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文档简介
2021-2022高考数学模拟试卷注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.已知等差数列的前n项和为,且,则()A.4 B.8 C.16 D.22.设、是两条不同的直线,、是两个不同的平面,则的一个充分条件是()A.且 B.且 C.且 D.且3.函数在上为增函数,则的值可以是()A.0 B. C. D.4.等腰直角三角形的斜边AB为正四面体侧棱,直角边AE绕斜边AB旋转,则在旋转的过程中,有下列说法:(1)四面体EBCD的体积有最大值和最小值;(2)存在某个位置,使得;(3)设二面角的平面角为,则;(4)AE的中点M与AB的中点N连线交平面BCD于点P,则点P的轨迹为椭圆.其中,正确说法的个数是()A.1 B.2 C.3 D.45.在中,角、、的对边分别为、、,若,,,则()A. B. C. D.6.甲、乙、丙、丁四人通过抓阄的方式选出一人周末值班(抓到“值”字的人值班).抓完阄后,甲说:“我没抓到.”乙说:“丙抓到了.”丙说:“丁抓到了”丁说:“我没抓到."已知他们四人中只有一人说了真话,根据他们的说法,可以断定值班的人是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁7.设函数,则,的大致图象大致是的()A. B.C. D.8.如图所示,已知双曲线的右焦点为,双曲线的右支上一点,它关于原点的对称点为,满足,且,则双曲线的离心率是().A. B. C. D.9.已知函数若对区间内的任意实数,都有,则实数的取值范围是()A. B. C. D.10.某空间几何体的三视图如图所示(图中小正方形的边长为1),则这个几何体的体积是()A. B. C.16 D.3211.已知集合,B={y∈N|y=x﹣1,x∈A},则A∪B=()A.{﹣1,0,1,2,3} B.{﹣1,0,1,2} C.{0,1,2} D.{x﹣1≤x≤2}12.已知,满足约束条件,则的最大值为A. B. C. D.二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.设、满足约束条件,若的最小值是,则的值为__________.14.如图所示,在直角梯形中,,、分别是、上的点,,且(如图①).将四边形沿折起,连接、、(如图②).在折起的过程中,则下列表述:①平面;②四点、、、可能共面;③若,则平面平面;④平面与平面可能垂直.其中正确的是__________.15.已知三棱锥中,,,,且二面角的大小为,则三棱锥外接球的表面积为__________.16.在三棱锥中,,,两两垂直且,点为的外接球上任意一点,则的最大值为______.三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(12分)如图,在多面体中,四边形是菱形,,,,平面,,,是的中点.(Ⅰ)求证:平面平面;(ⅠⅠ)求直线与平面所成的角的正弦值.18.(12分)已知椭圆:()的左、右顶点分别为、,焦距为2,点为椭圆上异于、的点,且直线和的斜率之积为.(1)求的方程;(2)设直线与轴的交点为,过坐标原点作交椭圆于点,试探究是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由.19.(12分)在平面直角坐标系中,已知椭圆的左、右顶点分别为、,焦距为2,直线与椭圆交于两点(均异于椭圆的左、右顶点).当直线过椭圆的右焦点且垂直于轴时,四边形的面积为6.(1)求椭圆的标准方程;(2)设直线的斜率分别为.①若,求证:直线过定点;②若直线过椭圆的右焦点,试判断是否为定值,并说明理由.20.(12分)如图所示,在四棱锥中,底面是边长为2的正方形,侧面为正三角形,且面面,分别为棱的中点.(1)求证:平面;(2)(文科)求三棱锥的体积;(理科)求二面角的正切值.21.(12分)已知顶点是坐标原点的抛物线的焦点在轴正半轴上,圆心在直线上的圆与轴相切,且关于点对称.(1)求和的标准方程;(2)过点的直线与交于,与交于,求证:.22.(10分)已知函数(,),.(Ⅰ)讨论的单调性;(Ⅱ)若对任意的,恒成立,求实数的取值范围.
