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- 2021-06-19 发布
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峨山县第一中学 2018 届高三第四次模拟考试
数学(理科)
一、选择题:本题共 12 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.(5 分)已知 i 为虚数单位,m∈R,复数 z=(﹣m2+2m+8)+(m2﹣8m)i,若 z 为负实数,
则 m 的取值集合为( )
A.{0} B.{8} C.(﹣2,4) D.(﹣4,2)
2.(5 分)已知集合 ,集合 B={y|y=1﹣x2},则集合{x|x∈A∪B 且 x∉A∩B}
为( )
A.[﹣2,1]∪(2,+∞) B.(﹣2,1)∪(2,+∞)
C.(﹣∞,﹣2)∪[1,2) D.(﹣∞,﹣2]∪(1,2)
3.(5 分)在(x﹣2)6 展开式中,二项式系数的最大值为 a,含 x5 项的系数为 b,则 =( )
A. B. C. D.
4.(5 分)已知抛物线 C 的顶点为坐标原点,对称轴为坐标轴,直线 l 过抛物线 C 的焦点,
且与抛物线的对称轴垂直,l 与 C 交于 A,B 两点,且|AB|=8,M 为抛物线 C 准线上一点,
则△ABM 的面积为( )
A.16 B.18 C.24 D.32
5.(5 分)给出下列四个命题:
①“若 x0 为 y=f(x)的极值点,则 f′(x0)=0”的逆命题为真命题;
②“平面向量 , 的夹角是钝角”的充分不必要条件是
③若命题 ,则 ;
④命题“
∃
x∈R,使得 x2+x+1<0”的否定是:“
∀
x∈R 均有 x2+x+1≥0”.
其中不正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(5 分)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有女子
善织,日益功,疾,初日织五尺,今一月织九匹三丈(1 匹=40 尺,一丈=10 尺),问日益几
何?”其意思为:“有一女子擅长织布,每天比前一天更加用功,织布的速度也越来越快,从
第二天起,每天比前一天多织相同量的布,第一天织 5 尺,一月织了九匹三丈,问每天增加
多少尺布?”若一个月按 31 天算,记该女子一个月中的第 n 天所织布的尺数为 an,则
的值为( )
A. B. C. D.
7.(5 分)若执行如图所示的程序框图,输出 S 的值为 4,则判断框中应填入的条件是( )
A.k<18 B.k<17 C.k<16 D.k<15
8.(5 分)已知 ,
,则( )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>a>b D.c>b>a
9.(5 分)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的外接球的表面积为( )
A.136π B.144π C.36π D.34π
10.(5 分)若一个四位数的各位数字相加和为 10,则称该数为“完美四位数”,如数字“2017”.试
问用数字 0,1,2,3,4,5,6,7 组成的无重复数字且大于 2017 的“完美四位数”有( )
个.
A.53 B.59 C.66 D.71
11.(5 分)已知双曲线 与双曲线 的离心
率相同,且双曲线 C2 的左、右焦点分别为 F1,F2,M 是双曲线 C2 一条渐近线上的某一点,
且 OM⊥MF2, ,则双曲线 C2 的实轴长为( )
A.4 B. C.8 D.
12.(5 分)已知定义在(﹣∞,4]上的函数 f(x)与其导函数 f'(x)满足(x﹣1)(x﹣
4)[f'(x)﹣f(x)]<0,若 ,则点(x,y)
所在区域的面积为( )
A.12 B.6 C.18 D.9
二、填空题:本题共 4 题,每小题 5 分,共 20 分
13.(5 分)已知 =(x,1), =(1,2), =(﹣1,5),若( +2 )∥ ,则| |= .
14.(5 分)若正实数 m,n 满足 ,则 log2(m+2n)的最小
值为 .
15.(5 分)已知等差数列{an}的前 n 项和为 Sn ,并且 a2=2,S5=15,数列{bn}满足
,记集合 ,若 M 的子集个数为
16,则实数λ的取值范围为 .
16.(5 分)已知动点 P 在棱长为 1 的正方体 ABCD﹣A1B1C1D1 的表面上运动,且 PA=r(0
<r< ),记点 P 的轨迹长度为 f(r)给出以下四个命题:
①f(1)= π;
②f( )= π;
③f( )= π;
④函数 f(r)在(0,1)上是增函数,f(r)在( , )上是减函数.
