江苏省盐城市南京市2020届高三第一次模拟考试数学试题含附加题

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文档介绍

江苏省盐城市南京市2020届高三第一次模拟考试数学试题含附加题

盐城市、南京市2020届高三年级第一次模拟考试 数学试题 ‎ 注意事项: ‎ ‎1.本试卷共4页,包括填空题(第1题~第14题)、解答题(第15题~第20题)两部分.本试卷满分为160分,考试时间为120分钟.‎ ‎2.答题前,请务必将自己的姓名、学校、班级、学号写在答题卡的密封线内.试题的答案写在答题卡上对应题目的答案空格内.考试结束后,交回答题卡.‎ 参考公式:‎ 柱体体积公式:V=Sh,锥体体积公式:V=Sh,其中S为底面积,h为高.‎ 样本数据x1,x2,···,xn的方差s2=(xi-)2,其中=xi.‎ 一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,计70分.不需写出解答过程,请把答案写在答题卡的指定位置上.‎ S←0‎ I←0‎ While S≤10‎ ‎ S←S+I ‎ I←I+1‎ End While Print I END ‎(第5题图)‎ ‎1.已知集合A=(0,+∞),全集U=R,则∁A= .‎ ‎2.设复数z=2+i,其中i为虚数单位,则z·= .‎ ‎3.学校准备从甲、乙、丙三位学生中随机选两位学生参加问卷调查,‎ 则甲被选中的概率为 .‎ ‎4.命题“"θ∈R,cosθ+sinθ>1”的否定是 命题.(填“真”或“假”)‎ ‎5.运行如图所示的伪代码,则输出的I的值为 .‎ ‎6.已知样本7,8,9,x,y的平均数是9,且xy=110,则此样本的方差 是 .‎ ‎7.在平面直角坐标系xOy中,若抛物线y2=4x上的点P到其焦点的距离为3,则点P到点O的距离为 .‎ ‎8.若数列{an}是公差不为0的等差数列,lna1、lna2、lna5成等差数列,则的值为 .‎ ‎9.在三棱柱ABC-A1B1C1中,点P是棱CC1上一点,记三棱柱ABC-A1B1C1与四棱锥P-ABB1A1的体积分别为V1与V2,则= .‎ ‎10.设函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<)的图象与y轴交点的纵坐标为,y轴右侧第一个最低点的横坐标为,则ω的值为 .‎ ‎11.已知H是△ABC的垂心(三角形三条高所在直线的交点),=+,则cos∠BAC的值为 .‎ ‎12.若无穷数列{cos(ωn)}(ω∈R)是等差数列,则其前10项的和为 .‎ ‎13.已知集合P={(x,y)| x|x|+y|y|=16},集合Q={(x,y)| kx+b1≤y≤kx+b2},若PÍQ,则的最小值为 .‎ ‎14.若对任意实数x∈(-∞,1],都有||≤1成立,则实数a的值为 .‎ 二、解答题:本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题卡的指定区域内.‎ ‎15.(本小题满分14分)‎ ‎ 已知△ABC满足sin(B+)=2cosB.‎ ‎(1)若cosC=,AC=3,求AB;‎ ‎(2)若A∈(0,),且cos(B-A)=,求sinA.‎ ‎16.(本小题满分14分)‎ 如图,长方体ABCD-A1B1C1D1中,已知底面ABCD是正方形,点P是侧棱CC1上的一点.‎ A B C D D1‎ A1‎ B1‎ C1‎ P ‎(第16题图)‎ ‎(1)若AC1//平面PBD,求的值;‎ ‎(2)求证:BD⊥A1P.‎ ‎ ‎ ‎17.(本小题满分14分)‎ 如图,是一块半径为4米的圆形铁皮,现打算利用这块铁皮做一个圆柱形油桶.具体做法是从⊙O中裁剪出两块全等的圆形铁皮⊙P与⊙Q做圆柱的底面,裁剪出一个矩形ABCD做圆柱的侧面(接缝忽略不计),AB为圆柱的一条母线,点A、B在⊙O上,点P、Q在⊙O的一条直径上,AB∥PQ,⊙P、⊙Q分别与直线BC、AD相切,都与⊙O内切.‎ ‎(1)求圆形铁皮⊙P半径的取值范围;‎ A B C D O Q P ‎(第17题图)‎ ‎(2)请确定圆形铁皮⊙P与⊙Q半径的值,使得油桶的体积最大.(不取近似值)‎ ‎18.(本小题满分16分)‎ 设椭圆C:+=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1,F2,离心率是e,动点P(x0,y0)在椭圆C上运动.当PF2⊥x轴时,x0=1,y0=e.‎ ‎(1)求椭圆C的方程;‎ ‎(2)延长PF1,PF2分别交椭圆C于点A,B(A,B不重合).设=λ,=μ,‎ 求λ+μ的最小值.