西藏山南市第二高级中学2020届高三数学第三次模拟考试试题理注意事项:1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2. 回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3. 考试结束后,监考人员将答题卡收回。
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.)1.已知全集为 R,集合2{|20}A x x x=+-<,2{|0}B x x x=-+<则()RA B⋃=( ) A.(,2)[1,)-∞-⋃+∞ B.(,0](1,)-∞⋃+∞ C.(2,1]- D. (1,1]-2.已知(1i)(2i)z=+-,则2z=( )A.2i+B.3i+ C.5 D.103.某校为了了解学生的课外阅读情况,随机调查了50名学生,得到他们在某一天各自课外阅读所用时间的数据,结果用如图所示的条形统计图表示,根据条形统计图可得这50名学生这一天平均每人的课外阅读时间为( )A.0.6hB.0.9hC.1.0hD.1.5h4.若,x y满足约束条件3260240x yx yx y+-≤⎧⎪-+≥⎨⎪+≥⎩,则目标函数2z x y=+的最大值为( )A.43- B.207C.6D.85.记n S为等比数列{}n a的前n项和,若2389a a=,5163a=,则()A.23nna=B.13nna-=C.312nnS-=D.213nnS-=6.已知函数()32113(1)f x x ax ax a =-++≤在()1212,x x x x ≠处的导数相等,则不等式()12f x x m +≥恒成立时m 的取值范围为( ) A.(],1-∞-B.(],0-∞C.(],1-∞D.4,3⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦7..一个四棱锥的三视图如图所示,其正视图和侧视图为全等的等腰直角三角形,俯视图是边长为2的正方形,该几何体的表面积为( ) A. 23 B. 223+ C. 4 D. 6(7题图) (8题图) 8..执行如图的程序框图,输出的c 的值为( ) A.5B.4C.-5D.-49.函数ln ||cos x y x x x=+的部分图象大致为( ) A. B.C. D.10.函数()()(sin 00π)f x x ωωϕϕ=+><<,的部分图象如图所示,关于函数()f x 有下述四个结论:①3π4ϕ=②2122f ⎛⎫⎪⎭=- ⎝;③当51,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,)(f x 的最小值为1-;④()f x 在117,44⎡⎤--⎢⎥⎣⎦上单调递增.其中所有正确结论的序号是( )A.①②④B.②④C.①②D.①②③④11.已知函数()21log 2,1()15,1a x x f x x a x ⎧+-≤⎪=⎨-+>⎪⎩,且(0a >,且1a ≠)在区间(),-∞+∞上为单调函数,若函数()2y f x x =--有两个不同的零点,则实数a 的取值范围是( ) A.13[,]55B.12[,]55C.1313[,]{}5520⋃D.1213[,]{}5520⋃ 12.如图,已知,,A B C 是双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>上的三个点,AB 经过坐标原点,O AC 经过双曲线的右焦点F ,若BF AC ⊥,且2||||AF CF =,则该双曲线的离心率是( )A.5317 17 D.94二、填空题(每题5分,满分20分,将答案填在答题纸上) 13.若向量(2,),(4,2)m x n ==-,且()m m n ⊥-,则实数x =__________.14.命题“2210x x ax ∀∈-+>R ,”是假命题则实数a 的取值范围是 .15.已知直线:330l mx y m ++-=与圆2212x y +=交于,A B 两点,过,A B 分别作l 的垂线与x 轴交于,C D 两点,若23AB =,则CD =__________. 16.在ABC △中,内角A B C ,,所对的边分别是a b c ,,,且 ()sin cos 2cos sin 22A A C C =-,3cos ,45A a ==,则ABC △的面积为 .三、解答题.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17〜21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答. (一)必考题17. (本小题满分12分)已知等比数列{}n a 的前n 项和为*234(N),2,,4n S n S S S ∈-成等差数列,且2341216a a a ++=.