1、 第 1 页(共 16 页) 2021 年新高考数学模拟试卷年新高考数学模拟试卷 3 一选择题(共一选择题(共 8 小题,满分小题,满分 40 分,每小题分,每小题 5 分)分) 1 (5 分)已知 AxN*|x3,Bx|x24x0,则 AB( ) A1,2,3 B1,2 C (0,3 D (3,4 2 (5 分)复数 z 满足(2i)z|3+4i|(i 为虚数单位) ,则 =( ) A2+i B2i C2i D2+i 3 (5 分)在区间(a,b)上,初等函数 f(x)存在极大值是其存在最大值的( ) A充分不必要条件 B必要不充分条件 C充要条件 D既不充分又不必要条件 4 (5 分)某市
2、为了解居民用水情况,通过抽样得到部分家庭月均用水量的数据,制得频率 分布直方图(如图) 若以频率代替概率,从该市随机抽取 5 个家庭,则月均用水量在 8 12 吨的家庭个数 X 的数学期望是( ) A3.6 B3 C1.6 D1.5 5 (5 分)某观察站 C 与两灯塔 A,B 的距离分别为 3km 和 5km,测得灯塔 A 在观察站 C 北 偏西 50,灯塔 B 在观察站 C 北偏东 70,则两灯塔 A,B 间的距离为( ) A34 153 B19 C7 D34 + 153 6 (5 分)函数 f(x)= 2+1 ,0 () 2+1 ,0 的图象大致为( ) A B 第 2 页(共 16 页
3、) C D 7 (5 分)设 F1,F2是双曲线 2 2 2 2 = 1(0,0)的左、右焦点,P 为双曲线右支上 一点,若F1PF290,c2,21= 3,则双曲线的两条渐近线的夹角为( ) A 5 B 4 C 6 D 3 8 (5 分) 已知函数 f (x) 是定义在 R 上的奇函数, (3 2 + ) = ( 3 2), 且 ( 3 2 ,0)时, f(x)log2(3x+1) ,则 f(2020)( ) A4 Blog27 C2 D2 二多选题(共二多选题(共 3 小题,满分小题,满分 15 分,每小题分,每小题 5 分)分) 9 (5 分)下列说法正确的是( ) A直线 xy20 与
4、两坐标轴围成的三角形的面积是 2 B过(x1,y1) , (x2,y2)两点的直线方程为 1 21 = 1 21 C经过点(1,1)且在 x 轴和 y 轴上截距都相等的直线方程为 x+y20 D若 a,b 满足 a+2b1,则直线 ax+3y+b0 必过定点(1 2, 1 6) 10 (5 分)设 a,b 为正实数,现有下列命题中的真命题有( ) A若 a2b21,则 ab1 B若1 1 = 1,则 ab1 C若| | = 1,则|ab|1 D若|a3b3|1,则|ab|1 11 (5 分)正方体 ABCDA1B1C1D1的棱长为 2,已知平面 AC1,则关于 截此正方体 所得截面的判断正确的
5、是( ) A截面形状可能为正三角形 B截面形状可能为正方形 C截面形状可能为正六边形 D截面面积最大值为 33 三填空题(共三填空题(共 4 小题,满分小题,满分 20 分,每小题分,每小题 5 分)分) 12 (5 分)某组委会要从五名志愿者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不 同工作,若其中甲不能从事翻译工作,乙不能从事导游工作,其余三人均能从事这四项 工作,则不同的选派方案共有 种 第 3 页(共 16 页) 13 (5 分)已知数列an满足:a1= 1 2,a2= 1 3,a3= 2 3,a4= 1 4,a5= 2 4,a6= 3 4,a7= 1 5, 以此类推 a2020
6、14 (5 分)若函数 f(x)lnxax 有两个不同的零点,则实数 a 的取值范围是 15 (5 分)点 P(2,0)到双曲线 2 9 2 16 =1 的渐近线的距离为 四解答题(共四解答题(共 6 小题,满分小题,满分 70 分)分) 16 (10 分)在ABC 中,B60,AB8 (1)若 M 是线段 BC 的中点,AM= 3BM,求边 AC 的长; (2)若 AC12,求ABC 的面积 17 (12 分)已知等差数列an的前 n 项和 Sn,且关于 x 的不等式32 3 20的解集 为( 1 5,2) ()求数列an的通项公式; ()设= 2 +1 2 + ,求数列bn的前 n 项和
