2020 北京高考模拟试卷
数学
一.选择题(共 10 小题)
1.若复数 z 满足 ,则复平面内 对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】D
【解析】
【分析】
利用复数的运算法则、几何意义、共轭复数的定义即可得出.
【详解】解: ,
=2﹣i 在复平面内所对应的点(2,﹣1)位于第四象限.
故选:D.
【点睛】本题考查了复数运算法则、几何意义、共轭复数的定义,考查了推理能力与计算能
力,属于基础题.
2.已知集合 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
分别求出集合 、 的值,由补集和并集的概念可得 的值,可得答案.
【详解】解:依题意, , ,
故 ,故 ,
故选:D.
【点睛】本题主要考查集合交并补运算,属于基础题型,注意运算准确.
3.下列函数中是偶函数并且在 内单调递增的是( )
A. B.
(1 2 )z i i= − ⋅ z
(1 2 ) 2z i i i= − ⋅ = +
z
{ }2 5 4 0A x x x= − + < { }2 4xB x= < ( )RA B =
( ]1,2 [ )2,4 [ )1,+∞ ( )1,+∞
A B R B
{ } { }2 5 4 0 1 4A x x x x x= − + < = < < { } { }2 4 2xB x x x= < = <
{ }R 2B x x= ≥ ( ) ( )1,A B = +∞R
( )0 + ∞,
( )21y x= − − cos 1y x= +C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
利用初等基本函数判断即可.
【详解】 不是偶函数,故舍去
是偶函数,但在 内不单调,故舍去
偶函数, 单调递增满足题意.
不是偶函数,故舍去.
故选 C
【点睛】本题属于基本题,考查了函数的奇偶性和单调性,学生要熟练基本初等函数的性
质.
4.函数 的值域为( )
A. , B. , C. , D.
【答案】C
【解析】
【分析】
求得 的范围,结合指数函数单调性,即可求得函数值域.
【详解】 , ,
则 .
函数 的值域为 , .
故选: .
【点睛】本题考查复合型指数函数值域的求解,属基础题.
5.在圆 : 中,过点 的最长弦和最短弦分别为 和 ,
则四边形 的面积为( )
A. 6 B. 12 C. 24 D. 36
为
lg 2y x= + 2xy =
( )21y x= − −
cos 1y x= + ( )0 + ∞,
lg 2y x= + ( )0 + ∞,
2xy =
12 1xy −= +
[0 )+∞ [1 )+∞ [2 )+∞ [ 2, )+∞
1x −
1 0x−
∴ 12 1x−
12 1 2xy −= +
∴ 12 1xy −= + [2 )+∞
C
M 2 2 4 4 1 0x y x y+ − − − = (0,1)E AC BD
ABCD【答案】B
【解析】
【分析】
先将圆 的方程化为标准方程,得到其圆心坐标与半径,再结合直线与圆的位置关系可得
、 的值,进而求出答案.
【详解】圆 的标准方程为: ,
其圆心为 ,半径 ,
过点 最长的弦长是直径,故 ,
最短的弦是与 垂直的弦,又 ,
所以 ,即 ,
所以四边形的面积 ,
故选:B.
【点睛】本题考查直线与圆相交的性质,解题关键是明确 和 的位置关系,难度不大.
6.将函数 的图象向左平移 个单位长度后得到曲线 ,再将 上所有点的横坐标
伸长到原来的 倍得到曲线 ,则 的解析式为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
由三角函数平移和伸缩的性质,以及运用诱导公式化简,便可得出答案.
【详解】将函数 的图象向左平移 个单位长度后,
得到曲线 , 的解析式为 ,
再将 上所有点的横坐标伸长到原来的 倍,
M AC
BD
M 2 2( 2) ( 2) 9x y− + − =
(2,2)M 3r =
E 6AC =
ME 4 1 5ME = + =
2 21 9 5 22 BD r ME= − = − = 4BD =
1 1 6 4 122 2S AC BD= ⋅ ⋅ = × × =
AC BD
sin 2y x=
4
π
1C 1C
2 2C 2C
siny x= cosy x= sin 4y x=
cos4y x=
sin 2y x=
4
π
1C 1C sin 2 cos24y x x
π = + =
1C 2得到曲线 的解析式为 .
