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1、2023年高考数学模拟试卷考生须知:1全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。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已知随机变量X的分布列如下表:X01Pabc其中a,b,.若X的方差对所有都成立,则( )ABCD2已知三棱锥的所有顶点都在球的球面上,平面,若球的表面积为,则三棱锥的体积的最大值
2、为( )ABCD3若,则下列不等式不能成立的是( )ABCD4已知向量,若,则( )ABCD5复数满足为虚数单位),则的虚部为( )ABCD6设是虚数单位,则“复数为纯虚数”是“”的( )A充要条件B必要不充分条件C既不充分也不必要条件D充分不必要条件7为双曲线的左焦点,过点的直线与圆交于、两点,(在、之间)与双曲线在第一象限的交点为,为坐标原点,若,且,则双曲线的离心率为( )ABCD8已知函数(,),将函数的图象向左平移个单位长度,得到函数的部分图象如图所示,则是的( )A充分不必要条件B必要不充分条件C充要条件D既不充分也不必要条件9如图所示的“数字塔”有以下规律:每一层最左与最右的数字
3、均为2,除此之外每个数字均为其两肩的数字之积,则该“数字塔”前10层的所有数字之积最接近( )ABCD10已知函数,若对任意,都有成立,则实数的取值范围是( )ABCD11已知,则“直线与直线垂直”是“”的( )A充分不必要条件B必要不充分条件C充要条件D既不充分也不必要条件12已知复数z满足,则在复平面上对应的点在( )A第一象限B第二象限C第三象限D第四象限二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13函数的定义域为,其图象如图所示函数是定义域为的奇函数,满足,且当时,给出下列三个结论: ;函数在内有且仅有个零点;不等式的解集为其中,正确结论的序号是_14三棱柱中, ,侧棱底面,且三
4、棱柱的侧面积为.若该三棱柱的顶点都在同一个球的表面上,则球的表面积的最小值为_15若的展开式中只有第六项的二项式系数最大,则展开式中各项的系数和是_16在的展开式中,各项系数之和为,则展开式中的常数项为_.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)已知椭圆的左,右焦点分别为,直线与椭圆相交于两点;当直线经过椭圆的下顶点和右焦点时,的周长为,且与椭圆的另一个交点的横坐标为(1)求椭圆的方程;(2)点为内一点,为坐标原点,满足,若点恰好在圆上,求实数的取值范围.18(12分)在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数).在以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴的极坐
5、标系中,直线的极坐标方程为.(1)求曲线的普通方程及直线的直角坐标方程;(2)求曲线上的点到直线的距离的最大值与最小值.19(12分)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为2的菱形,为等边三角形,平面平面ABCD,M,N分别是线段PD和BC的中点.(1)求直线CM与平面PAB所成角的正弦值;(2)求二面角D-AP-B的余弦值;(3)试判断直线MN与平面PAB的位置关系,并给出证明.20(12分)如图,在四棱锥中,是等边三角形,.(1)若,求证:平面;(2)若,求二面角的正弦值21(12分)在平面直角坐标系中,以原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线:.过点的直线:(为参