‎ y ‎(第18题图)‎ A B P F1‎ F2‎ O x ‎19.(本小题满分16分)‎ 定义:若无穷数列{an}满足{an+1-an}是公比为q的等比数列,则称数列{an}为“M(q)数列”.‎ 设数列{bn}中b1=1,b3=7.‎ ‎(1)若b2=4,且数列{bn}是“M(q)数列”,求数列{bn}的通项公式;‎ ‎(2)设数列{bn}的前n项和为Sn,且bn+1=2Sn-n+λ,请判断数列{bn}是否为“M(q)数列”,并说明理由;‎ ‎(3)若数列{bn}是“M(2)数列”,是否存在正整数m,n使得<<?若存在,请求出所有满足条件的正整数m,n;若不存在,请说明理由.‎ ‎20.(本小题满分16分)‎ 若函数f(x)=ex-ae-x-mx (m∈R)为奇函数,且x=x0时f(x)有极小值f(x0).‎ ‎(1)求实数a的值;‎ ‎(2)求实数m的取值范围;‎ ‎(3)若f(x0)≥-恒成立,求实数m的取值范围.‎ 注意事项:‎ ‎1.附加题供选修物理的考生使用.‎ ‎2.本试卷共40分,考试时间30分钟.‎ ‎3.答题前,考生务必将自己的姓名、学校、班级、学号写在答题卡的密封线内.试题的答案写在答题卡上对应题目的答案空格内.考试结束后,交回答题纸卡.‎ ‎21.【选做题】在A、B、C三小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷卡指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.‎ A.选修4—2:矩阵与变换 已知圆C经矩阵M=变换后得到圆C′:x2+y2=13,求实数a的值.‎ B.选修4—4:坐标系与参数方程 在极坐标系中,直线ρcosθ+2ρsinθ=m被曲线ρ=4sinθ截得的弦为AB,当AB是最长弦时,求实数m的值.‎ C.选修4—5:不等式选讲 已知正实数a,b,c满足++=1,求a+2b+3c的最小值.‎ ‎ ‎ ‎【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分.请在答卷卡指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.‎ ‎22.(本小题满分10分)‎ 如图,AA1、BB1是圆柱的两条母线, A1B1、AB分别经过上下底面圆的圆心O1、O,CD是下底面与AB垂直的直径,CD=2.‎ ‎(1)若AA1=3,求异面直线A1C与B1D所成角的余弦值;‎ ‎(2)若二面角A1-CD-B1的大小为,求母线AA1的长.‎ ‎(第22题图)‎ ‎23.(本小题满分10分)‎ 设(1-2x)i=a0+a1x+a2x2+…+a2nx2n(n∈N*),记Sn=a0+a2+a4+…+a2n.‎ ‎(1)求Sn;‎ ‎(2)记Tn=-S1C+S2C-S3C+…+(-1)nSnC,求证:|Tn|≥6n3恒成立.‎ 盐城市、南京市2020届高三年级第一次模拟考试 数学参考答案及评分标准 说明:‎ ‎1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.‎ ‎2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.‎ ‎3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数.‎ ‎4.只给整数分数,填空题不给中间分数.‎ 一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分. ‎ 不需写出解答过程,请把答案写在答题纸的指定位置上)‎ ‎1.(-∞,0] 2.5 3. 4.真 5.6 6.2 7.2 ‎8.3 9. 10.7 11. 12.10 13.4 14.- 二、解答题:本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内.‎ ‎15.(本小题满分14分)‎ 解:(1)由sin(B+)=2cosB,可知sinB+cosB=2cosB,即sinB=cosB.‎ 因为cosB≠0,所以tanB=.‎ 又B∈(0,π),故B=. ……………………………………………2分 由cosC=,C∈(0,π),‎ 可知sinC==. ……………………………4分 在△ABC中,由正弦定理=,可得 =,‎ 所以AB=2. ………………………………………………………………7分 ‎(2)由(1)知B=,所以A∈(0,)时,-A∈(0,),‎ 由cos(B-A)=,即cos(-A)=,‎ 所以sin(-A)==,………………………10分 所以sinA=sin[-(-A)]=sincos(-A)-cossin(-A)‎ ‎=×-×=. ………………14分 ‎16.