1、河北省张家口市2016年高考数学模拟试卷（理科）（解析版）参考答案与试题解析一、选择题：（本大题共12小题，每小题5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如图，I为全集，M、P、S是I的三个子集，则阴影部分所表示的集合是（）A（MP）SB（MP）SC（MP）CISD（MP）CIS【分析】先根据图中的阴影部分是MP的子集，但不属于集合S，属于集合S的补集，然后用关系式表示出来即可【解答】解：图中的阴影部分是：MP的子集，不属于集合S，属于集合S的补集即是CIS的子集则阴影部分所表示的集合是（MP）IS故选：C【点评】本题主要考查了Venn图表达集合的关系及运算，同时考查了识图
2、能力，属于基础题2设i是虚数单位，则复数在复平面内对应的点位于（）A第一象限B第二象限C第三象限D第四象限【分析】先化简复数，再得出点的坐标，即可得出结论【解答】解： =i（1+i）=1+i，对应复平面上的点为（1，1），在第二象限，故选：B【点评】本题考查复数的运算，考查复数的几何意义，考查学生的计算能力，比较基础3已知函数f（x）的定义域为（32a，a+1），且f（x+1）为偶函数，则实数a的值可以是（）AB2C4D6【分析】函数f（x+1）为偶函数，说明其定义域关于“0”对称，函数f（x）的图象是把函数f（x+1）的图象向右平移1个单位得到的，说明f（x）的定义域（32a，a+1）关于“
3、1”对称，由中点坐标公式列式可求a的值【解答】解：因为函数f（x+1）为偶函数，则其图象关于y轴对称，而函数f（x）的图象是把函数f（x+1）的图象向右平移1个单位得到的，所以函数f（x）的图象关于直线x=1对称又函数f（x）的定义域为（32a，a+1），所以（32a）+（a+1）=2，解得：a=2故选B【点评】本题考查了函数图象的平移，考查了函数奇偶性的性质，函数的图象关于y轴轴对称是函数为偶函数的充要条件，此题是基础题4设三棱柱的侧棱垂直于底面，所有棱长都为a，顶点都在一个球面上，则该球的表面积为（）Aa2BCD5a2【分析】由题意可知上下底面中心连线的中点就是球心，求出球的半径，即可求出
4、球的表面积【解答】解：根据题意条件可知三棱柱是棱长都为a的正三棱柱，上下底面中心连线的中点就是球心，则其外接球的半径为，球的表面积为，故选B【点评】本题主要考查空间几何体中位置关系、球和正棱柱的性质以及相应的运算能力和空间形象能力5如图是某几何体的三视图，正视图是等腰梯形，俯视图中的曲线是两个同心的半圆组成的半圆环，侧视图是直角梯形，则该几何体的体积等于（）A12B16C20D24【分析】由已知中的三视图，可知该几何体是一个半圆台挖去一个半圆柱的组合体，分别求出半圆台和半圆柱的体积，相减可得答案【解答】解：根据几何体的三视图，得该几何体是一个半圆台挖去一个半圆柱的组合体，半圆台的下底面为半径等
5、于4，上底面为半径等于1，高为4，半圆柱的底面为半径等于1，高为4，该几何体的体积为V几何体=（12+14+42）4124=12故选：A【点评】本题考查的知识点是简单空间图象的三视图，其中根据已知中的视图分析出几何体的形状及棱长是解答的关键6执行如图所示的程序框图，若输出的结果为2，则输入的正整数a的可能取值的集合是（）A1，2，3，4，5B1，2，3，4，5，6C2，3，4，5D2，3，4，5，6【分析】模拟程序的运行过程，结合退出循环的条件，构造关于a的不等式组，解不等式组可得正整数a的可能取值的集合【解答】解：输入a值，此时i=0，执行循环体后，a=2a+3，i=1，不应该退出；再次执行
