2020年高考数学模拟试卷一

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  一、填空题(本大题共14小题,每题5分,共70分)
  1.已知全集U={1,2,3},A={2},则瘙 綂
  UA=______.
  2.已知复数z=m-i1+i(m∈R,i是虚数单位)是纯虚数,则实数m的值为______.
  3.某学校高一、高二、高三年级的学生人数之比为5∶5∶4,现用分层抽样的方法抽取若干人,若抽取的高三年级为12人,则抽取的样本容量为______人.
  4.一个算法的伪代码如图所示,执行此算法,最后输出的T的值为______.
  5.在平面直角坐标系xOy中,双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的一条渐近线经过点(1,2),则双曲线的离心率为______.
  6.将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和大于9的概率为______.
  7.已知变量x,y满足约束条件|2x+y-2|≤1,x≥0,y≥0,则x-2y+1的最大值为______.
  8.已知角α+π6的终边经过点P(-1,-22),则sinα=______.
  9.如图,直三棱柱ABCA1B1C1中,∠CAB=90°,AC=AB=2,CC1=2,P是BC1的中点,则三棱锥CA1C1P的体积为______.
  10.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,且满足Sn=an+1,则数列{Sn}的前10项的和为______.
  11.已知函数f(x)=2x2+4x+1,x<0,1ex,x≥0,若函数h(x)=f(x)+12x-a恰有3个不同的零点,则实数a的取值集合为______.
  12.若等边△ABC的边长为2,其所在平面内的两个动点P,M满足|AP|=1,PM=MB,则CM·CB的最大值为______.
  13.已知正数a,b,c,d满足1a+2b=1,2c+3d=2,则a+bcd的最小值为______.
  14.在平面直角坐标系xOy中,已知点A是圆C:(x-4)2+(y-1)2=92上一动点,点B是直线x-y+2=0上一动点,若∠AOB=90°,则OBOA的最小值为______.
  二、解答题(本大题共6小题,共计90分)
  15.(本小题满分14分)
  在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且3cos(B+C)+2sin2A=0.
  (1)求角A的大小;
  (2)若B=π4,a=23,求边长c.
  16.(本小题满分14分)
  如图,四棱锥PABCD中,底面为直角梯形,AD∥BC,AD=2BC,且∠BAD=∠BPA=90°,平面APB⊥底面ABCD,點M为PD的中点.
  (1)求证:CM∥平面PAB;
  (2)求证:PB⊥PD.
  17.(本小题满分14分)
  现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是圆锥,下部的形状是圆柱(如图所示),并要求圆柱的高是圆锥的高的2倍.
  (1)若圆柱的底面圆的半径为3m,仓库的侧面积为63πm2,则仓库的容积是多少?
  (2)若圆锥的母线长为6m,则当PO1为多少时,仓库的容积最大.
  18.(本小题满分16分)
  如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)过点P(2,0),且两准线间的距离为833.
  (1)求椭圆的方程;
  (2)已知B2,B1分别是椭圆的上、下顶点,过点E(0,12)的直线l与椭圆交于M,N两点,直线MB2与直线NB1的交于点T.
  ①若直线l的斜率为12,求点T的坐标;
  ②试问点T是否在某定直线上?若在定直线上,求出定直线方程;若不在定直线上,请说明理由.
  19.(本小题满分16分)
  已知函数f(x)=x2+(a+2)x+aex(a∈R),g(x)=exf(x).
  (1)若A={x|g(x)≤9,x∈[a,+∞)}≠,求实数a的取值范围;
  (2)设f(x)的极大值为M,极小值为N,求MN的取值范围.
  20.(本小题满分16分)
  已知数列{an}是公差不为零的等差数列,数列{bn}满足bn=an·an+1·an+2(n∈N*),
  (1)若数列{an}满足a10=-2,a4,a14,a9成等比数列;
  ①求数列{an}的通项公式;
  ②数列{bn}的前n项和为Sn,当n多大时,Sn取最小值;
  (2)若数列{cn}满足cn=an+1an+2-a2n(n∈N*),且等差数列{an}的公差为13,存在正整数p,q,使得ap+cq是整数,求|a1|的最小值.
