民乐一中、张掖二中2020届高三第一次调研考试数学(理) 试卷一、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1z i =-,(其中i 为虚数单位, z 是z 的共轭复数),则zzi i+=( ) A . 2B . 2i +C . 2i -+D . -22.已知集合22{|1}23x y A y =+=,集合2{|4}B x y x ==,则A B ⋂=( ) A . 0,3⎡⎤⎣⎦B . 3,3⎡⎤-⎣⎦C . )3,⎡+∞⎣D . )3,⎡-+∞⎣3.已知数列{}n a 为等差数列,且满足32015BA a OB a OC =+u u u r u u u r u u u r ,若()AB AC R λλ=∈u u u r u u u r,点O 为直线BC 外一点,则12017a a += ( )A. 0B. 1C. 2D. 44.过抛物线24y x =的焦点作直线交抛物线于点()()1122,,,P x y Q x y 两点,若126x x +=,则PQ 中点M 到抛物线准线的距离为 ( ) A . 2B .3C .4D .55.已知m R ∈,“函数21xy m =+-有零点”是“函数log m y x =在0+∞(,)上为减函数”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6.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( ) A .83 B . 163C .203D . 87.512a x x x x ⎛⎫⎛⎫+- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭的展开式中各项系数的和为2,则该展开式中常数项为( )A .-40B .-20C .20D .408.2020年东京夏季奥运会将设置4100⨯米男女混合泳接力这一新的比赛项目,比赛的规则是:每个参赛国家派出2男2女共计4名运动员比赛,按照仰泳→蛙泳→蝶泳→自由泳的接力顺序,每种泳姿100米且由一名运动员完成, 每个运动员都要出场. 现在中国队确定了备战该项目的4名运动员名单,其中女运动员甲只能承担仰泳或者自由泳,男运动员乙只能承担蝶泳或自由泳,剩下的男女各一名运动员则四种泳姿都可以上,那么中国队共有( )种布阵的方式. A . 6B . 12C . 24D . 1449. 已知函数()()22log 3,2,{21,2x x x f x x ---<=-≥,若()21f a -=,则()f a =( )A. 1B. 1-C. 2-D. 210.若函数()()sin 2()2f x x πφφ=+<的图像关于点,03π⎛⎫⎪⎝⎭对称,且当127,,1212x x ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时, ()()120f x f x += ()12x x ≠,则()12f x x +=( )A .B . -C .D . 11.在平面直角坐标系中,双曲线221124x y -=的右焦点为F ,一条过原点O 且倾斜角为锐角的直线l 与双曲线C 交于A ,B 两点,若△FAB 的面积为l 的斜率为 ( ) A .13132 B .21 C .41 D .7712.已知定义在R 上的函数()f x 是奇函数,且满足()()3f x f x -=, ()13f -=,数列{}n a 满足11a =且()1n n n a n a a +=- ()*n N ∈,则()()3637f a f a +=( ) A . -2B . -3C . 2D . 3二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡上.13.ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c 若060B =, 2c =, b =,则a =__________.14.抛物线22y x x =-+与x 轴围成的封闭区域为M ,向M 内随机投掷一点(),P x y ,则y x >的概率为__________.15.已知,,,A B C D 四点在球O 的表面上,且2AB BC ==, AC =若四面体ABCD的体积的最大值为43,则球O 的表面积为__________. 16.已知1112sin,3sin ,3cos ,233a b c ===则,,a b c 的大小关系是__________. 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.已知数列{}n a 满足2n n S a n =- ()*n N ∈. (1)证明: {}1n a +是等比数列;(2)令12nn n n b a a +=,求数列{}n b 的前n 项和n T .18.在一次篮球定点投篮训练中,规定每人最多投3次,在A 处每投进一球得3分;在B 处每投进一球得2分.如果前两次得分之和超过3分就停止投篮;否则投第三次.某同学在A 处的投中率10.25q =,在B 处的投中率为2q ,该同学选择先在A 处投第一球,以后都在B 处投,且每次投篮都互不影响,用X 表示该同学投篮训练结束后所得的总分,其分布列为:X 0 2 3 4 5P 0.03 2p 3p 4p 5p(1)求2q 的值;(2)求随机变量X 的数学期望()E X ;(3)试比较该同学选择上述方式投篮得分超过3分与选择都在B 处投篮得分超过3分的概率的大小.19.如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为直角梯形, //AB CD , AB AD ⊥,262CD AB ==, PAB ∆与PAD ∆均为等边三角形,点E 为CD 的中点.(1)证明:平面PAE ⊥平面ABCD ;(2)试问在线段PC 上是否存在点F ,使二面角F BE C --的余弦值为33,若存在,请确定点F 的位置;若不存在,请说明理由.20.