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- 2021-06-15 发布
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大同一中2020届高三年级一模考试
理科数学试卷
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分.全卷共6页,满分120分,考试时间150分钟.
2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷相应的位置.
3.答案全部在答题卡上完成,答在本试卷上无效.
4.考试结束后,将答题卡交回.
第Ⅰ卷 选择题(共30分)
一、选择题(在每小题的四个选项中,只有一项最符合题意.本大题共12个小题,每小题5分,共60分)
1. 已知集合,若,则实数的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
解一元二次不等式化简集合的表示,求解函数的定义域化简集合的表示,根据可以得到集合、之间的关系,结合数轴进行求解即可.
【详解】,.
因为,所以有,因此有.
故选:A
【点睛】本题考查了已知集合运算的结果求参数取值范围问题,考查了解一元二次不等式,考查了函数的定义域,考查了数学运算能力.
2. 复数满足,则( )
A. B. C. D.
- 28 -
【答案】C
【解析】
【分析】
利用复数模与除法运算即可得到结果
【详解】解: ,
故选:C
【点睛】本题考查复数除法运算,考查复数的模,考查计算能力,属于基础题.
3. 已知平面和直线a,b,则下列命题正确的是( )
A 若∥,b∥,则∥ B. 若,,则∥
C. 若∥,,则 D. 若,b∥,则
【答案】C
【解析】
【分析】
根据线面的位置关系,结合线面平行的判定定理、平行线的性质进行判断即可.
【详解】A:当时,也可以满足∥,b∥,故本命题不正确;
B:当时,也可以满足,,故本命题不正确;
C:根据平行线的性质可知:当∥,,时,能得到,故本命题是正确的;
D:当时,也可以满足,b∥,故本命题不正确.
故选:C
【点睛】本题考查了线面的位置关系,考查了平行线的性质,考查了推理论证能力.
4. 地球上的风能取之不尽,用之不竭.风能是淸洁能源,也是可再生能源.世界各国致力于发展风力发电,近10年来,全球风力发电累计装机容量连年攀升,中国更是发展迅猛,2014年累计装机容量就突破了,达到,中国的风力发电技术也日臻成熟,在全球范围的能源升级换代行动中体现出大国的担当与决心.以下是近10年全球风力发电累计装机容量与中国新增装机容量图. 根据所给信息,正确的统计结论是( )
- 28 -
A. 截止到2015年中国累计装机容量达到峰值
B. 10年来全球新增装机容量连年攀升
C. 10年来中国新增装机容量平均超过
D. 截止到2015年中国累计装机容量在全球累计装机容量中占比超过
【答案】D
【解析】
【分析】
先列表分析近10年全球风力发电新增装机容量,再结合数据研究单调性、平均值以及占比,即可作出选择.
【详解】
年份
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
累计装机容量
158.1
197.2
237.8
282.9
318.7
370.5
434.3
489.2
542.7
594.1
新增装机容量
39.1
40.6
45.1
35.8
51.8
63.8
54.9
53.5
51.4
中国累计装机装机容量逐年递增,A错误;全球新增装机容量在2015年之后呈现下降趋势,B错误;经计算,10年来中国新增装机容量平均每年为,选项C错误;截止到2015年中国累计装机容量,全球累计装机容量,占比为,选项D正确.
故选:D
【点睛】本题考查条形图,考查基本分析求解能力,属基础题.
5. 已知,,则等于( ).
- 28 -
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
由已知条件利用诱导公式得,再利用三角函数的平方关系和象限角的符号,即可得到答案.
【详解】由题意得 ,
又,所以,结合解得,
所以 ,
故选B.
【点睛】本题考查三角函数的诱导公式、同角三角函数的平方关系以及三角函数的符号与位置关系,属于基础题.
6. 洛书,古称龟书,是阴阳五行术数之源,在古代传说中有神龟出于洛水,其甲壳上心有此图象,结构是戴九履一,左三右七,二四为肩,六八为足,以五居中,五方白圈皆阳数,四角黑点为阴数.如图,若从四个阴数和五个阳数中分别随机选取1个数,则其和等于11的概率是( ).
