全國I卷區(qū)優(yōu)生聯(lián)賽試卷 理科數(shù)學(xué) 答案_第1頁
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2020-2021學(xué)年全國I卷區(qū)優(yōu)生聯(lián)賽試卷理科數(shù)學(xué)參考答案一、選擇題:1.【答案】D【考點(diǎn)范圍】復(fù)數(shù)的有關(guān)概念和四則運(yùn)算.【思路點(diǎn)撥】先通過復(fù)數(shù)的乘法或除法運(yùn)算,利用復(fù)數(shù)相等求出a的值,再寫出復(fù)數(shù)z的代數(shù)式,然后根據(jù)有關(guān)概念判斷正誤.【解析】由已知,,則a=-1,所以z=-2i,|z|=2,z的虛部是-2.因?yàn)椋瑒t,選D.2.【答案】C【考點(diǎn)范圍】集合的有關(guān)概念與運(yùn)算.【思路點(diǎn)撥】確定集合B含有哪些元素,不含哪些元素,用子集概念列舉所有集合B.【解析】由題設(shè),U={1,2,3,4,5,6},據(jù)題意,1,2,且3,5,即1,2,且3,5,則,所以集合B可以是{3,5},{3,4,5},{3,5,6},{3,4,5,6}共4個,選C.3.【答案】A【考點(diǎn)范圍】直線、平面平行,直線、平面垂直的判定和性質(zhì).【思路點(diǎn)撥】①平面ABCE內(nèi)的直線l與平面PAE平行的充要條件是l∥AE,據(jù)此可判斷結(jié)論正確;②直接判斷PE與AB能否垂直有困難,用反證法分析較方便.【解析】①在AB上取點(diǎn)F,使AF=EC,則四邊形AECF為平行四邊形,得CF∥AE,從而CF∥平面PAE,結(jié)論正確;②作PM⊥AE,垂足為M,因?yàn)槠矫鍼AE⊥平面ABCE,則PM⊥平面ABCE,所以PM⊥AB.假設(shè)PE⊥AB,則AB⊥平面PAE,從而AB⊥AE,這與∠BAE為銳角矛盾,所以假設(shè)不成立,結(jié)論錯誤,選A.4.【答案】D【考點(diǎn)范圍】古典概型,條件概率,滲透數(shù)學(xué)文化.【思路點(diǎn)撥】所求的概率為條件概率,用字母A,B表示相關(guān)事件,利用條件概率公式求解.【解析】由八卦圖可知,八卦中有1卦有三個陽爻,有3卦恰有一個陽爻,有3卦恰有兩個陽爻,有1卦沒有陽爻.設(shè)取出的兩卦中“有一卦恰有一個陽爻”為事件A,“另一卦至少有兩個陽爻”為事件B.解法一:因?yàn)?,,所以,選D.解法二:因?yàn)?,,所以,選D.5.【答案】C【考點(diǎn)范圍】橢圓的定義,標(biāo)準(zhǔn)方程,橢圓的幾何性質(zhì).【思路點(diǎn)撥】利用橢圓定義及焦半徑的范圍,找出a,c所滿足的關(guān)系,檢驗(yàn)出符合要求的橢圓.【解析】設(shè)點(diǎn)P到橢圓兩個焦點(diǎn)的距離分別為m和2m,則2m+m=2a,即.因?yàn)閙≥a-c,則≥a-c,即a≤3c.經(jīng)檢驗(yàn),橢圓滿足要求,選C.6.【答案】B【考點(diǎn)范圍】指數(shù)的運(yùn)算,函數(shù)的奇偶性,圖象的平移變換.【思路點(diǎn)撥】將f(x)的解析式變形,找一個與f(x)相關(guān)聯(lián)的奇函數(shù)或偶函數(shù),利用圖象變換得出f(x)的對稱性.【解析】.設(shè),則f(x)=g(x+2).因?yàn)?,則g(x)為偶函數(shù),其圖象關(guān)于y軸對稱,所以f(x)的圖象關(guān)于直線x=-2對稱,選B.7.【答案】D【考點(diǎn)范圍】正弦定理,兩角差的正弦函數(shù)公式,商數(shù)關(guān)系,正切函數(shù)的單調(diào)性.【思路點(diǎn)撥】利用正弦定理,結(jié)合A+C=120°,將目標(biāo)變量表示成角C的三角函數(shù),并確定其定義域,再求值域.【解析】因?yàn)锽=60°,則A+C=120°,所以.