2021年高考数学真题试卷(新高考Ⅱ卷)(学生版).pdf

20212021 年高考数学真题试卷（新高考年高考数学真题试卷（新高考卷）卷）一、选择题：本题共一、选择题：本题共 1212 小题，每小题小题，每小题 5 5 分，共分，共 6060 分在每小题给出的四个选项中，只有一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（共项是符合题目要求的（共 8 8 题；共题；共 4040 分）分）1.复数213在复平面内对应的点所在的象限为（）A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限2.设集合 =1,2,3,4,5,6,=1,3,6,=2,3,4，则 ()=（）A.3 B.1,6 C.5,6 D.1,33.抛物线 2=2(0)的焦点到直线 =+1 的距离为2，则 =（）A.1 B.2 C.22 D.44.北斗三号全球卫星导航系统是我国航天事业的重要成果在卫星导航系统中，地球静止同步卫星的轨道位于地球赤道所在平面，轨道高度为 36000km（轨道高度是指卫星到地球表面的距离）将地球看作是一个球心为 O，半径 r 为 6400km的球，其上点 A 的纬度是指 与赤道平面所成角的度数地球表面上能直接观测到一颗地球静止同步轨道卫星点的纬度最大值为 ，记卫星信号覆盖地球表面的表面积为=22(1cos)（单位：km2），则 S 占地球表面积的百分比约为（）A.26%B.34%C.42%D.50%5.正四棱台的上 下底面的边长分别为2，4，侧棱长为 2，则其体积为（）A.20+123B.282C.3D.2823566.某物理量的测量结果服从正态分布(10,2)，下列结论中不正确的是（）A.越小，该物理量在一次测量中在(9.9,10.1)的概率越大B.越小，该物理量在一次测量中大于10 的概率为 0.5C.越小，该物理量在一次测量中小于9.99 与大于 10.01 的概率相等D.越小，该物理量在一次测量中落在(9.9,10.2)与落在(10,10.3)的概率相等7.已知 =log52,=log83,=2，则下列判断正确的是（）A.B.C.D.0,0)，离心率 =2，则双曲线 C 的渐近线方程为_214.写出一个同时具有下列性质的函数():_(12)=(1)(2)；当 (0,+)时，()0；()是奇函数+|=|+15.已知向量 +=0,|=1,|=2,+=_16.已知函数()=|1|,1 0，函数()的图象在点(1,(1)和点(2,(2)的两条切线互相垂直，且分别交y 轴于 M，N 两点，则|取值范围是_四、解答题：本题共四、解答题：本题共 6 6 小题，共小题，共 7070 分解答应写出文字说明分解答应写出文字说明 证明过程或演算步骤（共证明过程或演算步骤（共 6 6题；共题；共 7070 分）分）17.记 是公差不为 0 的等差数列 的前 n 项和，若 3=5,24=4（1）求数列 的通项公式；（2）求使 成立的 n 的最小值18.在 中，角 A，B，C 所对的边长分别为,=+1,=+2（1）若 2sin=3sin，求 的面积；（2）是否存在正整数 a，使得 为钝角三角形?若存在，求出 a 的值；若不存在，说明理由19.在四棱锥 中，底面 是正方形，若 =2,=5,=3（1）证明：平面 平面 ；（2）求二面角 的平面角的余弦值20.已知椭圆 C 的方程为22+22=1(0)，右焦点为(2,0)，且离心率为63（1）求椭圆 C 的方程；（2）设 M，N 是椭圆 C 上的两点，直线 与曲线 2+2=2(0)相切证明：M，N，F 三点共线的充要条件是|=3 21.一种微生物群体可以经过自身繁殖不断生存下来，设一个这种微生物为第0 代，经过一次繁殖后为第1代，再经过一次繁殖后为第2 代，该微生物每代繁殖的个数是相互独立的且有相同的分布列，设X 表示 1 个微生物个体繁殖下一代的个数，(=)=(=0,1,2,3)（1）已知 0=0.4,1=0.3,2=0.2,3=0.1，求()；（2）设p表示该种微生物经过多代繁殖后临近灭绝的概率，p是关于x的方程：0+1+22+33=的一个最小正实根，求证：当()1 时，=1，当()1 时，1；（3）根据你的理解说明（2）问结论的实际含义22.