7、Tn 18 (12 分)武汉又称江城,是湖北省省会城市,被誉为中部地区中心城市,它不仅有着深 厚的历史积淀与丰富的民俗文化,更有着众多名胜古迹与旅游景点,每年来武汉参观旅 游的人数不胜数,其中黄鹤楼与东湖被称为两张名片为合理配置旅游资源,现对已游览 黄鹤楼景点的游客进行随机问卷调查,若不游玩东湖记 1 分,若继续游玩东湖记 2 分, 每位游客选择是否游览东湖景点的概率均为1 2,游客之间选择意愿相互独立 (1)从游客中随机抽取 3 人,记总得分为随机变量 X,求 X 的分布列与数学期望; (2) (i)若从游客中随机抽取 m 人,记总分恰为 m 分的概率为 Am,求数列Am的前 10 项和;
8、()在对所有游客进行随机问卷调查过程中,记已调查过的累计得分恰为 n 分的概率 为 Bn,探讨 Bn与 Bn1之间的关系,并求数列Bn的通项公式 19 (12 分)如图,在四棱锥 PABCD 中,底面四边形 ABCD 内接于圆 O,AC 是圆 O 的 一条直径,PA平面 ABCD,PAAC2,E 是 PC 的中点,DACAOB (1)求证:BE平面 PAD; (2)若二面角 PCDA 的正切值为 2,求直线 PB 与平面 PCD 所成角的正弦值 第 4 页(共 16 页) 20 (12 分)已知椭圆: 2 2 + 2 2 = 1(0),B 为其短轴的一个端点,F1,F2分别为其 左右两个焦点,
9、已知三角形 BF1F2的面积为2,且12= 1 3 (1)求椭圆 C 的方程; (2)若动直线: = + ( 0,2 2 3)与椭圆 C 交于 P(x1,y1) ,Q(x2,y2) , M 为线段 PQ 的中点,且1 2 + 2 2 = 3,求|OM|PQ|的最大值 21 (12 分)已知函数 f(x)= 1 2 2(1)x2+ef(1 2)x ()求 f(x)的单调区间; ()若存在 x1,x2(x1x2) ,使得 f(x1)+f(x2)1,求证:x1+x22 第 5 页(共 16 页) 2021 年新高考数学模拟试卷年新高考数学模拟试卷 3 参考答案与试题解析参考答案与试题解析 一选择题(
10、共一选择题(共 8 小题,满分小题,满分 40 分,每小题分,每小题 5 分)分) 1 (5 分)已知 AxN*|x3,Bx|x24x0,则 AB( ) A1,2,3 B1,2 C (0,3 D (3,4 【解答】解:由题意得:AxN*|x31,2,3,Bx|x24x0x|0x4, 所以 AB1,2,3, 故选:A 2 (5 分)复数 z 满足(2i)z|3+4i|(i 为虚数单位) ,则 =( ) A2+i B2i C2i D2+i 【解答】解:由(2i)z|3+4i|5,得 z= 5 2 = 5(2+) (2)(2+) = 2 + , = 2 故选:C 3 (5 分)在区间(a,b)上,初
11、等函数 f(x)存在极大值是其存在最大值的( ) A充分不必要条件 B必要不充分条件 C充要条件 D既不充分又不必要条件 【解答】解:初等函数 f(x)在区间(a,b)存在极大值推不出其在区间(a,b)存在 最大值,所以不充分; 若初等函数 f(x)在区间(a,b)存在最大值,则其在区间(a,b)必存在极大值,所 以是必要的 在区间(a,b)上,初等函数 f(x)存在极大值是其存在最大值的必要不充分条件 故选:B 4 (5 分)某市为了解居民用水情况,通过抽样得到部分家庭月均用水量的数据,制得频率 分布直方图(如图) 若以频率代替概率,从该市随机抽取 5 个家庭,则月均用水量在 8 12 吨的
