2020年天津市南开区学业水平考试(6月份)数学试题(附解析)

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2020年天津市南开区学业水平考试(6月份)数学试题(附解析)一、单选题1.设全集I ={0,1,2,3},∁I M ={0,2},则M =( ) A .{3}B .{1,3}C .{2,3}D .∅2.函数1cos 23y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,x ∈R 的最小正周期是( )A .2πB .πC .2πD .4π3.函数f (x )=ln (﹣x )的定义域是( ) A .(0,+∞)B .(﹣∞,0)C .(﹣∞,﹣1)D .(﹣∞,+∞)4.已知()1,1a =,()2,0b =-,则32a b -=( ) A .()7,0B .()7,2-C .()1,3-D .()7,35.下列函数中是偶函数,且在()0+∞,上单调递增的是( ) A .y x =B .2y x =-C .2x y =D .y x =6.过点()1,3-且垂直于直线230x y -+=的直线方程为( ) A .210x y +-=B .250x y +-=C .250x y +-=D .270x y -+=7.体积为a 3的正方体外接球的表面积为( ) A .πa 2B .2πa 2C .3πa 2D .4πa 28.已知向量a =(1,2),b =(–2,m ),若a ∥b ,则m = A .–1B .–4C .4D .19.在区间[0,2]上随机地取一个数x ,则这个数在区间30,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭的概率为( ) A .14B .23C .13 D .3410.如图,在平行四边形ABCD 中,E 为DC 边的中点,且,AB a AD b ==,则BE = ( )A .12b a -B .12b a +C .12a b +D .12a b -11.为了得到函数sin(2)4y x π=-的图象,可以将函数sin 2y x =的图象( )A .向左平移4π个单位长度 B .向右平移4π个单位长度 C .向左平移8π个单位长度 D .向右平移8π个单位长度 12.已知20.3a =,2log 0.3b =,0.32c =,则,,a b c 的大小关系是( ) A .a c b <<B .a b c <<C .b a c <<D .b c a <<13.如图是某学校抽取的学生体重的频率分布直方图,已知图中从左到右的前3个小组的频率满足:第一小组与第三小组的频率和是第二小组频率的2倍,第二小组的频数为15,则抽取的学生人数为( )A .30B .45C .60D .12014.在ABC ∆中,,3,63A BC AB π∠===,则C ∠=( )A .344ππ或 B .34πC .4π D .6π 15.已知具有线性相关的两个变量x ,y 之间的一组数据如下: x 0 1 2 3 4 y2.24.34.54.86.7且回归方程是y ̂=0.95x+ˆa ,则当x=6时,y 的预测值为( ) A.8.0 B .8.1C .8.2D .8.3二、填空题16.先后抛掷三枚均匀的硬币,至少出现一次正面的概率是_____. 17.2cos 15= _____.18.在ABC 中,已知2,3,60AB AC A ===︒,则BC 的长为__________.19.已知向量()1,3a =,()2,1b λ=+,且a 与b 的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是________.20.函数f (x )=2x −2x −a 的一个零点在区间(1,2)内,则实数a 的取值范围是_________. 三、解答题 21.已知3cos 5α=,,02πα⎛⎫∈- ⎪⎝⎭. (1)求tan α,sin 2α的值;(2)求sin 3πα⎛⎫- ⎪⎝⎭的值.22.已知点()2,3-在圆C :22860+-++=x y x y m 上. (Ⅰ)求该圆的圆心坐标及半径长; (Ⅱ)过点M (﹣1,1),斜率为43-的直线l 与圆C 相交于A ,B 两点,求弦AB 的长.23.如图,在正方体ABCD ﹣EFGH 中,(Ⅰ)求证:平面BEG ∥平面ACH ; (Ⅱ)求证:DF ⊥平面BEG .24.已知函数()22222=-++f x x ax a .(Ⅰ)若a =1,求函数f (x )的单调区间; (Ⅱ)求函数f (x )在区间33,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦的最小值; (Ⅲ)关于x 的方程f (x )=2a 2有解,求实数a 的取值范围.2020年天津市南开区学业水平考试(6月份)数学试题(解析)一、单选题1.设全集I ={0,1,2,3},∁I M ={0,2},则M =( ) A .{3} B .{1,3}C .{2,3}D .∅【答案】B【解析】由题可知:全集I ={0,1,2,3},∁I M ={0,2}所以M={1,3}2.函数1cos 23y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,x ∈R 的最小正周期是( )A .2πB .πC .2πD .4π【答案】D【解析】函数1cos 23y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,2412T ππ==.故选:D 3.函数f (x )=ln (﹣x )的定义域是( ) A .(0,+∞) B .(﹣∞,0)C .(﹣∞,﹣1)D .(﹣∞,+∞)【答案】B【解析】由题可知:00x x ->⇒<所以函数()f x 的定义域为(),0-∞故选:B 4.