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2021 届高三年级苏州八校联盟第三次适应性检测
数 学 试 卷 2021 年 4 月
(满分 150 分 考试时间 120 分钟)
一、单项选择题:本题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 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 M={x|-4<x<2},N={x|x2-x-6<0},则 M∪N=
A.{x|-4<x<3} B.{x|-4<x<-2} C.{x|-2<x<2} D.{x|2<x<3}
【答案】A
【考点】集合的运算
【解析】由题意可知,N={x|x2-x-6<0}={x|-2<x<3},所以 M∪N={x|-4<x<3},
故答案选 A.
2.复数 z∈C,在复平面内 z 对应的点 Z,满足 1≤|z- 1
1+i
|≤2,则点 Z 所在区域的面积
A.π B.2π C.3π D.4π
【答案】C
【考点】复数的运算及几何意义
【解析】由题意可设 z=a+bi,则 z- 1
1+i
=a+bi- 1-i
(1+i)·(1-i)
=(a+1
2)+(b-1
2)i,所以|z
- 1
1+i
|= a+1
2
2
+ b-1
2
2
,则 1≤ a+1
2
2
+ b-1
2
2
≤2,即 1≤(a+1
2)2+(b-1
2)2≤4,
则点 Z 所在的区域为圆心在(-1
2
,1
2),半径为 1 和 2 的圆环,则其所在的区域面积为π22-
π12=3π,故答案选 C.
3.《九章算术》是世界上最古老的数学著作之一,书中有如下问题:“今有金箠,长五尺,
斩本一尺,重十斤,斩末一尺,重四斤,问次一尺各重几何?”意思是:“现有一根金
杖,长 5 尺,一头粗,一头细,在粗的一端截下 1 尺,重 10 斤;在细的一端截下 1 尺,
重 4 斤,问依次每一尺各重多少斤?”假设金杖由粗到细是均匀变化的,则截去粗端 2
尺后,金杖剩余部分的重量为
A.15.5 斤 B.16.5 斤 C.17.5 斤 D.18.5 斤
【答案】B
【考点】新情景文化题下的数列问题
【解析】由题意可知,金杖由粗到细是均匀变化,则由粗到细各尺的重量构成了等差数列,
可设从细端开始重量逐渐增加,所以可得 a1=4,a5=10,解得公差 d=1
4(a5-a1)=1.5,所
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以金杖截去粗端 2 尺后,剩余部分的重量为前三尺的重量,即为 S3=3a1+1
2
3(3-1)×d=3
×4+1
2
3(3-1)×1.5=16.5,故答案选 B.
4.设三点 A,B,C 不共线,则“向量→
AB与→
AC夹角是钝角”是“|
→
AB+→
AC|<|
→
BC|”的
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】C
【考点】平面向量的数量积、模、逻辑用语中条件的判断
【解析】由题意可知,|
→
AB+→
AC|<|
→
BC|,所以|
→
AB+→
AC|<|
→
AB-→
AC|,两边平方可得,→
AB 2
+2
→
AB→
AC+→
AC2<→
AB 2-2
→
AB→
AC+→
AC2,即→
AB→
AC<0,因为 A,B,C 不共线,所以向量→
AB
与→
AC夹角是钝角,所以“向量→
AB与→
AC夹角是钝角”是“|
→
AB+→
AC|<|
→
BC|”的充分必要条
件,故答案选 C.
5.设 x=log0.40.5,y=log1.50.5,则
A.xy<x+y<0 B.x+y<xy<0
C.x+y<0<xy D.xy<0<x+y
【答案】A
【考点】对数的运算
【解析】由题意 x=log0.40.5>0,y=log1.50.5<0,所以 xy<0,又因为x+y
xy
=1
x
+1
y
=log0.50.4
+log0.51.5=log0.50.6∈(0,1),所以 0>x+y>xy,所以答案选 A.
