2020年江苏省南通市、泰州市高考数学一模试卷答案解析
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2020年江苏省南通市、泰州市高考数学一模试卷答案解析
一、填空题(共14题,共70分)
1.已知集合A={﹣1,0,2},B={﹣1,1,2},则A∩B= {﹣1,2} .
【解答】解:∵集合A={﹣1,0,2},B={﹣1,1,2},
∴A∩B={﹣1,2}.
故答案为:{﹣1,2}.
2.已知复数z满足(1+i)z=2i,其中i是虚数单位,则z的模为
【解答】解:由(1+i)z=2i,
得
则复数z的模为:
故答案为:.
.
.
.
3.某校高三数学组有5名党员教师,他们一天中在“学习强
国”平台上的学习积分依次为
35,35,41,38,51,则这5名党员教师学习积分的平均值为
40 .
【解答】解:根据题意,5名党员教师的学习积分依次为35,35,41,38,51,
则这5名党员教师学习积分的平均值=(35+35+41+38+51)=40,
故答案为:40
4.根据如图所示的伪代码,输出的a的值为 11 .
【解答】解:模拟程序语言的运行过程知,该程序的功能是计算并输出a=1+1+2+3+4
=11
.
故答案为:11.
5.已知等差数列{a
n
}的公差d不为0,且a<
br>1
,a
2
,a
4
成等比数列,则
【解答】解:由题意
,可知
=a
1
a
4
,
的值为 1 .
∴(a
1
+d)
2
=a
1
(a
1
+3d),
即+2a
1
d+d
2
=+3a
1
d.
化简,得a
1
=d.
∴=1.
故答案为:1.
6.将一枚质地均匀的硬币先后抛掷3次,则恰好出现2次正面向上的概率为
【解答】解:将一枚质地均匀的硬币先后抛掷3次,
则恰好出现2次正面向上的概率为:
P=
故答案为:.
7.在正三棱柱ABC﹣A
1
B
1C
1
中,AA
1
=AB=2,则三棱锥A
1
﹣BB1
C
1
的体积为
【解答】解:如图所示,
由正三棱柱ABC
﹣A
1
B
1
C
1
中,AA
1
=AB=2,
则
三棱锥A
1
﹣BB
1
C
1
的体积=
.
故答案为:.
=••B
1
B==
.
=.
.
8.已知函数
的最小值为 5 .
【解答】解:当x=时,f(x)取得最大值,
(ω>0),若当时,函数f(x)取得最大
值,则ω
即f(
即
)=sin(
=
ω﹣)=1,
ω﹣+2kπ,k∈Z,
即ω=12k+5,k∈Z,
由于ω>0,
所以当k=0时,ω的最小值为5.
故答案为:5.
9.已知函数f(x)=(m
﹣2)x
2
+(m﹣8)x(m∈R)是奇函数,若对于任意的x∈R,关于
x的不等
式f(x
2
+1)<f(a)恒成立,则实数a的取值范围是 (﹣∞,1) .
【解答】解:由奇函数的性质可得,f(﹣x)=﹣f(x)恒成立,
即(m﹣2)x
2
﹣(m﹣8)x=﹣(m﹣2)x
2
﹣(m﹣8)x,
故m﹣2=0即m=2,此时f(x)=﹣6x单调递减的奇函数,
由不等式f(x
2
+1)<f(a)恒成立,可得x
2
+1>a恒成立,
结合二次函数的性质可知,x
2
+1≥1,
所以a<1.
故答案为:(﹣∞,1)
10.在平面直角坐标系xOy中,已知点A,B分别在双曲线C:
x
2
﹣y
2
=1的两条渐近线上,
且双曲线C经过线段AB的中点.
若点A的横坐标为2,则点B的横坐标为
【解答】解:设点B的横坐标为m,
因为双曲线C
:x
2
﹣y
2
=1,所以双曲线的渐近线方程为y=±x,
不妨设点A在直线y=x上,点B在直线y=﹣x上.
