高考理科数学模拟试题精编(十)(考试用时:120分钟试卷满分:150分) 注意事项:1.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需要改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。
答案不能答在试卷上。
2.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
3.考生必须保证答题卡的整洁。
考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ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.已知集合A={(x,y)|y=x+1,0≤x≤1},集合B={(x,y)|y=2x,0≤x≤10},则集合A∩B=()A.{1,2}B.{x|0≤x≤1}C.{(1,2)}D.∅2.设i是虚数单位,复数(a+1+i)2-2a-1为纯虚数,则实数a 为()A.1 B.-1 C.1或-1 D.-123.若sin(π-α)=13,且π2≤α≤π,则sin 2α的值为( )A .-429B .-229 C.229D.4294.已知A (1,2),B (2,4),C (-2,1),D (-3,2),则向量CD →在向量AB →上的投影为( )A.55B.255C.22D.2235.设直线l 过双曲线C 的一个焦点,且与C 的一条对称轴垂直,l 与C 交于A ,B 两点,|AB |为C 的实轴长的2倍,则C 的离心率为( )A. 3B. 2 C .2D .36.某国际会议结束后,中、美、俄等21国领导人合影留念,他们站成两排,前排11人,后排10人,中国领导人站在前排正中间位置,美、俄两国领导人也站前排并与中国领导人相邻,如果对其他国家领导人所站位置不做要求,那么不同的站法共有( )A .A 1818种B .A 2020种C .A 23A 318A 1010种D .A 22A 1818种7.M =⎠⎛011x +1d x ,N =∫π20cos x d x ,由程序框图输出S的值为( )A .ln 2B .0 C.π2D .18.如图是一个正三棱柱挖去一个圆柱后得到的几何体的三视图,则该几何体的体积与挖去的圆柱的体积的比值为( )A.33π-1B.33π-13C.33πD.33π+19.已知平面向量a =(2cos 2x ,sin 2x ),b =(cos 2x ,-2sin 2x ),f (x )=a·b ,要得到y =sin 2x +3cos 2x 的图象,只需要将y =f (x )的图象( )A .向左平行移动π6个单位B .向右平行移动π6个单位C .向左平行移动π12个单位 D .向右平行移动π12个单位 10.在线段AB 上任取一点C ,若AC 2=AB ·BC ,则点C 是线段AB 的“黄金分割点”,以AC 、BC 为邻边组成的矩形称为“黄金矩形”.现在线段AB 上任取一点C ,若以AC 、BC 为邻边组成矩形,则该矩形的面积小于“黄金矩形”的面积的概率为( )A .3- 5B.5-2C.3-1D .3-711.如图是一几何体的平面展开图,其中四边形ABCD 为正方形,E,F分别为PA,PD的中点,在此几何体中,给出下面4个结论:①直线BE与直线CF异面;②直线BE与直线AF异面;③直线EF∥平面PBC;④平面BCE⊥平面PAD.其中正确的有()A.1个B.2个C.3个D.4个12.已知正三角形ABC的顶点A,B在抛物线y2=4x上,另一个顶点C(4,0),则这样的正三角形有()A.1个B.2个C.3个D.4个第Ⅱ卷二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中横线上)13.已知圆C:x2+y2-2x-4y+1=0与直线l:x+ay+1=0相交所得弦AB的长为4,则a=________.14.一个篮球运动员投篮一次得3分的概率为a,得2分的概率为b,不得分的概率为c(a、b、c∈(0,1)),已知他投篮一次得分的数学期望为2(不计其他得分情况),则ab的最大值为________.15.如图,小明同学在山顶A处观测到一辆汽车在一条水平的公路上沿直线匀速行驶,小明在A处测得公路上B,C两点的俯角分别为30°,45°,且∠BAC=135°.若山高AD=100 m,汽车从B点到C点历时14 s,则这辆汽车的速度约为________m/s(精确到0.1).参考数据:2≈1.414,5≈2.236.16.已知函数f(x)=1|x|-1,下列关于函数f(x)的研究:①y=f(x)的值域为R.②y=f(x)在(0,+∞)上单调递减.③y=f(x)的图象关于y 轴对称.④y=f(x)的图象与直线y=ax(a≠0)至少有一个交点.其中,结论正确的序号是________.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.(本小题满分12分)已知数列{a n}为等差数列,其中a2+a3=8,a5=3a2.