2021 年湘豫名校联盟高考数学联考试卷(文科)(4 月份)
一、选择题(共 12 小题).
1.已知集合 A={﹣1,0,1,2},B={x|y=ln(x﹣1)},则 A∩B=( )
A.{﹣1,0,1} B.{﹣1,0} C.{1,2} D.{2}
2.已知复数 z 满足 z+ =8,z =25,则 z=( )
A.3±4i B.±3+4i C.4±3i D.±4+3i
3.椭圆 C: =1 的离心率为( )
A. B. C. D.
4.2021 年开始,我省将试行“3+1+2“的普通高考新模式,即除语文、数学、外语 3 门必
选科目外,考生再从物理、历史中选 1 门,从化学、生物、地理、政治中选 2 门作为选
考科目.为了帮助学生合理选科,某中学将高一每个学生的六门科目综合成绩按比例均
缩放成 5 分制,绘制成雷达图.甲同学的成绩雷达图如图所示,下面叙述一定不正确的
是( )
A.甲的物理成绩领先年级平均分最多
B.甲有 2 个科目的成绩低于年级平均分
C.甲的成绩从高到低的前 3 个科目依次是地理、化学、历史
D.对甲而言,物理、化学、地理是比较理想的一种选科结果
5.已知 a=log0.22,b=20.3,c=0.20.3,则( )
A.a<c<b B.a<b<c C.c<a<b D.b<c<a
6.已知 f(x)是奇函数,当 x≥0 时,f(x)=ex﹣1(其中 e 为自然对数的底数),则 f(ln )
=( )
A.﹣1 B.1 C.3 D.﹣3
7.已知正方体 ABCD﹣A1B1C1D1 中,E,F 分别是它们所在线段的中点,则满足 A1F∥平面
BD1E 的图形个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
8.若 tan
α
=2sin(
α
﹣
π
),则 cos2
α
=( )
A. B.1 C. 或 0 D. 或 1
9.设曲线 y=lnx 与 y=(x+a)2 有一条斜率为 1 的公切线,则 a=( )
A.﹣1 B. C. D.
10.已知双曲线 C: =1 的右焦点为 F,过原点 O 的直线与双曲线 C 交于 A,B 两
点,且∠AFB=60°,则△ABF 的面积为( )
A.3 B. C.3 D.6
11.某校开设了素描、摄影、剪纸、书法四门选修课,要求每位同学都要选择其中的两门课
程.已知甲同学选了素描,乙与甲没有相同的课程,丙与甲恰有一门课程相同,丁与丙
没有相同课程.则以下说法错误的是( )
A.丙有可能没有选素描
B.丁有可能没有选素描
C.乙丁可能两门课都相同
D.这四个人里恰有 2 个人选素描
12.如图,A,B,C,D,P 是球 O 上 5 个点,ABCD 为正方形,球心 O 在平面 ABCD 内,
PB=PD,PA=2PC,则 PA 与 CD 所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
二、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分。
13.已知 , 均为单位向量,若| ﹣ |= ,则 与 的夹角为 .
14.若实数 x,y 满足约束条件 则 z=2x+y 的最大值为 .
15.已知的内角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c.若 cosA(sinC﹣cosC)=cosB,a=2,c
= ,则角 C 大小为 .
16.如图,函数 f(x)=2sin(
ω
x+
φ
)(
ω
>0,0<
φ
<
π
)的图象与坐标轴交于点 A,B,
C,直线 BC 交 f(x)的图象于点 D,O(坐标原点)为△ABD 的重心(三条边中线的交
点),其中 A(﹣
π
,0),则△ABD 的面积为 .
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.已知{an}是等差数列,a1=1,a4=10,且 a1,ak(k
∈
N*),a6 是等比数列{bn}的前 3 项.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)数列{cn}是由数列{an}的项删去数列{bn}的项后仍按照原来的顺序构成的新数列,
求数列{cn}的前 20 项的和.
18.如图,在边长为 2 的菱形 ABCD 中,∠ADC=60°,现将△ADC 沿 AC 边折到△APC
的位置.
