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2024 届明日之星高考数学(理科)精英模拟卷 【全国卷】
【满分:150分】
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.设全集U {3,2,1,0,1,2,3},集合M {3,0,1},集合N {1,2},则ð M N( )
U
A. B.{3,1,0,1,2}
C.{2,1,2,3} D.{2,3}
2.若z 1i,则 iz3z ( )
A.4 5 B.4 2 C.2 5 D.2 2
3.已知函数 f(x) x33x2 3x1,若 f(x)的最小值为m,其中 f(x)是函数 f(x)的导函数,
则曲线y f(x)在xm 处的切线方程是( )
A.12x y60 B.3x y10
C.x y30 D.y20
4.设有下面四个命题: p :xR,x2 10; p :xR,x|x|0; p :xZ,
1 2 3
|x|N; p :xR,x2 2x30.其中真命题为( )
4
A. p B. p C. p D. p
1 2 3 4
5.已知S 是等差数列a 的前n项和,若S 57,则3a a a ( )
n n 19 5 1 4
A.2 B.3 C.4 D.6
|a| |b|
6.设向量a,b满足|ab|3,|ab|1,a与b的夹角为 ,则 ( )
|b|cos |a|cos
1 5 5
A. B. C. D.3
2 2 4
7.已知函数 f(x)2sin x || 图象的一个对称中心为(3,0),则为了得到函数
4 2
g(x)2cos x的图象,只需将函数 f(x)的图象( )
4
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A.向左平移1个单位长度 B.向左平移 个单位长度
4
C.向右平移1个单位长度 D.向右平移 个单位长度
4
8.为落实立德树人的根本任务,践行五育并举,某学校开设A,B,C三门德育校本课程,现
有甲、乙、丙、丁、戊五位同学参加校本课程的学习,每位同学仅报一门,每门至少有一位
同学参加,则不同的报名方法有( )
A.54种 B.240种 C.150种 D.60种
9.如图,网格纸上绘制的是一个多面体的三视图,网格小正方形的边长为1,则该多面体的表
面积为( )
A.3 56 10 B.11 56 10
C.3 136 10 D.11 136 10
10.已知圆C:x2 y2 8,MN 为圆C的动弦,且满足|MN |4,G 为弦MN的中点,两动点
P,Q 在直线l: y x4上,且|PQ|4,MN 运动时,PGQ始终为锐角,则线段PQ中点
的横坐标取值范围是( )
A.(,0) (4,) B.(,0) (8,)
C.(0,4) D.(0,8)
x2 y2
11.已知双曲线C: 1(a0,b0)的左、右焦点分别为F 、F ,以F 为圆心的圆
a2 b2 1 2 2
与x轴交于F ,B两点,与y轴正半轴交于点A,线段AF 与C交于点M.若 BM 与C的焦距
1 1
31
的比值为 ,则C的离心率为( )
3
31 3 51 7 1
A. B. C. D.
2 2 2 2
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12.如图,已知菱形ABCD中,
AB 2
,BAD120,E为边BC的中点,将△ABE沿AE
翻折成△ABE(点B 位于平面ABCD上方),连接BC和BD,F为BD的中点,则在翻折
1 1 1 1 1
过程中,下列说法正确的是( )
①平面ABE 平面BEC
1 1
π
②AB 与CF 的夹角为定值
1 3
2 3
③三棱锥B AED体积最大值为
1
3
π
④点F的轨迹的长度为
2
A.①② B.①②③ C.①②④ D.②③④
二、填空题:本题共 4小题,每小题 5分,共 20分。
13.在抛掷一枚骰子的试验中,事件A表示“不大于4的偶数点出现”,事件B表示“小于5
的点数出现”,则事件AB发生的概率为__________.
x y20
14.设x,y满足约束条件 x2y20,则z x y的最小值为________.
x40
15.已知函数 f(x)是定义在R上的奇函数,若对任意给定的实数x ,x ,
1 2
x f x x f x x f x x f x 恒成立,则不等式(x1)f(12x)0的解集是
1 1 2 2 1 2 2 1
___________.
1
16.已知函数 f(x) ,数列a 是正项等比数列,且a 1,则
1x n 10
f a f a f a f a f a __________.
