
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
2021年安徽省黄山市高考数学第一次质检试卷(理科)(一模)
展开1. 已知集合A={x|(x−3)(x−7)≤0, x∈Z},则集合A中元素个数为( )
A.3B.4C.5D.6
2. 复数2+2i−||=( )
A.0B.2C.−2iD.2i
3. 瑞士数学家欧拉发明了著名的“欧拉公式eix=csx+isinx(i为虚数单位)”,欧拉公式将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,它在复变函数论里非常重要,被誉为“数学中的天桥”,根据欧拉公式可知,e3i表示的复数在复平面中位于( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限
4. 已知抛物线y=x2上点P到顶点的距离等于它到准线的距离,则点P的坐标为( )
A.B.C.D.
5. 从集合{1, 2, 4}中随机抽取一个数a,从集合{2, 4, 5}中随机抽取一个数b,则向量=(a, b)与向量垂直的概率为( )
A.B.C.D.
6. 已知函数f(x)=x4+ax2+1的图像在点(−1, f(−1))处的切线与y轴交于点(0, 4),则切点的纵坐标为( )
A.7B.−7C.−4D.4
7. 已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(其中A>0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式为( )
A.f(x)=2sin(x+π3)B.f(x)=2sin(2x+π6)
C.f(x)=2sin(2x−π6)D.f(x)=2sin(4x−π6)
8. 在(x+1x−1)6的展开式中,含x5项的系数为( )
A.6B.−6C.24D.−24
9. 已知tan2θ−4tanθ+1=0,则=( )
A.B.C.D.
10. 已知直线l:mx+y+3m−=0与圆x2+y2=12交于A,B两点.且A,B在x轴同侧,过A,B分别做x轴的垂线交x轴于C,D两点,O是坐标原点,若|CD|=3,则∠AOB=( )
A.B.C.D.
11. 已知三棱锥P−ABC的底面是正三角形,PA=a,点A在侧面PBC内的射影H是△PBC的垂心,当三棱锥P−ABC体积最大值时,三棱锥P−ABC的外接球的表面积为( )
A.B.3πa2C.D.12a2
12. 设函数f(x)=x2−xlnx+2,若存在区间[a,bbrack⊆[12,+∞),使f(x)在[a, b]上的值域为[k(a+2), k(b+2)],则k的取值范围是( )
A.(1,9+2ln24)B.[1,9+2ln24brack
C.(1,9+2ln210brackD.[1,9+2ln210brack
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请在答题卷的相应区域答题.)
设x,y满足约束条件x+y−2≤0x−y+2≥0y+3≥0,则z=2x+y的最小值是________.
已知函数f(x)=ex,过点(1, 0)作曲线y=f(x)的切线l,则直线l与曲线y=f(x)及y轴围成的图形的面积为________.
已如||=1,||=2,且•=1,•=0,则||的最大值为________.
在平面上给定相异两点A,B,设点P在同一平面上且满足=λ,当λ>0且λ≠1时,P点的轨迹是一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故我们称这个圆为阿波罗尼斯圆.现有双曲线=1(a>0, b>0),F1,F2分别为双曲线的左、右焦点,A,B为双曲线虚轴的上、下端点,动点P满足=2,△PAB面积的最大值为4.点M,N在双曲线上,且关于原点O对称,Q是双曲线上一点,直线QM和QN的斜率满足kQM⋅kQN=3,则双曲线方程是________2-=1 ;过F2的直线与双曲线右支交于C,D两点(其中C点在第一象限),设点I1、I2分别为△CF1F2、△DF1F2的内心,则|I1I2|的范围是________.
三、解答题(本大题共5小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.请在答题卷的相应区域答题.)
设等差数列{an}的前n项和为Sn,首项a1=1,且S4−4S1=12.数列{bn}的前n项和为Tn,且满足b1=1,bn+1=2Tn+1.
(1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(2)求数列的前n项和.