(1)求证:PB⊥AC;
(2)求三棱锥 P﹣ABC 体积的最大值.
19.某保险公司有一款保险产品的历史收益率(收益率=利润÷保费收入)的频率分布直方
图如图所示:
(Ⅰ)试估计平均收益率;
(Ⅱ)根据经验,若每份保单的保费在 20 元的基础上每增加 x 元,对应的销量 y(万份)
与 x(元)有较强线性相关关系,从历史销售记录中抽样得到如下 5 组 x 与 y 的对应数据:
x(元) 25 30 38 45 52
销售 y(万册) 7.5 7.1 6.0 5.6 4.8
据此计算出的回归方程为 .
(i)求参数 b 的估计值;
(ii)若把回归方程 当作 y 与 x 的线性关系,用(Ⅰ)中求出的平均收益率
估计此产品的收益率,每份保单的保费定为多少元时此产品可获得最大收益,并求出该
最大收益.
20.已知抛物线 C:y2=2px(p>0)的焦点为 F,过 F 的所有弦中,最短弦长为 4.
(1)求抛物线 C 的方程;
(2)在抛物线 C 上有异于顶点的两点 A,B,过 A,B 分别做 C 的切线记两条切线交于
点 Q 连接 QF,AF,BF,求证:QF2=|AF|•|BF|.
21.已知函数 f(x)=ex﹣x﹣a,对于
∀
x
∈
R,f(x)≥0 恒成立.
(1)求实数 a 的取值范围;
(2)证明:当 时,cosx+tanx≤ex.
(二)选考题:共 10 分。请考生在第 22、23 题中任选一题作答。如果多做,则按所做的
第一题计分。[选修 4-4:坐标系与参数方程]
22.在平面直角坐标系 xOy 中,已知 P 是曲线 C1:x2+(y﹣2)2=4 上的动点,将 OP 绕点
O 顺时针旋转 90°得到 OQ,设点 Q 的轨迹为曲线 C2.以坐标原点 O 为极点,x 轴的正半
轴为极轴建立极坐标系.
(1)求曲线 C1,C2 的极坐标方程;
(2)在极坐标系中,点 ,射线
θ
= 与曲线 C1,C2 分别相交于异
于极点 O 的 A,B 两点,求△MAB 的面积.
[选修 4-5:不等式选讲]
23.已知函数 f(x)=|x﹣ |+|x﹣
λ
|,其中
λ
>0.
(1)若对任意 x
∈
R,恒有 f(x)≥ ,求
λ
的最小值;
(2)在(1)的条件下,设
λ
的最小值为 t,若正数 m,n 满足 m+2n=tmn,求 2m+n 的最
小值.
参考答案
一、选择题:本题共 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={﹣1,0,1,2},B={x|y=ln(x﹣1)},则 A∩B=( )
A.{﹣1,0,1} B.{﹣1,0} C.{1,2} D.{2}
解:∵集合 A={﹣1,0,1,2},
B={x|y=ln(x﹣1)}={x|x>1},
∴A∩B={2}.
故选:D.
2.已知复数 z 满足 z+ =8,z =25,则 z=( )
A.3±4i B.±3+4i C.4±3i D.±4+3i
解:设 z=a+bi(a,b
∈
R),依题意得,2a=8,a2+b2=25.
解得 a=4,b=±3,
所以 z=4±3i.
故选:C.
3.椭圆 C: =1 的离心率为( )
A. B. C. D.
解:椭圆 C: =1,可知 a= ,b= ,c= =1,
所以椭圆的离心率为 e= = .
故选:C.
