2020 年高考模拟(3 月份)高考数学模拟试卷
一、填空题
1.已知集合 A={x|0<x<2},B={x|x>1},则 A∪B= .
2.设复数 z 满足(2﹣i)z=1+i(i 为虚数单位),则复数 z= .
3.某路口一红绿灯东西方向的红灯吋间为 45s,黄灯吋间为 3s,绿灯时间为 60s,从西向
东行驶的一辆公交车通过该路口,遇到红灯的概率为 .
4.在某频率分布直方图中,从左往右有 10 个小矩形,若第一个小矩形的面积等于其余 9
个小矩形的面积和的 ,且第一组数据的频数为 25,则样本容量为 .
5.如图是一个算法的流程图,则输出的 k 的值为 .
6.棱长均为 2 的正四棱锥的体积为 .
7.将函数 f(x)=sin(ωx﹣ )(ω>0)的图象向左平移 个单位后,所得图象关于
直线 x=π 对称,则 ω 的最小值为 .
8.已知 f(x)是定义在 R 上的偶函数.当 x≥0 时,f(x)= ,则不等式 f(lnx)<
l 的解集为 .
9.已知公差不为零的等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,且 a2=6,若 a1,a3,a7 成等比数列,
则 S8 的值为 .10.若椭圆 + =1 的焦点在 x 轴上,过点(1, )作圆 x2+y2=1 的切线,切点分别
为 A,B,直线 AB 恰好经过椭圆的右焦点和上顶点,则椭圆方程是 .
11.已知函数 f(x)=mlnx 图象与函数 g(x)=2 图象在交点处切线方程相同,则 m 的
值为
12.在平面直角坐标系 xOy 中,已知直线 l1:y=mx 与曲线 f(x)=2x3+x 从左到右依次交
A、B、C 三点,若直线 l2:y=kx+2 上存在 P 满足| |=1,则实数 k 的取值范围是
.
13.在平面直角坐标系 xOy 中,已知圆 O:x2+y2=1,圆 C:(x﹣4)2+y2=4,动点 P 在
直线 x+ y﹣2=0 上的两点 E,F 之间,过点 P 分别作圆 O,C 的切线,切点为 A,B,
若满足 PB≥2PA,则线段 EF 的长度为 .
14.若△ABC 中,AB= ,BC=8,∠B=45°,D 为△ABC 所在平面内一点且满足(
) ,则 AD 长度的最小值为 .
二、解答题
15.如图,在△ABC 中,a,b,c 为 A,B,C 所对的边,CD⊥AB 于 D,且 .
(1)求证:sinC=2sin(A﹣B);
(2)若 ,求 tanC 的值.
16.如图,在三棱柱 ABC﹣A1B1C1 中,已知 M,N 分别为线段 BB1,A1C 的中点,MN⊥AA1
,且 MA1=MC.求证:
(1)平面 A1MC⊥平面 A1ACC1.
(2)MN∥平面 ABC.17.已知点 O 为坐标原点,椭圆 C: + =1(a>b>0)的左、右焦点分别为 F1、F2,
离心率为 ,点 I,J 分别是椭圆 C 的右顶点、上顶点,且△IOJ 的边 IJ 上的中线长为
.
(1)求椭圆 C 的标准方程;
(2)过点 H(﹣2,0)的直线交椭圆 C 于 A,B 两点,若 AF1⊥BF1,求直线 AB 的方
程.
18.(16 分)某校有一块圆心 O,为半径为 200 米,圆心角为 的扇形绿地 OPQ,半径
OP,OQ 的中点分别为 M,N,A 为弧 PQ 上的一点,设∠AOQ=α,如图所示,拟准备
两套方案对该绿地再利用..
(1)方案一:将四边形绿地 OMAN 建成观赏鱼池,其面积记为 S1,试将 S1 表示为关于
α 的函数关系式;并求 α 为何值时,S1 取得最大?
(2)方案二:将弧 AQ 和线段 AN,NQ 围成区域建成活动场地,其面积记为 S2,试将 S2
表示为关于 α 的函数关系式;并求 α 为何值时,S2 取得最大?
