2011届高考数学临考练兵测试题13 理

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2011届新课标版高考精选预测(理13)
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,请把正确答案填在括号内.
1.设全集U =R ,M ={x |y =log 2(-x )},N ={x |1
x +1
<0},则M ∩∁U N =( ) A .{x |x <0} B .{x |0<x ≤1} C .{x |-1≤x <0} D .{x |x >-1}
解析:∵M ={x |y =log 2(-x )}={x |x <0},N ={x |1
x +1
<0}={x |x <-1},∁U N ={x |x ≥
-1},∴M ∩∁U N ={x |-1≤x <0}.
答案:C
2.复数3+i
1+i
等于( )
A .2-i
B .2+i
C .1+2i
D .1-2i 解析:3+i 1+i =(3+i)(1-i)(1+i)(1-i)=3-2i -i 21-i 2=4-2i 2=2-i.
答案:A
3.以下两个茎叶图表示的是15个评委为竞争15亿元的产业转移扶持资金的甲、乙、
丙、丁四个市所打出的分,按照规定,去掉一个最高分和一个最低分,平均分排在前三位的市将各获得5亿元,则不能获得这5亿元的是( )
A .甲市
B .乙市
C .丙市
D .丁市
解析:
x 甲=81+82+84+85+86+87+88+91+91+92+93+95+9613
≈88.54;
x 乙=81+83+84+86+86+87+91+92+92+94+95+96+9813
≈89.6;
x 丙=81+82+83+86+86+87+90+92+93+93+94+94+9613
=89;
x 丁=82+83+83+84+85+87+88+90+92+94+94+95+9513
≈88.6.
经过比较,甲市的平均分最低,所以甲市将不能获得这5亿元. 答案:A
4.已知|a |=2,|b |=4,向量a 与b 的夹角为60°,当(a +3b )⊥(k a -b )时,实数k 的
值是( )
A.14
B.3
4
C.13
4
D.132
解析:依题意得a·b =|a |·|b |·cos60°=2×4×1
2
=4,因为(a +3b )⊥(k a -b ),所以(a +
3b )·(k a -b )=0,得k a 2+(3k -1)a·b -3b 2=0,即k +3k -1-12=0,解得k =13
4
.
答案:C
5.设双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线与曲线y =x 2+1
4
相切,则该双曲线的离
心率等于( )
A .3
B .2 C. 3
D. 2
解析:设渐近线的方程为y =kx ,与y =x 2+14联立,依题意得方程x 2-kx +1
4
=0有
两个相等的实数根,即Δ=k 2-1=0,解得k =±1,所以b a =1,e =1+(b
a
)2=1+1= 2.
答案:D
6.在区间[-1,1]上 随机取一个数x ,则sin πx 4的值介于-12与2
2之间的概率为( )
A.1
4
B.13
C.23
D.56
解析:在区间[-1,1]上随机取一个数x ,要使sin πx 4的值介于-12与22之间,需使-
π
6
≤πx 4≤π4,即-23≤x ≤1,其区间长度为5
3,由几何概型公式知所求概率为532=56
. 答案:D
7.为调查低收入人群的年收入情况,现从x 名城镇下岗职工、200名农民工及500名农民中按分抽样的方法抽取容量为250的样本,若抽取的农民工为50人,则x =( )
A .100
B .200
C .300
D .500
解析:由题意知200×250
x +200+500=50,解得x =300.
答案:C
8.设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧
6x -2y -3≤0x -y +1
2≥0
x ≥0,y ≥0,若目标函数z =ax +by (
a >0,
b >0)的
最大值为6,则2a +3
b
的最小值为( )
A.2512 B .2 C.2312 D.1112
解析:不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,当直线z =ax +by (a >0,b
>0)过直线x -y +12=0与直线6x -2y -3=0的交点(1,3
2
)时,目标函数z =ax +by (a >0,
b >0)取得最大值6,即a +32b =6,即2a +3b =12,而2a +3b =(2a +3b )(2a +3b 12)=112[13+6(
b
a
+a b )]≥25
12
,当且仅当a =b 时取等号.
答案:A
9.在正项等比数列{a n }中,a 3=2,a 5=8a 7,则a 10=( ) A.1
128
B.1
256
C.1512
D.11 024
解析:设正项等比数列{a n }的公比为q ,则由已知得a 1q 4=8a 1q 6,解得q =1
22
,或
q =-122(舍去),所以a 10=a 3q 7=2×(122
)7=1
1 024.
10.给出下列四个命题: (1)∃x ∈(0,1),log 13
x >log 14
x ;
(2)∀x ∈(0,+∞),(1
3)x >log 13x ;
(3)∃m ∈R ,f (x )=x 2+2m
x 是偶函数;
(4)∃m ∈R ,f (x )=x 2+2m
x 是奇函数.
其中为真命题的个数有( ) A .1
B .2
C .3
D .4