4.2021 年开始,我省将试行“3+1+2“的普通高考新模式,即除语文、数学、外语 3 门必
选科目外,考生再从物理、历史中选 1 门,从化学、生物、地理、政治中选 2 门作为选
考科目.为了帮助学生合理选科,某中学将高一每个学生的六门科目综合成绩按比例均
缩放成 5 分制,绘制成雷达图.甲同学的成绩雷达图如图所示,下面叙述一定不正确的
是( )
A.甲的物理成绩领先年级平均分最多
B.甲有 2 个科目的成绩低于年级平均分
C.甲的成绩从高到低的前 3 个科目依次是地理、化学、历史
D.对甲而言,物理、化学、地理是比较理想的一种选科结果
解:甲的成绩从高到低的前 3 个科目依次是地理、化学、生物(物理),
C 选项错,
故选:C.
5.已知 a=log0.22,b=20.3,c=0.20.3,则( )
A.a<c<b B.a<b<c C.c<a<b D.b<c<a
解:∵a=log0.22<log0.21=0,∴a<0,
∵b=20.3>20=1,∴b>1,
∵0<c=0.20.3<0.20=1,∴0<c<1,
∴a<c<b,
故选:A.
6.已知 f(x)是奇函数,当 x≥0 时,f(x)=ex﹣1(其中 e 为自然对数的底数),则 f(ln )
=( )
A.﹣1 B.1 C.3 D.﹣3
解:∵f(ln )=f(﹣ln2)
∵f(x)是奇函数,∴f(﹣x)=﹣f(x)
∵当 x≥0 时,f(x)=ex﹣1,
则 f(ln )=f(﹣ln2)=﹣f(ln2)=﹣(eln2﹣1)=﹣1
故选:A.
7.已知正方体 ABCD﹣A1B1C1D1 中,E,F 分别是它们所在线段的中点,则满足 A1F∥平面
BD1E 的图形个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
解:
①
中,平移 A1F 至 D1F′,可知 D1F′与面 BD1E 只有一个交点 D1,则 A1F 与平面
BD1E 不平行;
②
中,由于 AF∥DE,而 AF
⊄
平面 BDE,DE
⊂
平面 BDE,故 A1F∥平面 BD1E;
③
中,平移 A1F 至 D1F′,可知 D1F′与面 BD1E 只有一个交点 D1,则 A1F 与平面 BD1E
不平行;
故选:B.
8.若 tan
α
=2sin(
α
﹣
π
),则 cos2
α
=( )
A. B.1 C. 或 0 D. 或 1
解:由题设得, ,
所以 sin
α
=0,或 .
所以 cos2
α
=1﹣2sin2
α
=1,或 .
故选:D.
9.设曲线 y=lnx 与 y=(x+a)2 有一条斜率为 1 的公切线,则 a=( )
A.﹣1 B. C. D.
解:设与曲线 y=lnx 相切的切点为(m,n),
y=lnx 的导数为 y′= ,
由切线的斜率为 1,可得 =1,即 m=1,
则切点为(1,0),
切线的方程为 y=x﹣1,
与 y=(x+a)2 联立,可得 x2+(2a﹣1)x+a2+1=0,
由△=(2a﹣1)2﹣4(a2+1)=0,解得 a=﹣ ,
故选:B.
10.已知双曲线 C: =1 的右焦点为 F,过原点 O 的直线与双曲线 C 交于 A,B 两
点,且∠AFB=60°,则△ABF 的面积为( )
A.3 B. C.3 D.6
解:设双曲线的左焦点为 F1,连接 AF1,BF1,
由双曲线的定义知,|BF1|﹣|BF|=2a=8,|F1F|=2c=10,
由双曲线的对称性知,∠AFF1=∠BF1F,
∵∠AFB=60°,即∠AFF1+∠BFF1=60°,
∴∠BF1F+∠BFF1=60°,∴∠F1BF=120°,
在 △ F1BF 中 , 由 余 弦 定 理 知 , cos ∠ F1BF = =
,
∴﹣ = ,
∴|BF|•|BF1|=12,
∴△ABF 的面积 S= = |BF|•|BF1|•sin∠F1BF= ×12×sin120°=3 .
故选:C.
