【文档说明】浙江省宁波市2023届高三上学期一模数学试卷+答案.docx,共(26)页,1.483 MB,由baby熊上传
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宁波市2022学年第一学期高考模拟考试高三数学试题一、选择题:本题共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ln1Axyx,260Bxxx,则AB()A.12xxB.13xx
C.2xxD.1xx【答案】B【解析】【分析】先求对数函数的定义域化简集合A,再解二次不等式化简集合B,从而利用集合的交集运算求得结果.【详解】因为ln1yx,所以10x,得1x,故1Axx
,由260xx得320xx,解得23x,故23Bxx,所以利用数轴法易得13ABxx.故选:B.2.已知数列na与nb均为等差数列,且354ab,598ab,则47ab()A.5B.6C.7D.8【答案】B【解析】【分析】根
据等差数列的性质即可求解.【详解】因为354ab,598ab,所以355912abab,即355912aabb,根据等差数列的性质可知3559472212aabbab,所以476ab.故选:B.3
.若i12i1ia(aR,i为虚数单位),则ia()A.22B.10C.5D.2【答案】B【解析】【分析】根据复数的运算法则求得参数a,再求目标复数的模长即可.【详解】因为i12i1ia,故i1i12i3ia
,故3a,则i3i9110a.故选:B.4.一种药品在病人血液中的量不低于1500mg时才有疗效,如果用药前,病人血液中该药品的量为0mg,用药后,药在血液中以每小时2
0%的比例衰减.现给某病人静脉注射了3000mg的此药品,为了持续保持疗效,则最长需要在多少小时后再次注射此药品(lg20.301,结果精确到0.1)()A.2.7B.2.9C.3.1D.3.3【答案】C【解析】【分析】
根据题意列出关于n的式子,根据对数的运算性质即可求解.【详解】设注射n个小时后需要向病人血液中再次注射该药品,则41lg23000120%15005212lg2nnn,由lg20.301得:3.1n
故n的最大值为3.1,故选:C5.已知两个非零向量a,b的夹角为60°,且2aab,则abab()A.13B.33C.3D.3【答案】C【解析】【分析】根据向量的垂直关系可得ab,进而
根据模长公式即可求解.【详解】由2aab得2222=0=2=2cos60aabaabaabab-邹邹崔=,()22223ababababa+=+=++?()2222ababababa-=-=+-?,所以33abaaba
,故选:C6.已知0,2A,,00Btt,动点C在曲线T:2401yxx上,若△ABC面积的最小值为1,则t不可能为()A.4B.3C.2D.1【答案】D【解析】【分析】设200,4yCy,求出直线AB的方程,
利用点到直线的距离公式求出点C到直线AB的距离,再求出AB,可得200022,2,22ABCytytSy△,分别代入4t、3t、2t及1t,判断最小值是否为1即可.【详解】设200,4yCy
,因为0,1x,所以2,2y,即02,2y.直线AB的方程为12xyt,即2200xtytt.因为02,2y,0t,所以22000022022yytytyt.则点C到直线AB的距离为2200002
2222244yytyttytdtt.因为0,2A,,0Bt,所以24ABt.所以22000022221224224ABCyytyttytStt△.当4t时,2000482,2,22ABCyySy△,可得
当02y时,min1ABCS△,符合题意;当3t时,2000362,2,22ABCyySy△,可得当02y时,min1ABCS△,符合题意;当2t时,2000242,2,22ABCyySy△,可得当
02y时,min1ABCS△,符合题意;当1t时,200022,2,22ABCyySy△,可得当01y时,min34ABCS△,不符合题意故t不可能为1.故选:D.7.若函数2f
xxmxn在区间1,1上有两个零点,则2221nmn的取值范围是()A.0,1B.1,2C.0,4D.1,4【答案】A【解析】【分析】令212fxxmxn
xxxx,且12,1,1xx,12xx,注意到22222111111nmnnmmnmnff,则将问题转化为求11ff的范围即可.【详解】令212fxxmxnxxxx,且12,1,1xx