  附加题
  21.(本小题满分10分)
  已知直线l:x-y-1=0在矩阵M=2013对应的变换作用下变为直线l′:ax+by-2=0,求实数a,b的值.
  22.(本小题满分10分)
  在平面直角坐标系xOy中,已知直线l过点(2,0),且倾斜角为60°,以原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程是ρ2=4cos2θ+3sin2θ.
  求:(1)曲线C的直角坐标方程;
  (2)直线l被曲线C截得的线段长.
  23.(本小题满分10分)
  在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点是F(1,0).   (1)求抛物线C的方程;
  (2)过F(1,0)作两条直线l1,l2分别交抛物线于A,B和C,D四点,且△ABD的面积是△ABC的面积的4倍,求直线l2的方程.
  24.(本小题满分10分)
  设n≥4且n为正整数,从{1,2,…,n}中选出4个不同的数a,b,c,d使得a+d=b+c(不考虑a,b,c,d间的顺序)的不同取法种数记为f(n),如f(4)=1,f(5)=3.
  (1)求f(6)、f(7);
  (2)设n≥4,求f(n).
  参考答案
  一、填空题
  1.{1,3}
  2.1
  3.42
  4.15
  5.5
  6.16
  7.52
  8.1-266
  9.23
  10.1023
  11.{1,12+12ln2}
  12.4
  13.13+43
  14.14
  二、解答题
  15.(1)在△ABC中,由A+B+C=π,
  sin2A+cos2A=1及3cos(B+C)+2sin2A=0,
  得:3cos(π-A)+2(1-cos2A)=0,
  所以2cos2A+3cosA-2=0,
  所以(2cosA-1)(cosA+2)=0,
  因为cosA∈(-1,1),所以cosA=12,
  因为A∈(0,π),所以A=π3.
  (2)sinC=sin(π-A-B)=sin(A+B)
  =sinAcosB+cosAsinB
  =32×22+12×22=6+24,
  在△ABC中,由正弦定理得:csinC=asinA,
  所以c6+24=2332,所以c=6+2.
  16.证明:(1)取AP的中点H,连接BH,HM,
  因为H,M分别为AP,DP的中点,
  所以HM=12AD且HM∥AD,
  因为AD∥BC且AD=2BC,所以HM=BC且HM∥BC,
  所以四边形BCMH为平行四边形,所以CM∥BH,
  因为CM平面PAB,BH平面PAB,
  所以CM∥平面PAB.
  (2)因为∠BAD=90°,所以BA⊥AD.
  因为平面APB⊥平面ABCD,AD平面ABCD,平面APB∩平面ABCD=AB,
  所以AD⊥平面APB,
  因为PB平面PAB,所以PB⊥AD,
  因为∠BPA=90°,所以PB⊥PA,
  因為PA∩PD=P,PA,PD平面PAD,
  所以PB⊥平面PAD,
  因为PD平面PAD,所以PB⊥PD.
  17.(1)解:设圆锥的高为hm,因为圆柱的高是圆锥的高的2倍,所以圆柱的高为2hm.
  仓库的侧面积
  S=12×2π×39+h2+2π×3×2h=63π,
  所以9+h2=21-4h,所以9+h2=(21-4h)2,
  所以5h2-56h+144=(h-4)(5h-36)=0,
  所以h=4或h=365,
  当h=365时,21-4h<0,所以h=4m,
  所以仓库的容积为
  13π×32×4+π×32×8=84πm2.
  答:仓库的容积是84πm2.
  (2)设PO1为xm,圆柱的底面圆的半径为rm.
  仓库的容积V=13×π×r2×x+π×r2×2x
  =73πr2x=73π(-x3+36x),x∈(0,6),
  设f(x)=-x3+36x,x∈(0,6),
  令f′(x)=-3x2+36=0得:x=23,
  x(0,23)23(23,6)
  f′(x)+0-
  f(x)↗极大值↘
  所以x=23m时,仓库的容积V取得极大值,也是最大值.
  答:当PO1为23m时,仓库的容积最大.
  18.(1)设椭圆的半焦距为c.
  因为椭圆过点P(2,0),且两准线间的距离为833,
  所以a=2,2×a2c=833,
  所以a=2,c=3,b=a2-c2=1,
  所以椭圆的方程为x24+y2=1.