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)数列{b n}中, b1=1,b2=2,从数列{a n}中取出第b n项记为c n,若{c n}是等比数列,求{b n}的前n项和.18.(本小题满分12分)某地高中数学学业水平考试的原始成绩采用百分制,发布成绩使用等级制.各等级划分标准:85分及以上,记为A等级;分数在[70,85)内,记为B等级;分数在[60,70)内,记为C等级;60分以下,记为D等级.同时认定等级为A,B,C的学生成绩为合格,等级为D的学生成绩为不合格.已知甲、乙两所学校学生的原始成绩均分布在[50,100]内,为了比较两校学生的成绩,分别抽取50名学生的原始成绩作为样本进行统计,按照[50,60),[60,70),[70,80),[80,90),[90,100]分组作出甲校样本的频率分布直方图(如图1所示),乙校的样本中等级为C,D的所有数据的茎叶图(如图2所示).(1)求图1中x 的值,并根据样本数据比较甲、乙两校的合格率; (2)在选取的样本中,从甲、乙两校C 等级的学生中随机抽取3名学生进行调研,用X 表示所抽取的3名学生中甲校的学生人数,求随机变量X 的分布列和数学期望.19.(本小题满分12分)如图1,已知在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,E ,F 分别为底AB ,CD 上的点,且EF ⊥AB ,EF =EB =12FC =2,EA =12FD ,沿EF 将平面AEFD 折起至平面AEFD ⊥平面EBCF ,如图2所示.(1)求证:平面ABD ⊥平面BDF ;(2)若二面角B -AD -F 的大小为60°,求EA 的长度.20.(本小题满分12分)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F 1(-6,0),e =22. (1)求椭圆C 的方程;(2)如图,设R (x 0,y 0)是椭圆C 上一动点,由原点O 向圆(x -x 0)2+(y -y 0)2=4引两条切线,分别交椭圆于点P ,Q ,若直线OP ,OQ 的斜率存在,并记为k 1,k 2,求证:k 1k 2为定值;(3)在(2)的条件下,试问|OP |2+|OQ |2是否为定值?若是,求出该值;若不是,请说明理由.21.已知函数f (x )=ln x -x 2+f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫12·x +22.(1)求函数f (x )的单调区间;(2)证明:⎝⎛⎭⎪⎫12x 2+x +1f (x )<2e x .(二)选考题:共10分.请考生在22、23两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.22.(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程 以直角坐标系xOy 的原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴,且两坐标系取相同的长度单位.已知曲线C 1的参数方程为:⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θy =2sin θ(θ为参数),将曲线C 1上每一点的纵坐标变为原来的12倍(横坐标不变),得到曲线C 2,直线l 的极坐标方程:3ρcos θ+2ρsin θ+m =0(1)求曲线C 2的参数方程;(2)若曲线C 2上的点到直线l 的最大距离为27,求m 的值. 23.(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲 已知函数f (x )=|2x +3|+|2x -1|. (1)求不等式f (x )≤5的解集;(2)若关于x的不等式f(x)<|m-1|的解集非空,求实数m的取值范围.高考理科数学模拟试题精编(十)1.解析:选C.根据题意可得,⎩⎨⎧y =x +1y =2x,解得⎩⎨⎧x =1y =2,满足题意0≤x ≤1,所以集合A ∩B ={(1,2)}.故选C.2.解析:选A.(a +1+i)2-2a -1=(a 2-1)+2(a +1)i.∵(a +1+i)2-2a -1是纯虚数,∴⎩⎨⎧a 2-1=0,a +1≠0,解得a =1,故选A.3.解析:选A.因为sin(π-α)=sin α=13,π2≤α≤π,所以cos α=-223,所以sin 2α=2sin αcos α=2×13×⎝ ⎛⎭⎪⎫-223=-429,故选A.4.解析:选A.∵AB→=(1,2),CD →=(-1,1),∴向量CD →在向量AB →上的投影为AB →·CD →|AB →|=15=55,故选A.5.解析:选A.设双曲线C 的标准方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),由于直线l 过双曲线的焦点且与对称轴垂直,因此直线l 的方程为x=c 或x =-c ,代入x 2a 2-y 2b 2=1中得y 2=b 2⎝ ⎛⎭⎪⎫c 2a 2-1=b 4a 2,∴y =±b 2a ,故|AB |=2b 2a ,依题意2b 2a =4a ,∴b 2a 2=2,∴e =1+⎝ ⎛⎭⎪⎫b a 2=1+2=3,选A.6.