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新疆乌鲁木齐市2020届高三数学三模试题 理(含解析) 一、选择题(共12小题). 1. 计算复数A. 22i 【答案】A 【解析】 【分析】 利用复数的除法和乘法运算求解. 4i得( ) 1iB. 22i C. 22i D. 22i 4i1i4i44i22i 【详解】1i1i1i2故选:A 【点睛】本题主要考查复数的运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题. 2. 已知集合Axx2x20,B2,1,0,1,2,3,则AA C. 1,0,1 【答案】D 【解析】 【分析】 求出集合A,利用交集的定义可求得集合A【详解】因此,A故选:D. 【点评】本题考查交集的求法,考查交集的定义及运算法则等基础知识,同时也考查了一元二次不等式的求解,考查运算求解能力,是基础题. 3. 命题P:xR,x211,则P是( ) A xR,x211 B. xR,x211 B. 0,1,2 D. 2,1,0,1,2 B( ) B. 集合Axx2x20x2x2,B2,1,0,1,2,3, B2,1,0,1,2. - 24 - 2C. x0R,x011 2D. x0R,x011 【答案】C 【解析】 【分析】 根据全称命题的否定是特称命题,写出其特称命题可得答案. 2【详解】命题的否定是:x0R,x011, 故选:C. 【点睛】本题考查命题的否定,考查全称命题和特称命题,属于基础题. 4. 已知等差数列an满足a1a3a518,a3a5a7A. 20 【答案】B 【解析】 【分析】 直接根据等差数列的性质求解即可. 【详解】解:∵等差数列an满足a1a3a518,a3a5a7B. 24 30,则a2a4a6( ) D. 28 C. 26 30, ∴a1a3a5a3a5a748,即a1a3a3a5a5a748, ∴2a22a42a648, ∴a2a4a624, 故选:B. 【点睛】本题主要考查等差数列的性质,属于基础题. 5. 若角的终边过点P3,4,则sin2的值为( ) A. 12 25B. 12 25C. 24 25D. 24 25【答案】D 【解析】 【分析】 根据三角函数的定义求出sin,cos,即可求出结论. - 24 - 【详解】|OP|5, 角的终边过点P3,4,43sin,cos, 55sin22sincos故选:D. 【点睛】本题考查三角函数定义以及二倍角公式求三角函数值,考查计算求解能力,属于基础题. 6. 某校有甲、乙两个数学建模兴趣班.其中甲班有40人,乙班有50人.现分析两个班的一次考试成绩,算得甲班的平均成绩是90分,乙班的平均成绩是81分,则这两个数学建模兴趣班所有同学的平均成绩是( ) A. 85 【答案】A 【解析】 分析】 本题是一个加权平均数的问题,求出甲和乙两个班的总分数,再除以两个班的总人数,就是这两个班的平均成绩. B. 85.5 C. 86 D. 86.5 24. 25【故选:A. 【详解】解:由题意,这两个数学建模兴趣班所有同学的平均成绩是4090508185, 4050【点睛】本题主要考查加权平均数的求法,属于基础题. 7. 正方体ABCDA1B1C1D1中,AB的中点为M,DD1的中点为N,则异面直线B1M与CN所成角的大小为( ) A. 0 B. 45 C. 60 D. 90 【答案】D 【解析】 【分析】 利用异面直线所成的角的定义,取A1A的中点为E,则直线B1M与CN所成角就是直线B1M与BE成的角. 【详解】取A1A的中点为E,连接BE,则直线B1M与CN所成角就是直线B1M与BE成的 - 24 - 角, 由题意得B1MBE,故异面直线B1M与CN所成角的大小为90. 故选:D. 【点睛】本题考查空间角的计算,考查棱柱的性质,考查学生逻辑思维能力和计算能力,属于中档题. 8. 