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- 2021-06-24 发布
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2020届模拟09
文科数学
测试范围:学科内综合.共150分,考试时间120分钟
第Ⅰ卷(选择题 共60分)
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.设复数满足(为虚数单位),则( )
A. 0 B. C. 2 D.
【答案】B
【解析】
【分析】
通过复数的除法求出,由复数和共轭复数的关系进而可求出.
【详解】解:注意到,则
故选:B.
【点睛】本题考查了共轭复数,考查了复数的运算.
2.在数学漫长的发展过程中,数学家发现在数学中存在着神秘的“黑洞”现象.数学黑洞:无论怎样设值,在规定的处理法则下,最终都将得到固定的一个值,再也跳不出去,就像宇宙中的黑洞一样.目前已经发现的数字黑洞有“123黑洞”、“卡普雷卡尔黑洞”、“自恋性数字黑洞”等.定义:若一个位正整数的所有数位上数字的次方和等于这个数本身,则称这个数是自恋数.已知所有一位正整数的自恋数组成集合,集合,则的真子集个数为( )
A. 3 B. 4 C. 7 D. 8
【答案】C
【解析】
【分析】
根据自恋数的定义,求出;用列举法表示出,求出交集后,由交集中元素个数,即可求出真子集个数.
【详解】解:依题意,,
- 22 -
故,故的真子集个数为7
故选:C.
【点睛】本题考查了集合的运算,考查了真子集的涵义.若集合中元素个数有 个,则其子集有 个,真子集有 个,非空子集有个,非空真子集有个.
3.已知,则“”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】
以为条件,判断能否推出;反之以为条件,判断能否推出,即可选择正确答案.
【详解】解:由,得
即,,从而.以上推导过程均是可逆的
故选:C.
【点睛】本题考查了充分和必要条件.判断两个命题的关系时,通常分两步,若,则 是 的充分条件, 是的必要条件;反之,若则 是 的必要条件, 是的充分条件.
4.用表示中的最大值,若,则的最小值为( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】
令,求出分界点,结合函数的图像进行讨论,求出,进而可求最小值.
【详解】解:可知当时,,此时.
- 22 -
当时,可得,此时
当时,,此时.综上,
可得当或时取得最小值1
故选:B.
【点睛】本题考查了函数的最值,考查了分段函数.求函数最值时,常用的方法有图像法,单调性法,导数法.对于分段函数求最值时,往往画出函数图像进行分析求值.
5.如图,圆过正六边形的两个顶点,记圆与正六边形的公共部分为,则往正六边形内投掷一点,该点不落在内的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
不妨设,求出正六边形的面积以及的面积,结合几何概型,可求所求的概率.
【详解】解:依题意,不妨设,故正六边形的面积
公共部分为的面积.故所求概率
故选:D
【点睛】本题考查了几何概型.当题目已知为平面区域,在求概率时,往往用面积之比;当已知为射线问题时,往往用角度之比;当已知为区间时,往往用长度之比;当已知为几何体时,往往用体积之比.
- 22 -
6.已知正项等比数列的前项和为,且,若,,则的大小关系为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
由,求出公比,进而可求,明确,即可比较大小.
【详解】解依题意,,故,
则,因为,
故.
故选:B.
【点睛】本题考查了等比数列,考查了等比数列前 项和,考查了指数函数的性质,考查了对数函数的性质.对于两个 型的数值在比较大小时,若底数相同,则结合指数函数的单调性判断;若指数相同则可结合幂函数的图像、性质进行判断;若底数、指数均不相同,则可找到中间量进行比较.
7.如图,网格纸上小正方形的边长为1,根据图中三视图,求得该几何体的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
- 22 -
【分析】
由三视图可知,原几何体为半球体与圆柱体拼接而成,且半径为2, 高为2.进而可求表面积.
【详解】解:将三视图还原,可知原几何体由半球体与圆柱体拼接而成
其中半球体半径为2,圆柱体的底面半径为2,高为2.
故所求几何体的表面积
故选:C.
【点睛】本题考查了三视图,考查了圆柱的表面积,考查了球的表面积.由三视图求几何体的表面积时,需要由三视图还原几何体.本题的难点也正是几何体的还原.本题的易错点是求表面积时,多加、少加了底面的面积.
8.已知单位向量夹角为,若向量,且,则( )
A. 2 B. 4 C. 8 D. 16
【答案】B
【解析】
【分析】
由可知,进而可求出,从而明确了,即可求其模.
【详解】解:依题意,,故,故,故.
解得,故,故,故.