如图1,正方形ABCD,边长为a,E,F分别为AD,CD中点,现将正方形沿对角线AC折起,折起过程中D点位置记为T,如图2.
(1)求证:EF⊥TB;
(2)当∠TAB=60∘时,求半平面ABC与半平面BEF所成二面角的余弦值.
某厂生产不同规格的一种产品,根据检测标准,其合格产品的质量y(g)与尺寸x(mm)之间近似满足关系式y=c⋅xb(b、c为大于0的常数).按照某项指标测定,当产品质量与尺寸的比在区间(e9,e7)内时为优等品.现随机抽取6件合格产品,测得数据如下:
(1)现从抽取的6件合格产品中再任选3件,记ξ为取到优等品的件数,试求随机变量ξ的分布列和期望;
(2)根据测得数据作了初步处理,得相关统计量的值如下表:
(i)根据所给统计量,求y关于x的回归方程;
(ii)已知优等品的收益z(单位:千元)与x,y的关系为z=2y−0.32x,则当优等品的尺寸x为何值时,收益z的预报值最大?
附:对于样本(vi, ui)(i=1, 2,…,n),其回归直线u=b⋅v+a的斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:b=i=1n (vi−v)(ui−u)i=1n (vi−v)2=i=1n viui−nvui=1n vi2−nv2,a=u−bv,e≈2.7182.
已知椭圆的长轴长是焦距的倍,且过点.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)点P是圆心在原点O,半径为的圆O上的一个动点,过点P作椭圆的两条切线,且分别交其圆O于点E、F,求动弦EF长的取值范围.
已知函数f(x)=aex−1−x−1(a∈R).
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)当a>0时,若g(x)=lnx−x−lna,且f(x)≥g(x)在x>0时恒成立,求实数a的取值范围.
考生注意:请在第22、23两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一个题目计分.作答时,请用2B铅笔在答题卡上将所选题目后的方框涂黑.[选修4-4:坐标系与参数方程]
在直角坐标系xOy中,已知点M(2, 0),曲线C1的参数方程为(t为参数),以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为θ=θ0(ρ>0),点Q是C1与C2的公共点.
(1)当时,求直线MQ的极坐标方程;
(2)当时,记直线MQ与曲线C1的另一个公共点为P,求|MP|⋅|MQ|的值.
[选修4-5:不等式选讲]
已知函数f(x)=|x−|+|2x+1|,记f(x)最小值为k.
(1)求k的值;
(2)若a,b,c为正数,且()2+()2+()2=1.求证:≥.
参考答案与试题解析
2021年安徽省黄山市高考数学第一次质检试卷(理科)(一模)
一、选择题(本大题共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,请在答题卷的相应区域答题.)
1.
【答案】
C
【考点】
集合中元素个数的最值
元素与集合关系的判断
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
2.
【答案】
D
【考点】
复数的模
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
3.
【答案】
B
【考点】
欧拉公式的应用
【解析】
利用欧拉公式eix=csx+isinx,化简e3i的表达式,通过三角函数的符号,判断复数的对应点所在象限即可.
【解答】
因为欧拉公式eix=csx+isinx(i为虚数单位),
所以e3i=cs3+isin3,因为3∈(π2, π),cs3<0,sin3>0,
所以e3i表示的复数在复平面中位于第二象限.
4.
【答案】
A
【考点】
抛物线的性质
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
5.
【答案】
B
【考点】
数量积判断两个平面向量的垂直关系
古典概型及其概率计算公式
列举法计算基本事件数及事件发生的概率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
6.
【答案】
C
【考点】
利用导数研究曲线上某点切线方程
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
7.
【答案】
B
【考点】
由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式
【解析】
由函数的最值求出A,由周期求出ω,由图象经过定点(π6, 0),结合范围|φ|<π2,求出φ的值,从而求得函数的解析式.
【解答】
解:由图象可知,A=2,34T=11π12−π6,则T=π.
又由于ω=2πT,则ω=2,故f(x)=2sin(2x+φ).