1 2 3 18 19
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.第 17~21题为必考题,
每个试题考生都必须作答.第 22、23题为选考题,考生根据要求作答。
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(一)必考题:共 60分。
17.(12分)已知在锐角△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且
csinA 3acosC.
(1)求C;
8S ab2b2
(2)记△ABC面积为S,求 的取值范围.
2bc
18.(12分)如图,三棱锥ABCD中,DA DB DC,BDCD,ADBADC 60E
为BC的中点.
(1)证明:BC DA;
(2)点F满足EF DA,求二面角DABF 的正弦值.
19.(12分)已知点F是抛物线C:x2 2py(p 0)的焦点,点P4,m(m p)在C 上,且
PF 5.
(1)求C 的方程;
(2)过点F作两条互相垂直的直线l ,l ,l 交C 于A,B两点,l 交C于M,N两点.求
1 2 1 2
1 1
证: 为定值.
AB MN
20.(12分)某电台举办有奖知识竞答比赛,选手答题规则相同.甲每道题自己有把握独立答
1
对的概率为 ,若甲自己没有把握答对,则在规定时间内连线亲友团寻求帮助,其亲友团每
2
道题能答对的概率为p,假设每道题答对与否互不影响.
1
(1)当 p 时,
5
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①若甲答对了某道题,求该题是甲自己答对的概率;
②甲答了4道题,记甲答对题目的个数为随机变量X,求随机变量X的概率分布和数学期望
E(X);
2
(2)乙答对每道题的概率为 (含亲友团),现甲、乙两人各答2道题,若甲答对题的个数
3
15
比乙答对题的个数多的概率不低于 ,求甲的亲友团每道题答对的概率p的最小值.
36
21.(12分)已知函数 f(x)(x1)ex lnxa(x1),其中实数a0.
(1)当a e1时,求函数 f(x)的单调性;
(2)若函数 f(x)有唯一零点,求实数a的值.
(二)选考题:共 10分。请考生在第 22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第
一题计分。
22.(10分)[选修4 – 4:坐标系与参数方程]
x22cos
在平面直角坐标系xOy中,已知直线l :x 3y 0,曲线C的参数方程为
1 y 2sin
( 为参数).以原点O为极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为
2
2π
R.
3
(1)求曲线C 和直线l 的极坐标方程;
1
(2)若直线l 与曲线C 分别交于O,A两点,直线l 与曲线C分别交于O,B两点,求
1 2
△AOB的面积.
23.(10分)[选修4 – 5:不等式选讲]
已知函数 f x x2 2xa ,aR.
(1)当a 2时,求不等式 f x6的解集;
(2)当a4时,若存在x2,使得 f xx4成立,求a的取值范围.
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答案以及解析
1.答案:D
解析:因为M {3,0,1},N {1,2},所以M N 3,1,0,1,2,
又因为全集U {3,2,1,0,1,2,3},所以ð M N{2,3}.故选D.
U
2.答案:D
解析:iz3z i(1i)3(1i)22i,所以|iz3z | 22 (2)2 2 2,故选D.
3.答案:B
解析:由题得 f(x)3x2 6x33(x1)2, f(x)的最小值m0. f(0)3, f(0)1,
曲线 f(x)在x0处的切线方程是y(1)3x,即3x y10.故选B.
4.答案:C
解析:xR,x2 11,所以命题 p 为假命题;当x0时,x|x|0,所以命题 p 为假
1 2
命题;当xZ时, x 均为非负整数,所以命题 p 为真命题;因为
3
x2 2x3(x1)2 20,所以命题 p 为假命题.故选C.
