2016年河北省衡水中学高考一模试卷数学文

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2016年河北省衡水中学高考一模试卷数学文

2016 年河北省衡水中学高考一模试卷数学文 一、选择题:本大题共 12 个小题,每小题 5 分,共 60 分.在每小题给出的四个选项中,只 有一项是符合题目要求的. 1.已知集合 A={x|x-2<0},B={x|x<a},若 A∩B=A,则实数 a 的取值范围是( ) A.(-∞,-2] B.[-2,+∞) C.(-∞,2] D.[2,+∞) 解析:∵集合 A={x|x-2<0}={x|x<2},B={x|x<a},A∩B=A,∴a≥2. 故选:D 2.如图,在复平面内,复数 z1,z2 对应的向量分别是OA ,OB ,则|z1+z2|=( ) A.2 B.3 C.2 2 D.3 3 解析:由图可知: =(-2,-1), =(0,1).∴z1=-2-i,z2=i.∴z1+z2=-2-i+i=-2.∴|z1+z2|=2. 故选:A 3.已知平面直角坐标系内的两个向量 a =(1,2), b =(m,3m-2),且平面内的任一向量 c 都 可以唯一的表示成 a bc (λ,μ为实数),则 m 的取值范围是( ) A.(-∞,2) B.(2,+∞) C.(-∞,+∞) D.(-∞,2)∪(2,+∞) 解析:根据题意,向量 、 是不共线的向量, ∵ a =(1,2),b=(m,3m-2),由向量 、 b 不共线  32 12 mm , 解之得 m≠2,所以实数 m 的取值范围是{m|m∈R 且 m≠2}. 故选 D 4. 如图给出的是计算 11 624 20 11 的值的一个框图,其中菱形判断框内应填入的条件 是( ) A.i>8 B.i>9 C.i>10 D.i>11 解析:经过第一次循环得到 S= 1 2 ,i=2,此时的 i 应该不满足判断框中的条件 经过第二次循环得到 S= + 1 4 ,i=3,此时的 i 应该不满足判断框中的条件 经过第三次循环得到 S= + + 1 6 ,i=4,此时的 i 应该不满足判断框中的条件 … 经过第十次循环得到 S= + + +… + 1 20 ,i=11,此时的 i 应该满足判断框中的条件,执 行输出,故判断框中的条件是 i>10. 故选 C 5.将函数 f(x)= 3 sinx-cosx 的图象向左平移 m 个单位(m>0),若所得图象对应的函数为 偶函数,则 m 的最小值是( ) A. 2 3  B. 3  C. 8  D. 5 6  解析:y= 3 sinx-cosx=2sin(x- 6  )然后向左平移 m(m>0)个单位后得到 y=2sin(x+m- )的图象为偶函数,关于 y 轴对称, ∴2sin(x+m- )=2sin(-x+m- ), ∴sinxcos(m- )+cosxsin(m- )=-sinxcos(m- )+cosxsin(m- ) ∴sinxcos(m- )=0,∴cos(m- )=0, ∴m- =2kπ+ 2  ,m= 2 3  .∴m 的最小值为 . 故选 A. 6.已知等比数列{an}中,a3=2,a4a6=16,则 1012 68 aa aa   的值为( ) A.2 B.4 C.8 D.16 解析:设等比数列{an}的公比是 q, 由 a3=2,a4a6=16 得,a1q2=2,a1q3a1q5=16,则 a1=1,q2=2,∴ 9 11 10 12 11 57 6 8 1 1 aa a q a q a a a q a q   =4. 故选:B. 7.某社团有男生 30 名,女生 20 名,从中抽取一个容量为 5 的样本,恰好抽到 2 名男生和 3 名女生,则 ①该抽样一定不是系统抽样; ②该抽样可能是随机抽样; ③该抽样不可能是分层抽样; ④男生被抽到的概率大于女生被抽到的概率; 其中说法正确的为( ) A.①②③ B.②③ C.③④ D.