山西省怀仁市第一中学校2021届高三下学期一模理科数学试题 Word版含解析
ID:40190 2021-10-10 1 3.00元 17页 303.03 KB
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理科数学学校:__________姓名:__________班级:__________考号:__________评卷人得分一、选择题(共12小题,共60分)1.(5分)已知集合A={x|x-2≥0},B={0,1,2},则A∩B等于(  )A.{0}B.{1}C.{2}D.{1,2}2.(5分)设z=+2i,则|z|等于(  )A.0B.C.1D.3.(5分)已知a=π0.2,b=logπ2,c=cos2,则(  )A.c0,b>0)的右焦点为F,过点F且与x轴垂直的直线与双曲线C的一条渐近线交于点A(点A在第一象限),点B在双曲线C的渐近线上,且BF∥OA,若·=0,则双曲线C的离心率为(  )A.B.C.D.29.(5分)2020年12月17日凌晨,嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆.嫦娥五号返回舱之所以能达到如此高的再入精度,主要是因为它采用弹跳式返回弹道,实现了减速和再入阶段弹道调整,这与“打水漂”原理类似(如图所示).现将石片扔向水面,假设石片第一次接触水面的速率为100m/s,这是第一次“打水漂”,然后石片在水面上多次“打水漂”,每次“打水漂”的速率为上一次的90%,若要使石片的速率低于60m/s,则至少需要“打水漂”的次数为(参考数据:取ln0.6≈-0.511,ln0.9≈-0.105)(  )A.4B.5C.6 D.710.(5分)已知定义域为R的函数f(x)满足f(-x)+f(x)=0,且f(1-x)=f(1+x),则下列结论一定正确的是(  )A.f(x+2)=f(x)B.函数y=f(x)的图象关于点(2,0)对称C.函数y=f(x+1)是奇函数D.f(2-x)=f(x-1)11.(5分)在矩形ABCD中,BC=4,M为BC的中点,将△ABM和△DCM分别沿AM,DM翻折,使点B与点C重合于点P,若∠APD=150°,则三棱锥M-PAD的外接球的表面积为(  )A.12πB.34πC.68πD.126π12.(5分)已知函数f(x)=若不等式f(x)≤|x-k|对任意的x∈R恒成立,则实数k的取值范围是(  )A.(-∞,1]B.[1,+∞)C.[0,1)D.(-1,0]评卷人得分二、填空题(共1小题,共20分)13.(20分)13.(1-2x)5展开式中x3的系数为________. 14.已知a,b为单位向量,c=2a-b,且〈a,b〉=,则〈a,c〉=________.15.曲线f(x)=(x3-mx)ex-1在点(1,f(1))处的切线与直线x-4y-1=0垂直,则该切线的方程为_____________________________.16.声音是物体振动产生的声波,其中包含着正弦函数.纯音的数学模型是函数y=Asinωt,我们听到的声音是由纯音合成的,称之为复合音.若一个复合音的数学模型是函数f(x)=sinx+sin2x,则下列结论正确的是________.(填序号)①2π是f(x)的一个周期;②f(x)在[0,2π]上有3个零点;③f(x)的最大值为;④f(x)在上是增函数.评卷人得分三、解答题(共7小题,共80分)14.(12分)已知数列{an}为公差不为0的等差数列,且a2=3,a1,a2,a5成等比数列.(1)求数列{an}的通项公式;(2)设Sn为数列{an+2}的前n项和,bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.15.(12分)如图,平面ABCD⊥平面DBNM,且菱形ABCD与菱形DBNM全等,且∠MDB=∠DAB,G为MC的中点.(1)求证:平面GBD∥平面AMN;(2)求直线AD与平面AMN所成角的正弦值.16.(12分)5G网络(5GNetwork )是第五代移动通信网络,与之前的四代移动网络相比较而言,5G网络在实际应用过程中表现出更加强大的功能.随着5G技术的诞生,用智能终端分享3D电影、游戏以及超高画质(UHD)节目的时代正向我们走来.某机构调查了某营业厅30位用户的性别与升级5G套餐情况,得到的数据如下表所示:(1)请将上述2×2列联表补充完整,并判断是否有95%的把握认为用户升级5G套餐与性别有关;(2)若从这30名用户的男性用户中随机抽取2人参加优惠活动,记其中升级5G套餐用户的人数为X,求X的分布列和均值.附:K2=,n=a+b+c+d.17.(12分)在平面直角坐标系xOy中,已知F(1,0),动点P到直线x=6的距离等于2|PF|+2.动点P的轨迹记为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)已知A(2,0),过点F的动直线l与曲线C交于B,D两点,记△AOB和△AOD的面积分别为S1和S2,求S1+S2的最大值.18.