其中为真命题的是 (写出所有真命题的序号)
三、解答题:本大题 6 小题,共 70 分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.(12 分)已知 a,b,c 分别为锐角△ABC 三个内角 A,B,C 的对边,且(a+b)(sinA
﹣sinB)=(c﹣b)sinC
(Ⅰ)求∠A 的大小;
(Ⅱ)求 sin( +B)﹣2sin2 的取值范围.
18.(12 分)继共享单车之后,又一种新型的出行方式——“共享汽车”也开始亮相北上广深
等十余大中城市,一款叫“一度用车”的共享汽车在广州提供的车型是“奇瑞 eQ”,每次租车
收费按行驶里程加用车时间,标准是“1 元/公里+0.1 元/分钟”,李先生家离上班地点 10 公里,
每天租用共享汽车上下班,由于堵车因素,每次路上开车花费的时间是一个随机变量,根据
一段 时间统计 40 次路上开车花费时间在各时间段内的情况如下:
时间(分钟) [15,25) [25,35) [35,45) [45,55) [55,65]
次数 8 14 8 8 2
以各时间段发生的频率视为概率,假设每次路上开车花费的时间视为用车时间,范围为[15,
65]分钟.
(Ⅰ)若李先生上、下班时租用一次共享汽车路上开车不超过 45 分钟,便是所有可选择的
交通工具中的一次最优选择,设ξ是 4 次使用共享汽车中最优选择的次数,求ξ的分布列和期
望.
(Ⅱ)若李先生每天上下班使用共享汽车 2 次,一个月(以 20 天计算)平均用车费用大约
是多少(同一时段,用该区间的中点值作代表).
19.(12 分)如图,多面体 EF﹣ABCD 中,四边形 ABCD 是菱形,AB=4,∠BAD=60°,AC,
BD 相交于 O,EF∥AC,点 E 在平面 ABCD 上的射影恰好是线段 AO 的中点.
(Ⅰ)求证:BD⊥平面 ACF;
(Ⅱ)若直线 AE 与平面 ABCD 所成的角为 45°,求平面 DEF 与平面 ABCD 所成角(锐角)
的余弦值.
20.(12 分)如图所示,在△ABC 中,AB 的中点为 O,且 O A=1,点 D 在 AB 的延长线上,
且 .固定边 AB,在平面内移动顶点 C,使得圆 M 与边 BC,边 AC 的延长线相切,
并始终与 AB 的延长线相切于点 D,记顶点 C 的轨迹为曲线Γ.以 AB 所在直线为 x 轴,O 为
坐标原点如图所示建立平面直角坐标系.
(Ⅰ)求曲线Γ的方程;
(Ⅱ)设动直线 l 交曲线Γ于 E、F 两点,且以 EF 为直径的圆经过点 O,求△OEF 面积的取
值范围.
21.(12 分)已知函数 ,h(x)=ex﹣1.
(Ⅰ)当 x≥0 时,f(x)≤h(x)恒成立,求 a 的取值范围;
(Ⅱ)当 x<0 时,研究函数 F(x)=h(x)﹣g(x)的零点个数;
(Ⅲ)求证: (参考数据:ln1.1≈0.0953).
请考生在第(22)、(23)题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分[选修 4-4:
坐标系与参数方程]
22.(10 分)在平面直角坐标系 xoy 中,已知圆 C 的参数方程为 (θ为参数),
直线 l 的参数方程为 (t 为参数),定点 P(1,1).
(Ⅰ)以原点 O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴,单位长度与平面直角坐标系下的单位长度
相同建立极坐标系,求圆 C 的极坐标方程;
(Ⅱ)已知直线 l 与圆 C 相交于 A,B 两点,求||PA|﹣|PB||的值.
[选修 4-5:不等式选讲]
23.已知关于 x 的不等式|x﹣1|+|x+3|≤m 的解集不是空集,记 m 的最小值为 t.
(Ⅰ)求 t 的值;
(Ⅱ)若不等式|x﹣1|+|x+3|>|x﹣a|的解集包含[﹣1,0],求实数a 的取值范围.
