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  • 2021-06-16 发布

河南省2021届高三数学(理)上学期期中考试试卷(Word版附答案)

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2020—2021 学年上期期中试卷 高三 理科数学 (时间:120 分钟,满分:150 分) 一.选择题(本题共 12 小题,每题 5 分,共 60 分.每题只有一个选项是正确的) 1.已知集合 1| 03 xA x x     „ , { || | 2}B x x  ,则 (A B  ) A.{ | 2 1}x x   B.{ | 3 2}x x   C.{ | 2 1}x x  „ D.{ | 2 1}x x „ „ 2.复数 1 ( )z a i a R   , 2 1z i  ,且 1 2 z z 为纯虚数,则 1z 在复平面内对应的点位于 ( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 3.定义符号函数 1, 0 0, 0 1, 0 x sgnx x x      则函数 ( ) sinf x x sgnx  的图象大致是 ( ) A. B. C. D. 4.抛掷一枚质地均匀的骰子 2 次,则 2 次点数之和为 6 的概率为 ( ) A. 1 11 B. 1 36 C. 5 36 D. 1 6 5.下列说法中正确的个数是 ( ) (1)若命题 0:p x R  , 2 0 0 0x x „ ,则 0:p x R   , 2 0 0 0x x  ; (2)命题“在 ABC 中, 30A   ,则 1sin 2A  ”为真命题; (3)设{ }na 是公比为 q 的等比数列,则“ 1q  ”是“{ }na 为递增数列”的充分必要条件; (4) ABC 中,若 A B ,则 sin sinA B 为真命题. A.0 B.1 C.2 D.3 6.若 5 2 5 50 1 2( 2) ( 2) ( 2)x a a x a x a x       ,则 0 (a  ) A. 32 B. 2 C.1 D.32 7.若变量 x , y 满足约束条件 2 1 0 1 0 1 0 x y x y y        … „ … ,则 2z x y  的最大值为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 8.如图,网格纸上小正方形的边长为 1,粗实线画出的是某四棱锥 的三视图,则该四棱锥的外接球的表面积为( ) A.136 B. 34 C. 25 D.18 9.设 0a  , 0b  ,若 2 是 4a 与 2b 的等比中项,则 1 2 a b  的最小 值为 ( ) A. 2 2 B.8 C.9 D.10 10.将函数 ( ) 2sin 1f x x  的图象向左平移 1(0 )2    个单位长度后得到函数 ( )g x 的图 象,若使| f(a) g (b)| 4 成立的 a 、b 有 3| | 4mina b  ,则下列直线中可以是函数 ( )y g x 图象的对称轴的是 ( ) A. 1 4x   B. 1 2x  C. 3 4x  D. 5 4x  11.若 2 3 52 3 52 3 5 a b cln ln ln     ,则 ( ) A. 3 5 2bln cln aln  B. 2 5 3aln cln bln  C. 5 2 3cln aln bln  D. 2 3 5aln bln cln  12.如图,在边长为 2 的正方形 1 2 3APP P 中,线段 BC 的端点 B ,C 分别在边 1 2PP , 2 3P P 上滑 动,且 2 2P B P C x  .现将△ 1APB ,△ 3AP C 分别沿 AB , AC 折起使点 1P , 3P 重合,重合 后记为点 P ,得到三棱锥 P ABC .则以下结论正确的个数为 ( ) ① AP  平面 PBC ; ② x 的取值范围为 (0,4 2 2) ; ③当 B ,C 分别为 1 2PP , 2 3P P 的中点时,三棱锥 P ABC 的外接球的表面积为 6 ; ④三棱锥 P ABC 体积的最大值为 1 3 . A.1 B.2 C.3 D.4 二.填空题(本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分) 13.向量 a ,b  满足| | 2a  ,| | 3b  ,且 ( )b a b   ,则向量 a 与 b  的夹角的大小为 . 14.函数 ( ) sin 1f x ax b x   ,若 f (5) 7 ,则 ( 5)f   . 15.已知平面四边形 ABCD 由 ACD 与等边 ABC 拼接而成,其中 2 2AD CD  ,则平面 四边形 ABCD 面积的最大值为 . 16.已知数列{ }na 共 16 项,且 1 1a  , 8 4a  .记关于 x 的函数 3 2 21( ) ( 1)3n n nf x x a x a x    , *n N .若 1 (1 15)nx a n „ „ 是函数 ( )nf x 的极值点,且曲线 8 ( )y f x 在点 16(a , 8 16( ))f a 处 的切线的斜率为 15.则满足条件的数列{ }na 的个数为 . 三、解答题(本大题共 6 小题,共 70 分.解答应写出文字说明,证明过程或验算步骤.) 17.(本小题满分 12 分)在 ABC 中,角 A , B , C 的对边分别为 a , b , c ,且 2 2 2 4 2 3b c a bc   . (Ⅰ)求 sin A 的值; (Ⅱ)若 ABC 的面积为 2 ,且 2 sin 3sinB C ,求 ABC 的周长. 18.