新疆乌鲁木齐市2020届高三数学三模试题理含解析

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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

( ) 1i

B. 22i

C. 22i

D. 22i

4i1i4i44i22i 【详解】

1i1i1i2

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Axx2x20B2,1,0,1,2,3,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:xRx211,则P是( A xRx211

B. xRx211 B. 0,1,2 D. 2,1,0,1,2



B

B.

集合Axx2x20x2x2B2,1,0,1,2,3





B2,1,0,1,2.

- 24 -




2

C. x0Rx011 2

D. x0Rx011

【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:x0Rx011

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a1a3a518a3a5a7A. 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a1a3a518a3a5a7

B. 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 25

B.

12 25

C.

24 25

D.

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 的终边过点P3,4,

43

sin,cos

55

sin22sincos

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.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

40905081

85

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MDD1的中点为N,则异面直线B1M

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,A1A的中点为E则直线B1MCN所成角就是直线B1MBE成的角.

【详解】取A1A的中点为E,连接BE,则直线B1MCN所成角就是直线B1MBE成的



- 24 -




角,



由题意得B1MBE,故异面直线B1MCN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. 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,ABx轴,ACy轴,建立平面直角坐标系,设

B.

13

C.

1 3

D. 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,

A为原点,ABx轴,ACy轴,建立平面直角坐标系,



- 24 -




,C0,1,设Dx,yBDx1,yCDx,y1 B10

BD2CD,可得x1,y2x,y1

x12x

,解得x1y2

y2y2

所以D1,2

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.

2

9. 直线yx2与抛物线y2pxp0交于AB两点,若OAOB,则p的值为

( ) A.

1 2

B. 1 C.

3 2

D. 2

【答案】B 【解析】 【分析】

yx22

Ax1,y1Bx2,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,y1Bx2,y2

yx22

联立2并消元得,x2p4x40

y2px

x1x22p4x1x24 OAOB

OAOBx1x2y1y2x1x2x12x222x1x22x1x24

822p4444p0

- 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】

AB的中点O连接OCOD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AB

B. 2

C. 3

D. 4

2DADBCACB1,则四面体ABCD的外接球

2DADBCACB1

所以CA2CB2AB2AD2BD2AB2



可得ACBADB90

所以OAOBOCOD

2 2

2 2

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

1

2. 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.

x2y2

11. M是双曲线C221a0,b0上位于第二象限的一点,F1F2分别是左、

ab

右焦点,MF1F1F2.x轴上的一点N使得NMF290AB两点满足MAAN

MB2BF1,且ABF2三点共线,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

,0Mc,根据NMF290N2

2aca

a2c2222

bb,再求出Bc,,根据ABF三点共线,利用向量平行,找A,24a2c2a3a

a,c的关系即可求解. 【详解】解:如图,



F1c,0F2c,0

222b2xyb

xc代入221a0,b0,得yMc,

aaba

- 24 -




b2b2

Nn,0MNn+c,,MF22c,

aa

b4a4c4

因为NMF290,所以MNMF20,所以2cn+c20 n 2

a2ac

a4c4

,0 N2

2ac

a4c4

c22b2ac, 因为MAAN,所以是A线段MN的中点,所以A

22a

a2c222

bA,

4a2c2a

b2Bx,y,则MBxc,yBF1cx,y

a

xc2c2xxc2

b22Bc,因为MB2BF,所以bb,所以 1

3ay2yy

a3a

2222aca4c46a2c2b2bb,, BF22c,AF2c224ac2a4ac2a3a

2

因为ABF2三点共线,所以BF2//AF2

b2a4c46a2c2b2

所以2c2

a4ac3a

a4c46a2c20e46e210e2322

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



2

2+1




12. 定义在R上的函数yfx,当x0,2时,fx4

kk1

x22,22(kN,k2),都有f(x)



2x1

4,且对任意实数

1

2

x

f1,若g(x)f(x)logax2

且仅有5个零点,则实数a的取值范围是( ) A.



