2012 年邯郸市高三第一次模拟考试
理科数学
本试卷分第 I 卷 (选择题) 和第 II 卷 (非选择题) 两部分, 其中第 II 卷第 (22) (24) 题为选考题,其他题为必考题。考生作答时,将答案答在答题卡上,在本试卷上答题无效。 考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 注意事项: 1、答题前,考生务必先将自己的姓名,准考证号填写在答题卡上,认真核对条形码上 的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。 2、选择题答案使用 2B 铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案的标 号,非选择题答案使用 0.5 毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整,笔迹清 楚。 3、请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效。 4、保持卷面清洁,不折叠,不破损。 5、做选考题时,考生按照题目要求作答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目对应的 题号涂黑。 参考公式: 样本数据 x1 , x 2 , Λ x n 的标准差 锥体体积公式
s=
1 [( x1 ? x)2 + ( x2 ? x )2 + L + ( xn ? x )2 ] n
1 V = Sh 3
其中 S 为底面面积, h 为高 球的表面积,体积公式
其中 x 为样本平均数 柱体体积公式
V = Sh
其中 S 为底面面积, h 为高
S = 4π R 2
4 V = π R3 3
其中 R 为球的半径
第I卷
一 、选择题:本大题共 12 小题,每小题 5 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。
1,3,5},则集合 B = 1.已知集合 A = {x ∈ N | 0 ≤ x ≤ 5}, C A B = {
A. {2,4} 2.复数 z = A. ?2 B. {0, 2,4} C. {0,1,3} D. {2,3,4}
4 + 3i 的虚部为 1 + 2i
B. 2 C. ?1
2
D. 1
3.给出以下命题:① ?x ∈ R,sin x + cos x > 1 ② ?x ∈ R, x ? x + 1 > 0 ③“ x > 1 ”是“ x > 1 ”
的充分不必要条件,其中正确命题的个数是 A.0 B.1 C.2 D.3
4.函数 f ( x) = e x + 4 x ? 3 的零点所在的区间为
1 1 1 1 ,0) B. (0, ) C.( , ) 4 4 4 2 4 8 5.在二项式 (2 ? x ) 的展开式中不含 ..x 的所有项的系数和为
A. ( ? A. ?1 B.0 C.1
D. ( , )
1 3 2 4
D.2
6. 如图是某几何体的三视图,其中正视图是腰长为 2 的等腰三角形,侧视图是半径为 1 的半 圆,则该几何体的表面积是 A. 2(π + 3) C. π + 3 B. 2π + 3 D. π + 2 3
7.阅读如图的程序框图. 若输入 n = 6 , 则输出 k 的值为 A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
8.函数 f ( x ) = sin(ω x + ? ) ( ω > 0,| ? |<
π )的最小正周期是 π , 2
若其图像向右平移 的图像 A.关于点 (
π 个单位后得到的函数为奇函数,则函数 f ( x ) 3
π , 0) 对称 12
B.关于点 (
5π , 0) 对称 12
π 对称 12 uuu r uuu r uuu r uuu r 9 .在 ?ABC 所在的平面 内 有 一 点 P ,如 果 2 PA + PC = AB ? PB , 那么 ?PBC 的面积 与
C.关于直线 x = D.关于直线 x =
5π 对称 12
?ABC 的面积之比是
A.
3 4
B.
1 2
C.
1 3
D.
2 3
10.在区间[-1,1]上任取两数 s 和 t,则关于 x 的方程 x 2 + 2sx + t = 0 的两根都是正数的概 率为 A. 1 24 B. 1 12 C.
1 4
D.
1 3
11.设抛物线 y 2 = x 的焦点为 F,点 M 在抛物线上,线段 MF 的延长线与直线 x = ? 点 N,则
1 交于 4
1 1 + 的值为 | MF | | NF |
B.
A.