11.某校开设了素描、摄影、剪纸、书法四门选修课,要求每位同学都要选择其中的两门课
程.已知甲同学选了素描,乙与甲没有相同的课程,丙与甲恰有一门课程相同,丁与丙
没有相同课程.则以下说法错误的是( )
A.丙有可能没有选素描
B.丁有可能没有选素描
C.乙丁可能两门课都相同
D.这四个人里恰有 2 个人选素描
解:因为甲选择了素描,所以乙必定没选素描.
那么假设丙选择了素描,则丁一定没选素描;
若丙没选素描,则丁必定选择了素描.
综上,必定有且只有 2 人选择素描,选项 A,B,D 判断正确
不妨设甲另一门选修为摄影,则乙素描与摄影均不选修,
则对于素描与摄影可能出现如下两种情况:
情形一:
甲 乙 丙 丁
素描 √ × √ ×
摄影 √ × × √
情形二:
甲 乙 丙 丁
素描 √ × × √
摄影 √ × √ ×
由上表可知,乙与丁必有一门课程不相同,因此 C 不正确.
故选:C.
12.如图,A,B,C,D,P 是球 O 上 5 个点,ABCD 为正方形,球心 O 在平面 ABCD 内,
PB=PD,PA=2PC,则 PA 与 CD 所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
解:ABCD 为正方形,故 AB∥CD,所以∠PAB 即为所求异面直线所成角,
设球 O 的半径为 R,由题意可得 PA2+PC2=4R2,又 PA=2PC,
可得 , , ,
所以 .
故选:D.
二、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分。
13.已知 , 均为单位向量,若| ﹣ |= ,则 与 的夹角为 .
解:根据题意,设 与 的夹角为
θ
,
, 均为单位向量,若| ﹣ |= ,则| ﹣ |2=3,
变形可得:cos
θ
=﹣ ,
又由 0≤
θ
≤
π
,则
θ
= ,
故答案为: .
14.若实数 x,y 满足约束条件 则 z=2x+y 的最大值为 4 .
解:作出可行域如图所示,
则当直线 z=2x+y 过点 A 时直线的截距最大,z 取最大值.
由
⇒
;
∴A(3,﹣2),z 取最大值:2×3﹣2=4.
故答案为:4.
15.已知的内角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c.若 cosA(sinC﹣cosC)=cosB,a=2,c
= ,则角 C 大小为 .
解:因为 cosA(sinC﹣cosC)=cosB,所以 cosA(sinC﹣cosC)=﹣cos(A+C),
所以 cosAsinC=sinAsinC,所以 sinC(cosA﹣sinA)=0,
因为 C
∈
(0,
π
),∴sinC≠0,所以 cosA=sinA,则 tanA=1,所以 ,
又 ,则 ,因为 c<a,所以 ,故 .
故答案为: .
16.如图,函数 f(x)=2sin(
ω
x+
φ
)(
ω
>0,0<
φ
<
π
)的图象与坐标轴交于点 A,B,
C,直线 BC 交 f(x)的图象于点 D,O(坐标原点)为△ABD 的重心(三条边中线的交
点),其中 A(﹣
π
,0),则△ABD 的面积为 .
解:因为 O 为△ABD 的重心,A(﹣
π
,0),
所以 ,
所以 ,
所以 ,
所以 , .
因为 ,
所以 ,
又 0<
φ
<
π
,
所以 ,
所以 ,
于是 ,
故△ABD 的面积为 .
故答案为: .
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.已知{an}是等差数列,a1=1,a4=10,且 a1,ak(k
∈
N*),a6 是等比数列{bn}的前 3 项.
(1)求数列{an},{bn}的通项公式;
(2)数列{cn}是由数列{an}的项删去数列{bn}的项后仍按照原来的顺序构成的新数列,
求数列{cn}的前 20 项的和.