在RtABC中,ABAC1,点D满足BD2CD,则ABAD( ) A. -1 【答案】A 【解析】 【分析】 由题意可知A为直角,以A为原点,AB为x轴,AC为y轴,建立平面直角坐标系,设B. 13C. 1 3D. 1 Dx,y,利用向量共线求出点D,从而再根据向量数量积的坐标运算即可求解. 【详解】在RtABC中,ABAC1, 所以A为直角, 以A为原点,AB为x轴,AC为y轴,建立平面直角坐标系, - 24 - ,,C0,1,设Dx,y,BDx1,y,CDx,y1, 则B10由BD2CD,可得x1,y2x,y1, 即x12x,解得x1,y2, y2y2所以D1,2, 由AB1,0 ,AD1,2 所以ABAD11021. 故选:A 【点睛】本题考查了平面向量的线性坐标运算、向量数量积的坐标表示,属于基础题. 29. 直线yx2与抛物线y2pxp0交于A,B两点,若OAOB,则p的值为( ) A. 1 2B. 1 C. 3 2D. 2 【答案】B 【解析】 【分析】 yx22设Ax1,y1,Bx2,y2,联立2并消元得,x2p4x40,得韦达定理y2px结论,由题意得OAOB0,由此根据数量积的坐标表示求解即可. 【详解】解:设Ax1,y1,Bx2,y2, yx22联立2并消元得,x2p4x40, y2px∴x1x22p4,x1x24, 又OAOB, ∴OAOBx1x2y1y2x1x2x12x222x1x22x1x24822p4444p0, - 24 - ∴p1, 故选:B. 【点睛】本题主要考查直线与抛物线的位置关系,考查韦达定理的应用,属于基础题. 10. 在四面体ABCD中,AB的表面积为( ) A. 【答案】B 【解析】 【分析】 取AB的中点O,连接OC,OD,由题意可得O为外接球的球心,利用球的表面积公式即可求解. 【详解】由ABB. 2 C. 3 D. 4 2,DADBCACB1,则四面体ABCD的外接球2,DADBCACB1, 所以CA2CB2AB2,AD2BD2AB2 可得ACBADB90, 所以OAOBOCOD2, 22 2即O为外接球的球心,球的半径R所以四面体ABCD的外接球的表面积为: - 24 - S4R24故选:B 12. 2【点睛】本题考查了多面体的外接球的表面积,需熟记球的表面积公式,属于基础题. x2y211. M是双曲线C:221a0,b0上位于第二象限的一点,F1,F2分别是左、ab右焦点,MF1F1F2.x轴上的一点N使得NMF290,A,B两点满足MAAN,MB2BF1,且A,B,F2三点共线,则双曲线C的离心率为( ) A. 21 【答案】A 【解析】 【分析】 B. 31 C. 22 D. 32 a4c4b2,0,再求出由题意,先求出Mc,,再根据NMF290,求出N22acaa2c2222bb,再求出Bc,,根据A,B,F三点共线,利用向量平行,找A,24a2c2a3a到a,c的关系即可求解. 【详解】解:如图, F1c,0,F2c,0 222b2xyb把xc代入221a0,b0,得y,Mc, aaba - 24 - b2b2设Nn,0,MNn+c,,MF22c, aab4a4c4因为NMF290,所以MNMF20,所以2cn+c20 ,n, 2a2aca4c4,0, 即N22aca4c4c22b2ac,, 因为MAAN,所以是A线段MN的中点,所以A22aa2c222bA,即, 4a2c2ab2设Bx,y,则MBxc,y,BF1cx,y axc2c2xxc2b22Bc,因为MB2BF,所以,bb,所以, 13ay2yya3a2222aca4c46a2c2b2bb,, BF22c,,AF2c224ac2a4ac2a3a2因为A,B,F2三点共线,所以BF2//AF2, b2a4c46a2c2b2, 所以2c2a4ac3aa4c46a2c20,e46e210,e2322, 因为e1,所以e2322所以e故选:A. 【点睛】结合向量考查用解析法求双曲线的离心率,对于学生的运算求解能力是挑战,计算量大,容易出错;中档题. - 24 - 21, 22+1, 12. 