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- 2021-06-23 发布
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理科数学(一)
本试题卷共6页,23题(含选考题)。全卷满分150分。考试用时120分钟。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共12小题,每小题5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.已知复数是一元二次方程的一个根,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,所以,所以.故选B.
2.已知集合,集合,集合,则集合( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意可得,
,则.故选A.
3.已知等差数列,,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,所以,因为,所以,所以公差,所以,所以.故选D.
4.世界最大单口径射电望远镜FAST于2016年9月25日在贵州省黔南州落成启用,它被誉为“中国天眼”,从选址到启用历经22年,FAST选址从开始一万多个地方逐一审查.为了加快选址工作进度,将初选地方分配给工作人员.若分配给某个研究员8个地方,其中有三个地方是贵州省的,问:某月该研究员从这8个地方中任选2个地方进行实地研究,则这个月他能到贵州省的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】.故选D.
5.某几何体的三视图如图所示,则它的表面积是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】此三视图的几何体如图:
,,,,,,
,,
,∴.故选B.
6.如图,在三棱锥中,面,,,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据题意可得,设,则,,在中,,,由余弦定理得,即:,整理得:,解得或(舍),所以.故选D.
7.已知函数,满足和是偶函数,且,设,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为为偶函数,所以,所以,所以为偶函数,又是偶函数,所以,当时,,.故选B.
8.已知抛物线,过点作抛物线的两条切线,,、为切点,若直线经过抛物线的焦点,的面积为,则以直线为准线的抛物线标准方程是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由抛物线的对称性知,轴,且是焦点弦,故,所以,解得(舍去)或,所以焦点坐标为,直线的方程为,所以以直线为准线的抛物线标准方程是.故选D.
9.根据下列流程图输出的值是( )
A.11 B.31 C.51 D.79
【答案】D
【解析】当时,,,
当时,,,
当时,,,
当时,,,
输出.故选D.
10.在长方体中,,点在线段上运动,当异面直线与所成的角最大时,则三棱锥的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
因为A1B∥D1C,所以CP与A1B成角可化为CP与D1C成角,显然当P与A重合时,异面直线CP与BA1所成的角最大,所以.故选B.
11.已知函数的周期为,将函数的图像沿着y轴向上平移一个单位得到函数图像.设,对任意的恒成立,当取得最小值时,的值是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】因为,则,所以,所以,所以函数,所以,所以,;又,所以,,所以,所以,又,所以,所以取得最小值时,,所以的值是.故选C.
12.已知函数,有下列四个命题;
①函数是奇函数;
②函数在是单调函数;
③当时,函数恒成立;
④当时,函数有一个零点,
其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】①函数的定义域是,,不满足函数奇偶性定义,所以函数非奇非偶函数,所以①错误;②取,, ,所以函数在不是单调函数,所以②错误;③当时,,要使,即,即,令
,,,得,所以在上递减,在上递增,所以,所以③正确;④当时,函数的零点即为的解,也就是,等价于函数与函数图像有交点,在同一坐标系画出这两个函数图像,可知他们只有一个交点,所以④是正确的.故选B.
第Ⅱ卷
本卷包括必考题和选考题两部分。第13~21题为必考题,每个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。
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分。
13.共享单车是指企业与政府合作,在公共服务区等地方提供自行车单车共享服务.现从6辆黄色共享单车和4辆蓝色共享单车中任取4辆进行检查,则至少有两个蓝色共享单车的取法种数是_____________.
【答案】115
【解析】分三类,两辆蓝色共享单车,有种,三辆蓝色共享单车,有种,四辆蓝色共享单车,有种,根据分类计数原理可得,至少有两辆蓝色共享单车的取法种数是90+24+1=115.
14.如图所示,在南海上有两座灯塔,这两座灯塔之间的距离为60千米,有个货船从岛P处出发前往距离120千米岛Q处,行驶致一半路程时刚好到达M处,恰巧M处在灯塔A的正南方,也正好在灯塔B的正西方,向量⊥,则=_____________.
【答案】-3600
【解析】由题意可知,⊥,⊥,,
所以=
15.若,满足约束条件,设的最大值点为,则经过点和的直线方程为_______________.
【答案】
【解析】在直角坐标系中,满足不等式组可行域为:
表示点
到可行域的点的距离的平方减4.如图所示,点到点的距离最大,即,则经过,两点直线方程为.
16.已知数列满足(,,且为常数),若为等比数列,且首项为,则的通项公式为________________.
【答案】或
【解析】①若,则,
由,得,由,得,
联立两式,得或,则或,经检验均合题意.
②若,则,由,得,得,则,经检验适合题意.
综上①②,满足条件的的通项公式为或.
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(本小题满分12分)在中,设向量,,.
(1)求的值;
(2)求的取值范围.
【答案】(1)=,(2).
【解析】(1)由,
,································1分
由正弦定理,等式可为,
∴,····················································3分
由余弦定理可得,
∴=.··························································6分
(2)由(1)可知,,所以,······················7分
,·····················································10分
∵,∴,∴,
∴的取值范围为.··································12分
18.(本小题满分12分)某研究所设计了一款智能机器人,为了检验设计方案中机器人动作完成情况.现委托某工厂生产500个机器人模型,并对生产的机器人进行编号:001,002,……,500,采用系统抽样的方法抽取一给容量为50个机器人样本.试验小组对50个机器人样本的动作个数进行分组,频率分布直方图及频率分布表中的部分数组如图所示,请据此回答如下问题:
分组
机器人数
频率
[50,60)
0.08
[60,70)
10
[70,80)
10
[80,90)
[90,100]
6
(1)补全频率分布表,画出频率分布直方图;
(2)若随机抽的号码为003,这500个机器人分别放在A,B,C三个房间,从001到200在A房间,从201到355在B房间,从356到500在C房间,求B房间被抽中的人数是多少?