(12分)已知函数f(x)=+alnx,g(x)=.(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)证明:当a=1时,f(x)+g(x)-lnx>e.19.(10分)[选修4-4:坐标系与参数方程]在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t是参数),在以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C的极坐标方程为ρ=2cos.(1)写出直线l的普通方程、曲线C的参数方程; (2)过曲线C上任意一点A作与直线l的夹角为45°的直线,设该直线与直线l交于点B,求|AB|的最值.20.(10分)[选修4-5:不等式选讲]已知函数f(x)=|x+m|+|x-n|.(1)若m+n=0,且不等式f(x)>6的解集为{x|x>1或x<-5},求mn的值;(2)若m,n均为正实数,且+=1,求证:f(x)≥. 1.【答案】C【解析】A={x|x≥2},B={0,1,2},则A∩B={2}.2.【答案】C【解析】z=+2i=+2i=-i+2i=i,所以|z|=1.3.【答案】A【解析】a=π0.2>π0=1,∵1<2<π,∴b=logπ2∈(0,1),∵<2<π,∴c=cos2<0,∴c≈≈4.87,则n>5.87,故至少需要“打水漂”的次数为6.10.【答案】B【解析】在f(1-x)=f(1+x)中,把x换成1+x,得f(1-(1+x))=f(1+(1+x)),即f(x+2)=f(-x);把x换成1-x,得f(1-(1-x))=f(1+(1-x)),即f(x)=f(2-x).根据f(-x)+f(x)=0,得f(x+2)+f(2-x)=0,在y=f(x)的图象上任取一点P(2+x,y),则y=f(x+2)=-f(2-x),即点P′(2-x,-y)在y=f(x)的图象上,而点P(2+x,y)和点P′(2-x,-y)关于点(2,0)对称,所以由点P的任意性,知函数y=f(x)的图象关于点(2,0)对称.11.【答案】C【解析】由题意可知,MP⊥PA,MP⊥PD.且PA∩PD=P,PA⊂平面PAD,PD⊂平面PAD,所以MP⊥平面PAD.设△ADP的外接圆的半径为r,则由正弦定理可得=2r,即=2r,所以r=4.设三棱锥M-PAD的外接球的半径为R,则R2=+r2=1+16=17,所以外接球的表面积为4πR2=68π.12.【答案】A【解析】当x≥1时,f(x)=lnx,所以f′(x)=,得f′(1)=1,所以函数f(x)在(1,0 )处的切线方程为y=x-1,令g(x)=|x-k|,它与横轴的交点坐标为(k,0).在同一直角坐标系内画出函数f(x)=和g(x)=|x-k|的图象如图所示,利用数形结合思想可知,不等式f(x)≤|x-k|对任意的x∈R恒成立,则实数k的取值范围是k≤1.13.【答案】13.-8014.15.4x+y-1=016.①②③【解析】13.(1-2x)5的展开式的通项为Tk+1=(-2x)k=(-2)kxk,令k=3,所以x3的系数为(-2)3=-80.14.a·c=2a2-a·b=2-1×1×=,c2=4a2-4a·b+b2=4-4×1×1×+1=3,∴|c|=,∴cos〈a,c〉===.又0≤〈a,c〉≤π,∴〈a,c〉=.15.由题意得f′(x)=(x3+3x2-mx-m)ex-1,则f′(1)=4-2m,所以切线的斜率k1=4-2m,直线x-4y-1=0的斜率k2=.因为两直线相互垂直,所以k1k2=(4-2m)=-1,解得m=4,则k1=f′(1)=-4,所以f(x)=(x3-4x)ex-1,则f(1)=-3,故该切线的方程为y+3=-4(x-1),即4x+y-1=0. 16.y=sinx的最小正周期是2π,y=sin2x的最小正周期是=π,所以f(x)=sinx+sin2x的最小正周期是2π,故①正确;当f(x)=sinx+sin2x=0,x∈[0,2π]时,sinx+sinxcosx=0,即sinx(1+cosx)=0,即sinx=0或1+cosx=0,解得x=0或x=π或x=2π,所以f(x)在[0,2π]上有3个零点,故②正确;f(x)=sinx+sin2x=sinx+sinxcosx,f′(x)=cosx+cos2x-sin2x=2cos2x+cosx-1,令f′(x)=0,解得cosx=或cosx=-1,当x∈或x∈时,0,则f(x)在,上单调递增,当x∈时,-1≤cosx<,此时f′(x)≤0但不恒为0,则f(x)在上单调递减,则当x=时,函数f(x)取得最大值,为f=sin+sin=+=,故③正确,④错误.14.【答案】解 (1)设等差数列{an}的公差为d(d≠0).由题意知(2分)解得所以an=2n-1.(5分)(2)由(1)可得,an+2=2n+1,Sn=(a1+2)+(a2+2)+(a3+2)+…+(an-1+2)+(an+2)=3+5+7+…+(2n-1)+(2n+1)==n2+2n.