解:(1)设等差数列{an}的公差为 d,
由 a1=1,a4=10,可得 1+3d=10,解得 d=3,
则 an=1+3(n﹣1)=3n﹣2;
且 a1,ak(k
∈
N*),a6 是等比数列{bn}的前 3 项,
可得 ak2=a1a6,即有(3k﹣2)2=16,解得 k=2,
则等比数列{bn}的公比为 =4,
则 bn=4n﹣1;
(2)由(1)可得 an=3n﹣2,bn=4n﹣1,
当取数列{an}的前 24 项时,包含数列{bn}的前 4 项,
此时{cn}中包含 20 项,
所以数列{cn}的前 20 项的和为 24×1+ ×24×23×3﹣(1+4+16+64)
=767.
18.如图,在边长为 2 的菱形 ABCD 中,∠ADC=60°,现将△ADC 沿 AC 边折到△APC
的位置.
(1)求证:PB⊥AC;
(2)求三棱锥 P﹣ABC 体积的最大值.
解:(1)证明:如图
取 AC 的中点为 O,连接 PO、OB…………(1 分)
易得 AC⊥PO,AC⊥OB…………
∴AC⊥平面 POB…………
又 PB 在平面 POB 内∴AC⊥PB…………
(2)VP﹣ABC=VA﹣POB+VC﹣POB…………
= …………
当∠POB=90°时,VP﹣ABC 的最大值为 1 …………
19.某保险公司有一款保险产品的历史收益率(收益率=利润÷保费收入)的频率分布直方
图如图所示:
(Ⅰ)试估计平均收益率;
(Ⅱ)根据经验,若每份保单的保费在 20 元的基础上每增加 x 元,对应的销量 y(万份)
与 x(元)有较强线性相关关系,从历史销售记录中抽样得到如下 5 组 x 与 y 的对应数据:
x(元) 25 30 38 45 52
销售 y(万册) 7.5 7.1 6.0 5.6 4.8
据此计算出的回归方程为 .
(i)求参数 b 的估计值;
(ii)若把回归方程 当作 y 与 x 的线性关系,用(Ⅰ)中求出的平均收益率
估计此产品的收益率,每份保单的保费定为多少元时此产品可获得最大收益,并求出该
最大收益.
解:(Ⅰ)区间中值依次为:0.05,0.15,0.25,0.35,0.45,0.55,
取值概率依次为:0.1,0.2,0.25,0.3,0.1,0.05,
平均收益率为 0.05×0.10+0.15×0.20+0.25×0.25+0.35×0.30+0.45×0.10+0.55×0.05
= (50+300+625+1050+450+275)=0.275.
(Ⅱ)(i) = , =
所以
(ii)设每份保单的保费为 20+x 元,则销量为 y=10﹣0.1x,
则保费收入为 f(x)=(20+x)(10﹣0.1x)万元,f(x)=200+8x﹣0.1x2=360﹣0.1(x
﹣40)2
当 x=40 元时,保费收入最大为 360 万元,
保险公司预计获利为 360×0.275=99 万元.
20.已知抛物线 C:y2=2px(p>0)的焦点为 F,过 F 的所有弦中,最短弦长为 4.
(1)求抛物线 C 的方程;
(2)在抛物线 C 上有异于顶点的两点 A,B,过 A,B 分别做 C 的切线记两条切线交于
点 Q 连接 QF,AF,BF,求证:QF2=|AF|•|BF|.
解:(1)当过 F 的直线的斜率不存在时,此时弦长为 2p,
当过 F 的直线的斜率存在时,设直线的方程为 y=k(x﹣ ),与抛物线的方程 y2=2px
联立,
可得 k2x2﹣p(k2+2)x+ =0,
可得弦长 l=x1+x2+p=p+ +p=2p+ >2p,
所以最短弦长为 2p=4,即 p=2,
所以抛物线的方程为 y2=4x;
(2)证明:可设 A( ,y1),B( ,y2),
过 A 的切线 AQ 的方程为 y=k1(x﹣ )+y1,
与 y2=4x 联立,可得 y2﹣y﹣ +y1=0,
由△=1﹣k1(y1﹣ )=0,解得 k1y1=2,
所以切线 AQ 的方程为 y1y=2x+ ,
同理可得切线 BQ 的方程为 y2y=2x+ ,
联立可得 Q 的坐标为( , ),
于是|AF|•|BF|=(1+ )(1+ ),
|QF|2=( ﹣1)2+ = + + +1=(1+ )(1+ ),
所以|QF|2=|AF|•|BF|.