6.已知函数y=f(x)的图像如右图所示,则此函数可能是
A.f(x)= e-x-ex
x2+|x|-2
B.f(x)= ex-e-x
x2+|x|-2
C.f(x)= x3+x
e|x|-1-e1-|x| D.f(x)= x3-x
e|x|-1-e1-|x|
【答案】B
【考点】函数图象的识别与判断
【解析】由题意可知,对于选项 A,有 x2+|x|-2≠0,解得 x≠±1,则其定义域为{x| x≠±
1},且 f(-x)= ex-e-x
x2+|x|-2
=-f(x),即函数 f(x)为奇函数,当 x∈(0,1)时,e-x-ex<0,x2+
|x|-2<0,所以 f(x)>0,不符合图象,故选项 A 错误;对于选项 B,f(x)为奇函数且定义域
(第 6 题图)
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为{x| x≠±1},当 x∈(0,1)时,ex-e-x>0,x2+|x|-2<0,所以 f(x)<0,当 x∈(1,+)
时,ex-e-x>0,x2+|x|-2>0,所以 f(x)>0,符合图象,故选项 B 错误;对于选项 C,当
x→+时, x3+x
e|x|-1-e1-|x|→0,x→-时, x3-x
e|x|-1-e1-|x|→0,均不符合图象,故答案选 B.
7.若数列{Fn}满足 F1=1,F2=1,Fn=Fn-1+Fn-2 (n≥3),则{Fn}称为斐波那契数列,它是
由中世纪意大利数学家斐波那契最先发现.它有很多美妙的特征,如当 n≥2 时,前 n 项
之和等于第 n+2 项减去第 2 项;随着 n 的增大,相邻两项之比越来越接近 0.618 等等.若
第 30 项是 832040,请估计这个数列的前 30 项之和最接近
(备注:0.6182≈0.38,1.6182≈2.61)
A.31 万 B.51 万 C.217 万 D.317 万
【答案】C
【考点】新情景问题下的数列问题
【解析】法一:由题意可知,n≥2 时,Sn=an+2-a2,则当 n=28 时,S28=a30-a2,又因为
随着 n 的增大,相邻两项之比越来越接近 0.618,所以a29
a30
=0.618,所以 S30=S28+a29+a30
=2a30+0.618a30-a2=2.618a30-1≈2172 万,故答案选 C.
法二:由题意可知,n≥2 时,Sn=an+2-a2,则当 n=30 时,S30=a32-a2,又因为随着 n 的
增大,相邻两项之比越来越接近 0.618,所以a30
a31
=0.618,a31
a32
=0.618,则a30
a32
=0.6182,所以
a32= a30
0.6182
,则 S30=a32-a2= a30
0.6182
-1=832040
0.6182
-1≈2190000,最接近 217 万,故答案选
C.
8.平面直角坐标系 xOy 中,若点的横、纵坐标均为整数,则称该点为整点.已知点 A(- 6,
0),B( 6,0),若整点 P 满足→
PA→
PB+|
→
PA||
→
PB|≤4,则点 P 的个数为
A.10 B.11 C.14 D.15
【答案】D
【考点】解析几何中的位置关系综合应用
【解析】由题意可设 P(x,y),则→
PA=(- 6-x,-y),→
PB=( 6-x,-y),所以→
PA→
PB=
=x2+y2-6,|
→
PA|= (- 6-x)2+y2,|
→
PB|= ( 6-x)2+y2,因为→
PA→
PB+|
→
PA||
→
PB|≤4,
所 以 x2 + y2 - 6 + (- 6-x)2+y2 ( 6-x)2+y2 ≤ 4 , 则 进 一 步 化 简 为 x2 + y2 - 6 +
(6-x2)2+(12+2x2)y2+y4≤4,则 (6-x2)2+(12+2x2)y2+y4≤10-x2-y2,两边平方可得到,
(6-x2)2+(12+2x2)y2+y4)≤(10-x2-y2)2,化简得 x2+4y2≤8,则满足的整点有(-2,0),(-
2,1),(-2,-1),(-1,0),(-1,1),(-1,-1),(0,0),(0,1),(0,-1),(1,0),
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(1,1),(1,-1),(2,0),(2,1),(2,-1),共 15 个整点,故答案选 D.
