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- 2021-06-24 发布
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2020 年全国新高考Ⅰ卷数学试卷
一、选择题
1.设集合퐴 = {푥|1 ≤ 푥 ≤ 3},퐵 = {푥|2 < 푥 < 4},则퐴 ∪ 퐵 = ()
A.{푥|2 < 푥 ≤ 3} B.{푥|2 ≤ 푥 ≤ 3} C.{푥|1 ≤ 푥 < 4}
D.{푥|1 < 푥 < 4}
2. 2−푖
1+2푖 =()
A.1 B.−1 C.푖 D.−푖
3.6名同学到甲、乙、丙三个场馆做志愿者,每名同学只去一个
场馆,甲场馆安排1名,乙场馆安排2名,丙场馆安排3买名,则不同
的安排方法共有()
A.120种 B.90种 C.60种 D.30种
4.日晷是中国古代用来测定时间的仪器,利用与晷面垂直的晷
针投射到晷面的影子来测定时间.把地球看成一个球(球心记为푂),
地球上一点퐴的纬度是指푂퐴与地球赤道所在平面所成角,点퐴处的水
平面是指过点퐴且与푂퐴垂直的平面,在点퐴处放置一个日晷,若晷面
与赤道所在平面平行,点퐴处的纬度为北纬40∘,则晷针与点퐴处的
水平面所成角为()
A.20∘ B.40∘ C.50∘ D.90∘
5.某中学的学生积极参加体育锻炼,其中有96%的学生喜欢足
球或游泳,60%的学生喜欢足球,82%的学生喜欢游泳,则该中学
既喜欢足球又喜欢游泳的学生数占该校学生总数的比例是()
A.62% B.56% C.46% D.42%
6.基本再生数푅0与世代间隔푇是新冠肺炎的流行病学基本参
数.基本再生数指一个感染者传染的平均人数,世代间隔指相邻两
代间传染所需的平均时间.在新冠肺炎疫情初始阶段,可以用指数
模型:퐼(푡) = 푒푟푡描述累计感染病例数퐼(푡)随时间푡(单位:天)的变
化规律,指数增长率푟与푅0,푇近似满足푅0 = 1 + 푟푇,有学者基于已
有数据估计出푅0 = 3.28,푇 = 6.据此,在新冠肺炎疫情初始阶段,
累计感染病例数增加1倍需要的时间约为(ln2 ≈ 0.69)()
A.1.2天 B.1.8天 C.2.5天 D.3.5天
7.已知푃是边长为2的正六边形퐴퐵퐶퐷퐸퐹内的一点,则퐴푃
→
⋅ 퐴퐵
→
的
取值范围是()
A.(−2,6) B.(−6,2) C.(−2,4) D.(−4,6)
8.若定义在R的奇函数푓(푥)在(−∞, 0)单调递减,且푓(2) = 0,则
满足푥푓(푥 − 1) ≥ 0的푥的取值范围是()
A.[−1,1] ∪ [3, +∞) B.[−3, −1] ∪ [0,1] C.[−1,0] ∪
[1, +∞) D.[−1,0] ∪ [1,3]
二、多选题
9.已知曲线퐶:푚푥2 + 푛푦2 = 1.()
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A.若푚 > 푛 > 0,则퐶是椭圆,其焦点在푦轴上
B.若푚 = 푛 > 0,则퐶是圆,其半径为√푛
C.若푚푛 < 0,则퐶是双曲线,其渐近线方程为푦 = ±√− 푚
푛 푥
D.若푚 = 0, 푛 > 0,则퐶是两条直线
10.如图是函数푦 = sin(휔푥 + 휑)的部分图像,则sin(휔푥 +
휑) =()
A.sin (푥 + 휋
3) B.sin (휋
3 − 2푥) C.cos (2푥 + 휋
6)
D.cos (5휋
6 − 2푥)
11.已知푎 > 0,푏 > 0,且푎 + 푏 = 1,则()
A.푎2 + 푏2 ≥ 1
2
B.2푎−푏 > 1
2
C.log2푎 + log2푏 ≥ −2 D.√푎 + √푏 ≤ 2
12.信息熵是信息论中的一个重要概念,设随机变量푋所有可能
的取值为1,2,⋯,푛,且푃(푋 = 푖) = 푝푖 > 0(푖 = 1,2, ⋯ , 푛),
∑ 푝푖
푛
푖=1 = 1,定义푋的信息熵퐻(푋) = − ∑ 푝푖
푛
푖=1 log2푝푖,则()
A.若푛 = 1,则퐻(푋) = 0
B.若푛 = 2,则퐻(푋)随着푝푖的增大而增大
C.若푝푖 = 1
푛 (푖 = 1,2, … , 푛),则퐻(푋)随着푛的增大而增大
D.若푛 = 2푚,随机变量푌所有可能的取值为1,2,⋯,푚,且
푃(푌 = 푗) = 푝푗 + 푝2푚+1−푗(푗 = 1,2, ⋯ , 푚),则퐻(푋) ≤ 퐻(푌)
三、填空题
13.斜率为√3的直线过抛物线퐶: 푦2 = 4푥的焦点,且与퐶交于퐴,
퐵两点,则|퐴퐵| =________.
