江苏省南京市2021届高三下学期5月第三次模拟考试数学试题+答案
展开注意事项:
1.本试卷考试时间为120分钟,试卷满分150分,考试形式闭卷.
2.本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置,否则不给分.
3.答题前,务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡上.
第 = 1 \* ROMAN I卷(选择题 共60分)
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40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)
1.已知集合A={x|2x<4},B={x|x2-2x-3≤0},则A∪B=
A.[-1,2)B.(2,3]C.(-1,3]D.(-∞,3]
2.已知i为虚数单位,若复数z=eq \f(1,2)+eq \f(\r(3),2)i,则复数eq \f(1,z)的虚部为
A.-eq \f(\r(3),2)B.eq \f(\r(3),2)C.-eq \f(\r(3),2)iD.eq \f(\r(3),2)i
3.函数y=ln|x|+csx的大致图象是
x
y
O
x
y
O
x
y
O
x
y
O
A B C D
4.将5名学生分配到A,B,C,D,E这5个社区参加义务劳动,每个社区分配1名学生,且学生甲不能分配到A社区,则不同的分配方法种数是
A.72B.96C.108D.120
5.已知cs(α-eq \s\d1(\f(π,6)))=eq \s\d1(\f(3,4)),则sin(2α+eq \s\d1(\f(π,6)))+cs2(eq \f(α,2)-eq \f(π,12))的值为
A.eq \f(1,4)B.eq \f(1,2)C.eq \f(3\r(,7),8)D.1
6.声音的强弱可以用声波的能流密度来计算,叫做声强.通常人耳能听到声音的最小声强为I0=10-12(瓦/米2).对于一个声音的声强I,用声强I与I0比值的常用对数的10倍表示声强I的声强级,单位是“分贝”,即声强I的声强级是10lgeq \s\d1(\f(I,I0))(分贝).声音传播时,在某处听到的声强I与该处到声源的距离s的平方成反比,即I=eq \f(k,s2) (k为常数).若在距离声源15米的地方,听到声音的声强级是20分贝,则能听到该声音(即声强不小于I0)的位置到声源的最大距离为
A.100米B.150米C.200米D.15eq \r(10)米
7.在正方形ABCD中,O为两条对角线的交点,E为边BC上的动点.若eq \(\s\up6(→),AE)=λeq \(\s\up6(→),AC)+μeq \(\s\up6(→),DO)(λ,μ>0),则eq \s\d1(\f(2,λ))+eq \s\d1(\f(1,μ))的最小值为
A.2B.5C.eq \s\d1(\f(9,2))D.eq \s\d1(\f(14,3))
8.已知a,b,c均为不等于1的正实数,且lna=clnb,lnc=blna,则a,b,c的大小关系是
A.c>a>bB.b>c>aC.a>b>cD.a>c>b
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分)
9.面对新冠肺炎疫情的冲击,我国各地区各部门统筹疫情防控和经济社会发展均取得显著成效.下表显示的是2020年4月份到12月份中国社会消费品零售总额数据,其中同比增长率是指和去年同期相比较的增长率,环比增长率是指与上个月份相比较的增长率,则下列说法正确的是
中国社会消费品零售总额
A.2020年4月份到12月份,社会消费品零售总额逐月上升
B.2020年4月份到12月份,11月份同比增长率最大
C.2020年4月份到12月份,5月份环比增长率最大
D.第4季度的月消费品零售总额相比第2季度的月消费品零售总额,方差更小
10.定义曲线Γ:eq \s\d1(\f(a2,x2))+eq \s\d1(\f(b2,y2))=1为椭圆C:eq \s\d1(\f(x2,a2))+eq \s\d1(\f(y2,b2))=1(a>b>0)的伴随曲线,则
A.曲线Γ有对称轴B.曲线Γ没有对称中心
C.曲线Γ有且仅有4条渐近线D.曲线Γ与椭圆C有公共点
11.已知正四棱台的上底面边长为eq \R(,2),下底面边长为2eq \r(2),侧棱长为2,则
A.棱台的侧面积为6eq \R(,7)
B.棱台的体积为14eq \R(,3)
C.棱台的侧棱与底面所成的角的余弦值为eq \F(1,2)
D.棱台的侧面与底面所成锐二面角的余弦值为eq \F(eq \R(,7),7)
12.已知函数f(x)=3sin2x+4cs2x,g(x)=f(x)+|f(x)|.若存在x0∈R,对任意x∈R,f(x)≥f(x0),则
A.任意x∈R,f (x+x0)=f (x-x0)
B.任意x∈R,f (x)≤f(x0+eq \F(π,2))
C.存在θ>0,使得g(x)在(x0,x0+θ)上有且仅有2个零点
D.存在θ>-eq \F(5π,12),使得g(x)在(x0-eq \F(5π,12),x0+θ)上单调递减
第 = 2 \* ROMAN II卷(非选择题 共90分)
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.(3x2+eq \s\d1(\f(1,x3)))5的展开式中的常数项为eq \(▲,________).
