2020届吉林省长春市高三质量监测(二)数学(文)试题解析

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绝密★启用前2020届吉林省长春市高三质量监测(二)数学(文)试题注意事项:1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2、请将答案正确填写在答题卡上 一、单选题1.已知集合{}|(2)0A x x x =-≤,{}1,0,1,2,3B =-,则A B =I ( ) A .{}1,3- B .{}0,1,2 C .{}1,2 D .{}0,1,2,3答案:B解一元二次不等式求得集合A ,由此求得A B I . 解:由()20x x -≤解得02x ≤≤,所以[]0,2A =,所以{}0,1,2A B =I . 故选:B 点评:本小题主要考查一元二次不等式的解法,考查集合交集的概念和运算,属于基础题. 2.若1(1)z a i =+-(a R ∈),||z =,则a =( )A .0或2B .0C .1或2D .1答案:A利用复数的模的运算列方程,解方程求得a 的值. 解:由于1(1)z a i =+-(a R ∈),||z ==解得0a =或2a =. 故选:A 点评:本小题主要考查复数模的运算,属于基础题. 3.下列与函数y =定义域和单调性都相同的函数是( ) A .2log 2xy =B .21log 2xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭C .21log y x=D .14y x =答案:C分析函数y =的定义域和单调性,然后对选项逐一分析函数的定义域、单调性,由解:函数y =的定义域为()0,∞+,在()0,∞+上为减函数. A 选项,2log 2xy =的定义域为()0,∞+,在()0,∞+上为增函数,不符合.B 选项,21log 2xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭的定义域为R ,不符合. C 选项,21log y x=的定义域为()0,∞+,在()0,∞+上为减函数,符合. D 选项,14y x =的定义域为[)0,+∞,不符合. 故选:C 点评:本小题主要考查函数的定义域和单调性,属于基础题.4.已知等差数列{}n a 中,若5732a a =,则此数列中一定为0的是( ) A .1a B .3aC .8aD .10a答案:A将已知条件转化为1,a d 的形式,由此确定数列为0的项. 解:由于等差数列{}n a 中5732a a =,所以()()113426a d a d +=+,化简得10a=,所以1a 为0.故选:A 点评:本小题主要考查等差数列的基本量计算,属于基础题.5.若单位向量1e u r ,2e u u r 夹角为60︒,122a e e =-r u r u u r,则a =r ( )A .4B .2CD .1答案:C 求出2a r 即得解. 解:由题得222121214+44141132a e e e e =-⋅=+-⨯⨯⨯=r u r u u r u r u u r .所以a =r3.故选:C 点评:本题主要考查向量的模的计算,考查平面向量的数量积运算,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.6.《普通高中数学课程标准(2017版)》提出了数学学科的六大核心素养.为了比较甲、乙两名高二学生的数学核心素养水平,现以六大素养为指标对二人进行了测验,根据测验结果绘制了雷达图(如图,每项指标值满分为5分,分值高者为优),则下面叙述正确的是( )A .甲的数据分析素养高于乙B .甲的数学建模素养优于数学抽象素养C .乙的六大素养中逻辑推理最差D .乙的六大素养整体平均水平优于甲 答案:D根据雷达图对选项逐一分析,由此确定叙述正确的选项. 解:对于A 选项,甲的数据分析3分,乙的数据分析5分,甲低于乙,故A 选项错误. 对于B 选项,甲的建模素养3分,乙的建模素养4分,甲低于乙,故B 选项错误. 对于C 选项,乙的六大素养中,逻辑推理5分,不是最差,故C 选项错误. 对于D 选项,甲的总得分45334322+++++=分,乙的总得分54545427+++++=分,所以乙的六大素养整体平均水平优于甲,故D 选项正确.故选:D7.