(本小题满分14分)‎ 证明:(1)连结AC交BD于点O,连结OP. ‎ O A B C D D1‎ A1‎ B1‎ C1‎ P ‎(第16题图)‎ 因为AC1//平面PBD,AC1Ì平面ACC1,‎ 平面ACC1∩平面BDP=OP,‎ 所以AC1//OP. ………………………3分 因为四边形ABCD是正方形,对角线AC交BD于点O,‎ 所以点O是AC的中点,所以AO=OC,‎ 所以在△ACC1中,==1. …………………6分 ‎(2)连结A1C1.‎ 因为ABCD-A1B1C1D1为长方体,所以侧棱C1C⊥平面ABCD.‎ 又BDÌ平面ABCD,所以CC1⊥BD. ………………………8分 因为底面ABCD是正方形,所以AC⊥BD.………………………10分 又AC∩CC1=C,ACÌ面ACC1A1, CC1Ì面ACC1A1,‎ 所以BD⊥面ACC1A1. …………………………………………12分 又因为A1PÌ面ACC1A1,所以BD⊥A1P. ……………………………14分 ‎17.(本小题满分14分)‎ 解:(1)设⊙P半径为r,则AB=4(2-r),‎ 所以⊙P的周长2πr=BC≤2, …………………………………4分 解得 r≤,‎ 故⊙P半径的取值范围为(0,]. ……………………………………6分 ‎(2)在(1)的条件下,油桶的体积V=πr2·AB=4πr2(2-r).……………………………8分 ‎ 设函数f(x)=x2(2-x),x∈(0,],‎ 所以f '(x)=4x-3x2,由于<,‎ 所以f '(x)>0在定义域上恒成立,故f(x)在定义域上单调递增,‎ 即当r=时,体积取到最大值.……………………………………………13分 答:⊙P半径的取值范围为(0,].当r=米时,体积取到最大值.…………14分 ‎18.(本小题满分16分)‎ 解:(1)由当PF2⊥x轴时,x0=1,可知c=1. ………………………………2分 将x0=1,y0=e代入椭圆方程得+=1.‎ 由e==,b2=a2-c2=a2-1,所以+=1,‎ 解得a2=2,故b2=1,‎ 所以椭圆C的方程为+y2=1.…………………………………………………4分 ‎(2)方法一:设A(x1,y1),由=λ,得即 代入椭圆方程,得+(-λy0)2=1. …………………………8分 又由+y0=1,得+(λy0)2=λ2,两式相减得=1-λ2.‎ 因为λ+1≠0,所以2λx0+λ+1=2(1-λ),‎ 故λ=. ……………………………………………………12分 同理可得μ=, ……………………………………………………14分 故λ+μ=+=≥,‎ 当且仅当x0=0时取等号,故λ+μ的最小值为.………………………………16分 方法二:由点A,B不重合可知直线PA与x轴不重合,‎ 故可设直线PA的方程为x=my-1,‎ 联立消去x,得(m2+2)y2-2my-1=0.‎ 设A(x1,y1),则y0y1=,所以y1=. ……………………8分 将点P(x0,y0)代入椭圆的方程得+y02=1,‎ 代入直线PA的方程得x0=my0-1,所以m=.‎ 由=λ ,得-y1=λy0,故λ=-== ‎==. …………………………………………12分 同理可得μ=. …………………………………………14分 故λ+μ=+=≥,‎ 当且仅当x0=0时取等号,故λ+μ的最小值为. ……………………………16分 注:(1)也可设P(cosθ,sinθ)得λ=,其余同理.‎ ‎ (2)也可由+=6,运用基本不等式求解λ+μ的最小值. ‎ ‎19.(本小题满分16分)‎ 解:(1)因为b2=4,且数列{bn}是“M(q)数列”,‎ 所以q===1,所以=1,n≥2,‎ 即bn+1-bn=bn-bn-1 ,n≥2, ………………………………2分 所以数列{bn}是等差数列,其公差为b2-b1=3,‎ 所以数列{bn}通项公式为bn=1+(n-1)×3,即bn=3n-2. …………………4分 ‎(2)由bn+1=2Sn-n+λ,得b2=+λ,b3=4+3λ=7,故λ=1.‎ 方法一:由bn+1=2Sn-n+1,得bn+2=2Sn+1-(n+1)+1,‎ 两式作差得bn+2-bn+1=2bn+1-,即bn+2=3bn+1-,n∈N*.‎ 又b2=,所以b2=3b1-,‎ 所以bn+1=3bn-对n∈N*恒成立, ……………………6分 则bn+1-=3(bn-).