河南省信陽(yáng)市信陽(yáng)2022年高三第五次模擬考試數(shù)學(xué)試卷含解析

1、2021-2022高考數(shù)學(xué)模擬試卷考生須知：1全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫(xiě)在“答題紙”相應(yīng)位置上。2請(qǐng)用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫(xiě)姓名和準(zhǔn)考證號(hào)。3保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無(wú)效。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若不相等的非零實(shí)數(shù)，成等差數(shù)列，且，成等比數(shù)列，則（ ）ABC2D2記為等差數(shù)列的前項(xiàng)和.若，則（ ）A5B3C12D133設(shè)為非零實(shí)數(shù)，且，則（ ）ABCD4關(guān)于圓周率，

2、數(shù)學(xué)發(fā)展史上出現(xiàn)過(guò)許多很有創(chuàng)意的求法，如著名的蒲豐實(shí)驗(yàn)和查理斯實(shí)驗(yàn).受其啟發(fā)，某同學(xué)通過(guò)下面的隨機(jī)模擬方法來(lái)估計(jì)的值：先用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生個(gè)數(shù)對(duì)，其中，都是區(qū)間上的均勻隨機(jī)數(shù)，再統(tǒng)計(jì)，能與構(gòu)成銳角三角形三邊長(zhǎng)的數(shù)對(duì)的個(gè)數(shù)最后根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)來(lái)估計(jì)的值.若，則的估計(jì)值為（ ）ABCD5計(jì)算等于( )ABCD6已知雙曲線(xiàn)的左、右焦點(diǎn)分別為，過(guò)作一條直線(xiàn)與雙曲線(xiàn)右支交于兩點(diǎn)，坐標(biāo)原點(diǎn)為，若，則該雙曲線(xiàn)的離心率為（ ）ABCD7閱讀如圖的程序框圖，若輸出的值為25，那么在程序框圖中的判斷框內(nèi)可填寫(xiě)的條件是（ ）ABCD8某幾何體的三視圖如圖所示，若側(cè)視圖和俯視圖均是邊長(zhǎng)為的等邊三角形，則該幾何體的體積為ABCD9

3、下列函數(shù)中既關(guān)于直線(xiàn)對(duì)稱(chēng)，又在區(qū)間上為增函數(shù)的是( )A.BCD10在中，則=（ ）ABCD11設(shè)集合（為實(shí)數(shù)集），則（ ）ABCD12定義在R上的函數(shù)，若在區(qū)間上為增函數(shù)，且存在，使得.則下列不等式不一定成立的是（ ）ABCD二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13在平面直角坐標(biāo)系xOy中，已知A0,a,B3,a+4，若圓x2+y2=9上有且僅有四個(gè)不同的點(diǎn)C，使得ABC的面積為5，則實(shí)數(shù)a的取值范圍是_.14實(shí)數(shù)滿(mǎn)足，則的最大值為_(kāi)15在中， ，則_.16在中，點(diǎn)是邊的中點(diǎn)，則_，_.三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17（12分）在四邊形中，；如圖

4、，將沿邊折起，連結(jié)，使，求證：（1）平面平面；（2）若為棱上一點(diǎn)，且與平面所成角的正弦值為，求二面角的大小.18（12分）在四棱椎中，四邊形為菱形，分別為，中點(diǎn).（1）求證：；（2）求平面與平面所成銳二面角的余弦值.19（12分）如圖1，四邊形為直角梯形，為線(xiàn)段上一點(diǎn)，滿(mǎn)足，為的中點(diǎn)，現(xiàn)將梯形沿折疊（如圖2），使平面平面.（1）求證：平面平面；（2）能否在線(xiàn)段上找到一點(diǎn)（端點(diǎn)除外）使得直線(xiàn)與平面所成角的正弦值為？若存在，試確定點(diǎn)的位置；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由.20（12分）2019年入冬時(shí)節(jié)，長(zhǎng)春市民為了迎接2022年北京冬奧會(huì)，增強(qiáng)身體素質(zhì)，積極開(kāi)展冰上體育鍛煉.現(xiàn)從速滑項(xiàng)目中隨機(jī)選出100名