命题p :存在实数0x ,对任意实数x ,使得()0sin sin x x x +=-恒成立;q :0a ∀>,()lna xf x a x+=-为奇函数,则下列命题是真命题的是( ) A .p q ∧ B .()()p q ⌝∨⌝C .()p q ∧⌝D .()p q ⌝∧答案:A分别判断命题p 和q 的真假性,然后根据含有逻辑联结词命题的真假性判断出正确选项. 解:对于命题p ,由于()sin sin x x π+=-,所以命题p 为真命题.对于命题q ,由于0a >,由0a xa x+>-解得a x a -<<,且()()1ln ln ln a x a x a x f x f x a x a x a x --++⎛⎫-===-=- ⎪+--⎝⎭,所以()f x 是奇函数,故q 为真命题.所以p q ∧为真命题. ()()p q ⌝∨⌝、()p q ∧⌝、()p q ⌝∧都是假命题. 故选:A 点评:本小题主要考查诱导公式,考查函数的奇偶性,考查含有逻辑联结词命题真假性的判断,属于基础题.8.已知函数ln ,0()2(2),0x x f x x x x ⎧>=⎨-+≤⎩,则函数()3y f x =-的零点个数是( ) A .1 B .2 C .3 D .4答案:B对x 分0,0x x >≤两种情况求方程()3=0f x -的根的个数即得解. 解:当0x >时,3|ln |30,ln 3,x x x e -=∴=±∴=或3e -,都满足0x >;当0x ≤时,222430,2430,20,164230x x x x ---=∴++=>∆=-⨯⨯<Q , 所以方程没有实数根.综合得函数()3y f x =-的零点个数是2. 故选:B推理能力.9.已知α为锐角,且sin 3tan 3sin 3παπαπα⎛⎫+ ⎪⎛⎫⎝⎭=+ ⎪⎛⎫⎝⎭- ⎪⎝⎭,则角α=( ) A .12πB .6π C .4π D .3π 答案:C对sin 3tan 3sin 3παπαπα⎛⎫+ ⎪⎛⎫⎝⎭=+ ⎪⎛⎫⎝⎭- ⎪⎝⎭先化切为弦,再利用和角差角的正余弦公式化简即得解.解:由题得sin sin 33,cos()sin 33ππαααππαα⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=⎛⎫+- ⎪⎝⎭Q 为锐角,∴sin cos()33ππαα⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭∴11sin cos ,sin cos ,tan 122ααααααα-=∴=∴=. 因为α为锐角,∴=4πα. 故选:C 点评:本题主要考查同角的三角函数关系和和角差角的正余弦公式的应用,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.10.若双曲线22221x y a b-=(0a >,0b >)的一条渐近线被圆2240x y y +-=截得的弦长为2,则双曲线的离心率为( ) ABC.3D答案:D求得双曲线的一条渐近线方程,求得圆心和半径,运用点到直线的距离公式和弦长公式,可得a ,b 的关系,即可得到所求的离心率.双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的一条渐近线方程设为0bx ay -=,由题得圆22(2)4x y +-=的圆心为(0,2),半径2r =,可得圆心到渐近线的距离为d =,则2=223a b =,所以221,3b a =c e a ====故选:D . 点评:本题主要考查双曲线的方程和性质,考查直线和圆的位置关系,考查方程思想和运算能力,属于基础题.11.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,且12a =,12n n n a S n++=(*n ∈N ),则n S =( ) A .121n -+ B .2n n ⋅C .31n -D .123n n -⋅答案:B由题得122,1n n a n a n ++=⨯+再利用累乘法求出1(1)2n n a n -=+⋅,即得n S . 解: 由题得111(1)(1),,,2121n n n nn n n na n a na n a S S a n n n n ++---=∴=∴=-++++(2n ≥) 所以122,1n n a n a n ++=⨯+(2n ≥) 由题得22166,32a a a =∴==,所以122,1n n a n a n ++=⨯+(1n ≥). 