1 4
1 2
C. 2
D.4
12.已知函数 g(x)是 R 上的奇函数,且当 x < 0 时 g ( x ) = ? ln(1 ? x ) ,
? x3 函数 f ( x) = ? ? g ( x)
A. ( ?2,1) C. ( ?1, 2)
( x < 0), 2 若 f (2 ? x ) > f ( x) ,则实数 x 的取值范围是 ( x > 0),
B. ( ?∞, ?2 ) ∪ (1, 2) ∪ ( 2, +∞ ) D. ?2, ? 2 ∪ ( ? 2, 0) ∪ (0,1)
(
)
第Ⅱ卷
本卷包括必考题和选考题两部分。第 13 题~第 21 题为必考题,每个试题考生都必须 做答。第 22 题~第 24 题为选考题,考生根据要求做答。
二、填空题(本大题共 4 个小题,每小题 5 分,共 20 分) 13.从某地区随机抽取 100 名高中男生,将他们的体 重(单位:kg)数据绘制成频率分布直方图(如 图) .若要从各组内的男生中,用分层抽样的方法选
取 20 人参加一项活动,则从 [ 60, 70] 这一组中抽取的人数为
.
x2 y2 14.双曲线 2 ? 2 = 1( a, b > 0) 的左、右焦点分别为 F1、F2,过焦点 F2 且垂直于 x 轴的直 a b
线与双曲线相交于 A、B 两点,若 F1 A ? F1 B = 0 ,则双曲线的离心率为
uuu r uuu r
.
15 . 将边 长为 2 的正 ?ABC 沿 BC 边上 的高 AD 折 成直 二面角 B ? AD ? C ,则三 棱 锥
B ? ACD 的外接球的表面积为 _________.
16.已知在 ?ABC 中, sin B 是 sin A 和 sin C 的等差中项,则内角 B 的取值范围是_____. 三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 17. (本小题满分 12 分) 已知正项等差数列 {an } 的前 n 项和为 S n ,且满足 a1 + a5 = (Ⅰ)求数列 {an } 的通项公式 an ; (Ⅱ)若数列 {bn } 满足 b1 = a1 且 bn +1 ? bn = an +1 ,求数列 ?
1 2 a3 , S 7 = 56 . 3
?1? ? 的前 n 项和 Tn . ? bn ?
18. (本小题满分 12 分) PM2.5 是指大气中直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物, 也称为可入肺颗粒物。 我国 PM2.5 标准采用世卫组织设定的最宽限值, 即 PM2.5 日均值在 35 微克/立方米以下空气质量为一级; 在 35 微克/立方米 ~ 75 微克/立方米之间空气质量为二级;在 75 微克/立方米以上空气质量 为超标. 某试点城市环保局从该市市区 2011 年全年每天的 PM2.5 监测数 据中随机的抽取 15 天的数据作为样本,监测值如茎叶图所示(十位 为茎,个位为叶) (I)从这 15 天的 PM2.5 日均监测数据中,随机抽出三天,求 恰有一天空气质量达到一级的概率;
(II)从这 15 天的数据中任取三天数据,记 ξ 表示抽到 PM2.5 监测数据超标的天数, 求 ξ 的分布列; (III) 以这 15 天的 PM2.5 日均值来估计一年的空气质量情况, 则一年 (按 360 天计算) 中平均有多少天的空气质量达到一级或二级. 19. (本小题满分 12 分) 如图,已知四棱锥 E ? ABCD 的底面为菱形,且 ∠ABC = 60o , AB = EC = 2,
AE = BE = 2 .
(I)求证:平面 EAB ⊥ 平面 ABCD ; (II)求二面角 A ? EC ? D 的余弦值.
20. (本小题满分 12 分) 已知点 A( 2, 0) ,B ( ? 2, 0) , 直线 PA 与 PB 的 在平面直角坐标系中, 点 P ( x , y ) 为动点, 斜率之积为 ?
1 . 2
(I)求动点 P 轨迹 E 的方程; (II)过点 F (1,0) 的直线 l 交曲线 E 于 M , N 两点,设点 N 关于 x 轴的对称点为 Q ( M 、Q 不重合),求证:直线 MQ 过定点. 21. (本小题满分 12 分)
2 已知函数 f ( x ) = ( x ?