6、循环体后，a=2（2a+3）+3=4a+9，i=2，应该退出；故，解得：1a5，故输入的正整数a的可能取值的集合是2，3，4，5，故选：C【点评】本题考查的知识点是程序框图，其中根据已知框图，采用模拟循环的方法，构造关于a的不等式组，是解答的关键7已知点P是抛物线x2=4y上的一个动点，则点P到点M（2，0）的距离与点P到该抛物线准线的距离之和的最小值为（）ABC2D【分析】利用抛物线的定义，将抛物线x2=4y上的点P到该抛物线准线的距离转化为点P到其焦点F的距离，当F、P、M共线时即可满足题意，从而可求得距离之和的最小值【解答】解：抛物线x2=4y的焦点F的坐标为F（0，1），作图如下，抛物
7、线x2=4y的准线方程为y=1，设点P到该抛物线准线y=1的距离为d，由抛物线的定义可知，d=|PF|，|PM|+d=|PM|+|PF|FM|（当且仅当F、P、M三点共线时（P在F，M中间）时取等号），点P到点M（2，0）的距离与点P到该抛物线准线的距离之和的最小值为|FM|，F（0，1），M（2，0），FOM为直角三角形，|FM|=，故选B【点评】本题考查抛物线的简单性质，着重考查抛物线的定义的应用，突出转化思想的运用，属于中档题8已知数列an，bn，满足a1=b1=3，an+1an=3，nN*，若数列cn满足cn=b，则c2013=（）A92012B272012C92013D272013【
8、分析】本题可先等差数列an和等比数列bn的通项，再利用数列cn的通项公式得到所求结论【解答】解：数列an，满足a1=3，an+1an=3，nN*，an=a1+（n1）d=3+3（n1）=3n数列bn，满足b1=3， =3，nN*，数列cn满足cn=b，=b6039=36039=272013故选D【点评】本题先利用等差数列和等比数列的通项公式求出数列的通项，再用通项公式求出新数列中的项，本题思维量不大，属于基础题9点（x，y）是如图所示的坐标平面的可行域内（阴影部分且包括边界）的任意一点，若目标函数z=x+ay取得最小值的最优解有无数个，则的最大值是（）ABCD【分析】由题设条件，目标函数z=x
9、+ay，取得最小值的最优解有无数个值取得最优解必在边界上而不是在顶点上，故目标函数中系数必为负，最小值应在左上方边界AC上取到，即x+ay=0应与直线AC平行，进而计算可得a值，最后结合目标函数的几何意义求出答案即可【解答】解：由题意，最优解应在线段AC上取到，故x+ay=0应与直线AC平行kAC=，=1，a=1，则=表示点P（1，0）与可行域内的点Q（x，y）连线的斜率，由图得，当Q（x，y）=C（4，2）时，其取得最大值，最大值是=故选：B【点评】本题考查线性规划最优解的判定，属于该知识的逆用题型，利用最优解的特征，判断出最优解的位置求参数，属于中档题10已知O：x2+y2=1，若直线y=
10、x+2上总存在点P，使得过点P的O的两条切线互相垂直，则实数k的取值范围为（）Ak1Bk1Ck2Dk2【分析】由切线的对称性和圆的知识将问题转化为O（0，0）到直线y=x+2的距离小于或等于，再由点到直线的距离公式得到关于k的不等式求解【解答】解：O：x2+y2=1的圆心为：（0，0），半径为1，y=x+2上存在一点P，使得过P的圆O的两条切线互相垂直，在直线上存在一点P，使得P到O（0，0）的距离等于，只需O（0，0）到直线y=x+2的距离小于或等于，故，解得k1，故选：A【点评】本题考查直线和圆的位置关系，由题意得到圆心到直线的距离小于或等于是解决问题的关键，属中档题11已知A，B为双曲线
11、E的左，右顶点，点M在E上，ABM为等腰三角形，顶角为120，则E的离心率为（）AB2CD【分析】设M在双曲线=1的左支上，由题意可得M的坐标为（2a， a），代入双曲线方程可得a=b，再由离心率公式即可得到所求值【解答】解：设M在双曲线=1的左支上，且MA=AB=2a，MAB=120，则M的坐标为（2a， a），代入双曲线方程可得，=1，可得a=b，c=a，即有e=故选：D【点评】本题考查双曲线的方程和性质，主要考查双曲线的离心率的求法，运用任意角的三角函数的定义求得M的坐标是解题的关键12若f（x）=x3+ax2+bx+c有两个极值点x1，x2且f（x1）=x1，则关于x的方程3（f（x）