5、參與者，并由專(zhuān)業(yè)的評(píng)估機(jī)構(gòu)對(duì)他們的鍛煉成果進(jìn)行評(píng)估打分（滿(mǎn)分為100分）并且認(rèn)為評(píng)分不低于80分的參與者擅長(zhǎng)冰上運(yùn)動(dòng)，得到如圖所示的頻率分布直方圖：（1）求的值；（2）將選取的100名參與者的性別與是否擅長(zhǎng)冰上運(yùn)動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，請(qǐng)將下列列聯(lián)表補(bǔ)充完整，并判斷能否在犯錯(cuò)誤的概率在不超過(guò)0.01的前提下認(rèn)為擅長(zhǎng)冰上運(yùn)動(dòng)與性別有關(guān)系？擅長(zhǎng)不擅長(zhǎng)合計(jì)男性30女性50合計(jì)1000.150.100.050.0250.0100.0050.0012.0722.7063.8415.0246.6357.87910.828（，其中）21（12分）在直角坐標(biāo)系中，曲線(xiàn)的參數(shù)方程為（為參數(shù)，為實(shí)數(shù)）以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn)，軸的正

6、半軸為極軸建立極坐標(biāo)系，曲線(xiàn)的極坐標(biāo)方程為，曲線(xiàn)與曲線(xiàn)交于，兩點(diǎn)，線(xiàn)段的中點(diǎn)為 （1）求線(xiàn)段長(zhǎng)的最小值； （2）求點(diǎn)的軌跡方程22（10分）如圖，橢圓的左、右頂點(diǎn)分別為，上、下頂點(diǎn)分別為，且，為等邊三角形，過(guò)點(diǎn)的直線(xiàn)與橢圓在軸右側(cè)的部分交于、兩點(diǎn)（1）求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程；（2）求四邊形面積的取值范圍參考答案一、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。1A【解析】由題意，可得，消去得,可得，繼而得到，代入即得解【詳解】由，成等差數(shù)列，所以，又，成等比數(shù)列，所以，消去得，所以，解得或，因?yàn)?，是不相等的非零?shí)數(shù)，所以，此時(shí)，所以故選：A【點(diǎn)睛】

7、本題考查了等差等比數(shù)列的綜合應(yīng)用，考查了學(xué)生概念理解，轉(zhuǎn)化劃歸，數(shù)學(xué)運(yùn)算的能力，屬于中檔題.2B【解析】由題得，解得，計(jì)算可得.【詳解】，解得，.故選：B【點(diǎn)睛】本題主要考查了等差數(shù)列的通項(xiàng)公式，前項(xiàng)和公式，考查了學(xué)生運(yùn)算求解能力.3C【解析】取，計(jì)算知錯(cuò)誤，根據(jù)不等式性質(zhì)知正確，得到答案.【詳解】，故，故正確；取，計(jì)算知錯(cuò)誤；故選：.【點(diǎn)睛】本題考查了不等式性質(zhì)，意在考查學(xué)生對(duì)于不等式性質(zhì)的靈活運(yùn)用.4B【解析】先利用幾何概型的概率計(jì)算公式算出，能與構(gòu)成銳角三角形三邊長(zhǎng)的概率，然后再利用隨機(jī)模擬方法得到，能與構(gòu)成銳角三角形三邊長(zhǎng)的概率，二者概率相等即可估計(jì)出.【詳解】因?yàn)?，都是區(qū)間上的均勻隨

