闵行区2009学年第二学期高三年级质量调研考试数 学 试 卷(理科)考生注意:1.答卷前,考生务必在答题纸上将学校、班级、考号、姓名等填写清楚. 2.本试卷共有23道题,满分150分,考试时间120分钟.一. 填空题(本大题满分56分)本大题共有14题,考生应在答题纸上相应编号的空格内 直接填写结果,每个空格填对得4分,否则一律得零分.1.若2ia bi i+=+(i 为虚数单位,a b ∈R 、),则a b += . 2.A 、B 是两个随机事件,()0.34P A =,()0.32P B =,()0.31P AB =,则()P A B = .3.方程1111900193x x=-的解为 . 4.6(21)x +展开式中2x 的系数为 .5.某区有200名学生参加数学竞赛,随机抽取10名学生成绩如下:则总体标准差的点估计值是 (精确到0.01). 6.已知球O 的半径为R ,一平面截球所得的截面面积为4π,球心 O 的体积等于 . 7.根据右面的程序框图,写出它所执行的内容: . 8.已知函数()200.618x f x x =⨯-的零点()0,1,x k k k ∈+∈Z , 则k = .9.设等差数列n a 的前n 项之和n S 满足40510=-S S , 那么 =8a .10.已知直线l 的参数方程是⎩⎨⎧+==t y tx 2(t 是参数),以原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,圆C 的极坐标方程为)4πρθ=+,则圆C 的圆心到直线l 的距离是 .11.定义:关于x 的两个不等式()0<x f 和()0<x g 的解集分别为()b a ,和⎪⎭⎫⎝⎛a b 11,,则称这两个不等式为对偶不等式.如果不等式022cos 342<+-θx x 与不等式成 绩人 数 40 1 1 50 60 2 2 1 3 70 80 90ABC D E F012sin 422<++θx x 为对偶不等式,且,2πθπ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则=θ .12.已知5是方程()f x x k +=(k 是实常数)的一个根,1()f x -是()f x 的反函数,则方程1()f x x k -+=必有一根是 .13.函数()x bf x x a+=-在()2,-+∞上是增函数的一个充分非必要条件是 .14.对于自然数n (2)n ≥的正整数次幂,可以如下分解为n 个自然数的和的形式:23423417251372,2,2,,33,39,327,35951129⎧⎧⎧⎧⎧⎧⎪⎪⎪⎨⎨⎨⎨⎨⎨⎩⎩⎩⎪⎪⎪⎩⎩⎩ 231355,579⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩,⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩仿此,3k *(,2)k k ∈≥N 的分解中的最大数为 .二. 选择题(本大题满分16分)本大题共有4题,每题只有一个正确答案,选对得4分,答案代号必须填在答题纸上.注意试题题号与答题纸上相应编号一一对应,不能错位. 15.如图,已知正六边形ABCDEF ,下列向量的数量积中最大的是 [答]( )(A) AB AC ⋅.(B) AB AD ⋅ .(C) AB AE ⋅ .(D) AB AF ⋅ .16.已知ABC △中,AC =2BC =,则角A 的取值范围是 [答]( )(A),63ππ⎛⎫⎪⎝⎭. (B) 0,6π⎛⎫ ⎪⎝⎭. (C) ,42ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭. (D) 0,4π⎛⎤ ⎥⎝⎦. 17.数列{}n a 中,已知12a =-,21a =-,31a =,若对任意正整数n ,有321321+++++++++=n n n n n n n n a a a a a a a a ,且1321≠+++n n n a a a ,则该数列的前2010项和2010S = [答]( ) (A) 2010. (B) 2011-. (C) 2010-. (D) 2008-.18.设点()y x P ,是曲线11692522=+y x 上的点,又点)12,0(),12,0(21F F -,下列结 论正确的是 [答]( ) (A) 2621=+PF PF . (B) 2621<+PF PF .(C) 2621≤+PF PF . (D) 2621>+PF PF .三. 