因?yàn)閍>b>c,則A為鈍角,從而C∈(0°,30°),得,所以,選D.8.【答案】A【考點(diǎn)范圍】二項(xiàng)式定理,二項(xiàng)展開式的系數(shù)性質(zhì).【思路點(diǎn)撥】利用二項(xiàng)式定理求出x2的系數(shù),再求a的值,通過賦值法求展開式中各項(xiàng)的系數(shù)和,及常數(shù)項(xiàng),再求其差.【解析】因?yàn)?,則,即,所以a=-2.在中,令x=0,則.令x=1,則,所以,選A.9.【答案】B【考點(diǎn)范圍】二元一次不等式組表示的平面區(qū)域,線性規(guī)劃.xyOx-y+1=0xyOx-y+1=0x+y-3=0y=1CD即2x+y的最大值與最小值的差.【解析】因?yàn)椋O(shè),則.作可行域,如圖.平移直線l:,當(dāng)直線l過點(diǎn)C(2,1)時,b取最大值5;當(dāng)直線l過點(diǎn)D(0,1)時,b取最小值1,所以z的最大值為5-1=4,選B.10.【答案】A【考點(diǎn)范圍】復(fù)合型正弦函數(shù)的圖象和性質(zhì),平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算.【思路點(diǎn)撥】根據(jù)圖象求出f(x)的解析式,再求出A,B,C的坐標(biāo),利用圖象的對稱性得出A為線段CD的中點(diǎn),將轉(zhuǎn)化為,再用數(shù)量積的坐標(biāo)運(yùn)算公式求解.【解析】設(shè)f(x)的最小正周期為 T,由圖知,,則T=2,所以.因?yàn)?,則,即,所以.由題設(shè),點(diǎn),,,則,.因?yàn)閒(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)A對稱,則A為線段CD的中點(diǎn),所以,選A.【命題意圖】2020年全國=1\*ROMANI卷中出現(xiàn)了以余弦函數(shù)圖象為載體,考查三角函數(shù)有關(guān)性質(zhì)的試題,本題取意如此,主考正弦函數(shù)的圖象和性質(zhì),滲透平面向量,注重考查基礎(chǔ)知識和基本技能,體現(xiàn)一定的綜合性,題型新穎別致.11.【答案】C【考點(diǎn)范圍】圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,幾何性質(zhì),直線與圓的位置關(guān)系,兩點(diǎn)間的距離公式.【思路點(diǎn)撥】根據(jù)的幾何意義,找出圓心C到直線AB的距離d與圓半徑r之間的關(guān)系,利用直線AB與圓C相交,得出0≤d<r,再解不等式求r的取值范圍.【解析】取AB的中點(diǎn)D,則CD⊥AB.因?yàn)?,則|PD|=5|AD|,設(shè)|CD|=d,則.因?yàn)辄c(diǎn)P(2,2),C(5,6),則,所以,得.因?yàn)?≤d<r,則,解得1≤r<5,選C.【命題意圖】2020年全國=1\*ROMANI卷中突出了對直線與圓的位置關(guān)系的考查,注重分析與綜合,強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)化思想,具有一定的思維難度.參照這一考向,本題用向量語言闡述直線與圓的位置關(guān)系,通過尋找相關(guān)變量的內(nèi)在聯(lián)系來分析和解決問題,體現(xiàn)出了一種新的解題策略.12.【答案】B【考點(diǎn)范圍】對數(shù)的運(yùn)算性質(zhì),對數(shù)函數(shù)的性質(zhì),二次函數(shù)的圖象和性質(zhì).【思路點(diǎn)撥】將已知等式變形為關(guān)于lga的一元二次方程,由方程有實(shí)根得出b,c的大小關(guān)系.再構(gòu)造一個二次函數(shù)f(x),根據(jù)f(lga),f(lgb),f(lgc)的大小關(guān)系確定lga,lgb,lgc的大小關(guān)系.【解析】由已知,,即.