,12xx,根据,将22222111111nmnnmmnmnff,221212121111111111ffmnmnxxxxxx
,又21011x,22011x,.∴110,1ff,又12xx,∴110,1ff,即22210,1nmn,故选:A
.8.在正四棱台1111ABCDABCD中,112ABAB,13AA.当该正四棱台的体积最大时,其外接球的表面积为()A.332B.33C.572D.57【答案】D【解析】【分析】根据正棱台的性质,
表示出棱台的高与边长之间的关系,根据棱台的体积公式,将体积函数式子表示出来,利用不等式求解最值,得到棱台的高.因为外接球的球心一定在棱台上下底面中心的连线及其延长线上,通过作图,数形结合,求出外接球的半径,得到表面积.【详解】图1设底边长为a,原四棱锥的高为h,如图1,1,OO分别是上
下底面的中心,连结1OO,11OA,OA,根据边长关系,知该棱台的高为2h,则11112222217322224ABCDABCDaahahVaa,由13AA,且四边形11AOOA
为直角梯形,11112224OAABa,2222OAABa,可得222324ha,则2238ah,111122277324128ABCDABCDahaaV3222
2227748228482484833aaaaaa当且仅当22482aa,即4a时等号成立,此时棱台的高为1.上底面外接圆半径1112rAO,下底面半径22rAO,设球的半径为R,显然
球心M在1OO所在的直线上.显然球心M在1OO所在的直线上.图2当棱台两底面在球心异侧时,即球心M在线段1OO上,如图2,设OMx,则11OMx,01x,显然1MAMAR则,有222211r
xrx,即22222221xx解得0x,舍去.图3当棱台两底面在球心异侧时,显然球心M在线段1OO的延长线上,如图3,设OMx,则11OMx,显然1MCMAR即222211rxrx,即222
22221xx解得52x,225572222R,此时,外接球的表面积为225744572R.故选:D.二、选择题:本题共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.若函数sin20fxx的图象关于直线6x对称,则()A.102fB.fx的图象关于点5,012中心对称C.fx在区间0,3上单调递增D.fx在区间0,上有2个极值点【答案】ABD【解析
】【分析】先根据图象关于直线6x对称可求得,从而得到解析式,赋值法可判断AB,整体代入法可判断C,根据三角函数中极值点的含义可判断D.【详解】若函数sin20fxx的图象关于直线6x对称,
则262k,解得6k,Zk,而0,所以6,故sin26fxx.对于A,10sin62f,A正确;对于B,5()sin012f,所以图象关于点5,012中心对称,B正确;对于C,令2222
62kxk,即36kxk,Zk,当0k时,单调递增区间为[,]36,0,3不是其子区间,C错误;对于D,三角函数的极值点即为函数图像对称轴所对应的横坐标,令262xk,
得26kx,当0k和1k时,6x和23x为fx在区间0,上的2个极值点,D正确.故选:ABD10.已知直线l:31002mxymm与圆O:224xy相交于,AB两
点,与两坐标轴分别交于,CD两点,记AOB的面积为1S,COD△的面积为2S,则()A.12SB.存在m,使23SC.3ABD.存在m,使ABCD【答案】ABC【解析】【分析】运用数形结合思想,结合面积公式和点到直线距离,两点间距离,直线
与圆弦长公式即可.【详解】A.直线l:31002mxymm,当0x时,312ym,当0y时,312xm,所以22313()122CDmm(),因为圆心为(0,0),2Or,所以圆心到直线的距离23121mdm,所以根据直线被圆截得的
弦长公式有2242ABd,解得224ABd,所以2222214144222ddSABddddd,当且仅当224dd即2d,即231221mdm,解得2106m时取得等号.所以12S,故A正
确.B.直线l:31002mxymm,当0x时,312ym;当0y时,312xm,所以21331(1)()222Smm191(3)24mm191(23)24mm3当23m时,
23S,故B正确.C.直线l:31002mxymm过定点3(,1)2P在圆内,因为圆O:224xy,圆心为(0,0),2Or,所以圆心到直线的距离23121mdm因为2229242424134ABd