由题中图象可知,f(π6)=2sin(2×π6+φ)=2,则π3+φ=kπ+π2,k∈z,
即φ=kπ+π6,k∈z.
又因为|φ|<π2,则φ=π6,
所以函数解析式为y=2sin(2x+π6).
故选:B.
8.
【答案】
B
【考点】
二项式定理的应用
【解析】
把x+1x看作一项,写出(x+1x−1)6的展开式的通项,再写出(x+1x)6−r的展开式的通项,由x的指数为5求得r、s的值,则答案可求.
【解答】
(x+1x−1)6的展开式的通项为Tr+1=C6r*(x+1x)6−r*(−1)r.
(x+1x)6−r的展开式的通项为Ts+1=C6−rs*x6−r−s*(1x)s=C6−rs*x6−r−2s.
由6−r−2s=5,得r+2s=1,
∵ r,s∈N,∴ r=1,s=0.
∴ 在(x+1x−1)6的展开式中,含x5项的系数为−C61*C50=−6.
9.
【答案】
C
【考点】
三角函数的恒等变换及化简求值
两角和与差的三角函数
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
10.
【答案】
B
【考点】
直线与圆的位置关系
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
11.
【答案】
B
【考点】
球的表面积和体积
柱体、锥体、台体的体积计算
球内接多面体
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
12.
【答案】
C
【考点】
利用导数研究函数的单调性
【解析】
判断f(x)的单调性得出f(x)=k(x+2)在[12, +∞)上有两解,作出函数图象,利用导数的意义求出k的范围.
【解答】
f′(x)=2x−lnx+1,f″(x)=2−1x,
∴ 当x≥12时,f″(x)≥0,
∴ f′(x)在[12, +∞)上单调递增,
∴ f′(x)≥f′(12)=2−ln12>0,
∴ f(x)在[12, +∞)上单调递增,
∵ [a, b]⊆[12, +∞),
∴ f(x)在[a, b]上单调递增,
∵ f(x)在[a, b]上的值域为[k(a+2), k(b+2)],
∴ f(a)=k(a+2)f(b)=k(b+2) ,
∴ 方程f(x)=k(x+2)在[12, +∞)上有两解a,b.
作出y=f(x)与直线y=k(x+2)的函数图象,则两图象有两交点.
若直线y=k(x+2)过点(12, 94+12ln2),
则k=9+2ln210,
若直线y=k(x+2)与y=f(x)的图象相切,设切点为(x0, y0),
则y0=k(x0+2)y0=x02−x0lnx0+22x0−lnx0+1=k ,解得k=1.
∴ 1
【答案】
−13
【考点】
简单线性规划
【解析】
画出约束条件表示的平面区域,平移目标函数,找出最优解,从而求出目标函数的最小值.
【解答】
画出约束条件x+y−2≤0x−y+2≥0y+3≥0表示的平面区域,如图阴影所示:
目标函数z=2x+y可化为y=−2x+z,
平移目标函数知,当目标函数过点A时,直线y=−2x+z在y轴上的截距最小,此时z取得最小值,
由y+3=0x−y+2=0,求得A(−5, −3),所以z的最小值为zmin=2×(−5)+(−3)=−13.
【答案】
e2−1
【考点】
定积分的简单应用
利用导数研究曲线上某点切线方程
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
【答案】
【考点】
平面向量数量积的性质及其运算
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
【答案】
x,[2,)
【考点】
双曲线的离心率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
三、解答题(本大题共5小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.请在答题卷的相应区域答题.)
【答案】
设数列{an}的公差为d,,
所以为等差数列,
因为S4−8S1=12,即,
所以d=2,
故an=1+2(n−2)=2n−1,
由bn+5=2Tn+1可得bn=2Tn−1+1(n≥4),
两式相减得bn+1−bn=2bn,bn+2=3bn(n≥2),
又b8=2T1+4=3,所以b2=4b1,
故{bn}是首项为1,公比为7的等比数列,
所以.
设,
记{cn}的前n项和为Tn.