已知椭圆E : 22221(0)x y a b a b+=>>()0,1A 在椭圆E 上.(1)求椭圆E 的方程;(2)已知()0,2P -,设点()00,B x y (00y ≠且01y ≠±)为椭圆E 上一点,点B 关于x 轴的对称点为C ,直线,AB AC 分别交x 轴于点,M N ,证明: OPM ONP ∠=∠.(O 为坐标原点) 21.已知函数()()ln af x x a R x=+∈. (Ⅰ)若函数()f x 在1x =处的切线平行于直线20x y -=,求实数a 的值; (Ⅱ)判断函数()f x 在区间2[e ,)-+∞上零点的个数;(Ⅲ)在(Ⅰ)的条件下,若在[]()1,e e 2.71828...=上存在一点0x ,使得()0001x mf x x +<成立,求实数m 的取值范围.请考生在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,用2B 铅笔在答题卡上把所选题目对应的标号涂黑。
22.选修4-4:坐标系与参数方程在直角坐标系xoy 中,直线1l 的参数方程为2x ty kt =+⎧⎨=⎩(t 为参数),直线2l 的参数方程为2x mm y k =-+⎧⎪⎨=⎪⎩(m 为参数).设1l 与2l 的交点为P ,当k 变化时,P 的轨迹为曲线C (1)写出C 的普通方程;(2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,设:(cos sin )0l ρθθ+-=,M 为l 与C 的交点,求M 的极径.23.选修4-5:不等式选讲 已知函数()212f x x x =-++. (1)求()f x 的最小值; (2)若不等式()2211b a b a ax x -++≥++- ()0a ≠恒成立,求实数x 的取值范围.民乐一中、张掖二中2020届高三毕业班第一次调研考试数学(理) 试题答案一、选择题1.D 2.A 3.A 4.C 5.B 6.B 7.D 8.A 9.C 10.A 11 B 12.B二、填空题 13.4 14.1815.9π 16.a b c << 三、解答题17.(1)见解析(2)11121n +--试题解析:(1)由1121S a =-得: 11a =∵()()()11221n n n n S S a n a n ---=---- ()2n ≥, ∴121n n a a -=+,从而由()1121n n a a -+=+得1121n n a a -+=+ ()2n ≥,∴{}1n a +是以2为首项, 2为公比的等比数列.(2)由(1)得21nn a =-∴()()122121n n n nb +=--,即1112121n n n b +=--- , ∴11111113372121n n n T +⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+⋅⋅⋅+- ⎪⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭11121n +=--.18.18.解:(1)设该同学在A 处投中为事件A ,在B 处投中为事件B ,则事件,A B 相互独立,且()()()()220.25,0.75,,1P A P A P B q P B q ====-,根据分布列知:0X =时,()()()()()220.7510.03P ABB P A P B P B q ==⨯-=, 所以2210.2,0.8q q -==..................................................2分 (2)当2X =时,()()()2p P ABB ABB P ABB P ABB =+=+()()()()()()()220.75120.24P A P B P B P A P B P B q q =+=-⨯=g .................3分当3X =时,()()()()()2320.2510.01p P ABB P A P B P B q ===-=...............4分当4X =时,()()()()2420.750.48p P ABB P A P B P B q ====........................5分当5X =时,()()()5p P ABB AB P ABB P AB =+=+()()()()()()2220.2510.250.24P A P B P B P A P B q q q =+=-+=..................6分所以随机变量X34 1 8 4∴随机变量X ()00.0320.2430.0140.4850.24 3.63E X =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=......................8分(3)该同学选择都在B 处投篮得分超过3分的概率为()()()()()22222210.896P BBB BBB BB P BBB P BBB P BB q q q ++=++=-+=.......10分该同学选择(1)中方式投篮得分超过3分的概率为0.480.240.72+=, 所以该同学选择都在B 处投篮得分超过3分的概率大..............................12分 19.(1)见解析(2)点F 为PC 的中点 试题解析:(1)证明:连接BD ,由于AB ∥CD ,点E 为CD 的中点, DE AB =, AB AD ⊥∴四边形ABED 为正方形,可得BD AE ⊥ 设BD 与AE 相交于点O又∵△PAB 与△PAD 均为等边三角形 ∴PB PD =在等腰△PBD 中,点O 为BD 的中点 ∴BD PO ⊥,且AE 与PO 相交于点O ,可得BD ⊥平面PAE 又∵BD ⊂平面ABCD∴平面PAE ⊥平面ABCD .