则点A坐标为(2,2),点B坐标为(m,﹣m),
所以线段AB的中点坐标为
因为双曲线C经过线段AB的中点,所以
故答案为:. <
br>11.尽管目前人类还无法准确预报地震,但科学家通过研究,已经对地震有所了解,例如.地
震
时释放出的能量E(单位:焦耳)与地震里氏震级M之间的关系为lgE=4.8+1.5M.2008
年5月汶川发生里氏8.0级地震,它释放出来的能量是2019年6月四川长宁发生里氏6.0
级地震
释放出来能量的 1000 倍.
,
,解得,
.
【
解答】解:地震时释放出的能量E(单位:焦耳)与地震里氏震级M之间的关系为lgE
=4.8+1.
5M.
2008年5月汶川发生里氏8.0级地震,它释放出来的能量满足:lgE
1
=4.8+1.5×8.0,
2019年6月四川长宁发生里氏6.0级地震释放出来能量满足:l
gE
2
=4.8+1.5×6.0.
∴lgE
1
﹣lgE
2
=3,解得:
故答案为:1000.
12.已知△ABC的面积为3,且AB=AC,若
【解答】解:如图,
,则BD的最小值为 .
=10
3
=1000.
设AB=AC=x,由
设∠BAC=θ(0<θ<π),
,得AD=,
由余弦定理可得:cosθ=,得,①
由△ABC的面积为3,得
联立①②,得
∴
令y=
,
,
,即,②
,则ysinθ=5﹣3cosθ,
(θ+φ)=5,得sin(θ+φ)=,
∴ysinθ+3cosθ=5,即
由,解得y≥4或y≤﹣4(舍).
即,得BD,
∴BD的最小值为
故答案为:.
.
13.在平面直角坐标
系xOy中,已知圆C
1
:x
2
+y
2
=8与圆C
2
:x
2
+y
2
+2x+y﹣a=0相交于A、
B两点.若
圆C
1
上存在点P,使得△ABP为等腰直角三角形,则实数a的值组成的集合
为
{8,8﹣2,8+2} .
【解答】解:已知圆C
1
:x
2
+y
2
=8与圆C
2
:x
2
+y
2
+2x+y
﹣a=0相交于A、B两点,
则AB所在直线的方程为2x+y﹣a+8=0,
若圆C
1
上存在点P,使得△ABP为等腰直角三角形,分2种情况讨论:
①,P为直角顶点,则AB为圆C
1
的直径,
即直线2x+y﹣a+8=0
经过圆C
1
的圆心C
1
,必有﹣a+8=0,解可得a=8;
②,
A或B为直角顶点,则点C
1
到直线AB的距离d=
则有d==2,解可得a=8﹣2
或8+2
,8+2
,
};
r=×2=2,
综合可得:a的取值
的集合为{8,8﹣2
故答案为:{8,8﹣2
14.已知函数f(x)=
,8+2}
.
,若关于x的方程f
2
(x)+2af(x)+1﹣a
2
=0<
br>有五个不相等的实数根,则实数a的取值范围是 .
【解答】解:令f(x)=t,则g(t
)=t
2
+2at+1﹣a
2
,作f(x)的图象如下,
设g(t)的零点为t
1
,t
2
,由图可知,要满足题意,则需,
故,解得.
故答案为:.
二、解答题(共6题,共90分) 15.如图,在三棱锥P﹣ABC中,PA⊥平面ABC,PC⊥AB,D,E分别为BC,AC的中点.求
证:
(1)AB∥平面PDE;
(2)平面PAB⊥平面PAC.
【解答】证明:(1)∵D,E分别为BC,AC的中点,
∴DE是三角形ABC的一条中位线,
∴DE∥AB,
∵AB不在平面PDE内,DE在平面PDE内,
∴AB∥平面PDE;
(2)∵PA⊥平面ABC,AB在平面ABC内,
∴PA⊥AB,
又PC⊥AB,PA∩PC=P,且PA,PC都在平面PAC内,
∴AB⊥平面PAC,
∵AB在平面PAB内,
∴平面PAB⊥平面PAC.
16.在△ABC中,已知AC=4,BC=3,cosB=﹣.
(1)求sinA的值.
(2)求的值.
【解答】解:(1)如图,
∵,∴,
又AC=4,BC=3,
∴根据正弦定理得,,解得;
(2)∵
∴,
,
∴cosC=cos[π﹣(A+B)]=﹣cos(A+B)=sinAsinB﹣co
sAcosB=
∴
=
=
=.
