2018-2019学年河北省衡水中学高三(上)期中数学试卷(理科)(解析版)

2018-2019学年河北省衡水中学高三（上）期中数学试卷（理科）一、选择题（本大题共12小题，共60.0分）1. 设集合，集合，则A. B. C. D. 1，【答案】D【解析】解：集合1，2，3，，集合，则1，．故选：D．化简集合A，根据交集的定义写出．本题考查了集合的化简与运算问题，是基础题．2. 已知i为虚数单位，实数x，y满足，则A. 1B.C.D.【答案】D【解析】解：，，．则．故选：D．利用复数代数形式的乘法运算化简，求出x，y的值，再由复数求模公式计算得答案．本题考查了复数代数形式的乘除运算，考查了复数模的求法，是基础题．3. 如图，已知，，，，则A.B.C.D.【答案】B【解析】解：，，故选：B．根据向量的三角形法和加减的几何意义即可求出．本题考查了向量的三角形法和向量的数乘运算，属于基础题4. 设，，，，则A. B. C. D.【答案】D【解析】解：，，，．在R上为增函数，，故选：D．利用指数函数与对数函数的单调性即可得出．本题考查了指数函数与对数函数的单调性，考查了推理能力与计算能力，属于基础题．5. 已知命题p：若且，则；命题q：，使，则下列命题中为真命题的是A. B. ￢ C. ￢ D. ￢￢【答案】A【解析】解：若且，则且，得，即，从而，命题p为真．直线与函数的图象在内有唯一交点，则方程有正数解，即方程有正数解，命题q为真，为真命题．故选：A．利用基本不等式的性质判断p为真命题，由直线与函数的图象在内有唯一交点，可得命题q为真命题，再由复合命题的真假判断得答案．本题考查复合命题的真假判断，考查基本不等式的应用，考查函数零点的判定方法，是中档题．6. 设是公差不为0的等差数列，满足，则的前10项和A. B. C. 0 D. 5【答案】C【解析】解：，化简可得：，即，．，，，，故选：C．，化简可得：，可得，再利用等差数列通项公式求和公式及其性质即可得出．本题考查了等差数列通项公式求和公式及其性质，考查了推理能力与计算能力，属于中档题．7. 某四面体三视图如图所示，则该四面体的四个面中，直角三角形的面积和是A. 2B. 4C.D.【答案】C【解析】解：由三视图可得原几何体如图，底面ABC，平面底面ABC，而，平面PAC，．该几何体的高，底面ABC为边长为2的等腰直角三角形，为直角．所以该几何体中，直角三角形是底面ABC和侧面PBC．，，，该四面体的四个面中，直角三角形的面积和．故选：C．根据三视图还原得到原几何体，分析原几何体可知四个面中直角三角形的个数，求出直角三角形的面积求和即可．本题考查了由三视图还原原图形，考查了学生的空间想象能力和思维能力．8. 过双曲线C：的右顶点作x轴的垂线，与C的一条渐近线相交于点若以C的右焦点为圆心、半径为4的圆经过A，O两点为坐标原点，则双曲线C的方程为A. B. C. D.【答案】D【解析】解：以C的右焦点为圆心、半径为4的圆经过A，O两点为坐标原点，半径，则圆的标准方程为，，，即，则，即，即，即，则，，则双曲线C的方程为，故选：D．根据圆的性质，求出圆心坐标，即求出A的坐标，代入圆的方程进行求解即可．本题主要考查双曲线方程的求解，根据圆的性质先求出半径是解决本题的关键．9. 已知过点作曲线C：的切线有且仅有两条，则实数a的取值范围是A. B. C. D.【答案】A【解析】解：设切点为，的导数为，可得切线的斜率为，则切线方程为，切线过点代入得，可得，即方程有两个解，则有可得或．即a的取值范围是．故选：A．设切点为，求得的导数，可得切线的斜率，求出切线方程，代入A的坐标，整理为m的二次方程，由判别式大于0，解不等式即可得到所求范围．本题考查导数的运用：求切线方程，考查转化思想和方程思想，以及运算能力，属于中档题．10. 已知，其中，，，，将的图象向左平移个单位得，则的单调递减区间是A. B. C. D.【答案】A【解析】解：，其中，，，，，，．又，的图象的对称轴为，，，，将的图象向左平移个单位得的图象，令，求得，则的单调递减区间是，故选：A．利用正弦函数的周期性以及图象的对称性求得的解析式，利用函数的图象变换规律求得的解析式，利用余弦函数的单调性求得则的单调递减区间．本题主要考查正弦函数的周期性以及图象的对称性，函数的图象变换规律，余弦函数的单调性，属于基础题．11. 焦点为F的抛物线C：的准线与x轴交于点A，点M在抛物线C上，则当取得最大值时，直线MA的方程为A. 或B.C. 或D.【答案】A【解析】解：过M做MP与准线垂足，垂足为P，则丨丨丨丨，则当取得最大值，则必须取得最大值，此时AM与抛物线相切，设切线方程为，则，，，，则，则直线方程或，故选：A．