故选:B.
【点睛】本题考查了向量的数量积,考查了向量模的求法.对于向量问题,若已知两个向量垂直,则可知.求解向量的模时,可代入进行求解.
9.执行如图所示的程序框图,若输出的的值是35,则判断框内应补充的条件为( )
- 22 -
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据流程图,由开始,分别进行若干循环,探究跳出循环时的值,从而可得正确答案.
【详解】当,可得;当,可得;
当,,可得;当,可得;
当,可得;当,可得;
当,可得;当,可得;
当,可得;当,可得.
故判断框内应补充的条件为.
故选:C.
【点睛】本题考查了流程图.对于已知结果补充流程图问题,常考的为循环框图,往往采用代入选项进行验证的方法.此类题型的易错点为:临界点能正确求出,但不能正确写出判断条件.
10.过椭圆一个焦点且垂直于轴的直线与椭圆交于两点,是原点,若是等边三角形,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
- 22 -
【答案】D
【解析】
【分析】
焦点坐标代入椭圆方程中可求出交点坐标,结合是等边三角形,可知,结合椭圆中 的取值范围,可求椭圆的离心率.
【详解】解:不妨设题中的焦点为椭圆的右焦点,将焦点坐标代入椭圆方程中
得两交点坐标分别为.由于是等边三角形,则可得
从而,即,解之得或(舍去)
故选:D.
【点睛】本题考查了椭圆离心率的求解.本题的关键是由等边三角形求出 的关系式.本题的易错点是忽略椭圆中离心率的取值范围,没能进行正确取舍.
11.已知函数的图象如图所示,则的解析式可能是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
由图象可得当 , ,故可排除C,因为当 时, .当 ,可得 ,而当 时, ,故可排除D选项,当 时, ,故可排除A选项,
本题选择B选项.
- 22 -
12.设定义在上的函数满足任意都有,且时,,则、、的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据先确定是周期为4的函数,进而可得,,,再构造函数,结合条件判断其单调性,即可得出结果.
【详解】因为函数满足任意都有,所以,则是周期为4的函数.则有,,.
设,则导数为,
又由时,,则,所以函数在上单调递增;则有,即,即
- 22 -
,
变形可得.
故选A
【点睛】本题主要考查函数的周期性和利用导数研究函数的单调性,结合题意构造函数,对新函数求导,判断出其单调性,即可求解,属于常考题型.
第Ⅱ卷(非选择题 共90分)
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.将答案填在题中的横线上.)
13.已知函数,则函数图象的对称轴为________.
【答案】
【解析】
【分析】
由,进而由诱导公式及二倍角公式可知, .令,从而可求函数的对称轴.
【详解】解:依题意,
由得,故的图象关于直线对称.
故答案为:
【点睛】本题考查了诱导公式,考查了二倍角公式,考查了三角函数对称轴的求法.对于,采用整体的思想,令 可求对称轴,令
,可求对称中心的横坐标.本题的易错点有两个,一是最后答案未写成 的形式;二是解时,未除以.
14.已知直线与直线相互垂直,点到圆的最短距离为3,则______________.
- 22 -
【答案】2
【解析】
【分析】
根据题设条件可得关于的方程组,求出其解后可得的值.
【详解】依题意,,解得,或,(舍),
故.
故答案为:2.
【点睛】本题考查两直线的垂直以及定点到圆上动点的距离的最值问题,本题属于基础题.
15.已知点满足,求的取值范围为________.
【答案】
【解析】
【分析】
画出满足约束条件的可行域, 将看作阴影部分区域内的点与点连线的斜率,通过分析可求 的最值,从而可求的最值.
【详解】解:不等式组所表示的平面区域如图所示阴影部分
(包括边界),其中为直线的交点, 计算可得三点坐标分别为
表示阴影部分区域内的点与点连线的斜率
由图象可得的最大值为
- 22 -
的最小值为,故,从而.
故答案为: .
【点睛】本题考查了线性规划问题.在求目标函数最值时,常见的目标函数有三种形式,一是 型,此时将 当做直线与 轴的截距相关的量;二是,此时将看作是可行域内一点与 连线的斜率;三是,此时将看作是可行域内一点与的距离的平方.
16.已知数列的前项和,数列对,有,求______________.
【答案】
【解析】
由条件 可得 ,当 , ,从而数列 的通项公式 .
当 时,由得 ,将此二式相减,可得 , .当 时,得 ,
符合表达式 ,故数列 的通项公式为 ,
从而 .