14.写出一个离心率为eq \R(,5),渐近线方程为y=±2x的双曲线方程为eq \(▲,________).
15.早在15世纪,达·芬奇就曾提出一种制作正二十面体的方法:如图1,先制作三张一样的黄金矩形ABCD (eq \s\d1(\f(短边,长边))=eq \s\d1(\f(eq \r(5)-1,2))),然后从长边CD的中点E出发,沿着与短边平行的方向剪开一半,即OE=eq \s\d1(\f(1,2))AD,再沿着与长边AB平行的方向剪出相同的长度,即OF=OE,将这三个矩形穿插两两垂直放置,连结所有顶点即可得到一个正二十面体,如图2.若黄金矩形的短边长为4,则按如上制作的正二十面体的表面积为 eq \(▲,________),其外接球的表面积为 eq \(▲,________).
A
B
C
D
O
E
F
x
x
2x
2y
图1
图2
16.已知直线y=kx+b与曲线y=x2+csx相切,则eq \F(kπ,2)+b的最大值为 eq \(▲,________).
四、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(本小题满分10分)
已知四边形ABCD中,AC与BD交于点E,AB=2BC=2CD=4.
(1)若∠ADC=eq \f(2π,3),AC=3,求cs∠CAD;
(2)若AE=CE,BE=2eq \r(,2),求△ABC的面积.
18.(本小题满分12分)
已知等差数列{an}满足:a1+3,a3,a4成等差数列,且a1,a3,a8成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)在任意相邻两项ak与ak+1(k=1,2,…)之间插入2k个2,使它们和原数列的项构成一个新的数列{bn}.记Sn为数列{bn}的前n项和,求满足Sn<500的n的最大值.
19.(本小题满分12分)
如图,在四棱锥P-ABCD中,四边形ABCD为直角梯形,AD∥BC,∠ABC=90º, AD=2BC=2AB=4,△PAD为等边三角形,E为PD的中点,直线AB与CE所成角的大小为45º.
P
E
D
A
C
B
(第19题图)
(1)求证:平面PAD⊥平面ABCD;
(2)求平面PAB与平面PCD所成角的正弦值.
20.(本小题满分12分)
某乒乓球教练为了解某同学近期的训练效果,随机记录了该同学40局接球训练成绩,每局训练时教练连续发100个球,该同学接球成功得1分,否则不得分,且每局训练结果相互独立,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)若同一组数据用该区间的中点值作代表,
①求该同学40局接球训练成绩的样本平均数eq \(x,\s\up5(-));
②若该同学的接球训练成绩X近似地服从正态分布N(μ,100),其中μ近似为样本平均数eq \(x,\s\up5(-)),求P(54<X<64)的值;
(2)为了提高该同学的训练兴趣,教练与他进行比赛.一局比赛中教练连续发100个球,该同学得分达到80分为获胜,否则教练获胜.若有人获胜达3局,则比赛结束,记比赛的局数为Y.以频率分布直方图中该同学获胜的频率作为概率,求E(Y).
