2020年3月普通高考数学(北京卷)全真模拟卷(3)(解析版)
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2020年3月普通高考(北京卷)全真模拟卷(3)
数 学
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回. 4.测试范围:高中全部内容.
第一部分(选择题,共40分)
一、选择题:本题共10小题,每小题4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.设1z i =+(i 为虚数单位),则z =( )
A .1 B
C .2i
D .i
【答案】B
【解析】由已知可得z ==
B .
2.如果集合={1,2,3,4}U ,={2,4}A ,则=U C A ( ) A .∅ B .{1,2,3,4}
C .{2,4}
D .{1,3}
【答案】D
【解析】集合={1,2,3,4}U ,={2,4}A ,={1,3}U C A 则,故选D .
3.某单位200名职工的年龄分布情况如图所示,现要从中抽取25名职工进行问卷调查,若采用分层抽样方法,则40~50岁年龄段应抽取的人数是( )
A .7
B .8
C .9
D .10
【答案】C
【解析】由题中饼图可知,40~50岁年龄段的职工所占的比例为10.440.20.36--=,因此40~50岁年龄段应抽取的人数是250.369⨯=,故选C .
4.已知命题:p n N ∀∈,2n >p ⌝是( )
A .n ∀∈N ,2n ≤
B .n ∀∈N ,2n <
C .n N ∃∈,2n ≤
D .n N ∃∈,2n >
【答案】C
【解析】p ⌝为:n N ∃∈,2n ≤
C .
5.已知点A (2,a )为抛物线24y x =图象上一点,点F 为抛物线的焦点,则AF 等于( )
A .4
B .3
C .
D .2
【答案】B
【解析】由已知点A (2,a )为抛物线2
4y x =图象上一点,点F 为抛物线的焦点,∴()1,0F ,根据焦半径公
式得:02132
p
AF x =+=+=,故选B . 6.已知圆C 与直线y x =及40x y --=都相切,圆心在直线y x =-上,则圆C 的方程为( )
A .22(1)(1)2x y ++-=
B .22(1)(1)2x y +++=
C .22(1)(1)2x y -+-=
D .22(1)(1)2x y -++=
【答案】D
【解析】由题意可设圆心坐标为(,)a a -
=1a =,∴圆心坐标为(1,1)-,又2
R =,∴R =22(1)(1)2x y -++=,故选D . 7.某三棱锥的三视图如图所示,网格纸上小正方形的边长为1,则该三棱锥外接球的表面积为( )
A .27π
B .28π
C .29π
D .30π
【答案】C
【解析】三棱锥P ACD -的实物图如下图所示:
将其补成直四棱锥P ABCD -,PB ⊥底面ABCD ,可知四边形ABCD 为矩形,且3AB =,4BC =.
矩形ABCD 的外接圆直径5AC ,且2PB =.
∴三棱锥P ACD -外接球的直径为2R =()2
24229R R πππ=⨯=,故选C .
8.标准对数远视力表(如图)采用的“五分记录法”是我国独创的视力记录方式,标准对数远视力表各行为
正方形“E ”形视标,且从视力5.2的视标所在行开始往上,每一行“E ”的边长都是下方一行“E ”边长的若视力4.1的视标边长为a ,则视力4.9的视标边长为( )
A .
45
10a
B .
910
10a
C .
45
10a
-
D .
910
10
a -
【答案】C
【解析】设第n 行视标边长为n a ,第1n -行视标边长为1n a -,
由题意可得:11011
10n
n n n a a a ---=⇔=,则数列{}n a 为首项为a ,公比为110
10-的等比数列,即91
1
4
105
91010a a a ---⎛⎫
== ⎪
⎝⎭
,则视力4.9的视标边长
为4
510a -,故选C . 9.设函数()f x =sin (5
x ωπ
+
)(ω>0),已知()f x 在[]0,2π有且仅有5个零点,下述四个结论: ①()f x 在(0,2π)有且仅有3个极大值点; ②()f x 在(0,2π)有且仅有2个极小值点;
③()f x 在(0,
10
π
)单调递增; ④ω的取值范围是[1229
510
,).