【参考答案】
一、选择题
1.B
【解析】∵复数 z=(﹣m2+2m+8)+(m2﹣8m)i,为负实数,
则 m2﹣8m=0 且﹣m2+2m+8<0,解得 m=8,
故选 B.
2.D
【解析】∵集合 ={x|﹣2<x<2},
集合 B={y|y=1﹣x2}={y|y≤1},
∴集合{x|x∈A∪B 且 x∉A∩B}=(﹣∞,﹣2]∪(1,2).
故选:D.
3.B
【解析】在(x﹣2)6 展开式中,二项式系数的最大值为 a,∴a= =20.
展开式中的通项公式:Tr+1= x6﹣r(﹣2)r,令 6﹣r=5,可得 r=1.
∴含 x5 项的系数为 b= =﹣12,
则 = =﹣ .
故选:B.
4.A
【解析】由题意,不妨设抛物线方程为 y2=2px(p>0).
则焦点 F( ,0),准线方程为 x=﹣ .
在由题意可知|AB|=8 即为抛物线的通径长等于 8,即 2p=8.
所以 p=4,由 N 为C 的准线上一点,则 M 到 AB 所在直线的距离等于 p=4.
则△ABM 的面积为 =16.
故选:A.
5.C
【解析】对于①,“若 x0 为 y=f(x)的极值点,则 f′(x0)=0”的逆命题为“若 f′(x0)=0,则
x0 为 y=f(x)的极值点”不正确,
比如 f(x)=x3,f′(x)=3x2,f′(x0)=0,可得 x0=0,不为极值点,故①错;
对于②,“平面向量 , 的夹角是钝角”
⇔
“ • <0,且 , 不共线”,
则“平面向量 , 的夹角是钝角”的必要不充分条件是 ,故②错;
对于③,若命题 ,则 ,或 x=1.故③错;
对于④,命题“
∃
x∈R,使得 x2+x+1<0”的否定是:“
∀
x∈R 均有 x2+x+1≥0”.
故④正确.
其中不正确的个数为 3.
故选:C.
6.B
【解析】由题意可得:每天织布的量组成了等差数列{an},
a1=5(尺),S31=9×40+30=390(尺),设公差为 d(尺),
则 31×5+ d=390,解得 d= .
则 =
= • = • = .
故选:B.
7.C
【解析】根据程序框图,运行结果如下:
S k
第一次循环 log23 3
第二次循环 log23•log34 4
第三次循环 log23•log34•log45 5
第四次循环 log23•log34•log45•log56 6
第五次循环 log23•log34•log45•log56•log67 7
第六次循环 log23•log34•log45•log56•log67•log78 8
第七次循环 log23•log34•log45•log56•log67•log78•log89 9
…
第十三次循环 log23•log34•log45•log56•…•log1415 15
第十四次循环 log23•log34•log45•log56••…•log1415•log1516=log216=4 16
故如果输出 S=4,那么只能进行十四次循环,故判断框内应填入的条件是 k<16.
故选:C.
8.A
【解析】设 y=2lnt﹣t2,令 t= ∈(1,2)
则 y′= <0,
∴y=2lnt﹣t2 在(1,2)上是减函数,
所以 y=2ln ﹣( )2 在(1,2)上是减函数,
∵ < < ,
∴a>b>c.
故选:A.
9.D
【解析】由三视图可知几何体为四棱锥 E﹣ABCD,直观图如图所示:
其中,BE⊥平面 ABCD,BE=4,AB⊥AD,AB= ,
C 到 AB 的距离为 2,C 到 AD 的距离为 2 ,
以 A 为原点,以 AB,AD,及平面 ABCD 过 A 的垂线为坐标轴建立空间直角坐标系 A﹣xyz,
则 A(0,0,0),B(0, ,0),C(2,2 ,0),D(4,0,0),E(0, ,4).
设外接球的球心为 M(x,y,z),则 MA=MB=MC=MD=ME,
∴x2+y2+z2=x2+(y﹣ )2+z2=(x﹣2)2+(y﹣2 )2+z2=(x﹣4)2+y2+z2=x2+(y﹣
)2+(z﹣4)2,
解得 x=2,y= ,z=2.
