绝密★启用前
2021 年新高考数学 高三冲刺模拟卷 09(江苏专用)数学
(考试时间:120 分钟 试卷满分:150 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦
干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
一、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 2, NA x x x ,集合 2| 6 0B x x x ,则 A B ( )
A. 2 B. 3,2 C. 3,1 D. 3,0,1,2
【答案】A
【解析】集合 2, N 0,1,2A x x x ,集合 2| 6 0 3,2B x x x ,
所以 2A B .
2.在复平面内,复数
i
iz 43
5
(i 为虚数单位),则 z 对应的点的坐标为( )
A.(3,4) B.(﹣4,3) C. )5
3,5
4( D. )5
3,5
4(
【答案】D
【解析】因为 ii
i
i
i
i
i
iz 5
3
5
4
25
2015
43
43
43
5
43
5
,
所以 iz 5
3
5
4 ,对应的点 )5
3,5
4( .
3. 52 )21)(1(
xx 展开式的常数项为( )
A.112 B.48 C.﹣112 D.﹣48
【答案】C
【解析】∵ 5)21(
x
展开式的通项公式为 rrr
r xCT )2()1( 5
51
,
分别令 r=3、r=5,可得 52 )21)(1(
xx 展开式的常数项为﹣80﹣32=﹣112
4.我国古代著作《庄子•天下篇》引用过一句话:“一尺之棰,日取其半,万世不竭.”其含义是:一尺长
的木棍,每天截去它的一半,永远也截不完.在这个问题中,记第 n 天后剩余木棍的长度为 an,数列{an}
的前 n 项和为 Sn,则使得不等式 Sn>
32
31 成立的正整数 n 的最小值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】B
【解析】由题设可得:数列{an}是首项、公比为
2
1 的等比数列,
∴ n
n
nnn Sa )2
1(1
2
11
])2
1(1[2
1
,2
1
,
又由 Sn>
32
31 可得:
32
31)2
1(1 n ,解得:n>5,∵n∈N*,∴nmin=6.
5.函数 xexf x sin)11
2()( 图象的大致形状是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】 xe
exf x
x
sin1
1)(
,
则 )(sin1
1)sin(1
1)sin(1
1)( xfxe
exe
exe
exf x
x
x
x
x
x
,
则 f(x)是偶函数,则图象关于 y 轴对称,排除 B,D,
由 f(x)=0,得 1﹣ex=0 或 sinx=0,
得 x=kπ,k∈Z,即当 x>0 时,第一个零点为π,
当 x=1 时, 01sin1
1)1(
e
ef ,排除 A,故选:C.
6.2019 年湖南等 8 省公布了高考改革综合方案,将采取“3+1+2”模式,即语文、数学、英语必考,考生首
先在物理、历史中选择 1 门,然后在政治、地理、化学、生物中选择 2 门.则某同学选到物理、地理两
门功课的概率为( )
A.
8
1 B.
5
1 C.
4
1 D.
3
1
【答案】C
【解析】采取“3+1+2”模式,即语文、数学、英语必考,
考生首先在物理、历史中选择 1 门,然后在政治、地理、化学、生物中选择 2 门.
基本事件总数 122
4
1
2 CCn ,
某同学选到物理、地理两门功课包含的基本事件个数 31
3
2
2 CCm ,
∴某同学选到物理、地理两门功课的概率为
4
1
n
mP .故选:C.
7 . 设 F1 , F2 是 双 曲 线 184:
22
yxC 的 两 个 焦 点 , O 为 坐 标 原 点 , 点 P 在 C 的 左 支 上 , 且
32
||||
11
OP
OPPF
OP
OPOF ,则△PF1F2 的面积为( )
A.8 B. 38 C.4 D. 34
【答案】A
【解析】由
32
||||
11
OP
OPPF
OP
OPOF
,可得 32|| OP ,
F1,F2 是双曲线 184:
22
yxC 的两个焦点,
不妨设 ),0,32(),0,32( 21 FF ,
所以 ||2
1|| 21FFOP ,所以点 P 在以 F1F2 为直径的圆上,即△PF1F2 是以 P 为直角顶点的直角三角形,
故 2
21
2
2
2
1 |||||| FFPFPF ,即 48|||| 2
2
2
1 PFPF .
又||PF1|﹣|PF2||=2a=4,
所以 ||||248||||2||||||||||16 2121
2
2
2
1
2
21 PFPFPFPFPFPFPFPF ,
解得|PF1||PF2|=16,
所以 8||||2
1
2121
PFPFS FPF .故选:A.