8、機(jī)數(shù)，所以有，若，能與構(gòu)成銳角三角形三邊長(zhǎng)，則，由幾何概型的概率計(jì)算公式知，所以.故選：B.【點(diǎn)睛】本題考查幾何概型的概率計(jì)算公式及運(yùn)用隨機(jī)數(shù)模擬法估計(jì)概率，考查學(xué)生的基本計(jì)算能力，是一個(gè)中檔題.5A【解析】利用誘導(dǎo)公式、特殊角的三角函數(shù)值，結(jié)合對(duì)數(shù)運(yùn)算，求得所求表達(dá)式的值.【詳解】原式.故選：A【點(diǎn)睛】本小題主要考查誘導(dǎo)公式，考查對(duì)數(shù)運(yùn)算，屬于基礎(chǔ)題.6B【解析】由題可知，再結(jié)合雙曲線(xiàn)第一定義，可得，對(duì)有，即，解得，再對(duì)，由勾股定理可得，化簡(jiǎn)即可求解【詳解】如圖，因?yàn)?，所?因?yàn)樗?在中，即，得，則.在中，由得.故選：B【點(diǎn)睛】本題考查雙曲線(xiàn)的離心率求法，幾何性質(zhì)的應(yīng)用，屬于中檔題7C【解

9、析】根據(jù)循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序框圖，帶入依次計(jì)算可得輸出為25時(shí)的值，進(jìn)而得判斷框內(nèi)容.【詳解】根據(jù)循環(huán)程序框圖可知， 則，此時(shí)輸出，因而不符合條件框的內(nèi)容，但符合條件框內(nèi)容，結(jié)合選項(xiàng)可知C為正確選項(xiàng)，故選：C.【點(diǎn)睛】本題考查了循環(huán)結(jié)構(gòu)程序框圖的簡(jiǎn)單應(yīng)用，完善程序框圖，屬于基礎(chǔ)題.8C【解析】由三視圖可知，該幾何體是三棱錐，底面是邊長(zhǎng)為的等邊三角形，三棱錐的高為，所以該幾何體的體積，故選C9C【解析】根據(jù)函數(shù)的對(duì)稱(chēng)性和單調(diào)性的特點(diǎn)，利用排除法，即可得出答案.【詳解】A中，當(dāng)時(shí)，所以不關(guān)于直線(xiàn)對(duì)稱(chēng)，則錯(cuò)誤；B中，所以在區(qū)間上為減函數(shù)，則錯(cuò)誤；D中，而，則，所以不關(guān)于直線(xiàn)對(duì)稱(chēng)，則錯(cuò)誤；故選：C.【點(diǎn)睛】

10、本題考查函數(shù)基本性質(zhì)，根據(jù)函數(shù)的解析式判斷函數(shù)的對(duì)稱(chēng)性和單調(diào)性，屬于基礎(chǔ)題.10B【解析】在上分別取點(diǎn),使得,可知為平行四邊形，從而可得到，即可得到答案【詳解】如下圖，在上分別取點(diǎn),使得,則為平行四邊形，故,故答案為B. 【點(diǎn)睛】本題考查了平面向量的線(xiàn)性運(yùn)算，考查了學(xué)生邏輯推理能力，屬于基礎(chǔ)題11A【解析】根據(jù)集合交集與補(bǔ)集運(yùn)算,即可求得.【詳解】集合,所以所以故選:A【點(diǎn)睛】本題考查了集合交集與補(bǔ)集的混合運(yùn)算,屬于基礎(chǔ)題.12D【解析】根據(jù)題意判斷出函數(shù)的單調(diào)性，從而根據(jù)單調(diào)性對(duì)選項(xiàng)逐個(gè)判斷即可【詳解】由條件可得函數(shù)關(guān)于直線(xiàn)對(duì)稱(chēng)；在，上單調(diào)遞增，且在時(shí)使得；又，所以選項(xiàng)成立；，比離對(duì)稱(chēng)軸遠(yuǎn)，

11、可得，選項(xiàng)成立；，可知比離對(duì)稱(chēng)軸遠(yuǎn)，選項(xiàng)成立；，符號(hào)不定，無(wú)法比較大小，不一定成立故選：【點(diǎn)睛】本題考查了函數(shù)的基本性質(zhì)及其應(yīng)用，意在考查學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的理解掌握水平和分析推理能力.二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13（-53，53）【解析】求出AB的長(zhǎng)度，直線(xiàn)方程，結(jié)合ABC的面積為5，轉(zhuǎn)化為圓心到直線(xiàn)的距離進(jìn)行求解即可【詳解】解：AB的斜率k=a+4-a3-0=43，|AB|=(3-0)2+(a+4-a)2=32+42=5，設(shè)ABC的高為h，則ABC的面積為5，S=12|AB|h=125h5，即h2，直線(xiàn)AB的方程為ya=43x，即4x3y+3a0若圓x2+y29上有且僅有