(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)若2(2)log nan b n =-+ ,求数列1n b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .18. (本小题满分12分)在三棱锥S ABC -中,底面是边长为23的正三角形,点S 在底面ABC 上的射影O 恰是BC 的中点,侧棱SA 和底面成45︒角.(1) 若D 为侧棱SA 上一点,当SDDA为何值时,BD AC ⊥; (2) 求二面角S AC B --的余弦值大小.19. (本小题满分12分)某公司开发了一种产品,有一项质量指标为“长度”(记为l,单位:cm),先从中随机抽取100件,测量发现全部介于 85 cm 和155 cm 之间,得到如下频数分布表:已知该批产品的该项质量指标值服从正态分布2(,)N μσ,其中μ近似为样本平均数2,x σ近似为样本方差2s (同一组中的数据用该组区间的中点值作代表). (1)求(132.2144.4)P l <<(2)公司规定:当115l ≥时,产品为正品:当115l <时,产品为次品,公司每生产一件这种产品,若是正品,则盈利90元;若是次品,则亏损30元.记ξ为生产一件这种产品的利润,求随机变量ξ的分布列和数学期望.12.2= 若()2~,X N μσ,则()0.6827P X μσμσ-<≤+≈,(22)0.9545P X μσμσ-<≤+≈,(33)0.9973P X μσμσ-<≤+≈20. (本小题满分12分) 焦点在x 轴上的椭圆2222:1x y C a b+=经过点(,椭圆C 的离心率为2.1F ,2F 是椭圆的左、右焦点,P 为椭圆上任意点. (1)求椭圆的标准方程;(2)若点M 为2OF 的中点(O 为坐标原点),过M 且平行于OP 的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,是否存在实数λ,使得2||||OP MA MB λ=⋅;若存在,请求出λ的值,若不存在,请说明理由.21. (本小题满分12分)已知函数()()221()ln 1R 2f x a x a x ax a =-++∈.(1)讨论()f x 的单调性(2)若()0f x x +>对1x >恒成立,求a 的取值范围(二)选考题请考生在第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.22. [选修4-4:不等式选讲] 在平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,以x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,点A 的极坐标为4π⎫⎪⎭,直线l 的极坐标方程为cos 4a ρπ⎛⎫θ-= ⎪⎝⎭,且l 过点A ,曲线1C 的参数方程为2cosx y θθ=⎧⎪⎨=⎪⎩(θ为参数).(1).求曲线1C 上的点到直线l 的距离的最大值;(2).过点()1,1B -与直线l 平行的直线1l 与曲线1C 交于,M N 两点,求BM BN ⋅的值23. [选修4-5:不等式选讲]函数()|1|||f x x x a =-+-的图象关于直线2x =对称. (1)求a 的值;(2)若2()f x x m ≥+的解集非空,求实数m 的取值范围.山南二高2019-2020学年高三第三次模拟考试数学(理)参考答案1.答案:C解析:由题意知(2,1),(,0)(1,)A B =-=-∞⋃+∞所以[0,1]R B =,所以()(2,1]R A B ⋃=- 2.答案:D解析:|||1i ||2i |2510z =+-=⨯=,所以22||(10)10z ==,选D. 3.答案:B解析:平均每人的课外阅读时间为5210(1 1.5)200.50.9(h)50⨯+⨯++⨯=.4.答案:C解析:作出可行域如图中阴影部分所示,作出直线2y x =-,并平行,数行结合可知,当平移后的直线经过直线0x y +=和3260x y +-=的交点(6,6)-时,z 最大,故2z x y =+的最大值max 2666z =⨯-=,故选C5.答案:D解析:设公比为q ,有231418,916,3a q a q ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩解得11,32,a q ⎧=⎪⎨⎪=⎩则1(12)213123n n n S --==-. 6.答案:C解析:由题得()22f x x ax a =-+.由函数()f x 在1x ,122()x x x ≠处的导数相等,得122x x a +=.()12f x x m +≥恒成立,()(2)1m f a a ∴≤≤恒成立.令()()2g a f a =()()32122213a a a a a =-+⋅+32421)13(a a a =-++≤, 则()()24441g a a a a a '=-+=--.