北京市海淀區(qū)首都師范大學(xué)2021-2022學(xué)年高考數(shù)學(xué)四模試卷含解析

1、2021-2022高考數(shù)學(xué)模擬試卷請考生注意：1請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用05毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的注意事項(xiàng)，按規(guī)定答題。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公元前世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家芝諾發(fā)表了著名的阿基里斯悖論：他提出讓烏龜在跑步英雄阿基里斯前面米處開始與阿基里斯賽跑，并且假定阿基里斯的速度是烏龜?shù)谋?當(dāng)比賽開始后，若阿基里斯跑了米，此時(shí)烏龜便領(lǐng)先他米，當(dāng)阿基里斯跑完下一個(gè)米時(shí)，烏龜先他米，當(dāng)阿基

2、里斯跑完下-個(gè)米時(shí)，烏龜先他米.所以，阿基里斯永遠(yuǎn)追不上烏龜.按照這樣的規(guī)律，若阿基里斯和烏龜?shù)木嚯x恰好為米時(shí)，烏龜爬行的總距離為（ ）A米B米C米D米2如圖，在平面四邊形中，滿足，且，沿著把折起，使點(diǎn)到達(dá)點(diǎn)的位置，且使，則三棱錐體積的最大值為（ ）A12BCD3已知復(fù)數(shù)滿足，則的值為（ ）ABCD24將3個(gè)黑球3個(gè)白球和1個(gè)紅球排成一排，各小球除了顏色以外其他屬性均相同，則相同顏色的小球不相鄰的排法共有（ ）A14種B15種C16種D18種5甲、乙、丙三人相約晚上在某地會面，已知這三人都不會違約且無兩人同時(shí)到達(dá)，則甲第一個(gè)到、丙第三個(gè)到的概率是（ ）ABCD6已知m為實(shí)數(shù)，直線：，：，則“”

3、是“”的（ ）A充要條件B充分不必要條件C必要不充分條件D既不充分也不必要條件7函數(shù)，的部分圖象如圖所示，則函數(shù)表達(dá)式為（ ）ABCD8已知P是雙曲線漸近線上一點(diǎn)，是雙曲線的左、右焦點(diǎn)，記，PO，的斜率為，k，若，-2k，成等差數(shù)列，則此雙曲線的離心率為（ ）ABCD9已知函數(shù)，若函數(shù)的極大值點(diǎn)從小到大依次記為，并記相應(yīng)的極大值為，則的值為（ ）ABCD10設(shè)等差數(shù)列的前項(xiàng)和為，若，則（ ）A23B25C28D2911對某兩名高三學(xué)生在連續(xù)9次數(shù)學(xué)測試中的成績（單位：分）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得到折線圖，下面是關(guān)于這兩位同學(xué)的數(shù)學(xué)成績分析甲同學(xué)的成績折線圖具有較好的對稱性，故平均成績?yōu)?30分；根據(jù)甲同學(xué)成

4、績折線圖提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，估計(jì)該同學(xué)平均成績在區(qū)間110,120內(nèi)；乙同學(xué)的數(shù)學(xué)成績與測試次號具有比較明顯的線性相關(guān)性，且為正相關(guān)；乙同學(xué)連續(xù)九次測驗(yàn)成績每一次均有明顯進(jìn)步其中正確的個(gè)數(shù)為（）A4B3C2D112已知集合為自然數(shù)集，則下列表示不正確的是（ ）ABCD二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13某班星期一共八節(jié)課（上午、下午各四節(jié)，其中下午最后兩節(jié)為社團(tuán)活動），排課要求為：語文、數(shù)學(xué)、外語、物理、化學(xué)各排一節(jié)，從生物、歷史、地理、政治四科中選排一節(jié).若數(shù)學(xué)必須安排在上午且與外語不相鄰（上午第四節(jié)和下午第一節(jié)不算相鄰），則不同的排法有_種.14已知的展開式中含有的項(xiàng)的系數(shù)