12、2+2af（x）+b=0的不同实根个数为（）A2B3C4D不确定【分析】由函数f（x）=x3+ax2+bx+c有两个极值点x1，x2，可得f（x）=3x2+2ax+b=0有两个不相等的实数根，必有=4a212b0而方程3（f（x）2+2af（x）+b=0的1=0，可知此方程有两解且f（x）=x1或x2再分别讨论利用平移变换即可解出方程f（x）=x1或f（x）=x2解得个数【解答】解：函数f（x）=x3+ax2+bx+c有两个极值点x1，x2，不妨设x1x2，f（x）=3x2+2ax+b=0有两个不相等的实数根，=4a212b0解得x=x1x2，x1=，x2=而方程3（f（x）2+2af（x）+
13、b=0的1=0，此方程有两解且f（x）=x1或x2不妨取0x1x2，f（x1）0把y=f（x）向下平移x1个单位即可得到y=f（x）x1的图象，f（x1）=x1，可知方程f（x）=x1有两解把y=f（x）向下平移x2个单位即可得到y=f（x）x2的图象，f（x1）=x1，f（x1）x20，可知方程f（x）=x2只有一解综上可知：方程f（x）=x1或f（x）=x2只有3个实数解即关于x的方程3（f（x）2+2af（x）+b=0的只有3不同实根故选：B【点评】本题综合考查了利用导数研究函数得单调性、极值及方程解得个数、平移变换等基础知识，考查了数形结合的思想方法、推理能力、分类讨论的思想方法、计算
14、能力、分析问题和解决问题的能力二、填空题：（本大题共4小题，每小题5分，共20分把答案写在答题卡上）13若的展开式中第3项与第7项的二项式系数相等，则该展开式中的系数为56【分析】根据第2项与第7项的系数相等建立等式，求出n的值，根据通项可求满足条件的系数【解答】解：由题意可得，n=8展开式的通项=令82r=2可得r=5此时系数为=56故答案为：56【点评】本题主要考查了二项式系数的性质，以及系数的求解，解题的关键是根据二项式定理写出通项公式，同时考查了计算能力14已知函数y=sin（x+）（0，）的图象如图所示，则=【分析】根据函数的图象，求出周期，利用周期公式求出，当x=时，y有最小值1，
15、以及，求出即可【解答】解：由图象知函数y=sin（x+）的周期为2（2）=，=，=当x=时，y有最小值1，因此+=2k（kZ），=故答案为：【点评】本题是基础题，考查三角函数的图象的应用，考查学生的视图用图能力，注意的应用，考查计算能力15等差数列an前n项和为Sn已知am1+am+1am2=0，S2m1=38，则m=10【分析】利用等差数列的性质an1+an+1=2an，我们易求出am的值，再根据am为等差数列an的前2m1项的中间项（平均项），我们可以构造一个关于m的方程，解方程即可得到m的值【解答】解：数列an为等差数列，an1+an+1=2an，am1+am+1am2=0，2amam2
16、=0解得：am=2，又S2m1=（2m1）am=38，解得m=10故答案为10【点评】本题考查差数列的性质，关键利用等差数列项的性质：当m+n=p+q时，am+an=ap+aq，同时利用了等差数列的前n和公式16如图，已知圆M：（x3）2+（y3）2=4，四边形ABCD为圆M的内接正方形，E、F分别为AB、AD的中点，当正方形ABCD绕圆心M转动时，的最大值是6【分析】由题意可得 =+由 MEMF，可得=0，从而=求得=6cos，从而求得的最大值【解答】解：由题意可得=， =+MEMF， =0， =由题意可得，圆M的半径为2，故正方形ABCD的边长为2，故ME=，再由OM=3，可得=3cos，