其中所有正确结论的编号是( ) A .①④ B .②③
C .①②③
D .①③④
【答案】D
【解析】当[0,2]x πÎ时,,2555x π
π
πωπω⎡⎤+
∈+⎢⎥⎣⎦
. ∵f (x )在[0,2]π有且仅有5个零点,∴5265
π
ππωπ≤+<,∴
1229
510
ω≤<,故④正确; 由5265
π
ππωπ≤+
<,知,2555x π
π
πωπω⎡⎤+
∈+⎢⎥⎣⎦时,令59,,5222
x ππππω+=时取得极大值,①正确; 极小值点不确定,可能是2个也可能是3个,②不正确; 因此由选项可知只需判断③是否正确即可得到答案,当0,
10x π⎛⎫
∈ ⎪⎝⎭
时,(2),5510x ππωπω+⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦, 若f (x )在0,
10π⎛⎫
⎪
⎝⎭
单调递增,则(2)102ωππ+<,即<3ϖ,∵1229510ω≤<,故③正确.故选D .
10.在直角坐标系xOy 中,对于点(,)x y ,定义变换σ:将点(,)x y 变换为点(,)a b ,使得tan ,
tan ,
x a y b =⎧⎨
=⎩其中
ππ
,(,)22
a b ∈-.这样变换σ就将坐标系xOy 内的曲线变换为坐标系aOb 内的曲线.则四个函数
()()()()2123420,0,e 0,ln 1x y x x y x x y x y x x =>=>=>=>在坐标系xOy 内的图象,变换为坐标系
aOb 内的四条曲线(如图)依次是( )
A .②,③,①,④
B .③,②,④,①
C .②,③,④,①
D .③,②,①,④
【答案】A
【解析】由x tana y tanb
=⎧⎨=⎩可得a arctanx b arctany =⎧⎨=⎩,对于()3e 0x
y x =>,显然3331,arctan ,4y b y y π>∴=>∴对
应的图象为①;
对于()44ln 1,arctan arctan1,4
y x x a x y π
=>∴=>=
∴对应的图象为④; 对于1y 和2y ,当02x <<时,22
2,arctan2arctan x x x x >∴>,即当0arctan2a <<时,
12arctan arctan y y ∴>,1y ∴对应的图象为②,2y 对应的图象为③,故选A .
第二部分(非选择题,共110分)
二、填空题:本题共6个小题,每小题5分,共30分.
11.双曲线22
149
y x -=的渐近线方程是 .
【答案】2
3
y x =±
【解析】Q 双曲线22149y x -=,∴双曲线22149
y x
-=的渐近线方程为22
049y x -=,
即23y x =±,故答案为2
3
y x =±. 12.已知向量()()4,3,6,a b m =-=r r ,且a b ⊥v v
,则m =_ .
【答案】8.
【解析】向量()()4,3,6,,a b m a b =-=⊥r r r r ,则04630a b m ⋅=-⨯+=r r
,,解得8m =.
13.我国古代典籍《周易》用“卦”描述万物的变化.每一“重卦”由从下到上排列的6个爻组成,爻分为阳爻“
”和阴爻“
”,下图就是一重卦.如果某重卦中有2个阳爻,则它可以组成__________种
重卦.(用数字作答)
【答案】15
【解析】由题设,卦的种数为2
615C =,故答案为15.
14.在ABC △中,90ABC ∠=︒,4AB =,3BC =,点D 在线段AC 上,若45BDC ∠=︒,则
BD = ;cos ABD ∠= .
【答案】
5 10
【解析】在ABD ∆中,正弦定理有:
sin sin AB BD ADB BAC =∠∠,而34,4
AB ADB π
=∠=,
5AC ,34sin ,cos 55BC AB BAC BAC AC AC ∠=
=∠==,∴5
BD =.
cos cos()cos
cos sin
sin 4
4
10
ABD BDC BAC BAC BAC π
π
∠=∠-∠=∠+∠=
.
