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  • 2021-06-30 发布

2016年山西省太原市高考一模试卷数学文

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2016 年山西省太原市高考一模试卷数学文 一、选择题:本大题共 12 个小题,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.已知全集 U={1,2,3,4,5},集合 M={3,4,5},N={1,2,5},则集合{1,2}可以表示 为( ) A.M∩N B.(CUM)∩N C.M∩(CUN) D.(CUM)∩(CUN) 解析:根据元素之间的关系进行求解即可. ∵M={3,4,5},N={1,2,5}, ∴M∩N={5},(CUM)∩N={1,2}, M∩(CUN)={3,4}, (CUM)∩(CUN)=∅. 答案:B 2.i 是虚数单位,复数 53 4 i i   ( ) A.1-i B.-1+i C.1+i D.-1-i 解析:进行复数的除法运算,分子和分母同乘以分母的共轭复数,约分化简,得到结果.       5 3 45 3 17 17 14 4 4 17 iiiiii i i       . 答案:C. 3.如图是某样本数据的茎叶图,则该样本的中位数、众数、极差分别是( ) A.32 34 32 B.33 45 35 C.34 45 32 D.33 36 35 解析:根据中位数,众数以及极差的概念以及茎叶图中的数据,求出相应的数据即可. 从茎叶图中知共 16 个数据,按照从小到大排序后中间的两个数据为 32、34, 所以这组数据的中位数为 33; 45 出现的次数最多,所以这组数据的众数为 45; 最大值是 47,最小值是 12,故极差是:35. 答案:B. 4.若双曲线 22 221xy ab = 的离心率为 3 ,则其渐近线方程为( A.y=±2x B.y=± 2 x C.y=± 1 2 x D.y=± 2 2 x 解析:由双曲线的离心率 ,可知 c= a, 又 a2+b2=c2,所以 b= a, 所以双曲线的渐近线方程为: 2byxx a   . 答案:B. 5.对于下列四个命题 p1: 00 0 110 23() xx x      , , < ; p2: 1010 23 001()xlogxlogx,, > ; p3: 1 2 ()10 2 x x log x     , , < ; p4: 1 3 110 32() x xlog x      , , < . 其中的真命题是( ) A.p1,p3 B.p1,p4 C p2,p3 D.p2,p4 解析:根据指数函数和对数函数的图象和性质即可判断. 对于下列四个命题 p1: 00 0 110 23() xx x      , , < ;根据指数函数的性质可知 p1 错误, p2: 1010 23 001()xlogxlogx,, > ;根据对数函数的单调性可知 p2 正确, p3: 1 2 ()10 2 x x log x     , , < ;当 x=1 时,就不正确,故 p3 错误, p4: 1 3 110 32() x xlogx      , , < .根据指数函数和对数函数的性质可知,p4 正确. 答案:B. 6.执行如图所示的程序框图,若输出的 25 24S= ,则判断框内填入的条件可以是( ) A.k≥7 B.k>7 C.k≤8 D.k<8 解析:模拟执行程序框图,可得: S=0,k=0 满足条件,k=2,S 1 2 满足条件,k=4,S 11 24 满足条件,k=6,S 1 1 1 2 4 6   满足条件,k=8,S= 111125 246824 . 由题意,此时应不满足条件,退出循环,输出 S 的值为 25 24 . 结合选项可得判断框内填入的条件可以是:k<8. 答案:D. 7.已知函数 f(x)=2sin(2x+φ)(|φ|<π2)图象过点(0,3),则 f(x)图象的一个对称中心 是( ) A.