17、=6cos，即=6cos，故的最大值是大为6，故答案为 6【点评】本题主要考查两个向量的数量积的定义，两个向量的加减法的法则，以及其几何意义，余弦函数的值域，属于中档题三、解答题：（本大题共5小题，共70分解答应写出必要的文字说明，证明过程或演算步骤）17凸四边形PABQ中，其中A、B为定点，AB=，P、Q为动点，满足AP=PQ=QB=1（1）写出cosA与cosQ的关系式；（2）设APB和PQB的面积分别为S和T，求s2+T2的最大值，以及此时凸四边形PABQ的面积【分析】（1）在三角形PAB中，利用余弦定理列出关系式表示出PB2，在三角形PQB中，利用余弦定理列出关系式表示出PB2，两者相
18、等变形即可得到结果；（2）利用三角形面积公式分别表示出S与T，代入S2+T2中，利用同角三角函数间的基本关系化简，将第一问确定的关系式代入，利用余弦函数的性质及二次函数的性质求出最大值，以及此时凸四边形PABQ的面积即可【解答】解：（1）在PAB中，由余弦定理得：PB2=PA2+AB22PAABcosA=1+32cosA=42cosA，在PQB中，由余弦定理得：PB2=PQ2+QB22PQQBcosQ=22cosQ，42cosA=22cosQ，即cosQ=cosA1；（2）根据题意得：S=PAABsinA=sinA，T=PQQBsinQ=sinQ，S2+T2=sin2A+sin2Q=（1cos
19、2A）+（1cos2Q）=+cosA+=（cosA）2+，当cosA=时，S2+T2有最大值，此时S四边形PABQ=S+T=【点评】此题考查了余弦定理，三角形的面积公式，以及同角三角函数间的基本关系，熟练掌握余弦定理是解本题的关键18如图，三棱柱ABCA1B1C1中，CA=CB，AB=AA1，BAA1=60（）证明ABA1C；（）若平面ABC平面AA1B1B，AB=CB，求直线A1C与平面BB1C1C所成角的正弦值【分析】（）取AB的中点O，连接OC，OA1，A1B，由已知可证OA1AB，AB平面OA1C，进而可得ABA1C；（）易证OA，OA1，OC两两垂直以O为坐标原点，的方向为x轴的正向
20、，|为单位长，建立坐标系，可得，的坐标，设=（x，y，z）为平面BB1C1C的法向量，则，可解得=（，1，1），可求|cos，|，即为所求正弦值【解答】解：（）取AB的中点O，连接OC，OA1，A1B，因为CA=CB，所以OCAB，由于AB=AA1，BAA1=60，所以AA1B为等边三角形，所以OA1AB，又因为OCOA1=O，所以AB平面OA1C，又A1C平面OA1C，故ABA1C；（）由（）知OCAB，OA1AB，又平面ABC平面AA1B1B，交线为AB，所以OC平面AA1B1B，故OA，OA1，OC两两垂直以O为坐标原点，的方向为x轴的正向，|为单位长，建立如图所示的坐标系，可得A（1，
21、0，0），A1（0，0），C（0，0，），B（1，0，0），则=（1，0，），=（1，0），=（0，），设=（x，y，z）为平面BB1C1C的法向量，则，即，可取y=1，可得=（，1，1），故cos，=，又因为直线与法向量的余弦值的绝对值等于直线与平面的正弦值，故直线A1C与平面BB1C1C所成角的正弦值为：【点评】本题考查直线与平面所成的角，涉及直线与平面垂直的性质和平面与平面垂直的判定，属难题19PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物PM2.5日均值在35微克/立方米以下空气质量为一级；在35微克/立方米75微克/立方米之间空气质量为二级；在75微克/立方
22、米以上空气质量为超标石景山古城地区2013年2月6日至15日每天的PM2.5监测数据如茎叶图所示（）小陈在此期间的某天曾经来此地旅游，求当天PM2.5日均监测数据未超标的概率；（）小王在此期间也有两天经过此地，这两天此地PM2.5监测数据均未超标请计算出这两天空气质量恰好有一天为一级的概率；（）从所给10天的数据中任意抽取三天数据，记表示抽到PM2.5监测数据超标的天数，求的分布列及期望【分析】（I）由茎叶图可知：有2+4天PM2.5日均值在75微克/立方米以下，据此利用古典概型的概率计算公式即可得出；（II）由茎叶图可知：空气质量为一级的有2天，空气质量为二级的有4天，只有这6天空气质量不超