∴外接球的半径 r=MA= = ,
∴外接球的表面积 S=4πr2=34π.
故选:D.
10.D
【解析】根据题意,四位数字相加和为 10 的情况有①0、1、3、6,②0、1、4、5,③0、1、
2、7,④0、2、3、5,⑤1、2、3、4;共 5 种情况,
则分 5 种情况讨论:
①四个数字为 0、1、3、6 时,
千位数字可以为 3 或 6,有 2 种情况,将其余 3 个数字全排列,安排在百位、十位、个位,
有 A33=6 种情况,
此时有 2×6=12 个“完美四位数”,
②四个数字为 0、1、4、5 时,
千位数字可以为 4 或 5,有 2 种情况,将其余 3 个数字全排列,安排在百位、十位、个位,
有 A33=6 种情况,
此时有 2×6=12 个“完美四位数”,
③四个数字为 0、1、2、7 时,
千位数字为 7 时,将其余 3 个数字全排列,安排在百位、十位、个位,有 A33=6 种情况,
千位数字为 2 时,有 2071、2107、2170、2701、2710,共 5 种情况,
此时有 6+5=11 个“完美四位数”,
④四个数字为 0、2、3、5 时,
千位数字可以为 2 或 3 或 5,有 3 种情况,将其余 3 个数字全排列,安排在百位、十位、个
位,有 A33=6 种情况,
此时有 3×6=18 个“完美四位数”,
⑤四个数字为 1、2、3、4 时,
千位数字可以为 3 或 4 或 2,有 3 种情况,将其余 3 个数字全排列,安排在百位、十位、个
位,有 A33=6 种情况,
此时有 3×6=18 个“完美四位数”,
则一共有 12+12+11+18+18=71 个“完美四位数”,故选:D.
11.D
【解析】双曲线 中,a1= ,c1= =2 ,则离心率 e= = = ,
即 c= a,则 b2=c2﹣a2= a2,得 b= a,即 = ,
设双曲线的渐近线为 y= x,即 bx﹣ay=0,
则右焦点 F2,
∵OM⊥MF2,
∴MF2= = ,
则渐近线 y= x= x,则渐近线的倾斜角∠MOF2=30°,∠OF2M=60°,
则 OF2=2MF2,即 c=2b,
则三角形的面积 = OF2MF2sin60°= ×b•2b• = b2,
则 b2=16,则 a2=3b2=48,则 a=4 ,
则 2a= ,
即双曲线 C2 的实轴长为 ,
故选:D.
12.A
【解析】构造函数 g(x)= ,则 g′(x)= = ,
又(x﹣1)(x﹣4)[f'(x)﹣f(x)]<0,
当 x<1 时,f'(x)﹣f(x)<0,
当 1<x<4 时,f'(x)﹣f(x)>0,
∴g(x)在(﹣∞,1)上单 调递减,在[1,4]上单调递增,
∵ ,
∴f(|x|+|y|+1)< f( |x|+|y|+2),同除以 e|x|+|y|+1,
∴ < ,
∴g(|x|+|y|+1)<g( |x|+|y|+2),
∵|x|+|y|+1≥1, |x|+|y|+2≥2,∴|x|+|y|+1< |x|+|y|+2,
即 |x|<1,∴|x|<2,①
又定义域限制∴|x|+|y|+1≤4,②
|x|+|y|+2≤4,③,
∴ ,画出如图所比表示的可行域,
∴S 阴影=2S 梯形=2× ×(2+4)×2=12,故选:A
二、填空题
13.
【解析】根据题意, =(x,1), =(1,2), =(﹣1,5),
则 +2 =(x+2,5),
若( +2 )∥ ,则有 x+2=﹣1,
解可得 x=﹣3;
即 =(﹣3,1),
则| |= = ;
故答案为: .
14. 2
【 解 析 】 ( x+ ) dx= xdx+ dx= + ×
=2.
∴ =2(n,m>0).
∴2≥ ,化为:mn≥2.当且仅当 m=2n=2 时取等号.
∴log2(m+2n)≥ =2.
故答案为:2.
