福建省厦门第一中学2020届高三上学期期中考试数学理试题

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福建省厦门第一中学2020届高三上学期期中考试数学理试题

‎2019-2020学年福建省厦门一中高三(上)期中数学试卷(理科)‎ 一、选择题(本大题共12小题)‎ ‎1.若集合,且,则集合可能是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 解:因为集合,且,故,那么根据子集的定义可知选B ‎2.已知,,其中是虚数单位,则的虚部为  ‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 直接利用复数代数形式的乘除运算化简得答案.‎ ‎【详解】,,‎ ‎,‎ 的虚部为.‎ 故选:B.‎ ‎【点睛】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念,是基础题.‎ ‎3.函数(且)的图象可能为( )‎ A. B. C. ‎ ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 因为,故函数是奇函数,所以排除A,B;取,则,故选D.‎ 考点:1.函数的基本性质;2.函数的图象.‎ 此处有视频,请去附件查看】‎ ‎4.已知为等比数列,,,则  ‎ A. 7 B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由等比数列的性质,,结合已知可求,,然后结合等比数列的性质即可求解.‎ ‎【详解】为等比数列,,,‎ 由等比数列的性质,,‎ 或,‎ 当时,,‎ 则,‎ 当时,,‎ 则,‎ 故选:C.‎ ‎【点睛】本题考查等比数列的性质及通项公式的应用,考查分类讨论思想和方程思想,属于基础题.‎ ‎5.已知函数且.若函数的图象上有且只有两个点关于轴对称,则的取值范围是  ‎ A. B. C. ,, D. ,,‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由题意,时,显然成立;时,关于轴的对称函数为,则,即可得到结论.‎ ‎【详解】当时,关于轴的对称函数为与只有唯 一的交点,故显然成立;‎ 当时,关于轴的对称函数为与函数有唯一的交点,则,即,,‎ 综上所述,的取值范围是,,.‎ 故选:D.‎ ‎【点睛】本题分段函数的自对称问题,考查数形结合思想的应用,属于中档题.‎ ‎6. 已知x>0,y>0,x+2y+2xy=8,则x+2y的最小值是 A. 3 B. 4 C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】解析:考察均值不等式,整理得即,又,‎ ‎7.水车在古代是进行灌溉引水的工具,是人类的一项古老的发明,也是人类利用自然和改造自然的象征.如图是一个半径为R的水车,一个水斗从点A(3,-3)出发,沿圆周按逆时针方向匀速旋转,且旋转一周用时60秒.经过t秒后,水斗旋转到P点,设P的坐标为(x,y),其纵坐标满足y=f(t)=Rsin(ωt+φ)(t≥0,ω>0,|φ|<).则下列叙述错误的是(  ) ‎ A. R=6,ω=,φ=-‎ B. 当t∈[35,55]时,点P到x轴的距离的最大值为6‎ C. 当t∈[10,25]时,函数y=f(t)单调递减 D. 当t=20时,|PA|=6‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 求出函数的解析式,再分析选项,即可得出结论.‎ ‎【详解】由题意,R==6,T=60=,∴ω=,当t=0时,y=f(t)=-3,‎ 代入可得-3=6sin φ,∵|φ|<,∴φ=-.故A正确;‎ f(t)=6sin,当t∈[35,55]时, t-∈,‎ ‎∴点P到x轴的距离的最大值为6,正确;‎ 当t∈[10,25]时, t-∈,函数y=f(t)不单调,不正确;‎ 当t=20时, t-=,P的纵坐标为6,|PA|==6,正确,‎ 故选C.‎ ‎【点睛】该题考查的是有关函数的应用问题,涉及到的知识点有数学建模,将实际问题转化为函数问题来解决,结合三角函数的相应的性质求得结果.