参考数据:若随机变量ξ~N(μ,σ2),则P(μ-σ<ξ<μ+σ)≈0.6827,
O
50
60
70
80
90
100
分数
eq \s\d1(\f(频率,组距))
0.005
0.010
0.020
0.045
(第20题图)
P(μ-2σ<ξ<μ+2σ)≈0.9545,P(μ-3σ<ξ<μ+3σ)≈0.9973.
21.(本小题满分12分)
在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线C:y2=4x,经过P(t,0)(t>0)的直线l与C交于A,B两点.
(1)若t=4,求AP长度的最小值;
(2)设以AB为直径的圆交x轴于M,N两点,问是否存在t,使得eq \(\s\up6(→),OM)·eq \(\s\up6(→),ON)=-4?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
22.(本题满分12分)
已知函数f(x)=eq \F(a-ex,x)+alnx,a∈R.
(1)若a<e,求函数f(x)的单调区间;
(2)若a>e,求证:函数f(x)有且仅有1个零点.
南京市2021届高三年级第三次模拟考试
数学参考答案及评分标准
一、单项选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40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.
1.D2.A3.C4.B5.D6.B7.C8.A
二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9.BCD10.AC11.ACD12.BD
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.27014.x2-eq \F(y2,4)=1(答案不唯一) 15.80eq \r(3),(40+8eq \r(5))π 16. eq \F(π2,4)
四、解答题:本大题共6小题,共70分.
17.(本题满分10分)
解:(1)在△ACD中,由正弦定理,得eq \f(AC,sin∠ADC)=eq \f(CD,sin∠CAD),
所以sin∠CAD=eq \f(CDsin∠ADC,AC)=eq \f(2×sin\f(2π,3),3)=eq \f(\r(,3),3).2分
因为0<∠CAD<eq \f(π,3),
因此cs∠CAD=eq \r(,1-sin2∠CAD)=eq \r(,1-(\f(\r(,3),3))2)=eq \f(\r(,6),3).4分
(2)方法1
设AE=CE=x,∠AEB=α.
在△ABE中,8+x2-4eq \r(2)xcsα=16.①
在△BCE中,8+x2-4eq \r(2)xcs(π-α)=4,即8+x2+4eq \r(2)xcsα=4.②6分
①②相加,解得x=eq \R(,2) ,即AE=CE=eq \R(,2).8分
将x=eq \R(,2) 代入①,解得csα=-eq \F(3,4).
因为0<α<π,所以sinα=eq \r(,1-cs2α)=eq \f(\r(,7),4),
所以△ABC的面积S△ABC=2S△ABE=2×eq \f(1,2)AE×BE×sinα
=2×(eq \f(1,2)×eq \R(,2)×2eq \R(,2)×eq \f(\r(,7),4))=eq \R(,7).10分
方法2
因为AE=CE,所以eq \(\s\up6(→),BE)=eq \s\d1(\f(1,2))(eq \(\s\up6(→),BA)+eq \(\s\up6(→),BC)),
两边平方得4eq \(\s\up6(→),BE)2=eq \(\s\up6(→),BA)2+eq \(\s\up6(→),BC)2+2|eq \(\s\up6(→),BA)|·|eq \(\s\up6(→),BC)|cs∠ABC,
即32=16+4+2×4×2cs∠ABC,
得cs∠ABC=eq \F(3,4),又0<∠ABC<π,
所以sin∠ABC=eq \r(1-cs2∠ABC)=eq \s\d1(\f(eq \r(7),4)).8分
所以△ABC的面积S△ABC=eq \s\d1(\f(1,2))AB·BC·sin∠ABC=eq \s\d1(\f(1,2))×4×2×eq \s\d1(\f(eq \r(7),4))=eq \R(,7).10分
18.(本题满分12分)
解:(1)设数列{an}的公差为d,
因为a1+3,a3,a4成等差数列,所以2a3=a1+3+a4,即2(a1+2d)=a1+3+a1+3d,
解得d=3, 2分
因为a1,a3,a8成等比数列,所以a32=a1a8,即(a1+6)2=a1(a1+21),
解得a1=4, 4分
所以an=4+3(n-1)=3n+1.5分
(2)因为bn>0,所以{Sn}是单调递增数列.6分
因为ak+1前的所有项的项数为k+21+22+…+2k=k+2k+1-2,
所以Seq \s\d2(k+2)k+1\s\d2(-2)=(a1+a2+…+ak)+2(21+22+…+2k)
=eq \s\d1(\f(k(4+3k+1),2))+2×eq \s\d1(\f(2(1-2k),1-2))=eq \s\d1(\f(3k2+5k,2))+2k+2-4.8分
当k=6时,S132=321<500;当k=7时,S261=599>500.10分
令S132+a7+2(n-133)<500,即321+22+2(n-133)<500,解得n<211.5.