15. <λ≤1
【解析】设数列{an}的公差为 d,
∵等差数列{an|的前 n 项和为 Sn,并且 a2=2,S5=15,
由题意得 ,解得 ,
∴an=n,
∴Sn=n+ = .
∵数列{bn}满足 ,
集合 ,
得 = ≥λ,n∈N*;
令 f(n)= ,n∈N*,
则 f(1)=1,f(2)= ,f(3)= ,f(4)= ,f(5)= .
下面研究数列 f(n)= 的单调性,
∵f(n+1)﹣f(n)= ﹣ = ,
∴n≥3 时,f(n+1)﹣f(n)<0,f(n+1)<f(n),即 f(n)单调递减.
∵M 的子集个数为 16,∴2n=16,解得 n=4,
∴集合 M 的元素个数为 4;
∴不等式 ≥λ,n∈N*解的个数为 4,
∴λ的取值范围是 .
故答案为: <λ≤1.
16.①④
【解析】如图所示:①当 0<r≤1 时,f(r)=3× ×r= r,f( )= ,
此时,由一次函数的单调性可得:
0<f(r)≤ <5,
②当 1<r≤ 时,在平面 ABCD 内,设以点 A 为圆心,r 为半径的圆弧与 BC、CD 分别交
于点 E、F,则
cos∠DAF= ,∠EAF= ﹣2∠DAF,
∴cos∠EAF=sin2∠DAF=2 = ,
cos∠EAG= ,
∴f(r)=3rarccos +3rarccos ;
③当 <r≤ 时,∵CM= ,
∴ ,
∴cos∠MAN= = ,
∴f(r)=3rarccos ,
综上,当 0<r≤1 时,f(r)= r,
当 1<r≤ 时,f(r)=3rarccos +3rarccos ;
当 <r≤ 时,f(r)=3rarccos ,
故只有①④正确.故答案为:①④.
三、解答题
17.解:(Ⅰ)因为(a+b)(sinA﹣sinB)=(c﹣b)sinC,
由正弦定理有(a+b)(a﹣b)=(c﹣b)c,即有 b2+c2﹣a2=bc
由余弦定理得 ,又 A 为锐角,∴A=
(Ⅱ)由题,
=
又在锐角△ABC 中,有 ,
所以 ,所以 ,
∴ 的取值范围是. .
18.解:(Ⅰ)李先生一次租用共享汽车,为最优选择的概率
依题意ξ的值可能为 0,1,2,3,4,且ξ~B(4, ),
,
,
,
,
,
∴ξ的分布列为:
ξ 0 1 2 3 4
P
(或 ).
(Ⅱ)每次用车路上平均花的时间
(分钟)
每次租车的费用约为 10+35.5×0.1=13.55 元.
一个月的平均用车费用约为 542 元.
19.解:(Ⅰ)取 AO 的中点 H,连结 EH,则 EH⊥平面 ABCD
∵BD 在平面 ABCD 内,∴EH⊥BD
又菱形 ABCD 中,AC⊥BD 且 EH∩AC=H,EH、AC 在平面 EACF 内
∴BD⊥平面 EACF,即 BD⊥平面 ACF
(Ⅱ)由(Ⅰ)知 EH⊥平面 ABCD,以 H 为原点,如图所示建立空间直角坐标系 H﹣xyz
∵EH⊥平面 ABCD,∴∠EAH 为 AE 与平面 ABCD 所成的角,
即∠EAH=45°,又菱形 ABCD 的边长为 4,则
各点坐标分别为 ,
E(0,0, )
易知 为平面 ABCD 的一个法向量,记 = , = ,
=
∵EF∥AC,∴ =
设平面 DEF 的一个法向量为 (注意:此处 可以用
替代)
即 = ,
令 ,则,∴
∴
平面 DEF 与平面 ABCD 所成角(锐角)的余弦值为 .
20.解:(Ⅰ)依题意得 AB=2,BD=1,设动圆 M 与边 AC 的延长线相切于 T1,与边 BC 相
切于 T2,则 AD=AT1,BD=BT2,CT1=CT2
所以 AD+BD=AT1+BT2=AC+CT1+BT2=AC+CT1+CT2=AC+BC=AB+2BD=4>AB=2.