19.(16 分)已知正项数列{an},其前 n 项和为 Sn,满足 2Sn=an2+an,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式 an;(2)如果对任意正整数 n,不等式 ﹣ > 都成立,求证:实数 c 的最大
值为 1.
20.(16 分)已知函数 f(x)= (其中 a,b∈R).
(1)当 a=1 时,若函数 y=f(x)在[0,+∞)上单调递减,求 b 的取值范围;
(2)当 b=1,a≠0 时,
①求函数 y=f(x)的极值;
②设函数 y=f(x)图象上任意一点处的切线为 l,求 l 在 x 轴上的截距的取值范围.
【选做题】本题包括 21、22、23 三个小题,请选定其中两个小题,并在相应的答题区域内
作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
[选修 4-2:矩阵与变换](本小题满分 0 分)
21.已知矩阵 A 的逆矩阵 A﹣1= .求矩阵 A 的特征值和相应的特征向量.
[选修 4-4:坐标系与参数方程](本小题满分 0 分)
22.在极坐标系中,已知圆 C 的圆心极坐标为(2, ),且圆 C 经过极点,求圆 C 的极
坐标方程.
[选修 4-5:不等式选讲](本小题满分 0 分)
23.已知 a,b,c 为正实数, + + +27abc 的最小值为 m.
24.把编号为 1,2,3,4,5 的五个大小、形状相同的小球,随机放入编号为 1,2,3,4,
5 的五个盒子里.每个盒子里放入一个小球.
(1)求恰有两个球的编号与盒子的编号相同的概率;
(2)设小球的编号与盒子编号相同的情况有 X 种,求随机变量 X 的分布列与期望.
25.设 P(n,m)= (﹣1)k ,Q(n,m)= ,其中 m,n∈N*.
(1)当 m=1 时,求 P(n,1),Q(n,1)的值;
(2)对∀x∈N+,证明:P(n,m)•Q(n,m)恒为定值.参考答案
一、填空题
1.已知集合 A={x|0<x<2},B={x|x>1},则 A∪B= (0,+∞) .
解:∵A={x|0<x<2},B={x|x>1};
∴A∪B=(0,+∞).
故答案为:(0,+∞).
2.设复数 z 满足(2﹣i)z=1+i(i 为虚数单位),则复数 z= i .
解:由(2﹣i)z=1+i,得: .
故答案为 .
3.某路口一红绿灯东西方向的红灯吋间为 45s,黄灯吋间为 3s,绿灯时间为 60s,从西向
东行驶的一辆公交车通过该路口,遇到红灯的概率为 .
解:某路口一红绿灯东西方向的红灯吋间为 45s,黄灯吋间为 3s,绿灯时间为 60s,
∴从西向东行驶的一辆公交车通过该路口,
遇到红灯的概率为 p= = .
故答案为: .
4.在某频率分布直方图中,从左往右有 10 个小矩形,若第一个小矩形的面积等于其余 9
个小矩形的面积和的 ,且第一组数据的频数为 25,则样本容量为 150 .
解:设第一个小矩形面积为 x,
由 6x=1,得 x= ,
∴样本容量为 25×6=150.
故答案为:150.
5.如图是一个算法的流程图,则输出的 k 的值为 7 .解:在执行循环前:K=1,S=1,
执行第一次循环时:S=1,K=3,
执行第二次循环时,S=3,K=5,
执行第三次循环时,S=15,K=7.
由于:S>10,
输出 K=7,
故答案为:7
6.棱长均为 2 的正四棱锥的体积为 .
【解答】解设正四棱锥的底面中心为 O,连结 OP,则 PO⊥底面 ABCD.
∵底面四边形 ABCD 是正方形,AB=2,
∴AO= .
∴OP= = .
∴正四棱锥的体积 V= = = .
故答案为: .7.将函数 f(x)=sin(ωx﹣ )(ω>0)的图象向左平移 个单位后,所得图象关于
直线 x=π 对称,则 ω 的最小值为 .