4
5.答案:B
19a a 192a
解析:由题意,S 1 19 10 19a 57,解得a 3,设等差数列a 的公差
19 2 2 10 10 n
为d ,则3a a a 3a 4da a 3da 9d a 3.故选B.
5 1 4 1 1 1 1 10
6.答案:B
解析: |ab|3,a2 2abb2 9①.又|ab|1,a2 2abb2 1②.由①②得
|a| |b| |a|2 |b|2 a2 b2 5
ab2,a2 b2 5, .
|b|cos |a|cos |a||b|cos |a||b|cos ab 2
7.答案:A
3
解析:因为函数 f(x)图象的一个对称中心为(3,0),所以 k,kZ,所以
4
3
k ,kZ,又|| ,所以 ,所以 f(x)2sin x .因为
4 2 4 4 4
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g(x)2cos x2sin x 2sin (x1) ,所以为了得到g(x)2cos x的图象,
4 4 2 4 4 4
只需将函数 f(x)的图象向左平移1个单位长度.
8.答案:C
解析:根据题意,甲、乙、丙、丁、戊五位同学选A,B,C三门德育校本课程,每位同学仅
报一门,每门至少有一位同学参加,需要分三组,有两类情况:
C1C1C3
①三组人数为1、1、3,此时有 5 4 3 A3 60种方法;
A2 3
2
C2C2C1
②三组人数为2、2、1,此时有 5 3 1 A3 90种方法.所以不同的报名方法有6090150
A2 3
2
种.
9.答案:D
解析:由多面体的三视图得到多面体的直观图如图所示:
它可以看成由直三棱柱与四棱锥组合而成.
1
其中三角形C DE的底DE 2,高为 22 32 13,所以其面积为S 2 13 13;
1 1 2
梯形ACC D与梯形BCC E全等,上底CC 2,下底AD4,高为 12 32 10,所以其面
1 1 1
(24) 10
积为S 3 10;
2 2
1
三角形ABC的底AB 2,高为3,所以其面积为S 233;
3 2
底面为矩形,AD4,AB 2,其面积为S 428.所以该多面体的表面积
4
S 1323 103811 136 10 .故选D.
10.答案:A
解析:由题意,圆C:x2 y2 8,可得圆心坐标为C(0,0),半径为r 2 2,
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因为|MN |4,G 为弦MN的中点,可得|CG|2,
又由两动点P,Q在直线l: y x4上,且|PQ|4,
设PQ 的中点E(a,a4),当M,N在圆C上运动时,且PGQ恒为锐角,
可得以C为圆心,以2为半径的圆与以E为圆心,以2为半径的圆相外离,
则 a2 (a4)2 22,即a2 4a 0,解得a0或a4,
所以线段PQ中点的横坐标取值范围是(,0) (4,).故选A.
11.答案:D
解析:设双曲线的半焦距为c,因为以F 为圆心的圆过F ,故该圆的半径为2c,故其方程为
2 1
(xc)2 y2 4c2,令x0,则y 3c ,结合A在y轴正半轴上,得A(0, 3c),令y 0,
3c0
则xc或x3c,故B(3c,0).故k 3,故直线FA: y 3x 3c.设
F 1 A 0(c) 1
31 2 31
M(m, 3m 3c)(m0),由题意知|BM | 2c c,故
3 3
124 16 2 3c
(3cm)2 ( 3m 3c)2 c2,整理得4m2 c2,故m c,故y ,所以
9 9 3 M 3
4 1
c2 c2
9 3 1,故 4e2 e2 1,解得e2 4 7 或 4 7 ,又因为e1,则e2 1,则
a2 b2 9 3 e2 1 2 2
4 7 71
e2 ,e .故选D.