定义在R上的函数yfx,当x0,2时,fx4kk1x22,22(kN,k2),都有f(x)2x14,且对任意实数12xf1,若g(x)f(x)logax有2且仅有5个零点,则实数a的取值范围是( ) A. 310,322 3100,3484 B. 322,3100 C. 310,3484 D. 【答案】C 【解析】 【分析】 由g(x)f(x)logax0,可得fxlogax,分别作出函数fx和yloga利用数形结合即可得出结果. 【详解】当x0,2时,fx4当k2时,x2,6,此时则f(x)x的图像,2x14, x10,2, 212xf1 2xx1222122114444, 22x当k3时,x6,14,此时 12,6, 2则f(x)12xf1 2x2122x52241124444, 22x当k4时,x14,30,此时 16,14, 2则f(x)12xf1 2 - 24 - x2152x1142281144444, 22由g(x)f(x)logax0,可得 fxlogax, 分别作出函数fx和ylogax的图像: 若0a1时,此时两个函数图像只有1个交点,不满足条件; 若a1时,当对数函数经过点A时,两个图像有4个交点, 经过点时B有6个交点, 则要使两个函数有有且仅有5个零点, 则对数函数图像必须在点A以下,在点B以上, f103,f2233, 2A10,3,B22,, 2loga103a310即满足,解得,即310a3484. 33loga222a222故选:C 【点睛】本题考查了由函数的零点个数求参数的取值范围,考查了数形结合以及转化与化归的思想,属于难题. - 24 - 二、填空题:本大题共4小题,每小题5分. 13. 已知定义在R上的奇函数fx满足:当x0时,fxlog31x,则f8______. 【答案】-2 【解析】 【分析】 根据fx定义在R上的奇函数,则f8f8,然后再由x0时,fxlog31x求解. 【详解】因为fx定义在R上的奇函数,且当x0时,fxlog31x, 所以f8f8log39log332. 2故答案为:-2 【点睛】本题主要考查函数的奇偶性的应用以及对数运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题. 14. 如图,在边长为1的正方形OABC内随机取一点,则此点恰好取自曲线y正方形OABC所围成阴影部分的概率为______. x下方与 【答案】2 3【解析】 【分析】 先求得正方形的面积,再用定积分求得阴影部分的面积,代入几何概型的概率公式求解. 【详解】正方形的面积为:11=1, - 24 - 1阴影部分的面积为01223xdxx2, 30322. 所以此点恰好取自曲线yx下方与正方形OABC所围成阴影部分的概率为p3132故答案为: 3【点睛】本题主要考查几何概型的概率求法以及定积分的几何意义,还考查了运算求解的能力,属于基础题. 15. f(x)=2sinωx(0<ω<1),在区间0,上最大值是2,则ω=________. 3【答案】3 4【解析】 【详解】函数f(x)的周期T=2, 因此f(x)=2sinωx在0,上是增函数, ∵0<ω<1,∴0,是0,的子集, 3∴f(x)在0,上是增函数, 3∴f=,即2sin2=2, 33∴ω=, 3433,故答案为. 44的- 24 - ∴ω=16. 黎曼猜想由数学家波恩哈德·黎曼于1859年提出,是至今仍未解决的世界难题.黎曼猜想涉及到很多领域的应用,有些数学家将黎曼猜想的攻坚之路趣称为:“各大行长躲在银行保险柜前瑟瑟发抖,不少黑客则潜伏敲着键盘蓄势待发”.黎曼猜想研究的是无穷级数 (s)nsn1111sss123,我们经常从无穷级数的部分和1111s2s3s1入手.ns已知正项数列an的前n项和为Sn,且满足Sn11an,则2an111______(其中x表示不超过x的最大整数). S100S1S2【答案】18 【解析】 【分析】 根据已知结合前n项和与通项关系,可得{Sn}为等差数列,进而求出Snn,再利用22(n1n)221112(nn1),求出,以及当n1时,2Sn2SnS1S2S100的范围,即可求出结论. 