北京市海淀区2021届下学期高三年级期中练习数学试卷(一模)

本试卷共150分。考试时长120分钟。

 

第一部分(选择题
共40分)

一、选择题:共10小题,每小题4分,共40分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。

1. 已知集合,若,则实数a的取值范围是

A.         B.         C.         D.

2. 如图,在复平面内,复数z对应的点为P,则复数的虚部为


A. 1                B. -1            C. 2                D. -2

3. 已知为等差数列,为其前n项和,若,则=

A. -5            B. -4            C. -3            D. -2

4. 在的展开式中,的系数为12,则a的值为

A. 2                B. -2            C. 1                D. -1

5. 函数①,②,③中,周期是且为奇函数的所有函数的序号是

A. ①②            B. ②            C. ③            D. ②③

6. 已知函数满足,且当时,,则=

A. -2            B. -1            C. 1                D. 3

7. 已知是单位向量,,若a⊥c,则|c|=

A. 3                B.             C.             D.

8. 已知点,则”△ABC是等边三角形”是”直线AB的斜率为0“的

A. 充分而不必要条件         B. 必要而不充分条件

C. 充分必要条件             D. 既不充分也不必要条件

9. 设无穷等比数列的前n项和为,若,则

A. 为递减数列                    B. 为递增数列

C. 数列有最大项                    D. 数列有最小项

10. 我国魏晋时期的数学家刘徽创造了一个称为”牟合方盖”的立体图形来推算球的体积,如图1,在一个棱长为2a的立方体内作两个互相垂直的内切圆柱,其相交的部分就是牟合方盖,如图2,设平行于水平面且与水平面距离为h的平面为α,记平面α截牟合方盖所得截面的面积为S,则函数S=f(h)的图象是



 

第二部分(非选择题
共110分)

二、填空题:共5小题,每小题5分,共25分。

11. 已知函数,若曲线在点处的切线的斜率为2,则实数a的值是___________。

12. 已知双曲线的两条渐近线互相垂直,则该双曲线的离心率为____________。

13. 已知点,则=__________;若B是以OA为边的矩形的顶点,则m=___________。

14. 若实数满足方程组则的一个值是___________。

15. 对平面直角坐标系xOy中的两组点,如果存在一条直线使这两组点分别位于该直线的两侧,则称该直线为”分类直线”,对于一条分类直线,记所有的点到的距离的最小值为,约定:越大,分类直线的分类效果越好。某学校高三(2)班的7位同学在2020年期间网购文具的费用x(单位:百元)和网购图书的费用y(单位:百元)的情况如图所示。现将P1,P2,P3和P4归为第Ⅰ组点,将Q1,Q2和Q3归为第Ⅱ组点,在上述约定下,可得这两组点的分类效果最好的分类直线,记为L。给出下列四个结论:


①直线比直线的分类效果好;

②分类直线L的斜率为2;

③该班另一位同学小明的网购文具与网购图书的费用均为300元,则小明的这两项网购花销的费用所对应的点与第Ⅱ组点位于L的同侧;

④如果从第Ⅰ组点中去掉点P1,第Ⅱ组点保持不变,则分类效果最好的分类直线不是L。

其中所有正确结论的序号是____________。

 

三、解答题:共6小题,共85分。解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程。

16.(本小题共14分)

如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,,
。

(Ⅰ)求cos∠BDC;

(Ⅱ)求BC的长。


17.(本小题共14分)

在如图所示的多面体中,AB∥CD,四边形ACFE为矩形,AB=AE=1,AD=CD=2。


(Ⅰ)求证:平面ABE∥平面CDF;

(Ⅱ)设平面BEF∩平面CDF=,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择若干个作为已知,使二面角的大小确定,并求此二面角的余弦值。

条件①:AB⊥AD;

条件②:AE⊥平面ABCD;

条件③:平面AED⊥平面ABCD。

18.(本小题共14分)

每年的4月23日是联合国教科文组织确定的”世界读书日”,又称”世界图书和版权日”。为了解某地区高一学生阅读时间的分配情况,从该地区随机抽取了500名高一学生进行在线调查,得到了这500名学生的日平均阅读时间(单位:小时),并将样本数据分成[0,2],(2,4],(4,6],(6,8],(8,10],(10,12],(12,14],(14,16],(16,18]九组,绘制成如图所示的频率分布直方图。


(Ⅰ)求a的值;

(Ⅱ)为进一步了解这500名学生数字媒体阅读时间和纸质图书阅读时间的分配情况,从日平均阅读时间在(12,14],(14,16],(16,18]三组内的学生中,采用分层抽样的方法抽取了10人,现从这10人中随机抽取3人,记日平均阅读时间在(14,16]内的学生人数为X,求X的分布列;

(Ⅲ)以调查结果的频率估计概率,从该地区所有高一学生中随机抽取20名学生,用”P20(k)”表示这20名学生中恰有k名学生日平均阅读时间在(10,12](单位:小时)内的概率,其中k=0,1,2,…,20。当P20(k)最大时,写出k的值。(只需写出结论)

19.(本小题共15分)

已知函数。

(Ⅰ)判断函数在区间上的单调性,并说明理由;

(Ⅱ)求证:函数在内有且只有一个极值点;

(Ⅲ)求函数在区间上的最小值。

20.(本小题共14分)

已知椭圆过,两点。

(Ⅰ)求椭圆M的离心率;

(Ⅱ)设椭圆M的右顶点为C,点P在椭圆M上(P不与椭圆M的顶点重合),直线AB与直线CP交于点Q,直线BP交x轴于点S,求证:直线SQ过定点。

21.(本小题共14分)

已知无穷数列,对于,若同时满足以下三个条件,则称数列具有性质。

条件①:;