( 3  ,0) B.( 6  ,0) C.( 6  ,0) D.( 12  ,0) 解析:∵函数 f(x)=2sin(2x+φ)(|φ|< 2  )的图象过点(0, 3 ), ∴ 3 =2sinφ,由(|φ|< ),可得:φ= 3  , ∴f(x)=2sin(2x+ 3  ), ∴由五点作图法令 2x+ =0,可解得:x= , 则 f(x)的图象的一个对称中心是( ,0). 答案:B. 8.各项均为正数的等比数列{an}的前 n 项和为 Sn,若 Sn=2,S3n=14,则 S4n 等于( ) A.80 B.30 C.26 D.16 解析:利用等比数列的求和公式,整体思维,即可求得结论. 设各项均为正数的等比数列{an}的公比等于 q, ∵Sn=2,S3n=14,∴q≠1 ∴    3 11 1 11 21422111 nn naqaq aqqqq    , ,解得 , . ∴ 41 4 12 116301 n n aSqq  ( ) ( ) . 答案:B. 9.某空间几何体的三视图如图所示,则此几何体的体积为( ) A.10 B.15 C.20 D.30 解析:由已知中的三视图可得该几何体是一个以俯视图为底面的三棱柱,切去一个同底等高 的三棱锥所得的几何体, ∵底面面积 S= 1 2 ×4×3=6, 高 h=5, 故组合体的体积 122033VShShSh . 答案:C 10.已知满足 2 2 0 2 4 0 3 3 0 xy xy xy            的实数 x、y 所表示的平面区域为 M、若函数 y=k(x+1)+1 的图 象经过区域 M,则实数 k 的取值范围是( ) A.[3,5] B.[-1,1] C.[-1,3] D.[ 1 2 ,1] 解析:作出可行域,如图. 因为函数 y=k(x+1)+1 的图象是过点 A(-1,1),且斜率为 k 的直线 l,由图知,当直线 l 过 点 M(0,2)时,k 取最大值 1,当直线 l 过点 NB(1,0)时,k 取最小值 1 2 , 故 k∈[ 1 2 ,1]. 答案:D. 11.已知三棱锥 S-ABC,满足 SA⊥SB,SB⊥SC,SC⊥SA,且 SA=SB=SC,若该三棱锥外接球的 半径为 3 ,Q 是外接球上一动点,则点 Q 到平面 ABC 的距离的最大值为( ) A.3 B.2 C. 3 3 D. 43 3 解析:∵三棱锥 S-ABC 中,SA⊥SB,SB⊥SC,SC⊥SA,且 SA=SB=SC, ∴三棱锥的外接球即为以 SA,SB,SC 为长宽高的正方体的外接球, ∵该三棱锥外接球的半径为 , ∴正方体的体对角线长为 2 , ∴球心到平面 ABC 的距离为 1 2 3 3 23 3, ∴点 Q 到平面 ABC 的距离的最大值为 33 3 3 4 3 . 答案:D. 12.已知函数 f(x)= 1 2 x2+2ax,g(x)=3a2lnx+b,设两曲线 y=f(x),y=g(x)有公共点,且在该 点处的切线相同,则 a∈(0,+∞)时,实数 b 的最大值是( ) A. 2 33 2 e B. 613 6 e C. 61 6 e D. 2 37 2 e 解析:设曲线 y=f(x)与 y=g(x)在公共点(x0,y0)处的切线相同, 因为 f′(x)=x+2a,g′(x) 23a x ,且 f′(x0)=g′(x0), 所以 2 0 0 32 axax ,化简得 x0 2+2ax0-3a2=0, 解得 x0=a 或-3a,又 x0>0,且 a>0,则 x0=a, 因为 f(x0)=g(x0),所以 1 2 x0 2+2ax0=3a2lnx0+b, 则 b(a)= 5 2 a2-3a2lna(a>0), 所以 b′(a)=5a-3(2alna+a)=2a-6alna=2a(1-3lna), 由 b′(a)=0 得,a= 1 3e , 所以当 0<a< 时,b′(a)>0;当 a> 时,b′(a)<0, 即 b(a)在(0, 1 3e )上单调递增,b(a)在( ,+∞)上单调递减, 所以当 a= 1 3e 时,实数 b 的取到极大值也是最大值 12 333 2b e e    . 