,
17.如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆E:=1(a>b>0)的焦距为4,两条<
br>准线间的距离为8,A,B分别为椭圆E的左、右顶点.
(1)求椭圆E的标准方程:
(2)已知图中四边形ABCD是矩形,且BC=4,点M,N分别在边BC,CD上,AM与
BN相
交于第一象限内的点P.
①若M,N分别是BC,CD的中点,证明:点P在椭圆E上;
②若点P在椭圆E上,证明:为定值,并求出该定值.
【解答】解:(1)设椭圆的E的焦距为2c,
则由题意,得,解得,
所以b
2
=a
2
﹣c
2
=4,
所以椭圆
E的标准方程为
(2)①证明:由已知,得M(2
直线AM的方程为
;
,2),N(0,4),B(2
,直线BN的方程为
,0),
,
联立,解得,即P(,),
因为
所以点P在椭圆上;
,
②解法
一:设P(x
0
,y
0
),(x
0
>0,y
0>0),
则,,
直线AP的方程为,
令,得,
直线BP的方程,
令y=4,得,
所以====
=.
解法二:设直线AP的方程为
令,得,
(k
1
>0),
设直线BP的方程为
令y=4,得,
(k
2
<0),
所以==|k
1
k
2
|,
设P(x
0
,
y
0
),(x
0
>0,y
0
>0),则,
所以k
1
k
2
=•===,
所以=.
18.在
平面内,将一个图形绕一点按某个方向转动一个角度,这样的运动叫作图形的旋转,
如图,小卢利用图形
的旋转设计某次活动的徽标,他将边长为a的正三角形ABC绕其中
心O逆时针旋转θ到三角形A
1
B
1
C
1
,且
C
1
,A,得到六边形
徽标AA
1
BB
1
CC
1
.
(1)当θ=时,求六边形徽标的面积;
顺次连结A,A
1
,B,B
1
,C,
(2)求六边形微标的周长的最大值.
【解答
】解:(1)因为正三角形ABC的边长为a,所以∠AOB=120°,且OA=OA
1
=<
br>OB=OB
1
=OC=OC
1
=,
由旋转图形的性质可知,
△A
1
AC
1
≌△AA
1
B≌△B
1
BA
1
≌△BB
1
C≌△C
1
CB
1
≌△CC
1
A,
所以∠AA
1
B=∠A
1
BB
1
=∠BB
1
C=∠B
1
CC
1
=∠CC
1
A=∠C
1
AA
1
=120°,
在等腰△AOA
1
中,因为∠AOA
1
=θ=
所以∠BA
1
O=
,
所以∠AA
1
O=
,
,
+
,
,因此∠A1
OB=
依此类推可得,∠BOB
1
=∠COC
1
=<
br>所以六边形徽标的面积S=
=3(
=3•
故六边形徽标的面积为.
)
,∠B
1
OC=∠C
1
OA=
=,
(2)由(1
)可知,A
1
A=B
1
B=C
1
C,A
1
B=B
1
C=C
1
A,
不妨设A
1
A=x,A<
br>1
B=y,则六边形徽标的周长L=3(x+y).
在△AA
1
B中
,由余弦定理得,cos∠AA
1
B=cos120°=
所以xx
2
+y
2
+xy=a
2
,变形得(x+y)
2
﹣xy=a2
①
由基本不等式可知,
由①②解得,x+y≤
②
,当且仅当x=y=
=
时取等号
所以六边形徽标的周
长L=3(x+y)≤3×
故六边形徽标的周长的最大值为.
(λ∈R).
19.已知数列{a
n
}满足:a
1
=1,且当n≥2时,a
n=λa
n
﹣
1
+
(1)若λ=1,证明:数列{a
2n
﹣
1
}是等差数列;
(2)若λ=2.
①设b
n
=a
2n
+,求数列{b
n
}的通项公式;
②设∁
n<
br>=,证明:对于任意的p,m∈N*,当p>m,都有∁
p
≥∁
m
.