已知函数()=(1)2+（1）讨论()的单调性；（2）从下面两个条件中选一个，证明：()有一个零点 2；0 2,2 答案解析部分一、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.【答案】A【考点】复数的代数表示法及其几何意义，复数代数形式的混合运算【解析】【解答】解：13=(13)(13)=故答案为：A【分析】根据复数的运算法则，及复数的几何意义求解即可2.【答案】B【考点】子集与交集、并集运算的转换【解析】【解答】解：由题设可得=1,5,6，故 ()=1,6.故答案为：B【分析】根据交集、补集的定义求解即可.3.【答案】B【考点】点到直线的距离公式，抛物线的简单性质【解析】【解答】解：抛物线的焦点坐标为(2,0)，则其到直线 x-y+1=0 的距离为=得 P=2 或 P=-6(舍去)，故 P=2.故答案为：B【分析】根据抛物线的几何性质，结合点到直线的距离公式求解即可4.【答案】C【考点】球的体积和表面积【解析】【解答】解：由题意可得，S故答案为：C【分析】结合题意所给的表面积公式和球的表面积公式整理计算即可求得最终结果.5.【答案】D【考点】棱台的结构特征，棱柱、棱锥、棱台的体积640022(1cos)1cos1=2=6400360000.42=42%占地球表面积的百分比约为：42222(2)(13)5510=，表示的点为(，)，位于第一象限.22221111|1|2=2，解【解析】【解答】解：作出图形，连接该正四棱台上下底面的中心，如图，因为该四棱台上下底面边长分别为2，4，侧棱长为 2，所以该棱台的高，下底面面积 S1=16，上底面面积 S2=4，所以棱台的体积为=31+12+2=3 2 16+16 4+4=故答案为：D【分析】由四棱台的几何特征算出该几何体的高及上下底面面积，再由棱台的体积公式即可得解.6.【答案】D【考点】正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义【解析】【解答】解：对于A，2为数据的方差，所以越小，数据在=10 附近越集中，所以测量结果落在（9.9,10.1）内的概率越大，故 A 正确；对于 B，由正态分布密度曲线的对称性可知该物理量一次测量大于10 的概率为 0.5，故 B 正确；对于C，由正态分布密度曲线的对称性可知该物理量一次测量结果大于10.01的概率与小于9.99的概率相等，故 C 正确；对于 D，因为该物理量一次测量结果落在（9.9,10.0）的概率与落在（10.2,10.3）的概率不同，所以一次测量结果落在（9.9,10.2）的概率与落在（10,10.3）的概率不同，故 D 错误.故选：D.【分析】由正态分布密度曲线的特征逐项判断即可得解.7.【答案】C【考点】对数函数的单调性与特殊点【解析】【解答】解：=log52 log55=2=log822 log83=，即 acb.故答案为：C【分析】根据对数函数的单调性可比较a、b 与 c 的大小关系，由此可得出结论.8.【答案】B【考点】奇函数，偶函数，函数的周期性1112832【解析】【解答】解：因为(+2)为偶函数，则有 f(2+x)=f(2-x)，可得 f(x+3)=f(1-x)，又因为(2+1)为奇函数，则有 f(1-2x)=-f(2x-1)，可得 f(1-x)=-f(x+1)，所以 f(x+3)=-f(x+1)=f(x-1)，即 f(x)=f(x+4)故函数 f(x)的周期为 T=4又因为函数 F(x)=f(2x+1)是奇函数，则 F(0)=f(1)=0故 f(-1)=-f(1)=0故答案为：B【分析】推导出函数 f(x)是以 4 为周期的周期函数，由已知条件得出f(1)=0，结合已知条件可得出结论.二、选择题：本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求全部选对的得 5 分，部分选对的得 2 分，有选错的得 0 分9.【答案】A,C【考点】众数、中位数、平均数，极差、方差与标准差【解析】【解答】解：由标准差的定义可知，标准差考查的是数据的离散程度；由中位数的定义可知，中位数考查的是数据的集中趋势；由极差的定义可知，极差考查的是数据的离散程度；由平均数的定义可知，平均数考查的是数据的集中趋势；故选：AC.