【详解】当n1时,a1S1111a,a, 112a1a1a121,an0,a1S11, 当n2时,anSnSn1,2SnSnSn11, SnSn1SnSn1122,SnSn11, SnSn12{Sn}是以1为首项,公差为1的等差数列,Sn2n, an0,Sn0,Snn, 2(n1n)22, n1n2Sn222(nn1) 又n1时,2Snnn1令S111, S1S2S100 - 24 - S2[(101100)(10099)S2[(10099)(9998)即18S19,从而S18. 故答案为:18. (21)]2(1011)18, (21)]12(1001)119, 【点睛】本题以数学文化为背景,考查数列的前n项和与通项的关系、数列前n项和的范围,构造新的等差数列{Sn}以及用放缩法求数列和是解题的关键,注意常见的裂项相消法求和的模型,属于较难题. 三、解答题:第17~21题每题12分,解答应在答卷的相应各题中写出文字说明,证明过程或演算步骤. 2a,c是A,B,C所对的边,17. 在ABC中,b,a(Ⅰ)求b; c1,3sinAcosA0. 7,(Ⅱ)若D为BC边上一点,且ADAB,求△ACD的面积. 【答案】(Ⅰ)3;(Ⅱ)【解析】 【分析】 (Ⅰ)由题意求得A150,再根据余弦定理即可求出答案; (Ⅱ)根据正弦定理可得sinB的面积公式即可求出答案. 【详解】解:(Ⅰ)由3sinAcosA0,得tanA∴A150, 又∵a33. 202133,从而求得tanB,则AD,再根据三角形51453, 37,c1, 又a2b2c22bccosA,即b23b60, 解得b3,(负值舍去); (Ⅱ)由(Ⅰ)得 ab, sinAsinB- 24 - ∴sinBbsinAa31221, 14757, 14∴cosB1sin2B∴tanB3, 5 ∵ADAB, ∴ADctanB3,且∠DAC60, 5133. ADACsin60220∴△ACD的面积S△ACD【点睛】本题主要考查正弦定理、余弦定理的应用,考查三角形的面积公式的应用,属于基础题. 18. 在疫情这一特殊时期,教育行政部门部署了“停课不停学”的行动,全力帮助学生在线学习.复课后进行了摸底考试,某校数学教师为了调查高三学生这次摸底考试的数学成绩与在线学习数学时长之间的相关关系,对在校高三学生随机抽取45名进行调查.知道其中有25人每天在线学习数学的时长是不超过1小时的,得到了如下的等高条形图: (Ⅰ)是否有99%的把握认为“高三学生的这次摸底考试数学成绩与其在线学习时长有关”; (Ⅱ)将频率视为概率,从全校高三学生这次数学成绩超过120分的学生中随机抽取10人,求抽取的10人中每天在线学习时长超过1小时的人数的数学期望和方差. - 24 - PK2k0 k0 0.050 0.010 0.001 3.841 6.635 10.828 nadbc K2abcdacbd【答案】(Ⅰ)没有;(Ⅱ)EX6,DX2.4. 【解析】 【分析】 (1)根据条形图提供的数据完成列联表,然后再将数据代入公式2nadbc,求得K2,与临界表对比下结论. K2abcdacbd(2)由列联表得到数学成绩超过120分的学生每天在线学习时长超过1小时的概率,然后用二项分布的期望和方差公式求解. 【详解】(Ⅰ)依题意,得22列联表 2120分 数学成绩 在线学习时长 120分 合计 1小时 1小时 合计 15 5 20 10 15 25 25 20 45 45(1515510)2441∵K5.51256.635 20252520802 - 24 - ∴没有99%的把握认为“高三学生的这次摸底成绩与其在线学习时长有关”; (Ⅱ)从上述22列联表中可以看出: 这次数学成绩超过120分的学生中每天在线学习时长超过1小时的频率为则X~B10,0.6, ∴EX100,66,DX100.610.62.4. 【点睛】本题主要考查独立性检验和二项分布的期望与方差,还考查了运算求解的能力,属于中档题. 19. 如图,将等腰直角三角形ABC沿斜边上的高AD翻折,使二面角BADC的大小为150.6, 25,翻折后BC的中点为M. 3 (Ⅰ)证明BC⊥平面ADM; (Ⅱ)求二面角DABC的余弦值. 