解析:选D.中国领导人站在前排正中间位置,美、俄两国领导人站前排并与中国领导人相邻,有A 22种站法;其他18国领导人可以任意站,因此有A 1818种站法.根据分步计数原理,共有A 22A 1818种站法.故选D.7.解析:选A.M =∫101x +1d x =ln (x +1)10=ln 2-ln 1=ln 2.N =∫π20cos x d x =sin x π20=sin π2-sin 0=1,∵ln 2<1,∴M <N ,∴S =M =ln 2.8.解析:选A .由三视图知圆柱与正三棱柱的各侧面相切,设圆柱的底面半径为r ,高为h ,则V 圆柱=πr 2h.正三棱柱底面三角形的高为3r ,边长为23r ,则V 正三棱柱=12×23r ×3rh =33r 2h ,所以该几何体的体积V =(33-π)r 2h ,则该几何体的体积与挖去的圆柱的体积的比值为(33-π)r 2h πr 2h=33π-1.9.解析:选D .由题意得:f(x)=a·b =2cos 4x -2sin 4x =2(cos 2x +sin 2x )(cos 2x -sin 2x )=2cos 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2, 而y =sin 2x +3cos 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12+π2,故只需将y =f (x )的图象向右平移π12个单位即可.10.解析:选A.不妨记AB =1,则由AC 2=AB ·BC 得AC =5-12,从而BC =3-52,于是“黄金矩形”的面积为5-2.现在线段AB 上任取一点C ,设AC =x ,则BC =1-x ,由x (1-x )<5-2得0<x <3-52或5-12<x <1,故所求概率为P =3-52+1-5-12=3-5.11.解析:选B.将几何体的展开图还原为几何体(如图),因为E ,F 分别为PA ,PD 的中点,所以EF ∥AD ∥BC ,即直线BE 与CF 共面,①错;因为B ∉平面PAD ,E ∈平面PAD ,E ∉AF ,所以BE 与AF 是异面直线,②正确;因为EF ∥AD ∥BC ,EF ⊄平面PBC ,BC ⊂平面PBC ,所以EF ∥平面PBC ,③正确;平面PAD 与平面BCE 不一定垂直,④错.故选B.12.解析:选D.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则由|AC |=|BC |得(x 1-4)2+y 21=(x 2-4)2+y 22,即(x 1-x 2)(x 1+x 2-8)+y 21-y 22=0,又y 21=4x 1,y 22=4x 2,代入上式,得(x 1-x 2)(x 1+x 2-4)=0 ①,由①得x 1=x 2或x 1+x 2=4,若x 1=x 2,则|y 1|=|y 2|,显然A ,B 关于抛物线的对称轴(x 轴)对称,考虑到△ABC 是正三角形,∴AC 与x 轴所成的角为30°,不妨设直线AC :y =33(x -4),联立直线与抛物线的方程,得⎩⎪⎨⎪⎧y =33(x -4)y 2=4x⇒x 2-20x +16=0⇒x =10±221,即这样的点A 有2个,对应的等边三角形也有2个,分别是△A 1B 1C 和△A 2B 2C ,如图所示.若x 1≠x 2,则x 1+x 2=4,取AB 的中点D (x 0,y 0)(设y 0>0),则有x 0=x 1+x 22=2,∴D (2,y 0),又当x =2时,y 2=4x =8,∴y 0<22,再由y 21-y 22=4x 1-4x 2得(y 1-y 2)(y 1+y 2)=4(x 1-x 2),∴y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2=2y 0,∴直线AB :y -y 0=2y 0(x -2),即2x =y 0y +4-y 20,联立直线与抛物线方程,得⎩⎨⎧y 2=4x2x =y 0y +4-y 20⇒y 2-2y 0y +2y 20-8=0,∵方程y 2-2y 0y +2y 20-8=0的判别式Δ=(-2y 0)2-4(2y 20-8)=32-4y 20,而y 0<22,∴Δ>0,该方程有2个不相等的实数根,即其对应的点A (点B )有2个,∴其对应的等边三角形有2个,分别是△A ′B ′C 和△A ″B ″C .综上,可知符合要求的正三角形有4个.故选D.13.解析:圆C :x 2+y 2-2x -4y +1=0可化为(x -1)2+(y -2)2=4,圆心C(1,2),半径r=2,依题意知弦长|AB|=4,因此直线l经过圆心C(1,2),故1+2a+1=0,解得a=-1.答案:-114.解析:设投篮得分为随机变量X,则X的分布列为E(X)=3a+2b=2≥23a×2b,所以ab≤16,当且仅当3a=2b即a=13,b=12时,等号成立.答案:1 615.解析:因为小明在A处测得公路上B,C两点的俯角分别为30°,45°,所以∠BAD=60°,∠CAD=45°.设这辆汽车的速度为v m/s,则BC=14v,在Rt△ADB中,AB=ADcos∠BAD =ADcos 60°=200.