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- 2021-06-11 发布
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江苏省海安高级中学2020届高三下学期期初模拟考试
数学试卷
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.请把答案填写在答题纸相应位置上.
1.已知集合A={﹣1,0,2},B={x|x=2n﹣1,n∈Z},则A∩B中元素的个数为_____.
【答案】1
【解析】
【分析】
按照交集的概念直接运算可得A∩B={﹣1},即可得解.
【详解】∵A={﹣1,0,2},B={x|x=2n﹣1,n∈Z},
∴A∩B={﹣1},
∴A∩B中元素的个数为1.
故答案为:1.
【点睛】本题考查了集合的交集运算,属于基础题.
2.已知复数z1=1﹣2i,z2=a+2i(其中i是虚数单位,a∈R),若z1•z2是纯虚数,则a的值为_____.
【答案】-4
【解析】
【分析】
由题意,令即可得解.
【详解】∵z1=1﹣2i,z2=a+2i,
∴,
又z1•z2是纯虚数,∴,解得:a=﹣4.
故答案为:﹣4.
【点睛】本题考查了复数的概念和运算,属于基础题.
3.从集合中随机取一个元素,记为,从集合中随机取一个元素,记为,则的概率为_______.
- 24 -
【答案】
【解析】
【分析】
先求出随机抽取a,b的所有事件数,再求出满足的事件数,根据古典概型公式求出结果.
【详解】解:从集合中随机取一个元素,记为,从集合中随机取一个元素,记为,
则的事件数为9个,即为,,,
其中满足的有,,,共有8个,
故的概率为.
【点睛】本题考查了古典概型的计算,解题的关键是准确列举出所有事件数.
4.为了了解一批产品的长度(单位:毫米)情况,现抽取容量为400的样本进行检测,如图是检测结果的频率分布直方图,根据产品标准,单件产品长度在区间的一等品,在区间和的为二等品,其余均为三等品,则样本中三等品的件数为__________.
【答案】100.
【解析】
分析:根据频率分布直方图得到三等品的频率,然后可求得样本中三等品的件数.
详解:由题意得,三等品的长度在区间,和内,
根据频率分布直方图可得三等品的频率为,
∴样本中三等品的件数为.
- 24 -
点睛:频率分布直方图的纵坐标为,因此每一个小矩形的面积表示样本个体落在该区间内的频率,把小矩形的高视为频率时常犯的错误.
5.如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为_______.
【答案】
【解析】
由题设提供的算法流程图可知:,应填答案.
6.命题A:|x-1|<3,命题B:(x+2)(x+a)<0;若A是B的充分而不必要条件,则实数a的取值范围是 .
【答案】(-∞,-4)
【解析】
【详解】对于命题A:∵|x-1|<3,∴-24,即实数a的取值范围是(-∞,-4)
7.已知圆锥的母线长为5,侧面积为15π,则此圆锥的体积为________.
【答案】
【解析】
【分析】
根据侧面积求出圆锥的半径,由勾股定理即可求出圆锥的高,利用圆锥体积公式即可求解.
【详解】设圆锥的半径为,则侧面积为,圆锥的高为,所以圆锥的体积为.
故答案为
【点睛】本体主要考查圆锥的侧面积与体积公式,考查运算求解能力,属于基础题.
8.函数的最小正周期是 ,单调递减区间是 .
- 24 -
【答案】,,.
【解析】
试题分析:,故,由解得
考点:三角函数的性质
9.在平面直角坐标系xOy中,已知A(0,﹣1),B(﹣3,﹣4)两点,若点C在∠AOB的平分线上,且,则点C的坐标是_____.
【答案】(﹣1,﹣3)
【解析】
【分析】
先求出方向上的单位向量(,),由题意 ,结合即可得解.
【详解】由题意(0,﹣1),是一个单位向量,
由于(﹣3,﹣4),故方向上的单位向量(,),
∵点C在∠AOB的平分线上,
∴存在正实数λ使得 =)=,
∵,
,解得
代入得得
故答案为:.
【点睛】本题考查了平面向量线性运算的坐标表示和模的应用.考查了转化化归思想,属于中档题.
- 24 -
10.设Sn为数列{an}的前n项和,若Sn=nan﹣3n(n﹣1)(n∈N*),且a2=11,则S20的值为_____.
【答案】1240
【解析】
【分析】
先求得a1=5,转化条件得,可得是首项,公差为3的等差数列,利用等差数列的通项公式即可得解.
【详解】由S2=a1+a2=2a2﹣3×2(2﹣1),a2=11,可得a1=5.