6、数)与曲线相交于,两点.(1)求曲线的直角坐标方程和直线的普通方程;(2)若,求实数的值.22(10分)已知函数,.(1)判断函数在区间上的零点的个数;(2)记函数在区间上的两个极值点分别为、,求证:.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、D【解析】根据X的分布列列式求出期望,方差,再利用将方差变形为,从而可以利用二次函数的性质求出其最大值为,进而得出结论.【详解】由X的分布列可得X的期望为,又,所以X的方差,因为,所以当且仅当时,取最大值,又对所有成立,所以,解得,故选:D.【点睛】本题综合考查了随机变量的期望方差的
7、求法,结合了概率二次函数等相关知识,需要学生具备一定的计算能力,属于中档题.2、B【解析】由题意画出图形,设球0得半径为R,AB=x, AC=y,由球0的表面积为20,可得R2=5,再求出三角形A BC外接圆的半径,利用余弦定理及基本不等式求xy的最大值,代入棱锥体积公式得答案.【详解】设球的半径为,由,得如图:设三角形的外心为,连接,可得,则在中,由正弦定理可得:,即,由余弦定理可得,则三棱锥的体积的最大值为故选:【点睛】本题考查三棱锥的外接球、三棱锥的侧面积、体积,基本不等式等基础知识,考查空间想象能力、逻辑思维能力、运算求解能力,考查数学转化思想方法与数形结合的解题思想方法,是中档题3、
8、B【解析】根据不等式的性质对选项逐一判断即可.【详解】选项A:由于,即,所以,所以,所以成立;选项B:由于,即,所以,所以,所以不成立;选项C:由于,所以,所以,所以成立;选项D:由于,所以,所以,所以,所以成立.故选:B.【点睛】本题考查不等关系和不等式,属于基础题.4、A【解析】根据向量坐标运算求得,由平行关系构造方程可求得结果.【详解】, ,解得:故选:【点睛】本题考查根据向量平行关系求解参数值的问题,涉及到平面向量的坐标运算;关键是明确若两向量平行,则.5、C【解析】,分子分母同乘以分母的共轭复数即可.【详解】由已知,故的虚部为.故选:C.【点睛】本题考查复数的除法运算,考查学生的基本
9、运算能力,是一道基础题.6、D【解析】结合纯虚数的概念,可得,再结合充分条件和必要条件的定义即可判定选项.【详解】若复数为纯虚数,则,所以,若,不妨设,此时复数,不是纯虚数,所以“复数为纯虚数”是“”的充分不必要条件.故选:D【点睛】本题考查充分条件和必要条件,考查了纯虚数的概念,理解充分必要条件的逻辑关系是解题的关键,属于基础题.7、D【解析】过点作,可得出点为的中点,由可求得的值,可计算出的值,进而可得出,结合可知点为的中点,可得出,利用勾股定理求得(为双曲线的右焦点),再利用双曲线的定义可求得该双曲线的离心率的值.【详解】如下图所示,过点作,设该双曲线的右焦点为,连接.,., ,为的中点
10、,由双曲线的定义得,即,因此,该双曲线的离心率为.故选:D.【点睛】本题考查双曲线离心率的求解,解题时要充分分析图形的形状,考查推理能力与计算能力,属于中等题.8、B【解析】先根据图象求出函数的解析式,再由平移知识得到的解析式,然后分别找出和的等价条件,即可根据充分条件,必要条件的定义求出.【详解】设,根据图象可知,再由, 取,.将函数的图象向右平移个单位长度,得到函数的图象,.,令,则,显然,是的必要不充分条件.故选:B【点睛】本题主要考查利用图象求正(余)弦型函数的解析式,三角函数的图形变换, 二倍角公式的应用,充分条件,必要条件的定义的应用,意在考查学生的数学运算能力和逻辑推理能力,属于
11、中档题.9、A【解析】结合所给数字特征,我们可将每层数字表示成2的指数的形式,观察可知,每层指数的和成等比数列分布,结合等比数列前项和公式和对数恒等式即可求解【详解】如图,将数字塔中的数写成指数形式,可发现其指数恰好构成“杨辉三角”,前10层的指数之和为,所以原数字塔中前10层所有数字之积为.故选:A【点睛】本题考查与“杨辉三角”有关的规律求解问题,逻辑推理,等比数列前项和公式应用,属于中档题10、D【解析】先将所求问题转化为对任意恒成立,即得图象恒在函数图象的上方,再利用数形结合即可解决.【详解】由得,由题意函数得图象恒在函数图象的上方,作出函数的图象如图所示过原点作函数的切线,设切点为,则