23、标据此可得得出其概率；（III）由茎叶图可知：空气质量为一级的有2天，空气质量为二级的有4天，只有这6天空气质量不超标，而其余4天都超标，利用“超几何分布”即可得出【解答】解：（）记“当天PM2.5日均监测数据未超标”为事件A，因为有2+4天PM2.5日均值在75微克/立方米以下，故P（A）=（）记“这两天此地PM2.5监测数据均未超标且空气质量恰好有一天为一级”为事件B，P（B）=（）的可能值为0，1，2，3由茎叶图可知：空气质量为一级的有2天，空气质量为二级的有4天，只有这6天空气质量不超标，而其余4天都超标P（=0）=，P（=1）=，P（=2）=，P（=3）=的分布列如下表：0123PE
24、=【点评】正确理解茎叶图和“空气质量超标”的含义、古典概型的概率计算公式、超几何分布、排列与组合的意义与计算公式是解题的关键20已知椭圆C：9x2+y2=m2（m0），直线l不过原点O且不平行于坐标轴，l与C有两个交点A，B，线段AB的中点为M（1）证明：直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值；（2）若l过点（，m），延长线段OM与C交于点P，四边形OAPB能否为平行四边形？若能，求此时l的斜率；若不能，说明理由【分析】（1）联立直线方程和椭圆方程，求出对应的直线斜率即可得到结论（2）四边形OAPB为平行四边形当且仅当线段AB与线段OP互相平分，即xP=2xM，建立方程关系即可得到结论【解答】解
25、：（1）设直线l：y=kx+b，（k0，b0），A（x1，y1），B（x2，y2），M（xM，yM），将y=kx+b代入9x2+y2=m2（m0），得（k2+9）x2+2kbx+b2m2=0，则判别式=4k2b24（k2+9）（b2m2）0，则x1+x2=，则xM=，yM=kxM+b=，于是直线OM的斜率kOM=，即kOMk=9，直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值（2）四边形OAPB能为平行四边形直线l过点（，m），由判别式=4k2b24（k2+9）（b2m2）0，即k2m29b29m2，b=mm，k2m29（mm）29m2，即k2k26k，则k0，l不过原点且与C有两个交点的充要条件是k0
26、，k3，由（1）知OM的方程为y=x，设P的横坐标为xP，由得，即xP=，将点（，m）的坐标代入l的方程得b=，即l的方程为y=kx+，将y=x，代入y=kx+，得kx+=x解得xM=，四边形OAPB为平行四边形当且仅当线段AB与线段OP互相平分，即xP=2xM，于是=2，解得k1=4或k2=4+，ki0，ki3，i=1，2，当l的斜率为4或4+时，四边形OAPB能为平行四边形【点评】本题主要考查直线和圆锥曲线的相交问题，联立方程组转化为一元二次方程，利用根与系数之间的关系是解决本题的关键综合性较强，难度较大21设函数f（x）=ex1xax2（1）若a=0，求f（x）的单调区间；（2）若当x0
27、时f（x）0，求a的取值范围【分析】（1）先对函数f（x）求导，导函数大于0时原函数单调递增，导函数小于0时原函数单调递减（2）根据ex1+x可得不等式f（x）x2ax=（12a）x，从而可知当12a0，即时，f（x）0判断出函数f（x）的单调性，得到答案【解答】解：（1）a=0时，f（x）=ex1x，f（x）=ex1当x（，0）时，f（x）0；当x（0，+）时，f（x）0故f（x）在（，0）单调减少，在（0，+）单调增加（II）f（x）=ex12ax由（I）知ex1+x，当且仅当x=0时等号成立故f（x）x2ax=（12a）x，从而当12a0，即时，f（x）0（x0），而f（0）=0，于是当