【解答】解:(1)当λ=1时,则根据a
1
=1,a
n
=a
n
﹣
1
+
所以a
2n+1
=a
2n
﹣<
br>1
+1,即a
2n+1
﹣a
2n
﹣
1
=1为
常数,
即数列{a
2n
﹣
1
}是首项为1,公差为1的等差数列;
(2)λ=2时,a
1
=1,且当n≥2时,a
n
=2a
n
﹣
1
+
①当n≥2时,
(n≥2),得,
,
,
所以a
2n
=4a
2n
﹣
2
+2,则a
2n
+=4(a
2n
﹣
2
+),
又因为b
n
=a<
br>2n
+,即有b
n
=a
2n
+=4(a
2n
﹣
2
+),
而b
1
=a
2
+=2a
1<
br>+=≠0,所以=4是常数,
﹣
所以数列{b
n
}时首项为,公比为
4的等比数列,则b
n
的通项公式为b
n
=•4
n1
=•4
n
(n∈N
+
);
②由①知,a
2n
=b
n
﹣=(4
n
﹣1),a
2n
﹣
1
=a
2n
=(4
n
﹣1),
则===()﹣n=,
所以∁
n
==[](n∈N
+
),
则C
n+1
﹣∁
n
=﹣=,
当n=1时,C
2<
br>﹣C
1
=0,则C
2
=C
1
;
当n=2时
,C
3
﹣C
2
=0,则C
3
=C
2
; <
/p>
当n≥3时,C
n+1
﹣∁
n
>0,则C
n+
1
>∁
n
,
故对于任意的p,m∈N*,当p>m,都有∁
p
≥∁
m
.
20.设函数(a∈R),其中e为自然对数的底数.
(1)当a=0时,求函数f(x)的单调减区间;
(2)已知函数f(x)的导函数f'(
x)有三个零点x
1
,x
2
,x
3
(x
1
<x
2
<x
3
).
①求a的取值范围;
②若m
1
,m
2
(m
1
<m
2
)是函数f(x)的两个零
点,证明:x
1
<m
1
<x
1
+1.
【解答】解:(1)当a=0时,,其定义域为(﹣∞,0)∪(0,+∞),
.
令f'(x)<0,则x>1,∴f(x)的单调递减区间为(1,+∞).
(2)①由,得,
设g(x)=ax
3
﹣x+1,则导函数f'(x)有三
个零点,即函数g(x)有三个非零的零点.
又g′(x)=3ax
2
﹣1,若a≤
0,则g′(x)=3ax
2
﹣1<0,
∴g(x)在(﹣∞,+∞)上是减函数,g(x)至多有1个零点,不符合题意,∴a>0.
令g′(x)=0,
当x∈
<0,
∴g(x)在
增,
上单调递减,在和上单调递
∪
,则
时,g'(x)>0;当x∈,g'(x)
∴,即,∴.
又g(0)=1>0,∴g
(x)在
∵当时,,
且
上有且只有1个非零的零点.
,
,
又函数g(x)的图象是连续不间断的,
∴g(x)在
∴实数a的取值范围是
和
.
上各有且只有1个非零的零点,
②由f(m
1
)=f(m
2
)=0,得,
.
设
p(x)=ax
2
﹣ax﹣1(a>0),且p(m
1
)=p(m
2
)=0,∴
又∵m
1
<m
2
,∴m
1
<0
<m
2
.
∴x<m
1
或x>m
2
时,p(x)>
0;m
1
<x<m
2
时,p(x)<0.
由①知a>0,x
1
<0<x
2
<x
3
.
∵,∴,,
∴,
,
∴x
1
<m
1
<x
1
+1成立.
【选做题】(3选2,每题10分)
21.已知a,b∈R,向量
(1)求矩阵A;
(2)若点P在矩阵A对应的变换作用下得到点P'(2,2),求点P的坐标.
【解答】解:(1)由矩阵特征值和特征向量的关系可知:
Aα=3α,
带入可知:
故矩阵A=
.
=3,即,解得a=2,b=﹣1,
是矩阵A=的属于特征值3的一个特征向量.
(2)设P为(x,y),
因为点P在矩阵A对应的变换作用下得到点P'(2,2),
所以
解得x=1,y=0,
,
故P(1,0).
