过程中矩形ABCD所在的平面始终与地面垂直,如图2、图3、图4所示.设BC与地面水平线l所成的角为θ.记拱门上的点到地面的最大距离为h,试用θ的函数表示h,并求出h的最大值.【解答】解:(1)如图,过O作与地面垂直的直线交AB,CD于点O1,O2,交劣弧CD 于点P,O1P的长即为拱门最高点到地面的距离.在Rt△O2OC中,,,所以OO2=1,圆的半径R=OC=2.所以O1P=R+OO1=R+O1O2﹣OO2=5.答:拱门最高点到地面的距离为5m.…………………4分(2)在拱门放倒过程中,过点O作与地面垂直的直线与“拱门外框上沿”相交于点P.当点P在劣弧CD上时,拱门上的点到地面的最大距离h等于圆O的半径长与圆心O到地面距离之和;当点P在线段AD上时,拱门上的点到地面的最大距离h等于点D到地面的距离.由(1)知,在Rt△OO1B中,.以B为坐标原点,直线l为x轴,建立如图所示的坐标系.(2.1)当点P在劣弧CD上时,.由,,由三角函数定义,得O,则.…………………………………………………………8分所以当即时,h取得最大值.……………………………………………………10分(2.2)当点P在线段AD上时,.设∠CBD=φ,在Rt△BCD中,,.由∠DBx=θ+φ,得.所以=.……………………………………14分又当时,.所以在上递增.所以当时,h取得最大值5.因为,所以h的最大值为.答:;艺术拱门在放倒的过程中,拱门上的点到地面距离的最大值为()m.……………………………………………16分19.(16分)已知函数.(1)讨论f(x)的单调性;(2)设f(x)的导函数为f'(x),若f(x)有两个不相同的零点x1,x2.①求实数a的取值范围;②证明:x1f'(x1)+x2f'(x2)>2lna+2.【解答】解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞),且.(i)当a≤0时,f'(x)>0成立,所以f(x)在(0,+∞)为增函数;………2分(ii)当a>0时,①当x>a时,f'(x)>0,所以f(x)在(a,+∞)上为增函数;②当0<x<a时,f'(x)<0,所以f(x)在(0,a)上为减函数.………4分(2)①由(1)知,当a≤0时,f(x)至多一个零点,不合题意;当a>0时,f(x)的最小值为f(a),依题意知f(a)=1+lna<0,解得.……………………………………6分一方面,由于1>a,f(1)=a>0,f(x)在(a,+∞)为增函数,且函数f(x)的图象在(a,1)上不间断.所以f(x)在(a,+∞)上有唯一的一个零点.另一方面,因为,所以,,令,当时,,所以又f(a)<0,f(x)在(0,a)为减函数,且函数f(x)的图象在(a2,a)上不间断.所以f(x)在(0,a)有唯一的一个零点.综上,实数a的取值范围是.……………………………………………10分②证明:设.又则p=2+ln(x1x2).………………………………………12分下面证明.不妨设x1<x2,由①知0<x1<a<x2.要证,即证.因为,f(x)在(0,a)上为减函数,所以只要证.又f(x1)=f(x2)=0,即证.……………………………………14分设函数.所以,所以F(x)在(a,+∞)为增函数.所以F(x2)>F(a)=0,所以成立.从而成立.所以p=2+ln(x1x2)>2lna+2,即x1f'(x1)+x2f'(x2)>2lna+2成立.…16分20.(16分)已知等差数列{a n}满足a4=4,前8项和S8=36.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若数列{b n}满足.①证明:{b n}为等比数列;②求集合.【解答】解:(1)设等差数列{a n}的公差为d.因为等差数列{a n}满足a4=4,前8项和S8=36,所以,解得所以数列{a n}的通项公式为a n=n.(2)①设数列{b n}前n项的和为B n.由(1)及得,由③﹣④得3(2n﹣1)﹣3(2n﹣1﹣1)=(b1a2n﹣1+b2a2n﹣3+…+b n﹣1a3+b n a1+2n)﹣(b1a2n ﹣3+b2a2n﹣5+…+b n﹣1a1+2n﹣2)=[b1(a2n﹣3+2)+b2(a2n﹣5+2)+…+b n﹣1(a1+2)+b n a1+2n]﹣(b1a2n﹣3+b2a2n﹣5+…+b n﹣1a1+2n﹣2)=2(b1+b2+…+b n﹣1)+b n+2=2(B n﹣b n)+b n+2.所以3?2n﹣1=2B n﹣b n+2(n≥2,n∈N*),又3(21﹣1)=b1a1+2,所以b1=1,满足上式.所以当n≥2时,由⑤﹣⑥得,.=,所以,,所以数列{b n}是首项为1,公比为2的等比数列.②由,得,即.记,由①得,,所以,所以c n≥c n+1(当且仅当n=1时等号成立).由,得c m=3c p>c p,所以m<p;设t=p﹣m(m,p,t∈N*),由,得.当t=1时,m=﹣3,不合题意;当t=2时,m=6,此时p=8符合题意;当t=3时,,不合题意;当t=4时,,不合题意.