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
基本事件总数
- 28 -
,利用列举法求出其和等于11包含的基本事件有4个,由此能求出其和等于11的概率.
【详解】解:从四个阴数和五个阳数中分别随机选取1个数,
基本事件总数,
其和等于11包含的基本事件有:,,,,共4个,
其和等于的概率.
故选:.
【点睛】本题考查概率的求法,考查古典概型等基础知识,考查运算求解能力,属于基础题.
7. 已知定点,,是圆上的任意一点,点关于点的对称点为,线段的垂直平分线与直线相交于点,则点的轨迹是( )
A. 椭圆 B. 双曲线 C. 抛物线 D. 圆
【答案】B
【解析】
【分析】
根据线段垂直平分线的性质,结合三角形中位线定理、圆锥曲线和圆的定义进行判断即可.
【详解】因为线段的垂直平分线与直线相交于点,如下图所示:
所以有,而是中点,连接,故,
因此
当在如下图所示位置时有,所以有,而是中点,连接,
- 28 -
故,因此,
综上所述:有,所以点的轨迹是双曲线.
故选:B
【点睛】本题考查了双曲线的定义,考查了数学运算能力和推理论证能力,考查了分类讨论思想.
8. 已知,,,,.若实数,满足不等式组,则目标函数( )
A. 有最大值,无最小值 B. 有最大值,有最小值
C. 无最大值,有最小值 D. 无最大值,无最小值
【答案】B
【解析】
【分析】
判断直线
- 28 -
与纵轴交点的位置,画出可行解域,即可判断出目标函数的最值情况.
详解】由,,所以可得.
,
所以由,因此该直线在纵轴的截距为正,但是斜率有两种可能,因此可行解域如下图所示:
由此可以判断该目标函数一定有最大值和最小值.
故选:B
【点睛】本题考查了目标函数最值是否存在问题,考查了数形结合思想,考查了不等式的性质应用.
9. 已知数列的首项,且,其中,,,下列叙述正确的是( )
A. 若是等差数列,则一定有 B. 若是等比数列,则一定有
C. 若不是等差数列,则一定有 D. 若不是等比数列,则一定有
【答案】C
【解析】
【分析】
根据等差数列和等比数列的定义进行判断即可.
- 28 -
【详解】A:当时,,显然符合是等差数列,但是此时不成立,故本说法不正确;
B:当时,,显然符合是等比数列,但是此时不成立,故本说法不正确;
C:当时,因此有常数,因此是等差数列,因此当不是等差数列时,一定有,故本说法正确;
D:当 时,若时,显然数列是等比数列,故本说法不正确.
故选:C
【点睛】本题考查了等差数列和等比数列的定义,考查了推理论证能力,属于基础题.
10. 若,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据,再根据二项式的通项公式进行求解即可.
【详解】因为,所以二项式的展开式的通项公式为:,令,所以,因此有
.
故选:C
【点睛】本题考查了二项式定理的应用,考查了二项式展开式通项公式的应用,考查了数学运算能力
11. 点为棱长是2的正方体的内切球球面上的动点,点为的中点,若满足,则动点的轨迹的长度为( )
- 28 -
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
设的中点为,利用正方形和正方体的性质,结合线面垂直的判定定理可以证明出平面,这样可以确定动点的轨迹,最后求出动点的轨迹的长度.
【详解】设的中点为,连接,因此有,而,而平面,,因此有平面,所以动点的轨迹平面与正方体的内切球的交线. 正方体的棱长为2,所以内切球的半径为,建立如下图所示的以为坐标原点的空间直角坐标系:
因此有,设平面的法向量为,所以有
,因此到平面的距离为:,所以截面圆的半径为:,因此动点的轨迹的长度为.
故选:C
【点睛】本题考查了线面垂直的判定定理的应用,考查了立体几何中轨迹问题,考查了球截面的性质,考查了空间想象能力和数学运算能力.
- 28 -
12. 设函数是奇函数的导函数,当时,,则使得成立的的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
构造函数,令,则,
由可得,
则是区间上的单调递减函数,
且,
当x∈(0,1)时,g(x)>0,∵lnx<0,f(x)<0,(x2-1)f(x)>0;
当x∈(1,+∞)时,g(x)<0,∵lnx>0,∴f(x)<0,(x2-1)f(x)<0
∵f(x)是奇函数,当x∈(-1,0)时,f(x)>0,(x2-1)f(x)<0
∴当x∈(-∞,-1)时,f(x)>0,(x2-1)f(x)>0.