参考答案一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.A【解析】
利用等差的求和公式和等差数列的性质即可求得.【详解】.故选:.【点睛】本题考查等差数列的求和公式和等差数列的性质,考查基本量的计算,难度容易.2.B【解析】由且可得,故选B.3.D【解析】
依次将选项中的代入,结合正弦、余弦函数的图象即可得到答案.【详解】当时,在上不单调,故A不正确;当时,在上单调递减,故B不正确;当时,在上不单调,故C不正确;当时,在上单调递增,故D正确.故选:D【点睛】本题考查正弦、余弦函数的单调性,涉及到诱导公式的应用,是一道容易题.4.C【解析】
解:对于(1),当CD⊥平面ABE,且E在AB的右上方时,E到平面BCD的距离最大,当CD⊥平面ABE,且E在AB的左下方时,E到平面BCD的距离最小,∴四面体E﹣BCD的体积有最大值和最小值,故(1)正确;对于(2),连接DE,若存在某个位置,使得AE⊥BD,又AE⊥BE,则AE⊥平面BDE,可得AE⊥DE,进一步可得AE=DE,此时E﹣ABD为正三棱锥,故(2)正确;对于(3),取AB中点O,连接DO,EO,则∠DOE为二面角D﹣AB﹣E的平面角,为θ,直角边AE绕斜边AB旋转,则在旋转的过程中,θ∈[0,π),∠DAE∈[,π),所以θ≥∠DAE不成立.(3)不正确;对于(4)AE的中点M与AB的中点N连线交平面BCD于点P,P到BC的距离为:dP﹣BC,因为<1,所以点P的轨迹为椭圆.(4)正确.故选:C.点睛:该题考查的是有关多面体和旋转体对应的特征,以几何体为载体,考查相关的空间关系,在解题的过程中,需要认真分析,得到结果,注意对知识点的灵活运用.5.B【解析】
利用两角差的正弦公式和边角互化思想可求得,可得出,然后利用余弦定理求出的值,最后利用正弦定理可求出的值.【详解】,即,即,,,得,,.由余弦定理得,由正弦定理,因此,.故选:B.【点睛】本题考查三角形中角的正弦值的计算,考查两角差的正弦公式、边角互化思想、余弦定理与正弦定理的应用,考查运算求解能力,属于中等题.6.A【解析】
可采用假设法进行讨论推理,即可得到结论.【详解】由题意,假设甲:我没有抓到是真的,乙:丙抓到了,则丙:丁抓到了是假的,丁:我没有抓到就是真的,与他们四人中只有一个人抓到是矛盾的;假设甲:我没有抓到是假的,那么丁:我没有抓到就是真的,乙:丙抓到了,丙:丁抓到了是假的,成立,所以可以断定值班人是甲.故选:A.【点睛】本题主要考查了合情推理及其应用,其中解答中合理采用假设法进行讨论推理是解答的关键,着重考查了推理与分析判断能力,属于基础题.7.B【解析】
采用排除法:通过判断函数的奇偶性排除选项A;通过判断特殊点的函数值符号排除选项D和选项C即可求解.【详解】对于选项A:由题意知,函数的定义域为,其关于原点对称,因为,所以函数为奇函数,其图象关于原点对称,故选A排除;对于选项D:因为,故选项D排除;对于选项C:因为,故选项C排除;故选:B【点睛】本题考查利用函数的奇偶性和特殊点函数值符号判断函数图象;考查运算求解能力和逻辑推理能力;选取合适的特殊点并判断其函数值符号是求解本题的关键;属于中档题、常考题型.8.C【解析】
易得,,又,平方计算即可得到答案.【详解】设双曲线C的左焦点为E,易得为平行四边形,所以,又,故,,,所以,即,故离心率为.故选:C.【点睛】本题考查求双曲线离心率的问题,关键是建立的方程或不等关系,是一道中档题.9.C【解析】分析:先求导,再对a分类讨论求函数的单调区间,再画图分析转化对区间内的任意实数,都有,得到关于a的不等式组,再解不等式组得到实数a的取值范围.详解:由题得.当a<1时,,所以函数f(x)在单调递减,因为对区间内的任意实数,都有,所以,所以故a≥1,与a<1矛盾,故a<1矛盾.当1≤a<e时,函数f(x)在[0,lna]单调递增,在(lna,1]单调递减.所以因为对区间内的任意实数,都有,所以,所以即令,所以所以函数g(a)在(1,e)上单调递减,所以,所以当1≤a<e时,满足题意.当a时,函数f(x)在(0,1)单调递增,因为对区间内的任意实数,都有,所以,故1+1,所以故综上所述,a∈.故选C.点睛:本题的难点在于“对区间内的任意实数,都有”的转化.由于是函数的问题,所以我们要联想到利用函数的性质(单调性、奇偶性、周期性、对称性、最值、极值等)来分析解答问题.本题就是把这个条件和函数的单调性和最值联系起来,完成了数学问题的等价转化,找到了问题的突破口.10.A【解析】几何体为一个三棱锥,高为4,底面为一个等腰直角三角形,直角边长为4,所以体积是,选A.11.A【解析】
