- 2021-06-15 发布 |
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文档介绍
浙江省湖州中学2020届高三下学期模拟测试(四)数学试题 Word版含解析
- 1 - 浙江省湖州中学 2019 学年第二学期高三年级高考阶段测试四 数学 考生须知:全卷分试卷和答卷,满分为 120 分,考试时间 90 分钟. 一、选择题:本大题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分.在每个小题给出的四个选项中,只有 一项是符合题目要求的. 1. 设全集为 R,集合 0 2A x x , 1B x x ,则 ( )RA B ð A. 0 1x x B. 0 1x x C. 1 2x x D. 0 2x x 【答案】B 【解析】 分析:由题意首先求得 RC B ,然后进行交集运算即可求得最终结果. 详解:由题意可得: | 1RC B x x , 结合交集的定义可得: 0 1RA C B x . 本题选择 B 选项. 点睛:本题主要考查交集的运算法则,补集的运算法则等知识,意在考查学生的转化能力和 计算求解能力. 2. 设 1 i 2i1 iz ,则| |z A. 0 B. 1 2 C. 1 D. 2 【答案】C 【解析】 分析:利用复数的除法运算法则:分子、分母同乘以分母的共轭复数,化简复数 z ,然后求解 复数的模. 详解: 1 i 1 i1 i 2i 2i1 i 1 i 1 iz i 2i i , 则 1z ,故选 c. - 2 - 点睛:复数是高考中的必考知识,主要考查复数的概念及复数的运算.要注意对实部、虚部 的理解,掌握纯虚数、共轭复数这些重要概念,复数的运算主要考查除法运算,通过分母实 数化转化为复数的乘法,运算时特别要注意多项式相乘后的化简,防止简单问题出错,造成 不必要的失分. 3. 设 x 、 y R ,条件甲: 2 2 125 9 x y ,条件乙: 5 3 x y ,则条件甲是条件乙的( ) A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件 【答案】A 【解析】 【分析】 利用椭圆的有界性结合充分条件、必要条件的定义判断即可. 【详解】充分性:由于 2 2 2 125 25 9 x x y ,可得 2 125 x ,得 5x ,同理可得 3y , 所以,条件甲是条件乙的充分条件; 必要性:当 5x , 3y ,取 5x , 3y ,则 2 2 2 125 9 x y , 所以,条件甲不是条件乙的必要条件. 综上所述,条件甲是条件乙的充分不必要条件. 故选:A. 【点睛】本题考查充分不必要条件的判断,考查椭圆有界性的应用以及推理能力,属于基础 题. 4. 《张丘建算经》卷上第 22 题——“女子织布”问题:某女子善于织布,一天比一天织得 快,而且每天增加的数量相同.已知第一天织布 5 尺,30 天共织布 390 尺,则该女子织布每 天增加( ) A. 4 7 尺 B. 16 29 尺 C. 8 15 尺 D. 16 31 尺 【答案】B 【解析】 试题分析:由题可知女子每天织布尺数呈等差数列,设为 na ,首项为 1 5a , 30 390S , - 3 - 可得 30 295 30 3902 d ,解之得 16 29d . 考点:等差数列的性质与应用. 5. 将函数 cos2y x 的图象向左平移 4 个单位,得到函数 cosy f x x 的图象, f x 的 表达式可以是( ) A. 2sinf x x B. 2sinf x x C. 2 sin 22f x x D. 2 sin 2 cos22f x x x 【答案】A 【解析】 试 题 分 析 : 将 函 数 cos2y x 的 图 象 向 左 平 移 4 个 单 位 得 cos2 cos 2 sin 24 2y x x x sin 2 2sincos xf x xx 考点:三角函数图像平移 6. 若 ,x y 满足约束条件 1 { 1 2 2 x y x y x y ,目标函数 2z ax y 仅在点(1,0)处取得最小值, 则 a 的取值范围是 A. ( 1 , 2 ) B. ( 4 , 2 ) C. ( 4,0] D. ( 2,4) 【答案】B 【解析】 【详解】由已知可画出可行区域图,如图所示,由目标函数 2 2 2 a zz ax y y x ,而 目标函数仅在可行区域顶点 ( )1,0A 处取得最小值,且截距 2 z 为正号,所以直线 2 2 a zy x 的位置可由直线 AB 绕点 ( )1,0A 顺时针旋转到直线 AC 均可满足题意,而 2, 1AB ACk k , 即 1 2 4 22 a a .