综上所述,使得(x2-1)f(x)>0成立的x的取值范围是.
本题选择D选项.
点睛:函数的单调性是函数的重要性质之一,它的应用贯穿于整个高中数学的教学之中.某些数学问题从表面上看似乎与函数的单调性无关,但如果我们能挖掘其内在联系,抓住其本质,那么运用函数的单调性解题,能起到化难为易、化繁为简的作用.因此对函数的单调性进行全面、准确的认识,并掌握好使用的技巧和方法,这是非常必要的.根据题目的特点,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧.许多问题,如果运用这种思想去解决,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡的功效.
第Ⅱ卷 非选择题(共90分)
二、填空题(每小题5分,共20分)
13. 等边的边长为2,则在方向上的投影为________.
【答案】
- 28 -
【解析】
【分析】
建立直角坐标系,结合向量的坐标运算求解在方向上的投影即可.
【详解】建立如图所示的平面直角坐标系,由题意可知:,,,
则:,,
且,,
据此可知在方向上的投影为.
【点睛】本题主要考查平面向量数量积的坐标运算,向量投影的定义与计算等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
14. 设等比数列的前项和为,若,则数列的公比是 .
【答案】.
【解析】
【详解】当q=1时,.
- 28 -
当时,
,所以.
15. 已知椭圆的左焦点为,点在椭圆上且在轴的上方,若线段的中点在以原点为圆心,为半径的圆上,则直线的斜率是_______.
【答案】
【解析】
【分析】
结合图形可以发现,利用三角形中位线定理,将线段长度用坐标表示成圆的方程,与椭圆方程联立可进一步求解.利用焦半径及三角形中位线定理,则更为简洁.
【详解】方法1:由题意可知,
由中位线定理可得,设可得,
联立方程
可解得(舍),点在椭圆上且在轴的上方,
求得,所以
- 28 -
方法2:焦半径公式应用
解析1:由题意可知,
由中位线定理可得,即
求得,所以.
【点睛】本题主要考查椭圆的标准方程、椭圆的几何性质、直线与圆的位置关系,利用数形结合思想,是解答解析几何问题的重要途径.
16. 已知函数,若函数恰有4个零点,则实数的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】
函数恰有4个零点,等价于函数与函数的图象有四个不同的交点,画出函数图象,利用数形结合思想进行求解即可.
【详解】函数恰有4个零点,等价于函数与函数的图象有四个不同的交点,画出函数图象如下图所示:
- 28 -
由图象可知:实数的取值范围是.
故答案为:
【点睛】本题考查了已知函数零点个数求参数取值范围问题,考查了数形结合思想和转化思想.
三、解答题:共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.第17-21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.
(一)必考题:共60分
17. 已知,,
(1)求的最小正周期及单调递增区间;
(2)已知锐角的内角,,的对边分别为,,,且,,求边上的高的最大值.
【答案】(1)的最小正周期为:;函数单调递增区间为:
;(2).
【解析】
【分析】
(1)根据诱导公式,结合二倍角的正弦公式、辅助角公式把函数的解析式化简成余弦型函数解析式形式,利用余弦型函数的最小正周期公式和单调性进行求解即可;
- 28 -
(2)由(1)结合,求出的大小,再根据三角形面积公式,结合余弦定理和基本不等式进行求解即可.
【详解】(1)
的最小正周期为:;
当时,即当时,函数单调递增,所以函数单调递增区间为:;
(2)因为,所以
设边上的高为,所以有,
由余弦定理可知:(当用仅当时,取等号),所以,因此边上的高的最大值.
【点睛】本题考查了正弦的二倍角公式、诱导公式、辅助角公式,考查了余弦定理、三角形面积公式,考查了基本不等式的应用,考查了数学运算能力.
18. 如图,在四棱锥P-ABCD中,AD∥BC,ADC=PAB=90°,BC=CD=AD.E为棱AD的中点,异面直线PA与CD所成的角为90°.
