江苏南通市2020届高三第二学期开学模拟考试数学试题含附加题(解析版)
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江苏南通市2020届高三第二学期开学模拟考试数学试题含附加题(解析版)

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资料简介
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.

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