故选 B. - 4 - 点睛:此题主要考查简单线性规划在求最优解问题中的应用,属于中低档题,也是高频考点. 此类题目一般流程是:首先根据题意,作出约束条件(不等式组)的可行区域图,再将目标 函数解析式转化直线斜截式 y kx b (或是斜率计算公式 2 1 2 1 y yk x x 、两点距离公式 2 2 1 2 2 1 2 1PP x x y y 等),接着在可行域范围内作出直线 y kx (或者是斜率 k 的 范围、两点间的最值等),将直线 y kx 平行上下移动,从而找到问题的最优解. 7. 已知三个不全相等的实数 , ,m p q 成等比数列,则可能成等差数列的是( ) A. , ,m p q B. 2 2 2, ,m p q C. 3 3 3, ,m p q D. , ,m p q 【答案】B 【解析】 【分析】 不妨设 m a , p an , 2q an ,再依次验证选项是否成立,若公比 1n ,则排除答案, 解出 1n 时,即为正确选项 【详解】设 m a , p an , 2q an , 0a 对 A,如果成立,则有 2p m q ,即 22an a an ,解得 1n ,与题设矛盾,舍去; 对 B,如果成立,则有 2 2 22p m q ,即 22 2 22 an a an ,解得 1n ,当 1n 时, 满足题意; - 5 - 对 C,如果成立,则有 3 3 32p m q ,即 33 3 22 an a an ,解得 1n ,与题设矛盾, 舍去; 对 D,如果成立,则有 2 p m q ,即 22 an a an ,解得 1n ,与题设矛盾, 舍去; 故选:B 【点睛】本题考查等比数列性质与等差数列性质的应用,一般情况,如果 , ,a b c 三项构成等比 数列,则可设为: 2, ,a aq aq 或 , ,b b bqq 8. 已知函数 2 xf x 的定义域为 ,a b a b ,值域为 1,4 ,则在平面直角坐标系内,点 ,a b 的运动轨迹与两坐标轴围成的图形的面积为( ) A. 8 B. 6 C. 4 D. 2 【答案】C 【解析】 【分析】 作出图形,利用数形结合思想得出 a 、b 的取值范围,可得出点 ,a b 的轨迹,进而可得出点 ,a b 的运动轨迹与两坐标轴所围成的图形,由此可计算出该图形的面积. 【详解】作出函数 2 xf x 的图象如下图所示: 令 2 4xf x ,可得 2x . 由题意可得,当 2a 时, 0 2b ;当 2b 时, 2 0a . - 6 - 所以,点 ,a b 的轨迹与坐标轴围成的区域为 , 2 0,0 2a b a b , 该区域是边长为 2 的正方形,其面积为 22 4 . 故选:C. 【点睛】本题考查动点的运动轨迹与坐标轴围成的区域的面积的计算,考查数形结合思想的 应用,属于中等题. 9. 从装有除颜色外完全相同的 3 个白球和 m 个黑球的布袋中随机摸取一球,有放回的摸取 5 次,设摸得白球数为 X ,已知 ( ) 3E X ,则 ( ) (D X ) A. 8 5 B. 6 5 C. 4 5 D. 2 5 【答案】B 【解析】 【分析】 由题意知, 3~ (5, )3X B m ,由 35 33EX m ,知 3~ (5, )5X B ,由此能求出 ( )D X . 【详解】由题意知, 3~ (5, )3X B m , 35 33EX m ,解得 2m , 3~ (5, )5X B , 3 3 6( ) 5 (1 )5 5 5D X . 故选:B. 【点睛】本题考查离散型随机变量的方差的求法,解题时要认真审题,仔细解答,注意二项 分布的灵活运用. 10. 已知点 P 是正方体 1 1 1 1ABCD A B C D 表面上一动点,且满足| | 2| |PA PB ,设 1PD 与 平面 ABCD 所成的角为 ,则 的最大值为( ) - 7 - A. 4 B. 3 C. 6 D. 2 【答案】A 【解析】 【分析】 建立空间直角坐标系,设出点的坐标,根据已知条件求得动点的轨迹方程,再由直线与平面 的夹角可得出最值. 