2020年浙江省嘉兴市海宁市、桐乡市高考数学模拟试卷(word版含解析)
发布时间:2020-05-02 21:22:15
发布时间:2020-05-02 21:22:15
2020年浙江省嘉兴市海宁市、桐乡市高考数学模拟试卷(3月份)
一、选择题(共10小题).
1.已知全集U={﹣2,﹣1,0,1,2},集合A={0,1,2},B={﹣1,0},则A∩(∁UB)=( )
A.{0} B.{1,2} C.{0,1,2} D.{﹣2,0,1,2}
2.复数z满足=﹣1﹣i(其中i是虚数单位),则z=( )
A.1+i B.1﹣i C.﹣1+i D.﹣1﹣i
3.已知双曲线C:﹣=1(a>0,b>0),则“C的离心率e=”是“C的两条渐近线互相垂直”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
4.已知l,m是两条不同的直线,α是平面,且m∥α,则( )
A.若l∥m,则l∥α B.若l∥α,则l∥m C.若l⊥m,则l⊥α D.若l⊥α,则l⊥m
5.已知函数f(x)的图象如图所示,则f(x)的解析式最有可能是( )
A.f(x)= B.f(x)=
C.f(x)= D.f(x)=
6.已知随机变量X的分布列如下:
若随机变量Y满足Y=3X﹣1,则Y的方差D(Y)=( )
A.1 B.2 C.3 D.9
7.已知a∈R,实数x,y满足,设z=x﹣2y,若z的最小值是﹣7,则a的值为( )
A.﹣1 B. C. D.7
8.用2与0两个数字排成7位的数码,其中“20”和“02”各至少出现两次(如0020020、2020200、0220220等),则这样的数码的个数是( )
A.54 B.44 C.32 D.22
9.如图,四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为正方形,AP⊥平面PCD,PA=PD,点E为线段P上的动点.记A与AP所成角的最小值为C,当D为线段E中点时,二面角P﹣BC﹣E的大小为β,二面角E﹣BC﹣D的大小为γ,则α,β,γ的大小关系是( )
A.α>β>γ B.α>γ>β C.α>β=γ D.γ>α>β
10.如图,已知△ABC为钝角三角形,AC<AB<BC,点P是△ABC外接圆上的点,则当•+•+•取最小值时,点P在( )
A.∠BAC所对弧上(不包括弧的端点) B.∠ABC所对弧上(不包括弧的端点)
C.∠ACB所对弧上(不包括弧的端点) D.△ABC的顶点
二、填空题:共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分.
11.早在11世纪中叶,我国宋代数学家贾宪在其著作《释锁算数》中就给出了二、三、四、五、六次幂的二项式系数表.已知(ax﹣1)6的展开式中x3的系数为﹣160,则实数a= ;展开式中各项系数之和为 .(用数字作答)
12.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是 ,表面积是 .
13.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=2,b=3,c=4,则cosA= ,△ABC的面积是 .
14.已知正实数x,y满足x+2y=3,则xy的最大值为 ,的最小值为 .
15.已知椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,点A是椭圆上位于x轴上方的一点,若直线AF1的斜率为,且|AF1|=|F1F2|,则椭圆的离心率为 .
16.等比数列{an}的相邻两项an,an+1是方程x2﹣2nx+cn=0(n∈N*)的两个实根,记Tn是数列{cn}的前n项和,则Tn= .
17.已知函数f(x)=2lnx﹣1,g(x)=a|x﹣m|,若存在实数a>0使y=f(x)﹣g(x)在(,e)上有2个零点,则m的取值范围为 .
三、解答题:共5小题,共74分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
18.已知函数f(x)=2sin2x+2sinxcosx﹣,(x∈R).(Ⅰ)求f()的值;(Ⅱ)求f(x)的单调递减区间及f(x)图象的对称轴方程.
