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文檔簡介
2021-2022高考數(shù)學模擬試卷注意事項:1.答題前,考生先將自己的姓名、準考證號填寫清楚,將條形碼準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0.5毫米黑色字跡的簽字筆書寫,字體工整、筆跡清楚。3.請按照題號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選項中,只有一項是符合題目要求的。1.設,則復數(shù)的模等于()A. B. C. D.2.已知集合,集合,那么等于()A. B. C. D.3.直線與圓的位置關(guān)系是()A.相交 B.相切 C.相離 D.相交或相切4.設為定義在上的奇函數(shù),當時,(為常數(shù)),則不等式的解集為()A. B. C. D.5.已知是雙曲線的左右焦點,過的直線與雙曲線的兩支分別交于兩點(A在右支,B在左支)若為等邊三角形,則雙曲線的離心率為()A. B. C. D.6.過拋物線C:y2=4x的焦點F,且斜率為的直線交C于點M(M在x軸的上方),l為C的準線,點N在l上且MN⊥l,則M到直線NF的距離為()A. B. C. D.7.若,則“”的一個充分不必要條件是A. B.C.且 D.或8.集合中含有的元素個數(shù)為()A.4 B.6 C.8 D.129.一個陶瓷圓盤的半徑為,中間有一個邊長為的正方形花紋,向盤中投入1000粒米后,發(fā)現(xiàn)落在正方形花紋上的米共有51粒,據(jù)此估計圓周率的值為(精確到0.001)()A.3.132 B.3.137 C.3.142 D.3.14710.已知正四棱錐的側(cè)棱長與底面邊長都相等,是的中點,則所成的角的余弦值為()A. B. C. D.11.關(guān)于函數(shù),有下述三個結(jié)論:①函數(shù)的一個周期為;②函數(shù)在上單調(diào)遞增;③函數(shù)的值域為.其中所有正確結(jié)論的編號是()A.①② B.② C.②③ D.③12.設,則“”是“”的()A.充分而不必要條件 B.必要而不充分條件C.充分必要條件 D.既不充分也不必要條件二、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分。13.定義在上的偶函數(shù)滿足,且,當時,.已知方程在區(qū)間上所有的實數(shù)根之和為.將函數(shù)的圖象向右平移個單位長度,得到函數(shù)的圖象,則__________,__________.14.已知拋物線,點為拋物線上一動點,過點作圓的切線,切點分別為,則線段長度的取值范圍為__________.15.設,則除以的余數(shù)是______.16.在平面直角坐標系xOy中,A,B為x軸正半軸上的兩個動點,P(異于原點O)為y軸上的一個定點.若以AB為直徑的圓與圓x2+(y-2)2=1相外切,且∠APB的大小恒為定值,則線段OP的長為_____.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)已知直線是曲線的切線.(1)求函數(shù)的解析式,(2)若,證明:對于任意,有且僅有一個零點.18.(12分)設函數(shù)其中(Ⅰ)若曲線在點處切線的傾斜角為,求的值;(Ⅱ)已知導函數(shù)在區(qū)間上存在零點,證明:當時,.19.(12分)已知函數(shù),函數(shù)().(1)討論的單調(diào)性;(2)證明:當時,.(3)證明:當時,.20.(12分)為調(diào)研高中生的作文水平.在某市普通高中的某次聯(lián)考中,參考的文科生與理科生人數(shù)之比為,且成績分布在的范圍內(nèi),規(guī)定分數(shù)在50以上(含50)的作文被評為“優(yōu)秀作文”,按文理科用分層抽樣的方法抽取400人的成績作為樣本,得到成績的頻率分布直方圖,如圖所示.其中構(gòu)成以2為公比的等比數(shù)列.(1)求的值;(2)填寫下面列聯(lián)表,能否在犯錯誤的概率不超過0.01的情況下認為“獲得優(yōu)秀作文”與“學生的文理科”有關(guān)?文科生理科生合計獲獎6不獲獎合計400(3)將上述調(diào)查所得的頻率視為概率,現(xiàn)從全市參考學生中,任意抽取2名學生,記“獲得優(yōu)秀作文”的學生人數(shù)為,求的分布列及數(shù)學期望.附:,其中.0.150.100.050.0250.0100.0050.0012.0722.7063.8415.0246.6357.87910.82821.(12分)已知函數(shù),的最大值為.求實數(shù)b的值;當時,討論函數(shù)的單調(diào)性;當時,令,是否存在區(qū)間,,使得函數(shù)在區(qū)間上的值域為?若存在,求實數(shù)k的取值范圍;若不存在,請說明理由.22.(10分)一酒企為擴大生產(chǎn)規(guī)模,決定新建一個底面為長方形的室內(nèi)發(fā)酵館,發(fā)酵館內(nèi)有一個無蓋長方體發(fā)酵池,其底面為長方形(如圖所示),其中.結(jié)合現(xiàn)有的生產(chǎn)規(guī)模,設定修建的發(fā)酵池容積為450米,深2米.若池底和池壁每平方米的造價分別為200元和150元,發(fā)酵池造價總費用不超過65400元(1)求發(fā)酵池邊長的范圍;(2)在建發(fā)酵館時,發(fā)酵池的四周要分別留出兩條寬為4米和米的走道(為常數(shù)).問:發(fā)酵池的邊長如何設計,可使得發(fā)酵館占地面積最小.