当n≥2时,由Sn=nan﹣3n(n﹣1)=n(Sn﹣Sn﹣1)﹣3n(n﹣1),
可得(n﹣1)Sn﹣nSn﹣1=3n(n﹣1),
∴,∴数列是首项,公差为3的等差数列,
∴5+3×19=62,
∴S20=1240.
故答案为:1240.
【点睛】本题考查了数列公式的应用和等差数列通项公式的应用,属于中档题.
11.如图在平面四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=75°,BC=2,则AB的取值范围是___________.
【答案】(,)
【解析】
如图所示,延长BA,CD交于E,平移AD,当A与D重合与E点时,AB最长,在△BCE中,∠B=∠C=75°,∠E=30°,BC=2,由正弦定理可得,即
- 24 -
,解得=,平移AD ,当D与C重合时,AB最短,此时与AB交于F,在△BCF中,∠B=∠BFC=75°,∠FCB=30°,由正弦定理知,,即,解得BF=,所以AB的取值范围为(,).
考点:正余弦定理;数形结合思想
12.已知函数f(x),若f(t)≥f(),则实数t的取值范围是_____.
【答案】.
【解析】
【分析】
作出函数图象,根据函数图像分为两种情况或讨论,解不等式即可得解.
【详解】根据函数f(x)的解析式作出其图象,如图所示.
①当x时,f(x)是增函数,
若,
- 24 -
则,解得: t≥1;
②当x时,,
若,
则,解得:;
综上①②所述,实数t的取值范围是
故答案为:.
【点睛】本题考查了分段函数应用,考查了分类讨论思想和数形结合思想,属于中档题.
13.在平面直角坐标系中,点集A={(x,y)|x2+y2≤1},B={(x,y)|x≤4,y≥0,3x﹣4y≥0},则点集Q={(x,y)|x=x1+x2,y=y1+y2,(x1,y1)∈A,(x2,y2)∈B}所表示的区域的面积为_____.
【答案】18+π
【解析】
- 24 -
【分析】
转化条件得(x﹣x2)2+(y﹣y2)2≤1即点集Q所表示的区域是以集合B表示的区域的边界为圆心轨迹半径为1的圆内部分,计算即可得解.
【详解】由x=x1+x2,y=y1+y2,得x1=x﹣x2,y1=y﹣y2,
∵(x1,y1)∈A,
∴把x1=x﹣x2,y1=y﹣y2,代入x2+y2≤1,
∴(x﹣x2)2+(y﹣y2)2≤1
点集Q所表示的区域是以集合B={(x,y)|x≤4,y≥0,3x﹣4y≥0}的区域的边界为圆心轨迹半径为1的圆内部分,如图,
其面积为:5+6+4+3+π=18+π
故答案为:18+π.
【点睛】本题考查了圆的标准方程和非线性可行域的画法,考查了转化化归思想,属于中档题.
14.设函数f(x)=(2x﹣1)ex﹣ax+a,若存在唯一的整数x0使得f(x0)<0,则实数a的取值范围是_____.
【答案】[,1)∪
【解析】
【分析】
令g(x)=(2x﹣1)ex,h(x)=a(x﹣1),求出后画出g(x)、h(x
- 24 -
)的图象,数形结合即可得或,即可得解.
【详解】令g(x)=(2x﹣1)ex,h(x)=a(x﹣1),
∵,
∴当时,,则函数g(x)在(﹣∞,)上单调递减;
当时,,则函数g(x)在(,+∞)上单调递增;
而g(﹣1)=﹣3e﹣1,g(0)=﹣1;
因为存在唯一的整数x0使得f(x0)<0.
即(2x0﹣1)ex<a(x0﹣1).
所以结合图形知: 或
即:或 解得a<1或3e2<a;
故答案为:[,1)∪.
【点睛】本题考查了函数的零点问题,考查了转化化归思想和数形结合思想,属于难题.
二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题纸指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
- 24 -
15.已知函数.
(1)设θ∈[0,π],且f(θ)1,求θ的值;
(2)在△ABC中,AB=1,f(C)1,且△ABC的面积为,求sinA+sinB的值.
【答案】(1)(2)1
【解析】
【分析】
(1)化简得,转化条件得,即可得解;
(2)由(1)知,由面积可得,由余弦定理得a2+b2=7,联立方程可求得,再利用正弦定理即可得解.
【详解】(1)
由f(θ),∴,
∴,
∵θ∈[0,π],∴(θ)∈[,],∴θ.
(2)由f(C)1,C∈(0,π),由(1)可得:C.由△ABC的面积为,∴absin,∴.