(本小题满分 12 分)各项均正的数列{ }na 前 n 项和为 nS , nS 是 na 与 1 na 的等差中项. (Ⅰ)证明: 2{ }nS 为等差数列,并求 nS ; (Ⅱ)设 1 1 n n n b S S   ,数列{ }nb 的前 n 项和为 nT ,求满足 5nT … 的最小正整数 n 的值. 19.(本小题满分 12 分)四棱锥 1 1 1 1P A B C D 与直四棱柱 1 1 1 1ABCD A B C D 组合而成的几何体 中,四边形 ABCD 是菱形, 2AB  , 1 2AA  , 2PO  , 60DAB   , 1 1AC 交 1 1B D 于 O ,PO  平面 1 1 1 1A B C D ,M 为 AD 的中点. (Ⅰ)证明: 1AD  平面 1A MB (Ⅱ)动点 Q 在线段 1AA 上(包括端点),若二面角 P 一 1BC 一 Q 的余弦值为 5 29 29 ,求 1A Q 的长度. 20.(本小题满分 12 分)2019 年,受非洲猪瘟影响,全国猪肉价格大幅上涨.10 月份全国居 民消费指数 ( )CPI 同比上涨 3.8% ,创七年新高,某学习调查小组为研究某市居民对猪肉市 场的信心程度,对当地 200 名居民在未来一段时间内猪肉价格上涨 幅度的心理预期值进行了一个抽样调查,得到如图所示的频率分布 直方图: (Ⅰ)求图中 a 的值,并估算该市居民对猪肉价格上涨幅度的平均 心理预期值; (Ⅱ)将猪肉价格上涨幅度预期值在[10 ,30) 和[90 ,110) 的居民 分别定义为对市场“信心十足型”和“信心不足型”,现采用分层抽样 的方法从样本中位于这两个区间的居民中随机抽取 6 名,再从这 6 人中随机抽取 3 名进行跟踪调查,记 X 表示这三人中“信心十足型”的人数,求 X 的分布列、 数学期望与方差. 21.(本小题满分 12 分)已知函数 ( ) 2( )af x x lnxx   , a R . (Ⅰ)当 0a  时,求 ( )f x 的单调区间; (Ⅱ)当 1a  时,有 ( ) mxf x me m„ 成立,求实数 m 的取值范围. (二)选考题(共 10 分.请考生在第 22、23 题中任选一题作答.如果多做,则按 所做第一题计分) 22.在直角坐标系 xOy 中,曲线C 的参数方程为 4cos (2sin x y      为参数),将曲线 C 上各点纵 坐标伸长到原来的 2 倍(横坐标不变),得到曲线 1C ,以坐标原点O 为极点, x 轴的正半轴 为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为 4 cos 3 sin 25 0      . (Ⅰ)写出 1C 的极坐标方程与直线l 的直角坐标方程; (Ⅱ)曲线 1C 上是否存在不同的两点 1(4, )M  , 2(4, )N  (以上两点坐标均为极坐标, 10 2 „ , 20 2 ) „ ,使点 M 、N 到l 的距离都为 3?若存在,求出 1 2| |  的值;若不 存在,请说明理由. 23.已知函数 ( ) | 2 7 | | 2 5 |f x x x    . (Ⅰ)解不等式 ( ) 6f x … ; (Ⅱ)设函数 ( )f x 的最小值为 m ,已知正实数 a , b ,且 2 21 , a bk max a b a b       ,证明: 2 1k m… . 2020—2021 学年上期期中答案 高三 理科数学 一.选择题(本题共 12 小题,每题 5 分,共 60 分.每题只有一个选项是正确的) 二.填空题(本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分) 13、 6  14、-5 15、 8 5 3 4  16、1176 三、解答题(本大题共 6 小题,共 70 分.解答应写出文字说明,证明过程或验算步骤.) 17. (本小题满分 12 分) 解:(Ⅰ) 2 2 2 4 2 3b c a bc   , 由余弦定理可得 4 22 cos 3bc A bc , ------------------2 分 2 2cos 3A  , ------------------------------------------- --3 分 在 ABC 中, 2 1sin 1 3A cos A   . ---------------------------------------------5 分 (Ⅱ) ABC 的面积为 2 ,即 1 1sin 22 6bc A bc  , 6 2bc  ,-----------------7 分 又 2 sin 3sinB C ,由正弦定理可得 2 3b c ,------------------------------------------9 分 3 2b  , 2c  ,则 2 2 2 2 cos 6a b c bc A    , 6a  ,---------------------------11 分 ABC 的周长为 2 3 2 6  .