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- 2021-06-20 发布
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中学生标准学术能力诊断性测试2020年5月测试
文科数学试卷(一卷)
本试卷共150分,考试时间120分钟.
一、选择题:本大题共12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,那么( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
,所以,选A.
2.已知复数满足(其中为虚数单位),则的虚部为( )
A. B. 4 C. 1 D.
【答案】B
【解析】
【分析】
把已知等式变形,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案.
【详解】由,得.
复数的虚部是.
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.已知实数,满足约束条件,则最大值为( )
A. 2 B. 6 C. 8 D. 12
【答案】C
【解析】
【分析】
先根据约束条件画出可行域,再利用几何意义求最值,表示直线在轴上的截距,只需求出可行域直线在轴上的截距最大值即可.
详解】先根据约束条件画出可行域,
作直线,讲直线平移,当过点时,取得最大值
故选:C.
【点睛】本题主要考查线性规划问题,以及利用几何意义求最值,属于基础题.
4.已知实数,满足,,则( )
A. 2 B. 3 C. 5 D. 6
【答案】D
【解析】
【分析】
设,则,,再利用即可求出的值,进而求出,的值.
【详解】设,则,,
,
,
,,
∴
故选:D.
【点睛】本题主要考查了对数式与指数式的互化,以及对数的运算性质,是基础题.
5.已知向量,满足,且,则向量与的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
根据即可得出,从而得出,进而得出,根据向量夹角的范围即可求出夹角.
【详解】,∴
∴
设向量与的夹角为
∴
∵
∴
故选:B.
【点睛】考查向量垂直的充要条件,以及向量数量积的运算,向量夹角的余弦公式,属于中档题.
6.已知函数,则函数的单调递增区间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
求的导数,由,即可求得答案.
【详解】,
令得:,
.
函数的单调递增区间为.
故选:C.
【点睛】本题考查利用导数研究函数的单调性,易错点在于忽视函数的定义域,属于中档题.
7.数列的前项和,若,则( )
A. 6 B. 8 C. 9 D. 10
【答案】D
【解析】
【分析】
当时,可得,当时,,验证时是否适合可得通项公式,代入通项公式求解可得结果.
【详解】当时,,
当时,,
当时,上式也适合,
数列的通项公式为:
∴
故选:D.
【点睛】本题考查等差数列的前项和公式和通项公式的关系,属中档题.
8.已知,,“且”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】
作出不等式组对应的平面区域,利用区域关系结合充分条件和必要条件的定义进行判断即可.
【详解】且等价于
等价于
作出两个不等式组对应的平面区域都是以,,,为顶点的正方形
∴“且”是“”的充要条件,
故选:C.
【点睛】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,结合充分条件和必要条件结合平面区域的关系是解决本题的关键.
9.已知实数,则函数的图象一定不可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
求函数的导数,判断的正负情况,即可得出答案.
【详解】∵
∴
∴,
观察各选项的图象,判断的正负情况,得:
观察A选项的图象,得,,故
∴,,
故A选项的图象不符合
观察B选项的图象,得,,故
∴,,
故B选项的图象符合
观察C选项的图象,得,,故
∴,,
故C选项的图象符合
观察D选项的图象,得,,故
∴,,
故D选项的图象符合
故选:A.
【点睛】本题考查了函数的图象的识别,利用导数判断函数的性质,属于中档题.
10.已知,,则方程组的解的个数( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】
由的几何意义知图像是双曲线,化简得,故题目等价于求解直线与双曲线的交点个数,联立方程组求解即可.
详解】设,,
则等价于
∴动点的轨迹是以,为焦点,以2为实轴长的双曲线
∴,,
∴双曲线的标准方差为
∴题目等价于求解直线与双曲线的交点个数
联立,求解得
∵方程组只有一组解,故直线与双曲线只有一个交点
故选:B.
【点睛】本题主要考查双曲线和直线的位置关系,根据定义判断得到曲线为双曲线是解题的关键.
11.已知中,角,,所对的边分别是,,.若,且,则( )
A. B. C. 或 D. 不存在
【答案】A
【解析】
【分析】
由题意,利用余弦定理和正弦定理,化简求得,再利用降幂公式与和差化积,以及同角的三角函数关系,求得的值.
【详解】中,,;
,
,
,
,
即;
,
又,,
,
化简得,解得或
∵,
∴.
故选:A.
【点睛】本题考查了三角恒等变换应用问题,也考查了正弦、余弦定理的应用问题,是中档题.
