福建莆田2021-2022學年高三下學期第五次調(diào)研考試數(shù)學試題含解析

1、2021-2022高考數(shù)學模擬試卷考生請注意：1答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3考生必須保證答題卡的整潔。考試結束后，請將本試卷和答題卡一并交回。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選項中，只有一項是符合題目要求的。1已知隨機變量X的分布列如下表：X01Pabc其中a，b，.若X的方差對所有都成立，則（ ）ABCD2已知，則的值等于（ ）ABCD3函數(shù)的最小正周期是，則其圖象向左平移個單位長度后得到

2、的函數(shù)的一條對稱軸是（ ）ABCD4已知，若實數(shù)，滿足不等式組，則目標函數(shù)（ ）A有最大值，無最小值B有最大值，有最小值C無最大值，有最小值D無最大值，無最小值5 “角谷猜想”的內(nèi)容是：對于任意一個大于1的整數(shù)，如果為偶數(shù)就除以2，如果是奇數(shù)，就將其乘3再加1，執(zhí)行如圖所示的程序框圖，若輸入，則輸出的（ ）A6B7C8D96若函數(shù)在處取得極值2，則（ ）A-3B3C-2D27已知數(shù)列an滿足：an=2,n5a1a2an-1-1,n6nN*.若正整數(shù)k(k5)使得a12+a22+ak2=a1a2ak成立，則k=( )A16B17C18D198如圖，平面四邊形中，現(xiàn)將沿翻折，使點移動至點，且，則三

3、棱錐的外接球的表面積為（ ）ABCD9已知復數(shù)是純虛數(shù)，其中是實數(shù)，則等于（ ）ABCD10已知集合，則的值域為（）ABCD11設分別為雙曲線的左、右焦點，過點作圓的切線，與雙曲線的左、右兩支分別交于點，若，則雙曲線漸近線的斜率為（ ）ABCD12如圖，正四面體的體積為，底面積為，是高的中點，過的平面與棱、分別交于、，設三棱錐的體積為，截面三角形的面積為，則（ ）A，B，C，D，二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13已知二項式的展開式中各項的二項式系數(shù)和為512，其展開式中第四項的系數(shù)_14棱長為的正四面體與正三棱錐的底面重合，若由它們構成的多面體的頂點均在一球的球面上，則正三棱

4、錐的內(nèi)切球半徑為_.15設，若關于的方程有實數(shù)解，則實數(shù)的取值范圍_16若存在直線l與函數(shù)及的圖象都相切，則實數(shù)的最小值為_三、解答題：共70分。解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17（12分）聯(lián)合國糧農(nóng)組織對某地區(qū)最近10年的糧食需求量部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下表：年份20102012201420162018需求量（萬噸）236246257276286（1）由所給數(shù)據(jù)可知，年需求量與年份之間具有線性相關關系，我們以“年份2014”為橫坐標，“需求量”為縱坐標，請完成如下數(shù)據(jù)處理表格：年份20140需求量2570（2）根據(jù)回歸直線方程分析，2020年聯(lián)合國糧農(nóng)組織計劃向該地區(qū)投放糧食300萬噸，問

5、是否能夠滿足該地區(qū)的糧食需求？參考公式：對于一組數(shù)據(jù)，其回歸直線的斜率和截距的最小二乘估計分別為： ，.18（12分）為增強學生的法治觀念，營造“學憲法、知憲法、守憲法”的良好校園氛圍，某學校開展了“憲法小衛(wèi)士”活動，并組織全校學生進行法律知識競賽現(xiàn)從全校學生中隨機抽取50名學生，統(tǒng)計他們的競賽成績，已知這50名學生的競賽成績均在50，100內(nèi)，并得到如下的頻數(shù)分布表：分數(shù)段50，60)60，70)70，80)80，90)90，100人數(shù)51515123（1）將競賽成績在內(nèi)定義為“合格”，競賽成績在內(nèi)定義為“不合格”請將下面的列聯(lián)表補充完整，并判斷是否有的把握認為“法律知識競賽成績是否合格”與