解析:取x =13,则log 1313=1,log 1413=log 43<1,(1)是真命题;画出函数y 1=(1
3
)x 与
y 2=log 1
3
x 的图象,可知(2)是假命题;当m =0时,f (x )=x 2是偶函数,(3)是真命题,(4)
是假命题.
答案:B
11.已知函数f (x )=sin(ωx +π
4
),其中ω>0.若函数f (x )的图象的相邻两条对称轴之间
的距离等于π
3
,将函数f (x )的图象向左平移m 个单位后对应的函数是偶函数,则最小正实
数m =( )
A.π12
B.π3 C .-5
12
π D .π 解析:依题意,T 2=π3,又T =2π
ω,故ω=3,
∴f (x )=sin(3x +π
4
).
函数f (x )的图象向左平移m 个单位后所对应的函数g (x )=sin[3(x +m )+π
4].
当且仅当3m +π4=k π+π2(k ∈Z ),即m =k π3+π
12
(k ∈Z )时,g (x )是偶函数,从而,最小
正实数m =π
12
.
12.给定下列四个命题:
(1)给定空间中的直线l及平面α,“直线l与平面α内无数条直线垂直”是“直线l与平面α垂直”的充分不必要条件;
(2)已知α,β表示两个不同的平面,m为平面α内的一条直线,则“α⊥β”是“m⊥β”的必要不充分条件;
(3)已知m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,若m∥α,n∥β,m⊥n,则α⊥β;
(4)在三棱柱ABC-A1B1C1中,各棱长相等,侧棱垂直于底面,点D是侧面BB1C1C 的中心,则AD与平面BB1C1C所成角的大小是60°.
上述命题中,真命题的序号是()
A.(1)(2) B.(2)(4)
C.(2)(3)(4) D.(1)(2)(3)(4)
解析:对于(1),由“直线l与平面α内无数条直线都垂直”不能确定“直线l与平面α垂直”,如当l⊂α时,直线l可与平面α内无数条相互平行的直线都垂直,但此时直线l 不与平面α垂直;反过来,由“直线l与平面α垂直”可知“直线l与平面α内无数条直线都垂直”.综上所述,“直线l与平面α内无数条直线都垂直”是“直线l与平面α垂直”的必要不充分条件.故(1)不正确.
对于(2),当α⊥β时,平面α内的直线m不一定和平面β垂直,但平面α内的射线m垂直于平面β时,根据线面垂直的判定定理,两个平面一定垂直,故“α⊥β”是“m⊥β”的必要不充分条件.故(2)正确.
对于(3),α,β也可能平行或一般的相交(不一定垂直),故(3)不正确.
对于(4),如图是三棱柱ABC-A1B1C1,不妨设各棱长为1.取BC的中点E,连接AE,DE,∵CC1⊥底面ABC,∴侧面BB1C1C⊥底面ABC,又E为BC的中点,且△ABC为正三角形,∴AE⊥BC,由两平面垂直的性质定理知,AE⊥平面BB1C1C,∴∠ADE的大小就是AD与平面BB1C1C所成角的大小.容易计算∠ADE=60°.故(4)正确.
答案:B
二、填空题:本大题共4个小题,每小题4分,共16分.请把答案填在题中横线上. 13.已知y =f (x +2)为定义在R 上的偶函数,且当x ≥2时,f (x )=3x -1,则当x <2时,f (x )的解析式为__________.
解析:函数y =f (x +2)是由函数y =f (x )向左平移两个单位得到的,由y =f (x +2)为偶函数知:y =f (x )的图象关于直线x =2对称.故当x <2时,4-x >2,所以f (x )=f (4-x )
=34-
x -1.
答案:f (x )=34-
x -1
14.某市组织部拟将4名选调生分配到3个基层事业单位去挂职锻炼,每个单位至少一名,则不同的分配方案有__________种(用数字作答).
解析:分两步完成:第一步,将4名选调生按2,1,1分成三组,其分法有C 24·C 12·C 11
A 2
2
种;第二步,将分好的三组分配到3个基层事业单位,其分法有A 33种,所以满足条件的分配
方案有C 24·C 12·
C 11A 22
·A 33=36种. 答案:36
15.一个算法的程序框图如图所示,则该程序输出的结果是__________.
解析:第一次循环,有i =2,sum =1,s =11×2=1
2
;第二次循环,有i =3,sum =2,
s =11×2+12×3,…,依次类推,输出的结果是s =11×2+12×3+…+17×8=1-12+12-13+…+17-18=78
. 答案:78
16.如图是一个几何体的三视图(单位:m),则几何体的体积为__________.
解析:如图所示,此几何体是一个以AA 1,A 1D 1,A 1B 1为棱的长方体被平面BB 1C 1C
截去后得到的,易得其体积为长方体的体积的3
4
,因为长方体的体积为2×4×2=16 m 3,
故所求的体积为12 m 3.
答案:12 m 3
三、解答题:本大题共6小题,共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(本小题12分)在锐角三角形ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,
且满足3sin 2A +3-12sin2A =cos 2A ,cos B =4
5
,b =2 3.
(1)求sin C 的值; (2)求△ABC 的面积. 解析:(1)由3sin 2A +
3-1
2
sin2A =COS 2A,
)
)(
)
22
1sin cos cos0,
cos sin cos0.
sin cos,cos,
tan,.
36
A A A A
A A A A
A A A A
A A
π
--=
-+=
+≠=
==

