2021年河南省六市高考数学第一次联考试卷(文科)(2021.03)(解析版)

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2021年河南省六市高考数学第一次联考试卷(文科)(3月份)一、选择题(共12小题).
1.已知集合A={x|2x<4},B={x|y=},则A∩B等于()
A.(2,+∞)B.[1,+∞)C.(1,2)D.[1,2)
2.若复数z在复平面内的对应点为(1,﹣1),则的虚部为()A.﹣i B.﹣1C.0D.1
3.等比数列{a n}的前n项和为S n,若a n>0,q>1,a3+a5=20,a2a6=64,则S4=()A.15B.20C.31D.32
4.已知空间中不过同一点的三条直线a,b,l,则“a,b,l两两相交”是“a,b,l共面”
的()
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
5.候鸟每年都要随季节的变化进行大规模的迁徙.研究某种鸟类的专家发现,该种鸟类的飞行速度v(单位:m/s)与其耗氧量Q之间的关系为v=a+log2(其中a是实数).据统计,该种鸟类在静止的时候其耗氧量为20个单位,若这种鸟类为赶路程,飞行的速度不能低于2m/s,其耗氧量至少需要()个单位.
A.70B.60C.80D.75
6.如图来自古希腊数学家希波克拉底所研究的几何图形,此图由一个半圆和一个四分之一圆构成,两个阴影部分分别标记为A和M.在此图内任取一点,此点取自A区域的概率记为P(A),取自M区域的概率记为P(M),则()
A.P(A)>P(M)
B.P(A)<P(M)
C.P(A)=P(M)
D.P(A)与P(M)的大小关系与半径长度有关
7.已知[x]表示不超过x的最大整数.执行如图所示的程序框图,若输入x的值为2.4,则输
出z的值为()
A.1.2B.0.6C.0.4D.﹣0.4
8.函数f(x)=的部分图象大致是()
A.B.
C.D.
9.若P为直线x﹣y+4=0上一个动点,从点P引圆C:x2+y2﹣4x=0的两条切线PM,PN (切点为M,N),则|MN|的最小值是()
A.B.C.D.6
10.已知函数f(x)=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示.现将函数f(x)图象上的所有点向右平移个单位长度后,横坐标再缩短到原来的倍得到函数g(x)的图象,则函数g(x)的解析式为()
A.g(x)=2sin(x﹣)B.g(x)=2sin(4x+)
C.g(x)=2sin(x+)D.g(x)=2sin(4x﹣)
11.f(x)=,对于∀x∈[﹣1,+∞),均有f(x)﹣1≤a(x+1),则实
数a的取值范围是()
A.[,+∞)B.[,+∞)C.[1,+∞)D.[,)12.侧棱长为的正四棱锥V﹣ABCD内,有一半球,其大圆面落在正四棱锥底面上,且与正四棱锥的四个侧面相切,当正四棱锥的体积最大时,该半球的半径为()
A.1B.C.D.2
二、填空题(共4小题).
13.已知单位向量,的夹角是,向量,若,则实数λ=.
14.已知实数x,y满足,则z=x﹣3y的最小值为.
15.在数列{a n}中,a n+1+(﹣1)n a n=2n﹣1,则数列{a n}的前20项之和为.16.已知直线l:x﹣y=0交双曲线Γ:=1(a>0,b>0)于A,B两点.
(Ⅰ)已知点P是双曲线上不同于点A,B的任意一点,则k PA•k PB=(结果用a,b表示)
(Ⅱ)过点A作直线l的垂线AC交双曲线Γ于点C,若∠ABC=60°,则双曲线Γ的离心率为.
三、解答题:本题共5小题,共70分,解答应写出文字说明证明过程或演算步骤.
17.如图,DC⊥平面ABC,EB∥DC,AC=BC=EB=2DC=2,∠ACB=90°,P、Q分别为DE、AB的中点.
(1)求证:PQ∥平面ACD;
(2)求几何体B﹣ADE的体积.