12.已知,,,若三次函数有三个零点,,,且满足,,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
根据条件建立方程求出,的值,然后回代,求出的范围,结合零点式求出,,的等式关系,结合不等式的性质进行求解即可.
【详解】∵,
,即,
得,代入得,
∵,
,解得,
设三次函数的零点式为,
比较系数得,,
故
故选:D.
【点睛】本题主要考查函数与方程的应用,利用条件求出参数,,利用函数零点式以及不等式的关系进行转化是解决本题的关键.
二、填空题:
13.已知和是椭圆的两个焦点,则______.
【答案】
【解析】
【分析】
求出椭圆的,,再由,即可得到所求焦距.
【详解】椭圆的,,
∴,
即有.
故答案为:.
【点睛】本题考查椭圆的方程,主要考查椭圆的焦距的求法,考查运算能力,属于基础题.
14.将1名同学和2名老师随机地排成一排,则该名学生恰好在2名老师中间的概率为______.
【答案】
【解析】
【分析】
用列举法计算总的排法和该名学生恰好在2名老师中间的排法,由概率公式可得.
【详解】设学生用表示,老师用、表示
1名同学和2名老师随机地排成一排,总的排法有:
,,,,,,共6种
其中该名学生恰好在2名老师中间的有,共2种
所以该名学生恰好在2名老师中间的概率为.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查古典概型的计算,属于基础题.
15.定义在上的偶函数满足,则______.
【答案】
【解析】
【分析】
将等式中的替换为,两式相减得,结合是偶函数,得到函数的周期,所以,令代入求解即可.
【详解】∵……①
将①中的替换为,得……②
①②得
又∵是偶函数,故
∴
∴是周期函数,
∴
①式中令,得
∴,整理得
解得
∴
故答案为:.
【点睛】本题主要考查函数的奇偶性和周期性,属于中档题.
16.已知中,,,.如图,点为斜边上一个动点,将沿翻折,使得平面平面.当______时,取到最小值.
【答案】
【解析】
【分析】
设,作或的延长线于点,作或的延长线于点,求出、、,表示出,利用三角函数性质求最值,取最小值时,,在中利用正弦定理可求的值.
【详解】设,,作或的延长线于点,作或的延长线于点,则,
,,,
∴
∴
∴当,即时,
在中,,
在中,由正弦定理得
即
∴.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查空间中的线段长计算,考查正弦定理得应用,考查学生的计算能力,属于难题.
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每道试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答.
(一)必考题:
17.如图,点是锐角的终边与单位圆的交点,逆时针旋转得,逆时针旋转得,…,逆时针旋转得.
(1)若的坐标为,求点的横坐标;
(2)若点的横坐标为,求的值.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】
(1)由题意利用任意角的三角函数的定义,求得、的值,再利用两角和的余弦公式即可求解;
(2)根据得的横坐标的值,化简得,利用同角三角函数关系和二倍角公式可求的值.
【详解】(1)因为点,根据三角函数的定义可得,
根据题意可知点的横坐标为
(2)根据题意可知点的横坐标为
所以
又因为,所以,所以
所以.
【点睛】本题主要考查任意角的三角函数的定义,二倍角公式、诱导公式、两角和的余弦公式,属于中档题.
18.某高中某班共有40个学生,将学生的身高分成4组:平频率/组距,,,进行统计,作成如图所示的频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中的值和身高在内的人数;
(2)求这40个学生平均身高估计值(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表)(精确到0.01).
【答案】(1)0.0450;18人,(2).
【解析】
【分析】
(1)根据频率分布直方图和频率的定义可得的值,计算身高在内的频率,由此能估计身高在内的人数;
(2)同一组中的数据用该组区间的中点值为代表,直接计算可得平均身高的估计值.
【详解】(1)由图可得,,三组的频率分别为0.1250,0.3000,0.1250
所以
所以身高在内的人数为:(人)
(2)这40个学生平均身高的估计值为
所以这40个学生平均身高的估计值为.
【点睛】本题考查了频率分布直方图的应用以及平均数的计算问题,属于基础题.
19.如图,四棱锥中,是边长为2的等边三角形.梯形满足:,∥,.
(1)求证:;
(2)若,求点到平面的距离.
【答案】(1)见解析(2)
【解析】
【分析】
(1)证明平面,由平面,从而得到;
(2)利用等体积法计算即可得结果.