PC,当且仅当lOP时,dPC,所以l被截得的弦长最短3AB,所以3AB.故C正确.D.要使ABCD,则AB与CD重合,此时AB的直线方程为2yx不过定点3(,1)2P,故
D错.故选:ABC.11.已知正实数a、b满足221ababab,则()A.ab的最大值为2B.ab的最小值为152C.22ab的最小值为2D.22ab的最大值为3【答案】AC【解析】【分析】利用基本不等式可得出关于ab的不等式,解出a
b的取值范围,可判断AB选项;由已知可得出22222ababab,利用二次函数的基本性质结合ab的取值范围,可得出22ab的取值范围,可判断CD选项.【详解】因为正实数a、
b满足221ababab,则221112abababab,因为0ab,解得1522ab,当且仅当1ab时,ab取最大值2,则A对B
错;因为222222212ababababababab,所以,22222ababab,令15,22tab,因为函数222ytt在15,22
上单调递减,所以,22235222,2ababab,C对D错.故选:AC.12.如果定义在R上的函数fx满足:对任意xy,有2fxfy,则称其为“好函数”,所有“好函数”fx形成集合.下列结论正确的有()A.任意fx,均有
0fxB.存在fx及0xR,使02022fxC.存在实数M,对于任意fx,均有fxMD.存在fx,对于任意xR,均有fxx【答案】AC【解析】【分析】首先对于A,取yx,即可证明;对于BCD,利用归纳推理以及反证法即可求解.
【详解】A项:fx,取yx,由于2()()fxfy,故0fx,正确;B项:假如fx及0xR,使02022fx,现任取00,0xx,有24200002()()()()nfxfxfxfxnn,因此20()
2022nfx,从而120()2022nfx,令n,得0()1fx,再任取00,0xx,有222220000122022nnnnfxfxfxfxnn
,令n,得0()fx,这表明0,fx在0x处无定义,与()fx定义在R上矛盾,错误;C项:用反证法,反设结论得RM,()fx,使得()fxM
,那么取02021,RMx,使得020222021fx,由B分析知有矛盾,所以假设不成立,因此原命题为真,正确;D项:若此选项成立,则()()fxx,与C矛盾,错误.故选:AC【点睛】方法点睛:对于抽象函数以及函数不等式常用
的证明方法:(1)特殊值法:可以通过例举特殊值,验证结论错误;(2)反证法:可以通过反证法,先假设,再证明得出矛盾,则原命题为真;(3)归纳推理法:归纳推理的一般步骤是先证明当n取第一个值时,命题正确;假设当nk时,命题正确,证明当1nk时命题也正确.三、填空题:本题共4小题,每小
题5分,共20分.13.若sin3cos2xx,则cos2x__________.【答案】12##0.5【解析】【分析】利用辅助角公式得πsin13x即可求出π2π,6xkkZ即可求解cos2x.【详解】因为πsin3c
os2sin23xxx,所以ππ2π,32xk即π2π,6xkkZ,所以π24π,3xkkZ,所以ππ1cos2cos4πcos332xk故答案为:12.14.南宋的数学家杨辉“
善于把已知形状、大小的几何图形的求面积、体积的连续量问题转化为离散量的垛积问题”,在他的专著《详解九章算法•商功》中,杨辉将堆垜与相应立体图形作类比,推导出了三角垛、方垛、刍童垛等的公式,例如三角垛指的是如图顶层放1个,第二层放3个,第三层放6个,第四层放1
0个第n层放na个物体堆成的堆垛,则1210111aaa__________.【答案】2011【解析】【分析】由累加法即可求得na,再利用裂项相消法即可求解.【详解】由题可知:1231,3,6aaaLL,
即有12nnaann,所以121321()()()nnnaaaaaaaa(1)12342nnn,当n=1成立所以1222(1)1nannnn,所以121011122222222223341011aaa
22021111.故答案为:201115.在棱长均相等的四面体ABCD中,P为棱AD(不含端点)上的动点,过点A的平面α与平面PBC平行.若平面α与平面ABD,平面ACD的交线分别为m,
n,则m,n所成角的正弦值的最大值为__________.【答案】223【解析】【分析】根据面面平行的性质可得//,//mBPnPC,进而得BPC或其补角即为m,n所成的平面角,结合余弦定理即可求解余弦的最小值,即可求解正弦的最值.【详解】过点A的平面α与平面PBC平行.
