2020秋高三期中考试数学(理)模拟试题+参考答案+评分标准 (6)

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2020秋高三年级第一学期期中模拟测试数学(理)试题1.已知集合{}2A x x =->,{}1B x x =≥,则A B =U ( ) A .{}2x x -> B .{}21x x -≤< C .{}2x x ≤- D .{}1x x ≥【答案】A 2.若复数满足,则的虚部为( )A. B.C.1D.-1【答案】D3.“牟合方盖”是我国古代数学家刘徽在探求球体体积时构造的一个封闭几何体,它由两等径正贯的圆柱体的侧面围成,其直观图如图(其中四边形是为体现直观性而作的辅助线)当“牟合方盖”的正视图和侧视图完全相同时,其俯视图可能为A .B .C .D .【答案】B4.在等比数列{}n a 中,4112,2a a == ,若52k a -= ,则k = A .5 B .6C .9D .10【答案】D5.已知346log 15,log 20,log 30a b c ===,则( ) A.a b c >>B.a c b >>C.b a c >>D.b c a >>6.已知实数x ,y 满足线性约束条件21x y y xx +≤⎧⎪≥⎨⎪≥-⎩,则其表示的平面区域外接圆的面积为( ). A.π B.2πC.4πD.6π【答案】C7.执行如图所示的程序框图,则输出的值为( )A .5B .12C .27D .58【答案】C8.下列判断正确的是()A .“2x <-”是“()ln 30x +<” 的充分不必要条件B .函数()2299f x x x =+++的最小值为2C .当,a R β∈时,命题“若a β=,则sin sin a β=”的逆否命题为真命题D .命题“0,201920190xx ∀>+>”的否定是“000,201920190xx ∃≤+≤”【答案】C9.为了得到y =−2cos 2x 的图象,只需把函数的图象( )A.向左平移个单位长度B.向右平移个单位长度C.向左平移个单位长度D.向右平移个单位长度10.已知正三棱锥的高为6,侧面与底面成60o 的二面角,则其内切球(与四个面都相切)的表面积为( ) A .4π B .16πC .36πD .64π【答案】B11.设双曲线22221x y C a b-=: 的左焦点为F ,直线43200x y -+= 过点F 且与双曲线C在第二象限交点为P ,||||OP OF = ,其中O 为坐标原点,则双曲线C 的离心率为 A .53B .54C .5D .5【答案】D 【解析】 【分析】根据题意,画出图像,结合双曲线基本性质和三角形几何知识进行求解即可 【详解】 如图所示:Q 直线43200x y -+= 过点F()5,0F ∴-,半焦距5c =A Q 为PF 中点,||||OP OF =OA PF ∴⊥又OA Q 为2PFF ∆中位线2//OA PF ∴由点到直线距离公式可得20=45OA =,22=8PF OA ∴=由勾股定理可得:6FP ==再由双曲线第一定义可得:22PF PF a -==2,1a \= 双曲线的离心率5ce a== 答案选D 【点睛】本题考查双曲线离心率的求法,突破口在于利用||||OP OF =找出中点A ,结合圆锥曲线基本性质和几何关系解题是近年来高考题中常考题型,往往在解题中需要添加辅助线12.已知()2242xx f x ee e +=+-,()23x g x x ae =-,(){|0}A xf x ==,(){|0}B x g x ==,若存在1x A ∈,2x B ∈,使得121x x -<,则实数a 的取值范围为()A .214,e e ⎛⎤⎥⎝⎦B .214,33e e ⎛⎤⎥⎝⎦ C .218,33e e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .218,3e e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭【答案】B 【解析】 【分析】先由f (x )=0可得集合A ,再由题意可知g (x )=x 2-3a e x=0在()1,3上有解,等价于23x x a e=在()1,3上有解,构造函数()23x x h x e=,利用导数研究函数求值域即为所求.