則關(guān)于x的方程有實(shí)根,所以.因?yàn)閎≠c,b>1,c>1,則lgc>lgb,所以c>b.設(shè),則二次函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于直線x=lgc對稱,且.若x=lga是f(x)的一個較大零點(diǎn),則lgb<lgc<lga,即b<c<a;若x=lga是f(x)的一個較小零點(diǎn),則lga<lgb<lgc,即a<b<c,選B.【命題意圖】分析多元指對數(shù)不定方程中未知數(shù)的大小關(guān)系,在2017年,2020年全國=1\*ROMANI卷中都有考查.以指、對數(shù)運(yùn)算,指、對數(shù)函數(shù)性質(zhì)為知識載體,重點(diǎn)考查運(yùn)用方程與函數(shù)思想分析和解決問題的能力,以及數(shù)學(xué)抽象,邏輯推理,數(shù)學(xué)建模等核心素養(yǎng).本題以三元對數(shù)不定方程為基點(diǎn),通過構(gòu)造二次函數(shù),分析三個未知數(shù)之間的可能大小關(guān)系,體現(xiàn)了一定的開放性和探索性,并達(dá)成上述考查目標(biāo).本題還可設(shè)計成多選題,與新高考接軌.二、填空題:13.【答案】120°【考點(diǎn)范圍】向量的模,夾角,數(shù)量積定義及運(yùn)算性質(zhì).【思路點(diǎn)撥】利用數(shù)量積定義及運(yùn)算性質(zhì),將已知條件轉(zhuǎn)化為關(guān)于向量夾角的三角方程求解.【解析】設(shè)向量a與b的夾角為θ,因?yàn)閨a|=1,|b|=2,則(a-2b)·a=a2-2a·b=1-4cosθ.由已知,1-4cosθ=3,則.又θ∈[0,π],所以θ=120°.14.【答案】【考點(diǎn)范圍】三角函數(shù)的誘導(dǎo)公式,商數(shù)關(guān)系,兩角差的正切公式.【思路點(diǎn)撥】利用誘導(dǎo)公式及商數(shù)關(guān)系,將已知條件轉(zhuǎn)化為tanα的值,再用兩角差的正切公式求解.【解析】由已知,,則,所以.15.【答案】3【考點(diǎn)范圍】雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,對稱性,離心率,直線的斜率.【思路點(diǎn)撥】點(diǎn)A,B關(guān)于原點(diǎn)對稱,設(shè)P,A,B三點(diǎn)的坐標(biāo),通過“點(diǎn)差法”求k1·k2與離心率的關(guān)系.【解析】據(jù)題意,點(diǎn)A,B關(guān)于原點(diǎn)對稱,設(shè)點(diǎn)A(x0,y0),B(-x0,-y0),P(x,y),則,.兩式相減,得,則.因?yàn)閑=2,所以.16.【答案】52π【考點(diǎn)范圍】球的截面性質(zhì)、表面積,二面角,直線、平面垂直.【思路點(diǎn)撥】因?yàn)榍蛐呐c截面圓圓心的連線垂直于截面,其中△ABC的外心就是其中心,△PAC的外心是AC的中點(diǎn),由此可構(gòu)造直角三角形求球半徑OA的長.【解析】取AC的中點(diǎn)D,連BD.設(shè)E為△ABC的外心,則點(diǎn)E在BD上,且BE=2ED.BACPODE因?yàn)镻A⊥PC,則D為RtBACPODE根據(jù)球的幾何性質(zhì),有OE⊥平面ABC,OD⊥平面PAC.因?yàn)槎娼荘―AC―B大小為120°,平面OAC⊥平面PAC,則二面角O―AC―B大小為30°,所以∠ODE=30°.因?yàn)椤鰽BC是邊長為6的正三角形,則,所以.在Rt△OED中,.在Rt△ADO中,因?yàn)锳D=3,則,所以球O的半徑,表面積S球=4πR2=4π×13=52π.【命題意圖】有關(guān)多面體的外接球及球的截面問題,是近兩年高考全國=1\*ROMANI卷的一個熱點(diǎn),對邏輯推理,直觀想象,數(shù)學(xué)運(yùn)算等核心素養(yǎng)有較高要求.