江苏省苏州市实验学校2020届高三上学期模拟考试数学试卷
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数学
(满分160分,考试时间120分钟)
一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.
1. 已知集合A={0,1},B={-1,1},则A∩B=________.
2. 已知复数z满足z(1+i)=1-i(i是虚数单位),则复数z=________.
3. 已知5位裁判给某运动员打出的分数为9.1,9.3,x,9.2,9.4,且这5个分数的平均数为9.3,则实数x=________.
4. 一个算法的伪代码如图所示,执行此算法,若输出的y的值为1,则输入的实数x的值为________.
5. 函数y=的定义域为________.
6. 某校开设5门不同的选修课程,其中3门理科类和2门文科类,某同学从中选修2门课程,则该同学恰好选中1文1理的概率为________.
7. 已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为2,直线x+y+2=0经过双曲线C的焦点,则双曲线C的渐近线方程为____________.
8. 已知圆锥SO,过SO的中点P作平行于圆锥底面的截面,以截面为上底面作圆柱PO,圆柱的下底面落在圆锥的底面上(如图),则圆柱PO的体积与圆锥SO的体积的比值为________.
9. 已知正数x,y满足x+=1,则+的最小值为________.
10. 若直线kx-y-k=0与曲线y=ex(e是自然对数的底数)相切,则实数k=________.
11. 已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,φ∈R)是偶函数,点(1,0)是函数y=f(x)图象的对称中心,则ω的最小值为________.
12. 平面内不共线的三点O,A,B,满足||=1,||=2,C为线段AB的中点,∠AOB的平分线交线段AB于点D,若||=,则||=________.
13. 过原点的直线l与圆x2+y2=1交于P,Q两点,A是该圆与x轴负半轴的交点.如果以AQ为直径的圆与直线l有异于点Q的交点N,且直线AN与直线AP的斜率之积等于1,那么直线l的方程为____________.
14. 数列{an},{bn}满足bn=an+1+(-1)nan(n∈N*),且数列{bn}的前n项和为n2.已知数列{an-n}的前2 018项和为1,则数列{an}的首项a1=________.
二、 解答题:本大题共6小题,共计90分.解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. (本小题满分14分)
如图,在正三棱柱ABCA1B1C1中,M,N分别是棱AB,CC1的中点.求证:
(1) CM∥平面AB1N;
(2) 平面A1BN⊥平面AA1B1B.
16. (本小题满分14分)
已知在△ABC中,a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,且b2-bcsin A+c2=a2.
(1) 求角A的大小;
(2) 若tan Btan C=3,且a=2,求△ABC的周长.
17. (本小题满分14分)
已知在平面直角坐标系xOy中,椭圆C1:+=1的焦点在椭圆C2:+=1上,其中a>b>0,且点P是椭圆C1,C2位于第一象限的交点.
(1) 求椭圆C1,C2的标准方程;
(2) 过y轴上一点P的直线l与椭圆C2相切,与椭圆C1交于点A,B,已知=,求直线l的斜率.
18. (本小题满分16分)
某公园要设计如图1所示的景观窗格(其结构可以看成矩形在四个角处对称地截去四个全等的三角形所得,如图2中所示的多边形ABCDEFGH),整体设计方案要求:内部井字形的两根水平横轴AF=BE=1.6米,两根竖轴CH=DG=1.2米,记景观窗格的外框(图2实线部分,轴和边框的粗细忽略不计)总长度为l米.
(1) 若∠ABC=,且两根横轴之间的距离为0.6米,求景观窗格的外框总长度;
(2) 由于预算经费限制,景观窗格的外框总长度不得超过5米,当景观窗格的面积(多边形ABCDEFGH 的面积)最大时,求出此景观窗格的设计方案中∠ABC的大小与BC的长度.
图1 图2
19. (本小题满分16分)
已知在数列{an}中,a1=1,且an+1+3an+4=0,n∈N*.