下面证明当t≥4,t∈N*时,.不妨设f(x)=2x﹣3x﹣3(x≥4),f'(x)=2x ln2﹣3>0,所以f(x)在[4,+∞)上单调增函数,所以f(x)≥f(4)=1>0,所以当t≥4,t∈N*时,,不合题意.综上,所求集合={(6,8)}.【选做题】本题包括21、22、C23三小题,请选定其中两题,并在答题卡相应的答题区域内作答.若多做,则按作答的前两题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.[选修4-2:矩阵与变换](本小题满分0分)21.已知矩阵,,且,求矩阵M.【解答】解:由题意,,则.……………………………………4分因为,则.……………………………………………………6分所以矩阵.………………………………………………10分[选修4-4:坐标系与参数方程](本小题满分0分)22.在平面直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程是(t为参数).以原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程是ρsin(θ﹣)=.求:(1)直线l的直角坐标方程;(2)直线l被曲线C截得的线段长.【解答】解:(1)直线l的极坐标方程是ρsin(θ﹣)=.转换为直角坐标方程为:x﹣y+2=0;(2)曲线C的参数方程是(t为参数):转换为直角坐标方程为:x2=y.由,得x2﹣x﹣2=0,所以直线l与曲线C的交点A(﹣1,1),B(2,4).所以直线l被曲线C截得的线段长为.[选修4-5:不等式选讲](本小题满分0分)23.已知实数a,b,c满足a 2+b2+c2≤1,求证:.【解答】证明:由柯西不等式,得, (5)分所以.…………………………10分【必做题】第22、23题,每小题0分,共计20分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.24.“回文数”是指从左到右与从右到左读都一样的正整数,如22,121,3553等.显然2位“回文数”共9个:11,22,33,…,99.现从9个不同2位“回文数”中任取1个乘以4,其结果记为X;从9个不同2位“回文数”中任取2个相加,其结果记为Y.(1)求X为“回文数”的概率;(2)设随机变量ξ表示X,Y两数中“回文数”的个数,求ξ的概率分布和数学期望E (ξ).【解答】解:(1)记“X是‘回文数’”为事件A.9个不同2位“回文数”乘以4的值依次为:44,88,132,176,220,264,308,352,396.其中“回文数”有:44,88.所以,事件A的概率.……………………………………………………3分(2)根据条件知,随机变量ξ的所有可能取值为0,1,2.由(1)得.…………………………………………………………………5分设“Y是‘回文数’”为事件B,则事件A,B相互独立.根据已知条件得,.;;……………………………………………………8分所以,随机变量ξ的概率分布为ξ012P所以,随机变量ξ的数学期望为:. (10)分25.设集合B是集合A n={1,2,3,……,3n﹣2,3n﹣1,3n},n∈N *的子集.记B中所有元素的和为S(规定:B为空集时,S=0).若S为3的整数倍,则称B为A n的“和谐子集”.求:(1)集合A1的“和谐子集”的个数;(2)集合A n的“和谐子集”的个数.【解答】解:(1)由题意有:A1=,则集合A1的“和谐子集”为:?,,,共4个,故答案为:4;(2)记A n的“和谐子集”的个数等于a n,即A n有a n个所有元素的和为3的整数倍的子集,另记A n有b n个所有元素的和为3的整数倍余1的子集,有c n个所有元素的和为3的整数倍余2的子集,易知:a1=4,b1=2,c1=2,集合A n+1={1,2,3,……,3n﹣2,3n﹣1,3n,3n+1,3n+2,3n+3}的“和谐子集”有以下4种情况,(考查新增元素3n+1,3n+2,3n+3)①集合集合A n={1,2,3,……,3n﹣2,3n﹣1,3n}的“和谐子集”共a n个,②仅含一个元素3(n+1)的“和谐子集”共a n个,同时含两个元素3n+1,3n+2的“和谐子集”共a n个,同时含三个元素3n+1,3n+2,3(n+1)的“和谐子集”共a n个,③仅含一个元素3n+1的“和谐子集”共c n个,同时含两个元素3n+1,3n+3的“和谐子集”共c n个,④仅含一个元素3n+2的“和谐子集”共b n个,同时含两个元素3n+2,3n+3的“和谐子集”共b n个,所以集合A n+1的“和谐子集”共有a n+1=4a n+2b n+2c n,同理:b n+1=4b n+2a n+2c n,c n+1=4c n+2a n+2c n,所以a n+1﹣b n+1=2(a n﹣b n),所以数列是以a1﹣b1=2为首项,2为公比的等比数列,求得:a n=b n+2n,同理a n=c n+2n,又a n+b n+c n=23n,解得:a n=+(n∈N*)故答案为:+(n∈N*)。