在Rt△ADC中,AC=ADcos∠CAD=100cos 45°=100 2.在△ABC中,由余弦定理,得BC2=AC2+AB2-2AC·AB·cos∠BAC,所以(14v)2=(1002)2+2002-2×1002×200×cos 135°,所以v=50107≈22.6,所以这辆汽车的速度约为22.6 m/s.答案:22.616.解析:函数f (x )=1|x |-1=⎩⎪⎨⎪⎧1x -1,x ≥01-x -1,x <0,其图象如图所示,由图象可知f (x )的值域为(-∞,-1)∪(0,+∞),故①错;在(0,1)和(1,+∞)上单调递减,在(0,+∞)上不是单调的,故②错;f (x )的图象关于y 轴对称,故③正确;由于在每个象限都有图象,所以与过原点的直线y =ax (a ≠0)至少有一个交点,故④正确.答案:③④17.解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,依题意有⎩⎨⎧2a 1+3d =8a 1+4d =3a 1+3d,(2分)解得a 1=1,d =2,从而{a n }的通项公式为a n =2n -1,n ∈N *.(4分)(2)c 1=ab 1=a 1=1,c 2=ab 2=a 2=3,从而等比数列{c n }的公比为3,因此c n =1×3n -1=3n -1.(7分)另一方面,c n =ab n =2b n -1,所以2b n -1=3n -1,因此b n =3n -1+12.(9分) 记{b n }的前n 项和为S n ,则S n =(1+31+…+3n -1)+n2=3n +2n -14.(12分) 18.解:(1)由题意,可知10x +0.012×10+0.056×10+0.018×10+0.010×10=1,∴x =0.004.(2分)∴甲学校的合格率为(1-10×0.004)×100%=0.96×100%=96%,(3分)乙学校的合格率为⎝ ⎛⎭⎪⎫1-250×100%=0.96×100%=96%.(4分)∴甲、乙两校的合格率均为96%.(5分)(2)样本中甲校C 等级的学生人数为0.012×10×50=6,乙校C 等级的学生人数为4.(6分)∴随机抽取3名学生中甲校学生人数X 的可能取值为0,1,2,3.(7分)∴P (X =0)=C 34C 310=130,P (X =1)=C 16C 24C 310=310,P (X =2)=C 26C 14C 310=12,P (X =3)=C 36C 310=16. ∴X 的分布列为(11分)数学期望E (X )=0×130+1×310+2×12+3×16=95.(12分)19.解:(1)证明:由题意知EA 綊12FD ,EB 綊12FC ,所以AB ∥CD ,即A ,B ,C ,D 四点共面.(2分)由EF =EB =12FC =2,EF ⊥AB ,得FB =EF 2+EB 2=BC =22,则BC ⊥FB ,又翻折后平面AEFD ⊥平面EBCF ,平面AEFD ∩平面EBCF =EF ,DF ⊥EF ,所以DF ⊥平面EBCF ,因而BC ⊥DF ,又DF ∩FB =F ,所以BC ⊥平面BDF ,由于BC ⊂平面BCD ,则平面BCD ⊥平面BDF ,又平面ABD 即平面BCD ,所以平面ABD ⊥平面BDF .(6分) (2)以F 为坐标原点,FE ,FC ,FD 所在的直线分别为x ,y ,z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系.则F (0,0,0),B (2,2,0),设EA =t (t >0),则A (2,0,t ),D (0,0,2t ),AB→=(0,2,-t ),AD →=(-2,0,t ).(8分) 设平面ABD 的法向量为m =(x ,y ,z ), 则⎩⎨⎧m ·AB→=0,m ·AD →=0,即⎩⎨⎧2y -tz =0,-2x +tz =0,取x =t ,则y =t ,z =2,所以m =(t ,t,2)为平面ABD 的一个法向量.(10分)又平面FAD 的一个法向量为n =(0,1,0),则|cos 〈m ,n 〉|=|m·n ||m ||n |=t2t 2+4×1=12,所以t =2,即EA 的长度为 2.(12分)20. 解:(1)由题意得,c =6,e =22,解得a =23,b 2=a 2-c 2=12-6=6,(1分) ∴椭圆C 的方程为x 212+y 26=1.(3分)(2)证明:由已知,直线OP :y =k 1x ,OQ :y =k 2x ,且与圆R 相切,∴|k 1x 0-y 0|1+k 21=2,化简得(x 20-4)k 21-2x 0y 0k 1+y 20-4=0,同理,可得(x 20-4)k 22-2x 0y 0k 2+y 20-4=0,(5分)∴k 1,k 2是方程(x 20-4)k 2-2x 0y 0k +y 20-4=0的两个不相等的实数根,∴x 20-4≠0,Δ>0,k 1k 2=y 20-4x 20-4.(7分) ∵点R (x 0,y 0)在椭圆C 上,∴x 2012+y 206=1,即y 20=6-12x 20,∴k 1k 2=2-12x 20x 20-4=-12.