2 2
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12.答案:C
π
解析:对于①:由
AB 2
,BAD120,E为边BC的中点知B 且
BE 1
,
3
易知AE EC,AE BE,而EC BE E,EC,BE 面BEC,
1 1 1 1
故
AE
面BEC,又
AE
面ABE,所以面ABE 面BEC,故①正确;
1 1 1 1
1
对于②:若G是AB 的中点,又F为BD的中点,则GF//AD且GF AD,
1 1 2
1 1
而EC BC AD且EC//AD,所以GF//EC且GF EC,即FGEC为平行四边形,
2 2
故CF//EG,所以AB 与CF 的夹角为AGE或其补角,
1
2π
若G 为AB中点,即AGE AGE,由①分析易知AGE ,
3
π
故AB 与CF的夹角为 ,故②正确;
1 3
对于③:由上分析知:翻折过程中当BE 面ABCD时,V 最大,
1 B 1 AED
1 1 1 3
此时 ,故③错误;
V BES 1 32
B 1 AED 3 1 AED 3 2 3
对于④:由②分析知:EGCF 且EG//CF ,故F的轨迹与G 到G的轨迹相同,
由①知:B到B 的轨迹为以E为圆心,BE为半径的半圆,而G 为AB中点,
1 1
BE
故G 到G的轨迹为以AE中点为圆心, 1 为半径的半圆,所以F的轨迹长度为
2
1 BE π
2π 1 ,故④正确.故选C.
2 2 2
2
13.答案:
3
解析:随机抛掷一枚骰子共有6种不同的结果,其中事件A“不大于4的偶数点出现”包括
2 1
出现2,4两种结果,P(A) ,事件B“小于5的点数出现”的对立事件为B,
6 3
4 2 1 1 1 2 2
P(B) ,P(B) ,且事件A和事件B是互斥件,P(AB) .故答案为 .
6 3 3 3 3 3 3
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14.答案:2
x y20
解析:由约束条件 x2y20作出可行域,如图阴影部分,
x40
结合图可知,平移直线x y 0,当平移到经过点A时,直线l:z x y在y轴上的截距最
x y20 x2
小,即取得最小值,联立
,得
,即A(2,0),将A(2,0)的坐标代入直线
x2y20 y 0
z x y,即得z x y的最小值为2,故答案为:2
1
15.答案: 1,
2
解析:因为函数 f(x)对任意给定的实数x ,x ,x f x x f x x f x x f x 恒成
1 2 1 1 2 2 1 2 2 1
立,即x x f x f x 0恒成立,所以函数 f(x)在R上为减函数.又函数 f(x)是R
1 2 1 2
x10,
上的奇函数,所以 f(0)0,则由不等式(x1)f(12x)0,得
或
f(12x) f(0)
x10, x10, x10, 1 1
即 或 解得1 x .所以原不等式的解集为 1, .
f(12x) f(0), 12x0 12x0, 2 2
19
16.答案:
2
1 1 1 1 1 x
解析:因为函数 f(x) ,所以当x0时, f(x) f 1.因
1x x 1x 1 1x 1x
1
x
为数列a 是正项等比数列,且a 1,所以aa a a a a a2 1,所以
n 10 1 19 2 18 3 17 10
1
f a f a f a f 1,同理可得
1 19 1 a
1
f a f a f a f a f a f a 1,令
2 18 3 17 10 10
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S f a f a f a f a f a ,则
1 2 3 18 19
19
S f a f a f a f a f a ,所以2S 19,故S .
19 18 17 2 1 2
17.答案:(1)60°
2b2 ab8S 3
(2) 1 , 5
2bc 2
解析:(1) csinA 3acosC,由正弦定理得,sinCsinA 3sinAcosC ,
又sinA0,cosC 0,sinC 3cosC,tanC 3,C 60;
3
4 sin Asin A2sinB
8S ab2b2 4absinCab2b2
2
(2)
2bc 2bc 2sinC
2 3sin Asin A2sin120A
2sinAcosA
3
2
2
5 2 5
5sinA,其中sin ,cos ,
5 5
π π
锐角△ABC,A , ,
6 2
2b2 ab8S 3
从而得 5sinA1 , 5 ;
2bc 2
8Sab2b2 3
综上,C 60, 1 , 5.