19.如图,四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是平行四边形,∠ADC=120°,PD=CD=AD,PD⊥平面ABCD.(Ⅰ)证明:AC⊥平面PBD;(Ⅱ)求直线AC与平面PBC所成角的正弦值.
20.设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1,an,Sn成等差数列,且a5=S4+2,n∈N*.(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;(Ⅱ)记bn=,n∈N*,证明:b1+b2+…+bn≤﹣,n∈N*.
21.如图,设点F是抛物线C:x2=2y的焦点,直线l与抛物线C相切于点P(点P位于第一象限),并与抛物线C的准线相交于点A.过点P且与直线l垂直的直线l1交抛物线C于另一点B,交y轴于点Q,连结AB.(Ⅰ)证明:△FPQ为等腰三角形;(Ⅱ)求△PAB面积的最小值.
22.已知函数f(x)=lnx+,g(x)=﹣2ab•ex﹣1+b(x+1)lnx﹣2a+2b+2,其中a∈R,且a>0.
(Ⅰ)求f(x)在x∈(0,1]上的最大值;(Ⅱ)若g(x)≤0对任意的b∈[a,+∞)及x∈(0,1]恒成立,求实数a的取值范围.注:e是自然对数的底数.
参考答案
一、选择题:共10小题,每小题4分,共40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={﹣2,﹣1,0,1,2},集合A={0,1,2},B={﹣1,0},则A∩(∁UB)=( )
A.{0} B.{1,2} C.{0,1,2} D.{﹣2,0,1,2}
【分析】根据集合的基本运算即可求(∁UB)∩A.
【解答】解;因为U={﹣2,﹣1,0,1,2},集合A={0,1,2},B={﹣1,0},
则A∩(∁UB)={0,1,2}∩{﹣2,1,2}={1,2}.
故选:B.
2.复数z满足=﹣1﹣i(其中i是虚数单位),则z=( )
A.1+i B.1﹣i C.﹣1+i D.﹣1﹣i
【分析】把已知等式变形,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案.
解:由=﹣1﹣i,得z=,
故选:C.
3.已知双曲线C:﹣=1(a>0,b>0),则“C的离心率e=”是“C的两条渐近线互相垂直”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
【分析】求得双曲线的渐近线方程,运用离心率的公式和两直线垂直的条件,结合充分必要条件的定义即可得到所求结论.
解:双曲线E:﹣=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,
离心率为e=,
由e=,可得c=a,即有c2=2a2=a2+b2,可得a=b,
即有渐近线方程为y=±x,可得两渐近线垂直;
若两渐近线垂直,可得a=b,可得e=,
即有p是q的充要条件,
故选:C.
4.已知l,m是两条不同的直线,α是平面,且m∥α,则( )
A.若l∥m,则l∥α B.若l∥α,则l∥m
C.若l⊥m,则l⊥α D.若l⊥α,则l⊥m
【分析】在A中,l∥α或l⊂α;在B中,l与m相交、平行或异面;在C中,l与α相交、平行或l⊂α;在D中,由直线与平面垂直的性质定理得l⊥m.
解:由l,m是两条不同的直线,α是平面,且m∥α,知:
在A中,若l∥m,则l∥α或l⊂α,故A错误;
在B中,若l∥α,则l与m相交、平行或异面,故B错误;
在C中,若l⊥m,则l与α相交、平行或l⊂α,故C错误;
在D中,若l⊥α,则由直线与平面垂直的性质定理得l⊥m,故D正确.
故选:D.
5.已知函数f(x)的图象如图所示,则f(x)的解析式最有可能是( )
A.f(x)= B.f(x)=
C.f(x)= D.f(x)=
【分析】观察图象可知当x>0时,f(x)>0,由此可排除CD;又函数的定义域为R,由此可排除B.
解:由图可知,当x>0时,f(x)>0,而此时1﹣3x<0,故排除CD;
同时注意选项B在x=0处没有意义,这与题设不符,故排除.
故选:A.