点睛: 数列的递推关系是给出数列的一种方法,根据给出的初始值和递推关系可以依次写出这个数列的各项,由递推关系求数列的通项公式,常用的方法有:①求出数列的前几项,再归纳猜想出数列的一个通项公式;②将已知递推关系式整理、变形,变成等差、等比数列,或用累加法、累乘法、迭代法求通项.
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.在中,角的对边分别为,已知.
(1)求;
- 22 -
(2)若,求.
【答案】(1)2;(2).
【解析】
【分析】
(1)由整理可知,进而求出的值,结合正弦定理即可求出.
(2)由整理可知,进而由余弦定理可求、,从而可求 .
【详解】解:(1)由得
即,解得或(舍去)
由正弦定理得.
(2)由余弦定理得,将代入
得,解得.由余弦定理得,
又为三角形内角,故,
又,
从而.
【点睛】本题考查了正弦定理,考查了余弦定理,考查了三角恒等变换.若题目已知角的等式求边的关系时,常结合正弦定理、余弦定理进行边角互化.已知两角及一角的对边,常选择正弦定理解三角形;已知两边及其夹角或者已知三边时,常用余弦定理解三角形.
18.如图,正三棱柱中,为中点,为上的一点,
- 22 -
.
(1)若平面,求证:.
(2)平面将棱柱分割为两个几何体,记上面一个几何体的体积为,下面一个几何体的体积为,求.
【答案】(1)证明过程见解析;(2)
【解析】
试题分析:
(1)由题意可得四点在同一个平面上,则易知.
(2)由题意转化顶点可求得棱锥的体积,.
试题解析:
(1)如图,取中点,连接.
棱柱为正三棱柱,
为正三角形,侧棱两两平行且都垂直于平面.
,
平面,, 平面,
平面, ,四点在同一个平面上.
平面,平面,平面平面,
, , ,为中点,即.
(2)正三棱柱的底面积,则体积.
- 22 -
下面一个几何体为四棱锥,底面积,因为平面平面,过点作边上的高线,由平面与平面垂直的性质可得此高线垂直于平面,故四棱锥的高,则,从而.
19.为了调查某厂工人生产某件产品的效率,随机抽查了100名工人某天生产该产品的数量,所取样本数据分组区间为,由此得到如图所示频率分布直方图.
(1)求的值并估计该厂工人一天生产此产品数量的平均值;
(2)从生产产品数量在的四组工人中,用分层抽样方法抽取13人,则每层各应抽取多少人?
【答案】(1);57.35;(2)6人,4人,2人,1人.
【解析】
【分析】
(1)由长方形的面积和为1,可求的值.求出各长方形的面积与中点积的和即为平均值.
(2)100与四组频率之积,即可分别求出四组分别有多少人,结合总的抽取人数,即可求出每组抽取的人数.
【详解】解:(1)由于小矩形的面积之和为1,则,
- 22 -
由此可得.该厂工人一天生产此产品数量的平均值
为.
(2)生产产品数量在的工人有人,
生产产品数量在的工人有人,
生产产品数量在的工人有人,
生产产品数量在的工人有人.
则四组工人抽取人数分别为人,人,
人,人.
【点睛】本题考查了频率分布直方图,考查了由频率分布直方图估计平均数,考查分层抽样.对于频率分布直方图,常用的的公式即为长方形的面积为该组频率,所有长方形的面积之和为1.对于分层抽样的题型,关键是求出抽样比.
20.已知是曲线上的动点,且点到的距离比它到x轴的距离大1.直线与直线的交点为.
(1)求曲线的轨迹方程;
(2)已知是曲线上不同的两点,线段的垂直垂直平分线交曲线于两点,若的中点为,则是否存在点,使得四点内接于以点为圆心的圆上;若存在,求出点坐标以及圆的方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)存在,,.
【解析】
【分析】
(1)由点到的距离比它到轴的距离大1可知, 点的轨迹为抛物线,即可求出轨迹方程.
(2) 设,点差法结合中点,可求出,从而可求直线
- 22 -
的方程是,直线的方程是,分别与联立,求出交点的坐标,求出到四点距离均相等的点即为圆心,该距离即为半径,即可求出圆的方程.
【详解】解:(1)因为点到的距离比它到轴的距离大1,
则点到的距离与点到直线的距离相等.故点的轨迹为抛物线
焦点为,则.即曲线的轨迹方程为.
(2)联立,解得,故.
设,则,根据点差法,两式相减整理得
.所以直线的方程是
直线的斜率为 ,则直线的方程是
联立,解得
从而有.联立,得,则
设的中点为,则,从而有
故四点共圆且为圆心,故圆的方程是.