条件②:存在常数,使得;

条件③:。

(Ⅰ)若,且数列具有性质,直接写出m的值和一个T的值;

(Ⅱ)是否存在具有性质P(1)的数列?若存在,求数列的通项公式;若不存在,说明理由;

(Ⅲ)设数列具有性质,且各项均为正整数,求数列的通项公式。

 

 

【试题答案】

1. 评分参考中所注分数,表示考生正确做到此步应得的累加分数。

2. 其它正确解法可以参照评分标准按相应步骤给分。

一、选择题:共10小题,每小题4分,共40分。

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

B

A

C

B

D

C

C

A

D

D

 

二、填空题:共5小题,每小题5分,共25分。

11. -1            12.         13. 5        

14. 0,答案不唯一,满足或即可

15. ②③④

 

三、解答题:共6小题,共85分。

16.(本小题共14分)

解:(Ⅰ)在△ABD中,因为,cos∠ADB=,

所以,

所以cos∠ABD=



。

因为AB∥CD,

所以,

所以。

(Ⅱ)在△ABD中,由正弦定理得。

因为,

所以。

因为,

在△CBD中,由余弦定理得


=11。

所以。

17.(本小题共14分)

解:(Ⅰ)因为四边形ACFE为矩形,

所以CF∥AE。

又因为AB∥CD,平面ABE,AE平面ABE,CD平面CDF,CF平面CDF,

所以,平面ABE∥平面CDF。

(Ⅱ)选择①②,或①②③

因为AE⊥平面ABCD,AB平面ABCD,AD平面ABCD,

所以AE⊥AB,AE⊥AD。

又因为AB⊥AD,

所以,分别以AB,AD,AE所在的直线为x轴,y轴,z轴建立如图所示的空间直角坐标系,由题意得

,

所以=,。


设平面BEF的法向量为,则

即

令,则,

于是。

由(Ⅰ)可得:AD⊥平面CDF,

取平面CDF的一个法向量为,

所以,

所以,二面角的余弦值为,

选择①③

因为
平面AED⊥平面ABCD,平面平面ABCD=AD,

AB⊥AD,平面ABCD,

所以 AB⊥平面AED。

又因为
平面AED,

所以 AB⊥AE。

在矩形ACFE中,AE⊥AC,

因为
平面ABCD,平面ABCD,,

所以 AE⊥平面ABCD。

又因为
平面ABCD,

所以 AE⊥AD。

分别以AB,AD,AE所在的直线为x轴,y轴,z轴建立如图所示的空间直角坐标系,由题意得,

所以,

设平面BEF的法向量为,则

即

令,则,

于是。

由(Ⅰ)可得:AD⊥平面CDF,

取平面CDF的一个法向量为,

所以,

所以
二面角的余弦值为。

18.(本小题共14分)

解:(Ⅰ)由频率分布直方图可得:


解得。

(Ⅱ)由频率分布直方图可知,这500名学生中日平均阅读时间在,三组内的学生人数分别为人,人,人。

若采用分层抽样的方法抽取了10人,则从日平均阅读时间在内的学生中抽取了人。

现从这10人中随机抽取3人,则X的可能取值为0,1,2,3。

,

,

,

。

所以X的分布列为

X

0

1

2

3

P

(Ⅲ)。

19.(本小题共15分)

解:(Ⅰ)由题意知,,

因为,

所以,

所以在上单调递增。

(Ⅱ)设,则,

当时,,

所以在内单调递减。

又因为,

所以,存在唯一,使得,

与在区间上的情况如下:

+

0

-

↗

极大值

↘

所以在内有且只有一个极值点。

(Ⅲ)由(Ⅰ)(Ⅱ)可知,在内单调递增,在内单调递减。

又因为,

所以,当时,。

又因为,当时,,

所以
,当且仅当时等号成立,

所以
在上的最小值为。

20.(本小题共14分)

解:(Ⅰ)因为
点都在椭圆M上,

所以
,

所以
,

所以
椭圆M的离心率。

(Ⅱ)方法一:

由(Ⅰ)知椭圆M的方程为,

由题意知:直线AB的方程为,

设,

因为
三点共线,所以有∥,

所以 ,

所以 ,

所以 。

因为 三点共线,

所以 ,即,

所以 ,

所以
直线QS的方程为,

即。

又因为
点P在椭圆M上,所以,

所以
直线QS的方程为,

所以
直线QS过定点(2,1)。

方法二:

直线QS过定点T(2,1),理由如下:

设直线BP为,直线CP为
。

所以
直线BP与x轴的交点。

因为
直线AB的方程为,

所以
直线CP与直线AB的交点,

所以
直线TS的斜率,直线TQ的斜率,

所以
。

将代入方程得,

所以
点P的横坐标为,则。

将点P的坐标代入直线CP的方程,整理得

,

所以
。

因为
,所以
,

所以
,

所以
直线QS过定点T(2,1)。

21.(本小题共14分)

解:(Ⅰ);

答案不唯一,如。

(Ⅱ)不存在具有性质P(1)的数列,理由如下:

假设存在具有性质P(1)的数列,设为,则,

所以
。

因为
,

所以
,即,

所以
,即,…,

。

累加得,,

对于常数,当时,T,与②矛盾,

所以
不存在具有性质P(1)的数列。

(Ⅲ)因为数列具有性质,由(Ⅱ)知。

①当时,,即,

所以
。

若(c为常数,且),则。

经检验,数列具有性质。

若,当时,,

与矛盾。

②当时,令,则

,

所以
,

所以
,

所以
,

所以
,

所以
。

当时,,与矛盾。

综上所述,数列的通项公式为(c为常数,且)。

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