2022屆山西太原師范學(xué)院高三壓軸卷數(shù)學(xué)試卷含解析

1、2021-2022高考數(shù)學(xué)模擬試卷注意事項(xiàng)：1 答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用05毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3請(qǐng)按照題號(hào)順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。4保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題：本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1有一圓柱狀有蓋鐵皮桶（鐵皮厚度忽略不計(jì)），底面直徑為cm，高度為cm，現(xiàn)往里面裝直徑為cm的球

2、，在能蓋住蓋子的情況下，最多能裝（ ）（附：）A個(gè)B個(gè)C個(gè)D個(gè)2如圖，在正方體中，已知、分別是線段上的點(diǎn)，且.則下列直線與平面平行的是（ ）ABCD3下列與函數(shù)定義域和單調(diào)性都相同的函數(shù)是（ ）ABCD4執(zhí)行下面的程序框圖，則輸出的值為 （ ）ABCD5使得的展開式中含有常數(shù)項(xiàng)的最小的n為( )ABCD6已知函數(shù)是定義在R上的奇函數(shù)，且滿足，當(dāng)時(shí)，（其中e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù)），若，則實(shí)數(shù)a的值為( )AB3CD7過拋物線的焦點(diǎn)的直線交該拋物線于，兩點(diǎn)，為坐標(biāo)原點(diǎn).若，則直線的斜率為( )ABCD8已知函數(shù)（）的部分圖象如圖所示，且，則的最小值為（ ）ABCD9若直線與圓相交所得弦長(zhǎng)為，則（ ）A

3、1B2CD310將一張邊長(zhǎng)為的紙片按如圖(1)所示陰影部分裁去四個(gè)全等的等腰三角形，將余下部分沿虛線折疊并拼成一個(gè)有底的正四棱錐模型，如圖(2)放置，如果正四棱錐的主視圖是正三角形，如圖(3)所示，則正四棱錐的體積是( )ABCD11已知為等比數(shù)列，則（ ）A9B9CD12若實(shí)數(shù)、滿足，則的最小值是（ ）ABCD二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13已知一個(gè)正四棱錐的側(cè)棱與底面所成的角為，側(cè)面積為，則該棱錐的體積為_14直線是曲線的一條切線為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))，則實(shí)數(shù)_.15已知集合U1,3,5,9，A1,3,9，B1,9，則U(AB)_.16在平面直角坐標(biāo)系中，曲線上任意一點(diǎn)到直

4、線的距離的最小值為_三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17（12分）如圖，四棱錐中，平面平面，若，四邊形是平行四邊形，且.（）求證：；（）若點(diǎn)在線段上，且平面，求二面角的余弦值.18（12分）已知.（1）解關(guān)于x的不等式：；（2）若的最小值為M，且，求證：.19（12分）如圖，是矩形，的頂點(diǎn)在邊上，點(diǎn)，分別是，上的動(dòng)點(diǎn)（的長(zhǎng)度滿足需求）.設(shè)，且滿足.（1）求；（2）若，求的最大值.20（12分）某貧困地區(qū)幾個(gè)丘陵的外圍有兩條相互垂直的直線型公路，以及鐵路線上的一條應(yīng)開鑿的直線穿山隧道，為進(jìn)一步改善山區(qū)的交通現(xiàn)狀，計(jì)劃修建一條連接兩條公路和山區(qū)邊界的直線型公路， 以所

5、在的直線分別為軸，軸， 建立平面直角坐標(biāo)系， 如圖所示， 山區(qū)邊界曲線為，設(shè)公路與曲線相切于點(diǎn)，的橫坐標(biāo)為.（1）當(dāng)為何值時(shí)，公路的長(zhǎng)度最短?求出最短長(zhǎng)度；（2）當(dāng)公路的長(zhǎng)度最短時(shí)，設(shè)公路交軸，軸分別為，兩點(diǎn)，并測(cè)得四邊形中，千米，千米，求應(yīng)開鑿的隧道的長(zhǎng)度.21（12分）如圖，在三棱柱中，已知四邊形為矩形，的角平分線交于.（1）求證:平面平面；（2）求二面角的余弦值.22（10分）在四棱錐中，底面為直角梯形，面.（1）在線段上是否存在點(diǎn)，使面，說明理由；（2）求二面角的余弦值.參考答案一、選擇題：本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1C【