故选:B.
【点睛】本题考查三角函数图像的平移伸缩,结合应用诱导公式化简,属于简单题.
7.某四面体的三视图如图所示,正视图,俯视图都是腰长为 2 的等腰直角三角形,侧视图是边
长为 2 的正方形,则此四面体的四个面中面积最大的为( )
A. B. C. 4 D.
【答案】B
【解析】
解:如图所示,该几何体是棱长为 2 的正方体中的三棱锥 ,
其中面积最大的面为: .
本题选择 B 选项.
2C cos2 cos2
xy x= ⋅ =
2 2 2 3 2 6
P ABC−
1 2 3 2 2 32PACS
= × × =点睛:三视图的长度特征:“长对正、宽相等,高平齐”,即正视图和侧视图一样高、正视图
和俯视图一样长,侧视图和俯视图一样宽.若相邻两物体的表面相交,表面的交线是它们的
分界线,在三视图中,要注意实、虚线的画法.
8.已知函数 ,若不等式 对任意的 恒成立,则实数 k 的
取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
分析】
先求出函数 在 处的切线方程,在同一直角坐标系内画出函数 和
的图象,利用数形结合进行求解即可.
【详解】当 时, ,所以函数 在 处的切
线方程为: ,令 ,它与横轴的交点坐标为 .
【
( ) 0, 1
ln , 1
xf x x x
+ ( )2
1
2 1 0qa − +
1q = ± 2 1 0nS − < 1 0a < 3 1 52a a a= +
3 1 52a a a> + 2 1 0nS − <
14∴
7∴
7∴故选:C.
【点睛】本题考查获得一、二、三名的班级的判断,考查合情推理等基础知识,考查运算求
解能力,是基础题.
二.填空题(共 5 小题)
11.已知双曲线 的左、右焦点和点 为某个等腰三角形的三个
顶点,则双曲线 C 的离心率为________.
【答案】
【解析】
【分析】
由等腰三角形及双曲线的对称性可知 或 ,进而利用两点间距离公式求
解即可.
【详解】由题设双曲线的左、右焦点分别为 , ,
因为左、右焦点和点 为某个等腰三角形的三个顶点,
当 时, 由 可得 ,等式两边同
除 可得 ,解得 (舍);
当 时, ,由 可得 ,等式两边
同除 可得 ,解得 ,
故答案为:
【点睛】本题考查求双曲线的离心率,考查双曲线的几何性质的应用,考查分类讨论思想.
12.已知向量 ,若向量 与向量 共线,则实数 __________.
【答案】
【解析】
【分析】
2 2
2 2: 1( 0, 0)x yC a ba b
− = > > ( )2 ,P a b
10 2
2
+
1 2 1F F PF= 1 2 2F F PF=
( )1 ,0F c− ( )2 ,0F c
( )2 ,P a b
1 2 2F F PF= ( )2 22 2c a c b= − + 2 2 2b c a= − 2 22 4 3 0c ac a+ − =
2a 22 4 3 0e e+ − = 10 2 12e
−= <
1 2 1F F PF= ( )2 22 2c a c b= + + 2 2 2b c a= − 2 22 4 3 0c ac a− − =
2a 22 4 3 0e e− − = 10 2
2e
+=
10 2
2
+
( ) ( )1,1 , 3,a b m= = − 2a b− b m =
3−先计算 的坐标,再利用向量共线的坐标运算,即可求得参数.
【详解】因为 ,
故可得 ,
又向量 与向量 共线,
故可得 ,
解得 .
故答案为: .
【点睛】本题考查向量的坐标运算,以及由向量共线求参数范围的问题,属基础题.
13.如果抛物线 上一点 到准线的距离是 6,那么 ______.
【答案】
【解析】
【分析】
先 求 出 抛 物 线 的 准 线 方 程 , 然 后 根 据 点 到 准 线 的 距 离 为 6 , 列 出
,直接求出结果.
【详解】抛物线 的准线方程为 ,
由题意得 ,解得 .
∵点 在抛物线 上,
∴ ,∴ ,
故答案为: .
【点睛】本小题主要考查抛物线的定义,属于基础题.
14.在四边形 中, 且 ,则
___________, ___________
【答案】 (1). (2).