若平面α与平面ABD,平面ACD的交线分别为m,n,由于平面//平面PBC,平面PBC平面ABDPB,,平面PBC平面ACDPC所以//,//mBPnPC,所以BPC或其补角即为m,n所成的平面角,设正四棱锥ABCD的棱长为1,,01APxx
,则1PDx,在ABP中,由余弦定理得:222212cos6012112BPABAPABAPxxxx,同理222212cos601121112PCCDPDCDPDxxxx
,故在PBC中,22222221211112cos11221211324xxPBPCBCBPCPBPCxxxxx,由于2133244x
,则212231324x,进而2112131324x,当12x时取等号,故cosBPC的最小值为13,进而222sin1cos3BPCBPC,故sinBPC的最大值为223
,故答案为:22316.已知A,B为椭圆22195xy上两个不同的点,F为右焦点,4AFBF,若线段AB的垂直平分线交x轴于点T,则FT__________.【答案】43【解析】【分析】设1122,,,AxyB
xy,利用焦半径公式得到123xx,设0,0Tx,写出垂直平分线方程121212322xxyyyxyy,代入0,0Tx,化简得到0x值,最终求出FT的值.【详解】首先
我们证明椭圆的焦半径公式左准线方程为2axc,右准线方程为2axc,00,Pxy,1PFceAPa,2100aPFeAPexexac,同理可证20PFaex,因本题椭圆离心率:23e,设1122,
,,AxyBxy由焦半径公式:122233433xx得:123xx,为即AB中点1203,,,022yyTx,1212AByykxx,则AB垂直平分线斜率为1212xxyy根据点,AB在椭圆上,则有2211195x
y,2222195xy,作差化简得2222122159yyxx,则线段AB的垂直平分线方程为121212322xxyyyxyy,代入0,0Tx得:22222112120121255
359922226xxxxyyxxxxx,即023x,则24||233FT.故答案为:43.【点睛】椭圆中常见的二级结论对解决椭圆相关难题,尤其是选择填空题具有很好的作用,例如本题中的焦半径公式,10PFexa,20PFaex,点在椭圆上适合
椭圆方程这一条件做题时容易忽略,但是却是设点法做题必要的步骤.四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.已知数列na的前n项和nS满足*22NnnSan
.(1)求数列na的通项公式;(2)令4nnban,求数列nnba的前n项和nT.【答案】(1)2nna(2)2282nnnTn【解析】【分析】(1)由na与nS的关系即可求得数列na的通项公式;(2)利用错位相减法求数列的前n项和.