答案:A. 二、填空题(每题 5 分,满分 20 分,将答案填在答题纸上) 13.若函数     2 1 2 ,0 ,0 f x log x x log x x   = > < ,若 f(a)>f(-a),则实数 a 的取值范围是 . 解析:对 a 进行分类讨论: 当 a>0 时-a<0 则由 f(a)>f(-a)可得 log2a>  1 2 l o g a =-log2a ∴log2a>0, ∴a>1. ②当 a<0 时-a>0 则由 f(a)>f(-a)可得 >log2(-a) ∴log2(-a)<0 ∴0<-a<1 ∴-1<a<0 综上 a 的取值范围为(-1,0)∪(1,+∞). 答案:(-1,0)∪(1,+∞) 14.已知圆 C:(x-1)2+(y-2)2=2,若等边△PAB 的一边 AB 为圆 C 的一条弦,则|PC|的最大值 为 . 解析:由圆 C:(x-1)2+(y-2)2=2, ∴圆心坐标 C(1,2),半径 r= 2 . ∵等边△PAB 的一边 AB 为圆 C 的一条弦, ∴|PC|的最大值为直径 2 2 . 答案:2 2 . 15.已知非零向量 a ,b 的夹角为 60°,且 ab =1,则 ab 的最大值是 . 解析:∵非零向量 , 的夹角为 60°,且 =1, ∴ 22 21a b a b = ,即 22 2 60 1a b a b cos= , 则 22 12ababab= , ∴ ab≤1,当且仅当 1ab时取等号. ∴ 2222 226021ababa baba b cosa b    , ∴1< 2 ab+1≤3, ∴13ab< . ∴ ab 的最大值是 3 . 答案: 3 . 16.已知数列{an}满足:an-(-1)nan-1=n(n≥2),记 Sn 为{an}的前 n 项和,则 S40= . 解析:∵an-(-1)nan-1=n(n≥2), ∴当 n=2k 时,即 a2k-a2k-1=2k,① 当 n=2k-1 时,即 a2k-1+a2k-2=2k-1,② 当 n=2k+1 时,即 a2k+1+a2k=2k+1,③ ①+②a2k+a2k-2=4k-1, ③-①a2k+1+a2k-1=1, S40=(a1+a3+a5+…+a39)+(a2+a4+a6+a8+…+a40)=1×10+(7+15+23+…)=10+7×10+  10101 2  ×8 =440. 答案:440. 三、解答题(本大题共 5 小题,共 70 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 17.已知 a,b,c 分别为锐角△ABC 内角 A,B,C 的对边,且 3 a=2csinA. (Ⅰ)求角 C. 解析:(Ⅰ)由正弦定理化简已知等式可得 sinA=2sinCsinA,结合 A 锐角,sinA>0,可 得 sinC= 3 2 ,又 C 为锐角,即可得解 C 的值. 答案:(Ⅰ)∵ a=2csinA, ∴正弦定理得 sinA=2sinCsinA, ∵A 锐角,∴sinA>0, ∴sinC= 3 2 , 又∵C 为锐角, ∴C= 3  . (Ⅱ)若 c= 7 ,且△ABC 的面积为 33 2 ,求 a+b 的值. 解析:(Ⅱ)由余弦定理及已知可得 7=a2+b2-ab,又由△ABC 的面积公式可得 ab=6,即可得解 a+b 的值. 答案:(Ⅱ)∵三角形 ABC 中,由余弦定理得 c2=a2+b2-2abcosC,即 7=a2+b2-ab, 又∵由△ABC 的面积得 11 22 333 22SabsinCab .即 ab=6, ∴(a+b)2=a2+b2+2ab=25, ∵由于 a+b 为正, ∴a+b=5. 18.某工厂对一批共 50 件的机器零件进行分类检测,其重量(克)统计如下: 规定重量在 82 克及以下的为甲型,重量在 85 克及以上的为乙型,已知该批零件有甲型 2 件. (Ⅰ)从该批零件中任选 1 件,若选出的零件重量在[95,100]内的概率为 0.26,求 m 的值. 解析:(Ⅰ)根据题设条件,先求出 n 的值,进而即可能求出 m. 