2 1 x + )e ax (a > 0) a a
(I)当 a = 1 时 , 求函数 f ( x ) 的图象在点 A(0, f (0) )处的切线方程; (II)讨论函数 f ( x ) 的单调性; (Ⅲ)是否存在实数 a ∈ (1, 2) ,使 f ( x ) > 若不存在,请说明理由. 请考生在 22,23,24 三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分,做答时,
2 当 x ∈ (0,1) 时恒成立?若存在,求出实数 a ; a2
请写清题号. 22. (本小题满分 10 分)选修 4—1:几何证明选讲 AC 是弦,AD ⊥ CE , 垂足为 D, AC 平分 ∠BAD. 如图所示, 已知 AB 是圆 O 的直径, (Ⅰ)求证:直线 CE 是圆 O 的切线; (Ⅱ)求证: AC 2 = AB ? AD.
(23) (本小题满分 10 分)选修 4-4:坐标系与参数方程 已知极坐标系的极点在直角坐标系的原点处,极轴与 x 轴的 正半轴重合.
? 3 x = ?1 + t ? ? 2 (t 为参数) 直 线 l 的 参 数 方 程 为: ? , 曲线 C 的 极 坐 标 方 程为 : 1 ? y= t ? ? 2 ρ = 4 cos θ .
(Ⅰ)写出 C 的直角坐标方程,并指出 C 是什么曲线; (Ⅱ)设直线 l 与曲线 C 相交于 P 、 Q 两点,求 PQ 值. 24. (本小题满分 10 分)选修 4-5:不等式选讲 . 已知函数 f ( x) = log 2 (| x ? 1 | + | x + 2 | ? a) (Ⅰ)当 a = 7 时,求函数 f ( x ) 的定义域; (Ⅱ)若关于 x 的不等式 f ( x ) ≥ 3 的解集是 R ,求实数 a 的取值范围.
2012 年邯郸市高三第一次模拟考试数学(理) 参考答案及评分标准
一 、 选择题: BCDCB 二 、填空题:13.6 三、 解答题: 17. (本小题共 12 分) 解:(Ⅰ) Q {an } 是等差数列且 a1 + a5 = ABCAB 14. 2 + 1 CD 15. 5π 16. 0 < B ≤
π 3
1 2 1 a3 ,∴ 2a3 = a3 2 , 3 3
又 Q an > 0 ∴ a3 = 6 .…………………………………………………2 分
Q S7 =
7( a1 + a7 ) = 7a4 = 56 ∴ a4 = 8 ,……………………………4 分 2
………………6 分
∴ d = a4 ? a3 = 2 ,∴ an = a3 + (n ? 3)d = 2n .
(Ⅱ) Q bn +1 ? bn = an +1且an = 2n ,∴ bn +1 ? bn = 2( n + 1) 当 n ≥ 2 时, bn = ( bn ? bn ?1 ) + ( bn ?1 ? bn ?2 ) + L + (b2 ? b1 ) + b1
= 2n + 2(n ? 1) + L + 2 × 2 + 2 = n(n + 1) ,……………………8 分
当 n = 1 时, b1 = 2 满足上式, bn = n( n + 1)
∴
1 1 1 1 = = ? bn n(n + 1) n n + 1
……………………………………………………10 分
∴ Tn =
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 + +L + + = (1 ? ) + ( ? ) + L + ( ? )+( ? ) b1 b2 bn?1 bn 2 2 3 n ?1 n n n +1 1 n = . n +1 n +1
………………………………………………12 分
= 1?