6.已知随机变量X的分布列如下:
若随机变量Y满足Y=3X﹣1,则Y的方差D(Y)=( )
A.1 B.2 C.3 D.9
【分析】先根据分布列的性质,即概率和为1,求出a的值,再分别计算出X的数学期望与方差,然后根据Y=3X﹣1,则D(Y)=32•D(X)即可求出D(Y).
解:由分布列的性质可知,,所以,
所以数学期望E(X)=,
方差D(X)=,
因为Y=3X﹣1,所以D(Y)=32D(X)=9,
故选:D.
7.已知a∈R,实数x,y满足,设z=x﹣2y,若z的最小值是﹣7,则a的值为( )
A.﹣1 B. C. D.7
【分析】画出约束条件的可行域,利用目标函数的最值列出方程,求解即可.
解:实数x,y满足,的可行域如图,
当直线z=x﹣2y过点A(a,2﹣a)时,z取得最小值,即a﹣4+2a=﹣7
可得 a=﹣1.
故选:A.
8.用2与0两个数字排成7位的数码,其中“20”和“02”各至少出现两次(如0020020、2020200、0220220等),则这样的数码的个数是( )
A.54 B.44 C.32 D.22
【分析】根据分类计数原理即可求出.
解:利用分类讨论法:
当由两个2五个0时,显然两个2不能相邻,也不能放在首尾,所以首尾为0,所以有种情况;
三个2四个0时,可分为三个2不相邻和22与2不相邻,所以共有种情况;
故共有(+)×2=44种情况.
故选:B.
9.如图,四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为正方形,AP⊥平面PCD,PA=PD,点E为线段P上的动点.记A与AP所成角的最小值为C,当D为线段E中点时,二面角P﹣BC﹣E的大小为β,二面角E﹣BC﹣D的大小为γ,则α,β,γ的大小关系是( )
A.α>β>γ B.α>γ>β C.α>β=γ D.γ>α>β
【分析】令,如图,根据最小角定理可知当点E在点P时,BE与AP所成角最小,求出tanα,又γ=∠ENG,β+γ=∠PFM,利用正切三角公式求出tanβ,
tanγ,通过比较正切值,即可得出结论.
解:令,分别过P,E作AD的垂线分别交于F,G,再过F,G作AD的垂线交BC于M,N,
由AP⊥CD,AD⊥CD,AP∩AD=D,可得CD⊥平面APD,
∴平面PCD⊥平面APD,
又CD∥AB,∴AB⊥平面APD,
∴AB⊥PD,
又AP⊥PD,AB∩AP=A,
∴PD⊥平面PAB,
∴平面PAB⊥平面PBD,
∴AP在平面PBD内的射影为PB,根据最小角定理,当点E在点P时,BE与AP所成角最小,此时,
∵平面PAD⊥平面ABCD,
∴γ=∠ENG,β+γ=∠PFM,则,
∴,
∴tanα>tanγ>tanβ,即α>γ>β.
故选:B.
10.如图,已知△ABC为钝角三角形,AC<AB<BC,点P是△ABC外接圆上的点,则当•+•+•取最小值时,点P在( )
A.∠BAC所对弧上(不包括弧的端点)
B.∠ABC所对弧上(不包括弧的端点)
C.∠ACB所对弧上(不包括弧的端点)
D.△ABC的顶点
【分析】设外接圆的圆心为O,半径为r,利用平面向量的线性运算可得=,令,进一步转化为研究,作出图形,观察图象可知当与反向时,目标式取得最小值,由此得出结论.
解:设外接圆的圆心为O,半径为r,不妨把线段BC放在水平位置来考虑,
=
=,
令,则原式=,
现在考虑题目中的唯一动点P,很显然当与反向时,取得最小值,此时点P在劣弧AB上,
故∠ACB所对弧上(不包括弧端点).
故选:C.
二、填空题:共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分.