8.骑自行车是一种能有效改善心肺功能的耐力性有氧运动,深受大众喜爱,如图是某一自行车的平面结
构示意图,已知图中的圆 A(前轮),圆 D(后轮)的半径均为 ,△ABE,△BEC,△ECD 均是边
长为 4 的等边三角形.设点 P 为后轮上的一点,则在骑动该自行车的过程中, 的最大值为( )
A.18 B.24 C.36 D.48
【答案】C
【解析】据题意:圆 D(后轮)的半径均为 3 ,△ABE,△BEC,△ECD 均是边长为 4 的等边三角形.点
P 为后轮上的一点,如图建立平面直角坐标系:
则 A(﹣8,0),B(﹣6, 32 ),C(﹣2, 32 ).
圆 D 的方程为 x2+y2=3,可设 P( sin3,cos3 ),
所以 )32sin3,6cos3(),32,6( BPAC ,
故 36241224)3sin(12)cos2
3sin2
1(1224cos36sin6 BPAC .
故选:C.
二、选择题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分,在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全
部选对的得 5 分。部分选对的特 2 分,有选错的得 0 分。
9.已知 1loglog0
2
1
2
1 ba ,则下列说法正确的是( )
A. 2 2 11 4a b> > > B. 1 12 1a b
> > >
C. 1 1
a b
b a
> D.
1 1e ee
b> >
【答案】ACD
【解析】已知 1 1
2 2
0 log log 1,a b 因为 y 1
2
log x 在区间 0, 上单调递减,所以 1
2 b a 1,
所以 2 21 1,4 b a 故 A 正确;
因为函数 1y x
在区间 0, 上单调递减,因为 1 1,2 b a 所以 2 1 1 1,b a
故 B 错误;
因为
1 1
a b
b a
2 21 1
1 1 1 1
a b a ba a b b
b a b a
1 .1 1
a b a b
b a
又 1 1,2 b a 所以 1,a b
1 0,1 1
a b a b
b a
故C 正确;
因为 1
2 b 1,a 函数 xy e 为单调递增函数,所以 1
e
1a be e
e
,故 D 正确.
10.已知函数 ( ) sin cos ( 0)f x a x b x ab ,且对任意 xR 都有 ( ) ( )3 3f x f x ,则
A. ( )f x 的最小正周期为 2π B. ( )f x 在[ 2
3
,
3
]上单调递增
C. 5
6
是 ( )f x 的一个零点 D. 3a
b
【答案】ACD
【解析】A 选项明显正确;
( )f x 在[ 2
3
,
3
]上单调递增,不一定正确,B 错误;
因为 5
6
﹣
3 2 4
T ,故 C 正确;
2 2sin cos3 3a b a b ,两边平方,并化简得: 2( 3 ) 0a b ,则 3a b ,即 3a
b
,D 正确.
综上,选 ACD.
11.已知抛物线 C:y2=4x 的焦点为 F,P(x1,y1),Q(x2,y2)是抛物线上两点,则下列结论正确的是
( )
A.C 的准线方程:x=﹣1
B.若直线 PQ 过点 F,则 x1x2=4
C.若 ,则线段 PQ 的中点 M 到 y 轴的距离为
D.若 ,则 S△OPQ≥2
【答案】ACD
【解析】A:y2=4x,∴2p=4,p=2,故准线方程为 x=
2
p =﹣1,故 A 正确;
B:若 PQ 过点 F,设 PQ 为 x=my+1,联立抛物线 C:y2=4x 得,y2﹣4my﹣4=0,
y1+y2=4m,y1y2=﹣4,则 x1x2= 144
2
2
2
1 yy =1,故 B 错误.