答案:(Ⅰ)∵从该批零件中任选 1 件,选出的零件重量在[95,100]内的概率为 0.26, ∴n=50×0.26=13, ∴m=50-5-12-13=20. (Ⅱ)从重量在[80,85)的 5 件零件中,任选 2 件,求其中恰有 1 件为甲型的概率. 解析:(Ⅱ)重量在[80,85)的 5 件零件中,甲型 2 件,乙型 3 件,任选 2 件,先求出基本事 件总数,再求出其中恰有 1 件为甲型包含的基本事件个数,由此能求出恰有 1 件为甲型的概 率. 答案:(Ⅱ)∵重量在[80,85)的 5 件零件中,甲型 2 件,乙型 3 件, 从重量在[80,85)的 5 件零件中,任选 2 件,基本事件总数 2 5 10nC, 其中恰有 1 件为甲型包含的基本事件个数 11 23 6m C C, ∴其中恰有 1 件为甲型的概率 0.6mp n . 19.如图,已知四棱锥的侧棱 PD⊥底面 ABCD,且底面 ABCD 是直角梯形,AD⊥CD,AB∥CD, AB=AD= 1 2 CD=2,点 M 在侧棱上. (Ⅰ)求证:BC⊥平面 BDP. 解析:(Ⅰ)证明 BD⊥BC,PD⊥BC,即可证明 BC⊥平面 BDP. 答案:(Ⅰ)由已知可算得 BD=BC=2 2 ,∴BD2+BC2=16=DC2, 故 BD⊥BC, 又 PD⊥平面 ABCD,BC  平面 ABCD,故 PD⊥BC, 又 BD∩PD=D,所以 BC⊥平面 BDP. (Ⅱ)若侧棱 PC 与底面 ABCD 所成角的正切值为 1 2 ,点 M 为侧棱 PC 的中点,求异面直线 BM 与 PA 所成角的余弦值. 解析:(Ⅱ)取 PD 中点为 N,并连结 AN,MN,则∠PAN 即异面直线 BM 与 PA 所成角,在△PAN 中,利用余弦定理,即可求出异面直线 BM 与 PA 所成角的余弦值. 答案:(Ⅱ)如图,取 PD 中点为 N,并连结 AN,MN,BM∥AN, 则∠PAN 即异面直线 BM 与 PA 所成角; 又 PA⊥底面 ABCD,∴∠PCD 即为 PC 与底面 ABCD 所成角, 即 tan∠PCD= 1 2 ,∴PD= 1 2 CD=2,即 PN= 1 2 PD=1, 又 AN= 5 ,PA=2 2 ,则在△PAN 中,cos∠PAN= 222 310 210 APANPN APAN = , 即异面直线 BM 与 PA 所成角的余弦值为 3 1 0 10 . 20.已知椭圆 M: 22 2 13 xy a (a>0)的一个焦点为 F(-1,0),左右顶点分别为 A,B.经过点 F 的直线 l 与椭圆 M 交于 C,D 两点. (Ⅰ)求椭圆方程. 解析:(Ⅰ)由焦点 F 坐标可求 c 值,根据 a,b,c 的平方关系可求得 a 值. 答案:(Ⅰ)因为 F(-1,0)为椭圆的焦点,所以 c=1,又 b2=3, 所以 a2=4,所以椭圆方程为 22 143 xy. (Ⅱ)当直线 l 的倾斜角为 45°时,求线段 CD 的长. 解析:(Ⅱ)写出直线方程,与椭圆方程联立消掉 y 得关于 x 的一元二次方程,利用韦达定理 及弦长公式即可求得|CD|. 答案:(Ⅱ)因为直线的倾斜角为 45°,所以直线的斜率为 1, 所以直线方程为 y=x+1,和椭圆方程联立得到 22 143 1 xy yx     = = ,消掉 y,得到 7x2+8x-8=0, 所以△=288,x1+x2= 8 7 ,x1x2= , 所以  22 12121 2 241472CDkxxxxx x . (Ⅲ)记△ABD 与△ABC 的面积分别为 S1 和 S2,求|S1-S2|的最大值. 解析:(Ⅲ)当直线 l 不存在斜率时可得,|S1-S2|=0;当直线 l 斜率存在(显然 k≠0)时,设 直线方程为 y=k(x+1)(k≠0),与椭圆方程联立消 y 可得 x 的方程,根据韦达定理可用 k 表 示 x1+x2,x1x2,|S1-S2|可转化为关于 x1,x2 的式子,进而变为关于 k 的表达式,再用基本不 等式即可求得其最大值. 