因为b1-=≠0,所以bn-≠0,所以=3,‎ 即{bn-}是等比数列,……………………………………………………8分 所以bn-=(1-)×3n-1=×3n,即bn=×3n+,‎ 所以==3,‎ 所以{bn+1-bn}是公比为3的等比数列,故数列{bn}是“M(q)数列”.………10分 方法二:同方法一得bn+1=3bn-对n∈N*恒成立, ……………………6分 则bn+2=3bn+1-,两式作差得bn+2-bn+1=3(bn+1-bn).……………………8分 因为b2-b1=≠0,所以bn+1-bn≠0,所以=3,‎ 所以{bn+1-bn}是公比为3的等比数列,故数列{bn}是“M(q)数列”.………10分 ‎(3)由数列{bn}是“M(2)数列”,得bn+1-bn=(b2-b1)×2n-1. ‎ 又=2,即=2,所以b2=3,所以b2-b1=2,所以bn+1-bn=2n,‎ 所以当n≥2时,bn=(bn-bn-1)+(bn-1-bn-2)+…+(b2-b1)+b1‎ ‎=2n-1+2n-2+…+2+1=2n-1.‎ 当n=1时上式也成立,所以bn=2n-1. ………………………………12分 假设存在正整数m,n,使得<<,则<<.‎ 由>>1,可知2m-1>2n-1,所以m>n.‎ 又m,n为正整数,所以m-n≥1.‎ 又==2m-n+<,‎ 所以2m-n<<3,所以m-n=1, ………………………………14分 所以=2+,即<2+<,所以<2n<2020,‎ 所以n=10,m=11,‎ 故存在满足条件的正整数m,n,其中m=11,n=10. ………………………16分 ‎20.(本小题满分16分)‎ 解:(1)由函数f(x)为奇函数,得f(x)+f(-x)=0在定义域上恒成立,‎ 所以 ex-ae-x-mx+e-x-aex+mx=0,‎ 化简可得 (1-a)·(ex+e-x)=0,所以a=1. ………………………………3分 ‎(2)方法一:由(1)可得f(x)=ex-e-x-mx,所以f '(x)=ex+e-x-m=.‎ ‎①当m≤2时,由于e2x-mex+1≥0恒成立,‎ 即f '(x)≥0恒成立,故不存在极小值. …………………………………5分 ‎②当m>2时,令ex=t,则方程t2-mt+1=0有两个不等的正根t1,t2 (t1<t2),‎ 故可知函数f(x)=ex-e-x-mx在(-∞,lnt1),(lnt2,+∞)上单调递增,‎ 在(lnt1,lnt2)上单调递减,即在lnt2处取到极小值,‎ 所以,m的取值范围是(2,+∞).……………………………………………9分 方法二:由(1)可得f(x)=ex-e-x-mx,令g(x)=f '(x)=ex+e-x-m,‎ 则g′ (x)=ex-e-x=.‎ 故当x≥0时,g′(x)≥0;当x<0时,g′(x)<0, …………………………………5分 故g(x)在(-∞,0)上递减,在(0,+∞)上递增,所以g(x)min=g(0)=2-m.‎ ‎①若2-m≥0,则g(x)≥0恒成立,所以f(x)单调递增,此时f(x)无极值点.……6分 ‎②若2-m<0,即m>2时,g(0)=2-m<0.取t=lnm,则g(t)=>0.‎ 又函数g(x)的图象在区间[0,t]上不间断,所以存在x0∈ (0,t),使得 g(x0)=0.‎ 又g(x)在(0,+∞)上递增,‎ 所以x∈(0,x0)时,g(x)<0,即f '(x)<0;x∈(x0,+∞)时,g(x)>0,即f '(x)>0,‎ 所以f(x0)为f(x)极小值,符合题意.‎ 所以,m的取值范围是(2,+∞). …………………………………………9分 ‎(3)由x0满足e+e=m,代入f(x)=ex-e-x-mx, ‎ 消去m,可得f(x0)=(1-x0)e-(1+x0)e. ……………………………11分 构造函数h(x)=(1-x)ex-(1+x)e-x,所以h′(x)=x(e-x-ex).‎ 当x≥0时,e-x-ex=≤0,所以当x≥0时,h′(x)≤0恒成立,‎ 故h(x)在[0,+∞)上为单调减函数,其中h(1)=-, ………………13分 则f(x0)≥-可转化为h(x0)≥h(1),故x0≤1. ………………15分 由e+e=m,设y=ex+e-x,‎ 可得当x≥0时,y’=ex-e-x≥0,所以y=ex+e-x在(0,1]上递增,故m≤e+.‎ 综上,m的取值范围是(2,e+].…………………………………………16分 盐城市、南京市2020届高三年级第一次模拟考试 ‎ 数学附加题参考答案及评分标准 2020.01 ‎ 说明:‎ ‎1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.‎ ‎2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.