则①,
②,
两式相减得:=,
整理得:,
所以.
【考点】
数列递推式
数列的求和
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
【答案】
证明:取AC中点O,连OT,BT,
因为ABCD为正方形,所以AC⊥OT,
又OT∩OB=O,OT⊂平面OBT,
OB⊂平面OBT,
所以AC⊥平面OBT,而TB⊂平面OBT,
所以AC⊥TB.
又E,F分别为AD,所以EF // AC,
所以EF⊥TB.
因为∠TAB=60∘,所以△TAB为等边三角形,
又,∴ TB8=OB2+OT2,即OT⊥OB.
解法6:如图建立空间直角坐标系O−xyz,
则,.
平面ABC法向量,
设平面BEF法向量,
由,,,
记半平面ABC与半平面BEF所成二面角为θ,则θ为锐角,
即半平面ABC与半平面BEF所成二面角的余弦值为.
解法2:记半平面ABC与半平面BEF交线为BG,EF交OT于H,
因为AC // EF,AC⊄平面BEF,
所以AC // 平面BEF,
又平面ABC∩平面BEF=BG,
所以AC // BG.
又由(Ⅰ)知AC⊥平面OBT,所以AC⊥BH,
所以BG⊥BH,BG⊥BO
所以∠OBH即为半平面ABC与半平面BEF所成二面角的平面角.
RT△BOH中,,
所以.
即半平面ABC与半平面BEF所成二面角的余弦值为.
【考点】
二面角的平面角及求法
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
【答案】
由已知,优等品的质量与尺寸的比在区间(e9,e7) 内.即yx∈(0.302,0.388).
则随机抽取的6件合格产品中,有3件为优等品,3件为非优等品.
现从抽取的6件合格产品再任选3件,则取到优等品的件数ξ=0,1,2,3.
P(ξ=0)=C30C33C63=120,P(ξ=1)=C31C32C63=920,
P(ξ=2)=C32C31C63=920,P(ξ=3)=C33C30C63=120.
ξ的分布列为:
E(ξ)=0×120+1×920+2×920+3×120=32.
对y=c⋅xb(b, c>0)两边取自然对数得lny=lnc+blnx.
令vi=lnxi,ui=lnyi.得u=b⋅v+a.且a=1nc.
(i)根据所给统计量及最小二乘估计公式有:
b=i=1n viui−nvui=1n vi2−nv2=75.3−24.6×18.3÷6101.4−24.62÷6=,
a=u−bv=(18.3−12×24.6)÷6=1,
得a=lnc=1,c=e,
所求y关于x的回归方程为y=e⋅x12.
(ii)由(i)可知y=e⋅x12,则z=2ex−0.32x.
由优等品质量与尺寸的比yx=ex12x=ex∈(e9,e7)⇒x∈(7,9),即x∈(49, 81).
当t=x=e0.32≈8.5∈(7,9) 时,z取最大值.
即优等品的尺寸x≈72.3(mm),收益z 的预报值最大.
【考点】
求解线性回归方程
【解析】
(1)由题意首先确定ξ的取值,然后求解相应的分布列和数学期望即可;
(2)(i)结合题中所给的数据计算回归方程即可;(ii)结合计算求得的回归方程得到收益函数,讨论函数的最值即可求得最终结果.
【解答】
由已知,优等品的质量与尺寸的比在区间(e9,e7) 内.即yx∈(0.302,0.388).
则随机抽取的6件合格产品中,有3件为优等品,3件为非优等品.
现从抽取的6件合格产品再任选3件,则取到优等品的件数ξ=0,1,2,3.
P(ξ=0)=C30C33C63=120,P(ξ=1)=C31C32C63=920,
P(ξ=2)=C32C31C63=920,P(ξ=3)=C33C30C63=120.
ξ的分布列为:
E(ξ)=0×120+1×920+2×920+3×120=32.
对y=c⋅xb(b, c>0)两边取自然对数得lny=lnc+blnx.