由题意可知则当取得最大值，则必须取得最大值，此时AM与抛物线相切，设直线l的方程，代入抛物线方程，由，考虑求得MA的方程．本题考查抛物线的性质，直线与抛物线的位置关系，考查数形结合思想，属于中档题．12. 已知半径为3cm的球内有一个内接四棱锥，四棱锥的侧棱长都相等，底面是正方形，当四棱锥的体积最大时，它的底面边长等于A. 2cmB. 4cmC.D. 24cm【答案】B【解析】解：如图，设四棱锥的底面边长为2a，高为，则底面正方形外接圆的半径为，侧棱长，由射影定理可得：，则四棱锥的体积，则，可得当时，V有最大值，此时，，则底面边长等于4cm．故选：B．由题意画出图形，设四棱锥的底面边长为2a，高为，可得，写出棱锥体积，把a用h表示，再由导数求解得答案．本题考查球内接多面体体积的求法，考查数形结合的解题思想方法，训练了导数在求最值问题中的应用，是中档题．二、填空题（本大题共4小题，共20.0分）13. 用a，b，c表示空间中三条不同的直线，表示平面，给出下列命题：若，，则；若，，则；若，，则；若，，则．其中真命题的序号是______请将所有正确命题的序号都填上【答案】【解析】解：若，，则，，a与c异面都有可能；若，，由公理4得；若，，则，，a与b异面都有可能；若，，则，由课本例题可知．故答案为：．可利用长方体来观察；由空间平行线的传递性可得；垂直同一平面的两直线互相平行．本题考查空间线线和线面的位置关系，考查空间想象力，注意课本例题，有的可当结论用，属于基础题和易错题．14. 公元263年左右，我国数学家刘徽发现当圆内接正多边形的边数无限增加时，多边形面积可无限逼近圆的面积，并创立了“割圆术”利用“割圆术”刘徽得到了圆周率精确到小数点后两位的近似值，这就是著名的“徽率”如图是利用刘徽的“割圆术”思想设计的一个程序框图，则输出n的值为______参考数据：，【答案】24【解析】解：模拟执行程序，可得，，不满足条件，，，不满足条件，，，满足条件，退出循环，输出n的值为24．故答案为：24．列出循环过程中S与n的数值，满足判断框的条件即可结束循环．本题考查循环框图的应用，考查了计算能力，注意判断框的条件的应用，属于基础题．15. 已知实数x，y满足，若的最大值为5，则正数m的值为______．【答案】2【解析】解：由题意作出实数x，y满足的平面区域，将化为，z相当于直线的纵截距，故结合图象可得，，解得，，；故；故答案为：2．由题意作出其平面区域，将化为，z相当于直线的纵截距，从而解方程可求出m，即可．本题考查了简单线性规划，作图要细致认真，属于中档题．16. 费马点是指三角形内到三角形三个顶点距离之和最小的点当三角形三个内角均小于时，费马点与三个顶点连线正好三等分费马点所在的周角，即该点所对的三角形三边的张角相等均为根据以上性质，函数的最小值为______．【答案】【解析】解：由两点间的距离公式得为点到点，，的距离之和，即求点到点，，的距离之和的最小值，取最小值时的这个点即为这三个点构成的三角形的费马点，如右图，在等腰三角形AMB中，，可得，，容易求得最小值为．故答案为：．由两点距离公式可得表示点到点，，的距离之和，由新定义可得的最小值点即为费马点，由解三角形可得所求最小值．本题考查两点的距离公式的运用，考查新定义的理解和运用，以及运算能力，属于中档题．三、解答题（本大题共7小题，共70分）17. 已知数列为等差数列，首项，公差若，，，，，成等比数列，且，，．求数列的通项公式；设，求和．【答案】解：数列为等差数列，首项，公差．，，，，，成等比数列，且，，．，，，解得或舍，分，分分，分【解析】由已知得，从而，，由此能求出．由，，能求出．本题考查数列的通项公式和前n项和公式的求法，是中档题，解题时要认真审题，注意等差数列和等比数列的性质的合理运用．18. 如图，在中，BC边上的中线AD长为3，且，．求的值；求及外接圆的面积．【答案】解：在中，，，，由正弦定理，得；，，，，，分为BC中点，，在中，由余弦定理得：，．设外接圆的半径为R，，，外接圆的面积【解析】由正弦定理即可解得的值；先求得，，利用两角和的余弦函数公式可求，由题意可求，利用余弦定理即可求得AC的值，再根据正弦定理求出外接圆的半径，面积即可求出．此题考查了正弦、余弦定理，两角和与差的余弦函数公式，熟练掌握定理是解本题的关键．19. 如图，在四棱锥中，底面ABCD为平行四边形，已知，，于E．求证：；若平面平面ABCD，且，求二面角的余弦值．