【详解】以 B 为坐标原点, BC , BA , 1BB 所在直线分别为 x 轴, y 轴, z 轴建立如图所示 的空间直角坐标系,设正方体的边长为 2, ( , , )P x y z ,则 (0,2,0)A ,因为| | 2| |PA PB , 所以 2 2 2 2 2 2( 0) ( 2) ( 0) 2x y z x y z ,即 2 2 22 16 3 9x y z ,所以点 P 的轨迹为以点 20, ,03Q 为球心、 4 3 为半径的球与正 方体表面的交线, 即为如图的 EMG , GSF , ENF ,要使得 1PD 与底面 ABCD 所成的角最大, 则 1PD 与底面 ABCD 的交点 R 到点 D 的距离最短,从而点 P 在 ENF 上,且在QD 上, 则 4 10 4 23 3 3DP DQ ,从而 1tan 1DD DP ,所以 的最大值为 4 , 故选:A. - 8 - 【点睛】本题考查动点的轨迹、直线与平面所成角、空间法向量的应用.根据题意建立适当 的空间直角坐标系,并求出点 P 的轨迹是解答本题的突破口,属于难度题. 二、填空题:本大题共 7 小题,共 36 分. 11. 以椭圆 2 2 14 x y 的焦点为顶点、长轴顶点为焦点的双曲线的渐近线方程是________, 离心率为________. 【答案】 (1). 3 0x y (2). 2 3 3 【解析】 【分析】 根据椭圆的标准方程求出焦点和顶点坐标,得出双曲线的顶点和焦点,从而求出双曲线的方 程,进而写出渐近线方程与离心率. 【详解】椭圆 2 2 14 x y 的焦点为 3,0 ,长轴顶点为 2,0 ; 则双曲线的顶点为 3,0 ,焦点为 2,0 , ∴ 3, 2a c , ∴ 2 2 1b c a , ∴双曲线的方程为 2 2 13 x y , 所以渐近线方程为 3 0x y ,离心率为 2 3 3 c a . 故答案为:(1) 3 0x y ;(2) 2 3 3 - 9 - 【点睛】本题考查了椭圆与双曲线的标准方程与简单几何性质的应用问题,是基础题. 12. 某兴趣小组有 2 名男生和 3 名女生,现从中任选 2 名学生去参加活动,则恰好选中 2 名 女生的概率为________. 【答案】 3 .10 【解析】 分析:先确定总基本事件数,再从中确定满足条件的基本事件数,最后根据古典概型概率公 式求概率. 详解:从 5 名学生中抽取 2 名学生,共有 10 种方法,其中恰好选中 2 名女生的方法有 3 种, 因此所求概率为 3 .10 点睛:古典概型中基本事件数的探求方法 (1)列举法. (2)树状图法:适合于较为复杂的问题中的基本事件的探求.对于基本事件有“有序”与“无 序”区别的题目,常采用树状图法. (3)列表法:适用于多元素基本事件的求解问题,通过列表把复杂的题目简单化、抽象的题目 具体化. (4)排列组合法(理科):适用于限制条件较多且元素数目较多的题目. 13. 已知某几何体的三视图如下图所示,其正视图为矩形,侧视图为等腰直角三角形,俯视 图为直角梯形,则该几何体的表面积是 ;体积是 . 【答案】 16064 32 2, 3 . 【解析】 - 10 - 【分析】 由三视图还原几何体为一个三棱柱截去一个三棱锥,根据棱柱和棱锥的体积及表面积计算方 法可求得结果. 【详解】根据该几何体的三视图还原其原始几何体,其图形相当于一个三棱柱截去了一个三 棱锥得到的几何体,如下图所示: 则其体积为: 1 1 1 1604 4 8 4 4 42 3 2 3V , 其表面积为: 1 1 14 4 4 2 4 4 8 4 8 42 2 2S 1 4 8 4 2 64 32 22 . 故答案为:64 32 2 ;160 3 . 【点睛】本题考查几何体表面积和体积的求解,解题关键是能够通过三视图准确还原几何体, 属于常考题型. 14. 已知抛物线 2 3x y 上两点 A 、 B 的横坐标恰是方程 2 5 1 0x x 的两个实根,则直线 AB 的方程是________________. 【答案】 5 3 1 0x y 【解析】 【分析】 设点 1 1,A x y 、 2 2,B x y ,利用韦达定理得出 1 2 5x x ,利用点差法可求得直线 AB 的 斜率,进而可求得线段 AB 的中点坐标,利用点斜式可得出直线 AB 的方程. 