12、,解得,所以切线斜率为,所以,解得.故选:D.【点睛】本题考查导数在不等式恒成立中的应用,考查了学生转化与化归思想以及数形结合的思想,是一道中档题.11、B【解析】由两直线垂直求得则或,再根据充要条件的判定方法,即可求解.【详解】由题意,“直线与直线垂直”则,解得或,所以“直线与直线垂直”是“”的必要不充分条件,故选B.【点睛】本题主要考查了两直线的位置关系,及必要不充分条件的判定,其中解答中利用两直线的位置关系求得的值,同时熟记充要条件的判定方法是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,属于基础题.12、A【解析】设,由得:,由复数相等可得的值,进而求出,即可得解.【详解】设,由得:,即,由复
13、数相等可得:,解之得:,则,所以,在复平面对应的点的坐标为,在第一象限.故选:A.【点睛】本题考查共轭复数的求法,考查对复数相等的理解,考查复数在复平面对应的点,考查运算能力,属于常考题.二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13、【解析】利用奇函数和,得出函数的周期为,由图可直接判断;利用赋值法求得,结合,进而可判断函数在内的零点个数,可判断的正误;采用换元法,结合图象即可得解,可判断的正误.综合可得出结论.【详解】因为函数是奇函数,所以,又,所以,即,所以,函数的周期为.对于,由于函数是上的奇函数,所以,故正确;对于,令,可得,得,所以,函数在区间上的零点为和.因为函数的周期为,
14、所以函数在内有个零点,分别是、,故错误;对于,令,则需求的解集,由图象可知,所以,故正确.故答案为:.【点睛】本题考查函数的图象与性质,涉及奇偶性、周期性和零点等知识点,考查学生分析问题的能力和数形结合能力,属于中等题14、【解析】分析题意可知,三棱柱为正三棱柱,所以三棱柱的中心即为外接球的球心,设棱柱的底面边长为,高为,则三棱柱的侧面积为,球的半径表示为,再由重要不等式即可得球表面积的最小值【详解】如下图,三棱柱为正三棱柱设,三棱柱的侧面积为又外接球半径外接球表面积.故答案为: 【点睛】考查学生对几何体的正确认识,能通过题意了解到题目传达的意思,培养学生空间想象力,能够利用题目条件,画出图形
15、,寻找外接球的球心以及半径,属于中档题15、【解析】由题意得出展开式中共有11项,;再令求得展开式中各项的系数和【详解】由的展开式中只有第六项的二项式系数最大,所以展开式中共有11项,所以;令,可求得展开式中各项的系数和是:故答案为:1【点睛】本小题主要考查二项式展开式的通项公式的运用,考查二项式展开式各项系数和的求法,属于基础题.16、【解析】利用展开式各项系数之和求得的值,由此写出展开式的通项,令指数为零求得参数的值,代入通项计算即可得解.【详解】的展开式各项系数和为,得,所以,的展开式通项为,令,得,因此,展开式中的常数项为.故答案为:.【点睛】本题考查二项展开式中常数项的计算,涉及二项
16、展开式中各项系数和的计算,考查计算能力,属于基础题.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、(1);(2)或【解析】(1)由椭圆的定义可知,焦点三角形的周长为,从而求出.写出直线的方程,与椭圆方程联立,根据交点横坐标为,求出和,从而写出椭圆的方程;(2)设出P、Q两点坐标,由可知点为的重心,根据重心坐标公式可将点用P、Q两点坐标来表示.由点在圆O上,知点M的坐标满足圆O的方程,得式.为直线l与椭圆的两个交点,用韦达定理表示,将其代入方程,再利用求得的范围,最终求出实数的取值范围.【详解】解:(1)由题意知.,直线的方程为直线与椭圆的另一个交点的横坐标为解得或(舍去)