①④ 解析:①总体容量为 50,样本容量为 5,第一步对 50 个个体进行编号,如男生 1~30,女 生 31~50;第二步确定分段间隔 k= 50 5 =10;第三步在第一段用简单随机抽样确定第一个个 体编号 l(l≤10);第四步将编号为 l+10k(0≤k≤9)依次抽取,即可获得整个样本.故该抽样 可以是系统抽样.因此①不正确. ②因为总体个数不多,可以对每个个体进行编号,因此该抽样可能是简单的随机抽样,故② 正确; ③若总体由差异明显的几部分组成时,经常采用分层抽样的方法进行抽样,且分层抽样的比 例相同, 但现在某社团有男生 30 名,女生 20 名,抽取 2 男三女,抽的比例不同,故③正确; ④该抽样男生被抽到的概率= 21 3 0 1 5 ;女生被抽到的概率= 3 20 ,故前者小于后者.因此④不 正确. 故选 B. 8.已知点 Q 在椭圆 C: 22 11 6 1 0 xy上,点 P 满足  1 1 2OPOFOQ(其中 O 为坐标原点,F1 为椭圆 C 的左焦点),则点 P 的轨迹为( ) A.圆 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆 解析:因为点 P 满足 , 所以 P 是线段 QF1 的中点, 设 P(a,b),由于 F1 为椭圆 C: 的左焦点,则 F1(- 6 ,0), 故 Q(2a+ 6 ,2b),由点 Q 在椭圆 C: 上, 则点 P 的轨迹方程为     2 226 2 11610 a b ,故点 P 的轨迹为椭圆. 故选:D 9.已知一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( ) A.27- 3 2  B.18- 3 2  C.27-3π D.18-3π 解析:由三视图可知,该几何体为放到的直四棱柱,且中间挖去半个圆柱, 由三视图中的数据可得:四棱柱的高为 3,底面为等腰梯形,梯形的上、下底边分别为 2、4, 高为 2, 圆柱的高为 3,圆柱底面的半径都是 1, ∴几何体的体积 V= 1 2 ×(2+4)×2×3- ×π×12×3=18- . 故选:B 10.三棱锥 P-ABC 中,PA⊥平面 ABC,AC⊥BC,AC=BC=1,PA= 3 ,则该三棱锥外接球的表面 积为( ) A.5π B. 2 π C.20π D.4π 解析:PA⊥平面 ABC,AC⊥BC, ∴BC⊥平面 PAC,PB 是三棱锥 P-ABC 的外接球直径; ∵Rt△PBA 中,AB= 2 ,PA= 3 , ∴PB= 5 ,可得外接球半径 R= 1 2 PB= 5 2 , ∴外接球的表面积 S=4πR2=5π. 故选 A 11.若函数 y1=sin2x1- 3 2 (x1∈[0,π ]),函数 y2=x2+3,则 (x1-x2)2+(y1-y2)2 的最小值为( ) A. 2 12 π B. 218 2 () 7   C. 2( 8 12 )  D. 23 3 1 72 ( 5)  解析:设 z=(x1-x2)2+(y1-y2)2,则 z 的几何意义是两条曲线上动点之间的距离的平方, 求函数 y=sin2x- 3 2 (x∈[0,π])的导数,f′(x)=2cos2x,直线 y=x+3 的斜率 k=1, 由 f′(x)=2cos2x=1,即 cos2x= 1 2 , 即 2x= 3  ,解得 x= 6  ,此时 y=six2x- = - =0, 即函数在( ,0)处的切线和直线 y=x+3 平行,则最短距离 d= ||6 2 3  , ∴(x1-x2)2+(y1-y2)2 的最小值 d2=( ||6 2 3  )2= 218 2 () 7   . 故选:B 12. 