6、“是否是高一新生”有關？合格不合格合計高一新生12非高一新生6合計（2）在（1）的前提下，按“競賽成績合格與否”進行分層抽樣，從這50名學生中抽取5名學生，再從這5名學生中隨機抽取2名學生，求這2名學生競賽成績都合格的概率參考公式及數(shù)據(jù)：，其中19（12分）山東省高考改革試點方案規(guī)定：從2017年秋季高中入學的新生開始，不分文理科；2020年開始，高考總成績由語數(shù)外3門統(tǒng)考科目和物理、化學等六門選考科目構成將每門選考科目的考生原始成績從高到低劃分為、共8個等級參照正態(tài)分布原則，確定各等級人數(shù)所占比例分別為、選考科目成績計入考生總成績時，將至等級內(nèi)的考生原始成績，依照等比例轉(zhuǎn)換法則，分別轉(zhuǎn)換到、

7、八個分數(shù)區(qū)間，得到考生的等級成績某校高一年級共2000人，為給高一學生合理選科提供依據(jù)，對六個選考科目進行測試，其中物理考試原始成績基本服從正態(tài)分布（1）求物理原始成績在區(qū)間的人數(shù)；（2）按高考改革方案，若從全省考生中隨機抽取3人，記表示這3人中等級成績在區(qū)間的人數(shù)，求的分布列和數(shù)學期望（附：若隨機變量，則，）20（12分）已知等差數(shù)列中，數(shù)列的前項和.（1）求；（2）若，求的前項和.21（12分）已知函數(shù)（1）解不等式；（2）若函數(shù)存在零點，求的求值范圍22（10分）已知動圓經(jīng)過點，且動圓被軸截得的弦長為，記圓心的軌跡為曲線（1）求曲線的標準方程；（2）設點的橫坐標為，為圓與曲線的公共點，若

8、直線的斜率，且，求的值參考答案一、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選項中，只有一項是符合題目要求的。1D【解析】根據(jù)X的分布列列式求出期望,方差,再利用將方差變形為,從而可以利用二次函數(shù)的性質(zhì)求出其最大值為,進而得出結論.【詳解】由X的分布列可得X的期望為,又,所以X的方差,因為,所以當且僅當時,取最大值,又對所有成立,所以,解得,故選:D.【點睛】本題綜合考查了隨機變量的期望方差的求法,結合了概率二次函數(shù)等相關知識,需要學生具備一定的計算能力,屬于中檔題.2A【解析】由余弦公式的二倍角可得，再由誘導公式有，所以【詳解】由余弦公式的二倍角展開式有又故選：A【點睛

9、】本題考查了學生對二倍角公式的應用，要求學生熟練掌握三角函數(shù)中的誘導公式，屬于簡單題3D【解析】由三角函數(shù)的周期可得，由函數(shù)圖像的變換可得， 平移后得到函數(shù)解析式為，再求其對稱軸方程即可.【詳解】解：函數(shù)的最小正周期是，則函數(shù)，經(jīng)過平移后得到函數(shù)解析式為，由，得，當時，.故選D.【點睛】本題考查了正弦函數(shù)圖像的性質(zhì)及函數(shù)圖像的平移變換，屬基礎題.4B【解析】判斷直線與縱軸交點的位置，畫出可行解域，即可判斷出目標函數(shù)的最值情況.【詳解】由，所以可得.，所以由，因此該直線在縱軸的截距為正，但是斜率有兩種可能，因此可行解域如下圖所示：由此可以判斷該目標函數(shù)一定有最大值和最小值.故選：B【點睛】本題考

10、查了目標函數(shù)最值是否存在問題，考查了數(shù)形結合思想，考查了不等式的性質(zhì)應用.5B【解析】模擬程序運行，觀察變量值可得結論【詳解】循環(huán)前，循環(huán)時：，不滿足條件；，不滿足條件；，不滿足條件；，不滿足條件；，不滿足條件；，滿足條件，退出循環(huán)，輸出故選：B【點睛】本題考查程序框圖，考查循環(huán)結構，解題時可模擬程序運行，觀察變量值，從而得出結論6A【解析】對函數(shù)求導,可得,即可求出,進而可求出答案.【詳解】因為,所以,則,解得,則.故選:A.【點睛】本題考查了函數(shù)的導數(shù)與極值,考查了學生的運算求解能力,屬于基礎題.7B【解析】由題意可得a1=a2=a3=a4=a5=2，a6=a1a2a3a5-1=25-1=