本題要求考生根據(jù)球的截面性質(zhì),尋找球心位置,并合理利用二面角大小進(jìn)行計算,有一定的思維難度.三、解答題:(一)必考題:17.【考點(diǎn)范圍】等差數(shù)列的定義,通項(xiàng)公式,前n項(xiàng)和公式,等比中項(xiàng),裂項(xiàng)求和.【思路點(diǎn)撥】(1)由已知可得{an}為等差數(shù)列,利用等比中項(xiàng)條件建立關(guān)于a1的方程,再解方程可求a1的值,但要注意a3≠0這一隱含條件,防止增根.(2)根據(jù)數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式寫出數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式,用“裂項(xiàng)法”求其前n項(xiàng)和.【解析】(1)因?yàn)椋瑒t數(shù)列{an}是公差為2的等差數(shù)列.(1分)則,,.(4分)由已知,,則,即,即.因?yàn)閍3≠0,則,所以a1=1.(6分)(2)因?yàn)閿?shù)列{an}是首項(xiàng)為1,公差為2的等差數(shù)列,則.(8分)由題設(shè),.(10分)所以.(12分)18.【考點(diǎn)范圍】直線、平面垂直的判斷與性質(zhì),二面角及其平面角,余弦定理,空間向量,函數(shù)值域.【思路點(diǎn)撥】(1)幾何法:取BC的中點(diǎn)M,然后證明CD⊥平面AMC1.向量法:通過幾何或坐標(biāo)運(yùn)算,證明.(2)幾何函數(shù)法:分別延長CB,C1D相交于E,連結(jié)AE,則二面角D-AE-B的平面角為θ.適當(dāng)選取一個自變量x,建立θ的三角函數(shù)與x的函數(shù)關(guān)系,然后求值域.BACA1B1C1DEFBACA1B1C1DEFM【解析】解法一:(1)取BC的中點(diǎn)M,連接AM,C1M.因?yàn)椤鰽BC為正三角形,則AM⊥BC.由已知BB1⊥AM,則AM⊥平面BB1C1C,所以AM⊥CD.=1\*GB3①(2分)因?yàn)锽D=CM=1,BC=CC1=2,則Rt△DBC≌Rt△MCC1,所以∠BCD=∠CC1M,從而∠DCC1與∠CC1M互余,所以C1M⊥CD.=2\*GB3②結(jié)合=1\*GB3①=2\*GB3②知,CD⊥平面AMC1,所以CD⊥AC1.(5分)(2)分別延長CB,C1D相交于E,連結(jié)AE,則二面角D-AE-B的平面角為θ.作BF⊥AE,垂足為F,連結(jié)DF,則DF⊥AE,所以∠BFD=θ.(6分)設(shè)BE=x(x>0),由余弦定理可得,由等面積可得,由相似三角形性質(zhì)可得.(9分)在Rt△DBF中,.(10分)因?yàn)?,則,所以.(12分)BACA1B1C1DOxyzE解法二:(1BACA1B1C1DOxyzE直線AB,OC,OE為x軸,y軸,z軸建立空間直角坐標(biāo)系.(1分)因?yàn)橹比庵鵄BC-A1B1C1的底邊長和側(cè)棱長都為2,D為BB1的中點(diǎn),則點(diǎn)A(-1,0,0),C(0,,0),D(1,0,1),C1(0,,2).(3分)從而,,則,所以CD⊥AC1.(5分)(2)設(shè)BD=t(0<t<2),則點(diǎn)D(1,0,t),.(6分)設(shè)為平面AC1D的法向量,由,得,取z=2,則x=-t,,所以.(9分)又平面ABC的法向量,則.因?yàn)?<t<2,則,所以.(12分)19.【考點(diǎn)范圍】頻率分布直方圖,散點(diǎn)圖,古典概型,離散型隨機(jī)變量的分布列和數(shù)學(xué)期望,由直方圖估計平均數(shù),回歸直線方程.【思路點(diǎn)撥】(1)根據(jù)頻率分布求出樣本中自身免疫力指標(biāo)在(40,60],(40,50]內(nèi)的人數(shù),用古典概型求X的分布列,再求數(shù)學(xué)期望;(2)先由散點(diǎn)圖樣本數(shù)據(jù)求回歸直線方程,再由直方圖估計普通人群免疫力指標(biāo)的平均值,然后由y的取值估計x的取值.