12、四個(gè)不同的點(diǎn)C，則圓心O到直線(xiàn)4x3y+3a0的距離d=|3a|42+(-3)2=|3a|5，則應(yīng)該滿(mǎn)足dRh321，即|3a|51，得|3a|5得-53a53，故答案為：（-53，53）【點(diǎn)睛】本題主要考查直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系的應(yīng)用，求出直線(xiàn)方程和AB的長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)化為圓心到直線(xiàn)的距離是解決本題的關(guān)鍵14【解析】畫(huà)出可行域，解出可行域的頂點(diǎn)坐標(biāo)，代入目標(biāo)函數(shù)求出相應(yīng)的數(shù)值，比較大小得到目標(biāo)函數(shù)最值.【詳解】解：作出可行域，如圖所示，則當(dāng)直線(xiàn)過(guò)點(diǎn)時(shí)直線(xiàn)的截距最大，z取最大值由同理，取最大值故答案為： 【點(diǎn)睛】本題考查線(xiàn)性規(guī)劃的線(xiàn)性目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解問(wèn)題. 線(xiàn)性目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解一般在平面區(qū)域的頂點(diǎn)或邊界

13、處取得，所以對(duì)于一般的線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題，若可行域是一個(gè)封閉的圖形，我們可以直接解出可行域的頂點(diǎn)，然后將坐標(biāo)代入目標(biāo)函數(shù)求出相應(yīng)的數(shù)值，從而確定目標(biāo)函數(shù)的最值；若可行域不是封閉圖形還是需要借助截距的幾何意義來(lái)求最值.15【解析】先由題意得：，再利用向量數(shù)量積的幾何意義得，可得結(jié)果.【詳解】由知：，則在方向的投影為，由向量數(shù)量積的幾何意義得：，故答案為【點(diǎn)睛】本題考查了投影的應(yīng)用，考查了數(shù)量積的幾何意義及向量的模的運(yùn)算，屬于基礎(chǔ)題.16 2 【解析】根據(jù)正弦定理直接求出，利用三角形的邊表示向量,然后利用向量的數(shù)量積求解即可.【詳解】中，可得因?yàn)辄c(diǎn)是邊的中點(diǎn)，所以故答案為：；.【點(diǎn)睛】本題主要考查了三角

14、形的解法，向量的數(shù)量積的應(yīng)用，考查計(jì)算能力，屬于中檔題.三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17（1）證明見(jiàn)詳解；（2）【解析】（1）由題可知，等腰直角三角形與等邊三角形，在其公共邊AC上取中點(diǎn)O，連接、，可得，可求出.在中，由勾股定理可證得，結(jié)合，可證明平面.再根據(jù)面面垂直的判定定理，可證平面平面.（2）以為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，由點(diǎn)F在線(xiàn)段上，設(shè)，得出的坐標(biāo)，進(jìn)而求出平面的一個(gè)法向量.用向量法表示出與平面所成角的正弦值，由其等于，解得.再結(jié)合為平面的一個(gè)法向量，用向量法即可求出與的夾角，結(jié)合圖形，寫(xiě)出二面角的大小.【詳解】證明：（1）在中，為正三

15、角形，且在中，為等腰直角三角形，且取的中點(diǎn)，連接，平面平面平面.平面平面（2）以為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，則，設(shè).則設(shè)平面的一個(gè)法向量為.則，令，解得與平面所成角的正弦值為，整理得解得或(含去)又為平面的一個(gè)法向量，二面角的大小為.【點(diǎn)睛】本題考查了線(xiàn)面垂直的判定，面面垂直的判定，向量法解決線(xiàn)面角、二面角的問(wèn)題，屬于中檔題.18（1）證明見(jiàn)解析；（2）.【解析】（1）證明，得到平面，得到證明.（2）以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，平面的一個(gè)法向量為，平面的一個(gè)法向量為，計(jì)算夾角得到答案.【詳解】（1）因?yàn)樗倪呅问橇庑?，且，所以是等邊三角形，又因?yàn)槭堑闹悬c(diǎn)，所以，又