由余弦定理可得:1=a2+b2﹣2abcos,可得:a2+b2=7,
联立解得:a=2,b;或b=2,a.
∴.
- 24 -
∴.
∴sinA+sinB(a+b)=1.
【点睛】本题考查了三角函数的化简,考查了正弦定理、余弦定理和三角形面积公式的应用,属于中档题.
16.如图,在多面体ABCDEF中,四边形ABCD是菱形,AC,BD相交于点O,EF∥AB,EFAB,平面BCF⊥平面ABCD,BF=CF,G为BC的中点,求证:
(1)OG∥平面ABFE;
(2)AC⊥平面BDE.
【答案】(1)见解析(2)见解析
【解析】
【分析】
(1)根据中位线的性质证明OG∥AB后即可得证;
(2)连接FG、EO,由题意EO⊥平面ABCD,可得EO⊥AC,由线面垂直的判定即可得解.
【详解】证明:(1)∵四边形ABCD是菱形,AC,BD相交于点O,
∴O是AC中点,
∵G为BC的中点,∴OG∥AB,
∵OG⊄平面ABFE,AB⊂平面ABFE,
∴OG∥平面ABFE.
(2)连接FG、EO,
∵四边形ABCD菱形,AC,BD相交于点O,
∴AC⊥BD,O是AC中点,
∵G为BC的中点,∵EF∥AB,EFAB,平面BCF⊥平面ABCD,BF=CF,
- 24 -
∴FG⊥平面ABCD,∴EO⊥平面ABCD,∴EO⊥AC,
∵EO∩BD=O,∴AC⊥平面BDE.
【点睛】本题考查了线面平行和线面垂直的判定,属于中档题.
17.某生物探测器在水中逆流行进时,所消耗能量为E=cvnT,其中v为行进时相对于水的速度,T为行进时的时间(单位:h),c为常数,n为能量次级数,如果水的速度为4km/h,该生物探测器在水中逆流行进200km.
(1)求T关于v的函数关系式;
(2)①当能量次级数为2时,求探测器消耗的最少能量;
②当能量次级数为3时,试确定v的大小,使该探测器消耗的能量最少.
【答案】(1)T,(v>4);(2)①3200c②6
【解析】
【分析】
(1)由题意得,化简即可得解;
(2)①由题意得,利用基本不等式即可得解;②由题意,求导得,确定单调性即可得解.
【详解】(1)由题意得,该探测器相对于河岸的速度为,
又该探测器相对于河岸的速度比相对于水的速度小4km/h,即为v﹣4,
则v﹣4,即T,(v>4);
(2)①当能量次级数为2时,由(1)知,v>4,
- 24 -
≥200c[28]=3200c,当且仅当v﹣4,即v=8km/h时取等号,
②当能量次级数为3时,由(1)知,v>4,
则,由,解得v=6,
即当v<6时,,当v>6时,,
即当v=6时,函数E取得最小值为E=21600c.
【点睛】本题考查了函数的应用,考查了基本不等式和导数求最值的应用,属于中档题.
18.在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆1(a>b>0)的焦距F1F2的长为2,经过第二象限内一点P(m,n)的直线1与圆x2+y2=a2交于A,B两点,且OA.
(1)求PF1+PF2的值;
(2)若•,求m,n的值.
【答案】(1)2.(2)m=﹣1,n.
【解析】
分析】
(1)先说明点P在椭圆上,根据椭圆性质即可得解;
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),联立方程组得x1+x2,x1x2,转化条件得x2﹣x1,代入解方程即可得解.
【详解】(1)∵OA,∴a.
∵把点P(m,n)代入直线方程1,可得:1,
∴点P在椭圆上,
- 24 -
∴PF1+PF2=2a=2.
(2)由a,c=1,∴b2=a2﹣c2=1.
设A(x1,y1),B(x2,y2).
联立,化为:(4n2+m2)x2﹣4mx+4﹣8n2=0,
∴x1+x2,x1x2.
∵,∴(x2﹣x1,y2﹣y1)•(2,0),
化为2(x2﹣x1),即x2﹣x1,
∴4x1x2,
代入可得:,
化为:56n4+10n2m2﹣36n2﹣m4=0,
又1,
把m2=2﹣2n2代入化为8n4﹣2n2﹣1=0,
解得m2=1,n2.
∵点P在第二象限,
∴取m=﹣1,n.
【点睛】本题考查了椭圆的性质和直线与圆的位置关系,考查了计算能力,属于中档题.