6、解析】計(jì)算球心連線形成的正四面體相對(duì)棱的距離為cm，得到最上層球面上的點(diǎn)距離桶底最遠(yuǎn)為cm，得到不等式，計(jì)算得到答案.【詳解】由題意，若要裝更多的球，需要讓球和鐵皮桶側(cè)面相切，且相鄰四個(gè)球兩兩相切，這樣，相鄰的四個(gè)球的球心連線構(gòu)成棱長(zhǎng)為cm的正面體，易求正四面體相對(duì)棱的距離為cm，每裝兩個(gè)球稱為“一層”，這樣裝層球，則最上層球面上的點(diǎn)距離桶底最遠(yuǎn)為cm，若想要蓋上蓋子，則需要滿足，解得，所以最多可以裝層球，即最多可以裝個(gè)球故選：【點(diǎn)睛】本題考查了圓柱和球的綜合問題，意在考查學(xué)生的空間想象能力和計(jì)算能力.2B【解析】連接，使交于點(diǎn)，連接、，可證四邊形為平行四邊形，可得，利用線面平行的判定定理即可

7、得解【詳解】如圖，連接，使交于點(diǎn)，連接、，則為的中點(diǎn)，在正方體中，且，則四邊形為平行四邊形，且，、分別為、的中點(diǎn)，且，所以，四邊形為平行四邊形，則，平面，平面，因此，平面.故選：B.【點(diǎn)睛】本題主要考查了線面平行的判定，考查了推理論證能力和空間想象能力，屬于中檔題3C【解析】分析函數(shù)的定義域和單調(diào)性，然后對(duì)選項(xiàng)逐一分析函數(shù)的定義域、單調(diào)性，由此確定正確選項(xiàng).【詳解】函數(shù)的定義域?yàn)?，在上為減函數(shù).A選項(xiàng)，的定義域?yàn)?，在上為增函?shù)，不符合.B選項(xiàng)，的定義域?yàn)椋环?C選項(xiàng)，的定義域?yàn)椋谏蠟闇p函數(shù)，符合.D選項(xiàng)，的定義域?yàn)?，不符?故選：C【點(diǎn)睛】本小題主要考查函數(shù)的定義域和單調(diào)性，屬于基礎(chǔ)題.

8、4D【解析】根據(jù)框圖，模擬程序運(yùn)行，即可求出答案.【詳解】運(yùn)行程序，結(jié)束循環(huán)，故輸出，故選：D.【點(diǎn)睛】本題主要考查了程序框圖，循環(huán)結(jié)構(gòu)，條件分支結(jié)構(gòu)，屬于中檔題.5B【解析】二項(xiàng)式展開式的通項(xiàng)公式為，若展開式中有常數(shù)項(xiàng)，則，解得，當(dāng)r取2時(shí)，n的最小值為5，故選B【考點(diǎn)定位】本題考查二項(xiàng)式定理的應(yīng)用6B【解析】根據(jù)題意，求得函數(shù)周期，利用周期性和函數(shù)值，即可求得.【詳解】由已知可知，所以函數(shù)是一個(gè)以4為周期的周期函數(shù)，所以，解得，故選：B.【點(diǎn)睛】本題考查函數(shù)周期的求解，涉及對(duì)數(shù)運(yùn)算，屬綜合基礎(chǔ)題.7D【解析】根據(jù)拋物線的定義，結(jié)合，求出的坐標(biāo)，然后求出的斜率即可【詳解】解：拋物線的焦點(diǎn)，準(zhǔn)