答案:(Ⅲ)当直线 l 无斜率时,直线方程为 x=-1, 此时 D(-1, 3 2 ),C(-1, 3 2 ),△ABD,△ABC 面积相等,|S1-S2|=0, 当直线 l 斜率存在(显然 k≠0)时,设直线方程为 y=k(x+1)(k≠0), 设 C(x1,y1),D(x2,y2), 和椭圆方程联立得到   22 143 1 xy y k x     = = ,消掉 y 得(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0, 显然△>0,方程有根,且 x1+x2= 2 2 8 34 k k  ,x1x2= 2 2 4 12 34 k k   , 此时|S1-S2|=2||y1|-|y2||=2|y1+y2|=2|k(x2+1)+k(x1+1)|=2|k(x2+x1)+2k| 2 12 121212 3334 32124 24 k k k kk k    ,(k=±32 时等号成立) 所以|S1-S2|的最大值为 3 . 21.已知函数 f(x)=2lnx-x2+ax(a∈R). (Ⅰ)若函数 f(x)的图象在 x=2 处切线的斜率为-1,且不等式 f(x)≥2x+m 在[ 1 e ,e]上有解, 求实数 m 的取值范围. 解析:(Ⅰ)通过求导得到函数 f(x)的图象在 x=2 处切线的斜率,由此求得 a=2,得到函数解 析式,然后利用分离变量法得到 m≤2lnx-x2,利用导数求出 g(x)=2lnx-x2 在[ ,e]上的最 大值得答案. 答案:(Ⅰ)由   2 2fxxa x = , 得切线的斜率 k=f'(2)=a-3=-1,∴a=2, 故 f(x)=2lnx-x2+2x, 由 f(x)≥2x+m,得 m≤2lnx-x2, ∵不等式 f(x)≥2x+m 在[ ,e]上有解,∴m≤(2lnx-x2)max . 令 g(x)=2lnx-x2,则     2112 2 xxg xx xx = = , ∵x∈[ ,e],故 g′(x)=0 时,x=1. 当 1 e <x<1 时,g'(x)>0;当 1<x<e 时,g'(x)<0. 故 g(x)在 x=1 处取得最大值 g(1)=-1, ∴m≤-1. (Ⅱ)若函数 f(x)的图象与 x 轴有两个不同的交点 A(x1,0),B(x2,0),且 0<x1<x2,求证: 12 02 xxf      < (其中 f′(x)是 f(x)的导函数). 解析:(Ⅱ)由 f(x)的图象与 x 轴交于两个不同的点 A(x1,0),B(x2,0),可得方程 2lnx-x2+ax=0 的两个根为 x1,x2,把两根代入方程后作差得到    12 12 12 2 lnxlnxaxx xx   = ,求得 f′ ( 12 2 xx ),然后令 1 2 xt x = 换元,再通过构造函数,利用导数求出所构造出函数的最大值小 于等于 0 得答案. 答案:(Ⅱ)∵f(x)的图象与 x 轴交于两个不同的点 A(x1,0),B(x2,0), ∴方程 2lnx-x2+ax=0 的两个根为 x1,x2, 则 2 111 2 222 20 20 lnxxax lnxxax    = = ,两式相减得 , 又 f(x)=2lnx-x2+ax,   2 2f x x ax  = ,则    1212 12 121212 244 2 lnxlnxxxfxxa xxxxxx     = = , 要证  12 1212 24 0lnxlnx xxxx  < , 即证明  21 1 122 2 0xx xlnxxx   < , , ∵0<x1<x2,∴0<t<1, 即证明    21 01 tu tlnt t   = < 在 0<t<1 上恒成立, ∵               2 222 21 2 11 1 14 111 tttut ttttt t     = = = , 又 0<t<1,∴u'(t)>0, ∴u(t)在(0,1)上是增函数,则 u(t)<u(1)=0,从而知  21 1 122 2 0xx xlnxxx   < . 故  12 1212 24 0lnxlnx xxxx  < ,即 12 02 xxf      < 成立. 