(8分)(3)|OP |2+|OQ |2是定值18.(9分)设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),联立得⎩⎪⎨⎪⎧y 1=k 1x 1x 2112+y 216=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 21=121+2k 21y 21=12k 211+2k 21,∴x 21+y 21=12(1+k 21)1+2k 21,同理,可得x 22+y 22=12(1+k 22)1+2k 22.(10分)由k 1k 2=-12,得|OP |2+|OQ |2=x 21+y 21+x 22+y 22=12(1+k 21)1+2k 21+12(1+k 22)1+2k 22=12(1+k 21)1+2k 21+12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+⎝ ⎛⎭⎪⎫-12k 121+2⎝ ⎛⎭⎪⎫-12k 12=18+36k 211+2k 21=18.综上:|OP |2+|OQ |2=18.(12分)21.解:(1)函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x -2x +12f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫12,则f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫12=2-1+12f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫12,解得f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫12=2,所以f (x )=ln x -x 2+x +2,此时,f ′(x )=1x -2x +1=-2x 2+x +1x,(2分) 由f ′(x )>0得0<x <1,f ′(x )<0得x >1,所以函数f (x )的单调增区间为(0,1),单调减区间为(1,+∞).(4分)(2)证明:不等式⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+x +1f (x )<2e x 等价于f (x )<2e x12x 2+x +1,(5分)由(1)f (x )在(0,+∞)上的最大值为f (x )max =f (1)=2,所以f (x )≤2 ①,(6分)令g (x )=e x -⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+x +1(x >0),所以g ′(x )=e x -x -1,(g ′(x ))′=e x -1,所以,当x >0时,(g ′(x ))′>0,所以g ′(x )在(0,+∞)上单调递增,所以g ′(x )>g ′(0)=0,所以g (x )在(0,+∞)上单调递增,所以g (x )>g (0)=0,即e x -⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+x +1>0,(10分) 因为x >0,所以e x 12x 2+x +1>1,∴2e x12x 2+x +1>2≥f (x ).(11分)所以,x >0时,⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+x +1f (x )<2e x ,(12分). 22.解:(1)设曲线C 1上一点P (x 1,y 1)与曲线C 2上一点Q (x ,y ),由题知:⎩⎪⎨⎪⎧x =x 1y =y 12,(2分)所以⎩⎨⎧x =2cos θy =sin θ(θ为参数).(4分)(2)由题知可得:直线l 的直角坐标方程为:3x +2y +m =0.(5分)设曲线C 2上一点B (2cos θ,sin θ)到直线l 的距离为d ,则d =|23cos θ+2sin θ+m |7=|4sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π3+m |7,(7分)当m >0时,d max =4+m 7=27,解得:m =10,当m <0时,d max=4-m7=27,解得:m =-10,综上所述:m =±10.(10分)23.解:(1)原不等式为:|2x +3|+|2x -1|≤5,当x ≤-32时,原不等式可转化为-4x -2≤5,即-74≤x ≤-32,(2分)当-32<x <12时,原不等式可转化为4≤5恒成立,∴-32<x <12.(3分)当x ≥12时,原不等式可转化为4x +2≤5,即12≤x ≤34,(4分)∴原不等式的解集为{x |-74≤x ≤34}(5分)(2)由已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-4x -2,x ≤-324,-32<x <124x +2,x ≥12,作出图象如图,由图象可得函数y =f (x )的最小值为4,(8分)∴|m -1|>4,解得m >5或m <-3.(10分)。