所以满足Sn<500的n的最大值为211.12分
19.解:(1)取AD中点O,连接CO,OE.
在梯形ABCD中,因为AD∥BC,AD=2BC,
所以四边形ABCO为平行四边形,所以CO∥AB,
所以∠OCE即为异面直线AB与CE所成的角或补角.2分
在等边△PAD中,因为E为PD的中点,所以OE=eq \f(1,2)PA=eq \f(1,2)AD=2.
在△OCE中,OC=AB=2,即OE=OC=2,
所以∠OCE为锐角,从而∠OCE=∠OEC=45°,
所以∠COE=90°,即OC⊥OE. 4分
因为∠ABC=90º,所以四边形ABCO为矩形,所以OC⊥AD.
又AD∩OE=O,AD,OE平面PAD,所以OC⊥平面PAD.
又因为OC平面ABCD,所以平面PAD⊥平面ABCD. 6分
(2)连接PO,在等边△PAD中,因为O为AD中点,所以PO⊥AD.
z
由(1)得OC⊥平面PAD,PO平面PAD,所以OC⊥PO.
P
以O为原点,OC,OD,OP所在直线分别为x,y,z轴,
建立如图所示的空间直角坐标系O-xyz,
E
则A(0,-2,0),C(2,0,0),D(0,2,0),B(2,-2,0),
P(0,0,2eq \r(3)),
y
O
A
D
故eq \(\s\up6(→),AP)=(0,2,2eq \r(3)),eq \(\s\up6(→),AB)=(2,0,0),eq \(\s\up6(→),PD)=(0,2,-2eq \r(3)),
x
B
C
eq \(\s\up6(→),CD)=(-2,2,0).
设平面PAB的法向量为m=(x,y,z),由eq \b\lc\{(\a\al\vs1(m·eq \(\s\up6(→),AP)=2y+2eq \r(3)z=0,,m·eq \(\s\up6(→),AB)=2x=0,))
不妨取z=1,得m=(0,-eq \r(3),1). 8分
设平面PCD的法向量为n=(x,y,z),由eq \b\lc\{(\a\al\vs1(n·eq \(\s\up6(→),PD)=2y-2eq \r(3)z=0,,n·eq \(\s\up6(→),CD)=-2x+2y=0,))
不妨取z=1,得n=(eq \r(3),eq \r(3),1). 10分
所以cs<m,n>=eq \s\d1(\f(m·n,|m|·|n|))=-eq \f(\r(7),7).
