2023年普通高等学校招生全国统一考试
预测试题
数学试卷
本试卷共8页,22小题,满分150分。考试用时120分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(A)填涂在答题卡相应位置上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑:如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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.在复数范围内(为虚数单位),下列假命题的个数是( )
①; ②若,则;
③若,则; ④若,则.
A.1 B.2
C.3 D.4
2.已知集合,则( )
A. B.
C. D.
3.已知函数的最小正周期为,,且的图像关于点中心对称,若将的图像向右平移个单位长度后图像关于轴对称,则实数的最小值为( )
A. B.
C. D.
4.一种卫星接收天线(如图1),其曲面与轴截面的交线可视为抛物线的一部分(如图2),已知该卫星接收天线的口径米,深度米,信号处理中心F位于焦点处,以顶点O为坐标原点,建立如图2所示的平面直角坐标系xOy,则该抛物线的方程为( )
A. B.
C. D.
5.若数列满足:,,使得对于,都有,则称具有“三项相关性”下列说法正确的有( ).
①若数列是等差数列,则具有“三项相关性”
②若数列是等比数列,则具有“三项相关性”
③若数列是周期数列,则具有“三项相关性”
④若数列具有正项“三项相关性”,且正数A,B满足,,数列的通项公式为,与的前n项和分别为,,则对,恒成立.
A.①③④ B.①②④
C.①②③④ D.①②
6.二项式的展开式所有项的系数和为243,则展开式中的常数项为( )
A.10 B.20
C.30 D.50
7.下列命题正确的是( )
A.“若两直线平行,则斜率相同”的逆否命题;
B.已知直线l,m,平面,,则是的充分不必要条件;
C.“若或,则”的逆命题;
D.已知圆C:,设条件p:,条件q:圆C上至多有两个点到直线的距离为1,则p是q的充要条件.
8.在平行六面体中,为与的交点.若,,,则下列向量中与相等的向量是( )
A. B.
C. D.
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.已知为实数,且,则下列不等式正确的是( )
A. B.
C. D.
10.若曲线是由方程和共同构成,则( )
A.曲线关于直线对称
B.曲线围成的图形面积为
C.若点在曲线上,则的取值区间是
D.若圆能覆盖曲线,则的最小值为2
11.已知分别为椭圆和双曲线的公共左,右焦点,(在第一象限)为它们的一个交点,且,直线与双曲线交于另一点,若,则下列说法正确的是( )
A.的周长为 B.双曲线的离心率为
C.椭圆的离心率为 D.
12.牛顿在《流数法》一书中,给出了高次代数方程的一种数值解法一牛顿法.首先,设定一个起始点,如图,在处作图象的切线,切线与轴的交点横坐标记作:用替代重复上面的过程可得;一直继续下去,可得到一系列的数,,,…,,…在一定精确度下,用四舍五入法取值,当,近似值相等时,该值即作为函数的一个零点.若要求的近似值(精确到0.1),我们可以先构造函数,再用“牛顿法”求得零点的近似值,即为的近似值,则下列说法正确的是( )
A.对任意,
B.若,且,则对任意,
C.当时,需要作2条切线即可确定的值
D.无论在上取任何有理数都有
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.经研究发现,若点在椭圆上,则过点的椭圆切线方程为.现过点作椭圆的切线,切点为,当(其中为坐标原点)的面积为时,___________.
14.已知平面向量,,,其中为单位向量,若,则的取值范围是__________.
15.已知双曲线的左,右焦点F1,F2,点P在双曲线上左支上动点,则三角形PF1F2的内切圆的圆心为G,若与的面积分别为,则取值范围是____________
16.已知正项数列是公比不等于1的等比数列,且,若,则__________.
四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.已知分别为三角形三个内角的对边,且有.
(1)求角A;
(2)若为边上一点,且,求.
18.为迎接运动会的到来,运动员们正艰苦训练,积极备战.某运动员射击一次所得环数的分布列如下:
现进行两次射击,且两次射击互不影响,以该运动员两次射击中最高环数作为他的成绩,记为.
(1)求此人两次命中环数相同的概率;
(2)求的分布列和数学期望.
19.如图所示,在四棱锥中,底面是等腰梯形,,.平面平面,为的中点,,,E,F,G分别为,,的中点.
(1)求证:平面平面;
(2)求平面与平面所成锐二面角的正切值.