二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分.在每小题给出的四个选项中,只
有多项符合题目要求,全部选对得 5 分,部分选对得 2 分,有选错得 0 分.
9.已知函数 f(x)=(sinx+ 3cosx)2,则
A.f(x)在区间[0,π
6]上递增 B.f(x)的图象关于点(-π
3
,0)对称
C.f(x)最小正周期为π D.f(x)的值域为[0,4]
【答案】ACD
【考点】三角函数的图象与性质
【解析】由题意 f(x)=sin2x+2 3sinxcosx+3cos2x= 3sin2x+2cos2x+1= 3sin2x+cos2x+2
=2sin(2x+π
6)+2,对于选项 A,因为 x∈[0,π
6],所以 2x+π
6
∈[π
6
,π
2],则 f(x)在区间[0,π
6]
上单调递增,所以选项 A 正确;对于选项 B,因为 f(-π
3)=2sin(-π
3
2+π
6)=-2≠0,所以 f(x)
的图象不关于点(-π
3
,0)对称,所以选项 B 错误;对于选项 C,f(x)最小正周期为 T=2π
2
=π,
所以选项 C 正确;对于选项 D,因为 sin(2x+π
6)∈[-1,1],所以 2sin(2x+π
6)+2∈[0,4],
即函数 f(x)的值域为[0,4],所以选项 D 正确;综上,答案选 ACD.
10.某学校组织知识竞赛,每班组成四人小组参加比赛,比赛采用抢答形式,答对则得 5
分,否则得 0 分.高三(10)班由甲、乙、丙、丁四人组队参赛.最后统计结果为:甲、
乙、丙、丁四人得分恰好由高到低排列,且均不相同;甲答对题个数的 2 倍小于丁答对
题个数的 3 倍,则
A.甲至少答对了 11 道题
B.乙至少答对了 9 道题
C.丁至少答对了 8 道题
D.高三(10)班至少获得了 170 分
【答案】BD
【考点】逻辑推理题
【解析】由题意,可设甲、乙、丙、丁四人解题正确的个数分别为 a,b,c,d(解题个数均
为整数),因为甲、乙、丙、丁四人得分恰好由高到低排列,所以有 a>b>c>d,又 2a<3d,
且甲、乙、丙、丁四人之间至少相差一道题,则有 a≥d+3,所以 2(d+3)<3d,解得 d>6,
所以甲、乙、丙、丁至少答对的题数分别为 10,9,8,7,所以选项 B 正确,而选项 A、C
不能得出;若甲、乙、丙、丁最少答对的题数分别为 10,9,8,7 时,该班至少获得的得分
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为 5×(10+9+8+7)=170,所以选项 D 正确;综上,答案选 BD.
11.在平面直角坐标系 xOy 中,凸四边形 ABCD 的 4 个顶点均在抛物线 E:y2=2x 上,则
A.四边形 ABCD 不可能为平行四边形
B.存在四边形 ABCD,满足∠A=∠C
C.若 AB 过抛物线 E 的焦点 F,则直线 OA,OB 斜率之积恒为─2
D.若△OAC 为正三角形,则该三角形的面积为 12 3
【答案】ABD
【考点】圆锥曲线中抛物线的几何性质及综合
【解析】由题意可知,对于选项 A,若四边形 ABCD 为平行四边形,可设直线 AB 的方程为:
x=my+a,则直线 CD 的方程为:x=my+b,a≠b,由 x=my+a
y2=2x 联立消去 x 可得 y2-2my
-2a=0,所以 y1+y2=2m,y1y2=-2a,所以|AB|= 1+m2|y1-y2|= 1+m2 (y1+y2)2-4y1y2
= 1+m2 4m2+8a,同理可得|CD|= 1+m2 4m2+8b≠|AB|,所以四边形 ABCD 不可能为
平行四边形,故选项 A 正确;对于选项 B,可设点 A 为原点,则点 C 在最外侧,点 B、点