所以324123134512,2,2,2,234n n a a a a n a a a a n -+=⨯=⨯=⨯=⨯L , 所以11112,(1)22n n n n a n a n a --+=⋅∴=+⋅. 所以(2)222n n n nS n n n =⨯+⋅=⋅+.本题主要考查数列通项的求法,考查数列前n 项和与n a 的关系,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.12.在正方体1111ABCD A B C D -中,点E ,F ,G 分别为棱11A D ,1D D ,11A B 的中点,给出下列命题:①1AC EG ⊥;②//GC ED ;③1B F ⊥平面1BGC ;④EF 和1BB 成角为4π.正确命题的个数是( ) A .0 B .1C .2D .3答案:C建立空间直角坐标系,利用向量的方法对四个命题逐一分析,由此得出正确命题的个数. 解:设正方体边长为2,建立空间直角坐标系如下图所示,()()()12,0,0,0,2,2,2,1,2A C G ,()()()()()()10,2,0,1,0,2,0,0,0,2,2,2,0,0,1,2,2,0C E D B F B .①,()()112,2,2,1,1,0,2200AC EG AC EG =-=⋅=-++=u u u u r u u u r u u u u r u u u r,所以1AC EG ⊥,故①正确.②,()()2,1,2,1,0,2GC ED =--=--u u u r u u u r ,不存在实数λ使GC ED λ=u u u r u u u r ,故//GC ED 不成立,故②错误.③,()()()112,2,1,0,1,2,2,0,2B F BG BC =---=-=-u u u u r u u u r u u u u r,1110,20B F BG B F BC ⋅=⋅=≠u u u u r u u u r u u u u r u u u u r,故1B F ⊥平面1BGC 不成立,故③错误.④,()()11,0,1,0,0,2EF BB =--=u u u r u u u r,设EF 和1BB 成角为θ,则11cos 2EF BB EF BB θ⋅===⋅u u u r u u u r u u u r u u u r ,由于0,2πθ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,所以4πθ=,故④正确.综上所述,正确的命题有2个. 故选:C点评:本小题主要考查空间线线、线面位置关系的向量判断方法,考查运算求解能力,属于中档题.二、填空题13.若,x y 满足约束条件222022x y y x y +≥⎧⎪-≤⎨⎪-≤⎩,则z x y =+的最大值为__________.答案:4 解:作出可行域如图所示:由222x y y -=⎧⎨=⎩,解得()2,2A .目标函数z x y =+,即为y x z =-+,平移斜率为-1的直线,经过点()2,2A 时,224max z =+=.答案:1先求出切线的斜率()1,3k f π'==解方程1()1a ⨯-=-即得解.解:由题得()2cos ,() 1.3f x x k f π''=∴==所以1()1,1a a ⨯-=-∴=. 故答案为:1 点评:本题主要考查导数的几何意义,考查两直线垂直的性质,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.15.在半径为2的圆上有A ,B 两点,且2AB =,在该圆上任取一点P ,则使得PAB ∆为锐角三角形的概率为________. 答案:16如图,当点P 在劣弧CD 上运动时,PAB ∆为锐角三角形.求出劣弧CD 的长,再利用几何概型的概率公式求解. 解:如图,四边形ABCD 是矩形,当点P 在劣弧CD 上运动时,PAB ∆为锐角三角形. 由于OD=OC=CD=2,所以3COD π∠=,所以劣弧CD 的长为22=33ππ⨯,由几何概型的概率公式得213=226P ππ=⋅. 故答案为:16本题主要考查几何概型的概率的计算,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.三、双空题16.三棱锥A BCD -的顶点都在同一个球面上,满足BD 过球心O ,且22BD =,则三棱锥A BCD -体积的最大值为________;三棱锥A BCD -体积最大时,平面ABC 截球所得的截面圆的面积为________. 