17、,椭圆的方程为(2)设.点为的重心,点在圆上,由得 ,代入方程,得,即由得解得.或【点睛】本题考查了椭圆的焦点三角形的周长,标准方程的求解,直线与椭圆的位置关系,其中重心坐标公式、韦达定理的应用是关键.考查了学生的运算能力,属于较难的题.18、(1),(2)最大值,最小值【解析】(1)由曲线的参数方程,得两式平方相加求解,根据直线的极坐标方程,展开有,再根据求解.(2)因为曲线C是一个半圆,利用数形结合,圆心到直线的距离减半径即为最小值,最大值点由图可知.【详解】(1)因为曲线的参数方程为所以两式平方相加得:因为直线的极坐标方程为.所以所以即(2)如图所示:圆心C到直线的距离为:所以圆上的点到
18、直线的最小值为:则点M(2,0)到直线的距离为最大值:【点睛】本题主要考查参数方程,普通方程及极坐标方程的转化和直线与圆的位置关系,还考查了数形结合的思想和运算求解的能力,属于中档题.19、(1)(2)(3)直线平面,证明见解析【解析】取中点,连接,则,再由已知证明平面,以为坐标原点,分别以,所在直线为,轴建立空间直角坐标系,求出平面的一个法向量(1)求出的坐标,由与所成角的余弦值可得直线与平面所成角的正弦值;(2)求出平面的一个法向量,再由两平面法向量所成角的余弦值可得二面角的余弦值;(3)求出的坐标,由,结合平面,可得直线平面【详解】底面是边长为2的菱形,为等边三角形取中点,连接,则,为等
19、边三角形,又平面平面,且平面平面,平面以为坐标原点,分别以,所在直线为,轴建立空间直角坐标系则,1,0,0,设平面的一个法向量为由,取,得(1)证明:设直线与平面所成角为,则,即直线与平面所成角的正弦值为;(2)设平面的一个法向量为,由,得二面角的余弦值为;(3),又平面,直线平面【点睛】本题考查线面平行的证明,考查二面角的余弦值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查推理能力与计算能力,属于中档题20、(1)详见解析(2)【解析】(1)如图,作,交于,连接.因为,所以是的三等分点,可得.因为,所以,因为,所以,因为,所以,所以, 因为,所以,所以,因为平面,平面,所以平
20、面.又,平面,平面,所以平面.因为,、平面,所以平面平面,所以平面.(2)因为是等边三角形,所以.又因为,所以,所以.又,平面,所以平面.因为平面,所以平面平面.在平面内作平面.以B点为坐标原点,分别以所在直线为轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则,所以,.设为平面的法向量,则,即,令,可得.设为平面的法向量,则,即,令,可得.所以,则,所以二面角的正弦值为.21、(1),;(2).【解析】(1)将代入求解,由(为参数)消去即可.(2)将(为参数)与联立得,设,两点对应的参数为,则,再根据,即,利用韦达定理求解.【详解】(1)把代入,得,由(为参数),消去得,曲线的直角坐标方程和直线的普通方程
21、分别是,.(2)将(为参数)代入得,设,两点对应的参数为,则,由得,所以,即,所以,而,解得.【点睛】本题主要考查参数方程、极坐标方程、直角坐标方程的转化和直线参数方程的应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题.22、(1);(2)见解析.【解析】(1)利用导数分析函数在区间上的单调性与极值,结合零点存在定理可得出结论;(2)设函数的极大值点和极小值点分别为、,由(1)知,且满足,于是得出,由得,利用正切函数的单调性推导出,再利用正弦函数的单调性可得出结论.【详解】(1),当时,则函数在上单调递增;当时,则函数在上单调递减;当时,则函数在上单调递增.,.所以,函数在与不存在零点,在区间和上各存在一个零点.综上所述,函数在区间上的零点的个数为;(2),.由(1)得,在区间与上存在零点,所以,函数在区间与上各存在一个极值点、,且,且满足即,又,即,由在上单调递增,得,再由在上单调递减,得,即.【点睛】本题考查利用导数研究函数的零点个数问题,同时也考查了利用导数证明不等式,考查分析问题和解决问题的能力,属于难题.