11.早在11世纪中叶,我国宋代数学家贾宪在其著作《释锁算数》中就给出了二、三、四、五、六次幂的二项式系数表.已知(ax﹣1)6的展开式中x3的系数为﹣160,则实数a= 2 ;展开式中各项系数之和为 1 .(用数字作答)
【分析】在二项展开式的通项公式中,令x的幂指数等于3,求出r的值,即可求得x3的系数,再根据x3的系数为﹣160,求得实数a的值,可得(ax﹣1)6=(2x﹣1)6 展开式中各项系数和.
解:由于(ax﹣1)6展开式的通项公式为 Tr+1=•a6﹣r•x6﹣r•(﹣1)r,
令6﹣r=3,解得r=3,故(ax﹣1)6展开式中x3的系数为•a3=﹣160,
解得a=2,
故(ax﹣1)6=(2x﹣1)6 展开式中各项系数和为 (2﹣1)6=1,
故答案为:2,1.
12.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是 ,表面积是 6+(6+)π .
【分析】由已知中的三视图,可知该几何体左侧是球的四分之一,右侧是一个半圆锥,然后求解几何体的体积,求出底面面积,代入棱锥体积公式,可得几何体的体积,累加各个面的面积可得,几何体的表面积.
解:由题意三视图,可知该几何体左侧是球的四分之一,右侧是一个半圆锥,
可知几何体的体积为:=.
几何体的表面积为:=6+(6+)π.
故答案为:;6+(6+)π.
13.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=2,b=3,c=4,则cosA= ,△ABC的面积是 .
【分析】由已知结合余弦定理可求cosA,进而可求sinA,然后代入三角形的面积公式即可求解.
解:因为a=2,b=3,c=4,
由余弦定理可得,cosA=,
所以sinA=,
∴S△ABC===
故答案为:,
14.已知正实数x,y满足x+2y=3,则xy的最大值为 ,的最小值为 2 .
【分析】由x+2y≥2,可求xy的最大值;
==,利用基本不等式可求最值.
解:正实数x,y满足x+2y=3,
由基本不等式可得,3=x+2y≥2,当且仅当x=2y时取等号,
则xy,即最大值;
∵===2,
故答案为:
15.已知椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,点A是椭圆上位于x轴上方的一点,若直线AF1的斜率为,且|AF1|=|F1F2|,则椭圆的离心率为 .
【分析】有题意可得tan∠AF1F2=,进而求出角的余弦值,由余弦定理可得AF2的值,再由椭圆的定义求出2a,进而求出椭圆的离心率.
解:有题意如图所示:
因为直线AF1的斜率为,所以tan∠AF1F2=,所以cos∠AF1F2==,
因为|AF1|=|F1F2|=2c,
由余弦定理可得AF2==,
所以2a=2c+=,即a=
所以离心率e==,
故答案为:.
16.等比数列{an}的相邻两项an,an+1是方程x2﹣2nx+cn=0(n∈N*)的两个实根,记Tn是数列{cn}的前n项和,则Tn= .
【分析】利用韦达定理,列出关系式,求出数列的首项与公比,然后得到数列的通项公式,即可求解Tn.
解:等比数列{an}的相邻两项an,an+1是方程x2﹣2nx+cn=0(n∈N*)的两个实根,
可得an+an+1=2n,anan+1=cn.
可得,解得,所以an=﹣1,
cn=anan+1=,c1=,q=4,
所以数列{cn}的前n项和Tn==.
故答案为:.
17.已知函数f(x)=2lnx﹣1,g(x)=a|x﹣m|,若存在实数a>0使y=f(x)﹣g(x)在(,e)上有2个零点,则m的取值范围为 () .
【分析】y=f(x)﹣g(x)的零点即为y=f(x)与y=g(x)的图象交点,所以利用导数研究f(x)的单调性、极值情况,做出图象.然后再画出y=g(x)的图象,想办法让其能产生交点,由此构造方程或不等式求解.