解答题(本大题满分78分)本大题共有5题,解答下列各题必须在答题纸上与题号对应的区域内写出必要的步骤.19.(本题满分14分)本题共有2个小题,第1小题满分8分,第2小题满分6分.已知函数()2sin 2cos 6f x x x π⎛⎫=+- ⎪⎝⎭, ,2x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦. (1)若54sin =x ,求函数)(x f 的值; (2)求函数)(x f 的值域.20.(本题满分14分)本题共有2个小题,每小题满分各7分.如图,在四棱锥ABCD P -中,底面为直角梯形,//,90AD BC BAD ︒∠=,PA垂直于底面ABCD ,22PA AD AB BC ====,M N 、分别为PC PB 、的中点. (1)求证:AM PB ⊥; (2)求BD 与平面ADMN 所成的角.21.(本题满分16分)本题共有2个小题,第1小题满分6分,第2小题满分10分.某火山喷发停止后,为测量的需要,设距离喷口中心50米内的圆环面为第1区、50米至100米的圆环面为第2区、……、第50(1)n -米至50n 米的圆环面为第n 区,…,现测得第1区火山灰平均每平方米为1000千克、第2区每平方米的平均重量较第1区减少2%、第3区较第2区又减少2%,以此类推,求:(1)离火山口1225米处的圆环面平均每平方米火山灰重量(结果精确到1千克)? (2)第几区内的火山灰总重量最大?A B C DN M P22.(本题满分16分)本题共有3个小题,第1小题满分4分,第2小题满分6分、第3小题满分6分.设12x x ∈R 、,常数0a >,定义运算“⊕”:21212()x x x x ⊕=+,定义运算“⊗”:21212()x x x x ⊗=- ;对于两点11(,)A x y 、22(,)B x y,定义()d AB =(1)若0x ≥,求动点(,P x 的轨迹C ; (2)已知直线11:1l y x =+与(1)中轨迹C 交于11(,)A x y 、22(,)B x y 两点,若=a 的值;(3)在(2)中条件下,若直线2l 不过原点且与y 轴交于点S ,与x 轴交于点T ,并且与(1)中轨迹C 交于不同两点P 、Q , 试求|()||()||()||()|dST d ST d SP d SQ +的取值范围.23.(本题满分18分)(理)本题共有3个小题,第1小题满分4分,第2小题满分6分,第3小题满分8分.已知函数()31122log ,(,),(,)1f x M x y N x y x=-是()x f 图像上的两点,横坐标为21的点P 满足2OP OM ON =+ (O 为坐标原点). (1)求证:12y y +为定值;(2)若121n n S f f f n n n -⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ *(2)n n ∈≥N ,, 求1149lim 49n n n n S S SS n ++→∞-+的值;(3)在(2)的条件下,若()()111612411n n n n a n S S +⎧=⎪⎪=⎨⎪≥++⎪⎩,,,,*()n ∈N ,n T 为数列{}n a 的前n 项和,若()11n n T m S +<+对一切*n ∈N 都成立,试求实数m 的取值范围.闵行区2009学年第二学期高三年级质量调研考试数学试卷参考答案与评分标准一、填空题:(每题4分) 1.-1; 2.0.35; 3.2; 4. 60; 5.17.64; 6.36π; 7.2221352009++++ ; 8.3; 9.8; 10.理22;文(0,2)11.56π; 12. 理5k -;文(-2,4); 13.理符合0a b +<且2a ≤-的一个特例均可;文符合4a ≥-的一个特例均可; 14.理21k k +-;文29. 二、选择题:(每题4分)15. A ; 16. D ; 17. B ; 18. C三、解答题:19.(本题满分14分)理:(1)43sin ,,,cos 525x x x ππ⎡⎤=∈∴=-⎢⎥⎣⎦(2分)x x x x f cos 2cos 21sin 232)(-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=(4分)3cos 5x x =-= (8分)(2)⎪⎭⎫ ⎝⎛-=6sin 2)(πx x f (10分)ππ≤≤x 2 ,6563πππ≤-≤∴x (12分)16sin 21≤⎪⎭⎫ ⎝⎛-≤πx , ∴ 函数)(x f 的值域为]2,1[. (14分) 文:设z a bi =+(,)a b ∈R (2分)因为(2)(2)(2)i z a b a b i +=-++为纯虚数 (5分)所以⎪⎩⎪⎨⎧=+-≠+=-4)2(020222b a b a b a (9分)解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==5854b a (12分) 故复数i z 5854+= (14分)20.