5、是，則展開式中各項(xiàng)系數(shù)和為_.15在中，內(nèi)角的對邊分別是，若，則_.16已知函數(shù)，若關(guān)于的方程恰有四個(gè)不同的解，則實(shí)數(shù)的取值范圍是_.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）已知數(shù)列滿足：對任意，都有.（1）若，求的值；（2）若是等比數(shù)列，求的通項(xiàng)公式；（3）設(shè)，求證：若成等差數(shù)列，則也成等差數(shù)列.18（12分）已知，.（1）求函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間；（2）的三個(gè)內(nèi)角、所對邊分別為、，若且，求面積的取值范圍.19（12分）選修4-5：不等式選講已知函數(shù)的最大值為3，其中（1）求的值；（2）若，求證：20（12分）在三棱錐S-ABC中，BAC=SBA=SCA=90

6、,SAB=45,SAC=60,D為棱AB的中點(diǎn)，SA=2(I)證明：SDBC；(II)求直線SD與平面SBC所成角的正弦值.21（12分）為了加強(qiáng)環(huán)保知識的宣傳，某學(xué)校組織了垃圾分類知識竟賽活動.活動設(shè)置了四個(gè)箱子，分別寫有“廚余垃圾”、“有害垃圾”、“可回收物”、“其它垃圾”；另有卡片若干張，每張卡片上寫有一種垃圾的名稱.每位參賽選手從所有卡片中隨機(jī)抽取張，按照自己的判斷將每張卡片放入對應(yīng)的箱子中.按規(guī)則，每正確投放一張卡片得分，投放錯誤得分.比如將寫有“廢電池”的卡片放入寫有“有害垃圾”的箱子，得分，放入其它箱子，得分.從所有參賽選手中隨機(jī)抽取人，將他們的得分按照、分組，繪成頻率分布直方圖

7、如圖：（1）分別求出所抽取的人中得分落在組和內(nèi)的人數(shù)；（2）從所抽取的人中得分落在組的選手中隨機(jī)選取名選手，以表示這名選手中得分不超過分的人數(shù)，求的分布列和數(shù)學(xué)期望.22（10分）已知橢圓：的離心率為，右焦點(diǎn)為拋物線的焦點(diǎn).（1）求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程；（2）為坐標(biāo)原點(diǎn)，過作兩條射線，分別交橢圓于、兩點(diǎn)，若、斜率之積為，求證：的面積為定值.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。1D【解析】根據(jù)題意，是一個(gè)等比數(shù)列模型，設(shè)，由，解得，再求和.【詳解】根據(jù)題意，這是一個(gè)等比數(shù)列模型，設(shè)，所以，解得，所以 .故選：D【點(diǎn)睛】本題主要考

8、查等比數(shù)列的實(shí)際應(yīng)用，還考查了建模解模的能力，屬于中檔題.2C【解析】過作于，連接，易知，從而可證平面，進(jìn)而可知，當(dāng)最大時(shí)，取得最大值，取的中點(diǎn)，可得，再由，求出的最大值即可.【詳解】在和中，所以，則，過作于，連接，顯然，則，且，又因?yàn)?，所以平面，所以，?dāng)最大時(shí)，取得最大值，取的中點(diǎn)，則，所以，因?yàn)?，所以點(diǎn)在以為焦點(diǎn)的橢圓上（不在左右頂點(diǎn)），其中長軸長為10，焦距長為8，所以的最大值為橢圓的短軸長的一半，故最大值為，所以最大值為，故的最大值為.故選：C.【點(diǎn)睛】本題考查三棱錐體積的最大值，考查學(xué)生的空間想象能力與計(jì)算求解能力，屬于中檔題.3C【解析】由復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算整理已知求得復(fù)數(shù)z，進(jìn)而求得

9、其模.【詳解】因?yàn)?，所以故選：C【點(diǎn)睛】本題考查復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算與求復(fù)數(shù)的模，屬于基礎(chǔ)題.4D【解析】采取分類計(jì)數(shù)和分步計(jì)數(shù)相結(jié)合的方法，分兩種情況具體討論，一種是黑白依次相間，一種是開始僅有兩個(gè)相同顏色的排在一起【詳解】首先將黑球和白球排列好，再插入紅球.情況1：黑球和白球按照黑白相間排列（“黑白黑白黑白”或“白黑白黑白黑”），此時(shí)將紅球插入6個(gè)球組成的7個(gè)空中即可，因此共有27=14種；情況2：黑球或白球中僅有兩個(gè)相同顏色的排在一起（“黑白白黑白黑”、“黑白黑白白黑”、“白黑黑白黑白”“白黑白黑黑白”），此時(shí)紅球只能插入兩個(gè)相同顏色的球之中，共4種.綜上所述，共有14+4=18種.故選：D【