C:|PF|=x1+1,|QF|=x2+1,|PF|+|QF|=x1+x2+2=
2
5 ,∴x1+x2=
2
1 ,
则 xm=
4
1
2
21 xx ,M 到 y 轴的距离为 xm,即
4
1 ,故 C 正确.
D:∵ QFPF ,故 P,Q,F 三点共线,|y1﹣y2|= 21
2
21 4)( yyyy ,
∴||PQ|= ||1 21
2 yym ,点 O 到 PQ 的距离为
1
1
2 m
,∴ 212 2 mS OPQ ,故 D 正确.
故选:ACD.
12.已知等比数列{ }na 首项 1 1a ,公比为 q,前 n 项和为 nS ,前 n 项积为 nT ,函数
1 2 7( ) ( )( ) ( )f x x x a x a x a ,若 (0) 1f ,则
A.{lg }na 为单调递增的等差数列 B.0 1q
C. 1
1n
aS q
为单调递增的等比数列 D.使得 1nT 成立的 n 的最大值为 6
【答案】BCD
【解析】令 1 2 7( )g x x a x a x a ,则 ( ) ( )f x xg x ,
∴ ( ) ( ) ( )f x g x xg x ,∴ 1 2 7(0) (0) 1f g a a a ,
因为 na 是等比数列,所以 7
1 2 7 4 1a a a a ,即 3
4 11a a q ,
∵ 1 1a ,∴ 0 1q ,B 正确;
∵ 1
1 1lg lg lg ( 1)lgn
na a q a n q ,∴ lg na 是公差为1gq 的递减等差数列,A 错误;
∵ 11 1 11 11 1 1
n n
n
a a a qS q qq q q
,∴ 1
1n
aS q
是首项为 1 01
a q
q
,公比为 q 的递增等比数
列,C 正确;
∵ 1 1a , 0 1q , 4 1a ,∴ 3n 时, 1na , 5n 时, 0 1na ,
∴ 4n 时, 1nT ,
∵ 7
7 1 2 7 4 1T a a a a ,∴ 8n , 7 8 9 7 1n nT T a a a T ,
又 7
5
6 7
1TT a a
, 7
6
7
1TT a
,所以使得 1nT 成立的 n 的最大值为 6,D 正确.
故选 BCD.
三、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分。
13.设 nS 为数列 na 的前 n 项和,若 2 5 7n nS a ,则 na ________.
【答案】
17 5
3 3
n
【解析】当 1n 时, 1 1 12 5 7 2S a a ,即 1
7
3a ;当 2n
时, 2 5 7n nS a , 1 12 5 7n nS a ,
两式相减可得 12 5 5n n na a a ,即 15 3n na a ,即
1
5
3
n
n
a
a
,故数列 na 是以 7
3
为首项, 5
3
为公比的
等比数列,故
17 5
3 3
n
na
.
14. 在直角坐标系 xOy 中,直线 l 过抛物线 2 4y x 的焦点 F ,且与该抛物线相交于 A , B 两点,其中点
A 在 x 轴上方.若直线l 的倾斜角为 60,则 OAF△ 的面积为___________.
【答案】 3
【解析】如图,
过点 A 作准线的垂线段 AM ,设| |AF t ,则| |AM t , 1| | 2FN t ,
因为| | | | | | | |AM PN PF FN ,所以 12 2t t ,
所以| | 4AF t ,所以| | 2 3AN ,所以 1 1| || | 1 2 3= 32 2OAFS OF AN △ .故答案为: 3
15.设函数 f(x)=ex(x+1)的图象在点(0,1)处的切线为 y=ax+b,若方程|ax﹣b|=m 有两个不等实
根,则实数 m 的取值范围是 .
【答案】(0,1)
【解析】由 f(x)=ex(x+1),得 f′(x)=ex(x+2),得 a=f′(0)=2,且 b=1.
作出函数 y=|2x﹣1|的图象如图,
由图可知,要使方程|ax﹣b|=m 有两个不等实根,则实数 m 的取值范围是(0,1).故答案为:(0,1).