解:将函数 f(x)=sin(ωx﹣ )(ω>0)的图象向左平移 个单位后,可得函数 y
=sin(ωx+ ﹣ )的图象;
再根据所得图象关于直线 x=π 对称,可得 ωπ+ ﹣ =kπ+ ,k∈Z,
∴当 k=0 时,ω 取得最小值为 ,
故答案为: .
8.已知 f(x)是定义在 R 上的偶函数.当 x≥0 时,f(x)= ,则不等式 f(lnx)<
l 的解集为 ( ,e4) .
解:∵f(x)是定义在 R 上的偶函数,
∴不等式 f(lnx)<l 等价为 f(|lnx|)<l,
当 x≥0 时,f(x)= = =2﹣ ,则函数 f(x)为增函数,
由 f(x)= =1,得 x=4,即 f(4)=1,
则不等式 f(|lnx|)<l 等价为 f(|lnx|)<f(4),
则|lnx|<4,
即﹣4<lnx<4,
即 <x<e4,
即不等式的解集为( ,e4),故答案为:( ,e4)
9.已知公差不为零的等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,且 a2=6,若 a1,a3,a7 成等比数列,
则 S8 的值为 88 .
解:设公差不为零的等差数列{an}的公差为 d,∵a2=6,a1,a3,a7 成等比数列,
∴a1+d=6, =a1a7,即 ,d≠0.
解得 a1=4,d=2.
则 S8= =88.
故答案为:88.
10.若椭圆 + =1 的焦点在 x 轴上,过点(1, )作圆 x2+y2=1 的切线,切点分别
为 A,B,直线 AB 恰好经过椭圆的右焦点和上顶点,则椭圆方程是 .
解:设过点(1, )的圆 x2+y2=1 的切线为 l:y﹣ =k(x﹣1),即 kx﹣y﹣k+ =0
①当直线 l 与 x 轴垂直时,k 不存在,直线方程为 x=1,恰好与圆 x2+y2=1 相切于点 A(
1,0);
②当直线 l 与 x 轴不垂直时,原点到直线 l 的距离为:d= =1,解之得 k=﹣
,
此时直线 l 的方程为 y=﹣ x+ ,l 切圆 x2+y2=1 相切于点 B( , );
因此,直线 AB 斜率为 k1= =﹣2,直线 AB 方程为 y=﹣2(x﹣1)
∴直线 AB 交 x 轴交于点 A(1,0),交 y 轴于点 C(0,2).
椭圆 + =1 的右焦点为(1,0),上顶点为(0,2)
∴c=1,b=2,可得 a2=b2+c2=5,椭圆方程为 故答案为: .
11.已知函数 f(x)=mlnx 图象与函数 g(x)=2 图象在交点处切线方程相同,则 m 的
值为 e
解:设函数 f(x)和 g(x)的交点为(x0,y0),则
由 f(x)=mlnx,得 ,
∴f(x)在(x0,y0)处的切线方程的斜率 ,
同理,函数 g(x)在(x0,y0)处的切线方程的斜率 ,
∵f(x)和 g(x)在交点处切线方程相同,
∴k1=k2,即 ①,
又 y0=f(x0)=mlnx0②, ③,
由①②③解得,m=e.
故答案为:e.
12.在平面直角坐标系 xOy 中,已知直线 l1:y=mx 与曲线 f(x)=2x3+x 从左到右依次交
A、B、C 三点,若直线 l2:y=kx+2 上存在 P 满足| |=1,则实数 k 的取值范围是
k≥ 或 k≤﹣ .
解:y=mx 与曲线 f(x)=2x3+x,可得它们的图象关于原点对称,
即有 A,C 关于原点对称,
由| |=1,结合平行四边形法则可得| |=1,
且 PD 以 O 为中点,即有|OP|= ,
由直线 y=kx+2 与圆 x2+y2= 有交点,
即有 ≤ ,
解得 k≥ 或 k≤﹣ .
故答案为:k≥ 或 k≤﹣ .13.在平面直角坐标系 xOy 中,已知圆 O:x2+y2=1,圆 C:(x﹣4)2+y2=4,动点 P 在
直线 x+ y﹣2=0 上的两点 E,F 之间,过点 P 分别作圆 O,C 的切线,切点为 A,B,
若满足 PB≥2PA,则线段 EF 的长度为 .