【详解】(1)取的中点,连接,,
因为为边长为2的等边三角形,
所以,
因为,∥,
所以四边形为平行四边形,
又因为,所以.
因为,所以平面,
所以;
(2)设点到平面的距离为,
因为,,,所以,
又因为,所以平面.
由可得,
,
所以.
【点睛】本题主要考查线面垂直的判定定理和点到平面的距离计算,利用等体积法是解决点到平面的距离的关键.
20.如图,已知抛物线:,过直线上一点作直线交抛物线于,两点,且点为中点、作直线交轴于点.
(1)求点的坐标;
(2)求面积的最大值.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】
(1)设点,,中点,直线的斜率为,利用点差法得,写出直线的方程可得的坐标;
(2)设出直线的方程,与抛物线方程联立,利用弦长公式得,利用点到直线的距离公式得点到直线的距离,进而表示出的面积,利用基本不等式确定三角形面积的最大值.
【详解】设点,,中点,
直线的斜率为,(斜率显然存在且不为0).
由可得,
所以,故,
(1)直线:,即,解得点.
(2)因为直线经过点,直线的斜率为,
所以可得直线的方程是:,
由联立可得,
所以,
所以,
又因为点到直线的距离为,
所以的面积为:
当时,的面积取到最大值.
【点睛】本题考查抛物线的性质、直线与抛物线的位置关系的应用,注意韦达定理、弦长公式、不等式等知识的灵活运用,考查运用解析几何的方法解决数学问题的能力,属于中档题.
21.已知函数.
(1)求在处的切线方程:
(2)已知实数时,求证:函数的图象与直线:有3个交点.
【答案】(1)(2)见解析
【解析】
【分析】
(1)求出原函数的导函数,可得,再求出切点为(1,0),利用直线方程的点斜式可得函数的图象在处的切线方程;
(2)函数的图象与直线交点的个数等价于函数的零点个数,通过导数判断函数的单调性,求函数的最值同0进行比较,得到结果.
【详解】(1)因为,所以,
所以,
又因为,所以在处的切线方程;
(2)证明:当时,函数图象与直线交点的个数等价于函数的零点个数,
因为,,
设,
因为二次函数在时,,,
所以存在,,使得,,
所以在单调递增,单调递减,单调递增.
因为,所以,,
因此在存在一个零点;
又因为当,,
所以在存在一个零点;
当时,,
所以在存在一个零点;
所以,函数的图象与直线:有3个交点.
【点睛】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,考查运用导数研究函数性质的方法,考查运算能力,考查函数与方程的数学思想方法和分析问题、解决问题的能力.
(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,则按所做的第一题计分.作答时请写清题号.
[选修4-4:坐标系与参数方程选讲]
22.在极坐标系中,已知曲线:,过点引倾斜角为的直线,交曲线于,两点.
(1)求曲线的直角坐标方程;
(2)若直线分别交直线于,两点,且、、成等比数列,求的值.
【答案】(1);(2)或
【解析】
【分析】
(1)曲线的极坐标方程转化为,由此能求出曲线的直角坐标方程;
(2)写出直线的参数方程,将直线的参数方程代入曲线C的直角坐标方程,得,由此韦达定理、等比数列的性质,结合已知条件能求出
的值.
【详解】(1)∵曲线:
∴
∴曲线的直角坐标方程为,化简得
(2)直线的参数方程为
直线的参数方程代入曲线C的直角坐标方程,整理得:
设,两点对应的参数分别为,,则
,
∴
设直线交直线于点,直线交直线于点,
∴,,()
∵、、成等比数列
∴
代入数据得:
解得:或.
【点睛】本题考查直角坐标方程、极坐标方程、参数方程的互化等基础知识,考查等比数列的性质,考查题目转换能力和运算求解能力,是中档题.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知实数,满足:.
(1)求证:;
(2)若对任意的,,恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)见解析(2)
【解析】
【分析】
(1)利用基本不等式和绝对值的三角不等式证明;
(2)利用基本不等式求出的最小值,得出,再讨论的范围解出.
【详解】(1)证明:因为,
若,不等式显然成立;.
若,则,
所以,当,且取到等号;
综上.
(2)因为,
所以,
当时,,解得,∴;
当时,,∴;
当时,,解得,∴.
综上,解得.
【点睛】本题考查 了不等式的证明,绝对值不等式的解法,绝对值的三角不等式和基本不等式的应用,属于中档题.