12、家庭个数 X 的数学期望是( ) 第 6 页(共 16 页) A3.6 B3 C1.6 D1.5 【解答】解:由频率分布直方图知,月均用水量在 812 吨的频率为(0.16+0.14)2 0.6; 以样本频率作为概率,从该市居民中任选 5 家,月均用水量在 812 吨的家庭个数为随 机变量 X, 则 XB(5,0.6) , 所以 X 的数学期望为 E(X)50.63 故选:B 5 (5 分)某观察站 C 与两灯塔 A,B 的距离分别为 3km 和 5km,测得灯塔 A 在观察站 C 北 偏西 50,灯塔 B 在观察站 C 北偏东 70,则两灯塔 A,B 间的距离为( ) A34 153 B19
13、 C7 D34 + 153 【解答】解:由题意,ABC 中,AC3km,BC5km,ACB120, 利用余弦定理可得:AB232+52235cos12049, AB7km 故选:C 6 (5 分)函数 f(x)= 2+1 ,0 () 2+1 ,0 的图象大致为( ) A B 第 7 页(共 16 页) C D 【解答】解:若 x0,则x0, 则 f(x)= 2+1 = f(x) , 若 x0,则x0, 则 f(x)= () 2+1 = f(x) , 综上 f(x)f(x) , 即 f(x)是奇函数,图象关于原点对称,排除 C,D, 当 x0,且 x0 时,f(x)0,排除 B, 故选:A 7
14、(5 分)设 F1,F2是双曲线 2 2 2 2 = 1(0,0)的左、右焦点,P 为双曲线右支上 一点,若F1PF290,c2,21= 3,则双曲线的两条渐近线的夹角为( ) A 5 B 4 C 6 D 3 【解答】解:设|PF1|m,|PF2|n,由双曲线的定义可得 mn2a, 又F1PF290,c2,21= 3, 可得 m2+n24c2,mn6, 即(mn)2+2mn4a2+124c216, 即 a1,b= 2 2= 3, 可得双曲线的渐近线方程为 y3x, 可得双曲线的两条渐近线的夹角为 3 故选:D 8 (5 分) 已知函数 f (x) 是定义在 R 上的奇函数, (3 2 + )
15、= ( 3 2), 且 ( 3 2 ,0)时, f(x)log2(3x+1) ,则 f(2020)( ) A4 Blog27 C2 D2 【解答】解:根据题意,f(x)满足(3 2 + ) = ( 3 2),即 f(x+3)f(x) ,函数 f(x) 是周期为 3 的周期函数, 则 f(2020)f(1+2019)f(1) , 第 8 页(共 16 页) 又由 f(x)为奇函数,则 f(1)f(1)log2(3+1)2, 故选:D 二多选题(共二多选题(共 3 小题,满分小题,满分 15 分,每小题分,每小题 5 分)分) 9 (5 分)下列说法正确的是( ) A直线 xy20 与两坐标轴围成
16、的三角形的面积是 2 B过(x1,y1) , (x2,y2)两点的直线方程为 1 21 = 1 21 C经过点(1,1)且在 x 轴和 y 轴上截距都相等的直线方程为 x+y20 D若 a,b 满足 a+2b1,则直线 ax+3y+b0 必过定点(1 2, 1 6) 【解答】解:选项 A 中:直线 xy20 与两坐标轴交点为(0,2) , (2,0) ,故与 两坐标轴围成的三角形的面积是 2,选项 A 对; 选项 B 中,因为分母不为零,不适应 x1x2,y1y2,B 错; 选项 C 中,经过点(1,1)且在 x 轴和 y 轴上截距都相等的直线方程为 x+y20,或 者 xy0,C 错; 选项
17、 D 中,将 a+2b1 代入直线 ax+3y+b0 化简得( 1 2) + 3 + 1 2 = 0,直线恒过定 点定点(1 2, 1 6) ,D 对 故选:AD 10 (5 分)设 a,b 为正实数,现有下列命题中的真命题有( ) A若 a2b21,则 ab1 B若1 1 = 1,则 ab1 C若| | = 1,则|ab|1 D若|a3b3|1,则|ab|1 【解答】解:若 a2b21,则 a21b2,即(a+1) (a1)b2,a+1a1,a 1ba+1,即 ab1,A 正确; 若1 1 = 1,可取 a7,b= 7 8,则 ab1,B 错误; 若| | = 1,则可取 a9,b4,而|a