【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)【解析】 【分析】 (Ⅰ)根据等腰直角三角形ABC沿斜边上的高AD翻折,则ABAC, BDCD,又M是BC的中点,易得DMBC,AMBC,再利用线面垂直的判定定理证明. (Ⅱ)建立空间直角坐标系,不妨设AD1,易知二面角BADC的平面角是∠BDC,则BDBCCDAD1,然后分别求得平面ABD的一个法向量n1,平面ABC的一个法向量n2,代入公式cosn1,n27. 7n1n2n1n2求解.. 【详解】(Ⅰ)∵折叠前ABAC,AD是斜边上的高, ∴D是BC的中点, - 24 - ∴BDCD,又因为折叠后M是BC的中点, ∴DMBC,折叠后ABAC, ∴AMBC,AMDMM, ∴BC⊥平面ADM; (Ⅱ)建立如图空间直角坐标系, 不妨设AD1,易知二面角BADC的平面角是∠BDC,则BDBCCDAD1, ∴A0,0,1,B312,2,0,C0,1,0,D0,0,0, 设平面ABD的一个法向量为n1x,y,z, 得nz01AD0n1BD0,即31,令x1, 2x2y0得n11,3,0, 设平面ABC的一个法向量n2x,y,z, 得n312AB0xyz0n,即22,令z1, 2AC0yz0 - 24 - 3n,1,1得23 ∴cosn1,n233n1n273. 721n1n2237. 7所以二面角DABC的余弦值是 【点睛】本题主要考查线面垂直的判定定理,二面角的向量求法,还考查了转化化归的思想和逻辑推理,运算求解的能力,属于中档题. x2y220. 已知椭圆C:221ab0右焦点为F2,0,P为椭圆上异于左右顶点A,abB的一点,且△PAB面积的最大值为35. (Ⅰ)求椭圆C的标准方程; (Ⅱ)若直线AP与直线xa交于点Q,线段BQ的中点为M,证明直线FM平分PFB. x2y2【答案】(Ⅰ)(Ⅱ)证明见解析. 1;95【解析】 【分析】 (Ⅰ)由题意得ab35,解出即可; 222ab215m22730m,2(Ⅱ)设直线AP的方程为xmy3,与椭圆方程联立求得点P,25m95m963Q3,M求出点 ,从而得中点3,,利用斜率的计算公式与正切的定义即可证明结论.mma29ab35【详解】解:(Ⅰ)由题意得2,解得2, 22b5ab2x2y2∴椭圆C的标准方程为1; 95 - 24 - x2y2(Ⅱ)设直线AP的方程为xmy3,代入1, 95得5m9y30my0, 解得y0,或y2230m, 5m2930m215m227∴xP, 35m295m2915m22730m,2∴P, 25m95m9易知直线AP与x3的交点Q3,6, m∴线段BQ的中点M3,3, m33, 设MFB,则tanm1m32m6m, ∴tan229m912m30m30m6m5m29tanPFBkPF, 15m2275m245m29225m9∵20,,PFB0,,tan2tanPFB, ∴PFB2,即直线FM平分PFB. 【点睛】本题主要考查直线与椭圆的位置关系,考查计算能力,考查转化与化归思想,属于中档题. 21. 已知函数fxaxx2ae,gxblnx1. 2x(Ⅰ)当a0时,求fx的单调区间; (Ⅱ)当a0时,fxgx在x0,上恒成立,求实数b的取值范围. - 24 - 12a14a212a14a21,,【答案】(Ⅰ)当0a时,fx在,22a2a12a14a212a14a2,上单调递减,在2a2a上单调递减(Ⅱ)b1. 【解析】 【分析】 (Ⅰ)求出导函数fxex1上单调递增;当a时,fx在R2ax22axx12a,令fx0,只需ax2(2a1)x12a0,由4a21,讨论a的取值范围,根据导数与函数单调性的关系即可求解. (Ⅱ)将不等式转化为xexxbln(x1)0在0,上恒成立,令h(x)xebln(x1),x2求出hx,讨论b的取值范围,当b0时,令m(x)e1xb,利用导数研究mx的单调性,确定mx的符号,进而可到hx的单调性,根据单调性即可求解. 