20.在平面直角坐标系xOy中:①已知点A(,0),直线,动点P满足到点A的距离与到直线l的距离之比;②已知点S,T分别在x轴,y轴上运动,且|ST|=3,动点P满;③已知圆C的方程为直线l为圆C的切线,记点到直线l的距离分别为动点P满足
(1)在①,②,③这三个条件中任选-一个,求动点P的轨迹方程;
(2)记(1)中动点P的轨迹为E,经过点D(1,0)的直线l’交E于M,N两点,若线段MN的垂直平分线与y轴相交于点Q,求点Q纵坐标的取值范围.
21.悬链线(Catenary)指的是一种曲线,指两端固定的一条(粗细与质量分布)均匀,柔软(不能伸长)的链条,在重力的作用下所具有的曲线形状,适当选择坐标系后,悬链线的方程是一个双曲余弦函数,其解析式为,与之对应的函数称为双曲正弦函数,令.
(1)若关于的方程在上有解,求实数的取值范围;
(2)把区间等分成份,记等分点的横坐标依次为,、、、、,设,记,是否存在正整数,使不等式有解?若存在,求出所有的值,若不存在,说明理由.
22.在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为(为参数).以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为.
(1)求曲线的极坐标方程和直线的直角坐标方程;
(2)若直线与轴交于点A,点在曲线上运动,求直线斜率的最大值
答案第3页,共6页参考答案:
1.C
【分析】根据虚数的定义可判断①,根据反例可判断②,根据,,代入复数的运算可判断③④
【详解】对于①,虚数不可以比较大小,所以是错误的;
对于②,若,由于,比如时,满足,但是,故错误,
对于③,设,则,则或,所以或;故③错误
对于④,若,设,则,所以,故④正确,
故选:C
2.B
【分析】解不等式得到集合,根据函数的值域得到集合,然后求交集即可.
【详解】,,则.
故选:B.
3.B
【分析】根据周期范围得出范围,根据对称中心得出的值,并结合范围得出的值,即可得出的解析式,根据函数图像平移后的解析式变化得出,即可根据图像关于轴对称,得出,再根据的范围得出实数的最小值.
【详解】,,且,
,即,
的图像关于点中心对称,
,且,即,解得,
,
取,,
,
将的图像向右平移个单位长度后得到的图像,
的图像关于轴对称,
,解得,
,
的最小值,令,得,
故选:B.
4.B
【分析】设出抛物线的标准方程,代入点坐标求出系数既可.
【详解】由题意,抛物线开口向右,设抛物线的标准方程,
点代入抛物线方程求得,得 ,则.
抛物线的标准方程为.
故选:B.
5.B
【分析】根据题目给出的“三项相关性”的定义,逐项验证即可.
【详解】①若为等差数列,则有
即,①正确;
②,,()
即易知,显然成立
时,,取
有,也成立,所以②正确;
③周期数列:0,0,1,0,0,1,
时,,显然不成立,所以③错误;
④
即,
∴,
易知
即,,故:,④正确;
综上:①②④正确.
故选:B.
6.A
【分析】根据二项展开式的通项公式求解即可.
【详解】展开式所有项的系数和为243,
所以令则有,,n=5,
所以展开式通项公式为,
令解得,
所以展开式的常数项为,
故选:A
7.D
【分析】由原命题与逆否命题的真假关系判断AC;由线面垂直的判定判断B;由距离公式结合圆的对称性判断D.
【详解】对于A:由两直线都垂直于轴时,斜率不存在可知,命题“若两直线平行,则斜率相同”
为假命题,即“若两直线平行,则斜率相同”的逆否命题也为假命题,故A错误;
对于B:当时,由线面垂直的判定可知,与不一定垂直;当垂直时,
,则,即是的必要不充分条件,故B错误;
对于C:“若或,则”的逆命题与否命题等价,而否命题为“若且
则”为假命题,故C错误;
对于D:圆心C到直线的距离,要使得圆C上至多有
两个点到直线的距离为1,则,则p是q的充要条件,故D正确;
故选:D
8.B
【分析】根据空间向量的运算求解即可.
【详解】解:
故选:B
9.ACD
【分析】对于A将两边平方即可;对于B举反例即可;对于C作差通分即可;对于D用基本不等式即可.
【详解】由可知,所以A项正确;
当时,不成立,B项错误;
由0得,所以,所以,C项正确;
1),
当且仅当,即当时取得等号,D项正确.
故选:ACD.
10.AD
【分析】对条件作代数变换得到E是由4个半圆组成,作曲线E的图形,根据图形的性质逐项分析.