16.设 1 2,F F 是椭圆
2 2
2 2 1( 0, 0)x y m nm n
的两个焦点, P 为椭圆上任意一点,当 1 2F PF 取最大
值时的余弦值为 1
49
.则(Ⅰ)椭圆的离心率为___;(Ⅱ)若椭圆上存在一点 A ,使 2 2 0OA OF F A
(O
为坐标原点),且 1 2AF AF
,则 的值为____.
【答案】 5
7
3
4
或 4
3
【解析】设 2 ,2a b 分别为椭圆的长轴长,虚轴长,
(Ⅰ)在 1 2F PF△ 中,
2 2 2 2
1 2
1 2
1 2 1 2
4 2cos 12
PF PF c bF PF PF PF PF PF
,
2
1 2 2
1 2 2
PF PFPF PF a
,当且仅当 1 2PF PF a 时,等号成立,即当点 P 位于短轴端点
时, 1 2F PF 的余弦值最大,
2
2
2 11 49
b
a
,即
2
2
24
49
b
a
,则离心率
2
2
24 51 1 49 7
c be a a
(Ⅱ)取 2AF 中点 D ,由 2 2 0OA OF F A
,即 22 0OD F A
uuur uuur ,可得 2OD AF ,利用中位线性质
可得 1 2AF AF ,设 1AF u , 2AF v ,则
2 2 24
2
5
7
u v c
u v a
ac
解得
8
7
6
7
u a
v a
,或
6
7
8
7
u a
v a
, 3
4
或 4
3
故答案为: 5
7
; 3
4
或 4
3
四、解答题:本题共 6 小题,共 70 分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(本题满分 10 分)
在① ,② ,③ cosC 这三个条件中任
选一个,补充在下面问题中,并给出解答.
问题:已知△ABC 内角 A,B,C 的对边分别是 a,b,c, , ,求 ac 的最大值.
注:如果选择多个条件分解答,按第一个解答计分.
【答案】见解析
【解析】若选①:由已知得 ,
即 .
化简得 ,因为 ,所以 , .
又 ,
所以 ,当且仅当 时取等号,
故 ,即 的最大值为 4.
若选②:由已知得 ,
,
,
化简得 ,即 ,因为 ,所以 .
由 ,
可得 ,当且仅当 时取等号,
故 ,即 的最大值为 .
若选③:由已知 ,
即 ,
又 ,
所以 .
所以 ,因为 ,所以 .
由 ,
得 ,当且仅当 时取等号,
故 ,即 的最大值为 4.
18.(本题满分 12 分)
已知等差数列 与下项等比数列 满足 ,且 ,20, 既是等差数列,又是等比
数列.
(Ⅰ)求数列 和 的通项公式;
(Ⅱ)在(1) ,
(2) ,
(3) 这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并完成求解.
若_______________,求数列 的前 项和 .
注:如果选择多个条件分别作答,按照第一个解答计分.
【答案】见解析
【解析】设等差数列 的公差为 ,等比数列 的公比为 ,
由题得 ,即 解得 , ,所以, ,
(Ⅱ)(1), ,则
故
(2), ;
,①
,②
由①-②,得 ,即
(3)
则
故
19.(本题满分 12 分)
已知正方形 ABCD 的边长为 2,沿 AC 将△ACD 折起到 PAC 位置(如图),G 为△PAC 的重心,点 E 在
边 BC 上,GE∥平面 PAB.
(1)若 CE=
λ
EB,求
λ
的值;
(2)若 GE⊥PA,求平面 GEC 与平面 PAC 所成锐二面角的余弦值.
【答案】见解析
【解析】(1)连接 CG,并延长交 PA 于点 F,连接 BF,
∵GE∥平面 PAB,GE
⊂
平面 BCF,平面 BCF∩平面 PAB=BF,
∴GE∥BF,
∵G 为△PAC 的重心,
∴CG=2GF,
∴CE=2EB,即
λ
=2.