【详解】令f (x )=e 2x +e x +2-2e 4=0,解得2x e e =或22e -(舍),所以2x =.即(){}{}|02Ax f x ===. 若存在12x A x B ,∈∈,使得|x 1-x 2|<1,即221x -<,得()21,3x ∈.即g (x )=x 2-3a e x=0在()1,3上有解,等价于23x x a e=在()1,3上有解.令()23x x h x e=,()()()21,3'3xx x x h x e -∈=,. 当()1,2x ∈时,()'0h x >,()h x 单调递增; 当()2,3x ∈时,()'0h x <,()h x 单调递减.()113e h =,()2423e h =,()()3331h h e=>. 所以()214,3e 3e h x ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,即有:a 的取值范围为214,3e 3e ⎛⎤⎥⎝⎦. 故选B.13.向量()2,1a =r,向量()3,1=b .若()3a kb a +⊥r r r ,则实数k =______.【答案】3-14.若6x ⎛ ⎝⎭的展开式的常数项是45,则常数a 的值为__________. 【答案】315.记n S 为数列|{}n a 的前n 项和,若满足11a =,11n n S a ++=,则4S =______. 【答案】1516.若函数()232,02,0x a x f x x ax x +⎧-≤=⎨-+>⎩有三个不同的零点,则实数a 的取值范围是_____.【答案】](34,【解析】 【分析】由题意可将函数()f x 有三个不同的零点转化为函数y=a 与232,0x 2,0xx g x x x+⎧≤⎪=⎨+>⎪⎩()有三个不同的交点,结合图象求出实数a 的取值范围. 【详解】由题意可将函数()f x 有三个不同的零点转化为函数y=a 与232,0x 2,0x x g x x x+⎧≤⎪=⎨+>⎪⎩()有三个不同的交点,如图所示: 当0x ≤时,2y 2x +=的图象易得,当0x >时,函数g(x)=32x x +,()x g '=3222x x-=0,x=1, ()g x ∴在区间(0,1)上单调递减,在区间(1,∞+)上单调递增,如图所示:有三个不同的交点,3∴<a ≤4故答案为:](34.,【点睛】本题主要考查函数的零点与方程的根的关系,体现了化归与转化、数形结合的数学思想,属于中档题.17.在ABC △中,a 、b 、c 分别是内角A 、B 、C 所对边长,并且()()sin sin sin sin A B A B +-=ππsin sin 33B B ⎛⎫⎛⎫+⋅-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. (1)若ABC △是锐角三角形,求角A 的值;(2)在(1)条件下,若4a =,求三角形ABC 周长的取值范围. 【答案】(1)3A π=;(2)(8,12].【解析】 【分析】(1)由两角和差公式将式子化简,得到222231sin sin cos sin 44A B B B -=-,解得23sin 4A =,从而求出角A;(2) 由4,3a A π==,结合余弦定理得到()2316b c bc +=+,再由均值不等式得到最大值,由两边之和大于第三边得到最小值. 【详解】(1)Q ()()sin sin sin sin sin sin 33A B A B B B ππ⎛⎫⎛⎫+-=+⋅-⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,∴ 2211sin sin sin sin 22A B B B B B ⎫⎫-=+⋅-⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭,即222231sin sin cos sin 44A B B B -=-,∴ 23sin 4A =.又ABC ∆是锐角三角形,∴ sin A =,从而3A π=.(2)由4,3a A π==及余弦定理知,22162cos3b c bc π=+-,即()222162cos33b c bc b c bc π=+-=+-,()223163162b c b c bc +⎛⎫+=+≤+ ⎪⎝⎭()264,8b c b c ∴+≤+≤.