已知()1,1a =,()2,0b =-,则32a b -=( ) A .()7,0 B .()7,2-C .()1,3-D .()7,3【答案】D【解析】()()()323,34,07,3a b -=--=.故选:D5.下列函数中是偶函数,且在()0+∞,上单调递增的是( ) A .y x =B .2y x =-C .2x y =D .y x =【答案】D【解析】对于A 选项,y x =的定义域为[)0,+∞,为非奇非偶函数,故A 错误;对于B 选项,2y x =-为偶函数,在()0+∞,为减函数,不满足条件.故B 错误; 对于C 选项,2xy =为非奇非偶函数,故C 错误;对于D 选项,y x =满足()()f x x x f x -=-== ,为偶函数,且当()0x ∈+∞,时,y x =单调递增.故D 正确.故选:D .6.过点()1,3-且垂直于直线230x y -+=的直线方程为( ) A .210x y +-= B .250x y +-=C .250x y +-=D .270x y -+=【答案】A【解析】因为所求直线垂直于直线230x y -+=,又直线230x y -+=的斜率为12, 所以所求直线的斜率2k =-,所以直线方程为32(1)y x -=-+,即210x y +-=.故选:A 7.体积为a 3的正方体外接球的表面积为( ) A .πa 2 B .2πa 2C .3πa 2D .4πa 2【答案】C【解析】由题可知:正方体的体积为3a ,所以正方体的边长为a 则可知该正方体的外接球的半径为222322a a a ar ++==所以该正方体的外接球的表面积为2243ππ==S r a 故选:C 8.已知向量a =(1,2),b =(–2,m ),若a ∥b ,则m = A .–1 B .–4C .4D .1【答案】B【解析】∵a ∥b ,∴1•m –(–2)×2=0,∴m =–4.故选B . 9.在区间[0,2]上随机地取一个数x ,则这个数在区间30,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭的概率为( ) A .14B .23C .13 D .34【答案】D【解析由题可知:所求概率为3032204-==-P 故选:D 10.如图,在平行四边形ABCD 中,E 为DC 边的中点,且,AB a AD b ==,则BE = ( )A .12b a -B .12b a +C .12a b +D .12a b -【答案】A【解析】1122BE BA AD DE a b a b a =++=-++=-,故选:A . 11.为了得到函数sin(2)4y x π=-的图象,可以将函数sin 2y x =的图象( )A .向左平移4π个单位长度 B .向右平移4π个单位长度 C .向左平移8π个单位长度 D .向右平移8π个单位长度 【答案】D【解析】sin 2sin 248x x ππ⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,据此可知,为了得到函数sin 24y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图象,可以将函数sin2y x =的图象向右平移8π个单位长度.本题选择D 选项. 12.已知20.3a =,2log 0.3b =,0.32c =,则,,a b c 的大小关系是( ) A .a c b << B .a b c << C .b a c << D .b c a <<【答案】C【解析】22200.31,log 0.3log 10a b <=<=<=,0.30221,c b a c =>=∴<<.故选:C .13.如图是某学校抽取的学生体重的频率分布直方图,已知图中从左到右的前3个小组的频率满足:第一小组与第三小组的频率和是第二小组频率的2倍,第二小组的频数为15,则抽取的学生人数为( )A .30B .45C .60D .120【答案】C【解析】设第二小组的频率为2f ,由题知:()230.01250.037551f ++⨯=,解得20.25f =. 所以抽取的学生人数为15600.25=.故选:C 14.在ABC ∆中,,3,63A BC AB π∠===,则C ∠=( )A .344ππ或 B .34πC .4π D .6π 【答案】C【解析】因为由正弦定理,3,63A BC AB π∠===,所36sin 22sin sin 32a c c AsinC A C a⨯=∴=== 344C ππ∴=或又c<a所以C A ∠<∠,所以4C π15.已知具有线性相关的两个变量x ,y 之间的一组数据如下: x 0 1 2 3 4 y 2.24.34.54.86.7且回归方程是y ̂=0.95x+ˆa ,则当x=6时,y 的预测值为( ) A .8.0 B .8.1C .8.2D .8.3【答案】D【解析】因为根据数据可知x,y 的均值分别是2,4.5,因此可知ˆa=4.5-0.95⨯2=2.6,将x=6代入表达式得到y 的预测值为8.3,选D二、填空题16.先后抛掷三枚均匀的硬币,至少出现一次正面的概率是_____. 【答案】78; 【解析】先后抛掷三枚均匀的硬币,共有:正正正,正正反,正反正,正反反, 反正正,反正反,反反正,反反反,8基本事件.至少出现一次正面共有:正正正,正正反,正反正,正反反, 反正正,反正反,反反正,7基本事件.故至少出现一次正面的概率是78. 故答案为:7817.2cos 15= _____. 【答案】234+ 【解析】2311cos30232cos 15224+++===.故答案为:234+ 18.在ABC 中,已知2,3,60AB AC A ===︒,则BC 的长为__________. 【答案】7【解析】在ABC 中,已知2,3,60AB AC A ===︒, 则由余弦定理可得222cos BC AB AC AC AB A =+-⋅14922372=+-⨯⨯⨯=,故答案为:7 19.