----------------------------------------------------------------12 分 18. (本小题满分 12 分) 解:(1)证明:由 nS 是 na 与 1 na 的等差中项,可得 12 n n n S a a   , 当 1n  时, 1 1 1 1 12 2a S a a    ,解得 1 1( 1a   舍去),--------------------------------------2 分 当 2n… 时, 1n n na S S   ,可得 1 1 12 n n n n n S S S S S      , 化为 1 1( )( ) 1n n n nS S S S    ,即 2 2 1 1n nS S   ,-------------------------------------------4 分 则 2{ }nS 为首项为 1,公差为 1 的等差数列, 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 C A B C B D B B B D C C 由 2 1 1nS n n    ,可得 nS n , *n N ;----------------------------------- --------6 分 (2) 1 1 1 1 1n n n b n nS S n n        ,----------------------------------------8 分 2 1 3 2 2 3 1 1 1nT n n n            ,------------------------10 分 5nT … ,即 1 1 5n   … ,解得 35n… , 则满足 5nT … 的最小正整数 n 的值为 35.--------------------------------------------------12 分 19. (本小题满分 12 分) 解:解: ( )I 矩形 1 1ADD A 中, 1 1 2tan 2 2 D AA   , 1tan 2A MA  , 1 1 1D AA A MA   , 1 1A M AD ,---------------------------------------------------------1 分 因为菱形 ABCD ,且 60DAB   ,所以 AD BD ,所以 ABD 为正三角形,M 为 AD 中点, 所以 BM AD ,--------------------------------------------------------------------------3 分 所以 BM  平面 1 1ADD A ,所以 1BM AD ,又 1A M BM M , 所 以 1AD  平 面 1A MB ; -----------------------------------------------------------------------5 分 ( )II 以 O 为原点, 1OA , 1OB ,OP 分别为 x , y , z 轴建立空间直角坐 标系, (0P ,0, 2) , (0B ,1, 2) , 1( 3C  ,0, 0) , 设 ( 3Q , 0 , ) , 则 1 ( 3,0, 2)PC    , 1 ( 3, 1, 2)BC    , 1 (2 3,0, )C Q  , ------------------------------------------------------------------------------------------------------7 分 设平面 1PBC 法向量为 ( , , )m x y z , 由 1 1 3 2 0 3 2 0 m PC x z m BC x y z             ,得 ( 2,2 6, 3)m   ,-----------------------------8 分 设平面 1BC Q 的法向量为 ( , , )n a b c 由 1 1 3 2 0 2 3 0 n BC a b c n C Q a c            ,得 ( , 3 2 6, 2 3)n      ,---------------------10 分 所以 2 2 | 2 6 2 24 6 | 5 29| cos , | 2929 ( 3 2 6) 12 m n                  ,化简得 ( 60 2) 0    , 故 0  ,Q 与 1A 重合, 1 0AQ  .---------------------------------------------------------12 分 20(本小题满分 12 分) 解:(1)由直方图知 (0.005 0.02 0.0075 0.0025) 20 1a      ,解得 0.015a  . 设该市居民对猪肉价格上涨幅度的平均心理预期值为 x , 则 (0.005 20 0.015 40 0.02 60 0.0075 80 0.0025 100) 20 55x             , 所以该市居民对猪肉价格上涨幅度的平均心理预期值为 55% .-------------------------4 分 (2)由题意,样本中,“信心十足型”型居民有 0.005 20 200 20   人. “信心不足型”型居民有 0.0025 20 200 10   人. 由分层抽样的定义可知“信心十足型”居民抽取 4 人,“信心不足型”居民抽取 2 人. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------6 分 则 X 的可能取值为 1,2,3, 1 2 4 2 3 6 1( 1) 0.25 C CP X C     , 2 1 4 2 3 6 3( 2) 0.65 C CP X C     , 3 0 4 2 3 6 1( 3) 0.25 C CP X C     , 故 X 的分布列为 X 1 2 3 P 0.2 0.6 0.2 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------10 分 ( ) 1 0.2 2 0.6 3 0.2 2E X        , 2 2 2( ) (1 2) 0.2 (2 2) 0.6 (3 2) 0.2 0.4D X           .