15.函数()y f x =图象上不同两点1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y 处的切线的斜率分别是A k ,B k ,规定
||
(,)||
A B k k A B AB ϕ-=
叫曲线()y f x =在点A 与点B 之间的“弯曲度”,给出以下命题:
(1)函数3
2
1y x x =-+图象上两点A 、B 的横坐标分别为1,2
,则(,)A B ϕ>; (2)存在这样的函数,图象上任意两点之间的“弯曲度”为常数; (3)设点A 、B 是抛物线,2
1y x =+上不同的两点,则(,)2A B ϕ…;
(4)设曲线x y e =上不同两点1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,且121x x -=,若(,)1t A B ϕ<g
恒成立,则实数t 的取值范围是(,1)-∞;
以上正确命题的序号为 (写出所有正确的). 【答案】(2)(3)
【解析】对于(1),由32
1y x x =-+,得232y x x '=-,则1|1A x k y ='==,2|8B x k y ='==,
11y =,25y =
,则||AB
||(,)||A B k k A B AB ϕ-=
=<(1)错误;
对于(2),常数函数1y =满足图象上任意两点之间的“弯曲度”为常数,(2)正确; 对于(3),设1(A x ,1)y ,2(B x ,2)y ,2y x '=,
则1222A B k k x x -=-
,||AB
12|x x =- (
)2
,21
A B ϕ∴=
=
=,(3)正确; 对于(4),由x
y e =,得x y e '=,(
)1212,x x x x A B ϕ=
,(),1t A B ϕ⋅<恒成
立,即12||x x t e e -<1t =时该式成立,∴(4)错误,故答案为:(2)(3). 注:本题给出的结论中,有多个符合题目要求,全部选对得5分,不选或者选错得0分,其他得3分. 四、解答题:本大题共6小题,共85分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 16.(本小题14分)
如图1,在△ABC 中,D ,E 分别为AB ,AC 的中点,O 为DE
的中点,AB AC ==4BC =.将△ADE 沿DE 折起到△1A DE 的位置,使得平面1A DE ⊥平面BCED ,F 为1A C 的中点,如图2.
(1)求证://EF 平面1A BD ;
(2)求证:平面1
AOB ⊥平面1A OC . 【答案】(1)见解析;(2)见解析.
【解析】试题分析:(1)取线段1A B 的中点H ,由三角形中位线性质以及平行四边形性质得四边形DEFH 为平行四边形,即得//EF HD .再根据线面平行判定定理得结论,(2)先根据等腰三角形性质得
1A O DE ⊥.再根据面面垂直性质定理得1A O ⊥平面BCED ,即得1CO A O ⊥,根据勾股定理得CO BO ⊥,
∴由线面垂直判定定理得 CO ⊥平面1A OB ,最后根据面面垂直判定定理得结论,(3)假设线段OC 上存在点G ,使得OC ⊥平面EFG ,则EO EC =,与条件矛盾. 试题解析:(1)证明:取线段1A B 的中点H ,连接HD ,HF . ∵在△ABC 中,D ,E 分别为AB ,AC 的中点,∴ //DE BC ,1
2
DE BC =. ∵ H ,F 分别为1A B ,1A C 的中点,∴ //HF BC ,1
2
HF BC =
, ∴ //HF DE ,HF DE =,∴ 四边形DEFH 为平行四边形,∴ //EF HD . ∵ EF ⊄平面1A BD ,HD ⊂平面1A BD ,∴ //EF 平面1A BD .
(2)证明:∵在△ABC 中,D ,E 分别为AB ,AC 的中点,∴ AD AE =. ∴11A D A E =,又O 为DE 的中点,∴ 1A O DE ⊥.
∵平面1A DE ⊥平面BCED ,且1
AO ⊂平面1A DE ,∴ 1A O ⊥平面BCED ,∴ 1CO A O ⊥.
在△OBC 中,4BC =,易知 OB OC ==
∴ CO BO ⊥,∴ CO ⊥平面1A OB ,∴ 平面1
AOB ⊥平面1A OC . (3)线段OC 上不存在点G ,使得OC ⊥平面EFG .
否则,假设线段OC 上存在点G ,使得OC ⊥平面EFG ,连接 GE ,GF ,
则必有 OC GF ⊥,且OC GE ⊥.