(3)从动作个数不低于80的机器人中随机选取2个机器人,该2个机器人中动作个数不低于90的机器人数记为,求的分布列与数学期望.
【答案】(1)见解析,(2)16,(3).
【解析】(1)频率分布直方图及频率分布表中的部分数组如图所示,请据此回答如下问题:
分组
机器人数
频率
[50,60)
4
0.08
[60,70)
10
0.2
[70,80)
10
0.2
[80,90)
20
0.4
[90,100]
6
0.12
·········4分
(2)系统抽样的分段间隔为=10,在随机抽样中,首次抽到003号,以后每隔10个抽到一个,则被抽中的机器人数构成以3为首项,10为公差的等差数列,故可分别求出在001到200中有20个,在201至355号中共有16个.··························6分
(3)该2个机器人中动作个数不低于90的机器人数记为,的取值为0,1,2,··7分
所以,,,
所以的分布列
0
1
2
P
················11分
数学期望.·····························12分
19.(本小题满分12分)已知正方体的棱长为1,S是的中点,M是SD上的点,且SD⊥MC.
(1)求证:SD⊥面MAC
(2)求平面SAB与平面SCD夹角的余弦值.
【答案】(1)见解析,(2).
【解析】(1)证明:由题意可知,SA=SB=SC=SD,连BD,设AC交于BD于O,由题意知SO⊥平面ABCD.以O为坐标原点,所在的直线分别为x轴,y轴,z轴,建立坐标系O-xyz如图,
则高SO=1,于是S(0,0,1),D(,0,0),A(0,,0),C(0,,0),所以,,所以,即AC⊥SD,又因为SD⊥MC,所以SD⊥面MAC.··················································5分
(2)根据题意可知,,,,
,则,
设平面SAB的法向量为,
则,所以,所以解得,
令,解得,
所以法向量,················································7分
设平面SCD的法向量为,
则,所以,所以解得,
令,解得,
所以法向量,············································9分
所以,,所以两个法向量的夹角余弦值为
.···········································11分
所以平面SAB与平面SCD夹角的余弦值为.····························12分
20.(本小题满分12分)已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为,其中一个顶点是双曲线的焦点,
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过点的直线与椭圆C相交于不同的两点A,B,过点A,B分别作椭圆的两条切线,求其交点的轨迹方程.
【答案】(1),(2).
【解析】(1)由题意可知双曲线的焦点,,
所以椭圆的C:中a=5,········································1分
根据,解得c=,所以,·································3分
所以椭圆的标准方程为.·································4分
(2)当直线的斜率存在时,设直线的方程为,另设,
设在处切线的方程为,与椭圆C:联立:
,
消去可得:,
由,得,
化简可得:
由,可得,,
所以上式可化为:,
∴,,
所以椭圆在点A处的切线方程为:①,··························7分
同理可得椭圆在点B的切线方程为:②,·······················8分
联立方程①②,消去x得:,解得,··········9分
而A,B都在直线上,所以有,所以,
所以,即此时的交点的轨迹方程为;······11分
当直线的斜率不存在时,直线的方程为x=0,则,则椭圆在点A处的切线方程为:①,椭圆在点B的切线方程为:,此时无交点.
综上所述,交点的轨迹方程为
.······································12分
21.(本小题满分12分)已知函数(a是常数),
(1)求函数的单调区间;
(2)当时,函数有零点,求a的取值范围.
【答案】(1)见解析;(2)或.
【解析】(1)根据题意可得,当a=0时,,函数在上是单调递增的,在上是单调递减的.···········································1分
当a≠0时,,因为>0,
令,解得x=0或.·····························3分
①当a>0时,函数在,上有,即,函数单调递减;函数在上有,即,函数单调递增;························4分
②当a<0时,函数在,上有,即,函数单调递增;函数在上有,即,函数单调递减;························5
分
综上所述,当a=0时,函数的单调递增区间,递减区间为;
当a>0时,函数的单调递减区间为,,递增区间为;
当a<0时,函数的单调递增区间为,,递减区间为;·······6分
(2)①当a=0时,可得,,故a=0可以;·········7分
②当a>0时,函数的单调递减区间为,递增区间为,
(I)若,解得;
可知:时,是增函数,时,是减函数,
由,∴在上;
解得,所以;·······································10分
(II)若,解得;
函数在上递增,
由,则,解得
由,即此时无解,所以;·····························11分
③当a<0时,函数在上递增,类似上面时,此时无解.
综上所述,.···········································12分
请考生在22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分。
22.(本小题满分10分)已知在直角坐标系中,以O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C1的参数方程为:,曲线C2的极坐标方程:,
(1)写出C1和C2的普通方程;
(2)若C1与C2交于两点A,B,求的值.
【答案】(1),;(2).
【解析】(1)将曲线C2的极坐标方程转化为直角坐标方程;····2分
将曲线C1的方程消去t化为普通方程:;··············4分
(2)若C1与C2交于两点A,B,可设,
联立方程组,消去y,可得,··················6分
整理得,所以有,·····························8分
则.·················10分
23.(本小题满分10分)已知函数,
(1)若不等式恒成立,求实数的取值范围;
(2)若对于实数x,y,有,,求证:.
【答案】(1);(2)见解析.
【解析】(1)根据题意可得恒成立,
即,
化简得,
而是恒成立的,
所以,解得;·········································5分
(2),
所以