  (2)①设M(x1,y1),N(x2,y2),
  因为直线l的斜率为12,所以直线l的方程为
  y=12x+12,
  由x24+y2=1y=12x+12得:2x2+2x-3=0,
  所以x1=-1-72,x2=-1+72,
  由y=y1-1x1x+1y=y2+1x2x-1得:(y1-1x1-y2+1x2)x=-2,
  所以x=2x1x2x1(y2+1)-x2(y1-1)
  =2x1x2x1(x22+32)-x2(x12-12)
  =4x1x23x1+x2=27-4,
  y=y1-1x1(27-4)+1=x1-12x1(27-4)+1=2.
  点T的坐标为(27-4,2).
  ②由x24+y2=1y=kx+12得:(1+4k2)x2+4kx-3=0,
  所以x1+x2=-4k1+4k2,x1x2=-31+4k2,   由y=y1-1x1x+1y=y2+1x2x-1
  得:
  [x1(y2+1)-x2(y1-1)]y
  =[x2(y1-1)+x1(y2+1)],
  所以y=[x2(y1-1)+x1(y2+1)][x1(y2+1)-x2(y1-1)]
  =x1y2+x2y1-x2+x1x1y2-x2y1+x2+x1,
  x1(kx2+12)+x2(kx1+12)-x2+x1x1(kx2+12)-x2(kx1+12)+x2+x1=4kx1x2+3x1-x23x1+x2
  =4kx1x2-3(x1+x2)+6x1+2x23x1+x2
  =4k-31+4k2-3-4k1+4k2+6x1+2x23x1+x2=2,
  所以点T在直线y=2上.
  19.(1)因为A={x|g(x)≤9,x∈[a,+∞)}≠,
  所以函数g(x)=x2+(a+2)x+a的最小值小于等于9.
  1°当a≥-23时,函数g(x)的对称轴为-a+22≤a,
  所以g(x)min=g(a)=2a2+3a≤9,所以-3≤a≤32,
  因为a≥-23,所以-23≤a≤32.
  2°a<-23时,函数g(x)的对称轴为-a+22>a,
  所以g(x)min=-a2-44≤9恒成立,所以a<-23.
  综上:实数a的取值范围为(-∞,32]
  (2)f′(x)=-x2-ax+2ex,
  设h(x)=-x2-ax+2,因为Δ=a2+8>0,
  所以函数h(x)有两个不同的零点,不妨设x1,x2且x1<x2,
  x1+x2=-a,x1x2=-2.
  当x∈(-∞,x1)时,h(x)<0,函数f(x)为单调减函数,
  当x∈(x1,x2)时,h(x)>0,函数f(x)为单调增函数,
  当x∈(x2,+∞)时,h(x)<0,函数f(x)为单调减函数,
  所以当x=x1时,函数f(x)取得极小值,当x=x2时,函数f(x)取得极大值,
  所以MN=f(x2)f(x1)=x22+(a+2)x2+ax21+(a+2)x1+aex1-x2
  =2x2+a+22x1+a+2ex1-x2(*)
  将x1+x2=-a代入(*)得:
  MN=x2-x1+2x1-x2+2ex1-x2,
  设t=x1-x2=-(x1-x2)2
  =-a2+8≤-22,
  所以x2-x1+2x1-x2+2ex1-x2=2-tt+2et,
  设Q(t)=2-tt+2et,t≤-22,
  Q′(t)=-t2et(t+2)2<0,所以函數Q(t)在(-∞,22]上为单调减函数,
  -(3+22)e-22≤Q(t)<0,
  综上:MN的取值范围为[-(3+22)e-22,0).
  20.(1)①设数列{an}的公差为d,
  因为a4,a14,a9成等比数列,
  所以(-2+4d)2=(-2-6d)(-2-d),
  所以d2-3d=0,因为d≠0,所以d=3,
  所以an=a10+(n-10)d=3n-32.
  ②当1≤n≤10时,an<0,当n≥11时,an>0,
  因为bn=an·an+1·an+2,
  所以当1≤n≤8时,bn<0,当n≥11时,bn>0,
  b9>0,b10<0,所以S1>S2>…>S8<S9>S10<S11<…
  所以Sn的最小值为S8或S10.