18. (本小题共 12 分) 解: (Ⅰ)记“从 15 天的 PM2.5 日均监测数据中,随机抽出三天,恰有一天空气质量达到一 级”为事件 A ,…………1 分
P( A) =
1 2 C5 ? C10 45 . = 3 C15 91
……………………………………4 分
(Ⅱ) 依据条件, ξ 服从超几何分布: 其中 N = 15, M = 5, n = 3 , ξ 的可能值为 0,1, 2, 3 ,
3? k C5k C10 其分布列为: P ( ξ = k ) = ( k = 0,1, 2,3) .…………6 分 3 C15
ξ P
0 24 91
1 45 91
2 20 91
3 2 91
……………………8 分
(Ⅲ)依题意可知,一年中每天空气质量达到一级或二级的概率为 P =
10 2 = , 15 3
一年中空气质量达到一级或二级的天数为η ,则η ~ B (360, ) .…………10 分
2 3
∴ Eη = 360 ×
2 = 240 ,∴ 一年中平均有 240 天的空气质量达到一级或二级.…… 12 分 3
19. (本小题满分 12 分) (I)证明:取 AB 的中点 O ,连接 EO, CO
Q AE = EB = 2, AB = 2 ∴ V AEB 为等腰直角三角形 ∴ EO ⊥ AB, EO = 1 ……………………………………2 分
又 Q AB = BC , ∠ABC = 60
o
∴ V ACB 是等边三角形 ∴ CO = 3 ,又 EC = 2, ∴ EC 2 = EO 2 + CO 2 ,∴ EO ⊥ CO …………………………4 分 ∴ EO ⊥ 平面 ABCD ,又 EO ? 平面EAB ∴ 平面 EAB ⊥ 平面 ABCD ;……………………………………6 分
(II) 以 AB 中点 O 为坐标原点, 以 OB 所在直线为
y 轴, OE 所在直线为 z 轴, 建立空间直角坐标系如
图所示, 则 A(0, ?1, 0), C ( 3, 0, 0), D( 3, ?2, 0), E (0, 0,1)
uuu r uuu r uuu r ∴ AC = ( 3,1, 0), EC = ( 3, 0, ?1), DC = (0, 2, 0) ……………………8 分
设平面 DCE 的法向量 n = ( x , y ,1)
r
uuu r r ? 3 ? ? 3x ? 1 = 0 ? EC ? n = 0 ? ?x = ,即 ? ,解得 ? ∴ ? uuu r r 3 , 2 y = 0 ? DC ? n = 0 ? ? ? ? ?y = 0 r 3 ∴ n = ( , 0,1) 3
设平面 EAC 的法向量 m = ( a, b,1)
u r
uuu r u r ? 3 ? ? ? AC ? m = 0 ? 3a + b = 0 ?a = ,解得 ? r u r ,即 ? ? uuu 3 , a 3 ? 1 = 0 EC ? m = 0 ? ? ? ? ? ?b = ?1 u r 3 ∴ m = ( , ?1,1) …………………………………………………………10 分 3 u r r u r r m?n 2 7 Q cos m, n = u r r = 7 | m || n |
所以二面角 A ? EC ? D 的余弦值为 20. (本小题共 12 分)
2 7 7
…………………………12 分
解一: (1)由题知:
y y 1 ? = ? …………2 分 2 x+ 2 x? 2
x2 化简得: + y 2 = 1( y ≠ 0) ……………………………4 分 2
(2)设 M ( x1 , y1 ), N ( x2 , y2 ), Q ( x2 , ? y2 ) , l : x = my + 1 ,
代入
x2 + y 2 = 1( y ≠ 0) 整理得 (m 2 + 2) y 2 + 2my ? 1 = 0 …………6 分 2 ?2 m ?1 , y1 y2 = 2 ,………………………………8 分 2 m +2 m +2 y1 + y2 ( x ? x1 ) x1 ? x2
y1 + y 2 =
Q MQ 的方程为 y ? y1 =
令 y = 0, 得 x = x1 +