D 两点对称且距离点 A 较远,设过点 C 的切线的倾斜角为θ,则点 C 可取(0,π
2
-θ)中的任
意一个角,只需满足π
2
-θ>∠BAD,即存在这样的点 C,使得∠A=∠C,故选项 B 正确;对
于选项 C,可设 A(1
2y12,y1),B(1
2y22,y2),则 kOAkOB=
y1
1
2y1
2
y2
1
2y2
2
= 4
y1y2
,因为直线 AB 过抛物
线 E 的焦点 F,所以可设直线 AB 的方程为:x=my+1
2
,由
x=my+1
2
y2=2x
联立,消去 x 可得,
y2-2my-1=0,所以 y1y2=-1,所以 4
y1y2
=-4,即 kOAkOB=-4,故选项 C 错误;对于选
项 D,若△OAC 为正三角形,则|kOA|=|kOC|= 3
3
,可设直线 OA 的方程为:y= 3
3 x,直线
OC 的方程为:y=- 3
3 x,分别与 y2=2x 联立,可解得 A(6,2 3),C(6,-2 3),即△OAC
的边长为 4 3,所以 S△OAC=1
2
×4 3×4 3×sin60°=12 3,故选项 D 正确;综上,答案选,
ABD.
12.平行六面体 ABCD-A1B1C1D1(底面为平行四边形的四棱柱)中,AB=AD=AA1=2,
∠A1AB=∠DAB=∠A1AD=60°,则
A.线段 AC1 的长度为 2 6
B.异面直线 BD1、B1C 夹角的余弦值为1
3
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C.对角面 BB1D1D 的面积为 4 3
D.四棱柱 ABCD-A1B1C1D1 的体积为 4 2
【答案】AD
【考点】立体几何的综合量(长度、线线角、面积、体积等)求解
法二:
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三、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分.
13.以坐标轴为对称轴的等轴双曲线 C 经过点 A(-3,1),则 C 的标准方程为 ▲ .
【答案】x2
8
-y2
8
=1
【考点】双曲线的标准方程
【解析】由题意可设等轴双曲线的方程为 C:x2-y2=a,因为点 A(-3,1)在双曲线 C 上,
所以(-3)2-1=a,解得 a=8,所以双曲线 C 的标准方程为x2
8
-y2
8
=1.
14.(x+y2
x )5(x+y)5 展开式中,x8y2 的系数为 ▲ .
【答案】15
【考点】二项式定理展开式的应用求系数
【解析】由题意可设(x+y2
x )5 展开式的通项为 Sr+1=Cr
5x5-r(y2
x )r=Cr
5x5-2ry2r,(x+y)5 展开式的
通项为 Tk+1=Ck
5x5-kyk,则(x+y2
x )5(x+y)5 展开式的通项为 Sr+1Tk+1=Cr
5x5-2ry2rCk
5x5-kyk=
Cr
5Ck
5x10-2r-ky2r+k,则求 x8y2 的系数,可令 2r+k=2,解得 r=1,k=0 或 r=0,k=2,所以
x8y2 的系数为C1
5C0
5+C0
5C2
5=15,故答案为 15.
15.“莱洛三角形”是机械学家莱洛研究发现的一种曲边三角形,转子发动机的设计就是利
用了莱洛三角形.转子引擎只需转一周,各转子便有一次进气、压缩、点火与排气过程,
相当于往复式引擎运转两周,因此具有小排气量就能成就高动力输出的优点.另外,由
于转子引擎的轴向运转特性,它不需要精密的曲轴平衡就可以达到非常高的运转转
速.“莱洛三角形”是分别以正三角形的顶点为圆心,以其边长为半径作圆弧,由这三
段圆弧组成的曲边三角形(如下图所示).设“莱洛三角形”曲边上两点之间的最大距离为
2,则该“莱洛三角形”的面积为 ▲ .