28、x0时，f（x）0由ex1+x（x0）可得ex1x（x0）从而当时，f（x）ex1+2a（ex1）=ex（ex1）（ex2a），故当x（0，ln2a）时，f（x）0，而f（0）=0，于是当x（0，ln2a）时，f（x）0综合得a的取值范围为【点评】本题主要考查利用导数研究函数性质、不等式恒成立问题以及参数取值范围问题，考查分类讨论、转化与划归解题思想及其相应的运算能力选修4-1：几何证明选讲22如图，O为等腰三角形ABC内一点，O与ABC的底边BC交于M，N两点，与底边上的高AD交于点G，且与AB，AC分别相切于E，F两点（1）证明：EFBC；（2）若AG等于O的半径，且AE=MN=2，求四边
29、形EBCF的面积【分析】（1）通过AD是CAB的角平分线及圆O分别与AB、AC相切于点E、F，利用相似的性质即得结论；（2）通过（1）知AD是EF的垂直平分线，连结OE、OM，则OEAE，利用SABCSAEF计算即可【解答】（1）证明：ABC为等腰三角形，ADBC，AD是CAB的角平分线，又圆O分别与AB、AC相切于点E、F，AE=AF，ADEF，EFBC；（2）解：由（1）知AE=AF，ADEF，AD是EF的垂直平分线，又EF为圆O的弦，O在AD上，连结OE、OM，则OEAE，由AG等于圆O的半径可得AO=2OE，OAE=30，ABC与AEF都是等边三角形，AE=2，AO=4，OE=2，OM
30、=OE=2，DM=MN=，OD=1，AD=5，AB=，四边形EBCF的面积为=【点评】本题考查空间中线与线之间的位置关系，考查四边形面积的计算，注意解题方法的积累，属于中档题选修4-4：坐标系与参数方程23（2016张家口模拟）在平面直角坐标系中，曲线C1的参数方程为（ab0，为参数），以为极点，x轴的正半轴为极轴建立极坐标系，曲线C2是圆心在极轴上且经过极点的圆，已知曲线C1上的点M（2，）对应的参数=与曲线C2交于点D（，）（1）求曲线C1，C2的直角坐标方程；（2）A（1，），B（2，+）是曲线C1上的两点，求+的值【分析】（1）将曲线C1上的点M（2，）对应的参数=代入曲线C1的参数方
31、程为（ab0，为参数），即可解得：a，b即可得出普通方程设圆C2的半径R，则圆C2的方程为：=2Rcos，将点D（，）解得R可得圆C2的方程为：=2cos，即可化为直角坐标方程（2）将A（1，），（2，+）代入C1得：，代入+即可得出【解答】解：（1）将曲线C1上的点M（2，）对应的参数=代入曲线C1的参数方程为（ab0，为参数），得：解得：，曲线C1的方程为：（为参数），即：设圆C2的半径R，则圆C2的方程为：=2Rcos，将点D（，）代入得： =2R，R=1圆C2的方程为：=2cos即：（x1）2+y2=1（2）将A（1，），（2，+）代入C1得：，+=（）+（）=【点评】本题考查了极坐标
32、化为直角坐标、参数方程化为普通方程、圆的标准方程、椭圆的方程及其应用，考查了推理能力与计算能力，属于中档题选修4-5：不等式选讲24=|x+a|+|xb|+c的最小值为4（1）求a+b+c的值；（2）求a2+b2+c2的最小值【分析】（1）运用绝对值不等式的性质，注意等号成立的条件，即可求得最小值；（2）运用柯西不等式，注意等号成立的条件，即可得到最小值【解答】解：（1）因为f（x）=|x+a|+|xb|+c|（x+a）（xb）|+c=|a+b|+c，当且仅当axb时，等号成立，又a0，b0，所以|a+b|=a+b，所以f（x）的最小值为a+b+c，所以a+b+c=4；（2）由（1）知a+b+c=4，由柯西不等式得，（a2+b2+c2）（4+9+1）（2+3+c1）2=（a+b+c）2=16，即a2+b2+c2当且仅当=，即a=，b=，c=时，等号成立所以a2+b2+c2的最小值为【点评】本题主要考查绝对值不等式、柯西不等式等基础知识，考查运算能力，属于中档题