y1 ( x2 ? x1 ) my ( y ? y ) 2my1 y2 = my1 + 1 + 1 2 1 = + 1 = 2 ………10 分 y1 + y2 y1 + y2 y1 + y2
∴ 直线 MQ 过定点 (2, 0) .………………12 分
解二:设 M ( x1 , y1 ), N ( x2 , y2 ), Q ( x2 , ? y2 ) , l : y = k ( x ? 1) ,
代入
x2 + y 2 = 1( y ≠ 0) 整理得 (1 + 2k 2 ) x 2 ? 4k 2 x + 2k 2 ? 2 = 0 …………6 分 2 4k 2 2k 2 ? 2 , x x = ,…………8 分 1 2 1 + 2k 2 1 + 2k 2 y1 + y2 ( x ? x1 ) x1 ? x2
x1 + x2 =
Q MQ 的方程为 y ? y1 =
令 y = 0, 得 x = x1 +
y1 ( x2 ? x1 ) k ( x1 ? 1)( x2 ? x1 ) 2 x1 x2 ? ( x1 + x2 ) = x1 + = = 2 ……10 分 y1 + y2 k ( x1 + x2 ? 2) x1 + x2 ? 2
∴ 直线 MQ 过定点 (2, 0) .…………12 分
解三:由对称性可知,若 MQ 过定点,则定点一定在 x 轴上, 设 M ( x1 , y1 ), N ( x2 , y2 ), Q ( x2 , ? y2 ) , l : y = k ( x ? 1) ,
代入
x2 + y 2 = 1( y ≠ 0) 整理得 (1 + 2k 2 ) x 2 ? 4k 2 x + 2k 2 ? 2 = 0 …………6 分 2 4k 2 2k 2 ? 2 , x x = ,…………8 分 1 2 1 + 2k 2 1 + 2k 2 uuur uuu r uuur uuu r
x1 + x2 =
设 MQ 过定点 R ( m,0) ,则 RM // RQ ,而 RM = ( x1 ? m, ? y1 ), RQ = ( x2 ? m, y2 )
则 ( x1 ? m) ? y2 + ( x2 ? m ) ? y1 = k [2 x1 x2 ? ( m + 1)( x1 + x2 ) + 2m]
= k[
4k 2 ? 4 4k 2 (m + 1) 2m ? 4 ? + 2m] = k ? =0 2 2 1 + 2k 1 + 2k 1 + 2k 2
∴ m = 2 …………10 分 ∴ 直线 MQ 过定点 (2, 0) .…………12 分
21. (本小题共 12 分) 解(I) a = 1 时, f ( x ) = ( x 2 ? 2 x + 1)e x ,
f ′( x) = ( x 2 ? 1)e x
于是 f (0) = 1 , f ′(0) = ?1 , 所以函数 f ( x ) 的图象在点 A(0, f (0)) 处的切线方程为 y ? 1 = ?( x ? 0) 即 x + y ?1 = 0 . ………………………… ……………… 2 分
2 2 1 (II) f ′( x ) = ( 2 x ? )e ax + ( x 2 ? x + ) ? a ? e ax a a a = (2 x ? 2 a ? 2 ax + ax 2 ? 2 x + 1)e ax = (ax 2 + )e , a a a?2 的符号. a ……………… 4 分
∵ a > 0, e ax > 0 ,∴ 只需讨论 ax 2 + ⅰ)当 a >2 时, ax 2 + 增函数.
a?2 >0,这时 f ′( x ) >0,所以函数 f ( x ) 在(-∞,+∞)上为 a
ⅱ)当 a = 2 时, f ′( x) = 2 x e ≥0,函数 f ( x ) 在(-∞,+∞)上为增函数.
2 2x
……………… 6 分 ⅲ)当 0< a <2 时,令 f ′( x ) = 0,解得 x1 = ? 2?a , x2 = a 2?a . a
当 x 变化时, f ′( x ) 和 f ( x ) 的变化情况如下表:
x f ′( x )
( ?∞,? +
2?a ) a
?
2?a a 0
(?
2?a 2?a , ) a a -
2?a a 0
(
2?a ,+∞) a +
f ( x)
↗
极大值
↘
极小值
↗
∴ f ( x ) 在 ( ?∞,?