当)0(a ∈-∞,时,()0g a '<;当)1(0a ∈,时,()0g a '>. ()g a ∴在()0-∞,上单调递减,在(0)1,上单调递增, ()()min 01g a g ∴==,()min 1m g a ∴≤=.故选C. 7.答案:B解析:根据几何体的三视图,转换为几何体为:由于正视图和侧视图为全等的等腰直角三角形,2 故:底面的对角线长为2. 所以四棱锥的高为1212⋅=, 故:四棱锥的侧面高为()222312h ⎛⎫=+= ⎪ ⎪⎝⎭, 则四棱锥的表面积为134222322S =⋅⋅=8.答案:D解析:第一次执行,4542c a b k ====,,,;第二次执行,1413c a b k =-==-=,,,; 第三次执行,5154c a b k =-=-=-=,,,;第四次执行,4545c a b k =-=-=-=,,,; 第五次执行,1416c a b k ==-==,,,;第六次执行,5157c a b k ====,,,;第七次执行,454,8c a b k ====,,;…故该循环具有周期性,且周期为6,则输出的c 的值为4-.故选D. 9.答案:A解析:易知函数ln ||cos x y x x x=+为奇函数,所以其图象关于原点对称.又当πx =时,ln |π|ln ππcos ππ0ππy =+=-+<,所以结合各选项可知,选A. 10.答案:C解析:根据题意,得函数()f x 的最小正周期2π51244T ω⎛⎫⎪⎝=⨯-⎭=,所以πω=, 又易知11π2π4k k ωϕ+=+∈Z ,,所以113π2π4k k ϕ=+∈Z ,, 又0πϕ<<,所以3π4ϕ=,所以()3πsin π4f x x ⎛⎫ ⎪⎝+⎭=,①正确1π3πsin 224f ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭3πcos 4==,所以②正确;当51,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,3π7π13ππ,444x ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦,3πsin 4πx ⎡⎤⎛⎫+∈⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦,()f x 的最小值为,所以③不正确;令π3ππ2ππ2π242k x k k -+≤+≤+∈Z ,,解得512244k x k k -+≤≤-+∈Z ,,所以()f x 的单调递增区间为512,2,44k k k ⎡⎤-+-+∈⎢⎥⎣⎦Z ,当1k =-时()f x 的单调递增区间为139,44⎡⎤--⎢⎥⎣⎦,所以④不正确故选C 11.答案:C解析:因为函数()f x 在区间(),-∞+∞上为单调函数,且当1x >时,()2()15f x x a =-+在()1,+∞上单调递增,所以011005a a<<⎧⎨+≤+⎩,解得115a ≤<.函数()2y f x x =--有两个不同的零点等价于()2f x x =+有两个不同的实数根,所以函数()y f x =的图像与直线2y x =+有两个不同的交点,作出函数()y f x =的大致图像与直线2y x =+,如图,当1x ≤时,由1log 20a x +-=,得121x a=-<,易知函数()y f x =的图像与直线2y x =+在(,1]-∞内有唯一交点,则函数()y f x =的图像与直线2y x =+在()1,+∞内有唯一交点,所以355a ≤或1320a =.综上可知实数a 的取值范围是1213[,]{}5520⋃.12.答案:B解析:设双曲线的左焦点为'F ,连接',','AF BF CF ,则由||||OA OB =,|||'|OF OF =,BF AC ⊥知四边形'AFBF 为矩形,设||AF m=,则|'|2AF m a =+,||||2||3AC AF AF m =+=,||2||2FC AF m ==,则|'|||222F C FC a m a =+=+,则在Rt 'AF C △中,222|'||'|||F C AF AC =+,即222(22)(2)(3)m a m a m +=++,解得23m a =.在Rt 'AF F △中,222|'||'|||F F AF AF =+,即2224(2)c m a m =++,即222224(2)()33c a a a =++,整理得22179c a =,所以双曲线的离心率17c e a ==,故选B.13.答案:15-解析:由已知可得(2,2)m n x -=-+. 由()m m n ⊥-,得()0m m n ⋅-=, 即2240x x +-=,解得15x =-±14.答案:[)1(1-∞-⋃+∞,], 解析:因为命题“2210x x ax ∀∈-+>R ,”是假命题,所以原命题的否定“20210x x ax ∃∈-+≤R,”为真命题, 所以2440a ∆=-≥,解得1a ≤-或a ≥1.所以实数a 的取值范围为[)1(1-∞-⋃+∞,],. 15.