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。1.C【解析】
利用復數(shù)的除法運算法則進行化簡,再由復數(shù)模的定義求解即可.【詳解】因為,所以,由復數(shù)模的定義知,.故選:C【點睛】本題考查復數(shù)的除法運算法則和復數(shù)的模;考查運算求解能力;屬于基礎題.2.A【解析】
求出集合,然后進行并集的運算即可.【詳解】∵,,∴.故選:A.【點睛】本小題主要考查一元二次不等式的解法,考查集合并集的概念和運算,屬于基礎題.3.D【解析】
由幾何法求出圓心到直線的距離,再與半徑作比較,由此可得出結(jié)論.【詳解】解:由題意,圓的圓心為,半徑,∵圓心到直線的距離為,,,故選:D.【點睛】本題主要考查直線與圓的位置關(guān)系,屬于基礎題.4.D【解析】
由可得,所以,由為定義在上的奇函數(shù)結(jié)合增函數(shù)+增函數(shù)=增函數(shù),可知在上單調(diào)遞增,注意到,再利用函數(shù)單調(diào)性即可解決.【詳解】因為在上是奇函數(shù).所以,解得,所以當時,,且時,單調(diào)遞增,所以在上單調(diào)遞增,因為,故有,解得.故選:D.【點睛】本題考查利用函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性解不等式,考查學生對函數(shù)性質(zhì)的靈活運用能力,是一道中檔題.5.D【解析】
根據(jù)雙曲線的定義可得的邊長為,然后在中應用余弦定理得的等式,從而求得離心率.【詳解】由題意,,又,∴,∴,在中,即,∴.故選:D.【點睛】本題考查求雙曲線的離心率,解題關(guān)鍵是應用雙曲線的定義把到兩焦點距離用表示,然后用余弦定理建立關(guān)系式.6.C【解析】
聯(lián)立方程解得M(3,),根據(jù)MN⊥l得|MN|=|MF|=4,得到△MNF是邊長為4的等邊三角形,計算距離得到答案.【詳解】依題意得F(1,0),則直線FM的方程是y=(x-1).由得x=或x=3.由M在x軸的上方得M(3,),由MN⊥l得|MN|=|MF|=3+1=4又∠NMF等于直線FM的傾斜角,即∠NMF=60°,因此△MNF是邊長為4的等邊三角形點M到直線NF的距離為故選:C.【點睛】本題考查了直線和拋物線的位置關(guān)系,意在考查學生的計算能力和轉(zhuǎn)化能力.7.C【解析】,∴,當且僅當時取等號.故“且”是“”的充分不必要條件.選C.8.B【解析】解:因為集合中的元素表示的是被12整除的正整數(shù),那么可得為1,2,3,4,6,,12故選B9.B【解析】
結(jié)合隨機模擬概念和幾何概型公式計算即可【詳解】如圖,由幾何概型公式可知:.故選:B【點睛】本題考查隨機模擬的概念和幾何概型,屬于基礎題10.C【解析】試題分析:設的交點為,連接,則為所成的角或其補角;設正四棱錐的棱長為,則,所以,故C為正確答案.考點:異面直線所成的角.11.C【解析】
①用周期函數(shù)的定義驗證.②當時,,,再利用單調(diào)性判斷.③根據(jù)平移變換,函數(shù)的值域等價于函數(shù)的值域,而,當時,再求值域.【詳解】因為,故①錯誤;當時,,所以,所以在上單調(diào)遞增,故②正確;函數(shù)的值域等價于函數(shù)的值域,易知,故當時,,故③正確.故選:C.【點睛】本題考查三角函數(shù)的性質(zhì),還考查推理論證能力以及分類討論思想,屬于中檔題.12.C【解析】
根據(jù)充分條件和必要條件的定義結(jié)合對數(shù)的運算進行判斷即可.【詳解】∵a,b∈(1,+∞),∴a>b?logab<1,logab<1?a>b,∴a>b是logab<1的充分必要條件,故選C.【點睛】本題主要考查充分條件和必要條件的判斷,根據(jù)不等式的解法是解決本題的關(guān)鍵.二、填空題:本題共4小題,每小題5分,共20分。13.24【解析】