在Rt △1A OC 中,由F 为1A C 的中点,OC GF ⊥,得G 为OC 的中点.
在△EOC 中,∵OC GE ⊥,∴EO EC =,这显然与1EO =,EC =
∴线段OC 上不存在点G ,使得OC ⊥平面EFG .
17.(本小题14分)
设n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,{}n b 是正项等比数列,且11431,2a b a b ==+=. 在①22a b =,②6243b =,③424S S =这三个条件中任选一个,回答下列为题: (1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式; (2)如果(
)*
m n a b n N
=∈,写出,m n 的关系式()m f n =,并求()()()()123f f f f n ++++L .
【答案】(1)1
21,3
n n n a n b -=-=;(2)()11312n m -=+,()()()()321
234
1n f f f f n n ++++=-+L .
【解析】试题分析:(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为q ,根据条件列出关于d ,
q 的方程,求出公差和公比代入数列通项公式即可;
(2)利用m n a b =可得,m n 的关系,再利用等比数列的前n 项和公式求得答案. 试题解析:(1)若选①:
设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为()0q q >,则21,
132d q d q
+=⎧⎨
++=⎩,
解得23d q =⎧⎨
=⎩或10
d q =-⎧⎨
=⎩(舍),则1
21,3n n n a n b -=-=. 若选②:
设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为()0q q >,则由6
5
1
q b b =
得1
3,3n n q b -=∴=, 又432,139,2,21n a b d d a n +=∴+=∴=∴=-.
若选③:
设等差数列{}n a 的公差为d ,等比数列{}n b 的公比为()0q q >,则()2434411,2
132d
d d q
⨯⎧+
=++⎪⎨⎪++=⎩, 解得2,3d q =⎧⎨
=⎩或2,3
d q =⎧⎨
=-⎩(舍),则1
21,3n n n a n b -=-=. (2)∵m n a b =,∴1213n m --=,即()1
1312
n m -=+, ∴()()()101112[(31)(31)+(31)]2n f f f n -+++=
+++++L L ()0111
3332
n n -=++++L 113213n
n ⎛⎫-=+ ⎪-⎝⎭
3214n n +-=. 18.(本小题14分)
某学校组织了垃圾分类知识竞赛活动.设置了四个箱子,分别写有“厨余垃圾”、“有害垃圾”、“可回收物”、“其它垃圾”;另有卡片若干张,每张卡片上写有一种垃圾的名称.每位参赛选手从所有卡片中随机抽取20张,按照自己的判断,将每张卡片放入对应的箱子中.按规则,每正确投放一张卡片得5分,投放错误得0分.比如将写有“废电池”的卡片放入写有“有害垃圾”的箱子,得5分,放入其它箱子,得0分.从所有参赛选手中随机抽取20人,将他们的得分按照[0,20],(20,40],(40,60],(60,80],(80,100]分组,绘成频率分布直方图如图:
(1)分别求出所抽取的20人中得分落在组[0,20]和(20,40]内的人数;
(2)从所抽取的20人中得分落在组[0,40]的选手中随机选取3名选手,以X 表示这3名选手中得分不超过20分的人数,求X 的分布列和数学期望;
(3) 如果某选手将抽到的20张卡片逐一随机放入四个箱子,能否认为该选手不会得到100分?请说明理由.
【答案】(1)抽取的20人中得分落在组[0,20]的人数有2人,得分落在组(20,40]的人数有3人;(2
)分
布列见解析,1.2;(3)答案不唯一,具体见解析.
【解析】试题分析:(1)根据频率分布直方图即可得到满足题意的人数;
(2)X 的所有可能取值为0,1,2,求出相应的概率值,即可得到的分布列和数学期望;
(3)该选手获得100分的概率是20
14⎛⎫ ⎪⎝⎭
,结合此数据作出合理的解释.
试题解析:(1)由题意知,所抽取的20人中得分落在组[]
0,20的人数有0.005020202⨯⨯=(人), 得分落在组(]
20,40的人数有0.007520203⨯⨯=(人).