(第 15 题图)
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【答案】2π-2 3
【考点】新情景问题下的曲线面积的求法
【解析】由题意可知曲边上两点的最大距离为圆的半径,即正三角形的边长为 2,三个曲边
均相同,则每一个扇形的面积为 S1=1
2αr2=1
2
π
3
22=2π
3
,而正三角形的面积为 S2=1
2
×2×2
×sin60°= 3,所以“莱洛三角形”的面积为 S=3(S1-S2)+S2=3(2π
3
- 3)+ 3=2π-2 3.
16.已知函数 f(x)=(2x2-4x+3)(ex-1-e1-x
)-2x+1 在[0,2]上的最大值为 M,最小值为 m,
则 M + m= ▲ .
【答案】-2
【考点】函数的性质综合应用
【解析】由题意可知 f(2-x)=[2(2-x)2-4(2-x)+3](e1-x-ex-1)-2(2-x)+1=(2x2-4x+3)
(e1-x-ex-1)+2x-3,所以 f(x)+f(2-x)=-2,则函数 f(x)关于点(1,-1)对称,所以 M + m
=-2.
四、解答题:本题共 6 小题,共 70 分.解答时应写出说明、证明过程或演算步骤.
17.(本小题满分 10 分)
如图,在平面四边形 ABCD 中,BC=1,∠ABC=90°,∠BCD=60°,∠BAD=75°.
(1)若∠CBD=30°,求△ABD 的面积;
(2)若 AD= 6- 2
2
, 求∠CBD 的大小.
【考点】解三角形与三角恒等变换综合应用
【解析】
(1)在△BCD 中,由∠CBD =30° ,∠BCD =60° ,可得∠BDC =90° ,BD = 3
2
,
B
A
C
D
(第 17 题图)
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0 0 0 0 0 0 0 6 2sin75 sin(45 30 ) sin45 cos30 cos45 sin30 4
在 ABD 中,由正弦定理知
sin sin
AD BD
ABD A
,可得 3( 6 2)
4AD ...........2 分
所以 01 1 3 3( 6 2) 9 3 3sin sin452 2 2 4 16S BD AD ADB
..............4 分
(2)由 6 2= =1, 602
OAD BC BCD , ,
在 ABD BCD 、 中,由正弦定理知,
0
6 2
2 =sin sin 75
BD
ABD
, 0
1 =sin sin60
BD
BDC
......6
分
又 090ABC ,所以 sin∠ABD=cos∠CBD
从而有 1 3cos , sin ,2 2BD CBD BD BDC
两式相除可得sin 3cosBDC CBD ..................8 分
由 0 0 0sin sin(180 60 ) sin(60 )BDC CBD CBD
0 0 3 1sin 60 cos cos60 sin cos sin2 2CBD CBD CBD CBD
因此有 tan 3CBD ,由 0 00 180CBD 可得 060CBD ..........10 分
(延长 BA,CD 交与点 E,在三角形 EAD 中计算同样给分)
18.(本小题满分 12 分)
已知数列{an}为等比数列,且各项均为正数,a1=2,a2+a3 是 a3 与 a4 的等差中项.记
正项数列{bn}前 n 项之积为 Tn,b1=1,Tn2=an(n-1) (n≥2).
(1)求数列{an}与{bn}的通项公式;
(2)证明:
1 1
1 1 ( )(2 )(2 1) 2
n
i
i ii
a n Nb i b i
≥ .
【考点】数列的通项公式求解、数列求和:裂项相消法
【解析】
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(第 19 题图)
P
B
A
C
D
Q
(1)设等比数列{an}的公比为 q,由各项为正,故 q>0.
由于 2 3a a 是 3a 与 4a 的等差中项,可得 2 3 3 42( )a aa a ,
又 a1=2,所以 2 2 32(2 )2 22q qq q ,因此 =2q ,
从而 1
1 2n n
n a qa ,即 an=2n ................................2 分
由 bn>0, b1=1, 2
2 1 2 22 2T b b b , .