答案:4解析:设圆心到直线:330l mx y m ++=的距离为d, 则弦长2||1223AB d =-得3d =, 23331m m -=+,解得m =,则直线:60l x -+=,数形结合可得4cos30ABCD ==︒.16.答案:6解析:由题设得,()22sin cos22cos sin cos 222A A A C C =-, 所以()()sin 1cos 2cos sin C A C A +=-,sin sin cos 2sin cos sin C C A A C A +=-, 所以sin sin cos cos sin 2sin C C A C A A ++=,()sin sin 2sin C C A A ++=. 所以sin sin 2sin CB A +=,即2c b a +=.又3cos 5A =,4a =,8c b +=,所以22242cos b c bc A -+-()222cos b c bc bc A =+--,所以15bc =, 所以ABC △的面积114sin 356225S bc A ==⨯⨯⨯=.17.答案:(1)设等比数列{}n a 的公比为q , 由2342,,4S S S -成等差数列知,324224S S S =-+, 所以432a a =-,即12q =-.又2341216a a a ++=,所以231111216a q a q a q ++=,所以112a =-, 所以等差数列{}n a 的通项公式1()2nn a =-.(2)由(1)知1()22(2)log (2)nn b n n n =-+=+,所以11111()(2)22n b n n n n ==-++ 所以数列1n b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和:1111111111(1)()()()()232435112n T n n n n ⎡⎤=-+-+-++-+-⎢⎥-++⎣⎦111112212n n ⎡⎤=+--⎢⎥++⎣⎦32342(1)(2)n n n +=-++所以数列1n b ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和32342(1)(2)n n T n n +=-++.18.答案:以O 点为原点,OC 为x 轴,OA 为y 轴,OS 为z 轴建立空间直角坐标系.因为ABC ∆是边长为SO 与底面所成角为45︒,所以45SAO ∠=︒,所以3SO AO ==. 所以()()()0,0,00,3,00,0,3)(0)O C A S B ,,,,.(1)设AD a =,则0,3()D -,所以3,3BD ⎛⎫=- ⎪⎭,()3,3,0AC=-.若BD AC ⊥,则3330BD AC ⎛⎫⋅=--= ⎪⎝⎭,解得a =,而AS =SD , 所以1222SD DA =.(2)因为()()0,3,3,3,3,0ASAC =-=-设平面ACS 的法向量为()1,,n x y z =, 则())()()21,,3,030,,0,3,3330AC x y z y AS x y z y n n z ⎧⋅=⋅--=⎪⎨⎪⋅=⋅-=-+=⎩ 令1z =,则x =1y =,所以)1m =而平面ABC的法向量为()20,0,1n =,所以12cos ,n n <≥=, 又显然所求二面角的平面角为锐角, . 解析:19.答案:(1) 抽取产品质量指标值的样本平均数900.021000.091100.221200.331300.241400.081500.02120x =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=抽取产品质盈指标值的方差29000.024000.091000.2200.331000.244000.089000.02150s =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=所以~(120,150)l N ,又12.2σ=≈所以1()(120132.2)0.68270.34142P l P l μμσ<≤+=<≤≈⨯≈1(2)(120144.4)0.95450.47732P l P l μμσ<≤+=<≤≈⨯≈所以(132.2144.4)(120144.4)(12132.2)=0.13590P l P l P l <<=<≤-<≤(2) 由频数分布表得(115)0.020.090.220.33P l <=++=,(115) 10.330.67P l ≥=-= 随机变量ξ的取值为90,-30且(90)0.67,(30)0.33P P ξξ===-= 则随机变量ξ的分布列为:所以900.67300.3350.4E ξ=⨯-⨯=. 解析:20.答案:(1)由已知可得22222421a b c e a a b c ⎧+=⎪⎪⎪==⎨⎪=+⎪⎪⎩,解得a=2b c ==,所以椭圆C 的标准方程为22184x y +=. (2)若直线的斜率不存在时,||2OP =,||||MA MB == 所以77||||428MA MB λλ==⇒=; 当斜率存在时,设直线l 的方程为(1)y k x =-,()11,A x y ,()22,B x y .