【详解】(Ⅰ)f(x)(2a1)exax2x2aexexax22axx12a, 2令fx0,即ax(2a1)x12a0,4a21, ∵a0, 22112a14a12a14a①当0a时,,x1,x2, 22a2a12a14a2∴fx在,2a12a14a2,上单调递减, ,2a12a14a212a14a2,上单调递增; 在2a2a1②当a时,0,fx在R上单调递减; 2(Ⅱ)当a0时,xe即xexxbln(x1)在0,上恒成立, bln(x1)0在0,上恒成立, - 24 - e令h(x)xebln(x1),则h(x)exxexbx1xx1xb, 2x1当b0时,在0,上,都有xex0,blnx10, 即xexbln(x1)恒成立,与题意矛盾; 当b0时,令m(x)ex1xb,m(x)ex2x22x1, 当x1,时,mx≤0恒成立, 当x0,1时,mx0,mx在0,1上单调递减,m01b, ①若m01b0,即b1,x0,1时,mxm00, ∴hx0,hx在0,上单调递减,∴hxh00成立, ②当m01b0,即0b1,m1b0, ∴存在x00,1使得mx00,x0,x0,mx0,xx0,1,mx0, hx在0,x0单调递增,∴存在k0,x0使得hk0与题意矛盾, 综上所述b1. 【点睛】本题考查了利用导数研究函数的单调性、利用导数研究不等式恒成立,考查了分类讨论的思想,属于难题. 选考题:共10分,请考生在22.23两题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分,作答时用28鉛笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑. x25cost22. 已知曲线C1的参数方程为(t为参数),以坐标原点O为极点,x轴的y35sint正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为2sin. (Ⅰ)求曲线C1的极坐标方程; (Ⅱ)设C1与C2交点为A,B,求AOB的面积. 【答案】(Ⅰ)4cos6sin80;(Ⅱ)1. 【解析】 【分析】 - 24 - 2 (Ⅰ)先根据曲线C1参数方程,消去参数t化为直角坐标方程,然后将 xcos,ysin代入求解. (Ⅱ)先把曲线C2的极坐标方程化为直角坐标方程,然后与曲线C1的直角坐标方程联立,求得A,B的坐标,再求面积. x25costC【详解】(Ⅰ)因为曲线1的参数方程为(t为参数), y35sint消去参数t得:x2y35, 即:xy4x6y80, 222又因为xcos,ysin, 2代入上式得曲线C1:4cos6sin80; (Ⅱ)因为曲线C2的极坐标方程为2sin, 所以22sin, 所以xy2y0, 22的2x2y24x6y80联立方程2, 2xy2y0x0x1解得或, y1y2∴A0,2,B1,1, ∴SAOB1211. 2【点睛】本题主要考查参数方程,极坐标方程,直角坐标方程的转化以及曲线的位置关系,还考查了运算求解的能力,属于中档题. 23. 设a,b均为正数,且a2b22,证明: (Ⅰ)(ab)ab334; (Ⅱ)ab2. 【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)证明见解析. - 24 - 【解析】 【分析】 (Ⅰ)利用分析法、作差法即可证明不等式. (Ⅱ)将不等式两边平方,利用分析法即可证明. 【详解】(Ⅰ)∵a2b22,要证(ab)a3b34, 只需要证明,a4b4ab3ba3a2b22, 也就是要证明a4b4ab3ba3a4b42a2b20,即证abab20,∵a,b均为正数,∴abab20,∴(ab)a3b34; (Ⅱ)∵a,b均为正数,∴ab2ab, ∴2(ab)ab2, ∴ab2(ab)22a2b2, 又∵a2b22,∴ab2. 【点睛】本题考考查了分析法、作差法、基本不等式证明不等式,属于基础题. - 24 - 本文来源:https://www.dywdw.cn/71817e5b02f69e3143323968011ca300a6c3f6e0.html