10、點(diǎn)睛】本題考查排列組合公式的具體應(yīng)用，插空法的應(yīng)用，屬于基礎(chǔ)題5D【解析】先判斷是一個(gè)古典概型，列舉出甲、乙、丙三人相約到達(dá)的基本事件種數(shù)，再得到甲第一個(gè)到、丙第三個(gè)到的基本事件的種數(shù)，利用古典概型的概率公式求解.【詳解】甲、乙、丙三人相約到達(dá)的基本事件有甲乙丙，甲丙乙，乙甲丙，乙丙甲，丙甲乙，丙乙甲，共6種，其中甲第一個(gè)到、丙第三個(gè)到有甲乙丙，共1種，所以甲第一個(gè)到、丙第三個(gè)到的概率是. 故選：D【點(diǎn)睛】本題主要考查古典概型的概率求法，還考查了理解辨析的能力，屬于基礎(chǔ)題.6A【解析】根據(jù)直線平行的等價(jià)條件，求出m的值，結(jié)合充分條件和必要條件的定義進(jìn)行判斷即可【詳解】當(dāng)m=1時(shí)，兩直線方程分別

11、為直線l1：x+y1=0，l2：x+y2=0滿足l1l2，即充分性成立，當(dāng)m=0時(shí)，兩直線方程分別為y1=0，和2x2=0，不滿足條件當(dāng)m0時(shí)，則l1l2，由得m23m+2=0得m=1或m=2，由得m2，則m=1，即“m=1”是“l(fā)1l2”的充要條件，故答案為：A【點(diǎn)睛】（1）本題主要考查充要條件的判斷，考查兩直線平行的等價(jià)條件，意在考查學(xué)生對這些知識的掌握水平和分析推理能力.(2) 本題也可以利用下面的結(jié)論解答，直線和直線平行，則且兩直線不重合,求出參數(shù)的值后要代入檢驗(yàn)看兩直線是否重合.7A【解析】根據(jù)圖像的最值求出，由周期求出，可得，再代入特殊點(diǎn)求出，化簡即得所求.【詳解】由圖像知，解得，

12、因?yàn)楹瘮?shù)過點(diǎn)，所以，即，解得，因?yàn)?，所以?故選：A【點(diǎn)睛】本題考查根據(jù)圖像求正弦型函數(shù)的解析式，三角函數(shù)誘導(dǎo)公式，屬于基礎(chǔ)題.8B【解析】求得雙曲線的一條漸近線方程，設(shè)出的坐標(biāo)，由題意求得，運(yùn)用直線的斜率公式可得，再由等差數(shù)列中項(xiàng)性質(zhì)和離心率公式，計(jì)算可得所求值【詳解】設(shè)雙曲線的一條漸近線方程為，且，由，可得以為圓心，為半徑的圓與漸近線交于，可得，可取，則，設(shè)，則，由，成等差數(shù)列，可得，化為，即，可得，故選：【點(diǎn)睛】本題考查雙曲線的方程和性質(zhì)，主要是漸近線方程和離心率，考查方程思想和運(yùn)算能力，意在考查學(xué)生對這些知識的理解掌握水平9C【解析】對此分段函數(shù)的第一部分進(jìn)行求導(dǎo)分析可知，當(dāng)時(shí)有極大值