3

10,322



3

100,3

484

B.



3

22,3100



C.



3

10,3484



D.

【答案】C 【解析】 【分析】

g(x)f(x)logax0可得fxlogax分别作出函数fxyloga利用数形结合即可得出结果. 【详解】当x0,2时,fx4k2时,x2,6,此时f(x)

x的图像,



2x1

4

x

10,2 2

12

xf1 2

xx

122212211

4444

22

x

k3时,x6,14,此时 12,6

2

f(x)

12

xf1 2

x

2122x52241124444

22



x

k4时,x14,30,此时 16,14

2

f(x)

12

xf1 2

- 24 -




x

215

2x1142281144444

22



g(x)f(x)logax0,可得 fxlogax 分别作出函数fxyloga

x的图像:





0a1时,此时两个函数图像只有1个交点,不满足条件; 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B6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,

f103f22





3

3 2

A10,3B22,

2

loga103a310



即满足,解得,即310a3484. 33

loga222a222

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.

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,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



0

1223

xdxx2

303

2

2. 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

p3

13

2

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,



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)2sinωx0,上是增函数,



∵0<ω<1,∴0,



0,的子集, 3

f(x)0,



上是增函数,

3

f

,即2sin22 33





ω 34

33

,故答案为. 44



- 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)ns

n1



111sss

123

我们经常从无穷级数的部分和

111

1s2s3s



1

入手.ns

已知正项数列an的前n项和为Sn,且满足Sn

11an,则2an

111

______(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

2

2(n1n)

22111

2(nn1),求出,以及当n1时,

2Sn2SnS1S2S100

的范围,即可求出结论. 【详解】当n1时,a1S1

111

a,a 112a1a1

a121,an0,a1S11

n2时,anSnSn1,2SnSnSn1

1



SnSn1

SnSn1

122

,SnSn11

SnSn1

2

{Sn}是以1为首项,公差为1的等差数列,Sn2n

an0,Sn0,Snn

2(n1n)

22



n1n2Sn

222(nn1) n1时,2Snnn1

S

111 S1S2S100

- 24 -




S2[(101100)(10099)S2[(10099)(9998)

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1721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.

2

acABC所对的边,17. ABC中,ba

(Ⅰ)求b

c13sinAcosA0. 7

(Ⅱ)若DBC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tanAA150 又∵a

33

. 20

2133,从而求得tanB,则AD,再根据三角形

5145

3 3

7c1

a2b2c22bccosA,即b23b60 解得b

3(负值舍去)

(Ⅱ)由(Ⅰ)得



ab sinAsinB

- 24 -






sinB

bsinA

a

3

1

221

147

57 14

cosB1sin2BtanB

3 5



ADAB ADctanB

3

,且DAC60 5

133

ADACsin60

220

ACD的面积SACD

【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

K2

abcdacbd

【答案】(Ⅰ)没有;(Ⅱ)EX6DX2.4. 【解析】 【分析】

1

2

nadbc

,求得K2,与临界表对比下结论. K2

abcdacbd

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

2

120

数学成绩 在线学习时长

120

合计

1小时

1小时

合计

15 5 20

10 15 25

25 20 45

45(1515510)2441K5.51256.635

2025252080

2

- 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X~B10,0.6

EX100,66DX100.610.62.4.

【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

15

0.6 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,ABAC BDCDMBC的中点,易得DMBCAMBC,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BDCBDBCCDAD1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,n2

7

. 7

n1n2n1n2

求解..

【详解】(Ⅰ)∵折叠前ABACAD是斜边上的高, DBC的中点,



- 24 -




BDCD,又因为折叠后MBC的中点, DMBC,折叠后ABAC AMBCAM

DMM

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BDCBDBCCDAD1

A0,0,1B31

2,2,0C

0,1,0D0,0,0

设平面ABD的一个法向量为n1x,y,z

nz0

1AD0n1BD0,即

31

,令x1, 2

x2y0n11,3,0



设平面ABC的一个法向量n2x,y,z,

n312AB0xyz0n,即

22

,令z1 2AC0

yz0

- 24 -




3n,1,123



cosn1,n2

3

3

n1n273.