令vi=lnxi,ui=lnyi.得u=b⋅v+a.且a=1nc.
(i)根据所给统计量及最小二乘估计公式有:
b=i=1n viui−nvui=1n vi2−nv2=75.3−24.6×18.3÷6101.4−24.62÷6=,
a=u−bv=(18.3−12×24.6)÷6=1,
得a=lnc=1,c=e,
所求y关于x的回归方程为y=e⋅x12.
(ii)由(i)可知y=e⋅x12,则z=2ex−0.32x.
由优等品质量与尺寸的比yx=ex12x=ex∈(e9,e7)⇒x∈(7,9),即x∈(49, 81).
当t=x=e0.32≈8.5∈(7,9) 时,z取最大值.
即优等品的尺寸x≈72.3(mm),收益z 的预报值最大.
【答案】
由得,把点,
又a6=b2+c2,所以a7=8,b2=4,椭圆的标准方程为.
①设过点P作椭圆的两条切线分别为l7,l2.
当l1,l6中有一条斜率不存在时,不妨设l1斜率不存在,
因为l1与椭圆只有一个公共点,则其方程为或,
当l1方程为时,此时l1与圆O交于点和,
此时经过点,且与椭圆只有一个公共点的直线是y=2或y=−4,
即l2为y=2或y=−8,l1⊥l2,由题目知圆O的方程为:x3+y2=12,
∴ 线段EF应为圆O的直径,∴ .
②当l1,l2斜率都存在时,设点P(x3, y0),其中,且,
设经过点P(x6, y0)与椭圆只有一个公共点的直线为y=t(x−x0)+y8,
则,消去y得到,
∴ ,,
所以t1t2=−2,满足条件的两直线l1,l2垂直.
∴ 线段EF应为圆O的直径,∴ ,
综合①②知:因为l1,l7经过点P(x0, y0),又分别交圆于点E,F8,l2垂直,
所以线段EF为圆的直径,∴ .
故EF的取值范围.
【考点】
直线与椭圆的位置关系
椭圆的应用
椭圆的离心率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
【答案】
解:(1)f′(x)=aex−1−1,
①当a≤0时,f′(x)<0恒成立,函数f(x)在(−∞,+∞)上单调递减;
②当a>0时,令f′(x)>0,解得x>1−lna,
令f′(x)<0,解得x<1−lna,
即函数f(x)在(1−lna, +∞)上单调递增,在(−∞,1−lna)上单调递减.
综上,当a≤0时,函数f(x)在(−∞,+∞)上单调递减;
当a>0时,函数f(x)在(1−lna, +∞)上单调递增,在(−∞,1−lna)上单调递减.
(2)由题意,即当a>0时fx−gx≥0在x>0时恒成立,
即aex−1−lnx+lna−1≥0在x>0时恒成立.
记h(x)=aex−1−lnx+lna−1,
则h(1)=a+lna−1.
记φa=a+lna−1,
则φ′a=1+1a>0,
φa在a∈0,+∞上单调递增,
又φ1=0,
当h1=a+lna−1≥0时,得a≥1 .
下面证明:当a≥1时,hx=aex−lnx+lna−1≥0在x>0时恒成立.
∵ hx=aex−1−lnx+lna−1≥ex−1−lnx−1,
∴ 只需证ex−1−lnx−1≥0在x>0时恒成立.
记Tx=ex−1−lnx−1,
∴ T1=0,T′x=ex−1−1x,
又T′′x=ex−1+1x2>0,
∴ T′x在0,+∞单调递增,
又T′(1)=0,
∴ x∈0,1,T′x<0,Tx单调递减;
x∈1,+∞,T′x>0,Tx单调递增,
∴ Tmin(x)=T(1)=0,
∴ Tx≥0在0,+∞恒成立,
即hx=aex−lnx+lna−1≥0在x>0时恒成立.
综上可知,当fx≥gx在x>0恒成立时,实数a的取值范围为a≥1.