(本题满分14分)理:解法一:(1)以A 点为坐标原点建立空间直角坐标系A xyz -(图略),由22====BC AB AD PA 得(0,0,0)A ,(0,0,2)P ,(2,0,0)B ,1(1,,1)2M (0,2,0)D (2分)因为1(2,0,2)(1,,1)02PB AM ⋅=-⋅= (5分) 所以AM PB ⊥. (7分)(2)因为 (2,0,2)(0,2,0)PB AD ⋅=-⋅0=,所以PB AD ⊥,又AM PB ⊥,故PB ⊥平面ADMN ,即(2,0,2)PB =-是平面ADMN 的法向量.(9分)设BD 与平面ADMN 所成的角为θ,又(2,2,0)BD =- ,设BD 与PB夹角为α,则1sin cos 2BD PB BD PBθα⋅====⋅ , (12分) 又[0,]2πθ∈,故6πθ=,故BD 与平面ADMN 所成的角是6π. (14分)解法二:(1)证明:因为N 是PB 的中点,AB PA =, 所以PB AN ⊥ (2分)由PA ⊥底面ABCD ,得PA AD ⊥,又90BAD ︒∠=,即BA AD ⊥,∴⊥AD 平面PAB ,AD PB ∴⊥ (4分) PB ∴⊥面ADMN ,PB AM ∴⊥ (7分)(2)联结DN ,BP ⊥ 平面ADMN ,故BDN ∠为BD 与面ADMN 所成角(9分) 在Rt ABD ∆中,BD == 在Rt PAB ∆中,PB ==,故12BN PB ==, 在Rt BDN ∆中, 21sin ==∠BD BN BDN ,又π≤∠≤BDN 0, (12分) 故BD 与平面ADMN 所成的角是6π(14分)文(同理19题)21.(本题满分16分)(1)设第n 区每平方米的重量为n a 千克,则111000(12%)10000.98n n n a --=-=⨯ (2分) 第1225米位于第25区, (4分) 242510000.98616a ∴=⨯=(千克)故第1225米处每平方米火山灰约重616千克(6分)(2)设第n 区内的面积为n b 平方米,则22225050(1)2500(21)n b n n n πππ=--=-则第n 区内火山灰的总重量为512510(21)0.98n n n n C a b n π-==⨯-⨯(千克)(9分)设第n 区火山灰总重量最大,则51525152510(21)0.982510(23)0.982510(21)0.982510(21)0.98n n n nn n n n ππππ---⎧⨯-⨯≥⨯-⨯⎪⎨⨯-⨯≥⨯+⨯⎪⎩, (13分) 解得49.550.5n ≤≤,即得第50区火山灰的总重量最大. (16分)22.(本题满分16分)(理)(1)设y =,则2()()y x a x a =⊕-⊗22()()4x a x a ax =+--= (2分)又由y =≥0可得P (x)的轨迹方程为24(0)y ax y =≥,轨迹C 为顶点在原点,焦点为(,0)a 的抛物线在x 轴上及第一象限的内的部分 (4分)(2) 由已知可得24112y axy x ⎧=⎪⎨=+⎪⎩ , 整理得2(416)40x a x +-+=, 由2(416)160a ∆=--≥ ,得102a a ≥≤或.∵0a >,∴12a ≥ (6分)=====(8分) 解得2a =或32a =-(舍) ;2a ∴= (10分)(3)∵12()||d AB y y ==-∴|()||()||||||()||()|||||d ST d ST ST ST d SP d SQ SP SQ +=+(12分)设直线2:l x my c =+,依题意0m ≠,0c ≠,则(,0)T c ,分别过P 、Q 作PP 1⊥y 轴,QQ 1⊥y 轴,垂足分别为P 1、Q 1,则=+||||||||SQ ST SP ST 11||||||||||||||||P QOT OT c c PP QQ x x +=+.