【解析】
2a b−
( ) ( )1,1 , 3,a b m= = −
( )2 5,2a b m− = −
2a b− b
( )5 3 2m m= − × −
3m = −
3−
2 2y px= ( )4,A m m =
4 2±
2 2y px= ( )4,A m
4 62
p+ =
2 2y px=
2
px = −
4 62
p+ = 4p =
( )4,A m 2 2y px=
2 2 4 4m = × × 4 2m = ±
4 2±
ABCD 1 2, 3 4AB BC CD AD= = = =, , , 120ABC∠ = ° AC =
cos BCD∠ =
7 21
14
−【分析】
利用余弦定理求出 的值,利用勾股定理逆定理判断 ,由正弦定理和诱导公
式即可求出 的值.
【详解】解:在 中,由余弦定理可知
即 , .又 ,
所以 .由 ,可知 .
.
故答案为: ; .
【点睛】本题考查了余弦定理,考查了正弦定理,考查了诱导公式.本题的关键是判断
.在解三角形时,已知两边及其夹角或已知三边,一般套用余弦定理求解;已知
两角及一角的对边,常用正弦定理解三角形.
15.已知定义在 上的函数 满足 ,且 在 单调递增,对任
意的 ,恒有 ,则使不等式
成立的 取值范围是__________.
【答案】
【解析】
【分析】
首先判断出 为奇函数,然后根据题意将 化为
,再由函数的单调性转化为解 即可.
【详解】 定义在 上的函数 满足 ,
AC 90ACD∠ =
cos BCD∠
ABC∆ 2 2 2 2 cosAC AB BC AB BC ABC= + − ⋅ ⋅ ∠
2 1 4 2 2 cos120 7AC = + − × × = 7AC∴ = 2 2 27 9 16AC CD AD+ = + = =
90ACD∠ =
sin sin
AB AC
ACB B
=∠ ∠
1 sin120 21sin 147
ACB
×∠ = =
( ) 21cos cos 90 sin 14BCD ACB ACB∴ ∠ = ∠ + = − ∠ = −
7 21
14
−
90ACD∠ =
R ( )f x ( ) ( ) ( )f x g x g x= − − ( )f x R
( )1 2, 0,x x ∈ +∞ ( ) ( ) ( )1 2 1 2f x f x f x x= +
( )
21 2 02f m f m
+ + − >
m
[ )0,9
( )f x ( )
21 2 02f m f m
+ + − >
( ) ( )2 1 2f m f m+ > − 2 1 2m m+ > −
R ( )f x ( ) ( ) ( )f x g x g x= − −则 , 为奇函数,
又对任意的 ,恒有 ,
则 ,
即
在 单调递增,
,即 ,解得
故答案为:
【点睛】本题考查了函数的新定义,考查了利用函数的奇偶性、单调性解不等式,属于中档
题.
三.解答题(共 6 小题)
16.如图,已知四棱锥 的底面是等腰梯形, , , ,
, 为等边三角形,且点 P 在底面 上的射影为 的中点 G,点
E 在线段 上,且 .
(1)求证: 平面 .
(2)求二面角 的余弦值.
【答案】(1)证明见解析(2)
【解析】
【分析】
(1)由等腰梯形的性质可证得 ,由射影可得 平面 ,进而求证;
( ) ( ) ( ) ( )f x g x g x f x− = − − = − ( )f x∴
( )1 2, 0,x x ∈ +∞ ( ) ( ) ( )1 2 1 2f x f x f x x= +
( )
21 2 02f m f m
+ + − >
( ) ( )2 1 2 0f m f m+ + − >
∴ ( ) ( ) ( )2 1 2 2f m f m f m+ > − − = −
( )f x R
∴ 2 1 2m m+ > − 2 3 0
0
m m
m
− − 1k ≠
{ }na
( ){ }nf a
( ){ }nf a
( ){ }nf a
2k =
1
2
2
4 1
+
= −
n
n na b n
{ }nb nT
2 1n
nT n
= +(1)选②,由 和对数的运算性质,以及等比数列的定义,即可得到结论;
(2)运用等比数列的通项公式可得 ,进而得到 ,由数列的裂项相消求和可得
所求和.