当 3n 时,
1
2
( 2)( 1)n n nT a ,得
1
2
( 1)2 2( 1)
2
( 1)( 2)
2n
n
n
n n n
n n
T a
ab T
,故 12 ( 3)n
nb n ,
b1=1,b2=2 均符合上式,所以 12n
nb ....................4 分
(2) 1 1
1
1 2 1 1 1
(2 )(2 1) (2 )(2 1) 2 2 ( 1)
i
i
i i i i
i i
a
b i b i i i i i
,.......6 分
因此有:
2 2 3 1
1 1
1 1 1 1 1 1 1( ) ( ) ( )( )( 1) 2 1 2 2 2 2 2 3 2 2 ( 1)
n
i
i i
n n
i
a
b i b i n n
1
11 2 ( 1)n n
...................8 分
要证不等式成立,即证 12 ( 1) 2 ( )n n n N
由 2 12 ( 2) [2 ( 1)] 4 2 1 0n n nn n 可得数列 1{2 ( 1)}n n 递增,...10 分
所以 1 1 12 ( 1) 2 (1 1) 2n n .
由此
1 1
1 1 ( )(2 )(2 1) 2
n
i
i ii
a n Nb i b i
...................12 分
(亦可运用二项式定理证明)
19.(本小题满分 12 分)
如图,多面体 PQABCD 中,四边形 ABCD 是菱形,PA⊥平面 ABCD, = =2AB PA ,
0=60ABC , 2 2QC QD , ( 0)PQ a a .
(1)设点 F 为棱 CD 的中点,求证:对任意的正数 a,
第 11页 (共 17页)
P
B
A
C
D
Q
x
y
z
F
四边形 PQFA 为平面四边形;
(2)当 14a 时,求直线 PQ 与平面 PBC 所成角的
正弦值.
【考点】立体几何中位置关系的证明(证明四点共面)、直线与平面所成的角
【解析】
(1)方法 1:设 Q 在平面内的射影为 E,由 QC=QD 可得 EC=ED,
所以点 E 在 CD 的垂直平分线上 ............2 分
由 ABCD 是菱形,且 0=60ABC ,故直线 AE 与 CD 的交点即为 CD 的中点 F.....4 分
因为 PA⊥平面 ABCD,QE⊥平面 ABCD,所以 PA//QE ,
从而 PA,QE 共面,因此 PQ,FA 共面,所以 PQFA 为平面四边形.............6 分
方法 2:证明 CD⊥平面 AFQ, ............2 分
再证明 CD⊥平面 PAF .............4 分
由 AFQ 与平面 PAF 均过点 A 可得平面 AFQ 与平面 PAF 重合.
即 P、Q、F、A 共面,所以 PQFA 为平面四边形. ............6 分
(2)分别以 AB、AF、AP 所在直线为 x 轴、y 轴、z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则 A(0,0,0),B(2,0,0), (1, 3,0), (0, 3,0), (0,0,2)C F P
当 14a 时,由 7, 7PF QF 可得 2 2 2PF QF PQ ,
所以 Q 的坐标为 (0 2+ 3 3), , ,. ....................8 分
可求平面 PBC 的一个法向量为 ( 3,1, 3)n . ........................10 分
F
P
B
A
C
D
Q
第 12页 (共 17页)
设直线 PQ 与平面 PBC 所成角为 ,则 5 2 6sin cos , 14n PQ ,
从而直线 PQ 与平面 PBC 所成角的正弦值为 5 2 6
14
..................12 分
20.(本小题满分 12 分)
某贫困地区截至 2016 年底,按照农村家庭人均年纯收入 8000 元的小康标准,该地区仅
剩部分家庭尚未实现小康.现从这些尚未实现小康的家庭中随机抽取 50 户,得到这 50
户 2016 年的家庭人均年纯收入的频率分布直方图.
(1)将家庭人均年纯收入不足 5000 元的家庭称为“特困户”,若从这 50 户中再取出 10
户调查致贫原因,求这 10 户中含有“特困户”的户数 X 的数学期望;
(2)假设 2017 年底该地区有 1000 户居民,其中 900 户为小康户,100 户为“特困户”,
若每经过一年的脱贫工作后,“特困户”中有 90% 变为小康户,但小康户仍有
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