根據(jù)函數(shù)為偶函數(shù)且,所以的周期為,的實數(shù)根是函數(shù)和函數(shù)的圖象的交點的橫坐標,在平面直角坐標系中畫出函數(shù)圖象,根據(jù)函數(shù)的對稱性可得所有實數(shù)根的和為,從而可得參數(shù)的值,最后求出函數(shù)的解析式,代入求值即可.【詳解】解:因為為偶函數(shù)且,所以的周期為.因為時,,所以可作出在區(qū)間上的圖象,而方程的實數(shù)根是函數(shù)和函數(shù)的圖象的交點的橫坐標,結(jié)合函數(shù)和函數(shù)在區(qū)間上的簡圖,可知兩個函數(shù)的圖象在區(qū)間上有六個交點.由圖象的對稱性可知,此六個交點的橫坐標之和為,所以,故.因為,所以.故.故答案為:;【點睛】本題考查函數(shù)的奇偶性、周期性、對稱性的應用,函數(shù)方程思想,數(shù)形結(jié)合思想,屬于難題.14.【解析】
連接,易得,可得四邊形的面積為,從而可得,進而求出的取值范圍,可求得的范圍.【詳解】如圖,連接,易得,所以四邊形的面積為,且四邊形的面積為三角形面積的兩倍,所以,所以,當最小時,最小,設點,則,所以當時,,則,當點的橫坐標時,,此時,因為隨著的增大而增大,所以的取值范圍為.故答案為:.【點睛】本題考查直線與圓的位置關(guān)系的應用,考查拋物線上的動點到定點的距離的求法,考查學生的計算求解能力,屬于中檔題.15.1【解析】
利用二項式定理得到,將89寫成1+88,然后再利用二項式定理展開即可.【詳解】,因展開式中后面10項均有88這個因式,所以除以的余數(shù)為1.故答案為:1【點睛】本題考查二項式定理的綜合應用,涉及余數(shù)的問題,解決此類問題的關(guān)鍵是靈活構(gòu)造二項式,并將它展開分析,本題是一道基礎題.16.【解析】分析:設O2(a,0),圓O2的半徑為r(變量),OP=t(常數(shù)),利用差角的正切公式,結(jié)合以AB為直徑的圓與圓x2+(y-2)2=1相外切.且∠APB的大小恒為定值,即可求出線段OP的長.詳解:設O2(a,0),圓O2的半徑為r(變量),OP=t(常數(shù)),則∵∠APB的大小恒為定值,
∴t=,∴|OP|=.故答案為點睛:本題考查圓與圓的位置關(guān)系,考查差角的正切公式,考查學生的計算能力,屬于中檔題.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)(2)證明見解析【解析】
(1)對函數(shù)求導,并設切點,利用點既在曲線上、又在切線上,列出方程組,解得,即可得答案;(2)當x充分小時,當x充分大時,可得至少有一個零點.再證明零點的唯一性,即對函數(shù)求導得,對分和兩種情況討論,即可得答案.【詳解】(1)根據(jù)題意,,設直線與曲線相切于點.根據(jù)題意,可得,解之得,所以.(2)由(1)可知,則當x充分小時,當x充分大時,∴至少有一個零點.∵,①若,則,在上單調(diào)遞增,∴有唯一零點.②若令,得有兩個極值點,∵,∴,∴.∴在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.∴極大值為.,又,∴在(0,16)上單調(diào)遞增,∴,∴有唯一零點.綜上可知,對于任意,有且僅有一個零點.【點睛】本題考查導數(shù)的幾何意義的運用、利用導數(shù)證明函數(shù)的零點個數(shù),考查函數(shù)與方程思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想、分類討論思想,考查邏輯推理能力和運算求解能力,求解時注意零點存在定理的運用.18.(Ⅰ);(Ⅱ)證明見解析【解析】
(Ⅰ)求導得到,,解得答案.(Ⅱ),故,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,,設,證明函數(shù)單調(diào)遞減,故,得到證明.【詳解】(Ⅰ),故,,故.(Ⅱ),即,存在唯一零點,設零點為,故,即,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,故,設,則,設,則,單調(diào)遞減,,故恒成立,故單調(diào)遞減.,故當時,.【點睛】本題考查了函數(shù)的切線問題,利用導數(shù)證明不等式,轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值是解題的關(guān)鍵.19.(1)答案不唯一,具體見解析(2)證明見解析(3)證明見解析【解析】