22.在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程
参数方程为
(t为参数),椭圆C
的
(θ为参数),求椭圆C上的点P到直线l的距离的最大值.
【解答】解:已知直线l的参数方程
x+2y+3=0,
(t为参数),转换为直角
坐标方程为
椭圆C的参数方程为(θ为参数),设椭圆上的点P(2cosθ,sinθ)到直线l的距离d=
当sin()=1时,
=
.
=1.证明:
,
23.已知a,b,c都是正实数,且
(1)abc≥27;
(2)≥1.
【解答】证明:(1)∵a,b,c都是正实数,
∴
又∵
∴
=1,
,即abc≥27,得证;
,
(2)∵a,b,c都是正实数,
∴,,,
由①+②+③得,
∴
【必做题】(每题10分)
,得证.
,
24.如图,在直四棱柱ABCD﹣A
1
B
1
C
1
D
1
中,AD∥BC,AB⊥AD,AB=AD=AA
1
=2BC=2.
(1)求二面角C
1
﹣B
1
C﹣D
1
的余弦值;
(2)若点P为棱AD的中点,点Q在棱AB上,且直线B
1
C与平面
B
1
PQ所成角的正弦
值为,求AQ的长.
【解答】解:(1)
在直四棱柱ABCD﹣A
1
B
1
C
1
D
1
中,
∵AA
1
⊥平面ABCD,AB,AD⊂平面ABCD,∴AB⊥AA
1
,AD⊥AA
1
,
∵AB⊥AD,∴以A为原点,AB为x轴,AD为y
轴,AA
1
为z轴,建立空间直角坐标系,
∵AB=AD=AA
1
=2BC=2.
∴A(0,0,0),B(2,0,
0),C(2,1,0),D(0,2,0),A
1
(0,0,2),B
1
(
2,0,
2),
C
1
(2,1,2),D
1
(0,2,2),
=(﹣2,2,0),=(0,1,﹣2),
设平面B
1
CD
1
的一个法向量=(x,y,z),
则,取x=2,则=(2,2,1),
∵AB⊥平面B
1
C
1C,∴平面B
1
CC
1
的一个法向量=(2,0,0),
设二
面角C
1
﹣B
1
C﹣D
1
的的平面角为α,由图形得锐角,
∴二面角C
1
﹣B
1
C﹣D
1
的余弦值为:
cosα==.
(2)设AQ=λ(0≤λ≤2),则Q(λ,0,0),
∵点P
是AD中点,则P(0,1,0),
设平面B
1
PQ的法向量=(x,y,z),
=(λ,﹣1,0),=(λ﹣2,0,﹣2),
则,取x=2,得=(2,2λ,λ﹣2),
设直线B
1
C与平面B
1
PQ所成角大小为β,
∵直线B
1
C与平面B
1
PQ所成角的正弦值为,
∴sinβ===,
解得λ=1或
∴AQ=1.
.
25.一只口袋装有形状、大小完全相同的5只小球,其中红球、黄球、绿球、黑球、白球各
1只.现从
口袋中先后有放回地取球2n次(n∈N*),且每次取1只球.
(1)当n=3时,求恰好取到3次红球的概率;
(2)随机变量X表示2n次取球中取到红球的次数,随机变量
的数学期望(用n表示). <
br>【解答】解:(1)当n=3时,从装有5只小球的口袋中有放回地取球6次,共有n=5
6个基本事件,
记“恰好取到3次红球”为事件A,则事件A包含的基本事件个数为m=,
,求Y
∴当n=3时,恰好取到3次红球的概率P(A)==.
(2)由题意知随机
变量Y的所在可能取值为0,1,3,5,…,2n﹣1,(n∈N
*
),
则P(Y=2t+1)=•(2i+1)=
=
i∈N),
.
(0≤i≤n﹣1,
∴E(Y)=0•P(Y=0)+3P(Y=3)+5P(Y=5)+…+(2n﹣
1)P(Y=2n﹣1)
=(
+
+
,
﹣﹣
+
+
++…+
+…+
+
),
,
,
令x
n
=
y
n
=
则
x
n
﹣y
n
=(4﹣1)
2n1
=3
2n1
.
∴.
∴E(Y)=
==.