13、，而后一部分是前一部分的定義域的循環(huán)，而值域則是每一次前面兩個(gè)單位長度定義域的值域的2倍，故此得到極大值點(diǎn)的通項(xiàng)公式，且相應(yīng)極大值，分組求和即得【詳解】當(dāng)時(shí)，顯然當(dāng)時(shí)有，經(jīng)單調(diào)性分析知為的第一個(gè)極值點(diǎn)又時(shí)，均為其極值點(diǎn)函數(shù)不能在端點(diǎn)處取得極值，對應(yīng)極值，故選：C【點(diǎn)睛】本題考查基本函數(shù)極值的求解，從函數(shù)表達(dá)式中抽離出相應(yīng)的等差數(shù)列和等比數(shù)列，最后分組求和，要求學(xué)生對數(shù)列和函數(shù)的熟悉程度高，為中檔題10D【解析】由可求，再求公差，再求解即可.【詳解】解：是等差數(shù)列，又，公差為，故選：D【點(diǎn)睛】考查等差數(shù)列的有關(guān)性質(zhì)、運(yùn)算求解能力和推理論證能力，是基礎(chǔ)題.11C【解析】利用圖形，判斷折線圖平均分以

14、及線性相關(guān)性，成績的比較，說明正誤即可【詳解】甲同學(xué)的成績折線圖具有較好的對稱性，最高130分，平均成績?yōu)榈陀?30分，錯誤；根據(jù)甲同學(xué)成績折線圖提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，估計(jì)該同學(xué)平均成績在區(qū)間110,120內(nèi)，正確；乙同學(xué)的數(shù)學(xué)成績與測試次號具有比較明顯的線性相關(guān)性，且為正相關(guān)，正確；乙同學(xué)在這連續(xù)九次測驗(yàn)中第四次、第七次成績較上一次成績有退步，故不正確故選：C【點(diǎn)睛】本題考查折線圖的應(yīng)用，線性相關(guān)以及平均分的求解，考查轉(zhuǎn)化思想以及計(jì)算能力，屬于基礎(chǔ)題12D【解析】集合為自然數(shù)集，由此能求出結(jié)果【詳解】解：集合為自然數(shù)集，在A中，正確；在B中，正確；在C中，正確；在D中，不是的子集，故D錯誤故選

15、：D【點(diǎn)睛】本題考查命題真假的判斷、元素與集合的關(guān)系、集合與集合的關(guān)系等基礎(chǔ)知識，考查運(yùn)算求解能力，是基礎(chǔ)題二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。131344【解析】分四種情況討論即可【詳解】解：數(shù)學(xué)排在第一節(jié)時(shí)有：數(shù)學(xué)排在第二節(jié)時(shí)有：數(shù)學(xué)排在第三節(jié)時(shí)有：數(shù)學(xué)排在第四節(jié)時(shí)有： 所以共有1344種故答案為：1344【點(diǎn)睛】考查排列、組合的應(yīng)用，注意分類討論，做到不重不漏；基礎(chǔ)題.141【解析】由二項(xiàng)式定理及展開式通項(xiàng)公式得：，解得，令得：展開式中各項(xiàng)系數(shù)和，得解【詳解】解：由的展開式的通項(xiàng)，令，得含有的項(xiàng)的系數(shù)是，解得，令得：展開式中各項(xiàng)系數(shù)和為，故答案為：1【點(diǎn)睛】本題考查了二項(xiàng)式定

16、理及展開式通項(xiàng)公式，屬于中檔題15【解析】由，根據(jù)正弦定理“邊化角”，可得，根據(jù)余弦定理，結(jié)合已知聯(lián)立方程組，即可求得角.【詳解】根據(jù)正弦定理：可得根據(jù)余弦定理：由已知可得：故可聯(lián)立方程：解得：.由故答案為：.【點(diǎn)睛】本題主要考查了求三角形的一個(gè)內(nèi)角，解題關(guān)鍵是掌握由正弦定理“邊化角”的方法和余弦定理公式，考查了分析能力和計(jì)算能力，屬于中檔題.16【解析】設(shè)，判斷 為偶函數(shù)，考慮x0時(shí)，的解析式和零點(diǎn)個(gè)數(shù), 利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,作函數(shù)大致圖象，即可得到的范圍.【詳解】設(shè)，則在是偶函數(shù)，當(dāng)時(shí)，由得，記，故函數(shù)在增，而，所以在減，在增，當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，因此的圖象為因此實(shí)數(shù)的取值范圍是.【點(diǎn)睛】本