【详解】(1)①③不能使 成等比数列.②可以:由题意 ,
即 ,得 ,且 , .
常数 且 , 为非零常数,
数列 是以 为首项, 为公比的等比数列.
(2)由(1)知 ,所以当 时, .
因为 ,
所以 ,所以 ,
.
【点睛】本题考查等比数列的定义和通项公式,数列的裂项相消求和,考查化简运算能力,
属于中档题.
18.某大学棋艺协会定期举办“以棋会友”的竞赛活动,分别包括“中国象棋”、“围棋”、“五子
棋”、“国际象棋”四种比赛,每位协会会员必须参加其中的两种棋类比赛,且各队员之间参加
比赛相互独立;已知甲同学必选“中国象棋”,不选“国际象棋”,乙同学从四种比赛中任选两种
参与.
(1)求甲参加围棋比赛的概率;
(2)求甲、乙两人参与的两种比赛都不同的概率.
【答案】(1) ; (2) .
【解析】
【分析】
(1)根据题意得到甲同学的选择的情况,从而得到概率;
( )f x
na 2
1
4 1nb n
= −
{ }na ( ) 4 ( 1) 2 2 2nf a n n= + − × = +
log 2 2k na n= + 2 2n
na k += 4
1 0a k= ≠
2( 1) 2
21
2 2
n
n
n
n
a k ka k
+ +
+
+∴ = =
0k > 1k ≠ 2k∴
∴ { }na 4k 2k
( ) 14 2 2 2n k
na k k k
− += ⋅ = 2k = 12n
na +=
1
2
2
4 1
+
= −
n
n na b n
2
1
4 1nb n
= −
1 1 1 1
(2 1)(2 1) 2 2 1 2 1nb n n n n
= = − − + − +
1 2
1 1 1 1 1 1L 1 L2 3 3 5 2 1 2 1n nT b b b n n
= + + + = − + − + + − − +
1 112 2 1 2 1
n
n n
= − = + +
1
2
1
6(2)记“中国象棋”、“围棋”、“五子棋”、“国际象棋”分别为 1,2,3,4,列出所有的情况,在得
到符合要求的情况,由古典概型的公式,得到答案.
【详解】(1)依题意,甲同学必选“中国象棋”,不选“国际象棋”,
所以甲同学选择的情况有“中国象棋”和“围棋”,或“中国象棋”和“五子棋”,
故甲参加围棋比赛的概率为 ;
(2)记“中国象棋”、“围棋”、“五子棋”、“国际象棋”分别为 1,2,3,4,
则所有的可能为 , , , , , ,
, , , , , ,
其中满足条件 有 , 两种,
故所求概率 .
【点睛】本题考查随机事件的概率,求古典概型的概率,属于简单题
19.已知函数 ,实数 .
(1)讨论函数 在区间 上的单调性;
(2)若存在 ,使得关于 x 的不等式 成立,求实数 a 的取值范围.
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】
【分析】
(1)采用分类讨论的方法, 与 ,根据导数判断原函数的单调性,
可得结果.
(2)化简式子,并构造函数 ,计算 ,然后再次构造函数
,利用导数判断 的单调情况,可得结果.
【详解】(1)由题知 的定义域为 ,
.
的
1
2
( )1,2,1,2 ( )1,2,1,3 ( )1,2,1,4 ( )1,2,2,3 ( )1,2,2,4 ( )1,2,3,4
( )1,3,1,2 ( )1,3,1,3 ( )1,3,1,4 ( )1,3,2,3 ( )1,3,2,4 ( )1,3,3,4
( )1,2,3,4 ( )1,3,2,4
2 1
12 6P = =
22( ) lnf x a x a xx
= + + 0a >
( )f x (0,10)
(0, )x∈ +∞ 2( ) 2f x a x< +
( )0,2 (2, )∪ +∞
10,10a ∈
1 ,10a ∈ +∞
2( ) ln 2g x a xx
= + − min ( )g x
( ) ln 1h x x x= + − ( )h x
( )f x (0, )+∞
2
2 2
2 ( 2)( 1)( ) a ax axf x ax x x
′ + −= − + + =∵ , ,∴由 可得 .