18.在△ABC中,A,B,C的对边分别是a,b,c,=0.(1)求角B的大小;
(2)若b=,a+c=5,求AC边上的高.
19.近年来,政府相关部门引导乡村发展旅游的同时,鼓励农户建设温室大棚种植高品质农作物.为了解某农作物的大棚种植面积对种植管理成本的影响,甲,乙两同学一起收集6家农户的数据,进行回归分析,得到两个回归摸型:
模型①:;模型②:.
对以上两个回归方程进行残差分析,得到表:
种植面积x(亩)234579每亩种植管理成本y(百元)252421221614模型①估计值25.2723.6221.9717.0213.72残差﹣0.270.38﹣0.97﹣1.020.28模型②估计值26.8420.1718.8317.3116.46残差﹣1.840.83 3.17﹣1.31﹣2.46(1)将以上表格补充完整,并根据残差平方和判断哪个模型拟合效果更好;
(2)视残差的绝对值超过1.5的数据视为异常数据,针对(1)中拟合效果较好的模型,剔除异常数据后,重新求回归方程.
附:,;0.272+0.382+0.972+1.022+0.282=2.277.
20.已知函数f(x)=e x﹣ax2,其中常数a∈R.
(Ⅰ)当x∈(0,+∞)时,不等式f(x)>0恒成立,求实数a的取值范围;
(Ⅱ)若a=1,且x∈[0,+∞)时,求证:f(x)>x2+4x﹣14.
21.设点C(x,y)(y≥0)为平面直角坐标系xOy中的一个动点(其中O为坐标系原点),点C到直线y=0的距离比到定点F(0,1)的距离小1,动点C的轨迹方程为E.(Ⅰ)求曲线E的方程;
(Ⅱ)若过点F的直线l与曲线E相交于A、B两点;
①若,求直线l的方程;
②分别过点A,B作曲线E的切线且交于点D,若以O为圆心,以OD为半径的圆与经
过点F且垂直于直线l的直线l1相交于M,N两点,求|MN|的取值范围.
选考题:共10分请考生在第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数,φ∈[0,π)),以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,圆C的极坐标方程为

(1)求圆C的直角坐标方程;
(2)设P(1,1),若直线l与圆C相交于A,B两点,求的最大值.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知a,b,c为正数,且a+b+c=2.证明:
(1);
(2).
参考答案
一、选择题(共12小题).
1.已知集合A={x|2x<4},B={x|y=},则A∩B等于()
A.(2,+∞)B.[1,+∞)C.(1,2)D.[1,2)
解:∵A={x|x<2},B={x|x≥1},
∴A∩B=[1,2).
故选:D.
2.若复数z在复平面内的对应点为(1,﹣1),则的虚部为()A.﹣i B.﹣1C.0D.1
解:由题意得,z=1﹣i,
∴=.
∴的虚部为﹣1.
故选:B.
3.等比数列{a n}的前n项和为S n,若a n>0,q>1,a3+a5=20,a2a6=64,则S4=()A.15B.20C.31D.32
解:∵a n>0,q>1,∴数列{a n}是递增数列,
又由题设可得:a2a6=64=a3a5,a3+a5=20,
∴易得:a3=4,a5=16,
∴q2==4,∴q=2,a1==1,
∴S4==15,
故选:A.
4.已知空间中不过同一点的三条直线a,b,l,则“a,b,l两两相交”是“a,b,l共面”
的()
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
解:空间中不过同一点的三条直线m,n,l,若m,n,l在同一平面,则m,n,l相交或m,n,l有两个平行,另一直线与之相交,或三条直线两两平行.
而若“m,n,l两两相交”,则“m,n,l在同一平面”成立.
故“a,b,l两两相交”是“a,b,l共面”的充分不必要条件,
故选:A.