【详解】设点 1 1,A x y 、 2 2,B x y ,由韦达定理可得 1 2 5x x , 1 2 1x x . - 11 - 由于 A 、 B 两点都在抛物线上,则 2 1 1 2 2 2 3 3 x y x y ,两式作差得 1 2 1 2 1 23x x x x y y , 所以直线 AB 的斜率为 1 2 1 2 1 2 5 3 3AB y y x xk x x , 又 22 2 1 2 1 21 2 1 2 2 23 3 3 3 x x x xx xy y ,所以,线段 AB 的中点坐标为 5 23,2 6 , 因此,直线 AB 的方程为 23 5 5 6 3 2y x ,即 5 3 1 0x y . 故答案为:5 3 1 0x y . 【点睛】本题考查利用点差法求直线方程,考查计算能力,属于中等题. 15. 已知函数 2 2 3, 0( ) log , 0 x xf x x x x ,则 1 2f f ________,若 ( ) 1f x ax 有三 个零点,则 a 的取值范围是_________. 【答案】 (1). 13 4 (2). 4a 【解析】 【分析】 求出 1 2f 后可得 1 2f f 的值,利用导数求得 ( 0)f x x 的单调性,再在坐标平 面中画出 f x 的图象后动态考虑 1y ax 与 f x 的图象有三个不同的交点,则可得 a 的 取值范围. 【详解】因 1 1 1( 1)2 2 2f ,故 1 1 13 2 2 4f f f ; 当 0x 时, 2logf x x x , 2 2 1 1 1log 1 logln 2 ln 2f x x x xx , 当 1 ln22 0x 时, 0f x ,故 f x 在 1 ln 22 ,0 上为减函数, 此时 0f x , - 12 - 当 1 ln 22x 时, 0f x ,故 f x 在 1 ln 2, 2 为增函数, 故函数 2 2 3, 0( ) log , 0 x xf x x x x 的图象如图所示: 借助函数的图象可知: 当过定点 (0, 1) 的动直线 1y ax 与抛物线 2 3( 0)y x x 相切时, 则 2 3 1x ax 也就是 2 4 0x ax , 2 16 0a ,则 4a 或 4a (舍). 故当 4a 函数 2 2 3, 0( ) log , 0 x xf x x x x 的图象与直线 1y ax 有三个交点 故答案为:13, 44 a ,. 【点睛】本题考查函数的零点,已知函数的零点,求参数的取值范围时,可以零点的个数问 题转化为定图象与动直线的交点的个数问题,注意图象的刻画需利用导数来讨论其单调性.. 16. 已知 2 14 3 16,loga b aa a b ,则 a ______;b _______. 【答案】 (1). 3 (2). 34log 2 . 【解析】 【分析】 利用对数式和指数式的转化可得 12b aa ,从而得到关于 a 的方程,求出 a 后可得b 的值. 【详解】 2 1log aa b ,∴ 1 2 a ba ,故 12b aa , - 13 - 4 3 16a ba 可化为 14 3 2 16a a ,也就是4 6 2 16=0a a ,所以 2 8a , 故 3a ,所以 43 2 16b ,解得 3 3log 16 4log 2b . 故答案为: 33,4log 2 . 【点睛】本题考查指数式和对数式互化,一般地,在对数问题和指数问题中,如果一类问题 不好处理,则转化到另一类问题来考虑,本题属于基础题. 17. 在△ABC 中,∠BAC=90 ,以 AB 为一边向△ABC 外作等边三角形 ABD,∠BCD=2∠ACD, ,AD AB AC 则 ____________ . 【答案】 1 3 2 【解析】 【分析】 以 A 为原点建立直角坐标系,则设 0,0A , 0,2B , ,0 ( 0)C m m 3,1D , DCA ,则 3BCA ,根据三倍角公式建立方程可求出 m,利用点的坐标运算求出 , 即可. 【详解】如图建系, 设 (0,0), (0,2), ( ,0)( 0), ( 3,1)A B C m m D DCA , ,则 3BCA , 根据三倍角公式,有 3 2 3tan tantan3 1 3tan , 于是 3 2 1 132 3 3 11 3 3 m m m m - 14 - 也即 2 2 2 8 6 3 3 (6 3 3 ) m m m m m m 解得 2m ,于是 1 3, ,2 2 从而 1 3 2 . 