17、題主要考查了函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù)問題，涉及構(gòu)造函數(shù)，函數(shù)的奇偶性，利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性，考查了數(shù)形結(jié)合思想方法，以及化簡運(yùn)算能力和推理能力，屬于難題.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（1）3；（2）；（3）見解析.【解析】（1）依據(jù)下標(biāo)的關(guān)系，有，兩式相加，即可求出；（2）依據(jù)等比數(shù)列的通項(xiàng)公式知，求出首項(xiàng)和公比即可。利用關(guān)系式，列出方程，可以解出首項(xiàng)和公比；（3）利用等差數(shù)列的定義，即可證出?！驹斀狻浚?）因?yàn)閷θ我?，都有，所以，兩式相加，解得；?）設(shè)等比數(shù)列的首項(xiàng)為，公比為，因?yàn)閷θ我?，都有，所以有，解得，?，即有，化簡得，即，或，因?yàn)椋喌?，所?故

18、。（3）因?yàn)閷θ我?，都有，所以?，成等差數(shù)列，設(shè)公差為， ，由等差數(shù)列的定義知，也成等差數(shù)列?！军c(diǎn)睛】本題主要考查等差、等比數(shù)列的定義以及賦值法的應(yīng)用，意在考查學(xué)生的邏輯推理，數(shù)學(xué)建模，綜合運(yùn)用數(shù)列知識的能力。18（1）；（2）.【解析】（1）利用三角恒等變換思想化簡函數(shù)的解析式為，然后解不等式，可求得函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間；（2）由求得，利用余弦定理結(jié)合基本不等式求出的取值范圍，再結(jié)合三角形的面積公式可求得面積的取值范圍.【詳解】（1），解不等式，解得.因此，函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為；（2）由題意，則，解得.由余弦定理得，又，當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號，所以，的面積.【點(diǎn)睛】本題考查正弦型函數(shù)單調(diào)區(qū)間的求解

19、，同時(shí)也考查了三角形面積取值范圍的計(jì)算，涉及余弦定理和基本不等式的應(yīng)用，考查計(jì)算能力，屬于中等題.19（1）（2）見解析【解析】（1）分三種情況去絕對值，求出最大值與已知最大值相等列式可解得；（2）將所證不等式轉(zhuǎn)化為2ab1，再構(gòu)造函數(shù)利用導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性求出最小值可證【詳解】（1），. 當(dāng)時(shí)，取得最大值. . （2）由（），得，. ，當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號成立，. 令，.則在上單調(diào)遞減. 當(dāng)時(shí)，.【點(diǎn)睛】本題考查了絕對值不等式的解法，屬中檔題本題主要考查了絕對值不等式的求解，以及不等式的恒成立問題，其中解答中根據(jù)絕對值的定義，合理去掉絕對值號，及合理轉(zhuǎn)化恒成立問題是解答本題的關(guān)鍵，著重考查分析問題和解

20、答問題的能力，以及轉(zhuǎn)化思想的應(yīng)用.20 (I)證明見解析；(II)15【解析】(I) 過D作DEBC于E，連接SE，根據(jù)勾股定理得到SEBC，DEBC得到BC平面SED，得到證明.(II) 過點(diǎn)D作DFSE于F，證明DF平面SBC，故ESD為直線SD與平面SBC所成角，計(jì)算夾角得到答案.【詳解】(I)過D作DEBC于E，連接SE，根據(jù)角度的垂直關(guān)系易知：AC=1，AB=SB=2，CS=CB=3，故BE=BDcosCBD=33，DE=BDsinCBD=66，CE=233.根據(jù)余弦定理：13+SE2-2233SE=-SE2+43-32233SE，解得SE2=53，故SB2=SE2+BE2，故SEBC，DEBC，SEDE=E，故BC平面SED，SD平面SED，故SDBC.(II)過點(diǎn)D作DFSE于F，BC平面SED，DF平面SED，故DFBC，DFSE，BCSE=E，故DF平面SBC，故ESD為直線SD與平面SBC所成角，SD2=SB2+BD2=52，根據(jù)余弦定理：cosESD=SE2+SD2-DE22SESD=265，故sinE