【解析】(1)由直方圖知,自身免疫力指標(biāo)在(40,50]內(nèi)的人數(shù)為0.008×10×100=8,在(50,60]內(nèi)的人數(shù)為0.002×10×100=2,則X的可能取值為1,2,3.(1分)其中,,.(4分)所以X的分布列為(5分).(6分)(2)由散點(diǎn)圖知,5組樣本數(shù)據(jù)(x,y)分別為(10,30),(30,50),(50,60),(70,70),(90,90),且x與y具有線性相關(guān)關(guān)系.(7分)因?yàn)椋?0,=60,則b=eq\f(10×30+30×50+50×60+70×70+90×90-5×50×60,102+302+502+702+902-5×502)=eq\f(7,10),a=60-eq\f(7,10)×50=25,所以回歸直線方程為=0.7x+25.(10分)由直方圖知,免疫力指標(biāo)的平均值為15×eq\f(26,100)+25×eq\f(40,100)+35×eq\f(24,100)+45×eq\f(8,100)+55×eq\f(2,100)=27.(11分)由≤27×3=81,得0.7x+25≤81,解得x≤80.據(jù)此估計,疫苗注射量不應(yīng)超過80個單位.(12分)20.【考點(diǎn)范圍】拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,焦點(diǎn)坐標(biāo),準(zhǔn)線方程,直線的方程,直線與拋物線的位置關(guān)系,兩直線的位置關(guān)系.【思路點(diǎn)撥】(1)設(shè)點(diǎn)M(x0,y0),根據(jù)已知條件建立關(guān)于x0,y0,p的方程組,再解方程組求p的值即得拋物線方程;(2)設(shè)直線l的帶參方程,聯(lián)立拋物線的準(zhǔn)線方程求出D,E兩點(diǎn)的坐標(biāo),再設(shè)定點(diǎn)N(a,0),由于線段DE為圓的直徑,則DN⊥EN,由此求出a的值.也可以由D,E兩點(diǎn)的坐標(biāo)求出以線段DE為直徑的圓方程,再證明該圓與x軸的交點(diǎn)為定點(diǎn).【解析】(1)設(shè)點(diǎn)M(x0,y0),因?yàn)辄c(diǎn)M在拋物線C上,,則.得,即.因?yàn)閤0>0,則.(3分)因?yàn)閨MF|=3,則,即,所以,化簡得,解得p=2,所以拋物線C的方程是y2=4x.(5分)(2)設(shè)直線l的方程為,代入,得.設(shè)點(diǎn),,則,.(6分)設(shè)點(diǎn),則,直線PA的方程為.令x=-1,得,所以點(diǎn).(8分)同理,點(diǎn).(9分)設(shè)以線段DE為直徑的圓與x軸的交點(diǎn)為N(a,0),則,.(10分)因?yàn)镈N⊥EN,則,即,則,得a=1或-3.故以線段DE為直徑的圓經(jīng)過x軸上的兩個定點(diǎn)(1,0)和(-3,0).(12分)【命題意圖】解析幾何有兩條主線,一是求曲線的方程,二是根據(jù)曲線方程分析有關(guān)性質(zhì).高考全國=1\*ROMANI卷解析幾何解答題基本以此設(shè)問,第一問都是求背景中的直線或圓錐曲線的方程,第二問近幾年多是證明某性質(zhì).其中2017年和2020年都是證明直線過定點(diǎn),2018年證明兩個角相等,試題整體難度有所降低.由于課標(biāo)對雙曲線要求較低,所以高考解答題一般以直線與橢圓或直線與拋物線為背景.考慮到歷年高考中以直線與橢圓為背景的情形居多,考生易形成認(rèn)知定式,所以本題以直線與拋物線為背景,第二問設(shè)計了一個以往沒有考過的問題,即證明動圓過兩定點(diǎn),這樣既傳承了全國=1\*ROMANI卷的命題特點(diǎn),又能幫助考生打破思維習(xí)慣,適用命題變化.21.