已知 x,y∈R,且 4 30 0 xy xy y      , , , 则存在θ∈R,使得(x-4)cosθ+ysinθ+ 2 =0 的概率为 ( ) A. 4  B. 8  C.2- 4  D.1- 8  解析:作出不等式组对应的平面区域如图:对应的区域为三角形 OAB, 若存在θ∈R,使得(x-4)cosθ+ysinθ+ 2 =0 成立, 则       2 2 2 22 2 44cossin 44 2xyxy xyxy     , 令 sinα=   2 2 4 4 x xy   ,则 cosα=   2 24 y xy , 则方程等价为   2 24xysin(α+θ)=- 2 , 即 sin(α+θ)=  2 2 2 4xy   , ∵存在θ∈R,使得(x-4)cosθ+ysinθ+ =0 成立, ∴| |≤1,即 ≥2, 即(x-4)2+y2≥2, 则对应的区域在(4,0)为圆心,半径为 2 的外部, 由 4 30 xy xy    , ,解得 3 1 x y    , ,即 A(3,1), A 也在圆上,则三角形 OAC 的面积 S= 1 2 ×4×1=2, 直线 x+y=4 的倾斜角为 3 4  , 则∠ACB= 4  ,即扇形的面积为 S= ×( 2 )2× 4  = , 则 P(x,y)构成的区域面积为 S=2- , 则对应的概率 P= 2 4 2  =1- 8  . 故选:D 二、填空题(每题 5 分,满分 20 分,将答案填在答题纸上) 13.已知 p:|x-1|≤2,q:x2-2x+1-a2≥0,(a>0),若¬p 是 q 的充分不必要条件,则实数 a 的取值范围是 . 解析:p:|x-1|≤2,得-1≤x≤3,¬p:x>3 或 x<-1,记 A={x|x>3 或 x<-1}, q:x2-2x+1-a2≥0,[x-(1-a)]·[x-(1+a)]≥0, ∵a>0,∴1-a<1+a.解得 x≥1+a 或 x≤1-a. 记 B={x|x≥1+a 或 x≤1-a}. ∵¬p 是 q 的充分不必要条件,∴A  B, 即 0 11 13 a a a         > , , , 解得 0 2 2 a a a      > , , , 解得 0<a≤2. 答案:(0,2] 14. 已知函数 f(x)=  2 31mxmx 的值域是[0,+∞),则实数 m 的取值范围 是 . 解析:当 m=0 时,f(x)= 31x,值域是[0,+∞),满足条件; 当 m<0 时,f(x)的值域不会是[0,+∞),不满足条件; 当 m>0 时,f(x)的被开方数是二次函数,△≥0, 即(m-3)2-4m≥0,∴m≤1 或 m≥9. 综上,0≤m≤1 或 m≥9, ∴实数 m 的取值范围是:[0,1]∪[9,+∞), 答案:[0,1]∪[9,+∞). 15.若点 P 是以 F1,F2 为焦点的双曲线 22 22 xy ab =1 上一点,满足 PF1⊥PF2,且|PF1|=2|PF2|, 则此双曲线的离心率为 . 解析:∵|PF1|=2|PF2|,∴|PF1|-|PF2|=2a,∴|PF1|=4a,|PF2|=2a, ∵PF1⊥PF2,F1F2=2c∴PF1 2+ PF2 2=F1F2 2 ∴c2=5a2∴e= c a = 5 答案: 16.已知函数 f(x)=Acos2(ωx+φ)+1(A>0,ω>0,0<φ< 2  )的最大值为 3,f(x)的图象 与 y 轴的交点坐标为(0,2),其相邻两条对称轴间的距离为 2,则 f(1)+f(2)+f(3)+… f(2016)= . 解析:已知函数 f(x)=Acos2(ωx+φ)+1(A>0,ω>0,0<φ< 2  )的最大值为 3,f(x)的图 象与 y 轴的交点坐标为(0,2), 可得 A=2,f(0)=2cosφ+1=2,∴cosφ= 1 2 ,φ= 3  ,即 f(x)=2cos2(ωx+ )+1. 再根据其相邻两条对称轴间的距离为   =2,可得ω= ,f(x)=2cos2( x+ )+1=cos(πx+ 2 3  )+2,故函数的周期为 4. ∵ f(1)+f(2)+f(3)+f(4)= 5 3 5 3 2222 =8 ,∴f(1)+f(2)+f(3)+ … +f(2016)=504·[f(1)+f(2)+f(3)+f(4)]=4032, 答案:4032. 三、解答题(本大题共 5 小题,共 70 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 17.