2017-2018届北京市东城区示范校高三上学期综合能力测试理科数学试题及答案

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北京市东城区普通高中示范校2017-2018届上学期高三年级综合能力测试数学试卷(理科)本试卷分第I 卷和第II 卷两部分,共150分。

考试时长120分钟。

第I 卷(选择题 共40分)一、选择题。

(本大题共8小题,每小题5分,满分40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. 设U=R ,集合{}{}04|,0|2≤-∈=>=x Z x B x x A ,则下列结论正确的是 A. (){}0,1,2--=⋂B A C UB. ()]0,(-∞=⋃B A C UC. (){}2,1=⋂B A C UD. ()∞+=⋃,0B A2. 双曲线()301362222<<=--m m y m x 的焦距为 A. 6 B. 12 C. 36 D. 22362m -3. 设二项式431⎪⎪⎭⎫⎝⎛-x x 的展开式中常数项为A ,则A=A. -6B. -4C. 4D. 64. 如图所示的程序框图表示求算式“179532⨯⨯⨯⨯”之值,则判断框内不能填入A. 17≤k ?B. 23≤kC. 28≤k ?D.33≤k ?5. 已知()a x x f x ++=24有唯一的零点,则实数a 的值为A. 0B. -1C. -2D. -3 6. 设CB A c b a ,,,,,为非零常数,则“2>++c bx ax 与02>++C Bx Ax 解集相同”是“CcB b A a ==”的A. 既不充分也不必要条件B. 充分必要条件C. 必要而不充分条件D. 充分而不必要条件7. 设集合()∅≠⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧>-<+>+-=0,0,012,m y m x y x y x P ,集合(){}22|,<-=y x y x Q ,若Q P ⊆,则实数m 的取值范围是 A. ⎪⎭⎫ ⎝⎛∞-31,B. ⎪⎭⎫⎝⎛∞+-,32 C. )31,32[- D.),32[∞+- 8. 已知()⎪⎩⎪⎨⎧>+--≤+-=0,32,0,3422x x x x x x x f 不等式()()x a f a x f ->+2在[]1,+a a 上恒成立,则实数a 的取值范围是A. ()0,2-B. ()0,∞-C. ()2,0D.()2,-∞-第II 卷(非选择题 共110分)二、填空题。

(本大题共6小题,每小题5分,满分30分) 9. 复数ii +-221的虚部为__________。

10. 已知某个几何体的三视图如图(主视图中的弧线是半圆),根据图中标出的尺寸(单位:cm ),可得这个几何体的体积是__________3cm 。

11. 如图,△ABC 内接于⊙O ,点D 在OC 的延长线上,AD 与⊙O 相切,割线DM 与⊙O 相交于点M ,N ,若∠B=30°,AC=1,则DM ⨯DN=____________。

12. 某市电信宽带私人用户月收费标准如下表:假定每月初可以和电信部门约定上网方案。

若某用户每月上网时间为66小时,应选择__________方案最合算。

13. 数列{}n a 的前n 项和记为n S ,若02,2111=+=+n n S a a ,...,2,1=n ,则数列{}n a 的通项公式为=n a _______________。

14. 圆O 的半径为1,P 为圆周上一点,现将如图装置的边长为1的正方形(实线所示,正方形的顶点A 与点P 重合)沿圆周顺时针滚动,经过若干次滚动,点A 第一次回到点P 的位置,则点A 走过的路径的长度为____________。

三、解答题。

(本大题共6小题,满分80分。

解答须写出文字说明,证明过程和演算步骤)15. (本小题满分13分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为c,,满足1=c,a,b且()()0AB+BB。

aCsin-sincoscos=+(I)求C的大小;(II)求22ba+的最大值,并求取得最大值时角A,B的值。

16. (本小题满分13分)如图,四棱锥ABCDP-中,PA⊥平面ABCD,∠ABC=∠BAD=90°,AD=2PA=2AB=2BC=2。

(I)求三棱锥ACDP-的外接球的体积;(II)求二面角AA-PC-的正弦值之比。

PC-与二面角DB-17. (本小题满分13分)设集合{}5,4,3,2,1=S ,从S 的所有非空子集中,等可能地取出一个。

(I )设S A ⊆,若A x ∈,则A x ∈-6,就称子集A 满足性质p ,求所取出的非空子集满足性质p 的概率;(II )所取出的非空子集的最大元素为ξ,求ξ的分布列和数学期望()ξE 。

18. (本小题满分14分)如图,已知椭圆12102:222=-++m y m x W 的左焦点为F (m ,0),过点M (-3,0)作一条斜率大于0的直线l 与椭圆W 交于不同的两点A 、B ,延长BF 交椭圆W 于点C 。

(I )求椭圆W 的离心率;(II )若∠MAC=60°,求直线l 的斜率。

19. (本小题满分13分) 已知定义在()∞+,1上的函数()2ln --=x x x f ,()x x x x g +=ln 。

(I )求证:()x f 存在唯一的零点,且零点属于(3,4); (II )若Z k ∈且()()1->x k x g 对任意的1>x 恒成立,求k 的最大值。

20. (本小题满分14分)给定正奇数()5≥n n ,数列{}n a :n a a a ,...,,21是1,2,…,n 的一个排列,定义E (21,a a ,…,n a )||...|2||1|21n a a a n -++-+-=为数列{}n a :1a ,2a ,…,n a 的位差和。