  因为S10-S8=b9+b10=a10a11(a9+a12),
  又因为a10<0,a11>0,a9+a12=-1<0,
  所以S10-S8>0,
  所以当n=8时,Sn取最小值.
  (2)cn=an+1an+2-a2n
  =(an+13)(an+23)-a2n=an+29.
  若存在正整数p,q,使得ap+cq是整数,
  则ap+cq=a1+(p-1)×13+a1+(q-1)×13+29=2a1+p+q-23+29∈Z,
  设m=2a1+p+q-23+29,m∈Z,
  所以18a1=3(3m-p-q+1)+1是一个整数,
  所以|18a1|≥1,从而|a1|≥118,
  又当a1=118时,有a1+c3=1∈Z.
  综上:|a1|的最小值为118.
  附加题
  21.解:设直线l上任意一点(x0,y0)在矩阵M变换作用下变为(x,y),
  所以2013x0y0=xy,得:2x0=xx0+3y0=y.
  因为ax+by-2=0,
  所以(2a+b)x0+3by0-2=0(*)
  (x0,y0)为直线l上任意一点,所以(*)与2x0-2y0-2=0为同一方程,
  所以2a+b=23b=-2,所以a=43,b=-23.
  22.(1)因为曲线C的极坐标方程是
  ρ2=4cos2θ+3sin2θ,
  所以ρ2(cos2θ+3sin2θ)=ρ2(cos2θ-sin2θ+3sin2θ)=ρ2(cos2θ+2sin2θ),   因为x=ρcosθ,y=ρsinθ,所以x2+2y2=4,
  所以曲线C的直角坐标方程为x24+y22=1.
  (2)因为直线l过点(2,0),且倾斜角为60°,
  所以直线l的直角坐标方程为y=3x-23,
  将直线l与曲线C联立方程组y=3x-23x24+y22=1,
  得:7x2-24x+20=(7x-10)(x-2)=0,
  所以x=2或x=107,
  所以直线l与曲线C的交点为(2,0),(107,-437),
  所以直线l被曲线C截得的线段长为(107-2)2+(-437)2=87.
  23.(1)因为抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点是F(1,0),
  所以p2=1,即p=2,
  抛物线C的方程为y2=4x.
  (2)设△ABD的面积为S1,△ABC的面积为S2,
  因为∠AFD+∠BFD=180°,∠AFC+∠BFC=180°,
  所以
  S1S2=12×AF×DF×sin∠AFD+12×BF×DF×sin∠BFD12×AF×CF×sin∠AFC+12×BF×CF×sin∠BFC
  =DFCF=4,
  FD=4CF,设C(x1,y1),D(x2,y2),
  所以x2-1=4(1-x1)y2=-4y1y21=4x1y22=4x2,
  得:4y21=5-4x1y21=4x1,
  所以5-4x1=16x1,所以x1=14,y1=±1,
  所以直线l2的方程为4x+3y-4=0或4x-3y-4=0.
  24.(1)因为1+4=2+3,1+5=2+4,1+6=2+5,
  1+6=3+4,2+5=3+4,2+6=3+5,
  3+6=4+5,所以f(6)=7;同理:f(7)=13.
  (2)1°当n≥4的偶数时,和a+d=b+c=s可以取以下值:5,6,…,n+1,…,2n-3,在s取定后,相應的两个最小的加数取值分别有:
  C22,C22,C23,C23,…,C2n2-1,C2n2-1,C2n2,C2n2-1,C2n2-1,…,C22,C22种取法,
  因此,共有4(C22+C23+…+C2n2-1)+C2n2=4C3n2+C2n2=n(n-2)(2n-5)24种取法.
  2°当n≥4的奇数时,和a+d=b+c=t可以取以下值:5,6,…,n+1,…,2n-3,在s取定后,相应的两个最小的加数取值分别有:
  C22,C22,C23,C23,…,C2n-12,C2n-12,C2n-12,…,C22,C22种取法,
  因此,共有4(C22+C23+…+C2n-12)-C2n-12=4C3n+12-C2n-12=(2n-1)(n-1)(n-3)24种取法.
  综上所述:f(n)=n(n-2)(2n-5)24,n=2k+2,(2n-1)(n-1)(n-3)24,n=2k+3(k∈N*).
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