因为
得故
因为A,B,C为△ABC的内角,且A=
π
6,cos B=
4
5,
所以C=

6-B,sin B=
3
5,
所以sin C=sin(

6-B)=
1
2cos B+
3
2sin B=
1

4
5+
3

3
5=
4+33
10.
(2)由(1)知sin A=
1
2,sin C=
4+33
10,sin B=
3
5,
又因为b=23,
所以在△ABC中,由正弦定理,得a=
b sin A
sin B=
53
3.
所以△ABC的面积S=
1
2ab sin C=
1

5
33×23×
4+33
10=
4+33
2.
18.(本小题12分)在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA=AD=4,AB =2,PB=25,PD=4 2.E是PD的中点.
(1)求证:AE⊥平面PCD;
(2)求平面ACE与平面ABCD所成二面角的余弦值;
(3)在线段BC上是否存在点F,使得三棱锥F-ACE的体积恰为
4
3,若存在,试确定点F的位置;若不存在,请说明理由.
解析:(1)因为PA2+AD2=42+42=32,PD2=(42)2=32,
所以三角形PAD是等腰直角三角形,所以PA⊥AD.
同理PA2+AB2=42+22=20,PB2=(25)2=20,
所以三角形PAB是直角三角形,所以PA⊥AB.
又AD∩AB=A,所以PA⊥平面ABCD,
所以平面PAD⊥平面ABCD.
因为底面ABCD是矩形,所以CD⊥AD,
所以CD⊥平面PAD,
因为AE⊂平面PAD,
所以CD⊥AE.
因为E是PD的中点,三角形PAD是等腰直角三角形,
所以AE⊥PD.
又PD∩CD=D,所以AE⊥平面PCD.
(2)解法一:取AD的中点K,连结EK,过K作KT⊥AC,垂足为T,连接ET.
因为E 是PD 的中点,所以EK ∥PA ,EK =2,EK ⊥平面ABCD , 所以EK ⊥AC.
又EK∩TK =K ,所以AC ⊥平面EKT ,AC ⊥ET ,
故∠ETK 即为所求的平面ACE 与平面ABCD 所成二面角的平面角, 因为三角形KTA 与三角形CDA 相似,所以TK CD =AK
AC ,
又AC =42+22=25,所以TK =AK·CD AC =2×225
=25
5,
所以ET =
(255)2+22=230
5
. 故cos ∠ETK =2552305
=6
6.
解法二:如图,以A 为原点,AB 、AD 、AP 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,则A(0,0,0),C(2,4,0),E(0,2,2),P(0,0,4),
AC =(2,4,0),AE =(0,2,2),
设n =(x ,y ,z )是平面AEC 的一个法向量,
则有00
n AC n AE ⎧=⎪⎨=⎪⎩,得⎩⎪⎨
⎪⎧
x +2y =0y +z =0,
令z =1得y =-1,x =2,即n =(2,-1,1),
由(1)可知
AP =(0,0,4)是平面ABCD 的一个法向量,
所以cos 〈n ,
AP 〉=(2,-1,1)·(0,0,4)4×22+1+1
=6
6
. 结合图形易知,平面ACE 与平面ABCD 所成二面角的余弦值为
6
6
. (3)如图,假设在线段BC 上,存在点F (2,y 0,0),使得三棱锥F -ACE 的体积恰为4
3

由(2)知,ET =230
5,
AC =25,
则S △ACE =12AC ·ET =12×25×230
5
=26,
设F (2,y 0,0)到平面AEC 的距离为h ,则43=13×26×h ,解得h =6
3
.

AF
=(2,y 0,0),n =(2,-1,1)为平面AEC 的一个法向量,所以h =
6
3
=||||AF n n =
|4-y 0|
22+1+1
,得|4-y 0|=2,所以y 0=2或y 0=6>4(舍去),