18、b|51,C 错误; 由|a3b3|1, 若 ab0,则 a3b31,即(a1) (a2+a+1)b3,a2+1+ab2,a1b,即 ab1 若 0ab,则 b3a31,即(b1) (b2+1+b)a3,b2+1+ba2,b1a,即 ba1 第 9 页(共 16 页) |ab|1,D 正确 故选:AD 11 (5 分)正方体 ABCDA1B1C1D1的棱长为 2,已知平面 AC1,则关于 截此正方体 所得截面的判断正确的是( ) A截面形状可能为正三角形 B截面形状可能为正方形 C截面形状可能为正六边形 D截面面积最大值为 33 【解答】解:如图,显然 A,C 成立,下面说明 D 成立, 如图
19、截得正六边形,面积最大,MN= 22,GH= 2, OE=1 + ( 2 2 )2= 6 2 , 所以 S2 1 2 (2 + 22) 6 2 = 33, 故 D 成立, 故选:ACD 三填空题(共三填空题(共 4 小题,满分小题,满分 20 分,每小题分,每小题 5 分)分) 12 (5 分)某组委会要从五名志愿者中选派四人分别从事翻译、导游、礼仪、司机四项不 同工作,若其中甲不能从事翻译工作,乙不能从事导游工作,其余三人均能从事这四项 工作,则不同的选派方案共有 78 种 【解答】解:根据题意,分 3 种情况讨论: ,从五名志愿者中选派的四人中的有甲但没有乙,甲有 3 种安排方法,剩下三人
20、全排 列即可得,此时有 3A3318 种选派方法; ,从五名志愿者中选派的四人中的有乙但没有甲,乙有 3 种安排方法,剩下三人全排 列即可得,此时有 3A3318 种选派方法; ,从五名志愿者中选派的四人中既有甲又有乙, 第 10 页(共 16 页) 需要在剩下 3 人中选出 2 人,有 C32种选法,选出 4 人的安排方法有 A33+22A22种, 则此时有 C32(A33+22A22)42 种选派方法; 故一共有 18+18+4278 种选派方法; 故答案为:78 13 (5 分)已知数列an满足:a1= 1 2,a2= 1 3,a3= 2 3,a4= 1 4,a5= 2 4,a6= 3
21、4,a7= 1 5, 以此类推 a2020 4 65 【解答】解:按分母分段,分母为 k+1 的分数有 k 个,因为6364 2 = 2016,故 2020 属 于第 64 段,则 a2020应该是分母为 65 的第四数,即 4 65 故答案是: 4 65 14 (5 分) 若函数 f (x) lnxax 有两个不同的零点, 则实数 a 的取值范围是 (0, 1 ) 【解答】解:函数 f(x)lnxax 在 R 上有两个不同的零点可化为 ylnx 与 yax 在 R 上有两个不同的交点, 作函数 ylnx 与 yax 在 R 上的图象如下, 当直线与 ylnx 相切时, 则 = 1 , 解得,
22、xe; 故直线与 ylnx 相切时,切线的斜率 a= 1 ; 故实数 a 的取值范围是(0,1 ) ; 故答案为: (0,1 ) ; 第 11 页(共 16 页) 15 (5 分)点 P(2,0)到双曲线 2 9 2 16 =1 的渐近线的距离为 8 5 【解答】解:双曲线 2 9 2 16 =1 的渐近线方程为 y4 3x,即 4x3y0, 则点(2,0)到 4x3y0 的距离 d= 8 42+(3)2 = 8 5, 故答案为:8 5 四解答题(共四解答题(共 6 小题,满分小题,满分 70 分)分) 16 (10 分)在ABC 中,B60,AB8 (1)若 M 是线段 BC 的中点,AM=
23、 3BM,求边 AC 的长; (2)若 AC12,求ABC 的面积 【解答】解: (1)设 BMx,则 AM= 3x, ABM 中,由正弦定理可得, 60 = , 3 3 2 = , sinBAM= 1 2,即BAM= 6, AMBC 即ABC 为等腰三角形,ABAC8, (2)由 B60,AB8AC12, 由正弦定理可得, 60 = , sinC= 8 3 2 12 = 3 3 , bc, BC,即 C 为锐角,cosC= 6 3 , 所以 sinAsin(B+C)sinBcosC+sinCcosB= 3 2 6 3 + 1 2 3 3 = 32+3 6 , 故面积 s= 1 2 = 1 2