(8分)所以bn=,所以Tn=b1+b2+b3+…+bn-1+bn== =-.(12分)15.【答案】(1)证明 连接AC交DB于E,连接GE,在△AMC中,G,E分别是CM,CA的中点,所以GE∥AM.因为GE⊄平面AMN,AM⊂平面AMN,所以GE∥平面AMN.又菱形DBNM中,MN∥BD,同理可证BD∥平面AMN.又因为BD∩GE=E,BD,GE⊂平面GBD,所以平面GBD∥平面AMN.(5分)(2)解 连接ME,由菱形ABCD与菱形DBNM全等且∠MDB=∠DAB,可得出AD=AB=BD,DM=BD=MB.所以ME⊥BD,又平面ABCD⊥平面MNBD且平面ABCD∩平面MNBD=BD,所以ME⊥平面ABCD.(7分)则以E为坐标原点,EA为x轴,EB为y轴,EM为z轴,建立空间直角坐标系,令AB=2,则A(,0,0),D(0,-1,0),M(0,0,),N(0,2,),则=(-,0,),=(-,2,),=(-,-1,0),设平面AMN的法向量为n=(x,y,z),则由得 则可令x=1,得y=0,z=1,平面AMN的一个法向量n=(1,0,1),(10分)设直线AD与平面AMN所成的角为θ,sinθ=|cos〈,n〉|==,则直线AD与平面AMN所成角的正弦值为.(12分)16.【答案】解 (1)依题意,完善表格如下:(2分)K2=≈4.344>3.841,(4分)故有95%的把握认为用户升级5G套餐与性别有关.(6分)(2)依题意知X的可能取值为0,1,2,P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,(8分)所以X的分布列为(10分)所以E(X)=0×+1×+2×=.(12分)17.【答案】解 (1)设点P(x,y),则|x-6|=2+2(x<6),(1分)整理得3x2+4y2=12,即+=1.(3分)故曲线C的方程为+=1.(4分) (2)由题意可知直线l的斜率不为0,则可设直线l的方程为x=my+1,B(x1,y1),D(x2,y2).联立整理得(3m2+4)y2+6my-9=0,(6分)Δ>0显然成立.所以y1+y2=-,y1y2=-,所以|y1-y2|===,(8分)故S1+S2=|OA||y1|+|OA||y2|=|OA||y1-y2|=.设t=,t≥1,则m2=t2-1,则S1+S2==.(10分)因为t≥1,所以3t+≥4(当且仅当t=1时,等号成立).(11分)故S1+S2=≤3,即S1+S2的最大值为3.(12分)18.【答案】(1)解 f(x)=+alnx,x∈(0,+∞).f′(x)=-+=.(2分)当a≤0时,f′(x)<0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减.当a>0时,由f′(x)<0,得00,得x>,所以函数f(x)在上单调递减,在上单调递增.(4分)(2)证明 当a=1时,要证f(x)+g(x)-lnx>e,即证+-lnx-e>0⇔ex-ex+1>.(6分)令F(x)=ex-ex+1,x∈(0,+∞),则F′(x)=ex-e, 当x∈(0,1)时,F′(x)<0,此时函数F(x)单调递减;当x∈(1,+∞)时,F′(x)>0,此时函数F(x)单调递增.所以当x=1时,函数F(x)取得最小值,为1.(8分)令G(x)=,则G′(x)=,当00,此时函数G(x)单调递增;当x>e时,G′(x)<0,此时函数G(x)单调递减,所以当x=e时,函数G(x)取得最大值,为1.(10分)因为F(x)的最小值在x=1时取得,G(x)的最大值在x=e时取得,所以F(x)>G(x),即ex-ex+1>.故当a=1时,f(x)+g(x)-lnx>e.(12分)19.【答案】解 (1)由(t是参数)消去参数t,可得直线l的普通方程为x+y-6=0.由ρ=2cos得ρ=2cosθ+2sinθ,则有ρ2=2ρcosθ+2ρsinθ,可得x2+y2=2x+2y,即(x-1)2+(y-1)2=2,可知曲线C是以(1,1)为圆心,为半径的圆,则曲线C的参数方程为(α是参数).(5分)(2)如图,过点A作AH⊥l于点H,则|AB|=|AH|,所以求|AB|的最值转化为求|AH|的最值, 即转化为求圆上的点到直线l的距离的最值.易知圆心(1,1)到直线l的距离为2,所以可知|AH|的最大值为3,最小值为,故|AB|的最大值为6,最小值为2.(10分)20.【答案】(1)解因为m+n=0,所以f(x)=2|x+m|.(1分)不等式f(x)>6即|x+m|>3,解得x>3-m或x<-3-m,因此3-m=1且-3-m=-5,解得m=2.(3分)故m=2,n=-2,从而mn=-4.(5分)(2)证明 由于m,n均为正实数,所以f(x)=|x+m|+|x-n|≥|(x+m)-(x-n)|=m+n,(7分)而m+n=(m+n)=++≥+2=,当且仅当=,即m=2n时取等号.(9分)故f(x)≥.(10分)
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