16、因?yàn)?，所以，又，所以，又，所以平面，所以，又因?yàn)槭橇庑?，所以，又，所以平面，所?（2）由題意結(jié)合菱形的性質(zhì)易知，以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，則，設(shè)平面的一個(gè)法向量為，則：，據(jù)此可得平面的一個(gè)法向量為，設(shè)平面的一個(gè)法向量為，則：，據(jù)此可得平面的一個(gè)法向量為，平面與平面所成銳二面角的余弦值.【點(diǎn)睛】本題考查了線(xiàn)線(xiàn)垂直，二面角，意在考查學(xué)生的計(jì)算能力和空間想象能力.19（1）證明見(jiàn)解析；（2）存在點(diǎn)是線(xiàn)段的中點(diǎn)，使得直線(xiàn)與平面所成角的正弦值為.【解析】（1）在直角梯形中，根據(jù)，得為等邊三角形，再由余弦定理求得，滿(mǎn)足，得到，再根據(jù)平面平面，利用面面垂直的性質(zhì)定理證明.（2）建立空間

17、直角坐標(biāo)系：假設(shè)在上存在一點(diǎn)使直線(xiàn)與平面所成角的正弦值為，且，求得平面的一個(gè)法向量，再利用線(xiàn)面角公式求解.【詳解】（1）證明：在直角梯形中，因此為等邊三角形，從而，又，由余弦定理得：，即，且折疊后與位置關(guān)系不變，又平面平面，且平面平面.平面，平面，平面平面.（2）為等邊三角形，為的中點(diǎn)，又平面平面，且平面平面，平面，取的中點(diǎn)，連結(jié)，則，從而，以為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系：則，則，假設(shè)在上存在一點(diǎn)使直線(xiàn)與平面所成角的正弦值為，且，故，又，該平面的法向量為，令得，解得或（舍），綜上可知，存在點(diǎn)是線(xiàn)段的中點(diǎn)，使得直線(xiàn)與平面所成角的正弦值為.【點(diǎn)睛】本題主要考查面面垂直的性質(zhì)定理和向量法研

18、究線(xiàn)面角問(wèn)題，還考查了轉(zhuǎn)化化歸的思想和運(yùn)算求解的能力，屬于中檔題.20（1）（2）填表見(jiàn)解析；不能在犯錯(cuò)誤的概率不超過(guò)0.01的前提下認(rèn)為擅長(zhǎng)冰上運(yùn)動(dòng)與性別有關(guān)系【解析】（1）利用頻率分布直方圖小長(zhǎng)方形的面積和為列方程，解方程求得的值.（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)填寫(xiě)列聯(lián)表，計(jì)算出的值，由此判斷不能在犯錯(cuò)誤的概率不超過(guò)0.01的前提下認(rèn)為擅長(zhǎng)冰上運(yùn)動(dòng)與性別有關(guān)系.【詳解】（1）由題意，解得.（2）由頻率分布直方圖可得不擅長(zhǎng)冰上運(yùn)動(dòng)的人數(shù)為.完善列聯(lián)表如下：擅長(zhǎng)不擅長(zhǎng)合計(jì)男性203050女性104050合計(jì)3070100，對(duì)照表格可知，不能在犯錯(cuò)誤的概率不超過(guò)0.01的前提下認(rèn)為擅長(zhǎng)冰上運(yùn)動(dòng)與性別有關(guān)系.【點(diǎn)睛】本小題主要考查根據(jù)頻率分布直方圖計(jì)算小長(zhǎng)方形的高，考查列聯(lián)表獨(dú)立性檢驗(yàn)，屬于基礎(chǔ)題.21（1）（2）