‎ ‎8.2013年第12届全国运动会举行期间,某校4名大学生申请当A,B,C三个比赛项目的志愿者,组委会接受了他们的申请,每个比赛项目至少分配一人,每人只能服务一个比赛项目,若甲要求不去服务A比赛项目,则不同的安排方案共有( )‎ A. 20种 B. 24种 C. 30种 D. 36种 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】分两种情况,①其中有一个人与甲在同一个项目,有种情况,‎ ‎②没有人与甲在同一个项目,则有C32•A22=12种情况;‎ 则若甲要求不去A项目,则不同的分配方案有12+12=24种;‎ 故选B.‎ 考点:本题主要考查排列、组合的应用,计数原理.‎ 点评:易错题,注意题意中“每个比赛项目至少分配一人”这一条件,再分配甲之后,需要对其余的三人分情况讨论.‎ ‎9.已知双曲线的右顶点为,以为圆心,为半径作圆,圆与双曲线的一条渐近线交于两点.若,则双曲线的离心率为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】双曲线的右顶点为A(a,0),‎ 以A为圆心,b为半径做圆A,圆A与双曲线C的一条渐近线交于M、N两点.‎ 若,可得A到渐近线bx+ay=0的距离为:,‎ 可得:,即,可得离心率为:.‎ 故选A.‎ ‎10.已知向量,,满足,,与的夹角为,,则的最小值为  ‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 设,,,,则可得在以为圆心,2为半径的圆上,求出圆心到点的距离,进而得到答案.‎ ‎【详解】向量,,满足,,与的夹角为,‎ 如图所示,取,,.‎ 设,,.‎ ‎,‎ ‎,‎ ‎,‎ 故在为以为圆心以2为半径的圆的上,‎ 则表示到的距离,‎ 因为圆心到距离为,‎ 故的最小值为。‎ 故选:B ‎【点睛】本题考查向量坐标运算,考查坐标法思想的运用,求解时将向量坐标化能使问题的抽象度更低,考查推理能力与计算能力,属于中档题.‎ ‎11.已知函数的图象与直线恰有三个公共点,这三为点的横坐标从小到大分别为,,,则的值为  ‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 函数的图象与直线恰有三个公共点,画出图象,且在区间内相切,其切点为,,利用导数的几何意义得出,从而得到结论.‎ ‎【详解】函数的图象关于对称,直线过,‎ 则,所以。‎ 所以函数的图象与直线恰有三个公共点如图所示,‎ 且在区间内相切,其切点为,,由于,‎ ‎,即,‎ ‎.‎ 故选:C.‎ ‎【点睛】本题考查函数的对称性及导数的运用,考查数形结合思想、方程思想的综合运用,考查运算求解能力,求解的关键是准确画出函数的图形.‎ ‎12.在三棱锥中,,,,点在平面内,且,设异面直线与所成角为,则的最小值为  ‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 取中点,易得三角形为正三角形,取中点,可证平面,进而确定点的位置,求得最小值.‎ ‎【详解】取中点,连接,,‎ ‎,,‎ ‎,‎ ‎,‎ 为正三角形,‎ 取中点,连接,‎ 则,且,‎ 易知平面,‎ ‎,平面,‎ ‎,在图中圆上,‎ 当与,重合时,最大,‎ 当与,重合时,最小.‎ 故选:A.‎ ‎【点睛】本题考查异面直线所成角的求法,线面垂直等知识,考查空间想象能力和运算求解能力,是中档题.‎ 二、填空题(本大题共4小题)‎ ‎13.已知关于x, y的二元一次不等式组,则3x-y的最大值为__________.‎ ‎【答案】5‎ ‎【解析】‎ 试题分析:作出二元一次不等式组所表示的平面区域如图:‎ ‎,‎ 平移直线到经过点B(2,1)时3x-y可取得最大值为:;‎ 故答案为5.‎ 考点:线性规划.‎ ‎14.已知,则展开式中的常数项为______.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据定积分几何意义求出的值,再利用二项式定理求展开式中的常数项.‎ ‎【详解】根据定积分几何意义知,积分的值等于半圆的面积,‎ ‎,‎ 其展开式的通项公式为 ‎;‎ 令,解得;‎ 展开式中常数项为.‎ 故答案为:.‎ ‎【点睛】本题考查二项式定理的展开式、定积分的几何意义计算,考查方程思想的运用和基本运算求解能力,属于中档题.‎ ‎15.如图是由正三棱锥与正三棱柱组合而成的几何体的三视图,该几何体的顶点都在半径为 的球面上,则该几何体的体积为______.‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 几何体外接球的球心在棱柱上下底面中心连线的中点,根据三棱柱的底面边长和高,利用勾股定理即可求出外接球半径.