所以平面PAB与平面PCD的所成角的正弦值为eq \f(\r(42),7). 12分
20.(本小题满分12分)
解:(1)①eq \(x,\s\up5(-))=55×0.1+65×0.2+75×0.45+85×0.2+95×0.05=74.2分
②由(1)得μ=eq \(x,\s\up5(-))=74,所以X~N(74,100),
得P(54<X<94)≈0.9545,P(64<X<84)≈0.6827, 4分
所以P(54<X<64)=eq \s\d1(\f(0.9545-0.6827,2))=0.1359.6分
(2)记“该同学每局获胜”为事件A,则P(A)=(0.02+0.005)×10=eq \f(1,4). 7分
Y的可能取值为3,4,5,
P(Y=3)=(eq \f(1,4))3+(eq \f(3,4))3=eq \f(7,16), 8分
P(Y=4)=Ceq \\al(\s\up(2),3)×(eq \f(1,4))2×eq \f(3,4)×eq \f(1,4)+Ceq \\al(\s\up(2),3)×(eq \f(3,4))2×eq \f(1,4)×eq \f(3,4)=eq \f(45,128), 9分
P(Y=5)=Ceq \\al(\s\up(2),4)×(eq \f(1,4))2×(eq \f(3,4))2×eq \f(1,4)+Ceq \\al(\s\up(2),4)×(eq \f(3,4))2×(eq \f(1,4))2×eq \f(3,4)=eq \f(27,128). 10分
因此E(Y)=3×eq \f(7,16)+4×eq \f(45,128)+5×eq \f(27,128)=eq \f(483,128). 12分
21.(本题满分12分)
解:(1)设A(x1,y1),则AP2=(x1-4)2+y12=x12-8x1+16+4x1=x12-4x1+16,2分
当x1=2时,(AP2)min=12,故AP长度的最小值为2eq \r(3). 4分
(2)由l不与x轴重合,故可设直线l:x=my+t,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立eq \b\lc\{(\a\al\vs1(x=my+t,,y2=4x,))得y2-4my-4t=0,
所以y1+y2=4m,y1y2=-4t. 6分
以AB为直径的圆方程为(x-x1)(x-x2)+(y-y1)(y-y2)=0,
令y=0,得(x-x1)(x-x2)+y1y2=0,即x2-(x1+x2)x+x1x2+y1y2=0.
设M(x3,y3),N(x4,y4).
则x3x4=x1x2+y1y2. 8分
于是eq \(\s\up6(→),OM)·eq \(\s\up6(→),ON)=x3x4=x1x2+y1y2=eq \s\d1(\f(y12y22,16))+y1y2=t2-4t. 10分
令t2-4t=-4,解得t=2,此时Δ=16(m2+2)>0,
所以存在t=2,使得eq \(\s\up6(→),OM)·eq \(\s\up6(→),ON)=-4. 12分
22.(本题满分12分)
(1)解:因为f (x)=eq \F(a-ex,x)+alnx,x>0,所以f '(x)=-eq \F((x-1)(ex-a),x2). 1分
①当a≤1时,令f '(x)<0,得x>1;令f '(x)>0,得0<x<1. 2分
②当1<a<e时,令f '(x)<0,得0<x<lna或x>1;令f '(x)>0,得lna<x<1.
3分
因此,当a≤1时,f (x)的减区间为(1,+∞),增区间为(0,1);
当1<a<e时,f (x)的减区间为(0,lna)和(1,+∞),增区间为(lna,1).
4分
(2) 证明:当a>e时,令f '(x)<0,得0<x<1或x>lna;令f '(x)>0,得1<x<lna.
所以f (x)的减区间为(0,1)和(lna,+∞);增区间为(1,lna), 6分
所以当x∈(0,lna]时,f (x)≥f (1)=a-e>0,此时f (x)无零点. 7分
方法1
下面证明:当x>0时,ex>eq \F(x3,3).
设g(x)=ex-eq \F(x3,3),x>0,则g'(x)=ex-x2,g'' (x)=ex-2x,g''' (x)=ex-2.
当x∈(0,ln2),g''' (x)<0,所以g'' (x)单调递减;
当x∈(ln2,+∞),g''' (x)>0,所以g'' (x)单调递增;
因此g'' (x)≥g'' (ln2)=2-2ln2>0,故g'(x)在(0,+∞)上单调递增.