解出集合A和B即可求得两个集合的并集.【详解】∵集合{x∈Z|﹣2<x≤3}={﹣1,0,1,2,3},B={y∈N|y=x﹣1,x∈A}={﹣2,﹣1,0,1,2},∴A∪B={﹣2,﹣1,0,1,2,3}.故选:A.【点睛】此题考查求集合的并集,关键在于准确求解不等式,根据描述法表示的集合,准确写出集合中的元素.12.D【解析】
作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,利用数形结合即可得到结论.【详解】作出不等式组表示的平面区域如下图中阴影部分所示,等价于,作直线,向上平移,易知当直线经过点时最大,所以,故选D.【点睛】本题主要考查线性规划的应用,利用目标函数的几何意义,结合数形结合的数学思想是解决此类问题的基本方法.二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.【解析】
画出满足条件的平面区域,求出交点的坐标,由得,显然直线过时,最小,代入求出的值即可.【详解】作出不等式组所表示的可行域如下图所示:联立,解得,则点.由得,显然当直线过时,该直线轴上的截距最小,此时最小,,解得.故答案为:.【点睛】本题考查了简单的线性规划问题,考查数形结合思想,是一道中档题.14.①③【解析】
连接、交于点,取的中点,证明四边形为平行四边形,可判断命题①的正误;利用线面平行的性质定理和空间平行线的传递性可判断命题②的正误;连接,证明出,结合线面垂直和面面垂直的判定定理可判断命题③的正误;假设平面与平面垂直,利用面面垂直的性质定理可判断命题④的正误.综合可得出结论.【详解】对于命题①,连接、交于点,取的中点、,连接、,如下图所示:则且,四边形是矩形,且,为的中点,为的中点,且,且,四边形为平行四边形,,即,平面,平面,平面,命题①正确;对于命题②,,平面,平面,平面,若四点、、、共面,则这四点可确定平面,则,平面平面,由线面平行的性质定理可得,则,但四边形为梯形且、为两腰,与相交,矛盾.所以,命题②错误;对于命题③,连接、,设,则,在中,,,则为等腰直角三角形,且,,,且,由余弦定理得,,,又,,平面,平面,,,、为平面内的两条相交直线,所以,平面,平面,平面平面,命题③正确;对于命题④,假设平面与平面垂直,过点在平面内作,平面平面,平面平面,,平面,平面,平面,,,,,,,又,平面,平面,.,平面,平面,.,,显然与不垂直,命题④错误.故答案为:①③.【点睛】本题考查立体几何综合问题,涉及线面平行、面面垂直的证明、以及点共面的判断,考查推理能力,属于中等题.15.【解析】
设的中心为T,AB的中点为N,AC中点为M,分别过M,T做平面ABC,平面PAB的垂线,则垂线的交点为球心O,将的长度求出或用球半径表示,再利用余弦定理即可建立方程解得半径.【详解】设的中心为T,AB的中点为N,AC中点为M,分别过M,T做平面ABC,平面PAB的垂线,则垂线的交点为球心O,如图所示因为,,所以,,,又二面角的大小为,则,,所以,设外接球半径为R,则,,在中,由余弦定理,得,即,解得,故三棱锥外接球的表面积.故答案为:.【点睛】本题考查三棱锥外接球的表面积问题,解决此类问题一定要数形结合,建立关于球的半径的方程,本题计算量较大,是一道难题.16.【解析】