9、線方程為，設(shè)，則，故，此時(shí)，即則直線的斜率故選：D【點(diǎn)睛】本題考查了拋物線的定義，直線斜率公式，屬于中檔題8A【解析】是函數(shù)的零點(diǎn)，根據(jù)五點(diǎn)法求出圖中零點(diǎn)及軸左邊第一個(gè)零點(diǎn)可得【詳解】由題意，函數(shù)在軸右邊的第一個(gè)零點(diǎn)為，在軸左邊第一個(gè)零點(diǎn)是，的最小值是故選：A.【點(diǎn)睛】本題考查三角函數(shù)的周期性，考查函數(shù)的對(duì)稱性函數(shù)的零點(diǎn)就是其圖象對(duì)稱中心的橫坐標(biāo)9A【解析】將圓的方程化簡(jiǎn)成標(biāo)準(zhǔn)方程,再根據(jù)垂徑定理求解即可.【詳解】圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,圓心坐標(biāo)為,半徑為,因?yàn)橹本€與圓相交所得弦長(zhǎng)為,所以直線過圓心,得,即.故選：A【點(diǎn)睛】本題考查了根據(jù)垂徑定理求解直線中參數(shù)的方法,屬于基礎(chǔ)題.10B【解析】設(shè)折成的四

10、棱錐的底面邊長(zhǎng)為，高為，則，故由題設(shè)可得，所以四棱錐的體積，應(yīng)選答案B11C【解析】根據(jù)等比數(shù)列的下標(biāo)和性質(zhì)可求出,便可得出等比數(shù)列的公比,再根據(jù)等比數(shù)列的性質(zhì)即可求出.【詳解】,又,可解得或設(shè)等比數(shù)列的公比為,則當(dāng)時(shí), ；當(dāng)時(shí), ,.故選：C【點(diǎn)睛】本題主要考查等比數(shù)列的性質(zhì)應(yīng)用,意在考查學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算能力,屬于基礎(chǔ)題.12D【解析】根據(jù)約束條件作出可行域，化目標(biāo)函數(shù)為直線方程的斜截式，數(shù)形結(jié)合得到最優(yōu)解，求出最優(yōu)解的坐標(biāo)，代入目標(biāo)函數(shù)得答案【詳解】作出不等式組所表示的可行域如下圖所示：聯(lián)立，得，可得點(diǎn)，由得，平移直線，當(dāng)該直線經(jīng)過可行域的頂點(diǎn)時(shí)，該直線在軸上的截距最小，此時(shí)取最小值，即.故

11、選：D.【點(diǎn)睛】本題考查簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃，考查數(shù)形結(jié)合的解題思想方法，是基礎(chǔ)題二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13【解析】如圖所示，正四棱錐，為底面的中心，點(diǎn)為的中點(diǎn)，則，設(shè)，根據(jù)正四棱錐的側(cè)面積求出的值，再利用勾股定理求得正四棱錐的高，代入體積公式，即可得到答案.【詳解】如圖所示，正四棱錐，為底面的中心，點(diǎn)為的中點(diǎn)，則，設(shè)，.故答案為：.【點(diǎn)睛】本題考查棱錐的側(cè)面積和體積，考查函數(shù)與方程思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想，考查運(yùn)算求解能力.14【解析】根據(jù)切線的斜率為，利用導(dǎo)數(shù)列方程，由此求得切點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而求得切線方程，通過對(duì)比系數(shù)求得的值.【詳解】，則，所以切點(diǎn)為，故切線為，即，故.故答