(I )当5=n 时,求数列{}n a :1,3,4,2,5的位差和; (II )若位差和E (1a ,2a ,…,n a )=4,求满足条件的数列{}n a :1a ,2a ,…,n a 的个数;(III )若位差和()21,...,,221-=na a a E n ,求满足条件的数列{}n a :n a a a ,...,,21的个数。

参考答案:一、选择题。

(共8小题,每小题5分,共40分) 1. A 2. B 3. B 4. D 5. B 6. A 7. C 8. D7. 提示:由图可知,不等式组所表示的区域非空当且仅当点(m m ,-)位于直线012=+-y x 的下方,即()12+-<m m ,由此解得31<m 。

原题等价于函数y x 2-的最大值小于2,(),22≤--m m 即32-≥m 。

8. 提示:()x f 为R 上的减函数,故()()x a a x x a f a x f -<+⇔->+22,从而a x <2,所以()a a <+12,得2-<a 。

二、填空题。

(共6小题,每小题5分,共30分) 9. -1 10. π+8 11. 3 12. 乙13. ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥-==2,21,1,21n n a n n14. ()222π+提示:A 走过的路径由9段圆心角均为6π的劣弧组成,其中6个劣弧所在圆的半径为1,3个劣弧所在圆的半径为2,所以点A 走过的路径的长度为()()2221211211216ππ+=++++++++。

三、解答题。

(共6小题,共80分) 15. (本小题满分13分)解:(I )由()()0cos sin sin cos =+-+B A B a C B , 可得()0cos sin sin cos =--C B a C B ,即C a A cos sin =,又1=c ,所以C a A c cos sin =, 由正弦定理得C A A C cos sin sin sin =,(4分)因为π<<A 0,所以>A sin 0,从而C C cos sin =,即4π=C 。

(6分)(II )由余弦定理222cos 2c C ab b a =-+,得1222=-+ab b a ,又222b a ab +≤,所以()122122≤+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-b a ,于是2222+≤+b a ,(11分)当π83==B A 时,22b a +取到最大值22+。

(13分)16. (本小题满分13分) 解:(I )连接AC ,则AC ⊥CD , 又PA ⊥平面ABCD ,∴PA ⊥CD , ∴CD ⊥平面PAC , 又PC ⊂平面PAC , ∴∠PCD=90°,(2分) 而∠PAD=90°,从而三棱锥P-ACD 外接球的球心为PD 中点E 。

(4分) 直径52122=+=PD ,所以三棱锥P-ACD 外接球的体积34=V ππ565253=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛。

(6分)(II )建立坐标系,以点A 为坐标原点,,,分别为z y x 、、轴正方向,则B (1,0,0),C (1,1,0),D (0,2,0),P (0,0,1)()()1,0,1,0,1,0-==。

设平面PBC的法向量()z y x n ,,=,则⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅00n BC n 即⎩⎨⎧=-=0,0z x y ∴n =(1,0,1)由(I )知CD ⊥平面PAC ,故平面PAC 的一个法向量为=(-1,1,0),(8分) 所以cos ()()210111010,1,11,0,1,222222-=++⋅++-⋅>=<CD n 。

二面角B-PC-A 的大小为3π,其正弦值为23,(10分)由CD ⊥平面PAC ,得平面PCD ⊥平面PAC ,二面角A-PC-D 为直二面角,其正弦值为1,(12分)综上,二面角B —PC —A 与二面角A —PC —D 的正弦值之比为23。

(13分)17. (本小题满分13分)解:可列举出集合S 的非空子集的个数为:31125=-个。

(2分)(I )满足性质p 的非空子集为:{}3,{}5,1,{}4,2,{}5,3,1,{}4,3,2,{}5,4,2,1,{}5,4,3,2,1共7个,所以所取出的非空子集满足性质p 的概率为:317=p 。

(6分)(II )ξ的可能值为1,2,3,4,5。

(11分)()31129311653184314331223111=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=ξE 。

(13分)18. (本小题满分14分)解:(I )由题设()()()0210222<=--+m m m m , 解得2-=m ,(3分) 所以椭圆W :12622=+y x ,离心率3662===ac e 。

(5分)(II )设直线l 的方程为()3+=x k y 。

联立()⎪⎩⎪⎨⎧=++=126,322y x x k y 得()062718312222=-+++k x k x k ,由直线l 与椭圆W 交于A 、B 两点,可知 △()()()0627314182222>-+-=k k k ,解得322<k ,设点A ,B 的坐标分别为()()2211,,,y x y x ,则22213118k k x x +-=+,()()3,3,3162722112221+=+=+-=x k y x k y k k x x ,(8分)因为F (-2,0),设点A 关于x 轴的对称点为C ′,则C ′(11,y x -), 所以()()2211,2,,2y x y x +=-+=,又因为()()()()()()()32322212211221+++++=-+-+x k x x k x y x y x ()[]12522121+++=x x x x k⎥⎦⎤⎢⎣⎡++-++-=1231903112542222k k k k k()03136129012542222=+++--=kk k k k , 所以B ,F ,C ′共线,从而C 与C ′重合, 连接MC ,则||||MC MA =,(12分)则△MAC 为等边三角形,所以直线l 的斜率3330tan =︒=k ,符合322<k ,综上,直线l 的斜率为33。