721n1n2

2

3

7. 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.

x2y2

20. 已知椭圆C221ab0右焦点为F2,0P为椭圆上异于左右顶点A

ab

B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; 222

ab2

15m22730m

,2(Ⅱ)设直线AP的方程为xmy3,与椭圆方程联立求得点P2

5m95m9

63

Q3,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.mm

a29ab35

【详解】解:(Ⅰ)由题意得2,解得2 22

b5ab2

x2y2

∴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

5m9y30my0 解得y0,或y



2



2

30m



5m29

30m215m227

xP 3

5m295m29

15m22730m

,2P 2

5m95m9

易知直线APx3的交点Q3,



6 m

∴线段BQ的中点M3,

3 m

3

3 MFB,则

tanm

1m

32

m6m

tan22

9m912m

30m

30m6m5m29tanPFBkPF

15m2275m245m29

22

5m9

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fxaxx2aegxblnx1.

2

x



(Ⅰ)当a0时,求fx的单调区间;

(Ⅱ)当a0时,fxgxx0,上恒成立,求实数b的取值范围.

- 24 -




12a14a212a14a21

,【答案】(Ⅰ)当0a时,fx,

22a2a









12a14a212a14a2

,上单调递减,

2a2a

上单调递减(Ⅱ)b1. 【解析】 【分析】

fxe

x

1

上单调递增;a时,fxR2

ax

2

2axx12afx0

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xe

x

x

bln(x1)00,上恒成立,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)e

x

ax2x2aexexax22axx12a

2

fx0,即ax(2a1)x12a04a21

a0

22

112a14a12a14a

①当0a时,x1x2

22a2a

12a14a2

fx,

2a12a14a2

,上单调递减,

2a

12a14a212a14a2

,上单调递增;

2a2a

1

②当a时,0fxR上单调递减;

2

(Ⅱ)当a0时,xexe

x

x

bln(x1)0,上恒成立,

bln(x1)00,上恒成立,

- 24 -




e

h(x)xebln(x1),则h(x)exxexb

x1

x

x

1xb

2

x1

b0时,在0,上,都有xex0blnx10 xexbln(x1)恒成立,与题意矛盾; b0时,令m(x)e

x

1xbm(x)ex

2

x

2

2x1

x1,时,mx0恒成立,

x0,1时,mx0mx0,1上单调递减,m01b



①若m01b0,即b1x0,1时,mxm00 hx0hx0,上单调递减,∴hxh00成立, ②当m01b0,即0b1m1b0

∴存在x00,1使得mx00x0,x0mx0xx0,1mx0

hx0,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.

x25cost

22. 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C1C2交点为AB,求AOB的面积. 【答案】(Ⅰ)4cos6sin80(Ⅱ)1. 【解析】 【分析】



- 24 -

2




线C1

t

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AB的坐标,再求面积.

x25cost

C【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

2

2

2

又因为xcos,ysin

2

代入上式得曲线C14cos6sin80 (Ⅱ)因为曲线C2的极坐标方程为2sin 所以22sin 所以xy2y0

2

2



2

x2y24x6y80

联立方程2 2

xy2y0x0x1解得

y1y2

A0,2B1,1 S

AOB

1

211. 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. ab均为正数,且a2b22,证明: (Ⅰ)(ab)ab



33

4

(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)

a3b3

4

只需要证明,a4

b4

ab3

ba3



a2

b

2

2



也就是要证明a4b4ab3ba3a4b42a2b20,即证abab2

0ab均为正数,∴abab2

0,∴(ab)

a3

b

3

4

(Ⅱ)∵ab均为正数,∴ab2ab 2(ab)



ab

2



ab

2(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 -


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