(1) 求证:{an+1}是等比数列,并求数列{an}的通项公式;
(2) 在数列{an}中是否存在不同的三项按照一定顺序重新排列后,构成等差数列?若存在,求出满足条件的项;若不存在,说明理由.
20. (本小题满分16分)
已知函数m(x)=x2,函数n(x)=aln x+1(a∈R).
(1) 若a=2,求曲线y=n(x)在点(1,n(1))处的切线方程;
(2) 若函数f(x)=m(x)-n(x)有且只有一个零点,求实数a的取值范围;
(3) 若函数g(x)=n(x)+ex-ex-1≥0对x∈[1,+∞)恒成立,求实数a的取值范围.(e是自然对数的底数,e≈2.71828…)
2019届高三年级第一次模拟考试(五)
数学附加题
(本部分满分40分,考试时间30分钟)
21. 【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题,并作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
A. [选修42:矩阵与变换](本小题满分10分)
已知点(1,2)在矩阵A=对应的变换作用下得到点(7,6),求:
(1) 矩阵A;
(2) 矩阵A的特征值及对应的特征向量.
B. [选修44:坐标系与参数方程](本小题满分10分)
在平面直角坐标系xOy中,以原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴,建立极坐标系.直线l 的参数方程为(t为参数),曲线C的极坐标方程为ρ=2sin,求直线l被曲线C所截的弦长.
C. [选修45:不等式选讲](本小题满分10分)
已知a>0,b>0,求证:a+b+1≥++.
【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
22. (本小题满分10分)
如图,在空间直角坐标系Oxyz中,已知正四棱锥PABCD的高OP=2,点B,D和C,A分别在x轴和y轴上,且AB=,M是棱PC的中点.
(1) 求直线AM与平面PAB所成角的正弦值;
(2) 求二面角APBC的余弦值.
23. (本小题满分10分)
是否存在实数a,b,c使得等式1×3×5+2×4×6+…+n(n+2)(n+4)=(an2+bn+c)对于一切正整数n都成立?若存在,求出a,b,c的值;若不存在,说明理由.
数学参考答案
1. {1} 2. -i 3. 9.5 4. 3 5. (0,e] 6. 7. y=±x 8. 9. 4 10. e2 11.
12. 13. y=±x 14.
15. 令AB1交A1B于点O,连结OM,ON.
在正三棱柱ABCA1B1C1中,BB1∥CC1,BB1=CC1,且四边形AA1B1B是平行四边形,
所以O为AB1的中点.
又因为M为AB的中点,
所以OM∥BB1,且OM=BB1.
因为N为CC1的中点,所以CN =CC1,
所以OM=CN,且OM∥CN,
所以四边形CMON是平行四边形, (5分)
所以CM∥ON,又ON⊂平面AB1N,CM⊄平面AB1N,
所以CM∥平面AB1N.(7分)
(2) 在正三棱柱ABCA1B1C1中,BB1⊥平面ABC,CM⊂平面ABC,所以BB1⊥CM.(9分)
又CA=CB,M为AB的中点,所以CM⊥AB,
又由(1)知CM //ON,
所以ON⊥AB,ON⊥BB1,
又因为AB∩BB1=B,AB,BB1⊂平面AA1B1B,所以ON⊥平面AA1B1B, (12分)
又ON⊂平面A1BN,
所以平面A1BN⊥平面AA1B1B.(14分)
16. (1) 由余弦定理得a2=b2-2bccos A+c2,又b2-bcsin A+c2=a2,
所以b2-2bccos A+c2=b2-bcsin A+c2,
即2bccos A=bcsin A,(3分)
从而sin A=cos A.