设数列{an}的前 n 项和为 Sn,且首项 a1≠3,an+1=Sn+3n(n∈N*). (1)求证:{Sn-3n}是等比数列; (2)若{an}为递增数列,求 a1 的取值范围. 解析:(1)由 an+1=Sn+3n(n∈N*),可得数列{Sn-3n}是公比为 2,首项为 a1-3 的等比数列; (2)n≥2 时,an=Sn-Sn-1=(a1-3)×2n-2+2×3n-1,利用{an}为递增数列,即可求 a1 的取值范围. 答案:(1)∵an+1=Sn+3n(n∈N*), ∴Sn+1=2Sn+3n, ∴Sn+1-3n+1=2(Sn-3n), ∵a1≠3,∴数列{Sn-3n}是公比为 2,首项为 a1-3 的等比数列; (2)由(1)得 Sn-3n=(a1-3)×2n-1, ∴Sn=(a1-3)×2n-1+3n, n≥2 时,an=Sn-Sn-1=(a1-3)×2n-2+2×3n-1, ∵{an}为递增数列,∴n≥2 时,(a1-3)×2n-1+2×3n>(a1-3)×2n-2+2×3n-1, ∴n≥2 时,2n-2[12×( 3 2 )n-2+a1-3]>0,∴a1>-9, ∵a2=a1+3>a1,∴a1 的取值范围是 a1>-9. 18.今年 5 月,某商业集团公司根据相关评分细则,对其所属 25 家商业连锁店进行了考核评 估,将各连锁店的评估分数按[60,70],[70,80],[80,90],[90,100]分成 4 组,其频 率分布直方图如图所示,集团公司还依据评估得分,将这些连锁店划分为 A、B、C、D 四个 等级,等级评定标准如下表所示: (Ⅰ)估计该商业集团各连锁店评估得分的众数和平均数; (Ⅱ)从评估分数不少于 80 分的连锁店中任选 2 家介绍营销经验,求至少选一家 A 等级的概 率. 解析:(Ⅰ)根据最高小矩形下底边的中点值为得出众数是多少,根据直方图中各小矩形的面 积及底边中点值求出数据的平均数; (Ⅱ)求出 A、B 等级的频数是多少,利用古典概型求出至少选一家 A 等级的概率. 答案:(Ⅰ)∵最高小矩形下底边的中点值为 75, ∴估计评估得分的众数为 75; ∵直方图中从左至右第一、三、四个小矩形的面积分别为 0.28、0.16、0.08, ∴第二个小矩形的面积为 1-0.28-0.16-0.08=0.48; ∴.x=65×0.28+75×0.48+85×0.16+95×0.08=18.2+36+13.6+7.6=75.4, 即估计该商业集团各连锁店评估得分的平均数为 75.4; (Ⅱ)∵A 等级的频数为 25×0.08=2, B 等级的频数为 25×0.16=4, ∴从 6 家连锁店中任选 2 家,共有 65 2  =15 种选法, 其中选 1 家 A 等级和 1 家 B 等级的选法有 2×4=8 种, 选 2 家 A 等级的选法有 1 种; ∴P= 8113 55   , 即至少选一家 A 等级的概率是 3 5 . 19.如图,在斜三棱柱 ABC-A1B1C1 中,侧面 ACC1A1 与侧面 CBB1C1 都是菱形,∠ACC1=∠CC1B1=60°, AC=2. (1)求证:AB1⊥CC1; (2)若 AB1= 6 ,求四棱锥 A-BB1C1C 的体积. 解析:(Ⅰ)连接 AC1,CB1,取 CC1 中点 O,连接 OA,OB1,利用正三角形的性质可得:CC1⊥OA, CC1⊥OB1,可得 CC1⊥平面 OAB1,即可证明. (II)利用勾股定理的逆定理可得:OA⊥OB1.利用线面垂直的判定定理可得:OA⊥平面 BB1C1C. 再利用四棱锥的体积计算公式即可得出. 答案:(Ⅰ)连接 AC1,CB1, 则△ACC1 和△B1CC1 皆为正三角形. 取 CC1 中点 O,连接 OA,OB1,则 CC1⊥OA,CC1⊥OB1, 又 AO∩B1O=O,∴CC1⊥平面 OAB1,∴CC1⊥AB1. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,OA=OB1= 3 ,又 AB1= 6 ,∴OA2+B1O2=AB1 2,∴OA⊥OB1. 