(2)由(1)知,GE∥BF,
∵GE⊥PA,∴BF⊥PA,
∵F 为 PA 的中点,
∴PB=AB=2,
取 AC 的中点 O,连接 PO,则 PO=BO= 2 ,
在△POB 中,PO2+BO2=PB2,即 PO⊥BO,
∵PO⊥AO,AO∩BO=O,AO、BO
⊂
平面 ABC,
∴PO⊥平面 ABC,
以 O 为原点,OB,OC,OP 所在的直线分别为 x,y,z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则 A(0, 2 ,0),B( 2 ,0,0),C(0, 2 ,0),P(0,0, 2 ),F(0,
2
2 ,
2
2 ),
∴ FC =(0,
2
23 ,
2
2 ), BC =( 2 , 2 ,0),
设平面 BCF 的法向量为 m =(x,y,z),则
0
0
BCm
FCm ,即
022
02
2
2
23
yx
zy ,
令 y=1,则 x=1,z=3,∴ m =(1,1,3),
∵OB⊥平面 PAC,
∴平面 PAC 的一个法向量为 n =(1,0,0),
∴cos< m , n >= 11
11
1911
1
||||
nm
nm
,
故平面 GEC 与平面 PAC 所成锐二面角的余弦值为
11
11 .
20.(本题满分 12 分)
已知某射手射中固定靶的概率为 ,射中移动靶的概率为 ,每次射中固定靶、移动靶分别得 1 分、2 分,
脱靶均得 0 分,每次射击的结果相互独立,该射手进行 3 次打靶射击:向固定靶射击 1 次,向移动靶射
击 2 次.
(1)求“该射手射中固定靶且恰好射中移动靶 1 次”的概率;
(2)求该射手的总得分 X 的分布列和数学期望.
【答案】见解析
【解析】(1)记“该射手射中固定靶且恰好射中移动靶 1 次”为事件 D,射中固定靶为事件 A,射中移动靶
分别为事件 B,C,
则 D=AB C +A B C,其中 ABC +A B C 互斥,A,B,C,B ,C 相互独立,P(A)=
4
3 ,P(B)=P(C)
=
3
2 ,
∴P(D)=P(ABC )+P(A B C)=
3
1
3
2)3
21(4
3)3
21(3
2
4
3 .
即该射手射中固定靶且恰好射中移动靶 1 次的概率为
3
1 .
(2)X 的可能取值为 0,1,2,3,4,5.
P(X=0)=
36
1)3
21)(3
21)(4
31( ,
P(X=1)=
12
1)3
21()3
21(4
3 ,
P(X=2)=
9
12)3
21(3
2)4
31( ,
P(X=3)=
3
12)3
21(3
2
4
3 ,
P(X=4)=
9
1
3
2
3
2)4
31( ,
P(X=5)=
3
1
3
2
3
2
4
3 ,
该射手的总得分 X 的分布列为:
X 0 1 2 3 4 5
P
36
1
12
1
9
1
3
1
9
1
3
1
∴E(X)=
12
41
3
159
143
139
1212
1136
10 .
21.(本题满分 12 分)
已知 A , B 分别为椭圆
2
2
2: 1 1xC y aa
的左、右顶点, P 为C 的上顶点, 8AP PB
.
(1)求椭圆 C 的方程;
(2)过点 6,0 作关于 x 轴对称的两条不同直线 1l , 2l 分别交椭圆于 1 1,M x y 与 2 2,N x y ,且 1 2x x ,
证明:直线 MN 过定点,并求出该定点坐标.
【答案】见解析
【解析】(1)由题意得 ,0A a , ,0B a , 0,1P ,则 ,1AP a , , 1PB a
.由 8AP PB ,
得 2 1 8a ,即 3a
所以椭圆 C 的方程为
2
2 19
x y
(2)由题易知:直线 MN 的斜率存在,且斜率不为零,
设直线 MN 方程为 x my n , 0m 取立 2 29 9 0
x my n
x y
,
得 2 2 29 2 9 0m y mny n ,由 0△ 得 2 2 9 0m n ,
∴ 1 2 2
2
9
mny y m
,
2
1 2 2
9
9
ny y m
,
因为关于 x 轴对称的两条不同直线 1l , 2l 的斜率之和为 0,
∴ 1 2
1 2
06 6
y y
x x
,整理得 1 2 1 22 6 0my y n y y ,
即 2
2 2
2 9 2 6 09 9
m n mn n
m m
,解得: 3
2n
直线 MN 方程为: 3
2x my ,所以直线 MN 过定点 3 ,02
.