19.已知函数 f(x)=a(|sinx|+|cosx|)﹣sin2x﹣1,a∈R.
(1)写出函数 f(x)的最小正周期(不必写出过程);
(2)求函数 f(x)的最大值;
(3)当a=1时,若函数 f(x)在区间(0,kπ)(k∈N*)上恰有2015个零点,求k的值.
【答案】(1)最小正周期为π.(2)见解析(3)k=1008.
- 24 -
【解析】
分析】
(1)由题意结合周期函数的定义直接求解即可;
(2)令,t∈[1,],则当时,,
当时,,易知,分类比较、的大小即可得解;
(3)转化条件得当且仅当sin2x=0时,f(x)=0,则x∈(0,π]时,f(x)有且仅有两个零点,结合函数的周期即可得解.
【详解】(1)函数 f(x)的最小正周期为π.
(2)∵f(x)=a(|sinx|+|cosx|)﹣sin2x﹣1
=asin2x﹣1=a(sin2x+1),
令t,t∈[1,],
当时,,
当时,,
∵即.
∴,
∵,,
∴当时,最大值为;当,最大值为.
(3)当a=1时,f(x),
若f(x)=0,则即,
∴当且仅当sin2x=0时,f(x)=0,
∴x∈(0,π]时,f(x)有且仅有两个零点分别为,π,
∴2015=2×1007+1,
- 24 -
∴k=1008.
【点睛】本题考查了三角函数的综合问题,考查了分类讨论思想和转化化归思想,属于难题.
20.已知λ,μ为常数,且为正整数,λ≠1,无穷数列{an}的各项均为正整数,其前n项和为Sn,对任意的正整数n,Sn=λan﹣μ.记数列{an}中任意两不同项的和构成的集合为A.
(1)证明:无穷数列{an}为等比数列,并求λ的值;
(2)若2015∈A,求μ的值;
(3)对任意的n∈N*,记集合Bn={x|3μ•2n﹣1<x<3μ•2n,x∈A}中元素的个数为bn,求数列{bn}的通项公式.
【答案】(1)见解析;
(2)31或403;
(3)bn=n(n∈N*)
【解析】
【详解】(1)证明:∵Sn=λan﹣μ.当n≥2时,Sn﹣1=λan﹣1﹣μ,
∴an=λan﹣λan﹣1,λ≠1,∴,
∴数列{an}为等比数列,
∵各项均为正整数,则公比=为正整数,λ为正整数,
∴λ=2.
(2)解:由(1)可得:Sn=2an﹣μ,当n=1时,a1=μ,则an=μ•2n﹣1,
∴A={μ(2i﹣1+2j﹣1)|1≤i<j,i,j∈N*},
∵2015∈A,∴2015=μ(2i﹣1+2j﹣1)=μ•2i﹣1(1+2j﹣i)=5×13×31,
∵j﹣i>0,则1+2j﹣i必为不小于3的奇数,
∵2i﹣1为偶数时,上式不成立,因此必有2i﹣1=1,∴i=1,
∴μ(1+2j﹣1)=5×13×31,
只有j=3,μ=403或j=7,μ=31时,上式才成立,
∴μ=31或403.
(3)解:当n≥1时,集合Bn={x|3μ•2n﹣1<x<3μ•2n,x∈A},
即3μ•2n﹣1<μ(2i﹣1+2j﹣1)<3μ•2n,1≤i<j,i,j∈N*.Bn中元素个数,
等价于满足3×2n<2i+2j<3×2n+1的不同解(i,j),
- 24 -
若j>n+2,则2i+2j≥2i+2n+3=2i+4×2n+1>3×2n+1,矛盾.
若j<n+2,则2i+2j≤2i+2n+1≤2n+2n+1=3×2n,矛盾.
∴j=n+2,又∵(21+2n+2)﹣3×2n=2+4×2n﹣3×2n=2+2n>0,
∴3×2n<21+2n+2<22+2n+2<…<2n+1+2n+2=3×2n+1,
即i=1,2,…,n时,共有n个不同的解(i,j),即共有n个不同的x∈Bn,
∴bn=n(n∈N*).
【选做题】请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答若多做,则按作答的前两题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
[选修4-2:矩阵与变换]
21.在平面直角坐标系中,先对曲线作矩阵所对应的变换,再将所得曲线作矩阵所对的变换.若连续实施两次变换所对应的矩阵为,求的值.
【答案】.
【解析】
【分析】
连续实施两次变换所对应的矩阵为,故得到=,然后得到方程组,求得的值.