解:如图,
圆 O:x2+y2=1 的圆心为 O(0,0),半径为 1,
圆 C:(x﹣4)2+y2=4 的余弦为 C(4,0),半径为 2.
设 P(x,y),由 PB≥2PA,得 PB2≥4PA2,
即 PC2﹣4≥4(PO2﹣1),
∴(x﹣4)2+y2﹣4≥4(x2+y2﹣1),整理得:3x2+3y2+8x﹣16≤0.
又 x+ y﹣2=0,∴x2+x﹣3≤0,
即 = .
∴|EF|= |x1﹣x2|= .
故答案为: .
14.若△ABC 中,AB= ,BC=8,∠B=45°,D 为△ABC 所在平面内一点且满足() ,则 AD 长度的最小值为 .
解:建立如图的平面坐标系如图,
则 B(﹣1,﹣1),C(7,﹣1),设 D(x,y),
则 =(﹣1,﹣1), =(7,﹣1),
则 =(x,y),
∴ =﹣x﹣y, =7x﹣y,
∵( ) ,∴(﹣x﹣y)(7x﹣y)=4,
即(x+y)(y﹣7x)=4,
设 得 mn=4,且 ,
则 |AD| = = = ≥
= = = = ,
当且仅当 50m2=2n2,即 5m=n 时取等号,
即 AD 长度的最小值为 ,
故答案为:
二、解答题:共 6 小题,15-17 每小题 14 分,18-20 每小题 14 分,共计 90 分.请在答题卡
指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或计算步骤.
15.如图,在△ABC 中,a,b,c 为 A,B,C 所对的边,CD⊥AB 于 D,且 .
(1)求证:sinC=2sin(A﹣B);
(2)若 ,求 tanC 的值.解:(1)∵ .且 BD+AD=c,
∴BD= c,AD= c,
∵,CD⊥AB
∴在直角三角形 ACD 中,tanA= ,
在直角三角形 BCD 中,tanB= ,
则 = =3,
即 tanA=3tanB,
则 = ,
即 sinAcosB=3cosAsinB,
则 sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB=sinAcosB+cosAsinB+sinAcosB﹣3cosAsinB
=2sinAcosB﹣2cosAsinB=2sin(A﹣B),
(2)∵ ,∴sinA= ,
则 tanA= ,tanB= ,
则 tanC=﹣tan(A+B)=﹣ =﹣ =﹣ .
16.如图,在三棱柱 ABC﹣A1B1C1 中,已知 M,N 分别为线段 BB1,A1C 的中点,MN⊥AA1
,且 MA1=MC.求证:
(1)平面 A1MC⊥平面 A1ACC1.
(2)MN∥平面 ABC.【解答】证明:(1)∵MA1=MC,且 N 是 A1C 的中点,∴MN⊥A1C,
又 MN⊥AA1,AA1∩A1C=A1,
A1C,AA1⊂平面 A1ACC1,∴MN⊥平面 A1ACC1,
∵MN⊂平面 A1MC,∴平面 A1MC⊥平面 A1ACC1.
(2)取 AC 中点 P,连结 NP,BP,
∵N 是 A1C 中点,P 为 AC 中点,
∴PN∥AA1,且 BB1=AA1,
又 M 为 BB1 中点,∴BM∥AA1,且 BM= AA1,
∴PN∥BM,且 PN=BM,∴四边形 PNMB 是平行四边形,
∴MN∥BP,
∵MN⊄平面 ABC,BP⊂平面 ABC,
∴MN∥平面 ABC.
17.已知点 O 为坐标原点,椭圆 C: + =1(a>b>0)的左、右焦点分别为 F1、F2,
离心率为 ,点 I,J 分别是椭圆 C 的右顶点、上顶点,且△IOJ 的边 IJ 上的中线长为.
(1)求椭圆 C 的标准方程;
(2)过点 H(﹣2,0)的直线交椭圆 C 于 A,B 两点,若 AF1⊥BF1,求直线 AB 的方
程.