【分析】根据标准差，极差，中位数及平均数的定义与意义求解即可.10.【答案】B,C【考点】异面直线及其所成的角，直线与平面垂直的判定【解析】【解答】解：对于 A，如图（1）所示，连接 AC，则 MN/AC，故POC（或其补角）为异面直线OP,MN 所成的角.在直角三角形 OPC 中，=2，CP=1，故tan=故 MNOP 不成立，故 A 错误；对于 B，如图（2）所示，1=222取 NT 的中点 Q，连接 PQ,OQ，则 OQNT，PQMN，由正方体 SBCM-NADT 可得 SN平面 ANDT，而 平面 ANDT，故 SNOQ，而 SNMN=N，故 OQ平面 SNTM，又 平面 SNTM，则 OQMN，而 OQPQ=O，所以 MN平面 OPQ，而 平面 OPQ，故 MNOP.故 B 正确；对于 C，如图（3）所示，连接 BD，则 BD/MN，由 B 的判断可得 OPBD，故 OPMN，故 C 正确；对于 D，如图（4）所示，取 AD 的中点 Q，AB 的中点 K，连接 AC,PQ,OQ,PK,OK，则 AC/MN，因为 DP=PC，故 PQ/AC，则 PQ/MN，所以 QPO 或其补角为异面直线PO,MN 所成的角，因为正方体的棱长为 2，故=12=2,=2+2=3，=2+2=5则有 QO2PQ2+OP2故 QPO 不可能是直角，故 MN，OP 不可能垂直故 D 错误.故答案为：BC【分析】根据线面垂直的判定定理可得BC 的正误，平移直线 MN 构造所考虑的线线角后可判断AD 的正误.11.【答案】A,B,D【考点】点到直线的距离公式，直线与圆的位置关系【解析】【解答】解：由题意得圆心C（0,0）到直线 l：ax+by-r2=0 的距离=对于 A，若点 A 在圆 C 上，则 a2+b2=r2，则=对于 B，若点 A 在圆 C 内，则 a2+b2r2，则=222222222222=|，则直线 l 与圆 C 相切，故 A 正确；|，则直线 l 与圆 C 相离，故 B 正确；0 时，f(x)=2x0，满足；f(x)=2x 的定义域为 R，且 f(-x)=2(-x)=-f(x)，故 f(x)=2x 是奇函数，满足.故答案为：f(x)=x2（xR）【分析】根据幂函数的性质直接求解即可.15.【答案】2【考点】向量的线性运算性质及几何意义，平面向量数量积的运算【解析】【解答】解：由题意得()=0，即2222()=92()=0，则 =92故答案为：2【分析】根据向量的运算法则直接求解即可.16.【答案】(0,1)【考点】导数的几何意义，直线的点斜式方程，两点间距离公式的应用1 ,0,即：2 5 2 6，整理可得：(1)(6)0，解得：6，又 为正整数，故 的最小值为 7.【考点】二次函数在闭区间上的最值，等差数列的通项公式，等差数列的前n 项和，等差数列的性质【解析】【分析】(1)根据等差数列的通项公式及性质直接求解即可；(2)首先求得前 n 项和的表达式，然后求解二次不等式即可确定n 的最小值.18.【答案】（1）因为 2sin=3sin，则 2=2(+2)=3，则 =4，故 =5，=6，cos=2+222=，所以，为锐角，则 sin=1 cos2=812123781378，因此，=sin=4 5=1574；（2）显然 ，若 为钝角三角形，则 为钝角，由余弦定理可得 cos=2+222=2+(+1)2(+2)22(+1)=2232(+1)0，解得 1 3，则 0 +2，可得 1，故 =2.【考点】同角三角函数间的基本关系，正弦定理的应用，余弦定理的应用，三角形中的几何计算【解析】【分析】（1）由正弦定理可得出 2c=3a，结合已知条件求出 a 的值，进一步可求得 b、c 的值，利用余弦定理以及同角三角函数的基本关系求出sinB，再利用三角形的面积公式可求得结果；（2）分析可知，角 c 为钝角，由 cosC 0)，当直线 的斜率不存在时，直线:=1，不合题意；当直线 的斜率存在时，设(1,1),(2,2)，必要性：若 M，N，F 三点共线，可设直线:=(2)即 2=0，由直线 与曲线 2+2=1(0)相切可得|2|2+1232+2=1；=1，解得 =1，=(2)3232，联立 2可得，所以4 6 2+3=0+=,=121224+2=13所以|=1+1 (1+2)2 41 2=3,所以必要性成立；充分性：设直线:=+,(0)相切可得2+1=1，所以 