【小问1详解】当1n,11122Saa,故12a,因为22nnSa,当2n时,1122nnSa,两式相减得:1122nnnnnSSaaa,即12nnaa,故数列na为等比数列,公比2q=,所以1222nnna.【小问2详
解】424nnnbann,故224122nnnnnbnna,故10121232222nnnTn,令10121232222nnnH①,0121
112322222nnnH②,①-②得1012211111112222222nnnnH1112122412212nnnnn即2282nnnH,故22228822nnnnnTnn
.18.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为,,abc,4cosabCba.(1)求222abc的值;(2)若111tantantanBAC,求cosA.【答案】(1)2(2)36【解析】【分析】(1)利用余弦定理角化边即可求解;(2)根
据弦化切将原等式变为2sincossinsinBBAC,角化边即可得到2223acb,再结合2222abc可得32bc,52ac,利用余弦定理即可求解.【小问1详解】因为4cosabCba,结合余弦定理,得22222
42ababcabab,即2222abc,所以2222abc.【小问2详解】由111coscossincoscossinsintantantansinsinsinsinsinsinACCACABBACACACAC
,即22sincossinsinBbBACac,即22222acbbacac即2223acb,又2222abc,所以32bc,52ac,所以22222235344cos26322cccbcaAbccc.19.已
知函数sinfxxax,Ra.(1)若2a,求曲线yfx在点,66f处的切线方程;(2)若fxa在5,66x上恒成立,求实数a的取值范围.【答案】
(1)34312122yx(2)365a【解析】【分析】(1)求出函数的导函数,即可求出切线的斜率,从而求出切线方程;(2)参变分离可得sin1xax在5,66x上恒成立,令
sin1xgxx,5,66x,利用导数说明函数的单调性,求出函数的最小值,即可得解.【小问1详解】解:当2a时,sin2fxxx,所以1sin266623f
,cos2fxx,所以3cos22662f,故所求切线方程为34312122yx.【小问2详解】解:因为fxasinsin11xxaxax在5,66x
上恒成立,令sin1xgxx,5,66x,则2coscossin1xxxxgxx,令coscossinhxxxxx,则sinsin0hxxxx,所以hx在5,66x
上单调递减,因331066222h,55331066222h,由零点存在定理知,存在唯一05,66x,使00hx,所以gx在0,6x上单调递增,在05
,6x上单调递减,所以min5333min,min,6666565gxgg,从而365a.20.如图,直三棱柱111ABCAB
C-中,2ACB,E,F分别是AB,11BC的中点.为(1)证明:EF⊥BC;(2)若2ACBC,直线EF与平面ABC所成的角为3,求平面1AEC与平面FEC夹角的余弦值.【答案】(1)证明见解析(2)27035【解
析】【分析】(1)取BC中点H,分别连结EH,FH,则1FHBB∥,得FH⊥平面ABC,利用线面垂直的性质和判定定理证明BC⊥平面EFH,即可证明;(2)根据题意,由(1)知∠FEH为EF与平面ABC所成的角,求出1CC,建立
如图空间直角坐标系,利用向量法分别求出平面CEF与平面1CAE的法向量,结合空间向量数量积的定义计算即可.【小问1详解】证法1:取BC中点H,分别连结EH,FH,因为F为11BC中点,所以1FHBB∥,因为三棱柱为直棱柱,所以1BB平面ABC,所以FH⊥
平面ABC,由BC平面ABC,所以FH⊥BC,又E为AB的中点,则//EHAC,且ACBC,所以EHBC,因为EH,FH平面EFH,EHFHH,的所以BC⊥平面EFH,因为EF平面EFH,所以EFBC.证法2:设C
Aa,CBbuurr,1CCcuuurr,则1111222EFCFCECCCBCACBac,由题知,CACB,1CCCB,所以0ab,0bc,从而102CBEFbac,即EFBC.【小问2详解
】由(1)知∠FEH为EF与平面ABC所成的角,所以3FEH,由2ACBC,得13CC.如图,以CA,CB,1CC分别为x轴,y轴,z轴正向,建立空间直角坐标系.则2,0,0A,0,2,0B,10,0,
3C,12,0,3A,10,2,3B,1,1,0E,0,1,0H,0,1,3F,1,1,0CE,0,1,3CF,12,0,3CA,设平面CEF的一个法向量为111,,mxyz,由00mCEmCF得1111030xyyz