(i)当 时,
,当 时, 单递减;
(ii)当 时, ,
当 时, , 单调递减;
当 时, , 单调递增.
综上所述, 时, 在区间 上单调递减;
当 时, 在区间 上单调递减,
在区间 上单调递增.
(2)由题意:不等式 在 成立
即 在 时有解.
设 , ,只需 .
则 ,因为 ,
所以在 上, ,
在 上, .
所以 在 上单调递减,在 上单调递增.
0a > 2 0ax + > ( ) 0f x′ = 1x a
=
10,10a ∈
1 10a (0,10)x∈ ( ) 0, ( )f x f x′ <
1 ,10a ∈ +∞
1 10a
<
10,x a
∈ ( ) 0f x′ < ( )f x
1 ,10x a
∈ ( ) 0f x′ > ( )f x
10,10a ∈ ( )f x (0,10)
1 ,10a ∈ +∞ ( )f x 10, a
1 ,10a
2( ) 2f x a x< + (0, )x∈ +∞
2 ln 2 0a xx
+ − < (0, )x∈ +∞
2( ) ln 2g x a xx
= + − (0, )x∈ +∞ min( ) 0g x <
2
2( ) axg x x
′ −= 0a >
20, a
( ) 0g x′ <
2 ,a
+∞ ( ) 0g x′ >
( )g x 20, a
2 ,a
+∞ 因此 .
不等式 在 成立,
则 恒成立.
又 ,所以 恒成立.
令 ,则 .
在 上, , 单调递增;
在 上, , 单调递减.
所以 .
因此解 可得 且 ,
即 且 .
所以实数 a 的取值范围是 .
【点睛】本题考查导数的综合应用,难点在于构造函数研究性质,化繁为简,考验分析能力
以及逻辑思维能力,掌握等价转化思想以及分类讨论的方法,属难题.
20.椭圆 : ( )的离心率为 ,它的四个顶点构成的四边形面积为
.
(1)求椭圆 的方程;
(2)设 是直线 上任意一点,过点 作圆 的两条切线,切点分别为 ,
,求证:直线 恒过一个定点.
【答案】(1) ;(2)证明见解析.
【解析】
【分析】
(1)根据椭圆的基本性质列出方程组,即可得出椭圆方程;
(2)设点 , , ,由 , ,结合斜率公式
min
2 2( ) ln 2g x g a aa a
= = + −
2( ) 2f x a x< + (0, )x∈ +∞
2ln 2 0a a a
+ − <
0a > 2 2ln 1 0a a
+ − <
( ) ln 1 ( 0)h x x x x= + − > ' 1 1( ) 1 xh x x x
−= − =
(0,1) ' ( ) 0h x > ( )h x
(1, )+∞ ' ( ) 0h x < ( )h x
( ) (1) 0h x h =
2 2ln 1 0a a
+ − < 2 0a
> 2 1a
≠
0a > 2a ≠
( )0,2 (2, )∪ +∞
C
2 2
2 2 1x y
a b
+ = 0a b> > 2
2
2 2
C
P 2x a= P 2 2 2x y a+ = M
N MN
2
2 12
x y+ =
( )02,P y ( )1 1,M x y ( )2 2,N x y PM OM⊥ PN ON⊥化简得出 , ,即 , 满足
,由 的任意性,得出直线 恒过一个定点 .
【详解】(1)依题意得 ,解得
即椭圆 : ;
(2)设点 , ,
其中 ,
由 , 得 ,
即 ,
注意到 ,
于是 ,
因此 , 满足
由 的任意性知, , ,即直线 恒过一个定点 .
【点睛】本题主要考查了求椭圆的方程,直线过定点问题,属于中档题.
21.定义:若数列 满足所有的项均由 ,1 构成且其中 有 个,1 有 个 ,
则称 为“ 数列”.