12、案為：【點(diǎn)睛】本小題主要考查利用導(dǎo)數(shù)求解曲線的切線方程有關(guān)問題，屬于基礎(chǔ)題.155【解析】易得ABA1,3,9，則U(AB)516【解析】解法一：曲線上任取一點(diǎn)，利用基本不等式可求出該點(diǎn)到直線的距離的最小值；解法二：曲線函數(shù)解析式為，由求出切點(diǎn)坐標(biāo)，再計(jì)算出切點(diǎn)到直線的距離即可所求答案.【詳解】解法一（基本不等式）：在曲線上任取一點(diǎn)，該點(diǎn)到直線的距離為，當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)，即當(dāng)時(shí)，等號(hào)成立，因此，曲線上任意一點(diǎn)到直線距離的最小值為；解法二（導(dǎo)數(shù)法）：曲線的函數(shù)解析式為，則，設(shè)過曲線上任意一點(diǎn)的切線與直線平行，則，解得，當(dāng)時(shí)，到直線的距離；當(dāng)時(shí)，到直線的距離.所以曲線上任意一點(diǎn)到直線的距離的最小值為.故

13、答案為：.【點(diǎn)睛】本題考查曲線上一點(diǎn)到直線距離最小值的計(jì)算，可轉(zhuǎn)化為利用切線與直線平行來找出切點(diǎn)，轉(zhuǎn)化為切點(diǎn)到直線的距離，也可以設(shè)曲線上的動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)，利用基本不等式法或函數(shù)的最值進(jìn)行求解，考查分析問題和解決問題的能力，屬于中等題.三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17（）見解析（）【解析】（）推導(dǎo)出BCCE,從而EC平面ABCD,進(jìn)而ECBD，再由BDAE，得BD平面AEC,從而BDAC,進(jìn)而四邊形ABCD是菱形，由此能證明AB=AD.（）設(shè)AC與BD的交點(diǎn)為G,推導(dǎo)出EC/ FG,取BC的中點(diǎn)為O,連結(jié)OD,則ODBC,以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以過點(diǎn)O且與CE平行的直線為x

14、軸，以BC為y軸，OD為z軸，建立空間直角坐標(biāo)系，利用向量法能求出二面角A-BF-D的余弦值.【詳解】（）證明：，即，因?yàn)槠矫嫫矫?，所以平面，所以，因?yàn)椋云矫?，所以，因?yàn)樗倪呅问瞧叫兴倪呅?，所以四邊形是菱形，故；解法一：（）設(shè)與的交點(diǎn)為，因?yàn)槠矫?，平面平面于，所以，因?yàn)槭侵悬c(diǎn)，所以是的中點(diǎn)，因?yàn)?，取的中點(diǎn)為，連接，則，因?yàn)槠矫嫫矫?，所以面，以為坐?biāo)原點(diǎn)，以過點(diǎn)且與平行的直線為軸，以所在直線為軸，以所在直線為軸建立空間直角坐標(biāo)系.不妨設(shè)，則，設(shè)平面的法向量，則，取，同理可得平面的法向量，設(shè)平面與平面的夾角為，因?yàn)?，所以二面角的余弦值?解法二：（）設(shè)與的交點(diǎn)為，因?yàn)槠矫?，平面平面于，所以，?/p>

15、為是中點(diǎn)，所以是的中點(diǎn)，因?yàn)?，所以平面，所以，取中點(diǎn)，連接、，因?yàn)椋?，故平面，所以，即是二面角的平面角，不妨設(shè)，因?yàn)椋谥?，所以，所以二面角的余弦值?【點(diǎn)睛】本題考查求空間角中的二面角的余弦值，還考查由空間中線面關(guān)系進(jìn)而證明線線相等，屬于中檔題.18（1）；（2）證明見解析.【解析】（1）分類討論求解絕對(duì)值不等式即可；（2）由（1）中所得函數(shù)，求得最小值，再利用均值不等式即可證明.【詳解】（1）當(dāng)時(shí)，等價(jià)于，該不等式恒成立， 當(dāng)時(shí)，等價(jià)于，該不等式解集為， 當(dāng)時(shí)，等價(jià)于，解得， 綜上，或，所以不等式的解集為. （2），易得的最小值為1，即因?yàn)椋?，所以?當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.【點(diǎn)睛】本