若cos A=0,则sin A =0,与sin2A+cos2A=1矛盾,所以cos A≠0,
所以tan A=,又A∈(0,π),
所以A=.(7分)
(2) 因为=tan(B+C)=tan(π-A)=tan =-.(9分)
又tan Btan C=3,所以tan B+tan C=-×(-2)=2,解得tan B=tan C=.(11分)
又B,C∈(0,π),所以B=C=,又因为A=,所以△ABC是正三角形,
由a=2得△ABC的周长为6. (14分)
17. (1) 椭圆C1:+=1的焦点坐标为(±c,0),代入椭圆C2的方程得=1,
将点P的坐标代入椭圆C2的方程得+=1,
所以解得(3分)
所以椭圆C1,C2的标准方程分别为+y2=1,+x2=1.(5分)
(2) 由题意知,直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+m,点A(x1,y1),B(x2,y2),P(0,m).
联立消去y得+x2=1,
即(1+)x2+kmx+-1=0,
Δ=k2m2-4=0,即k2+2-m2=0.(7分)
联立消去y得+(kx+m)2=1,
即x2+2kmx+m2-1=0,
因为直线l与椭圆C1相交,所以Δ=4k2m2-4·(+k2)(m2-1)=4(k2-+)>0;(*)
x1,2=.(9分)
因为=,所以(x1,y1-m)=(x2,y2-m),即5x1=3x2,
所以5×
=3×
或5×
=3×,
化简得km=4或km=-4·,即k2m2=16(k2-+).(12分)
又因为k2+2-m2=0,解得或符合(*)式,
所以直线l的斜率为±或±2.(14分)
18. (1) 记CH与AF,BE的交点为M,N.
由∠ABC=可得,在△BCN中,∠CBN=,
其中CN=HM=×(1.2-0.6)=0.3(米),
所以BC===(米),
BN===(米).(2分)
所以CD=BE-2BN=1.6-=(米),
则AB+BC+CD+DE+EF+FG+GH+HA=2AB+2CD+4BC=1.2++=(米).(5分)
故景观窗格的外框总长度为米.(6分)
(2) 由题意得,AB+BC+CD+DE+EF+FG+GH+HA=2AB+2CD+4BC≤5,
设∠CBN=α,α∈,BC=r,
则CN=rsin α,BN=rcos α,
所以AB=CH-2CN=1.2-2rsin α,
CD=BE-2BN=1.6-2rcos α,
所以2(1.2-2rsin α)+2(1.6-2rcos α)+4r≤5,即4r(sin α+cos α-1)≥.(8分)
设景观窗格的面积为S,则S=1.2×1.6-2r2·sin αcos α≤-,当且仅当4r(sin α+cos α-1)=时取等号.(9分)
令t=sin α+cos α∈(1,],则sin αcos α=,
所以S≤-=-·(1+),其中1+≥1+,当且仅当t=,即α=时取等号.(12分)
所以S≤-≤-×(1+)=-×(3+2)=-,
即S≤-,当且仅当4r(sin α+cos α-1)=且α=时取等号,
所以当且仅当r=且α=时,S取到最大值.(15分)
故当景观窗格的面积最大时,此景观窗格的设计方案中∠ABC=且BC=米.(16分)
19. (1) 由an+1+3an+4=0得an+1+1=-3(an+1),n∈N*.(2分)
其中a1=1,所以a1+1=2≠0,可得an+1≠0,n∈N*.(4分)
所以=-3,n∈N*,所以{an+1}是以2为首项,-3为公比的等比数列.(6分)
所以an+1=2·(-3)n-1,则数列{an}的通项公式an=2·(-3)n-1-1,n∈N*.(8分)
(2) 若数列{an}中存在三项am,an,ak(m0,令f′(x)=0,得x=或x=-(舍).
x
f′(x)
-
0
+
f(x)
↘
极小值
↗
①若>1,即a>2,此时a>,则f0,
即F′1(a)>0对a∈[2,+∞)恒成立,
所以F1(a)=a2-aln a-1在[2,+∞)上单调递增,所以F1(a)≥F1(2)=3-2ln 2>0,
即f(a)>0,又因为ff(1)=0,
函数f(x)在(1,+∞)单调递增,所以f(x)>f(1)=0,
故函数f(x)在(0,+∞)上有且只有一个零点,适合题意.
③若