然后求解棱锥的高,求解几何体的体积即可.‎ ‎【详解】解:正三棱柱的底面边长为,三棱柱的高为2,设正三棱柱的上下底面中心为O,,则几何体外接球的球心为的中点H,‎ 正三棱柱的底面边长为,三棱柱的高为2,‎ 设正三棱柱的上下底面中心为,,‎ 则几何体外接球的球心为的中点,‎ 设三棱柱的底面一个顶点为,‎ 底面边长为,,,‎ ‎.‎ 即外接球的半径为,三棱锥的高为.‎ 所以几何体的体积为.‎ 故答案为:.‎ ‎【点睛】本题考查组合体与球的内接问题,几何体的体积的求法,考查空间想象能力和运算求解能力,是中档题.‎ ‎16.的垂心在其内部,,,则的取值范围是_____‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 设,是高,就是、交点,得到,利用对应边成比例得到,在中,,,设由正弦定理可得:‎ 即可.‎ ‎【详解】设,是高,就是、交点,‎ 那么,,‎ ‎,,‎ 所以,‎ 所以,‎ 所以,‎ ‎.‎ 在中,,,设,‎ 由正弦定理可得:.‎ ‎,,,‎ ‎.‎ 故答案为:.‎ ‎【点睛】本题考查垂心、正弦定理、三角恒等变形、三角函数性质,通过三角形相似求得是关键,属于难题.‎ 三、解答题(本大题共7小题)‎ ‎17.已知函数.‎ ‎(1)求函数在,上的单调递减区间;‎ ‎(2)在锐角中,内角,,的对边分别为,,,已知,,,求的两个内角,及分别对应的边长,.‎ ‎【答案】(1)和 (2),‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)利用二倍角,诱导公式和辅助角化简,结合三角函数的单调性即可求解.‎ ‎(2)由,求解角,,,利用正余弦定理化简可得,由余弦定理可得,联立解得,可得.‎ ‎【详解】(1)由已知得:‎ ‎,‎ 由,,可得.,‎ 又,,‎ 函数在,的单调递减区间为,和,.‎ ‎(2)由(1)知 由,可得.‎ 中是锐角三角形,,‎ ‎,,即,‎ 又,正弦定理可得:,即,①‎ 由余弦定理可得,可得,②‎ 由①②解得,‎ 为正三角形,可得.‎ ‎【点睛】本题主要考查三角函数的图象和性质,正弦定理的运用,利用三角函数公式将函数进行化简是解决本题的关键,属于中档题.‎ ‎18.已知三棱锥(如图一)的平面展开图(如图二)中,四边形为边长等于的正方形,和均为正三角形,在三棱锥中:‎ ‎(I)证明:平面平面;‎ ‎(Ⅱ)若点在棱上运动,当直线与平面所成的角最大时,求二面角的余弦值.‎ ‎ ‎ 图一 图二 ‎【答案】(1)见解析(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)设AC的中点为O,证明PO垂直AC,OB,结合平面与平面垂直判定,即可.(2)建立直角坐标系,分别计算两相交平面的法向量,结合向量的数量积公式,计算夹角,即可.‎ ‎【详解】(Ⅰ)设的中点为,连接,.‎ 由题意,得,‎ ‎,.‎ 因为在中,,为的中点,‎ 所以,‎ 因为在中,,,,‎ ‎,所以.‎ 因为,平面,所以平面,‎ 因为平面,所以平面平面.‎ ‎(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,,平面,‎ 所以是直线与平面所成的角,‎ 且,‎ 所以当最短时,即是的中点时,最大.‎ 由平面,,所以,,于是以 ‎,,所在直线分别为轴,轴,轴建立如图示空间直角坐标系,‎ 则,,,,,,‎ ‎,,.‎ 设平面的法向量为,则 由得:.‎ 令,得,,即.‎ 设平面的法向量为,‎ 由得:,‎ 令,得,,即.‎ ‎.‎ 由图可知,二面角的余弦值为.‎ ‎【点睛】本道题考查了二面角计算以及平面与平面垂直的判定,难度较大.‎ ‎19.已知椭圆的左焦点为,设,是椭圆的两个短轴端点,是椭圆的长轴左端点.‎ ‎(1)当时,设点,,直线交椭圆于,且直线、的斜率分别为,,求的值;‎ ‎(2)当时,若经过的直线与椭圆交于,两点,为坐标原点,求与的面积之差的最大值.‎ ‎【答案】(1);(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)设直线方程为,联立方程组,利用韦达定理可得点的坐标,从而求得直线的斜率,即可证得;‎ ‎(2)设面积为,的面积为,设直线的方程为,,,,,联立方程组,消去得关于的一元二次方程,再将面积表示成关于的函数,从而求得的最大值.