【考点】
利用导数研究函数的单调性
利用导数研究函数的最值
利用导数研究不等式恒成立问题
【解析】
【解答】
解:(1)f′(x)=aex−1−1,
①当a≤0时,f′(x)<0恒成立,函数f(x)在(−∞,+∞)上单调递减;
②当a>0时,令f′(x)>0,解得x>1−lna,
令f′(x)<0,解得x<1−lna,
即函数f(x)在(1−lna, +∞)上单调递增,在(−∞,1−lna)上单调递减.
综上,当a≤0时,函数f(x)在(−∞,+∞)上单调递减;
当a>0时,函数f(x)在(1−lna, +∞)上单调递增,在(−∞,1−lna)上单调递减.
(2)由题意,即当a>0时fx−gx≥0在x>0时恒成立,
即aex−1−lnx+lna−1≥0在x>0时恒成立.
记h(x)=aex−1−lnx+lna−1,
则h(1)=a+lna−1.
记φa=a+lna−1,
则φ′a=1+1a>0,
φa在a∈0,+∞上单调递增,
又φ1=0,
当h1=a+lna−1≥0时,得a≥1 .
下面证明:当a≥1时,hx=aex−lnx+lna−1≥0在x>0时恒成立.
∵ hx=aex−1−lnx+lna−1≥ex−1−lnx−1,
∴ 只需证ex−1−lnx−1≥0在x>0时恒成立.
记Tx=ex−1−lnx−1,
∴ T1=0,T′x=ex−1−1x,
又T′′x=ex−1+1x2>0,
∴ T′x在0,+∞单调递增,
又T′(1)=0,
∴ x∈0,1,T′x<0,Tx单调递减;
x∈1,+∞,T′x>0,Tx单调递增,
∴ Tmin(x)=T(1)=0,
∴ Tx≥0在0,+∞恒成立,
即hx=aex−lnx+lna−1≥0在x>0时恒成立.
综上可知,当fx≥gx在x>0恒成立时,实数a的取值范围为a≥1.
考生注意:请在第22、23两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一个题目计分.作答时,请用2B铅笔在答题卡上将所选题目后的方框涂黑.[选修4-4:坐标系与参数方程]
【答案】
由曲线C1的参数方程为(t为参数),
消去参数t,可得曲线C1的普通方程是x4+y2=1,
当时,曲线C2的直角坐标方程为y=(x>0),
代入x2+y2=1,解得点Q的坐标为,
直线MQ的直角坐标方程为,整理得,
∴ 直线MQ的极坐标方程为;
当时,曲线C2的直角坐标方程为y=-(x<0),
代入x2+y7=1,解得点Q的坐标为,
直线MQ的参数方程为(t为参数),
代入x7+y2=1并化简,得,
设它的两根为t1,t3,则|MP|*|MQ|=|t1t2|=4.
【考点】
圆的极坐标方程
参数方程与普通方程的互化
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
[选修4-5:不等式选讲]
【答案】
∵
=
当且仅当,即取等号,
∴ f(x)最小值为k=2.
证明:由(1)可得a2+b2+c3=4,
要证,
只需证,
∵ 2(b2+c4)≥(b+c)2,∴ ,
同理可得;,
∴ ,
∴ ,
即原不等式成立.
【考点】
不等式的证明
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答尺寸x(mm)
38
48
58
68
78
88
质量y(g)
16.8
18.8
20.7
22.4
24
25.5
质量与尺寸的比yx
0.442
0.392
0.357
0.329
0.308
0.290
i=16 (lnxi⋅lnyi)
i=16 (lnxi)
i=16 (lnyi)
i=16 (lnxi)2
75.3
24.6
18.3
101.4
ξ
0
1
2
3
P
120
920
920
120
ξ
0
1
2
3
P
120
920
920
120
2022年安徽省黄山市高考数学第一次质检试卷(理科)(学生版+解析版): 这是一份2022年安徽省黄山市高考数学第一次质检试卷(理科)(学生版+解析版),共21页。
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