所以点F 的坐标为(2,2,0),即点F 为BC 的中点时三棱锥F -ACE 的体积恰为4
3.
19.(本小题12分)已知等差数列{log 4(a n -1)}(n ∈N *),且a 1=5,a 3=65,函数f (x )=x 2-4x +4,设数列{b n }的前n 项和为S n =f (n ),
(1)求数列{a n }与数列{b n }的通项公式;
(2)记数列c n =(a n -1)·b n ,且{c n }的前n 项和为T n ,求T n ;
(3)设各项均不为零的数列{d n }中,所有满足d k ·d k +1<0的整数k 的个数称为这个数
列的异号数,令d n =b n -4
b n
(n ∈N *),试问数列{d n }是否存在异号数,若存在,请求出;若
不存在,请说明理由.
解析:(1)设等差数列{log 4(a n -1)}的公差为d , 所以2log 4(a 2-1)=log 4(a 1-1)+log 4(a 3-1), 即2[log 4(5-1)+d ]=log 4(5-1)+log 4(65-1),
得d =1,所以log 4(a n -1)=1+(n -1)×1=n ,得a n =4n +1, 由S n =f (n )=n 2-4n +4=(n -2)2, 当n =1时,b 1=S 1=1,
当n ≥2时,b n =S n -S n -1=(n -2)2-(n -3)2=2n -5,验证n =1时不满足此式,所
以b n =()
()1125
2n n n =⎧⎪⎨
-⎪⎩≥
(2)由(1)可得,当n =1时,c 1=4×1, 当n ≥2时,c n =4n ×(2n -5),
所以T n =4×1+42×(-1)+43×1+44×3+…+4n ×(2n -5),① 4T n =42+43×(-1)+44×1+45×3+…+4n ×(2n -7)+4n +
1×(2n -5),② ①减去②得 -3T n
=-28+43×2+44×2+45×2+…+4n ×2-4n +
1×(2n -5)=-28+
128×(4n -
2-1)
4-1
-4n +
1×(2n -5),
故T n =283-128×
(4n -
2-1)9+4n +
1×(2n -5)3
.
(3)由题意可得d n =()()
3
14
1225n n n ⎧-=⎪
⎨-⎪-⎩
≥,
因为d 1=-3<0,d 2=1+4=5>0,d 3=-3<0, 所以k =1,k =2时都满足d k ·d k +1<0,
当n ≥3时,d n +1-d n =42n -5-42n -3=8
(2n -5)(2n -3)>0,
即当n ≥3时,数列{d n }单调递增,
因为d 4=-13<0,由d n =1-4
2n -5>0,n ∈N *可得n ≥5,
可知k =4时满足d k ·d k +1<0, 综上可知数列{d n }中存在3个异号数.
20.(本小题14分)已知抛物线C :x 2=2py (p >0)的焦点F 与P (2,-1)关于直线l :
x -y -2=0对称,中心在坐标原点的椭圆经过两点M (1,72),N (-2,6
2
),且抛物线
与椭圆交于两点A (x A ,y A )和B (x B ,y B ),且x A <x B .
(1)求出抛物线方程与椭圆的标准方程;
(2)若直线l ′与抛物线相切于点A ,试求直线l ′与坐标轴所围成的三角形的面积; (3)若(2)中直线l ′与圆x 2-2mx +y 2+2y +m 2-24
25=0恒有公共点,试求m 的取值范围.
解析:(1)设椭圆的方程为mx 2+ny 2=1,
因为椭圆经过两点M (1,
72),N (-2,62
), 所以可得71,4
62 1.4
m n m n ⎧
+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩①②
由①与②消去m 可得n =1
2,③
将③代入①得m =1
8