【答案】证明：连接PE，，，AE是公共边，≌ ，，，，又平面PCE，平面PCE，，平面PCE，又平面PCE，；解：由平面PEC，平面平面ABCD，，EA，EC两两垂直，以E为原点，EA，EC，EP分别为x轴，y轴，z轴建立空间直角坐标系，如图所示．，，，，，，则0，，0，，，，，．设平面PCD的法向量为，则，即，令，则，又平面PAD的一个法向量为，设二面角所成的平面角为，则，由图可知二面角是锐角，故二面角的余弦值为．【解析】连接PE，证明 ≌ ，可得，由，得，由线面垂直的判定可得平面PCE，从而得到；由平面PEC，平面平面ABCD，可得EP，EA，EC两两垂直，以E为原点，EA，EC，EP分别为x轴，y轴，z轴建立空间直角坐标系，分别求出平面PCD与平面PAD的一个法向量，由两法向量所成角的余弦值可得二面角的余弦值．本题考查空间中线面垂直的判定，考查空间想象能力与思维能力，训练了利用空间向量求解二面角的大小，是中档题．20. 已知椭圆C：的左、右焦点分别是E、F，离心率，过点F的直线交椭圆C于A、B两点，的周长为16．求椭圆C的方程；已知O为原点，圆D：与椭圆C交于M、N两点，点P为椭圆C上一动点，若直线PM、PN与x轴分别交于G、H两点，求证：为定值．【答案】解：由题意和椭圆的定义得，则，由，解得，则，所以椭圆C的方程为；证明：由条件可知，M，N两点关于x轴对称，设，，则，由题可知，，，所以，．又直线PM的方程为，令得点G的横坐标，同理可得H点的横坐标，所以，即为定值．【解析】利用椭圆的定义可求出a的值，再利用离心率求出c，从而得出b的值，从而求出椭圆方程；先设M、P两点的坐标，再表示处N点的坐标，根据椭圆方程用M、P的纵坐标表示处它们的横坐标，之后利用直线PM和PN的方程求出G和H的横坐标，最后即可求得为定值．本题考查了椭圆的定义和性质，证明题关键在于正确设出点的坐标，利用椭圆方程和直线方程正确表示出点的坐标，属于中档题．21. 已知函数．Ⅰ若函数有零点，求实数a的取值范围；Ⅱ证明：当时，．【答案】解：Ⅰ法1：函数的定义域为．由，得分因为，则时，；时，0'/>．所以函数在上单调递减，在上单调递增分当时，分当，即时，又，则函数有零点分所以实数a的取值范围为分法2：函数的定义域为．由，得分令，则．当时，0'/>；当时，．所以函数在上单调递增，在上单调递减分故时，函数取得最大值分因而函数有零点，则分所以实数a的取值范围为分Ⅱ要证明当时，，即证明当，时，，即分令，则．当时，；当时，0'/>．所以函数在上单调递减，在上单调递增．当时，分于是，当时，分令，则．当时，0'/>；当时，．所以函数在上单调递增，在上单调递减．当时，分于是，当时，分显然，不等式、中的等号不能同时成立分故当时，分【解析】Ⅰ法一：求出函数的导数，根据函数的单调性求出a的范围即可；法二：求出，令，根据函数的单调性求出a的范围即可；Ⅱ问题转化为，令，令，根据函数的单调性证明即可．本题考查了函数的单调性、最值问题，考查导数的应用以及分类讨论思想、考查不等式的证明，是一道综合题．22. 在平面直角坐标系中，曲线：，曲线的参数方程为为参数以坐标原点O为极点，x轴的正半轴为极轴建立极坐标系．Ⅰ求曲线，的极坐标方程；Ⅱ在极坐标系中，射线与曲线，分别交于A，B两点异于极点，定点，求的面积．【答案】解：Ⅰ曲线：，曲线的极坐标方程为：，---------分曲线的参数方程为为参数．曲线的普通方程为：，---------分，曲线的极坐标方程为---------------分Ⅱ由Ⅰ得：点A的极坐标为，---------分点B的极坐标为，----------分，------------------分点到射线的距离为，--------------------------分的面积为：---------分【解析】Ⅰ由曲线的普通方程能求出曲线的极坐标方程；由曲线的参数方程能求出曲线的普通方程，由此能求出曲线的极坐标方程．Ⅱ点A的极坐标为，点B的极坐标为，从而，点到射线的距离为，由此能求出的面积．本题考查曲线的极坐标方程的求法，考查三角形面积的求法，考查直角坐标方程、极坐标方程、参数方程的互化等基础知识，考查运算求解能力，考查函数与方程思想，是中档题．23. 已知函数，．当时，若的最小值为3，求实数a的值；当时，若不等式的解集包含，求实数a的取值范围．【答案】解：当时，，因为的最小值为3，所以，解得或4．当时，即，当时，，即，因为不等式的解集包含，所以且，即，故实数a的取值范围是．【解析】当时，化简的表达式，利用绝对值的几何意义，求解最小值然后求解a即可．当时，即，通过x的范围，转化去掉绝对值符号，推出a的范围．本题考查函数的最值的求法，绝对值的几何意义，考查转化思想以及计算能力．。