解:令f(x)=2lnx﹣1=0得x=,且在(,e)上递增.
对于g(x)=a|x﹣m|,函数图象关于x=m对称,且开口向上.
①当m≥e时,显然只有一个交点,不符题意(图①);
②当时,总能找到a,使得两函数有两个交点(图②);
③当m<时,y=g(x)的图象的右半部分至多与y=f(x)在x轴上方的图象产生两个交点.此时只需研究g(x)=a(x﹣m)与y=f(x)的图象即可.
事实上,此时过点(m,0)做y=f(x)的切线,只要是切点落在()内即可(图③).
设切点为(x0,2lnx0﹣1),且k=,所以切线方程为:
,将(m,0)代入整理得:
,,
∵,令,
易知时,m′<0,故在递减.
∴,即.
综上可知,当时,
存在实数a>0使y=f(x)﹣g(x)在(,e)上有2个零点.
故答案为:()
三、解答题:共5小题,共74分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
18.已知函数f(x)=2sin2x+2sinxcosx﹣,(x∈R).
(Ⅰ)求f()的值;
(Ⅱ)求f(x)的单调递减区间及f(x)图象的对称轴方程.
【分析】(Ⅰ)通过二倍角公式以及两角差的正弦函数,化简函数为一个角的一个三角函数的形式,进而求解结论.
(Ⅱ)通过正弦函数的对称轴直接求函数f(x)图象的对称轴方程,利用正弦函数的单调减区间求出函数的单调递减区间.
解:(Ⅰ)因为f(x)=2sin2x+2sinxcosx﹣=sin2x﹣cos2x=2sin(2x﹣);
∴f()=2sin(2×﹣)=;
(Ⅱ)令2x﹣=kπ+(k∈Z),得x=+(k∈Z),
即为函数f(x)图象的对称轴方程.
令+2kπ≤2x﹣≤+2kπ(k∈Z),得+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),
即函数f(x)的单调递减区间是[+kπ,+kπ](k∈Z).
19.如图,四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是平行四边形,∠ADC=120°,PD=CD=AD,PD⊥平面ABCD.
(Ⅰ)证明:AC⊥平面PBD;
(Ⅱ)求直线AC与平面PBC所成角的正弦值.
【分析】(Ⅰ)要证AC⊥面PBD,需证AC⊥BD,AC⊥PD,由已知条件不难证出;
(Ⅱ)以D为原点,过在底面作CD的垂线为x轴,DC为y轴,PD为z轴建立空间直角坐标系,容易求出平面PBC的法向量及直线AC的方向向量,问题即可解决.
解:(Ⅰ)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,PD=CD=AD,
∴四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD.
∵PD⊥平面ABCD,∴PD⊥AC,
结合PD,BD⊂平面PBD,PD∩BD=D,
∴AC⊥平面PBD.
(Ⅱ)以D为原点,过在底面作CD的垂线所在直线为x轴,DC所在直线为y轴,PD所在直线为z轴建立空间直角坐标系.
不防令PD=AD=CD=2,∵∠ADC=120°,∴∠DAB=60°.
∴D(0,0,0),A(,﹣1,0),,C(0,2,0),P(0,0,2),
∴,∴.
设平面PBC的法向量为,
∴,即,
令x=1,得y=z=,∴.
∴设所求的角为θ,则=.
故所求角的正弦值为.
20.设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1,an,Sn成等差数列,且a5=S4+2,n∈N*.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)记bn=,n∈N*,证明:b1+b2+…+bn≤﹣,n∈N*.
【分析】(Ⅰ)由等差数列的中项性质和数列的递推式,结合等比数列的定义和通项公式、求和公式,解方程可得首项和公比,进而得到所求通项公式;
(Ⅱ)求得bn=,当n≥2时,bn=<==(﹣),由数列的裂项相消求和可得n≥2不等式成立,检验n=1时,等号也成立,即可得证.