14.将数列{2푛 − 1}与{3푛 − 2}的公共项从小到大排列得到数列
{푎푛},则{푎푛}的前푛项和为________.
15.某中学开展劳动实习,学生加工制作零件,零件的截面如图
所示.푂为圆孔及轮廓圆弧퐴퐵所在圆的圆心,퐴是圆弧퐴퐵与直线퐴퐺
的切点,퐵是圆弧퐴퐵与直线퐵퐶的切点,四边形퐷퐸퐹퐺为矩形,퐵퐶 ⊥
퐷퐺,垂足为퐶,tan∠푂퐷퐶 = 3
5
,퐵퐻//퐷퐺,퐸퐹 = 12푐푚,퐷퐸 = 2푐푚,
퐴到直线퐷퐸和퐸퐹的距离均为7푐푚,圆孔半径为1,则图中阴影部分
的面积为________푐푚2.
16.已知直四棱柱퐴퐵퐶퐷 − 퐴1퐵1퐶1퐷1的棱长均为2,∠퐵퐴퐷 = 60∘,
以퐷1为球心,√5为半径的球面与侧面퐵퐶퐶1퐵1的交线长为________.
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四、解答题
17.在①푎푐 = √3,②푐sin퐴 = 3,③푐 = √3푏这三个条件中任选
一个,补充在下面问题中,若问题中的三角形存在,求푐的值;若问
题中的三角形不存在,说明理由.
问题:是否存在△ 퐴퐵퐶,它的内角퐴,퐵,퐶的对边分别为푎,푏,
푐,且sin퐴 = √3sin퐵,퐶 = 휋
6
,________?
18.已知公比大于1的等比数列{푎푛}满足푎2 + 푎4 = 20,푎3 = 8.
(1)求{푎푛}的通项公式;
(2)记푏푚为{푎푛}在区间(0, 푚](푚 ∈ N∗)中的项的个数,求数列
{푏푚}的前100项和푆100.
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19.为加强环境保护,治理空气污染,环境监测部门对某市空气
质量进行调研,随机抽查了100天空气中的푃푀2.5和푆푂2浓度(单位:
휇푔/푚3),得下表:
(1)估计事件“该市一天空气中푃푀2.5浓度不超过75,且푆푂2浓
度不超过150”的概率;
(2)根据所给数据,完成下面的2 × 2列联表:
(3)根据(2)中的列联表,判断是否有99%的把握认为该市一天
空气中푃푀2.5浓度与푆푂2浓度有关?
附:퐾2 = 푛(푎푑−푏푐)2
(푎+푏)(푐+푑)(푎+푐)(푏+푑)
,
푃(퐾2 ≥ 푘) 0.050 0.010 0.001
푘 3.841 6.635 10.828
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20.如图,四棱锥푃 − 퐴퐵퐶퐷的底面为正方形,푃퐷 ⊥底面
퐴퐵퐶퐷.设平面푃퐴퐷与平面푃퐵퐶的交线为푙.