22.(本题满分 12 分)
已知函数 f(x)=xlnx- 1
2 x2+(a-1)x(a∈R).
(1)讨论函数 f(x)的极值点的个数;
(2)若函数 f(x)有两个极值点 x1,x2,证明:f(x1)+f(x2)>2a-3.
【答案】见解析
【解析】(1) ( ) lnf x x x a , 1 1( ) 1 xf x x x
.
当 (0,1)x 时, ( ) 0f x , ( )f x 单调递增;当 (1, )x 时, ( ) 0f x , ( )f x 单调递减.
当 1x 时, ( )f x 有极大值, (1) 1f a .
当 1a 时, (1) 0f , ( )f x 在 (0, ) 上单调递减,此时 ( )f x 无极值;
当 1a 时, (1) 1 0f a .
1 1 1 11 1 1 1ln 1 0
a a a a
f a a ae e e e
,
易证, 1x 时, 2xe x ,所以, 1a , 2 0a af e a e ,
故存在 1 2,x x ,满足
1
1 2
10 1
a
ax x ee
, 1 2( ) ( ) 0f x f x .
当 10,x x 时, f x 单调递减,当 1 2,x x x 时, f x 单调递增,
当 2 ,x x 时, f x 单调递减.
( )f x 在 1x x 处有极小值,在 2x x 处有极大值.
综上所述,当 1a 时, ( )f x 没有极值点;当 1a 时, ( )f x 有 2 个极值点.………(6 分)
(2)由(1)可知当且仅当 1a 时 ( )f x 有极小值 1x 和极大值 2x , 1 20 1x x .
先证: 1 2 2x x .
由 1 1
2 2
ln 0
ln 0
x x a
x x a
,得 1 1 2 2ln lnx x x x ,即 2 1
2 1
1ln ln
x x
x x
.
下证 2 1 2 1
2 1ln ln 2
x x x x
x x
,即证
2
2 1
21
1
2( 1)
ln
1
x
x x
xx
x
(以下略)
所以 2 1 2 1
2 1
1 ln ln 2
x x x x
x x
,所以 1 2 2x x .
因为 1 20 1x x , 1 2 2x x ,所以 2 1 12x x x .
因为 1 2,x x x 时, ( )f x 单调递增,所以 2 12ff x x ,
所以 1 2 1 1) ( 2( )f x f x f x xf .
再证: 1 2( ) ( ) 2 3f x f x a .
设 2 , ,1( 0)g f xx f x x ,因为 ( ) lnf x x x a ,
所以 ( ) ( ) (2 ) ln ln(2 ) 2 2g x f x f x x x x ,
所以
22 11 1 2 02 2
xg x x x x x
,故 g x 在 0,1 上单调递增.
又 1 0g ,所以 0,1x 时, 0g x , ( ) 2g x f x xf 在 0,1 上单调递减.
所以 0,1x 时, 1 2 (1) 2 3g x g f a .
所以 1 2 1 1 1( ) ( ) 2 32f x f x f x x af g x . ……………(12 分)
另法:
(1) 证明: 2 12f x f x .
当 1a 时, ( )f x 有 2 个极值点 1 2,x x ,且满足 1 20 1x x .
因为 1 20 1x x ,所以 12 1x .
因为当 21,x x 时, f x 单调递增,当 2 ,x x 时, f x 单调递减,
所以 2f x 为 1 , 内的最大值,即 2 12f x f x
(2)证明 1 2 2x x ,只需证 2 12 1x x .
因为 ( ) lnf x x x a 单调递减,只需证 2 12f x xf .
又因为 1 2( ) ( ) 0f x f x ,只需证 1 12f x xf ,即证 1 12 0ff x x .
令 ( ) 2h x f x xf , (0,1)x .
因为 1( ) 1f x x
, 1 1 1 1( ) 1 1 22 2 02h x f x x xx x x xf
,
所以 ( ) 2h x f x xf 在 (0,1) 上单调递增, ( ) (1) 0h x h .
所以 1 1 1 0( ) 2h x f x xf ,因此, 1 2 2x x .