请考生在 22、23、24 三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.[选修 4-1: 几何证明选讲] 22.如图,在△ABC 中,CD 是∠ACB 的角平分线,△ADC 的外接圆交 BC 于点 E,AB=2AC (Ⅰ)求证:BE=2AD. 解析:(Ⅰ)连接 DE,证明△DBE∽△CBA,利用 AB=2AC,结合角平分线性质,即可证明 BE=2AD. 答案:(Ⅰ)连接 DE, ∵ACED 是圆内接四边形, ∴∠BDE=∠BCA, 又∠DBE=∠CBA,∴△DBE∽△CBA,即有 BEDE BACA = , 又∵AB=2AC,∴BE=2DE, ∵CD 是∠ACB 的平分线,∴AD=DE, ∴BE=2AD. (Ⅱ)当 AC=3,EC=6 时,求 AD 的长. 解析:(Ⅱ)根据割线定理得 BD·BA=BE·BC,从而可求 AD 的长. 答案:(Ⅱ)由条件知 AB=2AC=6,设 AD=t, 则 BE=2t,BC=2t+6, 根据割线定理得 BD·BA=BE·BC, 即(6-t)×6=2t·(2t+6),即 2t2+9t-18=0, 解得 t= 3 2 或-6(舍去),则 AD= 3 2 . [选修 4-4:坐标系与参数方程] 23.在平面直角坐标系 xoy 中,以 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,直线 l 的 极坐标方程为θ= 4  ,曲线 C 的参数方程为 2x c os y sin    = = . (Ⅰ)写出直线 l 与曲线 C 的直角坐标方程. 解析:(Ⅰ)利用极坐标与直角坐标方程的互化,直接写出直线 l 的普通方程,消去参数可得 曲线 C 的直角坐标方程. 答案:(Ⅰ)直线 l 的极坐标方程为θ= ,所以直线斜率为 1,直线 l:y=x; 曲线 C 的参数方程为 .消去参数θ, 可得曲线 C: 2 2 12 x y = . (Ⅱ)过点 M 平行于直线 l1 的直线与曲线 C 交于 A、B 两点,若|MA|·|MB|= 8 3 ,求点 M 轨迹 的直角坐标方程. 解析:(Ⅱ)设点 M(x0,y0)以及平行于直线 l1 的直线参数方程,直线 l1 与曲线 C 联立方程组, 通过|MA|·|MB|= ,即可求点 M 轨迹的直角坐标方程.通过两个交点推出轨迹方程的范围. 答案:(Ⅱ)设点 M(x0,y0)及过点 M 的直线为 l1: 0 0 2 2 2 2 txx tyy     = = 由直线 l1 与曲线 C 相交可得: 2 22 0000223 222 02 t txtyxy = , |MA|·|MB|=  22 00228 3 3 2 xy= ,即:x0 2+2y0 2=6, x2+2y2=6 表示一椭圆 取 y=x+m 代入 得:3x2+4mx+2m2-2=0 由△≥0 得 33m   故点 M 的轨迹是椭圆 x2+2y2=6 夹在平行直线 3yx= 之间的两段弧. [选修 4-5:不等式选讲] 24.已知函数 f(x)=|2x-a|+|2x+3|,g(x)=|x-1|+2. (Ⅰ)解不等式|g(x)|<5. 解析:(Ⅰ)利用||x-1|+2|<5,转化为-7<|x-1|<3,然后求解不等式即可. 答案:(Ⅰ)由||x-1|+2|<5,得-5<|x-1|+2<5 ∴-7<|x-1|<3, 得不等式的解为-2<x<4. (Ⅱ)若对任意 x1∈R,都有 x2∈R,使得 f(x1)=g(x2)成立,求实数 a 的取值范围. 解析:(Ⅱ)利用条件说明{y|y=f(x)}  {y|y=g(x)},通过函数的最值,列出不等式求解即 可. 答案:(Ⅱ)因为任意 x1∈R,都有 x2∈R,使得 f(x1)=g(x2)成立, 所以{y|y=f(x)} {y|y=g(x)}, 又 f(x)=|2x-a|+|2x+3|≥|(2x-a)-(2x+3)|=|a+3|, g(x)=|x-1|+2≥2,所以|a+3|≥2,解得 a≥-1 或 a≤-5, 所以实数 a 的取值范围为 a≥-1 或 a≤-5.