(1) , , 为“ 数列” 中的任意三项,则使得 的取法
1 1 02 2 0x y y− − = 2 2 02 2 0x y y− − = ( )1 1,M x y ( )2 2,N x y
02 2 0x yy− − = 0y MN (1,0)
2 2 2
1 2 2 2 22
2
2
a b c
a b
c
a
= +
⋅ ⋅ =
=
2
2 2
2
1
a
b c
=
= =
C
2
2 12
x y+ =
( )02,P y ( )1 1,M x y ( )2 2,N x y
2 2
1 1 2x y+ = 2 2
2 2 2x y+ =
PM OM⊥ PN ON⊥ 1 0 1
1 1
12
y y y
x x
− ⋅ = −−
2 0 2
2 2
12
y y y
x x
− ⋅ = −−
2 2
1 1 1 1 02 0x y x y y+ − − = 2 2
2 2 2 2 02 0x y x y y+ − − =
2 2
1 1 2x y+ = 2 2
2 2 2x y+ =
1 1 02 2 0x y y− − = 2 2 02 2 0x y y− − =
( )1 1,M x y ( )2 2,N x y 02 2 0x yy− − =
0y 1x = 0y = MN (1,0)
{ }na 1− 1− m p ( 3)m p+
{ }na ( , )m p −
ia ja ( )ka i j k< < (3, 4) − { }na 1i j ka a a =有多少种?
(2) , , 为“ 数列” 中的任意三项,则存在多少正整数对
使得 ,且 的概率为 .
【答案】(1)16 种;(2)共有 115 个数对 符合题意.
【解析】
【分析】
(1)将问题分为“ , ,1”,“1,1,1”两种情况,结合分类计数原理,即可容易求得
结果;
(2)根据古典概型的概率计算,以及组合数的计算,根据 之间的关系,分类讨论解决问
题.
【详解】(1)三个数乘积为 1 有两种情况:“ , ,1”,“1,1,1”,
其中“ , ,1”共有: 种,“1,1,1”共有: 种,
利用分类计数原理得:
, , 为“ 数列” 中的任意三项,
则使得 的取法有: 种.
(2)与(1)基本同理,“ , ,1”共有 种,“1,1,1”共有 种,
而在“ 数列”中任取三项共有 种,
根据古典概型有: ,
再根据组合数的计算公式能得到:
,
① 时,应满足 ,
, , , ,3,4, , ,共 99 个,
② 时,
ia ja ( )ka i j k< < ( , )m p − { }na
( , )m p 1 10m p≤ ≤ ≤ 1i j ka a a = 1
2
( , )m p
1− 1−
,m p
1− 1−
1− 1− 2 1
3 4 12C C = 3
4 4C =
ia ja ( )ka i j k< < (3, 4) − { }na
1i j ka a a = 12 4 16+ =
1− 1− 2 1
m pC C 3
pC
( , )m p − 3
m pC +
2 1 3
3
1
2
m p p
m p
C C C
C +
+ =
2 2( )( 3 2 3 2) 0p m p p mp m m− − − + − − =
p m=
1 100
3
m p
m p
p m
+
=
(m∴ ) (p k= )k {2k ∈ … 100}
2 23 2 3 2 0p p mp m m− − + − − =应满足 ,
视 为常数,可解得 ,
, ,
根据 可知, ,(否则 ,
下设 ,则由于 为正整数知 必为正整数,
, ,
化简上式关系式可以知道: ,
, 均为偶数, 设 , ,则 ,
,由于 , 中必存在偶数,
只需 , 中存在数为 3 的倍数即可,
,3,5,6,8,9,11, ,23,24,
,11,13, ,47,49.
检验: ,符合题意,
共有 16 个,
综上所述:共有 115 个数对 符合题意.
【点睛】本题考查古典概型、分步计数原理,组合问题的求解,涉及方程和不等式,属综合
困难题.
2 2
1 100
3
3 2 3 2 0
m p
m p
p p mp m m
+
− − + − − =
m (2 3) 24 1
2
m mp
+ ± +=
1m ∴ 24 1 5m +
p m
(2 3) 24 1
2
m mp
+ + += 1)p m −
24 1k m= + p k
1 100m 5 49k∴
2 1 ( 1)( 1)
24 24
k k km
− − += =
1k∴ − 1k + ∴ 2 1k t= + *( )t N∈ 2 24t
2 1 ( 1)
24 6
k t tm
− +∴ = = t 1t +
∴ t 1t +
2t∴ = …
5k∴ = …
(2 3) 24 1 ( 1)( 1) 48 50 1002 24 24
m m k kp
+ + + − + += = =
∴
( , )m p