(1)证明:푙 ⊥平面푃퐷퐶;
(2)已知푃퐷 = 퐴퐷 = 1,푄为푙上的点,求푃퐵与平面푄퐶퐷所成角的
正弦值的最大值.
21.已知函数푓(푥) = 푎푒푥−1 − ln푥 + ln푎.
(1)当푎 = 푒时,求曲线푦 = 푓(푥)在点(1, 푓(1))处的切线与两坐标
轴围成的三角形的面积;
(2)若푓(푥) ≥ 1,求푎的取值范围.
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22.已知椭圆퐶: 푥2
푎2 + 푦2
푏2 = 1(푎 > 푏 > 0)的离心率为√2
2
,且过点
퐴(2,1).
(1)求퐶的方程;
(2)点푀,푁在퐶上,且퐴푀 ⊥ 퐴푁,퐴퐷 ⊥ 푀푁,퐷为垂足.证明:
存在定点푄,使得|퐷푄|为定值.
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参考答案与试题解析
2020 年全国新高考Ⅰ卷数学试卷
一、选择题
1.C
2.D
3.C
4.B
5.C
6.B
7.A
8.D
二、多选题
9.A,C,D
10.B,C
11.A,B,D
12.A,C
三、填空题
13.16
3
14.3푛2 − 2푛
15.5휋
2 + 4
16.√2휋
2
四、解答题
17.解:选①:∵sin퐴 = √3sin퐵,퐶 = 휋
6
,푎푐 = √3,
∴sin (5
6 휋 − 퐵) = √3sin퐵,
∴1
2
cos퐵 + √3
2
sin퐵 = √3sin퐵,
∴sin (휋
6 − 퐵) = 0,∴퐵 = 휋
6
.
又∵퐶 = 휋
6
,∴푏 = 푐.
由正弦定理可得:푎 = √3푏,
又푎푏 = √3
解得푎 = √3, 푏 = 1,
∴푐 = 1,
故满足条件存在△ 퐴퐵퐶;
选②:sin퐴 = √3sin퐵,퐶 = 휋
6
,푐sin퐴 = 3.
∵푐sin퐴 = 3,∴푎sin퐶 = 3,
∴푎 = 6.
由正弦定理可得:푎 = √3푏,
∴푏 = 2√3,
∴푐2 = 푎2 + 푏2 − 2푎푏cos퐶
= 36 + 12 − 24√3 × √3
2 = 12,
∴푐 = 2√3,
8 / 11
∴퐵 = 휋
6
,퐴 = 2
3 휋,
故满足条件存在△ 퐴퐵퐶;
选③:푐 = √3푏,sin퐴 = √3sin퐵,퐶 = 휋
6
,
由①可知,퐵 = 휋
6
,
故△ 퐴퐵퐶为等腰三角形푐 = 푏,又푐 = √3푏,矛盾.
故不存在△ 퐴퐵퐶满足条件.
18.解:(1)由题意可知{푎푛}为等比数列,
푎2 + 푎4 = 20,푎3 = 8,
可得푎3
푞 + 푎3푞 = 20,
得2푞2 − 5푞 + 2 = 0,
(2푞 − 1)(푞 − 2) = 0.
∵ 푞 > 1,
∴ 푞 = 2,
∵ 푎1 × 푞2 = 푎3,
可得푎1 = 2,
∴ {푎푛}的通项公式为:
푎푛 = 2 × 2푛−1 = 2푛.
(2) ∵ 푏푚为{푎푛}在(0, 푚](푚 ∈ N∗)中的项的个数,
当푚 = 2푘时,푏푚 = 푘,
当푚 ∈ [2푘−1, 2푘)时,푏푚 = 푘 − 1,其中푘 ∈ N+.