5.候鸟每年都要随季节的变化进行大规模的迁徙.研究某种鸟类的专家发现,该种鸟类的飞行速度v(单位:m/s)与其耗氧量Q之间的关系为v=a+log2(其中a是实数).据统计,该种鸟类在静止的时候其耗氧量为20个单位,若这种鸟类为赶路程,飞行的速度不能低于2m/s,其耗氧量至少需要()个单位.
A.70B.60C.80D.75
解:由题意可得0=a+,解得a=﹣1,
∴v=﹣1+,
∴﹣1+≥2,
解得Q≥80,
故选:C.
6.如图来自古希腊数学家希波克拉底所研究的几何图形,此图由一个半圆和一个四分之一圆构成,两个阴影部分分别标记为A和M.在此图内任取一点,此点取自A区域的概率记为P(A),取自M区域的概率记为P(M),则()
A.P(A)>P(M)
B.P(A)<P(M)
C.P(A)=P(M)
D.P(A)与P(M)的大小关系与半径长度有关
解:设四分之一圆的半径为r,
则A区域的面积为S A=,
M区域的面积为S M=﹣[]=,
∴P(A)=P(M).
故选:C.
7.已知[x]表示不超过x的最大整数.执行如图所示的程序框图,若输入x的值为2.4,则输出z的值为()
A.1.2B.0.6C.0.4D.﹣0.4
解:模拟执行该程序框图,如下;
输入x=2.4,y=2.4,x=[2.4]﹣1=1,
满足x≥0,x=1.2,y=1.2,x=[1.2]﹣1=0,
满足x≥0,x=0.6,y=0.6,x=[0.6]﹣1=﹣1,
不满足x≥0,终止循环,z=﹣1+0.6=﹣0.4,
输出z的值为﹣0.4.
故选:D.
8.函数f(x)=的部分图象大致是()
A.B.
C.D.
解:由题知,f(x)的定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞),且f(﹣x)=﹣f(x),∴f(x)是奇函数,排除C和D,
将x=π代入f(x),得f(π)<0,
故选:A.
9.若P为直线x﹣y+4=0上一个动点,从点P引圆C:x2+y2﹣4x=0的两条切线PM,PN (切点为M,N),则|MN|的最小值是()
A.B.C.D.6
解:如图,由x2+y2﹣4x=0可得(x﹣2)2+y2=4,
所以圆C的圆心为C(2,0),半径r=2,如图所示,
要使|MN|的长度最小,即要∠MCN最小,则∠MCP最小,
因为tan∠MCP=,
所以当|PM|最小时,|MN|最小,
因为,
所以当|PC|最小时,|MN|最小,
因为,
所以cos∠MCP=,
又cos∠MCP=,
则.
故选:B.
10.已知函数f(x)=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<)的部分图象如图所示.现将函数f(x)图象上的所有点向右平移个单位长度后,横坐标再缩短到原来的倍得到函数g(x)的图象,则函数g(x)的解析式为()
A.g(x)=2sin(x﹣)B.g(x)=2sin(4x+)
C.g(x)=2sin(x+)D.g(x)=2sin(4x﹣)
解:由函数f(x)=A sin(ωx+φ)的部分图象知,A=2,
=﹣=,解得T=π,所以ω==2,
又f()=2sin(+φ)=﹣2,即sin(+φ)=﹣1,解得+φ=+2kπ,k∈Z,
所以φ=+2kπ,k∈Z,
又|φ|<,解得φ=,
所以f(x)=2sin(2x+),
将函数f(x)图象上的所有点向右平移个单位长度,得y=f(x﹣)=2sin(2x﹣),横坐标再缩短到原来的倍,得y=2sin(4x﹣)的图象,
则函数g(x)=2sin(4x﹣).
故选:D.