- 28 -
(I)在平面PAB内找一点M,使得直线CM∥平面PBE,并说明理由;
(II)若二面角P-CD-A的大小为45°,求直线PA与平面PCE所成角的正弦值.
【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ) .
【解析】
【详解】
【分析】
试题分析:本题考查线面平行、线线平行、向量法等基础知识,考查空间想象能力、分析问题的能力、计算能力.第一问,利用线面平行的定理,先证明线线平行,再证明线面平行;第二问,可以先找到线面角,再在三角形中解出正弦值,还可以用向量法建立直角坐标系解出正弦值.
试题解析:(Ⅰ)在梯形ABCD中,AB与CD不平行.
延长AB,DC,相交于点M(M∈平面PAB),点M即为所求的一个点.
理由如下:
由已知,BC∥ED,且BC=ED
所以四边形BCDE是平行四边形.
- 28 -
从而CM∥EB.
又EB平面PBE,CM 平面PBE,
所以CM∥平面PBE.
(说明:延长AP至点N,使得AP=PN,则所找的点可以是直线MN上任意一点)
(Ⅱ)方法一:
由已知,CD⊥PA,CD⊥AD,PAAD=A,
所以CD⊥平面PAD.
从而CD⊥PD.
所以PDA是二面角P-CD-A的平面角.
所以PDA=45°.
设BC=1,则在Rt△PAD中,PA=AD=2.
过点A作AH⊥CE,交CE的延长线于点H,连接PH.
易知PA⊥平面ABCD,
从而PA⊥CE.
于是CE⊥平面PAH.
所以平面PCE⊥平面PAH.
过A作AQ⊥PH于Q,则AQ⊥平面PCE.
所以APH是PA与平面PCE所成的角.
在Rt△AEH中,AEH=45°,AE=1,
所以AH=.
在Rt△PAH中,PH== ,
所以sinAPH= =.
- 28 -
方法二:
由已知,CD⊥PA,CD⊥AD,PAAD=A,
所以CD⊥平面PAD.
于是CD⊥PD.
从而PDA是二面角P-CD-A的平面角.
所以PDA=45°.
由PA⊥AB,可得PA⊥平面ABCD.
设BC=1,则在Rt△PAD中,PA=AD=2.
作Ay⊥AD,以A为原点,以 ,的方向分别为x轴,z轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系A-xyz,则A(0,0,0),P(0,0,2),C(2,1,0),E(1,0,0),
所以=(1,0,-2), =(1,1,0),=(0,0,2)
设平面PCE的法向量为n=(x,y,z),
由 得 设x=2,解得n=(2,-2,1).
设直线PA与平面PCE所成角为α,则sinα= = .
所以直线PA与平面PCE所成角的正弦值为 .
- 28 -
考点:线线平行、线面平行、向量法.
19. 在平面直角坐标系中,已知,动点满足
(1)求动点的轨迹的方程;
(2)过点的直线与交于两点,记直线的斜率分别为,求证:为定值.
【答案】(1);
(2)见解析.
【解析】
【分析】
(1)由轨迹方程的求法得:设动点P,求出相关的向量利用向量的数量积以及向量的模化简求解,可得动点的轨迹的方程.(2)设出过点的直线,并于联立,得韦达定理,将用点表示出来,将韦达定理代入即可求出为定值。
【详解】设,则由知化简得:,即动点的轨迹方程为;
设过点的直线为: ,由得
- 28 -
,
将代入得
故为定值
【点睛】本题考查求曲线的轨迹方程,用韦达定理来解决定值问题,大胆设,大胆算,属中档题.
20. 已知函数
(1)当时,求函数的单调区间;
(2)若,设的最大值为,求的取值范围.
【答案】(1)增区间为:;减区间为:(2)
【解析】
【分析】
(1)根据题意,代入参数值,对函数求导,,令,求导判断,从而求解单调区间;
(2)根据题意,对函数求导,设,二次求导,对进行单调性分析,得在上为减函数,再根据参数范围,确定在
- 28 -
存在唯一零点,设出零点,求解,表达参数,可求,再利用导数判断单调性,从而求解取值范围.