可知푆100 = 푏1 + (푏2 + 푏3)
+(푏4 + 푏5 + 푏6 + 푏7)
+(푏8 + 푏9 + ⋯ + 푏15)
+(푏16 + 푏17 + ⋯ + 푏31)
+(푏32 + 푏33 + ⋯ + 푏63)
+(푏64 + 푏65 + ⋯ + 푏100)
= 0 + 1 × 2 + 2 × 4 + 3 × 8
+4 × 16 + 5 × 32 + 6 × 37
= 480.
19.解:(1)根据抽查数据,
该市100天的空气中푃푀2.5浓度不超过75,且푆푂2浓度不超过
150的天数为:
32 + 18 + 6 + 8 = 64,
因此,该市一天空气中푃푀2.5浓度不超过75,
且푆푂2浓度不超过150的概率的估计值为 64
100 = 0.64.
(2)根据抽查数据,可得2 × 2列联表:
(3)根据(2)的列联表得
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퐾2 = 100×(64×10−16×10)2
80×20×74×26 ≈ 7.484,
由于7.484 > 6.635,故有99%的把握认为该市一天空气中
푃푀2.5浓度与푆푂2浓度有关.
20.(1)证明:因为四边形퐴퐵퐶퐷为正方形,
故퐵퐶 ⊥ 퐶퐷.
又因为푃퐷 ⊥底面퐴퐵퐶퐷,故푃퐷 ⊥ 퐵퐶,
又由于푃퐷 ∩ 퐷퐶 = 퐷,因此퐵퐶 ⊥平面푃퐷퐶.
因为在正方形퐴퐵퐶퐷中퐵퐶//퐴퐷,
且퐴퐷 ⊂平面푃퐴퐷,퐵퐶 ⊄平面푃퐴퐷,
故퐵퐶//平面푃퐴퐷.
又因为퐵퐶 ⊂平面푃퐵퐶,
且平面푃퐴퐷与平面푃퐵퐶的交线为푙,
故퐵퐶//푙.
因此푙 ⊥平面푃퐷퐶.
(2)解:由已知条件,푃 − 퐴퐵퐶퐷底面为正方形,
푃퐷 ⊥底面퐴퐵퐶퐷,
以퐷为原点,퐷퐴为푥轴,퐷퐶为푦轴,퐷푃为푧轴,
建立퐷 − 푥푦푧空间直角坐标系,如图所示:
因为푃퐷 = 퐴퐷 = 1,푄在直线푙上,
设푄(푎, 0,1),其中푎 ∈ R,
由题意得,퐷(0,0,0),퐶(0,1,0),퐵(1,1,0),푃(0,0,1),
则푃퐵
→
= (1,1, −1),퐷퐶
→
= (0,1,0),퐷푄
→
= (푎, 0,1),
设平面푄퐶퐷法向量为푛→ = (푥, 푦, 푧),
则{푛→ ⋅ 퐷퐶
→
= 0,
푛→ ⋅ 퐷푄 = 0,
得{푦 = 0,
푎푥 + 푧 = 0,
令푧 = −푎,
则平面푄퐶퐷的一个法向量为:푛→ = (1,0, −푎),
设푃퐵与平面푄퐶퐷成角为휃,
则sin휃 = |cos < 푛→, 푃퐵
→
> |
= |1 + 푎|
√3 × √1 + 푎2
= 1
√3
× √(1 + 푎)2
1 + 푎2
= √3
3 × √1 + 2푎
1+푎2,
10 / 11
①若푎 = 0,则sin휃 = √3
3
,
②若푎 ≠ 0,则sin휃 = √3
3 × √1 + 2
1
푎+푎
,
푎 > 0时,
∵ 1
푎 + 푎 ≥ 2 × √1
푎 ⋅ 푎 = 2,
当且仅当1
푎 = 푎,即푎 = 1时,$``="$成立,
∴ sin휃 ≤ √3
3 × √1 + 2
2 = √6
3
.
当푎 < 0时,sin휃 < √3
3
,
∴当푎 = 1时,sin휃 = √6
3
取到最大值.
综上所述,푃퐵与平面푄퐶퐷成角的正弦值的最大值为√6
3
.