联立直线l 与椭圆方程22(1)184y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y ,得()2222214280k x k x k +-+-=,所以212221224212821k x x k k x x k ⎧+=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩. 因为//OP l ,设直线OP 的方程为y kx =,联立直线OP 与椭圆方程22184y kx x y =⎧⎪⎨+=⎪⎩,消去y ,得()22218k x +=,解得22821x k =+.∴()222228||121OP x y kk =+=++,1||1MA =-,同理2||1MB =-,()()()212||||111MA MB kx x ⋅=+--,因为()()()1212122711121x x x x x x k -⋅-=--++=⎡⎤⎣⎦+,()227||||121MA MB k k ⋅=++,故27||||8OP MA MB =⋅,存在78λ=满足条件, 综上可得,存在78λ=满足条件.21.答案:(1)()()()21()10ax x a af x a ax x x x--'=--+=>, 当0a ≤时()0,()f x f x '<单调减区间为()0,+∞,没有增区间, 当01a <<时,当1,()0a x f x a '<<<;当10,()0x a x f x a'<<>>或.∴()f x 单调增区间为()0,a 与1,a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭,单调减区间1,a a ⎛⎫⎪⎝⎭.当1a =时,()0f x '≥对0x >成立,()f x 单调增区间为()0,+∞,没有减区间. 当1a >时,当1,()0x a f x a '<<<;当10x x a a<<>或时()0f x '>. ∴()f x 单调增区间为10,a ⎛⎫ ⎪⎝⎭与(),a +∞,单调减区间为1,a a ⎛⎫⎪⎝⎭.(2)()0f x x +>即221ln 02a x a x ax -+>,当0a >时ln x 21ln 10,22x ax x a x x +><+, 令()ln 1,12x g x x x x =+≥则()222ln 122ln 22x x x g x x x -+'=+=, 令()222ln h x x x =-+则()22h x x x'=-,当()0h x '≥,()h x 是增函数,()()130h x h ≥=>,∴()0g x '>.∴1x ≥时,()g x 是增函数,()g x 最小值为()111,022g a =<≤∴.当0a =时,显然()0f x x +>不成立, 当0a <时,由()g x 最小值为12知,()a g x >不成立, 综上a 的取值范围是10,2⎛⎤⎥⎝⎦22.答案:(1).由直线l 过点Aππ44a ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,故a 则易得直线l 的直角坐标方程为20x y +-=. 曲线1C 上的点到直线l的距离d=其中sinϕ=,cos ϕ=max d =(2).由(1)知直线l 的倾斜角为3π4,则直线1l 的参数方程为31cos π431+sin π4x t y t ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(t 为参数)又易知曲线1C 的普通方程为22143x y +=, 把直线1l 的参数方程代入曲线1C 的普通方程可得27502t +-=,∴12107t t =-,依据参数t 的几何意义可知12107BM BN t t ⋅== 23.答案:(1)由函数()|1|||f x x x a =-+-的图象关于直线2x =对称,则()(4)f x f x =-恒成立,令0x =得(0)f f =(4),即||2|4|a a =+-,等价于024a a a ⎧⎨-=+-⎩,或0424a a a <<⎧⎨=+-⎩,或424a a a ⎧⎨=+-⎩;解得3a =,此时()|1||3|f x x x =-+-, 满足()(4)f x f x =-,即3a =;(2)不等式2()f x x m +的解集非空,等价于存在x R ∈使得2()f x x m -成立, 即2[()]max m f x x -,设2()()g x f x x =-,由(Ⅰ)知,22224,1()2,1324,3x x x g x x x x x x ⎧--+⎪=-+<<⎨⎪-+-⎩,当1x ≤时,2()24g x x x =--+,其开口向下,对称轴方程为1x =-, ()(1)1245g x g ∴≤-=-++=;。