所以点 C 轨迹Γ是以 A,B 为焦点,长轴长为 4 的椭圆,且挖去长轴的两个顶点.则曲线Γ
的方程为 .
(Ⅱ)由于曲线Γ要挖去长轴两个顶点,所以直线 OE,OF 斜率存在且不为 0,所以可设直
线
由 得 , ,同理可得: , ;
所以 ,
又 OE⊥OF,所以
令 t=k2+1,则 t>1 且 k2=t﹣1,
所以
=
又 ,所以 ,所以 ,
所以 ,所以 ,
所以△OEF 面积的取值范围为 .
21.解:(Ⅰ)令 H(x)=h(x)﹣f(x)=ex﹣1﹣aln(x+1)(x≥0)
则
①若 a≤1,则 ,H'(x)≥0,H(x)在[0,+∞)递增,
H(x)≥H(0)=0,
即 f(x)≤h(x)在[0,+∞)恒成立,满足,a≤1,
a 的取值范围(﹣∞,1];
②若 a>1, 在[0,+∞)递增,
H'(x)≥H'(0)=1﹣a 且 1﹣a<0,
且 x→+∞时,H'(x)→+∞,
则
∃
x0∈(0,+∞)使 H'(x0)=0 进而 H(x)在[0,x0)递减,在(x0,+∞)递增,
所以当 x∈(0,x0)时 H(x)<H(0)=0,
即当 x∈(0,x0)时,f(x)>h(x),不满足题意,舍去;
综合①,②知 a 的取值范围为(﹣∞,1];
(Ⅱ)依题意得 ,则 F'(x)=ex﹣x2+a,
则 F''(x)=ex﹣2x>0 在(﹣∞,0)上恒成立,故 F'(x)=ex﹣x2+a 在(﹣∞,0)递增,
所以 F'(x)<F'(0)=1+a,且 x→﹣∞时,F'(x)→﹣∞;
①若 1+a≤0,即 a≤﹣1,则 F'(x)<F'(0)=1+a≤0,故 F(x)在(﹣∞,0)递减,
∴F(x)>F(0)=0,F(x)在(﹣∞,0)无零点;
②若 1+a>0,即 a>﹣1,则 使 ,
进而 F(x)在 递减,在 递增,
且 x→﹣∞时, ,
F(x)在 上有一个零点,在 无零点,
故 F(x)在(﹣∞,0)有一个零点.
综合①②,当 a≤﹣1 时无零点;当 a>1 时有一个公共点.
(Ⅲ)证明:由(Ⅰ)知,当 a=1 时,ex>1+ln(x+1)对 x>0 恒成立,
令 ,则 即 ;
由(Ⅱ)知,当 a=﹣1 时, 对 x<0 恒成立,
令 ,则 ,
∴ ;
故有 .
22.解:(Ⅰ)依题意得圆 C 的一般方程为(x﹣1)2+y2=4,
将 x=ρcosθ,y=ρsinθ代入上式得ρ2﹣2ρcosθ﹣3=0,
所以圆 C 的极坐标方程为ρ2﹣2ρcosθ﹣3=0.
(Ⅱ)依题意得点 P(1,1)在直线 l 上,
所以直线 l 的参数方程又可以表示为 (t 为参数),
代入圆 C 的一般方程为(x﹣1)2+y2=4,得 5t2﹣2t﹣3=0,
设点 A,B 分别对应的参数为 t1,t2,
则 ,
所以 t1,t2 异号,不妨设 t1>0,t2<0,
所以 ,
所以 .
23.解:(Ⅰ)因为|x﹣1|+|x+3|≥|(x﹣1)﹣(x+3)|=4,
当且仅当﹣3≤x≤1 时取等号,
故 m≥4,即 t=4.
(Ⅱ)x∈[﹣1,0].则 x﹣1<0.x+3>0.
由已知得 1﹣x+x+3>|x﹣a|在 x∈[﹣1,0]上恒成立,
∴x﹣4<a<x+4 在 x∈[﹣1,0]上恒成立,
∴﹣4<a<3.
∴实数 a 的取值范围是(﹣4,3).