21.解:(1)当푎 = 푒时,푓(푥) = 푒푥 − ln푥 + 1,
푓′(푥) = 푒푥 − 1
푥
,
∴푘 = 푓′(1) = 푒 − 1,푓(1) = 푒 + 1,
∴푦 − (푒 + 1) = (푒 − 1)(푥 − 1),
即푦 = (푒 − 1)푥 + 2,
∴在푦轴上的截距为2,在푥轴的截距为 2
1−푒
,
∴푆 = 1
2 × 2 × | 2
1−푒 | = 2
푒−1
.
(2)①当0 < 푎 < 1时,푓(1) = 푎 + ln푎 < 1;
②当푎 = 1时,푓(푥) = 푒푥−1 − ln푥,
푓′(푥) = 푒푥−1 − 1
푥
,
当푥 ∈ (0,1)时,푓′(푥) < 0,
当푥 ∈ (1, +∞)时,푓′(푥) > 0,
所以当푥 = 1时,푓(푥)取得最小值,
最小值为푓(1) = 1,从而푓(푥) ≥ 1;
③当푎 > 1时,
푓(푥) = 푎푒푥−1 − ln푥 + ln푎 ≥ 푒푥−1 − ln푥 ≥ 1.
综上,푎的取值范围是[1, +∞).
22.(1)解:由题设得 4
푎2 + 1
푏2 = 1,
푎2−푏2
푎2 = 1
2
,
解得푎2 = 6,푏2 = 3.
∴ 퐶的方程为푥2
6 + 푦2
3 = 1.
(2)证明:设푀(푥1, 푦1),푁(푥2, 푦2).
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若直线푀푁与푥轴不垂直,设直线푀푁的方程为
푦 = 푘푥 + 푚,代入푥2
6 + 푦2
3 = 1得
(1 + 2푘2)푥2 + 4푘푚푥 + 2푚2 − 6 = 0.
于是푥1 + 푥2 = − 4푘푚
1+2푘2,푥1푥2 = 2푚2−6
1+2푘2 .①
由퐴푀 ⊥ 퐴푁知퐴푀
→
⋅ 퐴푁
→
= 0,
故(푥1 − 2)(푥2 − 2) + (푦1 − 1)(푦2 − 1) = 0,可得
(푘2 + 1)푥1푥2 + (푘푚 − 푘 − 2)(푥1 + 푥2) + (푚 − 1)2 + 4 = 0,
将①代入上式可得
(푘2 + 1) 2푚2−6
1+2푘2 − (푘푚 − 푘 − 2) 4푘푚
1+2푘2 + (푚 − 1)2 + 4 = 0,
整理得(2푘 + 3푚 + 1)(2푘 + 푚 − 1) = 0,
因为퐴(2,1)不在直线푀푁上,
所以2푘 + 푚 − 1 ≠ 0,
故2푘 + 3푚 + 1 = 0,푘 ≠ 1,
于是푀푁的方程为푦 = 푘(푥 − 2
3) − 1
3 (푘 ≠ 1),
所以直线푀푁过点푃(2
3 , − 1
3).
若直线푀푁与푥轴垂直,可得푁(푥1, −푦1).
由퐴푀
→
⋅ 퐴푁
→
= 0得
(푥1 − 2)(푥1 − 2) + (푦1 − 1)(−푦1 − 1) = 0.
又푥12
6 + 푦12
3 = 1,
可得3푥1
2 − 8푥1 + 4 = 0,
解得푥1 = 2(舍去),푥1 = 2
3
,
此时直线푀푁过点푃(2
3 , − 1
3).
令푄为퐴푃的中点,即푄(4
3 , 1
3).
若퐷与푃不重合,则由题设知
퐴푃是푅푡 △ 퐴퐷푃的斜边,故|퐷푄| = 1
2 |퐴푃| = 2√2
3
.
若퐷与푃重合,则|퐷푄| = 1
2 |퐴푃|.
综上,存在点푄(4
3 , 1
3),使得|퐷푄|为定值.
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