2?a 2?a 2?a 2?a ) ,( ,+∞) 为增函数, f ( x ) 在 ( ? , )为 a a a a
减函数……………… 8 分
(Ⅲ)当 a ∈(1,2)时, 在(
2?a 2?a ) 上是减函数, ∈(0,1) .由(2)知 f ( x ) 在 (0, a a
2?a 2?a 2 ,1) 上是增函数,故当 x ∈(0,1)时, f ( x) min = f ( ) = 2 (1 ? 2 ? a )e 2 ?a , a a a 2 所以 f ( x) > 2 当 x ∈(0,1)时恒成立,等价于 (1 ? 2 ? a )e 2 ?a > 1 恒成立.……10 分 a 当 a ∈(1,2) 时, 2 ? a ∈ (0,1) ,设 g (t ) = (1 ? t )et , t ∈ (0,1) ,则 g ′(t ) = e t ? e t ? te t = ?te t < 0 , 表明 g(t) 在 (0, 1) 上单调递减, 于是可得 g (t ) ∈ (0,1) , 即a∈ (1, 2) 时 (1 ? 2 ? a )e 恒成立,因此,符合条件的实数 a 不存在. ……………… 12 分
2? a
<1
22. (本小题共 10 分)证明: (Ⅰ)连接 OC ,因为 OA = OC ,所以 ∠OCA = ∠OAC ....2 分
0 又因为 AD ⊥ CE ,所以 ∠ACD + ∠CAD = 90 ,
又因为 AC 平分 ∠BAD ,所以 ∠OAC = ∠CAD , .............................................. 4 分 所以 ∠OCA + ∠ACD = 90o ,即 OC ⊥ CE ,所以 CE 是 e O 的切线................. 6 分 (Ⅱ)连接 BC ,因为 AB 是圆 O 的直径,所以 ∠BCA = ∠ADC = 900 , 因为 ∠OAC = ∠CAD , ............................................................................................ 8 分 所以△ ABC ∽△ ACD ,所以 23. (本小题共 10 分) 解: (Ⅰ)
AC AD 2 = ,即 AC = AB ? AD . ..................... 10 分 AB AC
Q ρ = 4cos θ , ∴ ρ 2 = 4 ρ cos θ , .............................................................................................. 2 分
由 ρ 2 = x 2 + y 2 , ρ cos θ = x 得: x 2 + y 2 = 4 x
2 2 所以曲线 C 的直角坐标方程为 ( x ? 2) + y = 4 ,…………………………4 分
它是以 (2, 0) 为圆心,半径为 2 的圆. …………………………………………5 分
? 3 x = ?1 + t ? ? 2 代入 x 2 + y 2 = 4 x 整理得 t 2 ? 3 3t + 5 = 0 ,……7 分 (Ⅱ)把 ? ? y = 1t ? ? 2
设其两根分别为 t1 、 t2 ,则 t1 + t2 = 3 3, t1t2 = 5 ,…………………………8 分
∴ PQ = t1 ? t2 = (t1 + t2 ) 2 ? 4t1t2 = 7 ……………………………………10 分
另解: 化直线参数方程为普通方程,然后求圆心到直线距离,再用垂径定理求得 PQ 的值. 24. (本小题满分 10 分) 解: (Ⅰ)由题设知: x ? 1 + x + 2 > 7 , 不等式的解集是以下不等式组解集的并集:
?x ≥ 1 ?? 2 < x < 1 ? x ≤ ?2 ,或 ? ,或 ? ………………3 分 ? ?x ? 1 + x + 2 > 7 ?? x + 1 + x + 2 > 7 ?? x + 1 ? x ? 2 > 7
解得函数 f ( x ) 的定义域为 ( ?∞,?4) ∪ (3,+∞ ) ; (Ⅱ)不等式 f ( x ) ≥ 3 即 x ? 1 + x + 2 ≥ a + 8 , ………………………………5 分
Θ x ∈ R 时,恒有 x ? 1 + x + 2 ≥ ( x ? 1) ? ( x + 2) = 3 ,…………………………8 分 Θ 不等式 x ? 1 + x + 2 ≥ a + 8 解集是 R, ∴ a + 8 ≤ 3, ∴ a 的取值范围是 (?∞,-5] .
……………………………10 分