∴所抽取的20人中得分落在组[]0,20的人数有2人,得分落在组(]
20,40的人数有3人. (2)X 的所有可能取值为0,1,2.
()33351010C P X C ===,()1223356
110C C P X C ===,()21
233
53210
C C P X C ===. ∴X 的分布列为
∴X 的期望012 1.2101010
EX =⨯+⨯+⨯=. (3)答案不唯一.
答案示例1:可以认为该选手不会得到100分.理由如下:
该选手获得100分的概率是20
14⎛⎫ ⎪⎝⎭
,概率非常小,故可以认为该选手不会得到100分.
答案示例2:不能认为该同学不可能得到100分.理由如下:
该选手获得100分的概率是20
14⎛⎫ ⎪⎝⎭
,虽然概率非常小,但是也可能发生,故不能认为该选手不会得到100分.
19.(本小题15分)
已知函数()ln f x ax x =+其中a 为常数,设e 为自然对数的底数. (1)当1a =-时,求()f x 过切点为()()
1,f x 的切线方程;
(2)若()f x 在区间()1,e 上的最大值为3-,求a 的值; (3)若不等式()f x x ≤恒成立,求a 的取值范围. 【答案】(1)1y =-;(2)2e -;(3)1
1a e
≤-.
【解析】试题分析:(1)利用导数的几何意义求解出切线斜率即可求解出对应切线方程; (2)根据a 的范围分析函数的单调性,确定出最值即可求解出a 的值;
(3)采用分离参数的方法,构造新函数,根据新函数的最值即可求解出a 的取值范围. 试题解析:(1)当1a =-时,()ln f x x x =-+,则()1
1f x x
'=-+
,∴()10k f '==切, 切点()()
1,1f ,即()1,1-,∴切线方程为()()101y x --=-,即1y =-. (2)()1'1ax a x f x
x +=+
=, 当0a ≥时,()0f x '>,()f x 在()1,e 上单调递增,()()1f x f e ae <=+,无最大值. 当0a <时,在10,a ⎛⎫-
⎪⎝⎭上()0f x '>,()f x 单调递增;在1,a ⎛⎫
-+∞ ⎪⎝⎭
上()0f x '<,()f x 单调递增,
若函数在()1,e 上取得最大值3-,则1
1e a
<-<,且
13f a ⎛⎫
-= ⎪⎝⎭
,则2a e =-. (3)不等式()f x x ≤恒成立,则ln ax x x +≤恒成立,ln 1x
a x
≤-, 令()ln 1x g x x =-
,(0x >),()21'lnx
g x x
-+=, 在()0,e 上,()0g x '<,()g x 单调递减;在(),e +∞上,()0g x '>,()g x 单调递增, ∴()()min 11g x g e e ==-,∴1
1a e
≤-. 20.(本小题14分)
设椭圆22
22:1(0)x y C a b a b
+=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,离心率为12,过点1F 的直线l 交椭圆C 于
点A ,B (不与左右顶点重合),连接2F A 2F B ,已知2ABF ∆的周长为8. (1)求椭圆C 的方程;
(2)设2122
F F F A F B λμ=+u u u u v u u u u v u u u u v ,若119
2
λμ+=,求直线l 的方程.
【答案】(1)22
143
x y +=;
(2
)550x ++=
或550x -+= 【解析】试题分析:(1)根据周长得到2a =,根据离心率得到1c =,得到椭圆方程. (2)设点()11,A x y ,()22,B x y ,直线:1l x ty =-,联立方程利用韦达定理得到122
634
t
y y t +=
+,1229
34
y y t =-+,代入式子2122F F F A F B λμ=+u u u u r u u u r u u u r 计算得到答案.
试题解析:(1)()()212122248ABF C AF AF BF BF a a a ∆=+++=+==,则2a =,
而12c e a ==,则1c =
,b C 的方程为:22
143
x y +=.