24、 12 8 32+3 6 =242 + 83 17 (12 分)已知等差数列an的前 n 项和 Sn,且关于 x 的不等式32 3 20的解集 为( 1 5,2) ()求数列an的通项公式; ()设= 2 +1 2 + ,求数列bn的前 n 项和 Tn 第 12 页(共 16 页) 【解答】解: ()不等式32 3 20的解集为( 1 5 ,2), 可得 1 5,2为方程3 2 3 2 = 0的两根, 即有 1 25 3+ 1 5 3 2 = 0 43 23 2 = 0. , 解得3 = 5 3= 9., 又 S33a29,即 a23,可得 d2, 得等差数列an的通项公式为 an2n1; (
25、)由()可得 bn2n+2n1, 所以数列bn的前 n 项和 Tn(2+4+2n)+(1+3+2n1) = 2(12) 12 + 1 2n(1+2n1)2 n+1+n22 18 (12 分)武汉又称江城,是湖北省省会城市,被誉为中部地区中心城市,它不仅有着深 厚的历史积淀与丰富的民俗文化,更有着众多名胜古迹与旅游景点,每年来武汉参观旅 游的人数不胜数,其中黄鹤楼与东湖被称为两张名片为合理配置旅游资源,现对已游览 黄鹤楼景点的游客进行随机问卷调查,若不游玩东湖记 1 分,若继续游玩东湖记 2 分, 每位游客选择是否游览东湖景点的概率均为1 2,游客之间选择意愿相互独立 (1)从游客中随机抽取 3
26、 人,记总得分为随机变量 X,求 X 的分布列与数学期望; (2) (i)若从游客中随机抽取 m 人,记总分恰为 m 分的概率为 Am,求数列Am的前 10 项和; ()在对所有游客进行随机问卷调查过程中,记已调查过的累计得分恰为 n 分的概率 为 Bn,探讨 Bn与 Bn1之间的关系,并求数列Bn的通项公式 【解答】 解: (1) X 可能取值为 3, 4, 5, 6.( = 3) = (1 2) 3 = 1 8, ( = 4) = 3 1(1 2) 3 = 3 8, ( = 5) = 3 2(1 2) 3 = 3 8,( = 6) = 3 3(1 2) 3 = 1 8 X 的分布列为 X
27、3 4 5 6 P 1 8 3 8 3 8 1 8 = 3 1 8 + 4 3 8 + 5 3 8 + 6 1 8 = 4.5 第 13 页(共 16 页) (2) (i)总分恰为 m 分的概率为= (1 2) , 数列Am是首项为1 2,公比为 1 2的等比数列, 前 10 项和10= 1 2(1 1 210) 11 2 = 1023 1024 ()已调查过的累计得分恰为 n 分的概率为 Bn,得不到 n 分的情况只有先得 n(1 分) ,再得 2 分,概率为1 2 1,1= 1 2 所以1 = 1 2 1,即= 1 21 + 1 2 3 = 1 2(1 2 3) 2 3 = (1 2 3)
28、 ( 1 2) 1, = 2 3 1 6( 1 2) 1 = 2 3 + 1 3 ( 1 2) 19 (12 分)如图,在四棱锥 PABCD 中,底面四边形 ABCD 内接于圆 O,AC 是圆 O 的 一条直径,PA平面 ABCD,PAAC2,E 是 PC 的中点,DACAOB (1)求证:BE平面 PAD; (2)若二面角 PCDA 的正切值为 2,求直线 PB 与平面 PCD 所成角的正弦值 【解答】 (1)证明:,DACAOB ADOB, E 是 PC 的中点,O 是 AC 的中点, OE 是PAC 的中位线, OEPA, PAADA, 第 14 页(共 16 页) 平面 OBE平面 P
29、AD, BE平面 BOE,BE平面 PAD, BE平面 PAD; (2)AC 是圆 O 的一条直径,ACAD, PA平面 ABCD,PACD, 则 CD平面 PAD, 则 CDAD, 则PDA 是二面角 PCDA 的平面角, 若二面角 PCDA 的正切值为 2, 则 tanPDA= =2, 即 AD1, 建立以 D 为坐标原点,DA,DC,垂直于平面 ABCD 的直线分别为 x,y,z 轴的空间直 角坐标系如图: 则 B(3 2, 3 2 ,0) ,P(1,0,2) , =( 1 2, 3 2 ,2) D(0,0,0) ,C(0,3,0) , 则 =(0,3,0) , =(1,0,2) , 设