16、題考查利用分類討論求解絕對(duì)值不等式，涉及利用均值不等式證明不等式，屬綜合中檔題.19（1）（2）【解析】（1）利用正弦定理和余弦定理化簡(jiǎn)，根據(jù)勾股定理逆定理求得.（2）設(shè)，由此求得的表達(dá)式，利用三角函數(shù)最值的求法，求得的最大值.【詳解】（1）設(shè)，由，根據(jù)正弦定理和余弦定理得.化簡(jiǎn)整理得.由勾股定理逆定理得.（2）設(shè)，由（1）的結(jié)論知.在中，由，所以.在中，由，所以.所以，由，所以當(dāng)，即時(shí)，取得最大值，且最大值為.【點(diǎn)睛】本小題考查正弦定理，余弦定理，勾股定理，解三角形，三角函數(shù)性質(zhì)及其三角恒等變換等基礎(chǔ)知識(shí)；考查運(yùn)算求解能力，推理論證能力，化歸與轉(zhuǎn)換思想，應(yīng)用意識(shí).20（1）當(dāng)時(shí)，公路的長(zhǎng)度最

17、短為千米；（2）（千米）.【解析】（1）設(shè)切點(diǎn)的坐標(biāo)為，利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出切線的方程為，根據(jù)兩點(diǎn)間距離得出，構(gòu)造函數(shù)，利用導(dǎo)數(shù)求出單調(diào)性，從而得出極值和最值，即可得出結(jié)果；（2）在中，由余弦定理得出，利用正弦定理，求出，最后根據(jù)勾股定理即可求出的長(zhǎng)度.【詳解】（1）由題可知，設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為，又，則直線的方程為，由此得直線與坐標(biāo)軸交點(diǎn)為：，則，故，設(shè)，則.令，解得=10.當(dāng)時(shí)，是減函數(shù)；當(dāng)時(shí)，是增函數(shù).所以當(dāng)時(shí)，函數(shù)有極小值，也是最小值， 所以， 此時(shí).故當(dāng)時(shí)，公路的長(zhǎng)度最短，最短長(zhǎng)度為千米.（2） 在中，,所以， 所以，根據(jù)正弦定理,，又， 所以.在中，由勾股定理可得，即，解得，（千米）.【

18、點(diǎn)睛】本題考查利用導(dǎo)數(shù)解決實(shí)際的最值問題，涉及構(gòu)造函數(shù)法以及利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性和極值，還考查正余弦定理的實(shí)際應(yīng)用，還考查解題分析能力和計(jì)算能力.21（1）見解析；（2）【解析】（1）過點(diǎn)作交于，連接，設(shè)，連接，由角平分線的性質(zhì)，正方形的性質(zhì)，三角形的全等，證得，由線面垂直的判斷定理證得平面，再由面面垂直的判斷得證.（2）平面幾何知識(shí)和線面的關(guān)系可證得平面，建立空間直角坐標(biāo)系，求得兩個(gè)平面的法向量，根據(jù)二面角的向量計(jì)算公式可求得其值.【詳解】（1）如圖，過點(diǎn)作交于，連接，設(shè)，連接，又為的角平分線，四邊形為正方形，又，又為的中點(diǎn)，又平面，平面，又平面，平面平面，（2）在中，在中，又，又，平面，平面，故建立如圖空間直角坐標(biāo)系，則，設(shè)平面的一個(gè)法向量為，則，令，得,設(shè)平面的一個(gè)法向量為，則，令，得，由圖示可知二面角是銳角，故二面角的余弦值為.【點(diǎn)睛】本題考查空間的面面垂直關(guān)系的證明，二面角的計(jì)算，在證明垂直關(guān)系時(shí)，注意運(yùn)用平面幾何中的等腰三角形的“三線合一”，勾股定理、菱形的對(duì)角線互相垂直，屬于基礎(chǔ)題.22（1）存在；詳見解析（2）【解析】（1）利用面面平行的性質(zhì)定理可得，為上