11.f(x)=,对于∀x∈[﹣1,+∞),均有f(x)﹣1≤a(x+1),则实数a的取值范围是()
A.[,+∞)B.[,+∞)C.[1,+∞)D.[,)【解答】
解:f(x)=,
对于∀x∈[﹣1,+∞),则f(x)﹣1=,
在坐标系中,画出函数y=f(x)﹣1与y=a(x+1)的图象,如图:
对于∀x∈[﹣1,+∞),均有f(x)﹣1≤a(x+1),
就是函数y=a(x+1)的图象都在y=f(x)﹣1图象的上方,
则y=ln(x+1)﹣1可得y′=(x>0),设切点坐标(m,n),
可得,可得n=1,此时ln(m+1)﹣1=1,解得m=e2﹣1,
所以切线的斜率为:=.
可得a.
故选:A.
12.侧棱长为的正四棱锥V﹣ABCD内,有一半球,其大圆面落在正四棱锥底面上,且与正四棱锥的四个侧面相切,当正四棱锥的体积最大时,该半球的半径为()
A.1B.C.D.2
解:设棱锥底面中心为O,E为AB的中点,作OF⊥VE于F,则半球的半径为OF.设AB=a,则OA=a,∴VO==,
∴正四棱锥的体积V=,令=t(t≥0),则a2=24﹣2t2,∴V=8t﹣,故V′(t)=8﹣2t2,令V′(t)=0可得t=2,
∴当0<t<2时,V′(t)>0,当t>2时,V′(t)<0,
∴当t=2时,V(t)取得最大值,即正四棱锥的体积最大,
此时,a2=16,a=4,VO=2,OE=AE==2,VE==2,
∴OF===.
故选:B.
二、填空题:本题共4个小题,每小题5分,共20分;其中第16题第Ⅰ空2分,第Ⅱ空3分.
13.已知单位向量,的夹角是,向量,若,则实数λ=.解:由题意可得,=﹣,
则=3+==0,
∴λ=.
故答案为:.
14.已知实数x,y满足,则z=x﹣3y的最小值为﹣7.解:由约束条件作出可行域如图,
联立,解得A(2,3),
由z=x﹣3y,得y=,由图可知,当直线y=过A时,
直线在y轴上的截距最大,z有最小值为﹣7.
故答案为:﹣7.
15.在数列{a n}中,a n+1+(﹣1)n a n=2n﹣1,则数列{a n}的前20项之和为210.解:∵在数列{a n}中,a n+1+(﹣1)n a n=2n﹣1,
∴a2﹣a1=2×1﹣1=1,
a3+a2=2×2﹣1=3;
a4﹣a3=2×3﹣1=5;
a5+a4=2×4﹣1=7;

从而可得:a1+a3=2;a2+a4=8;a5+a7=2;a6+a8=24;

所以从第一项起,依次取相邻两个奇数项的和为2;
从第二项起,依次取相邻两个偶数项的和构成以8为首项,16为公差的等差数列;
故其前20项的和为:2×5+(8×5+×16)=210.
故答案为:210.
16.已知直线l:x﹣y=0交双曲线Γ:=1(a>0,b>0)于A,B两点.(Ⅰ)已知点P是双曲线上不同于点A,B的任意一点,则k PA•k PB=(结果用a,
b表示)
(Ⅱ)过点A作直线l的垂线AC交双曲线Γ于点C,若∠ABC=60°,则双曲线Γ的离心率为.
解:(Ⅰ)可设A(m,n),B(﹣m,﹣n),P(x0,y0),
可得﹣=1,﹣=1,
两式相减可得=,
即有k PA•k PB=•==;
(Ⅱ)直线AB的方程为x﹣y=0,其斜率为,倾斜角为,
过B作直线BE与x轴平行,可得∠ABE=,
由AB⊥AC,可得直线AC的倾斜角为π﹣=,
直线BC的倾斜角为π﹣=,
由(Ⅰ)可得AC,BC的斜率之积为,
则有tan•tan=(﹣)•(﹣)==1,
所以e===,
故答案为:(1);(2).
三、解答题:本题共5小题,共70分,解答应写出文字说明证明过程或演算步骤.
17.如图,DC⊥平面ABC,EB∥DC,AC=BC=EB=2DC=2,∠ACB=90°,P、Q分别为DE、AB的中点.