由28y x x my c ⎧=⎨=+⎩消去y 得222(28)0x c m x c -++= ∴||||11||()||||||||P Q ST ST c SP SQ x x +=+≥2||c2||2c ==. (14分) ∵P x 、Q x 取不相等的正数,∴取等的条件不成立 ∴|()||()||()||()|d ST d ST d SP d SQ +的取值范围是(2,+∞). (16分) (文)解:(1)设AB 所在直线的方程为y x m =+由2234x y y x m⎧+=⎨=+⎩得2246340x mx m ++-=. (2分) 因为A B 、在椭圆上,所以212640m ∆=-+>.334334<<-m 设A B 、两点坐标分别为1122()()x y x y ,、,,中点为),(00y x P 则1232m x x +=-, 034x m -=,00003134x x x y -=-=所以中点轨迹方程为13(32y x x x =-<<≠-) (4分)(2)AB l //,且AB 边通过点(00),,故AB 所在直线的方程为y x =.此时0m =,由(1)可得1x =±,所以12AB x =-= (6分)又因为AB 边上的高h 等于原点到直线l的距离,所以h = (8分)122ABC S AB h =⋅=△. (10分) (3)由(1)得1232mx x +=-,212344m x x -=,所以12AB x =-= (12分)又因为BC 的长等于点(0)m ,到直线l的距离,即BC =. (14分)所以22222210(1)11AC AB BC m m m =+=--+=-++.所以当1m =-时,AC 边最长,(这时12640∆=-+>)此时AB 所在直线的方程为1y x =-. (16分) 23.(本题满分18分)(理)(1)证明:由已知可得,1()2OP OM ON =+,所以P 是MN 的中点,有121x x +=,12123312log log 11y y x x ∴+=+--12312123log 11()x x x x x x ==-++(4分) (2)由(1)知当121x x +=时,1212()() 1.y y f x f x +=+=121()()()n n S f f f n n n -=++ ① 121()()()n n S f f f n n n-=+++ ②①+②得12n n S -= (6分) 111149231lim lim 49233n n n n S S n n S S n n n n ++--→∞→∞--==-++ (10分) (3)当2n ≥时, 111.1212422n a n n n n ==-++++⨯⋅又当1n =时,11,6a =所以1112n a n n =-++ (12分) 故111111()()()2334122(2)n nT n n n =-+-++-=+++ (14分) 1(1)n n T m S +<+ 对一切*n ∈N 都成立,即211(2)n n T nm S n +>=++恒成立(16分) 又2114(2)84n n n n=≤+++,所以m的取值范围是1(,)8+∞ (18分) (文)(1)122nn n a a +=+,11122n n n n a a +-=+, (2分) 11n n b b +=+, 故{}n b 为等差数列,11b =,n b n =. (4分)(2)由(1)可得12n n a n -=(6分) 12102232221-⋅+⋅+⋅+⋅=n n n Sn n n n n S 22)1(23222121321⋅+⋅-+⋅+⋅+⋅=-两式相减,得n n n n n n n S 21222222121⋅--=⋅-+++=-- ,即12)1(+-=nn n S (8分) 11(1)211lim lim 222n n n n n n S n n n ++→∞→∞-+∴==⋅⋅ (10分)(3)由(1)可得2n T n =,(12分) ∴21441n n nn n T d a T ==--, 1231123111()()041n n n n n d d d d d d d d d d ++++++++-++++==>-∴123{}n d d d d ++++ 单调递增,即123113n d d d d d ++++≥= , (14分)要使1238log (2)n d d d d m t ++++≥+ 对任意正整数n 成立,必须且只需81log (2)3m t ≥+,即022m t <+≤对任意[1 2]m ∈,恒成立. (16分)∴[2 4](0 2]t t ++⊆,,,即 202242t t t +>⎧⇒-<≤-⎨+≤⎩矛盾. ∴满足条件的实数t 不存在. (18分)。