又 OA⊥CC1,OB1∩CC1=O,∴OA⊥平面 BB1C1C. 11B B C CS =BC×BB1sin60°=2 3 ,故 1111 1 3 2ABB C CBB C CVSOA  . 20.设抛物线 C1:y2=4x 的准线与 x 轴交于点 F1,焦点为 F2,椭圆 C2 以 F1 和 F2 为焦点,离心 率 e= 1 2 .设 P 是 C1 与 C2 的一个交点. (1)求椭圆 C2 的方程. (2)直线 l 过 C2 的右焦点 F2,交 C1 于 A1,A2 两点,且|A1A2|等于△PF1F2 的周长,求 l 的方程. 解析:(1)由条件,F1(-1,0),F2(1,0)是椭圆 C2 的两焦点,离心率为 1 2 ,由此能求出 C2 的方程和其右准线方程. (2)△PF1F2 的周长|PF1|+|PF2|+|F1F2|=6.设 l 方程为 y=k(x-1),与 C1 方程联立可得 k2x2-(2k2+4)x+k2=0,由此利用弦长公式能求出 l 的方程. 答案:(1)由条件,F1(-1,0),F2(1,0)是椭圆 C2 的两焦点, 故半焦距为 1,再由离心率为 知半长轴长为 2, 从而 C2 的方程为 22 143 xy,其右准线方程为 x=4. (2)由(1)可知△PF1F2 的周长|PF1|+|PF2|+|F1F2|=6. 又 C1:y2=4x 而 F2(1,0). 若 l 垂直于 x 轴,由题意知|A1A2|=4,矛盾,故 l 不垂直于 x 轴, 可设其方程为 y=k(x-1),与 C1 方程联立可得 k2x2-(2k2+4)x+k2=0, 从而|A1A2|= 2 1k  ·|x1-x2|= 2 1k  ·    2242 22 24441kkk kk   , ∵|A1A2|等于△PF1F2 的周长,∴|A1A2|=6, 解得 k2=2,即 k=± 2 ,故 l 的方程为 y= (x-1)或 y=- (x-1). 21.已知函数 f(x)=ax+xlnx 的图象在点 x=e(e 为自然对数的底数)处的切线的斜率为 3. (1)求实数 a 的值; (2)若 f(x)≤kx2 对任意 x>0 成立,求实数 k 的取值范围; (3)当 n>m>1(m,n∈N*)时,证明: n m mm nn > . 解析:(1)求出 f(x)的导数,由切线的斜率为 3,解方程,即可得到 a; (2)f(x)≤kx2 对任意 x>0 成立  k≥ 1 l n x x  对任意 x>0 成立,令 g(x)= 1 l n x x  ,则问题 转化为求 g(x)的最大值,运用导数,求得单调区间,得到最大值,令 k 不小于最大值即可; (3)令 h(x)= ln 1 xx x  ,求出导数,判断单调性,即得 h(x)是(1,+∞)上的增函数,由 n>m>1, 则 h(n)>h(m),化简整理,即可得证. 答案:(1)∵f(x)=ax+xlnx,∴f'(x)=a+lnx+1, 又∵f(x)的图象在点 x=e 处的切线的斜率为 3, ∴f'(e)=3,即 a+lne+1=3,∴a=1; (2)由(1)知,f(x)=x+xlnx, ∴f(x)≤kx2 对任意 x>0 成立 k≥ 对任意 x>0 成立, 令 g(x)= ,则问题转化为求 g(x)的最大值, g′(x)=   22 1 1ln lnxxxx xx   ,令 g'(x)=0,解得 x=1, 当 0<x<1 时,g'(x)>0,∴g(x)在(0,1)上是增函数; 当 x>1 时,g'(x)<0,∴g(x)在(1,+∞)上是减函数. 故 g(x)在 x=1 处取得最大值 g(1)=1, ∴k≥1 即为所求; (3)令 h(x)= ln 1 xx x  ,则 h′(x)=  2 1ln 1 xx x   , 由(2)知,x≥1+lnx(x>0),∴h'(x)≥0, ∴h(x)是(1,+∞)上的增函数, ∵n>m>1,∴h(n)>h(m),即 ln ln 11 n n m m nm > , ∴mnlnn-nlnn>mnlnm-mlnm, 即 mnlnn+mlnm>mnlnm+nlnn, lnnmn+lnmm>lnmmn+lnnn,ln(mnn)m>ln(nmm)n, ∴(mnn)m>(nmm)n, ∴ n m mm nn > . 