2bc 2
18.答案:(1)证明见解析
3
(2)
3
解析:(1)证明:连接AE,DE, DB DC,E为BC的中点,DE BC.
又 DA DB DC,ADBADC 60,
△ACD与△ABD均为等边三角形,
AC AB,AE BC.
又 AE DE E,AE 平面ADE ,DE 平面ADE ,
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BC 平面ADE ,
又 DA平面ADE ,BC DA.
(2)设DA DB DC 2,则BC 2 2 ,DE AE 2,AE2 DE2 4 DA2,
AE DE.
又 AE BC,DE BC E,DE 平面BCD,BC 平面BCD,AE 平面BCD.
以E为原点,ED,EB,EA的方向分别为x轴,y轴,z轴的正方向,建立如图所示的空间
直角坐标系,
则D( 2,0,0),A(0,0, 2),B(0, 2,0) ,E(0,0,0),
DA( 2,0, 2),AB(0, 2, 2),
EF DA,F( 2,0, 2),
AF ( 2,0,0).
设平面DAB的一个法向量为n x ,y ,z ,
1 1 1 1
DAn 0, 2x 2z 0,
则 1 即 1 1
ABn 0, 2y 2z 0,
1 1 1
令z 1,则n (1,1,1).
1 1
设平面ABF 的一个法向量为n x ,y ,z ,
2 2 2 2
ABn 0, 2y 2z 0,
则 2 即 2 2
AFn 0, 2x 0,
2 2
令z 1,则n (0,1,1).
2 2
设二面角DABF 的平面角为 ,
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n n 2 6
则|cos| 1 2 .
n n 3 2 3
1
又 [0,π],
2
6 3
sin 1cos2 1 ,
3 3
3
二面角DABF 的正弦值为 .
3
19.答案:(1)x2 4y;
(2)证明见解析.
p
解析:(1)抛物线C的准线方程为y ,
2
42 2pm
p2 p 8
依题意,
p
,解得
或
,而m p,则 p2,
m 5 m4 m1
2
所以抛物线C的方程为x2 4y.
(2)由(1)知F0,1,直线l ,l 的斜率均存在,
1 2
不妨设直线l 的方程为y kx1,Ax ,y ,Bx ,y ,
1 1 1 2 2
x2 4y
由 消去y得 x2 4kx40 ,显然0,
y kx1
则x x 4k ,y y k(x x )24k2 2,
1 2 1 2 1 2
p p
因此 AB AF BF y y 4k2 44(k2 1),
1 2 2 2
1 1 4(k2 1)
由l l ,得直线l 的斜率为 ,同理得 MN 4( 1) ,
1 2 2 k k2 k2
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1 1 1 k2 1
AB MN 4(k2 1) 4(k2 1) 4
所以 .
20.答案:(1)见解析
2
(2)
3
解析:(1)①记事件A为“甲答对了某道题”,事件B为“甲自己答对了某道题”,则
1
1 1 1 3 1 P(AB) 2 5
P(A) ,P(AB) ,所以P(B∣A) .
2 2 5 5 2 P(A) 3 6
5
②随机变量X的可能取值为0,1,2,3,4,
3
由①知P(A) ,
5
3
则X ~ B 4, ,
5
k 4k
3 2
所以P(X k)Ck (k 0,1,2,3,4),则随机变量X的概率分布为
4 5 5
X 0 1 2 3 4
16 96 216 216 81
P
625 625 625 625 625
3 12
故E(X)4 .