(2)由262CD AB ==,△PAB 与△PAD 均为等边三角形,四边形ABED 为正方形, BD 与AE 相交于点O ,可知3OA OP ==, 32PA =,所以PO AO ⊥,又平面PAE ⊥平面ABCD ,所以PO ⊥平面ABCD ,以点O 为坐标原点, OA 为x 轴, OB 为y 轴, OP 为z 轴建立空间直角坐标系.可得()0,3,0B , ()0,0,3P , ()3,0,0E -, ()6,3,0P -设点F 的坐标为(),,x y z , PF PC λ=u u u v u u u v ,由()3PF x y z =-u u u v ,,, ()633PC =--u u u v,,,可得()6,3,33F λλλ--,故 ()63333BF λλλ=---u u u v ,,, ()330BE =--u u u v ,, 设111m x y z =v(,,)为平面BEF 的一个法向量,则 0{ 0m BF m BE ⋅=⋅=u u u v vu u u v v ,得1131m λλλ=---v(,,),平面BCE 的一个法向量为()001n =v,,,由已知,m n cos m n m n ⋅=⋅v vv vv v 211103λλ=-+33=,解得12λ= 所以,在线段PC 上存在点F ,使二面角F BE C --的余弦值为3,且点F 为PC 的中点.20.(1)2214x y +=(2)见解析试题解析:(1)由已知得: 1b =,2c a = 又∵222a b c =+ ∴24a =,∴椭圆E 的方程为2214x y +=. (2)∵点B 关于x 轴的对称点为C ∴()00,C x y -,∴直线AC 的方程为011y y x x +=-+,令0y =得00,01x N y ⎛⎫ ⎪+⎝⎭; 直线AB 的方程为0011y y x x -=+,令0y =得00,01x M y ⎛⎫ ⎪-⎝⎭. ∵20002000111x x x OM ON y y y ⋅=⋅=+--,而点()00,B x y 在椭圆2214x y +=上, ∴220014x y +=,即: 202041x y =- ∴24OM ON OP ⋅==,即OM OP OPON=∴Rt OPM Rt ONP ~V V , ∴OPM ONP ∠=∠. 21.试题解析: (Ⅰ)()21'af x x x =-Q ,函数()f x 在1x =处的切线平行于直线 20x y -=.()112,1f a a ∴=-=∴=-'.(Ⅱ)令()f x = ln 0ax x +=, 2[e ,)x -∈+∞ 得ln a x x -= 记()ln ,H x x x x =∈ 2[e ,)-+∞, ()1ln ,H x x =+'由此可知()H x 在21e ,e --⎡⎤⎣⎦上递减,在()1e ,-+∞上递增, 且()222,H e e --=- ()11,H e e --=- x →+∞时()H x →+∞ 故1a e >时, ()f x 在2[e ,)-+∞无零点 212a a e e =<或时, ()f x 在2[e ,)-+∞恰有一个零点221a e e≤<时, ()f x 在2[e ,)-+∞有两个零点 (Ⅲ)在[]()1, 2.71828...e e =上存在一点0x ,使得()0001x mf x x +<成立等价于函数()()11ln mh x x mf x x m x x x x=+-=+-+在[]1,e 上的最小值小于零. ()()()222221111'1x x m m m x mx m h x x x x x x +-----=---==, ①当1m e +≥时,即1m e ≥-时, ()h x 在[]1,e 上单调递减,所以()h x 的最小值为()h e ,由()10mh e e m e+=+-<可得211e m e +>-,22111,11e e e m e e ++>-∴>--Q ; ②当11m +≤时,即0m ≤时, ()h x 在[]1,e 上单调递增,所以()h x 的最小值为()1h ,由()1110h m =++<可得2m <-; ③当11m e <+<时,即01m e <<-时, 可得()h x 的最小值为()()()()()1,0ln 11,0ln 1,12ln 12h m m m m m h m m m m +<+<∴<++=+-+Q 此时, ()10h m +<不成立.综上所述:可得所求m 的范围是211e m e +>-或2m <-22.解 (1)消去参数t ,得l 1的普通方程l 1:y =k (x -2);消去参数m ,得l 2的普通方程l 2:y =1k(x +2). 设P (x ,y ),由题设得⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -2,y =1kx +2,消去k ,得x 2-y 2=4(y ≠0),所以C 的普通方程为x 2-y 2=4(y ≠0).(2)C 的极坐标方程为ρ2(cos 2θ-sin 2θ)=4(0<θ<2π,θ≠π),联立⎩⎨⎧ρ2cos 2θ-sin 2θ=4,ρcos θ+sin θ-2=0,得cos θ-sin θ=2(cos θ+sin θ).故tan θ=-13,从而cos 2θ=910,sin 2θ=110.代入ρ2(cos 2θ-sin 2θ)=4,得ρ2=5,所以l 3与C 的交点M 的极径为 5. 23.(1)最小值为52(2)55,44⎡⎤-⎢⎥⎣⎦试题解析:(1)()31,21212{3,2 2131,2x x f x x x x x x x --<-=-++=-+-≤≤+>, 所以, 12x =时, ()f x 取最小值,且最小值为52(2)由()2211b a b a a x x -++≥++-,()0a ≠恒成立,得()2211b a b ax x a-++≥++-恒成立,即21211b bx x a a-++≥++-恒成立, 令bt a=,则()21211t t x x -++≥++-恒成立, 由(1)知,只需5112x x ++-≤ 可化为1{ 522x x <--≤或11{ 522x -≤≤≤或1{ 522x x >≤,解得5544x -≤≤,∴实数x 的取值范围为55,44⎡⎤-⎢⎥⎣⎦。