答案:22343π由于BD 是球的直径,故当,OC BD OA BD ⊥⊥时,三棱锥A BCD -体积取得最大值,由此求得体积的最大值.求得三棱锥A BCD -体积最大时,等边三角形ABC 的外接圆半径,由此求得等边三角形ABC 的外接圆的面积,也即求得平面ABC 截球所得的截面圆的面积. 解:依题意可知,BD 是球的直径,所以当,OC BD OA BD ⊥⊥,即2OC OA ==时,三棱锥A BCD -体积取得最大值为1112222223323BCD S OA ∆⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=.此时2BC AC AB ===,即三角形ABC 是等边三角形,设其外接圆半径为r ,由正弦定理得223sin3r r π=⇒=,所以等边三角形ABC 的外接圆的面积,也即平面ABC 截球所得的截面圆的面积为2244433r πππ=⨯= ⎪⎝⎭.故答案为:(1).223(2). 43π本小题主要考查几何体外接球的有关计算,考查球的截面面积的计算,考查空间想象能力,属于中档题.四、解答题17.已知在ABC ∆的三个内角分别为A 、B 、C ,2sin sin B A A =,1cos 3B =.(1)求A 的大小; (2)若2AC =,求AB 长.答案:(1)3A π=(2)14+(1)由题得sin 3B =,再解方程()221cos 3cos A A -=即得解;(2)求出sin C =,再利用正弦定理得解. 解:(1)由题得sin 3B =, 所以22sin 3cos A A =,所以()221cos 3cos A A -=, 解得1cos 2A =,(0,)A π∈Q ,∴3A π=.(2)sin sin()sin cos cos sin C A B A B A B =+=+1132=+=由正弦定理sin sin AB AC C B =得sin 1sin 4AC AB C B =⋅=+. 点评:本题主要考查同角的三角函数关系,考查和角的正弦公式的应用,考查正弦定理解三角形,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.18.2019年入冬时节,长春市民为了迎接2022年北京冬奥会,增强身体素质,积极开展冰上体育锻炼.现从速滑项目中随机选出100名参与者,并由专业的评估机构对他们的锻炼成果进行评估打分(满分为100分)并且认为评分不低于80分的参与者擅长冰上运动,得到如图所示的频率分布直方图:(1)求m 的值;(2)将选取的100名参与者的性别与是否擅长冰上运动进行统计,请将下列22⨯列联表补充完整,并判断能否在犯错误的概率在不超过0.01的前提下认为擅长冰上运动与性别有关系? 擅长 不擅长 合计 男性 30 女性 50 合计100()2P K k ≥0.15 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001 k2.0722.7063.8415.0246.6357.87910.828(22()()()()()n ad bc K a b c d a c b d -=++++,其中n a b c d =+++)答案:(1)0.025m =(2)填表见解析;不能在犯错误的概率不超过0.01的前提下认为擅长冰上运动与性别有关系(1)利用频率分布直方图小长方形的面积和为1列方程,解方程求得m 的值. (2)根据表格数据填写22⨯列联表,计算出2K 的值,由此判断不能在犯错误的概率不超过0.01的前提下认为擅长冰上运动与性别有关系. 解:(1)由题意()0.00520.0150.020.03101m ⨯++++⨯=,解得0.025m =. (2)由频率分布直方图可得不擅长冰上运动的人数为()0.025+0.0031010030⨯⨯=. 完善列联表如下:擅长不擅长合计男性 20 30 50 女性 10 40 50 合计 307010022()()()()()n ad bc K a b c d a c b d -=++++2100(800300) 4.76250503070⨯-=≈⨯⨯⨯,对照表格可知,4.762 6.635<,不能在犯错误的概率不超过0.01的前提下认为擅长冰上运动与性别有关系. 点评:本小题主要考查根据频率分布直方图计算小长方形的高,考查22⨯列联表独立性检验,属于基础题.19.如图,直三棱柱111ABC A B C -中,底面ABC 为等腰直角三角形,AB BC ⊥,124AA AB ==,M ,N 分别为1CC ,1BB 的中点,G 为棱1AA 上一点,且1A B NG ⊥.