(2)设点()11,A x y ,()22,B x y ,由于A ,B 不与左右顶点重合,则直线l 的斜率不为0,
因此设直线:1l x ty =-,与椭圆C 的方程联立:22
143
1x y x ty ⎧+
=⎪⎨⎪=-⎩
, 整理得:(
)
2
234690t y ty +--=,(
)(
)
2
2
2
36363414410t t t ∆=++=+>, 122634t
y y t +=
+①,12
2934
y y t =-+② 11212122221212()y y F F F A AF F A AB F A F B F A y y y y =+=+
=+---u u u u r u u u r u u u r u u u r
u u u r u u u r u u u r u u u r 21221212
y y F A F B y y y y =-+--u u u r u u u r
,因此
212y y y λ-=-,1
12
y y y μ=-,
故1221
211212
1
1
119
22y y y y y y y y y y λ
μ
⎛⎫+
=
+=-+= ⎪-⎝⎭--,则122152
y y y y +=-. 不妨设12y y >,解得
1
2
2y y =-,即122y y =-③
联立①②③,解得:t =,因此直线l
的方程为:550x ++=
或550x -+=. 21.(本小题14分)
如图,将数字1,2,3,…,2n (3n ≥)全部填入一个2行n 列的表格中,每格填一个数字,第一行填入
的数字依次为1a ,2a ,…,n a ,第二行填入的数字依次为1b ,2b ,…,n b .记1
n
n i i
i S a b
==
-∑1122n n a b a b a b =-+-+⋯+-.
(Ⅰ)当3n =时,若11a =,23a =,35a =,写出3S 的所有可能的取值;
(Ⅰ)给定正整数n .试给出1a ,2a ,…,n a 的一组取值,使得无论1b ,2b ,…,n b 填写的顺序如何,n S 都只有一个取值,并求出此时n S 的值;
(Ⅰ)求证:对于给定的n 以及满足条件的所有填法,n S 的所有取值的奇偶性相同.
【答案】(Ⅰ)3,5,7,9.(Ⅰ)2
n S n =(Ⅰ)奇偶性相同.
【解析】试题分析:(Ⅰ)根据题意,易知3S 的所有可能的取值为3,5,7,9.(Ⅰ)令i a i =(1i =,2,
…,n ),则无论1b ,2b ,…,n b 填写的顺序如何,都有2n S n =.∵i a i =,∴{}1,2,,2i b n n n ∈++⋯,(1i =,
2,…,n )
,∵i i a b <(1i =,2,…,n ),∴2
1
n
n i i i S a b n ==-=∑.(Ⅰ)显然,交换每一列中两个数的位置,所得的n S 的值不变.不妨设i i a b >,记1
n i
i A a ==
∑,1n
i
i B b ==∑,其中i =1,2,…,n ,
则1
1
1
1
n
n
n
n
n i
i
i
i
i
i
i i i i S a b a b a b A B =====
-=-=-=-∑∑
∑∑(),∵()21
21n
i A B i n n =+==+∑,∴A B +与n 具有相
同的奇偶性,又∵n S A B =-与n 的奇偶性相同,∴n S 的所有可能取值的奇偶性相同. 试题解析:(Ⅰ)3S 的所有可能的取值为3,5,7,9.
(Ⅰ)令i a i =(1i =,2,…,n ),则无论1b ,2b ,…,n b 填写的顺序如何,都有2
n S n =.
∵i a i =,∴{}1,2,,2i b n n n ∈++⋯,(1i =,2,…,n ), ∵i i a b <(1i =,2,…,n ),∴()22
1
1
1
1
1
1
)n n n n n n
n i
i
i
i
i
i
i i i i i n i S a b b a b a i i n
=====+==
-=-=-=-=∑∑∑∑∑∑.
(Ⅰ)显然,交换每一列中两个数的位置,所得的n S 的值不变. 不妨设i i a b >,记1
n i
i A a ==
∑,1n
i
i B b ==∑,其中i =1,2,…,n ,
则1
1
1
1
n
n
n
n
n i
i
i
i
i
i
i i i i S a b a b a b A B =====
-=-=-=-∑∑
∑∑(),
∵()()21
221212
n
i n n A B i n n =++=
=
=+∑,∴A B +与n 具有相同的奇偶性,
又∵n S A B =-与n 的奇偶性相同,∴n S 的所有可能取值的奇偶性相同.。