故所求椭圆的标准方程为x 28+y 2
2
=1.
抛物线C :x 2=2py (p >0)的焦点为F (0,p
2
),依题意得直线FP 与直线l :x -y -2=0
互相垂直,所以直线FP 的斜率为-1,则k FP =-1-
p 2
2-0
=-1,解得p =2,所以x 2=4y .
(2)由⎩⎪⎨⎪

x 2=4y x 28+y 22=1,得y 2+y -2=0,解得y =1或y =-2(不合题意,舍去),
当y =1时,得x =±2,因为x A <x B ,所以A (-2,1),对y =14x 2求导,得y ′=12
x ,所
以y ′|x =-2=-1,所以直线l ′的方程为y -1=-1×(x +2),即x +y +1=0,令x =0得y =
-1,令y =0得x =-1,所以直线l ′与坐标轴所围成的三角形的面积为S =1
2
×|-1|×|-1|
=12
. (3)由x 2-2mx +y 2+2y +m 2-2425=0得(x -m )2+(y +1)2=49
25
,其圆心坐标为(m ,-1),
半径r =7
5,
要使直线l ′与圆x 2-2mx +y 2+2y +m 2-24
25=0恒有公共点,则需满足(m ,-1)到直
线l ′:x +y +1=0的距离d ≤75,即d =|m -1+1|1+1≤75
,得-725≤m ≤72
5,
即m 的取值范围为[-725,72
5
].
21.(本小题14分)已知函数f (x )=ax 2-(a +1)x +1,g (x )=e x ,其中a ∈R ,集合A
={x ||x -t |<1
2
}.
(1)当a =-2时,记集合B ={x |f (x )>0},若A ⊆B ,求实数t 的取值范围; (2)若F (x )=[f (x )+a -1]·g (x ),当a ≠0时,求函数F (x )的单调区间与极值.
解析:(1)当a =-2时,f (x )=-2x 2+x +1,B ={x |-2x 2+x +1>0}={x |-12<x <1},
A ={x ||x -t |<12}={x |t -12<x <1
2
+t },
因为A ⊆B ,所以⎩⎨⎧
t -12≥-12
,t +1
2≤1
,解得0≤t ≤1
2