5 5
(2)记事件A为“甲答对了i道题”,事件B 为“乙答对了i道题”,i 0,1,2,
i i
1 1 1 1 1
其中甲答对某道题的概率为 p (1 p),答错某道题的概率为1 (1 p) (1 p),
2 2 2 2 2
2
则PA C1 1 (1 p) 1 (1 p) 1 1 p2,PA 1 (1 p) 1 (1 p),
1 2 2 2 2 2 2 4
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2
1 1 2 1 4
PB ,PB C3 ,
0 3 9 1 2 3 3 9
所以甲答对题的个数比乙答对题的个数多的概率
P PAB A B A B PAB PA B PA B
1 0 2 1 2 0 1 0 2 1 2 0
1 1 1 4 1 1 1 15
1 p2 (1 p)2 (1 p)2 3p2 10p7 ,
2 9 4 9 4 9 36 36
2
所以 p1,
3
2
即甲的亲友团每道题答对的概率p的最小值为 .
3
21.答案:(1)在(0,1)上单调递减,在(1,)上单调递增
(2)a e1
解析:(1) a e1, f(x)(x1)ex lnx(e1)(x1),
1
f(x)exx e1.
x
1
令g(x)exx e1(x0),
x
1
g(x) xex ex 0,
x2
g(x)在(0,)上单调递增,即 f(x)在(0,)上单调递增.
f(1)0,令 f(x)0,则x1,
令 f(x)0,则0 x1, f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,)上单调递增.
(2) f(x)(x1)ex lnxa(x1),
1 1
f(x)exx a,令h(x)exx a(x0),
x x
1
则h(x) xex ex 0,
x2
h(x)在(0,)上单调递增,即 f(x)在(0,)上单调递增.
设m(x)ex x1,则m(x)ex 1,
当x0时,m(x)0,m(x)在(0,)上单调递增,
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当x0时,m(x)0,m(x)在(,0)上单调递减,
m(x)m(0)0,ex x10,即ex x1,
1 1
f(1a)(1a)e1a a(1a)(a2) a
1a 1a
1 a
a2 2a2 (a1)2 0,
1a 1a
1 e
又 f 2a0,
2 2
1 1
存在唯一的t ,1a ,使得 f(t)0,即tet a0①.
2 t
当x(0,t)时, f(x)0, f(x)在(0,t)上单调递减;
当x(t,)时, f(x)0, f(x)在(t,)上单调递增, f(x) f(t).
min
又 函数 f(x)有唯一的零点,
f(t)0,即(t1)et lnta(t1)0②.
1 1
由①②得(t1)et lnt tet (t1)0,即(t1)2et lnt 10.
t t
1
令n(x)(x1)2ex lnx 1,
x
1 1 x1
则n(x) x2 1 ex x2(x1)ex 1.
x x2 x2
x2(x1)ex 10(x0),
函数n(x)在(0,1)上单调递减,在(1,)上单调递增,而n(1)0,则t 1.
代入①得a e1.综上,a e1.
π
22.答案:(1)4cos, R
6
(2)2 3
π
解析:(1) 直线l :x 3y 0过原点且倾斜角为 ,
1 6
π
直线l 的极坐标方程为 R.
1 6
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x22cos
曲线C的参数方程为 ( 为参数),
y 2sin
曲线C的普通方程为x2 y2 4x0,
曲线C的极坐标方程为4cos.
π π
(2)把 代入4cos,得 2 3,A 2 3, ,
6 1 6
2π 2π π
把 代入4cos,得 2,B 2, ,即B 2, ,
3 2 3 3
1 π π 1
S sin 2 3212 3.
△AOB 2 1 2 6 3 2
23.答案:(1) x x2或 x2 ;
(2)6,4.
3x,x2,
解析:(1)当a 2时, f x x2 2 x1 4x,2 x1,
3x,x1,
3x6 4x6
则由
,得x2;由
,得无解;
x<2 2 x1
3x6
由
,得x2.
x1
所以不等式 f x6的解集为 x x2或 x2 ;
a
4xa2,x ,
2
(2)当a4时, f xx ,则 f xx2a
a
2a, x2,
2
若存在x2,使 f xx4成立,则2a4,a6,
6,4
所以a的取值范围为 .
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