‎ ‎【详解】(1)当时,椭圆的 ‎,是椭圆的两个短轴端点分别为、,‎ 设直线方程为.‎ 由得.‎ ‎,,‎ ‎,‎ ‎;‎ ‎(2)设的面积为,的面积为,‎ 设直线的方程为,,,,‎ 由,整理得:,‎ 由韦达定理可知:,‎ ‎,‎ 当时,,‎ 当时,‎ ‎(当且仅当,即时等号成立).‎ 的最大值为.‎ ‎【点睛】本题考查椭圆的标准方程及简单几何性质,考查直线与椭圆的位置关系,韦达定理,直线的斜率公式,三角形面积公式及基本不等式的综合应用,考查转化思想,属于中档题.‎ ‎20.已知数列的首项为,且满足,数列满足,数列的前项和.‎ ‎(1)求数列的通项公式;‎ ‎(2)令,求证:.‎ ‎【答案】(1) ;(2)证明见解析 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)由,可得,再将换为,两式相减,结合等比数列的定义和通项公式,可得所求;‎ ‎(2)运用对数的运算性质和等差数列的求和公式,求得,,再由数列的错位相减法求和,可得,再由放缩法和等比数列的求和公式,结合不等式的性质,即可得证.‎ ‎【详解】(1),且满足,‎ 可得,即,‎ 当时,,又,‎ 两式相减可得,‎ 满足,则;‎ ‎(2)证明:,‎ ‎,‎ 则,‎ ‎,‎ 相减可得,‎ 所以,‎ 可得,‎ 由,即有,‎ 可得,‎ 则.‎ ‎【点睛】本题考查数列的通项公式的求法,注意运用等比数列的定义和通项公式,考查等差数列和等比数列的求和公式,以及数列的错位相减法求和,化简变形能力和运算能力、推理能力.‎ ‎21.已知函数.‎ ‎(1)求函数的单调区间;‎ ‎(2)若关于的不等式.恒成立,求整数的最小值.‎ ‎【答案】(1)详见解析 ;(2)2‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)对函数进行求导得,再对分子进行讨论,判断函数的单调性;‎ ‎(2)用分离常数法,构造函数,求的最大值,由,,求出整数的最小值.‎ ‎【详解】(1),,‎ 当时,,‎ ‎,,单调递增,‎ ‎,,单调递减,‎ 当时,△,‎ 若,,即时,,开口向上,‎ 所以,单调递增;‎ 若,即,,有两个根,‎ ‎,,‎ 当或,时,,单调递增,‎ 当,时,,单调递减;‎ 若,则,,有两个根,,,‎ 由韦达定理,所以,‎ 当,,单调递增,‎ 当,时,,递减;‎ ‎(2)由得,,‎ 分离常数,,,‎ ‎,‎ ‎,在递增,,,‎ 故存在唯一,使得,即,‎ 所以时,,‎ 所以,,故,‎ 所以的最小整数值为2.‎ ‎【点睛】本题考查用函数的单调性、含参不等式恒成立问题、导数的综合应用,考查函数与方程思想、分类讨论思想,考查逻辑推理能力和运算求解能力.‎ ‎22.已知曲线的极坐标方程是,直线的参数方程是为参数)‎ ‎(1)将曲线的极坐标方程化为直角坐标方程;‎ ‎(2)设直线与轴的交点是,直线与曲线交于,两点,求的值.‎ ‎【答案】(1);(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)将曲线变形为,由,,,代入即可得到所求曲线的直角坐标方程;‎ ‎(2)令,可得,将直线的参数方程代入曲线的直角坐标方程,求得的两解,由参数的几何意义,计算即可得到所求和.‎ ‎【详解】(1)曲线的极坐标方程是,‎ 即为,‎ 由,,,‎ 可得,‎ 即;‎ ‎(2)直线的参数方程是为参数)‎ 令,可得,,即,‎ 将直线的参数方程代入曲线,可得:‎ ‎,‎ 即为,‎ 解得,,‎ 由参数的几何意义可得,‎ ‎.‎ ‎【点睛】本题考查极坐标方程和直角坐标方程的互化,注意运用,,进行方程的转化,同时注意运用参数的几何意义进行求解,考查方程思想的运用和运算求解能力.‎ ‎23.选修4-5:不等式选讲 已知函数的最大值为.‎ ‎(1)求的值;‎ ‎(2)若, ,求的最大值.‎ ‎【答案】(1)2(2)2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析:(1)根据绝对值定义,将函数化为分段函数形式,分别求各段最大值,最后取各段最大值的最大者为的值;(2)利用基本不等式得,即得的最大值.‎ 试题解析:(1)由于 当时,,‎ 当时,,‎ 当时,‎ 所以.‎ ‎(2)由已知,有, ‎ 因为(当时取等号),(当时取等号),‎ 所以,即,‎ 故的最大值为2.‎ ‎ ‎
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