解:(Ⅰ)由题意可得: = ,a2=b2+c2, = ,
联立解得:a2=2,b=c=1.
∴椭圆 C 的标准方程为: +y2=1.
(Ⅱ)设 A(x1,y1),B(x2,y2),过点 H(﹣2,0)的直线方程为 x=ky﹣2,代入
椭圆方程中,消 x 可得(k2+2)y2﹣4ky+2=0
则△=16k2﹣8(k2+2)>0,解得 k> 或 k<﹣2,
∴y1+y2= ,y1y2= ,
∴x1x2=(ky1﹣2)(ky2﹣2)=k2y1y2﹣2k(y1+y2)+4,x1+x2=k(y1+y2)﹣4,
∵AF1⊥BF1,
∴ • =0,
∴(x1+1)(x2+1)+y1y2=x1x2+(x1+x2)+1+y1y2=k2y1y2﹣2k(y1+y2)+4+k(y1+y2)﹣
4+1+y1y2=(1+k2)y1y2﹣k(y1+y2)+1=0
即 ﹣ +1=0,
解得 k=±2,
故直线 AB 的方程的方程为 x=±2y﹣2,即 x±2y+2=0
18.(16 分)某校有一块圆心 O,为半径为 200 米,圆心角为 的扇形绿地 OPQ,半径
OP,OQ 的中点分别为 M,N,A 为弧 PQ 上的一点,设∠AOQ=α,如图所示,拟准备
两套方案对该绿地再利用..
(1)方案一:将四边形绿地 OMAN 建成观赏鱼池,其面积记为 S1,试将 S1 表示为关于
α 的函数关系式;并求 α 为何值时,S1 取得最大?
(2)方案二:将弧 AQ 和线段 AN,NQ 围成区域建成活动场地,其面积记为 S2,试将 S2
表示为关于 α 的函数关系式;并求 α 为何值时,S2 取得最大?解:(1)由已知,∠AOQ=α, ,
S1=S△OAN+S△OAM;
故 S1= ×100×200sinα+ ×100×200sin( ﹣α)
=10000(sinα+ cosα+ sinα)=10000 ( sinα+ cosα),
整理得 (平方米),
∴当 时, (平方米).
(2)由已知,S2=S 扇形 AOQ﹣S△ONA,
∴ ,
即 S2=10000(2α﹣sinα);
∴S'2(α)=10000(2﹣cosα),故 S'2(α)>0;
∴S2(α)在 上为增函数,
∴当 时, (平方米).
19.(16 分)已知正项数列{an},其前 n 项和为 Sn,满足 2Sn=an2+an,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式 an;
(2)如果对任意正整数 n,不等式 ﹣ > 都成立,求证:实数 c 的最大
值为 1.【解答】(1)解:由题意,当 n=1 时,2a1= ,
解得 a1=0(舍去),或 a1=1.
由 ,可得 ,
两式相减,可得 ,
即 ,
整理,得(an+1+an)(an+1﹣an﹣1)=0,
∵数列{an}各项均为正数,
∴an+1﹣an﹣1=0,即 an+1﹣an=1.
∴数列{an}是首项为 1,公差为 1 的等差数列,
∴数列{an}的通项公式为 an=n,n∈N*.
(2)证明:由题意,对任意正整数 n,不等式 ﹣ > 都成立,
可等价转化为,对任意正整数 n,不等式 •( ﹣ )>c 都成立.
∵ ,
∴c 的最大值为 1≤cmax< •( ﹣ ).
另 一 方 面 , 当 任 取 实 数 a > 1 时 ,
= .
①当 a≥2 时,对任意的正整数 n,都有 ;
②当 1<a<2 时,只要 ,即(2﹣a)2(n+2)<a2n,也就是
时,就有 .
∴满足条件的 c≤1,从而 cmax≤1.
综上所述,可得 c 的最大值为 1.20.(16 分)已知函数 f(x)= (其中 a,b∈R).
(1)当 a=1 时,若函数 y=f(x)在[0,+∞)上单调递减,求 b 的取值范围;
(2)当 b=1,a≠0 时,
①求函数 y=f(x)的极值;
②设函数 y=f(x)图象上任意一点处的切线为 l,求 l 在 x 轴上的截距的取值范围.