30、平面 PCD 的法向量为 =(x,y,z) , 则 = 0 = 0 ,即3 = 0 + 2 = 0,令 z1,则 x2,y0, 即 =(2,0,1) , 则直线 PB 与平面 PCD 所成角的正弦值 sin , =|cos , | | | | |= 第 15 页(共 16 页) 1+2 55 = 3 5 20 (12 分)已知椭圆: 2 2 + 2 2 = 1(0),B 为其短轴的一个端点,F1,F2分别为其 左右两个焦点,已知三角形 BF1F2的面积为2,且12= 1 3 (1)求椭圆 C 的方程; (2)若动直线: = + ( 0,2 2 3)与椭圆 C 交于 P(x1,y1) ,Q(x2
31、,y2) , M 为线段 PQ 的中点,且1 2 + 2 2 = 3,求|OM|PQ|的最大值 【解答】解: (1)由12= 2242 22 = 1 3 2 2 = 1 3 a23c2,b22c2,12= 1 3 12= 22 3 , 结合12= 1 2 2 22 3 = 2a23,b22, 故椭圆 C 的方程为 2 3 + 2 2 = 1; 另解:依题意:12= 1 2 2 = = 2, 12= 22 12 2 1 = 1 3 2 2 = 2 3, 解得:a23,b22, 故椭圆 C 的方程为 2 3 + 2 2 = 1; (2) 联立 = + 22+ 32= 6 (3k 2+2) x2+6
32、kmx+3m260 24 (3k2+2m2) 03k2+2 m2 且1+ 2= 6 32+2,12 = 326 32+2 ; 依题意,1 2 + 2 2 = 3 (1+ 2)2 212= 3 (6)2 (32+2) 2 6(22) 32+2 = 3 化简得:3k2+22m2(3k22) ; 设 M(x0,y0) ,由21 2 + 31 2 = 6 22 2 + 32 2 = 6 2(1 2 2 2) = 3(12 2 2) = 12 12 = 20 30 又 y0kx0+m 解得:( 3 2 , 1 ) | 2 = 92+4 42 = 321 22 ,|2= (1 + 2)|1 2|2 = (
33、1 + 2) 24(32+22) (32+2) 2 = 2(22+1) 2 第 16 页(共 16 页) |2|2= (3 1 2)(2 + 1 2) 25 4 , | | 5 2 当且仅当3 1 2 = 2 + 1 2,即 = 2时,|OM|PQ|的最大值为 5 2 21 (12 分)已知函数 f(x)= 1 2 2(1)x2+ef(1 2)x ()求 f(x)的单调区间; ()若存在 x1,x2(x1x2) ,使得 f(x1)+f(x2)1,求证:x1+x22 【解答】解: (I)f(x)e2 (x1)2x+ef(1 2) 令 x= 1 2,则 f( 1 2)= 1 1+ef(1 2) ,
34、解得 f( 1 2)= 1 f(x)e2 (x1)2x+1 f (x)2e2(x1)22(ex1+1) (ex11) , x1 时,函数 f(x)取得极小值即最小值,f(x)f(1)0, 函数 f(x)在 R 上单调递增 (II)由(I)可得:函数 f(x) )= 1 2 2(1) x2+x 在 R 上单调递增 要证明:x1+x22x12x2f(x1)f(2x2) , 又 f(x1)+f(x2)1,因此 f(x1)f(2x2)1f(x2)f(2x2) , 即 f(x2)+f(2x2)10, f(1)= 1 2 1 + 1 = 1 2,则 x11x2 令 g(x)f(2x)+f(x)1= 1 2 2(1)(2x) 2+2x+1 2 2(1)x2+x= 1 2 2(1)+ 1 2 2(1) 2x2+4x2,x1,g(1)0 g(x)e2 (1x)+e2(x1)4x+4, g (x)2e2(1x)+2e2(x1)40,g(x)在(1,+)上单调递增 g(x)g(1)0, 函数 g(x)在(1,+)上单调递增 g(x)g(1)0, 因此结论 x1+x22 成立