又,b c a +> 8,a b c ∴<+≤ 28,a a b c a ∴<++≤+ ∴三角形ABC 周长的取值范围是812.a b c ∴<++≤18.如图,四棱锥P ABCD -的底面ABCD 为直角梯形,//BC AD ,且222,AD AB BC ===90,BAD PAD ∠=︒V 为等边三角形,平面ABCD ⊥平面PAD ;点E M 、分别为PD PC 、的中点.(1)证明://CE 平面PAB ;(2)求直线DM 与平面ABM 所成角的正弦值. 【答案】(1)证明见解析;(2)427. 【解析】 【分析】(1)求解线面平行,根据题意,连接相应的中位线,根据中位线的关系可得,四边形ENBC 是平行四边形.(2) 设AD 的中点为O , 可证,,OA OC OP 两两垂直,以点O 为原点,OA 为x 轴,OP 为y 轴,OC 为z 轴建立坐标系,然后求出平面ABM 的法向量,最后利用向量的内积关系即可求解出直线DM 与平面ABM 所成角的正弦值. 【详解】(1)设PA 的中点为N ,连接,EN BN ,E Q 为PD 的中点,所以EN 为PAD V 的中位线,则可得//EN AD ,且12EN AD =; 在梯形ABCD 中,//BC AD ,且12BC AD =, //,BC EN BC EN ∴=,所以四边形ENBC 是平行四边形,//CE BN ∴,又BN ⊂平面PAB ,CE ⊄平面PAB , //CE ∴平面PAB .法二:设O 为AD 的中点,连接,CO OE ,E Q 为PD 的中点,所以OE 是ADP V 的中位线,所以//OE AP , 又OE ⊄平面PAB ,AP ⊂平面PAB ,//OE ∴平面PAB ,又在梯形ABCD 中,//BC AD ,且12BC AD =, 所以四边形BAOC 是平行四边形,//BC BA ∴,又OC ⊄平面PAB ,AB ⊂平面PAB ,//OC ∴平面PAB ,又OE OC O ⋂=Q , 所以平面//OEC 平面PAB , 又CE ⊂平面PAB ,//CE ∴平面PAB .(2)设AD 的中点为O ,又,PA PD PO AD =∴⊥Q . 因为平面PAD ⊥平面ABCD ,交线为AD ,PO ⊂平面PAD ,PO ∴⊥平面ABCD ,又由//CO BA ,90BAD ∠=︒,CO AD ∴⊥.即有,,OA OC OP 两两垂直,如图,以点O 为原点,OA 为x 轴,OP 为y 轴,OC 为z 轴建立坐标系.已知点()()()()31311,0,0,1,0,1,,1,0,0,0,0,1,22A B M D AB AM ⎛⎫⎛⎫-==- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u v u u u u v ,设平面ABM 的法向量为:(),,m x y z =v.则有03102m AB z m AM x y z ⎧⋅==⎪⎨⋅=-+=⎪⎩u u u v v u u u u v v ,可得平面ABM 的一个法向量为)3,2,0m =v,312DM ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭u u u u v ,可得:()2222223131204222cos ,731320122m DM m DM m DM+⨯⋅===⋅⎛⎫⎛⎫++⋅++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u u v v u u u u v vu u u u v v ,所以直线DM 与平面ABM 所成角的正弦值为427.19.“伟大的变革—庆祝改革开放40周年大型展览”于2019年3月20日在中国国家博物馆闭幕,本次特展紧扣“改革开放40年光辉历程”的主线,多角度、全景式描绘了我国改革开放40年波澜壮阔的历史画卷.据统计,展览全程呈现出持续火爆的状态,现场观众累计达423万人次,参展人数屡次创造国家博物馆参观纪录,网上展馆点击浏览总量达4.03亿次. 下表是2019年2月参观人数(单位:万人)统计表根据表中数据回答下列问题:(1)请将2019年2月前半月(114:日)和后半月(1528:日)参观人数统计对比茎叶图填补完整,并通过茎叶图比较两组数据方差的大小(不要求计算出具体值,得出结论即可); (2)将2019年2月参观人数数据用该天的对应日期作为样本编号,现从中抽样7天的样本数据.