因此g'(x)>g'(0)=1>0,故g(x)在(0,+∞)上单调递增.
所以g(x)>g(0)=1>0,即不等式ex>eq \F(x3,3)(x>0)得证. 9分
由于x>0时,由g'' (x)>0,知ex>2x>x,故ln ex>lnx,即lnx<x.10分
因此,当x>lna>1时,f (x)=eq \F(a-ex,x)+alnx<eq \F(a-eq \F(1,3)x3,x)+ax=-eq \f(1,3)x2+ax+eq \F(a,x)<-eq \f(1,3)x2+ax+a,
令-eq \f(1,3)x2+ax+a=0,得x=eq \F(3a+eq \R(,9a2+12a),2)=a+eq \F(a+eq \R(,9a2+12a),2)>lna,
取x0=eq \F(3a+eq \R(,9a2+12a),2),则 f (x0)<0.
又f (lna)>f (1)>0,且函数f (x)在[lna,+∞)上单调递减,f(x)的图象不间断,
故当x∈[lna,+∞)时,f (x)有且仅有1个零点.
综上,当a>e时,函数f (x)有且仅有1个零点. 12分
方法2
先证明:ex≥eq \F(e3x3,27)(x>0).
令g(x)=ex-ex,x>0,因为g'(x)=ex-e,
所以g(x)在(0,1)上递减,在(1,+∞)上递增,所以g(x)min=g(1)=0,
所以g(x)=ex-ex≥0,即ex≥ex,当且仅当x=1时取等号.
将x换作eq \s\d1(\f(x,3)),得eeq \s\up6(\f(x,3))≥e·eq \s\d1(\f(x,3)),即证得ex≥eq \s\d1(\f(e3,27))x3.9分
再证明:当x>0时,lnx≤x-1.
令h(x)=lnx-x+1,x>0,h'(x)=eq \s\d1(\f(1,x))-1,
所以当x∈(0,1)时,h'(x)>0,所以h(x)在(0,1)上递增,
当x∈(1,+∞)时,h'(x)<0,所以h(x)在(1,+∞)上递减,
所以h(x)max=h(1)=0,故h(x)=lnx-x+1≤0,
即证得当x>0时,lnx≤x-1,当且仅当x=1时取等号.10分
当x>1时,有f(x)=eq \F(a-ex,x)+alnx=eq \s\d1(\f(a(xlnx+1)-ex,x))<eq \s\d1(\f(a[x(x-1)+x]-eq \F(e3x3,27),x))=eq \s\d1(\f(ax2-eq \F(e3x3,27),x)),
令ax2-eq \F(e3x3,27)=0,解得x=eq \s\d1(\f(27a,e3)),所以f(eq \s\d1(\f(27a,e3)))<0.
又f (lna)>f (1)>0,且lna<a-1<a<eq \s\d1(\f(27a,e3)),f (x)在[lna,+∞)上单调递减,f(x)的图象不间断,
所以f(x)在[lna,+∞)上有且仅有1个零点.
综上,当a>e时,函数f (x)有且仅有1个零点.12分
月份
零售总额(亿元)
同比增长
环比增长
累计(亿元)
4
28178
-7.50%
6.53%
106758
5
31973
-2.80%
13.47%
138730
6
33526
-1.80%
4.86%
172256
7
32203
-1.10%
-3.95%
204459
8
33571
0.50%
4.25%
238029
9
35295
3.30%
5.14%
273324
10
38576
4.30%
9.30%
311901
11
39514
5.00%
2.43%
351415
12
40566
4.60%
2.66%
391981
江苏省南京市2021届高三第三次模拟考试(5月)数学试题(扫描版,无答案): 这是一份江苏省南京市2021届高三第三次模拟考试(5月)数学试题(扫描版,无答案),共6页。
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