【详解】解:先对曲线作矩阵所对应的变换,再将所得曲线作矩阵所对的变换,
故得到连续实施两次变换所得到的变换矩阵为:
- 24 -
因为连续实施两次变换所对应的矩阵为,
所以,
根据矩阵相等定义得到,
,解得.
【点睛】本题考查了矩阵乘法的运算,矩阵乘法不满足交换律,故在求解矩阵乘法变换时,一定要注意先后顺序.
[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在极坐标系中,已知,线段的垂直平分线与极轴交于点,求的极坐标方程及的面积.
【答案】的极坐标方程及,.
【解析】
【分析】
将转化为直角坐标系下的坐标形式,然后求出线段的中点与直线的斜率,进而求出直线l在直角坐标系下的方程,再转化为极坐标方程;在直角坐标系下,求出点C到直线AB的距离、线段AB的长度,从而得出的面积.
【详解】解:以极点为原点,极轴为x轴的正半轴,建立平面直角坐标系xoy
在平面直角坐标系xoy中,
- 24 -
的坐标为
线段的中点为,
故线段中垂线的斜率为,
所以的中垂线方程为:
化简得:,
所以极坐标方程为,
即,
令,则,
故在平面直角坐标系xoy中,C(10,0)
点C到直线AB:的距离为,
线段,
故的面积为.
【点睛】本题考查了直线的极坐标方程问题,解题时可以将极坐标系下的问题转化为平面直角坐标系下的问题,从而转化为熟悉的问题.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知实数满足,求证:.
【答案】证明见解析
【解析】
【分析】
对进行转化,转化为含有形式,然后通过不等关系得证.
【详解】解:因为,
所以
- 24 -
,得证.
【点睛】本题考查了绝对值不等式问题,解决问题的关键是要将要证的形式转化为已知的条件,考查了学生转化与化归的能力.
24.在棱长为的正方体中,O是AC的中点,E是线段D1O上一点,且D1E=λEO.
(1)若λ=1,求异面直线DE与CD1所成角的余弦值;
(2)若平面CDE⊥平面CD1O,求λ的值.
【答案】(1)(2)λ=2
【解析】
分析:以为单位正交基底建立如图所示的空间直角坐标系,写出各点的坐标,
(1)求出异面直线 与1的方向向量用数量积公式两线夹角的余弦值(或补角的余弦值)
(2)求出两个平面的法向量,由于两个平面垂直,故它们的法向量的内积为0
- 24 -
,由此方程求参数的值即可.
详解:
(1)以为单位正交基底建立如图所示的空间直角坐标系.
则A(1,0,0),,,D1(0,0,1),
E,
于是,.
由cos==.
所以异面直线AE与CD1所成角的余弦值为.
(2)设平面CD1O的向量为m=(x1,y1,z1),由m·=0,m·=0
得 取x1=1,得y1=z1=1,即m=(1,1,1) . ………8分
由D1E=λEO,则E,=.10分
又设平面CDE的法向量为n=(x2,y2,z2),由n·=0,n·=0.
得 取x2=2,得z2=-λ,即n=(-2,0,λ) .12分
因为平面CDE⊥平面CD1F,所以m·n=0,得 .
点睛:本题查了异面直线所成的角以及两个平面垂直的问题,本题采用向量法来研究线线,面面的问题,这是空间向量的一个重要运用,大大降低了求解立体几何问题的难度.
25.一种抛硬币游戏的规则是:抛掷一枚硬币,每次正面向上得1分,反面向上得2分.
(1)设抛掷5次的得分为,求的分布列和数学期望;
(2)求恰好得到分的概率.
- 24 -
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】
【分析】
(1)抛掷5次的得分可能为,且正面向上和反面向上的概率相等,都为,所以得分的概率为,即可得分布列和数学期望;
(2)令表示恰好得到分的概率,不出现分的唯一情况是得到分以后再掷出一次反面.,因为“不出现分”的概率是,“恰好得到分”的概率是,因为“掷一次出现反面”的概率是,所以有,即,所以是以为首项,以为公比的等比数列,即求得恰好得到分的概率.
【详解】(1)所抛5次得分的概率为,
其分布列如下
(2)令表示恰好得到分的概率,不出现分的唯一情况是得到分以后再掷出一次反面.
因为“不出现分”的概率是,“恰好得到分”的概率是,
因为“掷一次出现反面”的概率是,所以有,
即.
于是是以为首项,以为公比的等比数列.
- 24 -
所以,即.
恰好得到分的概率是.
【点睛】此题考查了独立重复试验,数列的递推关系求解通项,重点考查了学生的题意理解能力及计算能力.
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