2=2+1，联立 23|=+=12可得(1+32)2+6+32 3=0，6323所以 1+2=,2=1+32，1+321所以|=1+2(1+2)2 41 2=1+2(24=1+21+32=3，261+322)4 3231+32化简得 3(2 1)2=0，所以 =1，=1=1或，所以直线:=2 或 =+2，所以 =2=2所以直线 过点(2,0)，M，N，F 三点共线，充分性成立；所以 M，N，F 三点共线的充要条件是|=3【考点】椭圆的标准方程，椭圆的简单性质【解析】【分析】（1）根据椭圆的几何性质，结合椭圆的标准方程直接求解即可；（2）必要性：由三点共线及直线与圆相切可得直线方程，联立直线与椭圆方程可证|=3；充分性：设直线MN：y=kx+b(kb0)，由直线与圆相切得b2=k2+1，联立直线与椭圆方程结合弦长公式即可求解.21.【答案】（1）()=0 0.4+1 0.3+2 0.2+3 0.1=1.（2）设()=33+22+(1 1)+0，因为 3+2+1+0=1，故()=33+22(2+0+3)+0，若()1，则 1+22+33 1，故 2+23 0.()=332+22 (2+0+3)，因为(0)=(2+0+3)0，(1)=2+23 0 0，故()有两个不同零点 1,2，且 1 0 0；(1,2)时，()(2)=(1)=0，故 1 为 0+1+22+33=的一个最小正实根，若 2 1，因为(1)=0 且在(0,2)上为减函数，故 1 为 0+1+22+33=的一个最小正实根，综上，若()1，则 =1.若()1，则 1+22+33 1，故 2+23 0.此时(0)=(2+0+3)0，故()有两个不同零点 3,4，且 3 0 4 0；(3,4)时，()0；故()在(,3)，(4,+)上为增函数，在(3,4)上为减函数，而(1)=0，故(4)0，故()在(0,4)存在一个零点 ，且 1.所以 为 0+1+22+33=的一个最小正实根，此时 1 时，1.（3）每一个该种微生物繁殖后代的平均数不超过1，则若干代必然灭绝，若繁殖后代的平均数超过1，则若干代后被灭绝的概率小于1.【考点】利用导数研究函数的单调性，利用导数研究函数的极值，离散型随机变量的期望与方差【解析】【分析】（1）利用公式计算可得 E(X).（2）利用导数讨论函数的单调性，结合f(1)=0 及极值点的范围可得 f(x)的最小正零点.（3）利用期望的意义及根的范围可得相应的理解说明.22.【答案】（1）由函数的解析式可得：()=(2)，当 0 时，若 (,0)，则()0,()单调递增；当 0 0,()单调递增，若 (ln(2),0)，则()0,()单调递增；当 =2时，()0,()在 上单调递增；当 2时，若 (,0)，则()0,()单调递增，若 (0,ln(2)，则()0,()单调递增；（2）若选择条件：由于 2122111，故 1 2 1,(0)=1 0，而()=(1 )2 2ln(2)1 ln(2)2+2=2ln(2)ln(2)2=ln(2)2 ln(2)，由于 2122，1 2 2，故 ln(2)2 ln(2)0，结合函数的单调性可知函数在区间(0,+)上没有零点.综上可得，题中的结论成立.若选择条件：由于 0 2，故 2 1，则(0)=1 2 1 4,4 0，而函数在区间(0,+)上单调递增，故函数在区间(0,+)上有一个零点.当 0 时，构造函数()=1，则()=1，当 (,0)时，()0,()单调递增，注意到(0)=0，故()0 恒成立，从而有：+1，此时：()=(1)2 (1)(+1)2+=(1)2+(1)，当 111时，(1)2+(1)0，1取 0=+1，则(0)0，1即：(0)0，而函数在区间(0,+)上单调递增，故函数在区间(0,+)上有一个零点.(ln(2)=2ln(2)1 ln(2)2+2ln(2)1 ln(2)2+2=2ln(2)ln(2)2=ln(2)2 ln(2)，由于 0 2，0 2 1，故 ln(2)2 ln(2)0，结合函数的单调性可知函数在区间(,0)上没有零点.综上可得，题中的结论成立.【考点】利用导数研究函数的单调性，函数零点的判定定理【解析】【分析】(1)首先求得导函数的解析式，然后分类讨论确定函数的单调性即可；(2)由题意结合(1)中函数的单调性和函数零点存在定理即可证得题中的结论.1