【考點(diǎn)范圍】導(dǎo)數(shù)與函數(shù)的單調(diào)性,函數(shù)最值,函數(shù)極值,函數(shù)零點(diǎn),函數(shù)圖象.【思路點(diǎn)撥】(1)將f(x)是減函數(shù)轉(zhuǎn)化為恒成立,再分離參數(shù)求函數(shù)的最值.(2)在0<a<1的條件下分析函數(shù)f(x)的單調(diào)性,結(jié)合f(x)的極值和極限值,考察f(x)的圖象在各單調(diào)區(qū)間內(nèi)是否與x軸相交,由此確定其零點(diǎn)個數(shù).【解析】(1).因?yàn)閒(x)在(0,+∞)內(nèi)是減函數(shù),則當(dāng)x>0時,恒成立,即,即恒成立.(2分)設(shè),則.(3分)由,得lnx<0,即0<x<1,所以g(x)在(0,1)上單調(diào)遞增,在(1,+∞)上單調(diào)遞減,從而.因?yàn)閍≥g(x)恒成立,所以a的取值范圍是[1,+∞).(5分)xyy=aO1(2)由(1)知,g(x)在(0,1)上單調(diào)遞增,在(1,+∞)上單調(diào)遞減.又當(dāng)時,g(x)<0;當(dāng)時,g(x)>0,則函數(shù)y=g(x)的大致圖象如圖所示.xyy=aO1因?yàn)?<a<1,則直線y=a與函數(shù)y=g(x)的圖象有兩個不同的交點(diǎn),從而有兩個變號零點(diǎn),所以f(x)有兩個不同的極值點(diǎn).設(shè)f(x)的兩個極值點(diǎn)為x1,x2,且x1<x2.則.(7分)當(dāng)或時,因?yàn)椋瑒t,所以f(x)在(0,x1),(x2,+∞)上單調(diào)遞減;當(dāng)時,因?yàn)?,則,所以f(x)在(x1,x2)上單調(diào)遞增,從而f(x)的極小值點(diǎn)為x1,極大值點(diǎn)為x2.(9分)因?yàn)閤1<1<x2,則f(x1)<f(1)=0,f(x2)>f(1)=0,所以f(x)在(x1,x2)內(nèi)有一個零點(diǎn).(10分)因?yàn)椋?,則當(dāng)x→+∞時,f(x)→-∞,所以f(x)在(x2,+∞)內(nèi)有一個零點(diǎn).(11分)因?yàn)?,則當(dāng)x→0時,,所以f(x)在內(nèi)有一個零點(diǎn).綜上分析,f(x)有3個零點(diǎn).(12分)【命題意圖】除2019年外,高考全國=1\*ROMANI卷解答題中最難的一個壓軸題都是函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用.其命題形式一般是給出一個含參數(shù)的超越函數(shù),第一問大都是討論函數(shù)的單調(diào)性,強(qiáng)調(diào)導(dǎo)數(shù)的基本應(yīng)用;第二問每年都有所變化,注重導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用.其中2015年討論函數(shù)的零點(diǎn)個數(shù),2016年證明有關(guān)函數(shù)零點(diǎn)的不等式,2017年求函數(shù)有零點(diǎn)的條件,2018年證明與函數(shù)極值點(diǎn)(導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn))有關(guān)的不等式,2019年證明函數(shù)零點(diǎn)的存在性,2020年求不等式恒成立的條件.不難看出,全國=1\*ROMANI卷特別青睞對函數(shù)單調(diào)性和函數(shù)零點(diǎn)的考查.基于此,本題從這兩方面立意,但設(shè)問方式與往年高考都有所不同,追求一點(diǎn)變化.判斷帶參函數(shù)的圖象是否穿越x軸是一個難點(diǎn),常用的方法是找特殊點(diǎn),利用函數(shù)零點(diǎn)存在性定理說明.本題第二問很難找點(diǎn),需通過極限說

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