解:(Ⅰ)a1,an,Sn成等差数列,可得2an=a1+Sn,
当n≥2时,2an﹣1=a1+Sn﹣1,两式相减可得2an﹣2an﹣1=Sn﹣Sn﹣1=an,
即an=2an﹣1,可得{an}为公比为2的等比数列,则Sn==a1(2n﹣1),
由a5=S4+2,可得a1•24=a1(24﹣1)+2,
解得a1=2,则an=2n,n∈N*;
(Ⅱ)证明:bn==,当n≥2时,bn=<==(﹣),
则b1+b2+…+bn<+(1﹣+﹣+…+﹣)=﹣,
当n=1时,﹣==a1,则等号取得,
则b1+b2+…+bn≤﹣,n∈N*.
21.如图,设点F是抛物线C:x2=2y的焦点,直线l与抛物线C相切于点P(点P位于第一象限),并与抛物线C的准线相交于点A.过点P且与直线l垂直的直线l1交抛物线C于另一点B,交y轴于点Q,连结AB.
(Ⅰ)证明:△FPQ为等腰三角形;
(Ⅱ)求△PAB面积的最小值.
【分析】(1)先求P处的切点方程,再根据垂直关系求垂线方程,得到点Q坐标,由抛物线定义得|FQ|=|FP|,
(2)先求AB坐标,再求|PA|,|PB|的表达式,利用直角三角形得到面积的函数关系,再求最大值.
【解答】解(1)设P(x0,)且x0>0,
因为直线l与抛物线C相切,求导得y'=x,即k=x0,
所以直线l的方程为y=x0x﹣,
直线l1的方程为y﹣=,即Q(0,+1),
因为F(0,),则|FQ|=+1﹣=+,
而|FP|==+,
所以|FQ|=|FP|,
即△FPQ为等腰三角形,
(2)抛物线C的准线为y=﹣,
得A(,﹣),
所以|PA|==,
联立方程组y﹣=和x2=2y,
得,
因为,则,
即B(,),
所以|PB|==,
得△PAB面积为S=|PA|•|PB|==≥4,当且仅当x0=1时取等号,
所以△PAB面积最小值为4.
22.已知函数f(x)=lnx+,g(x)=﹣2ab•ex﹣1+b(x+1)lnx﹣2a+2b+2,其中a∈R,且a>0.
(Ⅰ)求f(x)在x∈(0,1]上的最大值;
(Ⅱ)若g(x)≤0对任意的b∈[a,+∞)及x∈(0,1]恒成立,求实数a的取值范围.注:e是自然对数的底数.
【分析】(Ⅰ)根据函数导数与单调性关系求最值;
(Ⅱ)先利用特值探路方法得到必要条件,再证明它的充分性,在证明过程中,先看成关于b的函数,再看成关于a的函数,最后变为关于x的函数加以解决.
解:(Ⅰ),
∴f(x)在(0,1]上为增函数,
∴f(x)max=f(1)=2;
(Ⅱ)由题意,首先由g(1)=﹣2ab﹣2a+2b+2=2(1﹣a)(b+1)≤0得a≥1,
∴a≥1是g(x)≤0的必要条件,
下面证明a≥1是充分条件,
由已知b≥a>0,又由(Ⅰ)得,即(x+1)lnx≤2x﹣2,
∴b(x+1)lnx≤2bx﹣2b,
故g(x)=﹣2abex﹣1+b(x+1)lnx﹣2a+2b+2≤﹣2abex﹣1+2bx﹣2a+2,
又ex﹣1≥x,故g(x)≤﹣2abex﹣1+2bx﹣2a+2≤﹣2abx+2bx﹣2a+2=2(1﹣a)(bx+1),
∵a≥1,b≥0,x∈(0,1],
∴g(x)≤0,
∴a≥1是g(x)≤0的充分条件.
综上,实数a的取值范围为[1,+∞).