已知向量()1,3a =,()2,1b λ=+,且a 与b 的夹角为锐角,则实数λ的取值范围是________. 【答案】555,,33⎛⎫⎛⎫---+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【解析】∵a 与b 的夹角为锐角,∴2300,513(2),3a b λλλ++>⎧⎧⋅>⎪⇒⎨⎨≠-≠⨯+⎩⎪⎩,解得:555,,33λ⎛⎫⎛⎫∈---+∞ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.故答案为:555,,33⎛⎫⎛⎫---+∞ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. 20.函数f (x )=2x −2x −a 的一个零点在区间(1,2)内,则实数a 的取值范围是_________. 【答案】(0,3)【解析】因为函数f (x )=2x −2x −a 是单调递增函数,且函数f (x )=2x −2x −a 的一个零点在区间(1,2)内, 所以,f (1)×f (2)=(−a )×(3−a )<0,解得0<a <3,实数a 的取值范围是(0,3),故答案为(0,3). 三、解答题 21.已知3cos 5α=,,02πα⎛⎫∈- ⎪⎝⎭.(1)求tan α,sin 2α的值; (2)求sin 3πα⎛⎫-⎪⎝⎭的值. 【解析】(1)因为3cos 5α=,,02πα⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,所以234sin 1=55α⎛⎫=--- ⎪⎝⎭, 所以4sin 45tan 3cos 35ααα-===-,24sin 22sin cos 25ααα==-. (2)3314334sin sin cos cos sin 333252510πππααα+⎛⎫⎛⎫-=-=⨯-⨯-=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 22.已知点()2,3-在圆C :22860+-++=x y x y m 上. (Ⅰ)求该圆的圆心坐标及半径长; (Ⅱ)过点M (﹣1,1),斜率为43-的直线l 与圆C 相交于A ,B 两点,求弦AB 的长. 【解析】(Ⅰ)由题可知:()()22238263021+--⨯+⨯-+=⇒=m m 所以圆C 的标准方程为()()22434-++=x y 所以圆心()4,3C -,半径2r(Ⅱ)直线l 的方程为()4113⎛⎫-=-+ ⎪⎝⎭y x ,即4310x y ++= 则圆心C 到直线l 的距离为()22443318543⨯+⨯-+==+d 所以弦长221225=-=AB r d 23.如图,在正方体ABCD ﹣EFGH 中,(Ⅰ)求证:平面BEG ∥平面ACH ;(Ⅱ)求证:DF ⊥平面BEG .【解析】(Ⅰ)在正方体ABCD ﹣EFGH 中,HG //AB 且=HG AB 所以四边形ABGH 为平行四边形,则BG //AH又BG ⊄平面ACH ,AH ⊂平面ACH ,所以BG //平面ACH 同理可得BE //平面ACH ,又,,⋂=⊂BE BG B BE BG 平面BEG 所以平面BEG //平面ACH(Ⅱ)连接FH ,如图由四边形EFGH 为正方形,所以EG FH ⊥又DH ⊥平面EFGH ,且EG ⊂平面EFGH所以DH EG ⊥,又DH FH H ⋂=,,⊂DH FH 平面DFH所以EG ⊥平面DFH ,由DF ⊂平面DFH所以DF EG ⊥同理可得DF BG ⊥,又⋂=EG BG G ,,⊂EG BG 平面BEG所以DF ⊥平面BEG24.已知函数()22222=-++f x x ax a . (Ⅰ)若a =1,求函数f (x )的单调区间;(Ⅱ)求函数f (x )在区间33,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦的最小值; (Ⅲ)关于x 的方程f (x )=2a 2有解,求实数a 的取值范围.【解析】(Ⅰ)由题可知:()224f x x x =-+,对称轴为1x =,开口向上 所以函数()f x 的单调递增区间为[)1,+∞,单调递减区间为(],1-∞ (Ⅱ)由题可知:()22222=-++f x x ax a ,33,22x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,对称轴为x a =,开口向上 当32a ≤-时, 函数在33,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦单调递增,所以()2min 3172324⎛⎫=-=++ ⎪⎝⎭f x f a a 当3322a -<<时,函数在3,2⎛⎫- ⎪⎝⎭a 单调递减,在3,2a ⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递增 所以()()2min 2==+f x f a a 当32a ≥时, 函数在33,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦单调递减,所以()2min 3172324⎛⎫==-+ ⎪⎝⎭f x f a a 则函数在区间33,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦的最小值为()22min 217323,42332,2217323,42a a a f x a a a a a ⎧++≤-⎪⎪⎪=+-<<⎨⎪⎪-+≥⎪⎩(Ⅲ)由2222222-++=x ax a a ,则2220x ax -+= 由关于x 的方程()22=f x a 有解,则2220x ax -+=有解 所以()224202∆=--⨯≥⇒≤-a a 或2a ≥ 则(),22,⎤⎡∈-∞-⋃+∞⎦⎣a。