11、31，n6時，a1a2an-1=1+an，將n換為n+1，兩式相除，an2=an+1-an+1，n6，累加法求得a62+a72+ak2=ak+1-a6+k-5即有a12+a22+ak2=20+ak+1-a6+k-5=ak+1+k-16，結合條件，即可得到所求值【詳解】解：an=2,n5a1a2an-1-1,n6(nN*)，即a1=a2=a3=a4=a5=2，a6=a1a2a3a5-1=25-1=31，n6時，a1a2an-1=1+an，a1a2an=1+an+1，兩式相除可得1+an+11+an=an，則an2=an+1-an+1，n6，由a62=a7-a6+1，a72=a8-a7+1，ak2

12、=ak+1-ak+1，k5，可得a62+a72+ak2=ak+1-a6+k-5a12+a22+ak2=20+ak+1-a6+k-5=ak+1+k-16，且a1a2ak=1+ak+1，正整數(shù)k(k5)時，要使得a12+a22+ak2=a1a2ak成立，則ak+1+k-16=ak+1+1，則k=17，故選：B【點睛】本題考查與遞推數(shù)列相關的方程的整數(shù)解的求法，注意將題設中的遞推關系變形得到新的遞推關系，從而可簡化與數(shù)列相關的方程，本題屬于難題.8C【解析】由題意可得面，可知，因為，則面，于是.由此推出三棱錐外接球球心是的中點，進而算出，外接球半徑為1，得出結果.【詳解】解：由，翻折后得到，又，則面

13、，可知又因為，則面，于是，因此三棱錐外接球球心是的中點計算可知，則外接球半徑為1，從而外接球表面積為故選：C.【點睛】本題主要考查簡單的幾何體、球的表面積等基礎知識；考查空間想象能力、推理論證能力、運算求解能力及創(chuàng)新意識，屬于中檔題9A【解析】對復數(shù)進行化簡，由于為純虛數(shù)，則化簡后的復數(shù)形式中，實部為0，得到的值，從而得到復數(shù).【詳解】 因為為純虛數(shù)，所以，得所以.故選A項【點睛】本題考查復數(shù)的四則運算，純虛數(shù)的概念，屬于簡單題.10A【解析】先求出集合，化簡=，令，得由二次函數(shù)的性質(zhì)即可得值域.【詳解】由，得 ，令， ，所以得 ， 在 上遞增，在上遞減， ，所以，即 的值域為故選A【點睛】本

14、題考查了二次不等式的解法、二次函數(shù)最值的求法，換元法要注意新變量的范圍，屬于中檔題11C【解析】如圖所示：切點為，連接，作軸于，計算，根據(jù)勾股定理計算得到答案.【詳解】如圖所示：切點為，連接，作軸于，故，在中，故，故，根據(jù)勾股定理：，解得.故選：.【點睛】本題考查了雙曲線的漸近線斜率，意在考查學生的計算能力和綜合應用能力.12A【解析】設，取與重合時的情況，計算出以及的值，利用排除法可得出正確選項.【詳解】如圖所示，利用排除法，取與重合時的情況.不妨設，延長到，使得，則，由余弦定理得，又，當平面平面時，排除B、D選項；因為，此時，當平面平面時，排除C選項.故選：A.【點睛】本題考查平行線分線段

15、成比例定理、余弦定理、勾股定理、三棱錐的體積計算公式、排除法，考查了空間想象能力、推理能力與計算能力，屬于難題二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13【解析】先令可得其展開式各項系數(shù)的和，又由題意得，解得，進而可得其展開式的通項，即可得答案.【詳解】令，則有，解得，則二項式的展開式的通項為，令，則其展開式中的第4項的系數(shù)為，故答案為：【點睛】此題考查二項式定理的應用，解題時需要區(qū)分展開式中各項系數(shù)的和與各二項式系數(shù)和，屬于基礎題.14【解析】由棱長為的正四面體求出外接球的半徑，進而求出正三棱錐的高及側(cè)棱長，可得正三棱錐的三條側(cè)棱兩兩相互垂直，進而求出體積與表面積，設內(nèi)切圓的半徑，由