--------------------------------12 分 21(本小题满分 12 分) 解:(1)当 0a  时, ( ) 2f x xlnx , 0x  , ( ) 2(1 )f x lnx    ,令 ( ) 0f x  ,解得 1x e  , 当 10 x e   时, ( ) 0f x  ,当 1x e  时, ( ) 0f x  , 函数 ( )f x 的单调递减区间为 1(0, )e ,单调递增区间为 1(e , ) ;-----------------4 分 (2)当 1a  时, 1( ) 2( )f x x lnxx   , 由于 ( ) mxf x me m„ 成立,即 1( ) mxx lnx me mx  „ 成立, 等价于 22( 1) ( 1) ( 1)mx mx mxx lnx mx e e lne   „ 成立,--------------------------------------6 分 令 ( ) ( 1)g x x lnx  , 2( ) ( )mxg x g e „ 1( ) 1g x lnx x      ,令 1( ) 1h x lnx x    , 2 2 1 1 1( ) xh x x x x      , 当 0 1x  时, ( ) 0h x  ,函数 ( )h x 单调递减, 当 1x  时, ( ) 0h x  ,函数 ( )h x 单调递增, ( )h x h … (1) 2 0  , ( ) 0g x   ,函数 ( )g x 在 (0, ) 上单调递增, 2 mxx e „ , 2lnx mx „ ,即 2lnxm x… 恒成立,----------------------------------------------9 分 令 ( ) lnxx x   , 0x  , 2 1( ) lnxx x     , 令 ( ) 0x  ,解得 x e , 当 0 x e  时, ( ) 0x  ,函数 ( )h x 单调递增, 当 x e 时, ( ) 0x  ,函数 ( )h x 单调递减, ( )maxx   (e) 1 e  ,-----------------------------------------------------------------------11 分 2m e  … ,故实数 m 的取值范围为 2[e , ) .--------------------------------------------12 分 (二)选考题(共 10 分.请考生在第 22、23 题中任选一题作答.如果多做,则按 所做第一题计分) 22.解:(1)由曲线 C 的参数方程为 4cos 2sin x y      可得其直角坐标方程为 2 2 116 4 x y  , -----------------------------------------------------------------------------------------------------------1 分 将曲线 C 上各点纵坐标伸长到原来的 2 倍(横坐标不变),得到曲线 1C 的直角坐标方程为 2 2 16x y  ,其极坐标方程为 4  ,------------------------------------------------------3 分 又直线 l 的极坐标方程为 4 cos 3 sin 25 0      ,故其直角坐标方程为 4 3 25 0x y   ; -----------------------------------------------------------------------------------------------------------5 分 (2)曲线 1C 是以 O 为圆心,4 为半径的圆, 圆 心 O 到 直 线 l 的 距 离 为 2 2 | 4 0 3 0 25 | 5 4 3 d       , 存在这样的点 M ,N ,则 / /MN l ,且点O 到 直线 MN 的距离为| | 2OD  ,  2 3MON   ,  1 2 4| | 3    .-----------------------------------------------------------------------------------10 分 23.解:(Ⅰ)由 ( ) 6f x … ,得不等式| 2 7 | | 2 5 | 6x x   … , 当 5 2x  时,不等式可化为 (2 7) (2 5) 6x x    … ,解得 3 2x„ ; 当 5 7 2 2x„ „ 时,不等式可化为 (2 7) (2 5) 6x x    … ,即 2 6… ,无解; 当 7 2x  时,不等式可化为 (2 7) (2 5) 6x x   … ,解得 9 2x… . 综上,不等式 ( ) 6f x … 的解集是 3 9( , ] [ , )2 2   . --------------------------------------------------------------------------------------------------------5 分 (Ⅱ) ( ) | 2 7 | | 2 5 | | 2 7 (2 5) | 2f x x x x x        … , 当且仅当 (2 7)(2 5) 0x x  „ 时取等号, 2m  .----------------------------------------7 分  2 2 2 1 ( ) 2 a b a b   … , 2 21 1 2 a b a b a b    … .  2 21 , 0a bk max a b a b       ,  2 2 2 1 1 2 a bk a b a b   … … , 22 1k … ,即 2 1k m… . --------------------------------------------------------------------------------------------------------10 分