,取3,3,1m,平面1CAE的法向量为222,,xnyz,由100nCEnCA得22220230xyxz,取3,3,2n,设平面CEF与平面1CAE的夹角为,则270cos35mnmn.所以平面CEF与平面1CAE夹角
的余弦值为27035.21.已知点2,0A,104,33B在双曲线E:222210,0xyabab上.(1)求双曲线E的方程;(2)直线l与双曲线E交于M,N两个不同的点(异于A,B),过
M作x轴的垂线分别交直线AB,直线AN于点P,Q,当MPPQ时,证明:直线l过定点.【答案】(1)2214xy(2)证明见解析【解析】【分析】(1)将点坐标代入双曲线方程,即可求解,ab值,进而得双曲
线方程;(2)设直线方程,联立直线与双曲线方程,得到韦达定理,根据向量关系,转化为坐标关系,即可得,mk的关系,进而可得直线过定点.【小问1详解】由题知,222224111014133aab,得21b,所以双曲线E的方程为22
14xy.【小问2详解】由题意知,当l⊥x轴时,Q与N重合,由MPPQ可知:P是MQ的中点,显然不符合题意,故l的斜率存在,设l的方程为ykxm,联立2214ykxmxy,消去y得222148440kxkmxm
,则的222222641611416140kmmkmk,即2214mk,且2140k,设11,Mxy,22,Nxy,122814kmxxk,21224414mxxk,AB方程为124yx,令1xx,得112
,4xPx,AN方程为2222yyxx,令1xx得11222,2xQxyx,由MPPQ,得111222222xxyyx,即12121222yyxx,即122112121
22242kxmxkxmxxxxx,即121214422480kxxkmxxm,将122814kmxxk,21224414mxxk代入得即22416161680mkmkkm,所以
2220mkmk,得22mk或2mk,当22mk,此时由0,得58k,符合题意;当2mk,此时直线l经过点A,与题意不符,舍去所以l的方程为22ykxk,即22ykx,所以l过定点2,2.22.已知函数2e32
e10,xfxaxbxbaabR,且00f,10f.(1)若2a,函数fx在区间1,12上单调递增,求实数b的取值范围;(2)证明:对于任意实数xR,20310fxff.参考数据
:e2.7182818.【答案】(1)e03e2b(2)证明见解析【解析】【分析】(1)利用导数与单调性最值的关系求解;(2)利用导数讨论单调性并证明不等式.【小问1详解】2a时,2e62e1xf
xxbxb,由题知1220xfxexeb对任意1,12x恒成立,因为fx在1,12单调递增,则min1e62e02fxfb,得e3e2b.又00fb,1e50fb,得
05eb,综上e03e2b.【小问2详解】法1:由题020fba,12e10fab,则221eaba,而'e62exfxaxb,显然fx在R上单调递增,
012e12e252e20fbaa,1e62ee62212e20fabaaa,由零点存在定理知存在唯一00,1x使0'0fx,00e2e
6xbax所以fx在0,x单调递减,在0,x单调递增,所以0minfxfx,02200000e32e132e332e1xfxaxbxbaaxbaxba,2031422633e3473effbaa
bab,所以20002031203132e3328efxfffxffaxbaxab20002232e338exbaxaxa
220000022232e338e324e254exaaxaxaaxaxa200000038542e4e13542e4exxaxxxax042e4ex记42e4e
gxx,gx单调递减,又ln2e6ln22e26ln22e26ln22216ln240ababaaa,故00ln2x,又3e16,故3ln24,则35145e42e4e7e0422gx
,命题得证.(2)法2:由题020fba,12e10fab,则221eaba,而'e62exfxaxb,显然'fx在R上单调递增,'012e12e252e2
0fbaa,333344443991'e2ee221e2e204222fabaaa,由零点存在定理知存在唯一030,4x,使0'0f
x,00e2e6xbax,所以fx在0,x单调递减,在0,x单调递增,所以0minfxfx,20002031203132e3328efxfffxffaxbaxab记232e33
28ehxaxbaxab,则对称轴e313baxa,所以039332e3328e4164hxhabaab3153151158e28
e7e016221622162abaaa命题得证.