先根据三棱锥的几何性质,求出外接球的半径,结合向量的运算,将问题转化为求球体表面一点到外心距离最大的问题,即可求得结果.【详解】因为两两垂直且,故三棱锥的外接球就是对应棱长为2的正方体的外接球.且外接球的球心为正方体的体对角线的中点,如下图所示:容易知外接球半径为.设线段的中点为,故可得,故当取得最大值时,取得最大值.而当在同一个大圆上,且,点与线段在球心的异侧时,取得最大值,如图所示:此时,故答案为:.【点睛】本题考查球体的几何性质,几何体的外接球问题,涉及向量的线性运算以及数量积运算,属综合性困难题.三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ).【解析】试题分析:(Ⅰ)连接交于,得,所以面,又,得面,即可利用面面平行的判定定理,证得结论;(Ⅱ)如图,以O为坐标原点,建立空间直角坐标系,求的平面的一个法向量,利用向量和向量夹角公式,即可求解与平面所成角的正弦值.试题解析:(Ⅰ)连接BD交AC于O,易知O是BD的中点,故OG//BE,BE面BEF,OG在面BEF外,所以OG//面BEF;又EF//AC,AC在面BEF外,AC//面BEF,又AC与OG相交于点O,面ACG有两条相交直线与面BEF平行,故面ACG∥面BEF;(Ⅱ)如图,以O为坐标原点,分别以OC、OD、OF为x、y、z轴建立空间直角坐标系,则,,,,,,,设面ABF的法向量为,依题意有,,令,,,,,直线AD与面ABF成的角的正弦值是.18.(1)(2)是定值,且定值为2【解析】
(1)设出点坐标并代入椭圆方程,根据列方程,求得的值,结合求得的值,进而求得椭圆的方程.(2)设出直线的方程,联立直线的方程和椭圆方程,求得点的横坐标,联立直线的方程和椭圆方程,求得,由此化简求得为定值.【详解】(1)已知点在椭圆:()上,可设,即,又,且,可得椭圆的方程为.(2)设直线的方程为:,则直线的方程为.联立直线与椭圆的方程可得:,由,可得,联立直线与椭圆的方程可得:,即,即.即为定值,且定值为2.【点睛】本小题主要考查本小题主要考查椭圆方程的求法,考查椭圆中的定值问题的求解,考查直线和椭圆的位置关系,考查运算求解能力,属于中档题.19.(1);(2)①证明见解析;②【解析】
(1)由题意焦距为2,设点,代入椭圆,解得,从而四边形的面积,由此能求出椭圆的标准方程.(2)①由题意,联立直线与椭圆的方程,得,推导出,,,,由此猜想:直线过定点,从而能证明,,三点共线,直线过定点.②由题意设,,,,直线,代入椭圆标准方程:,得,推导出,,由此推导出(定值).【详解】(1)由题意焦距为2,可设点,代入椭圆,得,解得,四边形的面积,,,椭圆的标准方程为.(2)①由题意,联立直线与椭圆的方程,得,,解得,从而,,,同理可得,,猜想:直线过定点,下证之:,,,,三点共线,直线过定点.②为定值,理由如下:由题意设,,,,直线,代入椭圆标准方程:,得,,,,(定值).【点睛】本题考查椭圆标准方程的求法,考查直线过定点的证明,考查两直线的斜率的比值是否为定值的判断与求法,考查椭圆、直线方程、韦达定理等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想,属于中档题.20.(1)见解析(2)(文)(理)【解析】
(1)证明:取PD中点G,连结GF、AG,∵GF为△PDC的中位线,∴GF∥CD且,又AE∥CD且,∴GF∥AE且GF=AE,∴EFGA是平行四边形,则EF∥AG,又EF不在平面PAD内,AG在平面PAD内,∴EF∥面PAD;(2)(文)解:取AD中点O,连结PO,∵面PAD⊥面ABCD,△PAD为正三角形,∴PO⊥面ABCD,且,又PC为面ABCD斜线,F为PC中点,∴F到面ABCD距离,故;(理)连OB交CE于M,可得Rt△EBC≌Rt△OAB,∴∠MEB=∠AOB,则∠MEB+∠MBE=90°,即OM⊥EC.连PM,又由(2)知PO⊥EC,可得EC⊥平面POM,则PM⊥EC,即∠PMO是二面角P-EC-D的平面角,在Rt△EBC中,,∴,∴,即二面角P-EC-D的正切值为.【方法点晴】本题主要考查线面
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