(1)求证1A B GM ⊥;(2)求点1A 到平面MNG 的距离.答案:(1)证明见解析(265(1)先证明1A B ⊥平面MNG, 1A B ⊥MG 即得证;(2)设1A B 与GN 交于点E ,先求出55BE =,再求出1655A E =即得解. 解:(1)由题意平面11ABB A ⊥平面11BCC B ,因为1MN BB ⊥, 所以MN ⊥平面11ABB A ,因为1A B ⊂平面11ABB A ,所以1MN A B ⊥,因为1GN A B ⊥,,MN GN ⊂平面MNG ,MN GN N =I ,所以1A B ⊥平面MNG, 因为MG ⊂平面MNG, 所以1A B ⊥MG.(2)设1A B 与GN 交于点E ,在直角△11A BB 中,112cos 5525A BB ∠==, 在直角BNE ∆中,112cos 552BE BE A BB BN ∠===,所以55BE =, 则15652555A E ==因为1A B ⊥平面MNG,所以1A E 就是1A 到平面MNG 的距离, 可知1A 到平面MNG 的距离为55. 点评:本题主要考查直线平面位置关系的证明,考查空间点到平面距离的计算,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.20.已知椭圆C :22221x y a b+=(0a b >>)的左、右顶点分别为A 、B ,焦距为2,点P 为椭圆上异于A 、B 的点,且直线PA 和PB 的斜率之积为34-. (1)求C 的方程;(2)设直线AP 与y 轴的交点为Q ,过坐标原点O 作//OM AP 交椭圆于点M ,试证明2||||||AP AQ OM ⋅为定值,并求出该定值.答案:(1)22143x y +=(2)证明见解析;该定值为2(1)由已知得2234b a =,且1c =,即得椭圆的标准方程;(2)设直线AP 的方程为:(2)y k x =+,求出226834p k x k -=+,221234M x k =+,再计算2||||||AP AQ OM ⋅得其值为定值.解:(1)已知点P 在椭圆C :22221x y a b+=(0a b >>)上,可设()00,P x y ,即2200221x y a b+=,又2200022200034AP BPy y y b k k x a x a x a a ⋅=⋅==-=-+--, 且22c =,可得椭圆C 的方程为22143x y +=.(2)设直线AP 的方程为:(2)y k x =+,则直线OM 的方程为y kx =. 联立直线AP 与椭圆C 的方程可得:()2222341616120kxk x k +++-=,由2A x =-,可得226834p k x k -=+,联立直线OM 与椭圆C 的方程可得:()2234120kx+-=,即221234Mx k =+,即2222|02|||||2||p A Q P M MA x x x x x AP AQ OM x x -⋅-+⋅+⋅===. 点评:本题主要考查椭圆标准方程的求法,考查椭圆中的定值问题,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平. 21.已知函数321()3f x x x mx m =+++. (1)若1x 为()f x 的极值点,且()()12f x f x =(12x x ≠),求122x x +的值. (2)求证:当0m >时,()f x 有唯一的零点. 答案:(1)1223x x +=-(2)证明见解析(1)由题得22112212+++3+3+30x x x x x x m =,2113630x x m ++=,对两式消元因式分解即得122x x +的值;(2)由题得321(1)3x x m x +=-+,再分析321()3h x x x =+和(1)y m x =-+的图象即得当0m >时,()f x 有唯一的零点.解:(1)由题得2()2f x x x m '=++, 由题可知()()12f x f x =,所以32321112221133x x mx m x x mx m +++=+++, 所以22112212+++3+3+30x x x x x x m =(i )因为()10f x '=,所以21120x x m ++=.