(1)求出的定義域,導函數(shù),對參數(shù)、分類討論得到答案.(2)設函數(shù),求導說明函數(shù)的單調(diào)性,求出函數(shù)的最大值,即可得證.(3)由(1)可知,可得,即又即可得證.【詳解】(1)解:的定義域為,,當,時,,則在上單調(diào)遞增;當,時,令,得,令,得,則在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;當,時,,則在上單調(diào)遞減;當,時,令,得,令,得,則在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;(2)證明:設函數(shù),則.因為,所以,,則,從而在上單調(diào)遞減,所以,即.(3)證明:當時,.由(1)知,,所以,即.當時,,,則,即,又,所以,即.【點睛】本題考查利用導數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性,利用導數(shù)證明不等式,屬于難題.20.(1),,.(2)填表見解析;在犯錯誤的概率不超過0.01的情況下,不能認為“獲得優(yōu)秀作文”與“學生的文理科”有關(guān)(3)詳見解析【解析】
(1)根據(jù)頻率分步直方圖和構(gòu)成以2為公比的等比數(shù)列,即可得解;(2)由頻率分步直方圖算出相應的頻數(shù)即可填寫列聯(lián)表,再用的計算公式運算即可;(3)獲獎的概率為,隨機變量,再根據(jù)二項分布即可求出其分布列與期望.【詳解】解:(1)由頻率分布直方圖可知,,因為構(gòu)成以2為公比的等比數(shù)列,所以,解得,所以,.故,,.(2)獲獎的人數(shù)為人,因為參考的文科生與理科生人數(shù)之比為,所以400人中文科生的數(shù)量為,理科生的數(shù)量為.由表可知,獲獎的文科生有6人,所以獲獎的理科生有人,不獲獎的文科生有人.于是可以得到列聯(lián)表如下:文科生理科生合計獲獎61420不獲獎74306380合計80320400所以在犯錯誤的概率不超過0.01的情況下,不能認為“獲得優(yōu)秀作文”與“學生的文理科”有關(guān).(3)由(2)可知,獲獎的概率為,的可能取值為0,1,2,,,,分布列如下:012數(shù)學期望為.【點睛】本題考查頻率分布直方圖、統(tǒng)計案例和離散型隨機變量的分布列與期望,考查學生的閱讀理解能力和計算能力,屬于中檔題.21.(1);(2)時,在單調(diào)增;時,在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增;時,同理在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增;(3)不存在.【解析】分析:(1)利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,可得當時,取得極大值,也是最大值,由,可得結(jié)果;(2)求出,分三種情況討論的范圍,在定義域內(nèi),分別令求得的范圍,可得函數(shù)增區(qū)間,求得的范圍,可得函數(shù)的減區(qū)間;(3)假設存在區(qū)間,使得函數(shù)在區(qū)間上的值域是,則,問題轉(zhuǎn)化為關(guān)于的方程在區(qū)間內(nèi)是否存在兩個不相等的實根,進而可得結(jié)果.詳解:(1)由題意得,令,解得,當時,,函數(shù)單調(diào)遞增;當時,,函數(shù)單調(diào)遞減.所以當時,取得極大值,也是最大值,所以,解得.(2)的定義域為.①即,則,故在單調(diào)增②若,而,故,則當時,;當及時,故在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.③若,即,同理在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增(3)由(1)知,所以,令,則對恒成立,所以在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,所以恒成立,所以函數(shù)在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增.假設存在區(qū)間,使得函數(shù)在區(qū)間上的值域是,則,問題轉(zhuǎn)化為關(guān)于的方程在區(qū)間內(nèi)是否存在兩個不相等的實根,即方程在區(qū)間內(nèi)是否存在兩個不相等的實根
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