16、等體積，求出內(nèi)切圓的半徑【詳解】由題意可知：多面體的外接球即正四面體的外接球作面交于，連接，如圖則，且為外接球的直徑，可得，設三角形 的外接圓的半徑為，則，解得，設外接球的半徑為，則可得，即，解得，設正三棱錐的高為，因為，所以，所以，而，所以正三棱錐的三條側(cè)棱兩兩相互垂直，所以，設內(nèi)切球的半徑為，即解得：故答案為：.【點睛】本題考查多面體與球的內(nèi)切和外接問題，考查轉(zhuǎn)化與化歸思想，考查空間想象能力、運算求解能力，求解時注意借助幾何體的直觀圖進行分析.15【解析】先求出，從而得函數(shù)在區(qū)間上為增函數(shù)；在區(qū)間為減函數(shù)即可得的最大值為，令，得函數(shù)取得最小值，由有實數(shù)解，進而得實數(shù)的取值范圍【詳解】解：，

17、當時，；當時，；函數(shù)在區(qū)間上為增函數(shù)；在區(qū)間為減函數(shù)所以的最大值為，令，所以當時，函數(shù)取得最小值，又因為方程有實數(shù)解，那么，即，所以實數(shù)的取值范圍是：故答案為：【點睛】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性，函數(shù)的最值問題，導數(shù)的應用，屬于中檔題.16【解析】設直線l與函數(shù)及的圖象分別相切于，因為，所以函數(shù)的圖象在點處的切線方程為，即，因為，所以函數(shù)的圖象在點處的切線方程為，即，因為存在直線l與函數(shù)及的圖象都相切，所以，所以，令，設，則，當時，函數(shù)單調(diào)遞減；當時，函數(shù)單調(diào)遞增，所以，所以實數(shù)的最小值為三、解答題：共70分。解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17（1）見解析；（2）能夠滿足.【解析】（1）

18、根據(jù)表中數(shù)據(jù)，結合以“年份2014”為橫坐標，“需求量”為縱坐標的要求即可完成表格；（2）根據(jù)表中及所給公式可求得線性回歸方程，由線性回歸方程預測2020年的糧食需求量，即可作出判斷.【詳解】（1）由所給數(shù)據(jù)和已知條件，對數(shù)據(jù)處理表格如下：年份2014024需求量25701929（2）由題意可知，變量與之間具有線性相關關系，由（1）中表格可得，.由上述計算結果可知，所求回歸直線方程為，利用回歸直線方程，可預測2020年的糧食需求量為：（萬噸），因為，故能夠滿足該地區(qū)的糧食需求.【點睛】本題考查了線性回歸直線的求法及預測應用，屬于基礎題.18（1）見解析；（2）【解析】（1）補充完整的列聯(lián)表如下

19、：合格不合格合計高一新生121426非高一新生18624合計302050則的觀測值， 所以有的把握認為“法律知識競賽成績是否合格”與“是否是高一新生”有關（2）抽取的5名學生中競賽成績合格的有名學生，記為，競賽成績不合格的有名學生，記為，從這5名學生中隨機抽取2名學生的基本事件有：，共10種， 這2名學生競賽成績都合格的基本事件有：，共3種， 所以這2名學生競賽成績都合格的概率為19（）1636人；（）見解析【解析】（）根據(jù)正態(tài)曲線的對稱性，可將區(qū)間分為和兩種情況，然后根據(jù)特殊區(qū)間上的概率求出成績在區(qū)間內(nèi)的概率，進而可求出相應的人數(shù)；（）由題意得成績在區(qū)間61,80的概率為，且，由此可得的分布

20、列和數(shù)學期望【詳解】（）因為物理原始成績，所以所以物理原始成績在（47，86）的人數(shù)為（人）（）由題意得，隨機抽取1人，其成績在區(qū)間61,80內(nèi)的概率為所以隨機抽取三人，則的所有可能取值為0,1,2,3，且，所以 ， 所以的分布列為0123所以數(shù)學期望【點睛】（1）解答第一問的關鍵是利用正態(tài)分布的三個特殊區(qū)間表示所求概率的區(qū)間，再根據(jù)特殊區(qū)間上的概率求解，解題時注意結合正態(tài)曲線的對稱性（2）解答第二問的關鍵是判斷出隨機變量服從二項分布，然后可得分布列及其數(shù)學期望當被抽取的總體的容量較大時，抽樣可認為是等可能的，進而可得隨機變量服從二項分布20（1），；（2）.【解析】（1）由條件得出方程組 ，可求得