22.如图,已知⊙O 是△ABC 的外接圆,AB=BC,AD 是 BC 边上的高,AE 是⊙O 的直径. (1)求证:AC·BC=AD·AE; (2)过点 C 作⊙O 的切线交 BA 的延长线于点 F,若 AF=4,CF=6,求 AC 的长. 解析:(Ⅰ)首先连接 BE,由圆周角定理可得∠C=∠E,又由 AD 是△ABC 的高,AE 是△ABC 的外接圆的直径,可得∠ADC=∠ABE=90°,则可证得△ADC∽△ABE,然后由相似三角形的对 应边成比例,即可证得 AC·AB=AD·AE; (Ⅱ)证明△AFC∽△CFB,即可求 AC 的长. 答案:(Ⅰ)连接 BE, ∵AD 是△ABC 的高,AE 是△ABC 的外接圆的直径,∴∠ADC=∠ABE=90°, ∵∠C=∠E,∴△ADC∽△ABE.∴AC:AE=AD:AB,∴AC·AB=AD·AE, 又 AB=BC,故 AC·BC=AD·AE. (Ⅱ)∵FC 是⊙O 的切线,∴FC2=FA·FB, 又 AF=4,CF=6,从而解得 BF=9,AB=BF-AF=5, ∵∠ACF=∠CBF,∠CFB=∠AFC,∴△AFC∽△CFB,∴ AFAC CFCB ,∴AC= 10 3 . 23.在极坐标系中,Ox 为极点,点 A(2, 2  ),B(2 2 , 4  ). (Ⅰ)求经过 O,A,B 的圆 C 的极坐标方程; (Ⅱ)以极点为坐标原点,极轴为 x 轴的正半轴建立平面直角坐标系,圆 D 的参数方程为 1 1 x ac os Y asin            ,(θ是参数,a 为半径),若圆 C 与圆 D 相切,求半径 a 的值. 解析:(I)以极点为坐标原点,极轴为 x 轴的正半轴建立平面直角坐标系,求出过三点 O,A, B 的圆的普通方程,再化为极坐标方程; (II)把圆 D 的参数方程化为普通方程,求出圆心距|CD|,当圆 C 与圆 D 相切(内切或外切) 时,求出 a 的值. 答案:(I)以极点为坐标原点,极轴为 x 轴的正半轴建立平面直角坐标系, ∴点 O(0,0),A(0,2),B(2,2); 过 O,A,B 三点的圆 C 的普通方程是(x-1)2+(y-1)2=2,即 x2-2x+y2-2y=0; 化为极坐标方程是ρ2=2ρcosθ+2ρsinθ,即ρ=2 2 cos(θ- 4  ); (II)圆 D 的参数方程 化为普通方程是(x+1)2+(y+1)2=a2; 圆 C 与圆 D 的圆心距|CD|=    221111 =2 2 , 当圆 C 与圆 D 相切时, +a=2 ,或 a- =2 ,∴a= ,或 a=3 . 24.已知函数 f(x)=|x|,g(x)=-|x-4|+m (Ⅰ)解关于 x 的不等式 g[f(x)]+2-m>0; (Ⅱ)若函数 f(x)的图象恒在函数 g(x)图象的上方,求实数 m 的取值范围. 解析:(Ⅰ)把函数 f(x)=|x|代入 g[f(x)]+2-m>0 可得不等式||x|-4|<2,解此不等式可得 解集; (Ⅱ)函数 f(x)的图象恒在函数 g(x)图象的上方,则 f(x)>g(x)恒成立,即 m<|x-4|+|x| 恒成立,只要求|x-4|+|x|的最小值即可. 答案:(Ⅰ)把函数 f(x)=|x|代入 g[f(x)]+2-m>0 并化简得||x|-4|<2, ∴-2<|x|-4<2, ∴2<|x|<6, 故不等式的解集为(-6,-2)∪(2,6); (Ⅱ)∵函数 f(x)的图象恒在函数 g(x)图象的上方, ∴f(x)>g(x)恒成立,即 m<|x-4|+|x|恒成立, ∵|x-4|+|x|≥|(x-4)-x|=4, ∴m 的取值范围为 m<4.
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