所以实数t 的取值范围是[0,1
2].
(2)F (x )=[ax 2-(a +1)x +a ]e x ,
F ′(x )=[ax 2+(a -1)x -1]e x =a (x -1
a )(x +1)e x ,
令F ′(x )=0,解得x =1
a ,或x =-1.
以下分四种情况讨论:
(ⅰ)当a >0时,则-1<1
a
.当x 变化时,F ′(x ),F (x )的变化情况如下表:
所以函数F (x )在(-∞,-1),(1a ,+∞)内是增函数,在(-1,1
a )内是减函数.
函数F (x )在x =-1处取得极大值F (-1),且F (-1)=(3a +1)e -
1;函数F (x )在x =
1a
处取得极小值F (1a ),且F (1a )=(a -1)e 1
a
.
(ⅱ)当-1<a <0时,则1
a
<-1,当x 变化时,F ′(x ),F (x )的变化情况如下表:
所以函数F (x )在(-∞,1a ),(-1,+∞)内是减函数,在
(1
a ,-1)内是增函数.
函数F (x )在x =-1处取得极大值F (-1),且F (-1)=(3a +1)e -
1;函数F (x )在x =
1a
处取得极小值F (1a ),且F (1a )=(a -1)e 1
a
.
(ⅲ)当a =-1时,F ′(x )<0,所以函数F (x )在R 上是减函数,无极值. 所以函数F (x )在(-∞,-1),(1a ,+∞)内是减函数,在(-1,1
a )内是增函数.
函数F (x )在x =-1处取得极小值F (-1),且F (-1)=(3a +1)e -
1;函数F (x )在x =
1a
处取得极大值F (1a ),且F (1a )=(a -1)e 1
a
.
22.(本小题10分)选修4-1:几何证明选讲
如图,设AB 为⊙O 的任一条不与直线l 垂直的直径,P 是直线l 与⊙O 的公共点,
AC ⊥l ,BD ⊥l ,垂足分别为C ,D ,且PC =PD .求证:
(1)直线l 是⊙O 的切线; (2)PB 平分∠ABD .
解析:(1)连接OP ,因为AC ⊥l ,BD ⊥l ,所以AC ∥BD .
F (x ) ↘ 极小值 ↗ 极大值 ↘
又因为OA =OB ,PC =PD ,所以OP ∥BD ,从而OP ⊥l . 因为P 是直线l 与⊙O 的公共点,所以直线l 是⊙O 的切线. (2)连接AP ,因为直线l 是⊙O 的切线,所以∠BPD =∠BAP . 又∠BPD +∠PBD =90°,∠BAP +∠PBA =90°, 所以∠PBA =∠PBD ,即PB 平分∠ABD .
23.(本小题10分)选修4-4:坐标系与参数方程
在平面直角坐标系xOy 中,以O 为极点,Ox 为极轴建立极坐标系,且两种坐标系
长度单位一致.已知直线l 的极坐标方程为ρcos(θ+π4)=2
2
-1,圆C 在直角坐标系中的
参数方程为⎩
⎪⎨⎪⎧
x =1+cos θ
y =sin θ(θ为参数),求直线l 与圆C 的公共点的个数.
解析:将方程ρcos(θ+π4)=2
2
-1化为直角坐标方程:x -y +2-1=0.
将参数方程⎩
⎪⎨⎪⎧
x =1+cos θ
y =sin θ化为普通方程:(x -1)2+y 2=1.
圆心(1,0)到直线l 的距离d =|1-0+2-1|
2
=1,而圆C 的半径为1,所以直线l 与
圆C 相切,即它们的公共点的个数为1.
24.(本小题10分)选修4-5:不等式选讲
证明:11+11×2+11×2×3+…+11×2×3×…×n
<2(n >2,n ∈N *).
解析:11+11×2+11×2×3+…+11×2×3×…×n <1+12+122+…+12n -1 =2-12
n -1<2.。

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