‎ ‎3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数.‎ ‎4.只给整数分数,填空题不给中间分数.‎ ‎21.【选做题】在A、B、C三小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷纸指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.‎ A.选修4—2:矩阵与变换 解:设圆C上任一点(x,y),经矩阵M变换后得到圆C’上一点(x’,y’),‎ 所以 =,所以 ………………………5分 又因为(x′)2+(y′)2=13,所以圆C的方程为(ax+3y)2+(3x-2y)2=13,‎ 化简得(a2+9)x2+(6a-12)xy+13y2=13,‎ 所以解得a=2. ‎ 所以,实数a的值为2. …………………………………10分 B.选修4—4:坐标系与参数方程 解:以极点为原点,极轴为x轴的正半轴(单位长度相同)建立平面直角坐标系,‎ 由直线ρcosθ+2ρsinθ=m,可得直角坐标方程为x+2y-m=0.‎ 又曲线ρ=4sinθ,所以ρ2=4ρsinθ,其直角坐标方程为x2+(y-2)2=4,………………5分 所以曲线ρ=4sinθ是以(0,2)为圆心,2为半径的圆.‎ 为使直线被曲线(圆)截得的弦AB最长,所以直线过圆心(0,2),‎ 于是0+2×2-m=0,解得m=4. ‎ 所以,实数m的值为4. ………………………………………10分 C.选修4—5:不等式选讲 解:因为++=1,所以++=1.‎ 由柯西不等式得a+2b+3c=(a+2b+3c)(++)≥(1+2+3)2,‎ 即a+2b+3c≥36, ………………………………………………………………………5分 当且仅当==,即a=b=c时取等号,解得a=b=c=6,‎ 所以当且仅当a=b=c=6时,a+2b+3c取最小值36. ………………………………10分 ‎22.(本小题满分10分)‎ 解:(1)以CD,AB,OO1所在直线建立如图所示空间直角坐标系O-xyz.‎ 由CD=2,AA1=3,所以A(0,-1,0),B(0,1,0),C(-1,0,0),D(1,0,0),‎ A1(0,-1,3),B1(0,1,3),‎ 从而=(-1,1,-3),=(1,-1,-3),‎ 所以cos<,>==,‎ 所以异面直线A1C与B1D所成角的余弦值为.………………4分 ‎(2)设AA1=m>0,则A1(0,-1,m),B1(0,1,m),‎ 所以=(-1,1,-m), =(1,-1,-m),=(2,0,0),‎ 设平面A1CD的一个法向量n1=(x1,y1,z1),则 所以x1=0,令z1=1,则y1=m,‎ 所以平面A1CD的一个法向量n1=(0,m,1).‎ 同理可得平面B1CD的一个法向量n2=(0,-m,1).‎ 因为二面角A1-CD-B1的大小为,‎ 所以|cos<n1,n2>|=||=,‎ 解得m=或m=,‎ 由图形可知当二面角A1-CD-B1的大小为时,m=.……………………10分 注:用传统方法也可,请参照评分.‎ ‎23.(本小题满分10分)‎ 解:(1)令x=1,得a0+a1+a2+…+a2n=0.‎ 令x=-1,得a0-a1+a2-a3+…-a2n-1+a2n=31+32+…+32n=(9n-1).‎ 两式相加得2(a0+a2+a4+…+a2n)=(9n-1),‎ 所以Sn=(9n-1).…………………………………3分 ‎(2)Tn=-S1C+S2C-S3C+…+(-1)nSnC ‎={[-91C+92C-93C+…+(-1)n9nC]-[-C+C-C+…+(-1)nC]}‎ ‎={[90C-91C+92C-93C+…+(-1)n9nC]-[C-C+C-C+…+(-1)nC]}‎ ‎=[90C-91C+92C-93C+…+(-1)n9nC]‎ ‎=[C(-9)0+C(-9)1+C(-9)2+…+C(-9)n]‎ ‎=[1+(-9)]n=×(-8)n. …………………………………………7分 要证|Tn|≥6n3,即证×8n≥6n3,只需证明8n-1≥n3,即证2n-1≥n.‎ 当n=1,2时,2n-1≥n显然成立.‎ 当n≥3时,2n-1=C+C+…+C≥C+C=1+(n-1)=n,即2n-1≥n,‎ 所以2n-1≥n对n∈N*恒成立.‎ 综上,|Tn|≥6n3恒成立.………………………………………………………10分 注:用数学归纳法或数列的单调性也可证明2n-1≥n恒成立,请参照评分.‎
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