【详解】(1)当时,,则
设,当时,
所以:
的单调递增区间为,单调递减区间为;
(2)
设
则:
由(1)可知
所以在上为减函数
由题意:且
所以:在存在唯一零点,不妨设为,即
时,为增函数,时,为减函数,
- 28 -
再由
得:
设:
对于时为单调递减函数
的取值范围为:.
【点睛】本题考查(1)利用导数求单调性(2)利用导数研究函数最值问题,考查转化与化归思想,考查计算能力,综合性较强,属于难题.
21. 如图,直角坐标系中,圆的方程为,,,为圆上三个定点,某同学从点开始,用掷骰子的方法移动棋子.规定:①每掷一次骰子,把一枚棋子从一个定点沿圆弧移动到相邻下一个定点;②棋子移动的方向由掷骰子决定,若掷出骰子的点数为偶数,则按图中箭头方向移动;若掷出骰子的点数为奇数,则按图中箭头相反的方向移动.设掷骰子次时,棋子移动到,,处的概率分别为,,.例如:掷骰子一次时,棋子移动到,,处的概率分别为,,.
- 28 -
(1)分别掷骰子二次,三次时,求棋子分别移动到,,处的概率;
(2)掷骰子次时,若以轴非负半轴为始边,以射线,,为终边的角的余弦值记为随机变量,求的分布列和数学期望;
(3)记,,,其中.证明:数列是等比数列,并求.
【答案】(1)详见解析;(2)详见解析;(3)证明详见解析,.
【解析】
【分析】
(1)由概率的乘法公式,可得所求值;
(2)随机变量的可能数值为1,,结合(1)运用概率的乘法公式,可随机变量的分布列和期望;
(3)易知,即,由条件推得,利用构造法可得,从而求得的值.
【详解】(1),,
,,
综上,
棋子位置
- 28 -
掷骰子次数
2
3
(2)随机变量的可能数值为1,.
综合(1)得
,
,
故随机变量的分布列为
.
(3)易知,因此,
而当时,,
又,
即.
因此,
故
- 28 -
即数列是以为首项,公比为的等比数列.
所以,
又
故.
【点睛】本题考查数列与解析几何、概率统计的交会、等比数列的定义与通项公式、随机变量的分布列与期望,考查统计与概率思想、函数与方程思想的运用,考查逻辑推理能力和运算求解能力,属于难题.
(二)选考题:共10分,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.
选修4-4:坐标系与参数方程
22. 在直线坐标系中,曲线的参数方程为(为参数),以坐标原点为极点,以轴的正半轴为极轴,建立极坐标系.
(1)写出的普通方程和极坐标方程;
(2)设,是上的两点,且,求的值.
【答案】(1)普通方程是.极坐标方程为 (2)
【解析】
【分析】
(1)直接利用参数方程和极坐标方程公式得到答案
(2)不妨设,,故,代入
化简得到答案.
- 28 -
【详解】(1)曲线的参数方程为(为参数)
移项后两边平方可得
即曲线的普通方程是.
因为,,
代入上式可得的极坐标方程为.即.
(2)因为,是上的两点,且,
所以不妨设,.
由在曲线上可知.
同理,在曲线上可知.
所以,.
【点睛】本题考查了极坐标和参数方程,意在考查学生对于极坐标和参数方程的理解和计算能力.
[选修4-5:不等式选讲]
23. 已知a,b为正数,且满足.
(1)求证:;
(2)求证:.
【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析
【解析】
【分析】
- 28 -
(1)把a+b=1代入,用柯西不等式证明;(2)根据基本不等式求出ab的范围,再化简所求结论,根据对勾函数的最值,求出即可.
【详解】已知a,b为正数,且满足a+b=1,
(1)(1)(1)=11,
()(a+b)≥()2=8,
故;
(2)∵a+b=1,a>0,b>0,
∴根据基本不等式1=a+b≥2∴0<ab,
(a)(b)ab,
令t=ab∈(0,],y=t递减,
所以,
故(a)(b)≥2.
【点睛】考查基本不等式、柯西不等式的应用,构造函数法证明不等式,属于中档题.
- 28 -
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