(1)求证:PQ∥平面ACD;
(2)求几何体B﹣ADE的体积.
解:
(1)证明:取BC的中点O,∵P、Q分别为DE、AB的中点,则OQ是△ABC的中位线,∴OQ∥AC,OQ∥面ACD.
∵EB∥DC,∴OP是梯形BCDE的中位线,∴OP∥CD,OP∥面ACD.
这样,面POQ中,由两条相交直线OQ、OP都和面ACD平行,∴面OPQ∥面ACD,∴PQ∥平面ACD.
(2)由EB∥DC可得DC∥面ABE,故D、C两点到面ABE的距离相等,
∴B﹣ADE的体积V B﹣ADE=V D﹣ABE=V C﹣ABE.C到AB的距离等于==.
V C﹣ABE=(•AB•BE)•=.故几何体B﹣ADE的体积为.
18.在△ABC中,A,B,C的对边分别是a,b,c,=0.(1)求角B的大小;
(2)若b=,a+c=5,求AC边上的高.
解:(1)∵△ABC中,=0.
∴由正弦定理可得:sin A cos B﹣sin B sin A=0,
∵sin A>0,
∴cos B﹣sin B=0,可得tan B=,
∵B∈(0,π),
∴B=.
(2)设AC边上的高为h,
∵B=,b=,a+c=5,
∴b2=a2+c2﹣2ac cos B=a2+c2﹣ac,即7=(a+c)2﹣3ac,
∴ac=6,
∵S△ABC=ac sin B=,S△ABC=bh=h,
∴=h,解得h=,即AC边上的高是.
19.近年来,政府相关部门引导乡村发展旅游的同时,鼓励农户建设温室大棚种植高品质农作物.为了解某农作物的大棚种植面积对种植管理成本的影响,甲,乙两同学一起收集6家农户的数据,进行回归分析,得到两个回归摸型:
模型①:;模型②:.
对以上两个回归方程进行残差分析,得到表:
种植面积x(亩)234579每亩种植管理成本y(百元)252421221614模型①估计值25.2723.6221.9717.0213.72残差﹣0.270.38﹣0.97﹣1.020.28模型②估计值26.8420.1718.8317.3116.46
残差﹣1.840.83 3.17﹣1.31﹣2.46(1)将以上表格补充完整,并根据残差平方和判断哪个模型拟合效果更好;
(2)视残差的绝对值超过1.5的数据视为异常数据,针对(1)中拟合效果较好的模型,剔除异常数据后,重新求回归方程.
附:,;0.272+0.382+0.972+1.022+0.282=2.277.
解:(1)
种植面积x(亩)234579每亩种植管理成本y(百元)252421221614模型①估计值25.2723.6221.9720.3217.0213.72残差﹣0.270.38﹣0.97 1.68﹣1.020.28模型②估计值26.8422.3920.1718.8317.3116.46残差﹣1.84 1.610.83 3.17﹣1.31﹣2.46模型①的残差平方和为0.272+0.382+0.972+1.022+0.282+1.682=2.277+1.682<7,
模型②的残差平方和大于3.172>9.
∴模型①d的拟合效果比较好;
(2)应剔除第四组数据.
,.
=,.
∴所求回归方程为.
20.已知函数f(x)=e x﹣ax2,其中常数a∈R.
(Ⅰ)当x∈(0,+∞)时,不等式f(x)>0恒成立,求实数a的取值范围;
(Ⅱ)若a=1,且x∈[0,+∞)时,求证:f(x)>x2+4x﹣14.