【点睛】本题主要考查了向量的坐标运算,及正切三倍角公式,属于难题.解决向量中比较困 难的题目,可以考虑建系,利用向量的坐标运算,往往事半功倍. 三、解答题:本大题共 3 小题,共 44 分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 18. 在 ABC 中,内角 , ,A B C 所对的边分别为 , ,a b c ,已知 2 cosb c a B . (1)证明: 2A B ; (2)若 ABC 的面积 2 4 aS ,求角 A 的大小. 【答案】(1)证明见解析;(2) 2A 或 4A . 【解析】 试题分析:(1)由正弦定理得sin sin 2sin cosB C A B ,进而得 sin sinB A B ,根 据三角形内角和定理即可得结论;(2)由 2 4 aS 得 21 sin2 4 aab C ,再根据正弦定理得及正 弦的二倍角公式得sin cosC B ,进而得讨论得结果. 试题解析:(1)由正弦定理得sin sin 2sin cosB C A B ,故 2sin cos sin sin sin sin cos cos sinA B B A B B A B A B ,于是 sin sinB A B . 又 , 0,A B ,故 0 A B ,所以 B A B 或 B A B ,因此 A (舍去) 或 2A B ,所以 2A B . (2)由 2 4 aS 得 21 sin2 4 aab C ,故有 1sin sin sin 2 sin cos2B C B B B ,因sin 0B , 得sin cosC B .又 , 0,B C ,所以 2C B .当 2B C 时, 2A ;当 2C B 时, 4A . - 15 - 综上, 2A 或 4A . 考点:1、正弦定理及正弦的二倍角公式;2、三角形内角和定理及三角形内角和定理. 19. 如图,已知两条抛物线 2 1 1 1: 2 0 E y p x p 和 2 2 2 2: 2 0 E y p x p ,过原点 O 的两 条直线 1l 和 2l , 1l 与 1 2,E E 分别交于 1 2,A A 两点, 2l 与 1 2,E E 分别交于 1 2,B B 两点. (1)证明: 1 1 2 2/ /A B A B (2)过原点O 作直线l(异于 1l , 2l )与 1 2,E E 分别交于 1 2,C C 两点.记 1 1 1A B C△ 与 2 2 2A B C△ 的面积分别为 1S 与 2S ,求 1 2 S S 的值. 【答案】(1)答案见解析;(2) 2 1 2 2 p p 【解析】 【分析】 (1)利用直线与抛物线联立,求出各个点的坐标,然后用坐标形式表示出 1 1 2 2,A B A B ,即可 求解; (2)由(1)可知,在 1 1 1A B C△ 和 2 2 2A B C△ 中, 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2/ / , / / , / /A B A B AC A C B C B C ,所 以 1 1 1 2 2 2A B C A B C:△ △ ,所以有 2 1 11 2 2 2 A BS S A B ,计算即得结果. 【详解】(1)因为直线 1 2,l l 过原点,且都与抛物线有两个交点,所以 1 2,l l 的斜率都一定存在, - 16 - 不妨设 1l 的斜率为 1k , 2l 的斜率为 2k ,则直线 1 2,l l 的方程分别为 1 2,y k x y k x , 分别联立 2 2 2 2 1 2 1 2 1 1 2 2 2 2 2 2, , ,y p x y p x y p x y p x y k x y k x y k x y k x , 得 1 1 2 2 1 1 2 2 1 2 1 22 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2, , , , , , ,p p p p p p p pA A B Bk k k k k k k k , 所以 1 1 1 1 1 1 12 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 