21.已知函数 f(x)=ex﹣x﹣a,对于
∀
x
∈
R,f(x)≥0 恒成立.
(1)求实数 a 的取值范围;
(2)证明:当 时,cosx+tanx≤ex.
解:(1)由 ex﹣x﹣a≥0 恒成立,得 a≤ex﹣x 对
∀
x
∈
R 恒成立,
令 g(x)=ex﹣x,g'(x)=ex﹣1,
当 x>0,g'(x)>0,g(x)单调递增,
当 x<0,g'(x)<0,g(x)单调减,g(x)min=g(0)=1,
故所求实数 a 的取值范围为(﹣∞,1];
(2)证明:由(1)得 ex≥x+1.
欲证 cosx+tanx≤ex,只需证 cosx+tanx≤x+1 即可,
令 h(x)=cosx+tanx﹣x﹣1,
,
令 F(x)=sinx+sin2x﹣1,则易知 F(x)在 单调递增,且 F(0)<0, ,
故存在 ,使得 F(x0)=0;
当 x
∈
[0,x0)时,F(x)<0,h'(x)≤0,h(x)单调递减,
当 时,F(x)>0,h'(x)>0,h(x)单调递增,
又 h(0)=0, ,h(x)max=h(0)=0,
故当 时,cosx+tanx≤ex.
(二)选考题:共 10 分。请考生在第 22、23 题中任选一题作答。如果多做,则按所做的
第一题计分。[选修 4-4:坐标系与参数方程]
22.在平面直角坐标系 xOy 中,已知 P 是曲线 C1:x2+(y﹣2)2=4 上的动点,将 OP 绕点
O 顺时针旋转 90°得到 OQ,设点 Q 的轨迹为曲线 C2.以坐标原点 O 为极点,x 轴的正半
轴为极轴建立极坐标系.
(1)求曲线 C1,C2 的极坐标方程;
(2)在极坐标系中,点 ,射线
θ
= 与曲线 C1,C2 分别相交于异
于极点 O 的 A,B 两点,求△MAB 的面积.
解:(1)由题知点 Q 的轨迹是以(2,0)为圆心,2 为半径的圆,
所以曲线 C2 的方程为(x﹣2)2+y2=4.…………………………………………
∵
ρ
2=x2+y2,x=
ρ
cos
θ
,y=
ρ
sin
θ
,
所以曲线 C1 的极坐标方程为
ρ
=4sin
θ
,…………………………………………
曲线 C2 的极坐标方程为
ρ
=4cos
θ
.………………………………………………
(2)在极坐标系中,设点 A,B 的极径分别为
ρ
1,
ρ
2,
所以 ,………………………
点 到射线 的距离为 ,…………………
故△MAB 的面积 .………………………
[选修 4-5:不等式选讲]
23.已知函数 f(x)=|x﹣ |+|x﹣
λ
|,其中
λ
>0.
(1)若对任意 x
∈
R,恒有 f(x)≥ ,求
λ
的最小值;
(2)在(1)的条件下,设
λ
的最小值为 t,若正数 m,n 满足 m+2n=tmn,求 2m+n 的最
小值.
解:∵f(x)=|x﹣ |+|x﹣
λ
|≥|(x﹣ )﹣(x﹣
λ
)|=|
λ
﹣ |,∴f(x)min=|
λ
﹣ |,
对任意 x
∈
R,恒有 f(x)≥
⇔
|
λ
﹣ |≥ ,解得
λ
≥1 或
λ
≤0,
又∵
λ
>0,故
λ
≥1,所以
λ
的最小值为 1.
(2)由(1)得 t=1,∴m+2n=mn,∴ + =1,
∴2m+n=(2m+n)( + )= + +5≥2 +5=9,
当且仅当 = ,即 m=n=3 时取等号,
∴2m+n 的最小值为 9.