解:(1)a=1 时, 的导函数 ,
∴由题意知对任意 x∈(0,+∞)有 ,即﹣x+1+b≤0,
∴b≤(x﹣1)min,即 b≤﹣1;
(2)b=1 时, 的导函数 ,
① ( i ) 当 a > 0 时 , 有 ;
,
∴函数 y=f(x)在 单调递增, 单调递减,
∴函数 y=f(x)在 取得极大值 ,没有极小值.
( ii ) 当 a < 0 时 , 有 ;
,
∴函数 y=f(x)在 单调递减, 单调递增,
∴函数 y=f(x)在 取得极小值 ,没有极大值.
综上可知:当 a>0 时,函数 y=f(x)在 取得极大值 ,没有极小值;
当 a<0 时,函数 y=f(x)在 取得极小值 ,没有极大值,
②设切点为 ,则曲线在点 T 处的切线 l 方程为
,
当 时,切线 l 的方程为 ,其在 x 轴上的截距不存在,
当 时,∴令 y=0,得切线 l 在 x 轴上的截距为:
∴当 时, ,
当 时, ,
∴当切线 l 在 x 轴上的截距范围是 .
【选做题】本题包括 21、22、23 三个小题,请选定其中两个小题,并在相应的答题区域内
作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
[选修 4-2:矩阵与变换](本小题满分 0 分)
21.已知矩阵 A 的逆矩阵 A﹣1= .求矩阵 A 的特征值和相应的特征向量.
解:由 ,得 ,
由特征多项式 =(λ﹣1)2﹣4=0,得 λ1=3,λ2=﹣1,
所以特征值 λ1=3 对应的特征向量 ,
特征值 λ2=﹣1 对应的特征向量 .
[选修 4-4:坐标系与参数方程](本小题满分 0 分)
22.在极坐标系中,已知圆 C 的圆心极坐标为(2, ),且圆 C 经过极点,求圆 C 的极
坐标方程.
解:方法一
设圆 C 上任意一点的极坐标 P(ρ,θ),过 OC 的直径的另一端点为 B,连接 PO,PB.
则在直角三角形 OPB 中, .所以 ,即为圆 C 的极坐标方程.
方法二 的直角坐标为( ),半径 ,
所以圆 C 的直角坐标方程为 ,
即 ,
故圆 C 的极坐标方程为 ,
即 .
[选修 4-5:不等式选讲](本小题满分 0 分)
23.已知 a,b,c 为正实数, + + +27abc 的最小值为 m.
解:根据题意,a,b,c 为正实数,
则 =
,
当且仅当 时,取“=”,
故 + + +27abc 的最小值为 18;
所以 m=18.
24.把编号为 1,2,3,4,5 的五个大小、形状相同的小球,随机放入编号为 1,2,3,4,
5 的五个盒子里.每个盒子里放入一个小球.
(1)求恰有两个球的编号与盒子的编号相同的概率;
(2)设小球的编号与盒子编号相同的情况有 X 种,求随机变量 X 的分布列与期望.
解:(1)记恰有 2 个小球与盒子编号相同为事件 A,
将 5 个小球随机放入五个盒子中,每个盒子放一个共有 即 120 种不同的放法,事件 A
共有 ×2=20 种放法,
∴ ,
答:恰有 2 个盒子与小球编号相同的概率为 .
(2)随机变量 X 的可能值为 0,1,2,3,5., ,
, .
可得分布列:
x 0 1 2 3 5
P
∴ .
25.设 P(n,m)= (﹣1)k ,Q(n,m)= ,其中 m,n∈N*.
(1)当 m=1 时,求 P(n,1),Q(n,1)的值;
(2)对∀x∈N+,证明:P(n,m)•Q(n,m)恒为定值.
解:(1)当 m=1 时, ,
;
(2)
=
=
=
=
= ,
即 ,由累乘,易求得 ,
又 ,
所以 P(n,m)•Q(n,m)=1 为定值.