【点睛】本题考查了点轨迹方程的求解,考查了抛物线的定义,考查了直线与抛物线的相交问题,考查圆的方程,考查了弦长问题.求解点的轨迹方程时,常用的方法是设出点的坐标,由题意找到横纵坐标的等量关系,即可得到轨迹方程;但对于某些题,当点的轨迹是特殊图形时,如直线、圆、椭圆、双曲线、抛物线,我们可先判断出点的轨迹形状,再根据具体形状的定义等求方程.
21.已知函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若在区间上有两个零点,求的取值范围.
【答案】(1)详解见解析;(2)
- 22 -
【解析】
【分析】
(1)首先求得函数的导函数,然后分类讨论求得函数的单调区间即可;
(2)结合(1)的结论,利用导函数与原函数的关系整理可得的取值范围是.
【详解】(1)的定义域为,,
令可得或.下面分三种情况.
当时,可得,由得,由得,
此时的单调递增区间为,单调递减区间为.
当时,由得或,由得,
此时的单调递增区间为,单调递减区间为.
当时,,在区间上单调递增.
(2)由(1)得,当时,在处取得最小值,且在区间内先减后增,又,
,要使得在区间上有两个零点,
必须有且,由此可得.
当时,,显然在区间上不存在两个零点.
当时,由(1)得在区间内先减后增,
- 22 -
又,,
故此时在区间上不存在两个零点.
当时,由(1)得在区间内先增,先减,后增.
又,,
故此时在区间上不存在两个零点.
当时,由(1)得在区间上单调递增,
在区间上不存在两个零点.
综上,的取值范围是.
【点睛】本题考查含参数的函数的单调性以及函数的零点,前者需结合导数的符号来讨论,后者应利用函数的单调性以及零点存在定理来讨论,本题属于难题.
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.
22.在极坐标系中,曲线的极坐标方程为.现以极点为原点,极轴为轴的非负半轴建立平面直角坐标系,直线的参数方程为(为参数).
(1)求曲线的直角坐标系方程和直线的普通方程;
(2)点在曲线上,且到直线的距离为,求符合条件的点的直角坐标.
【答案】(1),;(2), ,,.
- 22 -
【解析】
【分析】
(1) 两边同时乘以,结合 即可求解;对于直线,消除参数即可得普通方程.
(2)由题意求出曲线的参数方程为,由到直线的距离为,可知,整理后可求出 的值,从而可得答案.
【详解】解:(1)由曲线的极坐标方程为,则
即,得其标准方程为.
直线参数方程为(为参数),则其普通方程为.
(2)由(1)得曲线为圆心为,半径为5的圆,曲线的参数方程为
(为参数),则,化简为
可得或.
当时,注意到,联立方程组得
或,此时对应的点坐标为.
当时,同理可得或,即点坐标为.
综上,符合条件的点坐标为.
【点睛】本题考查了极坐标方程与普通方程的转化,考查了参数方程与普通方程的转化,考查了参数的应用.极坐标方程向普通方程转化时,代入公式
- 22 -
;反之,由普通方程转化为极坐标方程时,代入公式;参数方程转化为普通方程时,关键是消参.
23.已知定义在上的函数.
(1)当时,解不等式;
(2)若对任意恒成立,求的取值范围.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】
(1) ,则临界点为,分别讨论,,,去掉绝对值号,即可求解.
(2) 当时可知对任意恒成立;当时, 通过讨论 的不同取值,,去掉绝对值号,求出的最小值,从而可求 的取值范围.
【详解】解:(1)当时,.
当时,原不等式可化为,解得.结合得,此时.
当时,原不等式可化为,解得,结合得,此时不存在.
当时,原不等式可化为,解得,结合得,此时.
综上,原不等式的解集为.
(2)由于对任意恒成立,故当时
不等式对任意恒成立,此时.
当,即或时,由于,记
下面对分三种情况讨论.
当时,,在区间内单调递减.
当时,,在区间内单调递增.
当时,,在区间内单调递增.
- 22 -
综上,可得.要使得对任意恒成立,只需
即,得.结合或,得.
综上,的取值范围为.
【点睛】本题考查了绝对值不等式解法,考查了不等式恒成立问题.解含绝对值的不等式时,常用的方法有分类讨论法、几何意义法、图像法等.对于不等式恒成立问题,常转化为函数的最值,若 恒成立,则求 的最小值,使;若恒成立,则求的最大值,使.
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