即2113630x x m ++=(ii )(ii )-(i )得221122121212122330,(2)()3()0x x x x x x x x x x x x --+-=∴+-+-=, 所以12121212(23)()0,,23x x x x x x x x ++-=≠∴+=-Q . (2)令321()03f x x x mx m =+++=,则321(1)3x x m x +=-+, 令321()3h x x x =+,2()2h x x x '=+, 可知()h x 在(,2)-∞-和(0,)+∞上单调递增,在[]2,0-上单调递减, 又4(2)3h -=,(0)0h =; (1)y m x =-+为过(1,0)-点的直线,又0m >,则0m -<,因此321(1)3x x m x +=-+有且只有一个交点, 即321()3f x x x mx m =+++有唯一的零点.点评:本题主要考查利用导数研究函数的零点和极值,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.22.已知曲线1C 的参数方程为22cos 2sin x y αα=+⎧⎨=⎩(α为参数),曲线2C 的参数方程为38cos 43sin 4x t y t ππ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数). (1)求1C 和2C 的普通方程;(2)过坐标原点O 作直线交曲线1C 于点M (M 异于O ),交曲线2C 于点N ,求||||ON OM 的最小值.答案:(1)曲线1C 的普通方程为:22(2)4x y -+=;曲线2C 的普通方程为:80x y +-=(2)1)(1)消去曲线12,C C 参数方程中的参数,求得1C 和2C 的普通方程.(2)设出过原点O 的直线的极坐标方程,代入曲线12,C C 的极坐标方程,求得,ON OM 的表达式,结合三角函数值域的求法,求得||||ON OM 的最小值.解:(1)曲线1C 的普通方程为:22(2)4x y -+=; 曲线2C 的普通方程为:80x y +-=.(2)设过原点的直线的极坐标方程为30,,4R πθββπβρ⎛⎫=≤<≠∈ ⎪⎝⎭; 由22(2)4x y -+=得2240x y x +-=,所以曲线1C 的极坐标方程为4cos ρθ=在曲线1C 中,4|o |c s OM β=.由80x y +-=得曲线2C 的极坐标方程为cos sin 80ρθρθ+-=,所以 而O 到直线与曲线2C 的交点N 的距离为8||sin cos ON ββ=+,因此28||24sin cos ||4cos sin cos cos 214ON OM ββπβββββ+===+⎛⎫++ ⎪⎝⎭,即||||ON OM1)=. 点评:本小题主要考查参数方程化为普通方程,考查直角坐标方程化为极坐标方程,考查极坐标系下距离的有关计算,属于中档题. 23.已知函数()|1||1|f x ax x =++-. (1)若2a =,解关于x 的不等式()9f x <;(2)若当0x >时,()1f x >恒成立,求实数a 的取值范围.答案:(1){}|33x x -<<(2)()0,a ∈+∞(1)利用零点分段法将()f x 表示为分段函数的形式,由此求得不等式的解集. (2)对a 分成0,0,0a a a >=<三种情况,求得()f x 的最小值,由此求得a 的取值范围. 解:(1)当2a =时,3,11()2112,1213,2x x f x x x x x x x ⎧⎪>⎪⎪=++-=+-≤≤⎨⎪⎪-<-⎪⎩,由此可知,()9f x <的解集为{}|33x x -<<(2)当0a >时,()()()1,11()1112,111,a x x f x ax x a x x a a x x a ⎧⎪+>⎪⎪=++-=-+-≤≤⎨⎪⎪-+<-⎪⎩()f x 的最小值为1f a ⎛⎫-⎪⎝⎭和()1f 中的最小值,其中1111f a a ⎛⎫-=+> ⎪⎝⎭,(1)11f a =+>.所以()1f x >恒成立.当0a =时,()111f x x =-+≥,且(1)1f =,()1f x >不恒成立,不符合题意. 当0a <时,()1111,1f a f a a ⎛⎫=+-=+ ⎪⎝⎭, 若20a -≤<,则()11f ≤,故()1f x >不恒成立,不符合题意; 若2a <-,则11f a ⎛⎫-< ⎪⎝⎭,故()1f x >不恒成立,不符合题意. 综上,()0,a ∈+∞. 点评:本小题主要考查绝对值不等式的解法,考查根据绝对值不等式恒成立求参数的取值范围,考查分类讨论的数学思想方法,属于中档题.。