1 1 1 1, 2 ,p p p pA B pk k k k k k k k , 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 1 1 1 1, 2 ,p p p pA B pk k k k k k k k , 所以 1 1 1 2 2 2 pA B A Bp ,所以 1 1 2 2/ /A B A B ; (2)由(1)可知,在 1 1 1A B C△ 和 2 2 2A B C△ 中, 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2/ / , / / , / /A B A B AC A C B C B C ,所 以 1 1 1 2 2 2A B C A B C:△ △ ,所以有 22 21 11 11 1 2 2 2 2 22 2 A BA BS p S A B pA B . 【点睛】本题考查了直线与抛物线的综合问题,考查了向量共线定理的应用,考查了学生的 运算求解的能力,考查了转化与化归的思想. 20. 如图,椭圆 E: 2 2 2 2+ 1( 0)x y a ba b 的离心率是 2 2 ,过点 P(0,1)的动直线 l 与椭圆 相交于 A,B 两点,当直线 l 平行与 x 轴时,直线 l 被椭圆 E 截得的线段长为 2 2 . - 17 - (1)求椭圆 E 的方程; (2)在平面直角坐标系 xOy 中,是否存在与点 P 不同的定点 Q,使得 QA PA QB PB 恒成立? 若存在,求出点 Q 的坐标;若不存在,请说明理由. 【答案】(1) 2 2 14 2 x y ;(2)存在,Q 点的坐标为 (0,2)Q . 【解析】 【详解】(1)由已知,点 ( 2,1) 在椭圆 E 上. 因此, 2 2 2 2 2 2 1 1, , 2 ,2 a b a b c c a 解得 2, 2a b . 所以椭圆的方程为 2 2 14 2 x y . (2)当直线 l 与 x 轴平行时,设直线 l 与椭圆相交于 C、D 两点. 如果存在定点 Q 满足条件,则 | | | | 1| | | | QC PC QD PD ,即| | | |QC QD . 所以 Q 点在 y 轴上,可设 Q 点的坐标为 0(0, )y . 当直线l 与 x 轴垂直时,设直线l 与椭圆相交于 M、N 两点. 则 (0, 2), (0, 2)M N , 由 | | | | | | | | QM PM QN PN ,有 0 0 | 2 | 2 1 | 2 | 2 1 y y ,解得 0 1y 或 0 2y . 所以,若存在不同于点 P 的定点 Q 满足条件, - 18 - 则 Q 点的坐标只可能为 (0,2)Q . 下面证明:对任意的直线l ,均有 | | | | | | | | QA PA QB PB . 当直线l 的斜率不存在时,由上可知,结论成立. 当直线l 的斜率存在时,可设直线l 的方程为 1y kx , A、B 的坐标分别为 1 1 2 2( , ),( , )x y x y . 联立 2 2 1,4 2 1 x y y kx 得 2 2(2 1) 4 2 0k x kx . 其判别式 2 216 8(2 1) 0k k , 所以, 1 2 1 22 2 4 2,2 1 2 1 kx x x xk k . 因此 1 2 1 2 1 2 1 1 2x x kx x x x . 易知,点 B 关于 y 轴对称的点的坐标为 2 2( , )B x y . 又 1 2 1 1 2 2 1 2 21 1 1,QA QB y yk k k k kx x x x x , 所以 QA QBk k ,即 , ,Q A B 三点共线. 所以 1 2 | || | | | | | | | | | | | | | xQA QA PA QB QB x PB . 故存在与 P 不同的定点 (0,2)Q ,使得 | | | | | | | | QA PA QB PB 恒成立. - 19 - 【点睛】本题考查椭圆的标准方程与几何性质、直线方程、直线与椭圆的位置关系等基础知 识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查数形结合、化归与转化、特殊与一般、分类与 整合等数学思想. - 20 -查看更多