解:(Ⅰ)由题意知当x∈(0,+∞)时,不等式f(x)=e x﹣ax2>0恒成立,即,设,则,
当x∈(0,2)时,h′(x)<0,函数h(x)单调递减,
当x∈(2,+∞)时,h′(x)>0,函数h(x)单调递增,
∴h(x)的最小值为,
∴实数a的取值范围为;
(Ⅱ)证明:由题意知,要证f(x)>x2+4x﹣14,即证e x﹣x2>x2+4x﹣14,即证e x﹣2x2﹣4x+14>0,
设g(x)=e x﹣2x2﹣4x+14(x≥0),则g′(x)=e x﹣4x﹣4,设h(x)=e x﹣4x﹣4,则h′(x)=e x﹣4,
令h′(x)=0,解得x=2ln2,易知函数h(x)在[0,2ln2)单调递减,在(2ln2,+∞)单调递增,
设曲线y=h(x)与x轴的交点为(m,0),因为h(0)=﹣3<0,h(2)=e2﹣12<0,h(3)=e3﹣16>0,
所以2<m<3,且e m=4m+4,
故当x∈[0,m)时,g′(x)<0,当x∈(m,+∞)时,g′(x)>0,
∴g(x)≥g(m)=e m﹣2m2﹣4m+14=18﹣2m2,
由于2<m<3,所以g(x)≥2(9﹣m2)>0,即f(x)>x2+4x﹣14.
21.设点C(x,y)(y≥0)为平面直角坐标系xOy中的一个动点(其中O为坐标系原点),点C到直线y=0的距离比到定点F(0,1)的距离小1,动点C的轨迹方程为E.(Ⅰ)求曲线E的方程;
(Ⅱ)若过点F的直线l与曲线E相交于A、B两点;
①若,求直线l的方程;
②分别过点A,B作曲线E的切线且交于点D,若以O为圆心,以OD为半径的圆与经
过点F且垂直于直线l的直线l1相交于M,N两点,求|MN|的取值范围.
解:(Ⅰ)设点C到直线y=0的距离为|y|,
由题意可知|CF|﹣|y|=1,
因为y≥0,
所以﹣y=1,
化简得x2=4y为所求方程.
(Ⅱ)①由题意可知,直线l的斜率必存在,
设直线l的方程为y=kx+1,
联立,得x2﹣4kx﹣4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
所以x1+x2=4k,x1x2=4,
又因为=2,
所以﹣x1=2x2,
所以x1=2,x2=﹣或x1=﹣2,x2=,
所以k=或k=﹣,
所以直线l的方程为x﹣4y+4=0或x+4y﹣4=0.
②因为x2=4y,所以y=x2,y′=x,
过点A的切线方程为y=(x﹣x1)+y1,即y=x﹣y1①,过点B的切线方程为y=(x﹣x2)+y2,即y=x﹣y2②,联立①②得(x1﹣x2)x=2(y1﹣y2),
所以x==,y=,
所以点D的坐标为(,),即D(2k,﹣1),所以|OD|﹣d2=>0,
所以k∈R,
又因为=,
所以|MN|=2=2,
令k2+1=t,t∈[1,+∞),
f(t)=4t+﹣4,
所以f′(t)=4﹣>0,
所以f(t)在[1,+∞)上单调递增,
所以f(t)≥f(1)=1,
所以|MN|≥2,
所以|MN|的取值范围为[2,+∞).
选考题:共10分请考生在第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数,φ∈[0,π)),以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,圆C的极坐标方程为

(1)求圆C的直角坐标方程;
(2)设P(1,1),若直线l与圆C相交于A,B两点,求的最大值.
解:(1)圆C的极坐标方程为:.
转换为直角坐标方程为:,
所以:.
(2)将线l的参数方程为:(t为参数),
代入.
所以
设点A,B所对应的参数为t1和t2,
则,,
解法1:
当sinφ=1时,,故.
解法2:
由t的几何意义知,,;
故.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知a,b,c为正数,且a+b+c=2.证明:
(1);
(2).
【解答】证明:(1)∵a,b,c为正数,且a+b+c=2,
∴(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc=4.
∵a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,a2+c2≥2ac,
上述三式相加,得a2+b2+c2≥ab+ac+bc,
∴4=a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc≥3ab+3ac+3bc,
∴,当且仅当时取等号;
(2),同理,,∴≥=8,
即,当且仅当a=b=c=时取等号.。

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