若抽取的样本编号是以4为公差的等差数列,且数列的第4项为15,求抽出的这7个样本数据的平均值;(3)根据国博以往展览数据及调查统计信息可知,单日入馆参观人数为0~3(含3,单位:万人)时,参观者的体验满意度最佳,在从()2中抽出的样本数据中随机抽取三天的数据,参观者的体验满意度为最佳的天数记为ξ,求ξ的分布列与期望. 【答案】(1)见解析;(2)3.3 (3)见解析 【解析】 【分析】(1)利用图表数据补全茎叶图即可判断;(2)利用等差数列确定7个数据再求平均数即可;(3)由(2)知所抽样本7天中,有三天参观人数超过3万人,其余四天体验满意度最佳,得ξ可取值0,1,2,3,分别计算概率即可求解【详解】(1)由茎叶图可知,后半月数据分布较集中,故后半月数据的方差小于前半月数据的方差. (2)由题意,抽取到的样本编号分别是3号、7号、11号、15号、19号、23号和27号,对应的样本数据依次是2.5、6.2、3.2、4.2、2.8、2.9和3.1. 故平均值为:2.5 6.23.2 2.4 2.8 2.9 3.13.37++++++=.(3)由(2)知所抽样本7天中,有三天参观人数超过3万人,其余四天体验满意度最佳.从而ξ可取值0,1,2,3()33371035C P C ξ===,()12433712135C C P C ξ===()21433718235C C P C ξ===,()34374335C P C ξ===ξ的分布列如下:12184121233535357E ξ=⨯+⨯+⨯=. 【点睛】本题考查茎叶图分析,考查古典概型,考查超几何分布,准确计算是关键,是基础题20.已知1(1,0)F -,2(1,0)F 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点,椭圆C 过点⎛ ⎝⎭. (1)求椭圆C 的方程;(2)过点2F 的直线l (不过坐标原点)与椭圆C 交于A ,B 两点,求11F A F B ⋅u u u r u u u r的取值范围.【答案】(1)22165x y +=(2)1115,6F A F B ⎛⎤⋅∈-- ⎥⎝⎦u u u r u u u r【解析】 【分析】(1)根据条件建立方程关系求出2a ,2b 即可求椭圆的方程;(2)设直线l 的方程并与椭圆C 的方程联立,结合韦达向量坐标化即可求11F A F B ⋅u u u v u u u v的取值范围. 【详解】(1)由条件知22221,451,3a b a b ⎧-=⎪⎨+=⎪⎩解得226,5,a b ⎧=⎨=⎩ 因此椭圆C 的方程为22165x y +=.(2)设()11,A x y ,()22,B x y ,则()1111,F A x y =+u u u v ,()1221,F B x y =+u u u v, 设直线l 的方程为1x my =+,代入椭圆C 的方程消去x ,得()225610250m y my ++-=, 由韦达定理得1221056m y y m -+=+,1222556y y m -=+, ()()11121211F A F B x x y y ⋅=+++u u u v u u u v()()121222my my y y =+++()()21212124m y y m y y =++++ ()2225156mm -=++ 2102456m m m -+++ 2222512955656m m m --==-+++, 2566m +≥Q ,229290566m ∴<≤+,229155566m ∴-<-+≤-+,所以1115,6F A F B ⎛⎤⋅∈-- ⎥⎝⎦u u u v u u u v .【点睛】本题主要考查椭圆方程的求解以及直线和椭圆相交的位置关系考查向量的数量积的运算,综合考查学生的分式型函数求值域的运算能力,属于中档题.21.已知函数()(1ln )xf x e a x =+,其中0a >,设()f x '为()f x 导函数.(Ⅰ)设()()xg x ef x -'=,若()2g x ≥恒成立,求a 的范围;(Ⅱ)设函数()f x 的零点为0x ,函数()f x '的极小值点为1x ,当2a >时,求证:01x x >.【答案】(1)1a ≥(2)见解析 【解析】 【分析】(I )计算()g x 的导函数,计算()g x 最小值,结合恒不等式,建立不等关系,计算a 的范围,即可。