【详解】由 , 得 或 ,
当 时, , 是圆心为 ,半径为1的半圆,
同理可得E的其他部分,分别为圆心为 半径为1的半圆,圆心为 半径为1的半圆,圆心为 半径为1的半圆;
作曲线E的图形如下图:
图中虚线部分 是边长为2的正方形;
对于A,显然图形关于 对称,正确;
对于B,图形的面积 ,错误;
对于C,由图可知 的取值范围是 ,错误;
对于D,覆盖住曲线E的圆的半径的最小值显然是2,正确;
故选:AD.
11.BCD
【分析】设,则,由双曲线定义得,,再由余弦定理得,然后由椭圆定义得,利用余弦定理求得,再求三角形周长,求出椭圆、双曲线的离心率,从而判断各选项.
【详解】设,则,,,
中由余弦定理,得
,化简得,
,D正确;
又,所以,又,
的周长为,A错误;
中,,由余弦定理得,所以,
因此双曲线的离心率为,B正确;
椭圆的离心率为,C正确,
故选:BCD.
12.BCD
【分析】利用特殊情况判断选项A;求出曲线在处的切线方程与轴的交点横坐标,即可判断选项B;求出,,即可判断选项C、D
【详解】A,因为,则,
设,则切线方程为,
切线与轴的交点横坐标为,所以,故A错误;
B,处的切线方程为,
所以与轴的交点横坐标为,故B正确;
C,因为,,
所以两条切线可以确定的值,故C正确;
D,由选项C可知,,所以无论在上取
任何有理数都有,故D正确.
故选:BCD
13.
【分析】点,由题意可得切线方程,进而可求点的坐标,根据的面积整理可得,结合椭圆方程即可得结果.
【详解】设点,则切线,
令,得,
可得,则,
∵点在椭圆上,则,
即,解得,
所以.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:以点为切入点,设点,根据题意可得切线,这样就可得,再根据题意运算求解即可.
14.
【分析】建立如图所示坐标系,不妨设,由题意,可知,记,,则,求出点的轨迹方程,由的几何意义可得即为点的轨迹上的点到点的轨迹上的点的距离,从而可得出答案.
【详解】解:建立如图所示坐标系,
不妨设,
由知,点在直线或上,
由题意,可知,
记,,则,
由定弦所对的角为顶角可知点的轨迹是两个关于轴对称的圆弧,
设,则,
因为,
即,
整理得或,
由对称性不妨只考虑第一象限的情况,
因为的几何意义为:圆弧的点到直线上的点的距离,
所以最小值为,
故.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:本题解答的关键是建立平面直角坐标系,利用坐标法求出动点的轨迹,再结合解析几何的知识求出向量模的取值范围.
15.
【分析】由圆的切线性质结合双曲线的定义可求圆心G的坐标,再利用三角形面积公式及其比值,由此可得取值范围.
【详解】如图设切点分别为M,N,Q,由切线的性质可得,所以的内切圆的圆心G的横坐标与Q横坐标相同.
由双曲线的定义,.由圆的切线性质,,,所以,
因为,所以,,Q横坐标为.
因为双曲线的a=1,b=,c=2,可设,设(m>1),因为,,
可得,所以取值范围是,
故答案为:.
16.
【分析】根据对数运算法则可得,再利用等比数列性质和函数可得,利用倒序相加即可得.
【详解】由题意可知,,所以;
由等比数列性质可得;
又因为函数,所以,
即,所以;
令,则;
所以,
即.
故答案为:
17.(1)
(2)
【分析】(1)运用正弦定理边化角、和角公式及辅助角公式求解即可.
(2)解法一:运用正弦定理求解即可;解法二:运用向量线性表示证得即可.
【详解】(1)由,有,.
即,
所以,因为,所以,
即:,
又因为,故.
(2)解法一:设,则,
在△中,由正弦定理知,,
即,
化简得,,则,
即.
解法二:如图所示,
取中点,延长与的延长线交于点,连接,
由有,由,
设,则,即,
故,所以,即为中点.
又为中点,所以,
又,所以△为正三角形,
又平分,所以,所以.
18.(1)
(2)分布列见解析;
【分析】(1)分别计算此人连续两次命中环的概率,加和即可得到结果;
(2)首先确定所有可能的取值,根据独立事件概率乘法公式可计算得到每个取值对应的概率,由此可得分布列;根据数学期望计算公式可求得期望.
【详解】(1)此人连续两次命中环的概率为;连续两次命中环的概率为;连续两次命中环的概率为;
此人两次命中环数相同的概率为.
(2)由题意可知:所有可能的取值为,
;;;
的分布列为:
则数学期望.
19.(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)根据线面垂直判定定理以及性质定理,结合面面垂直判定定理,可得答案;
(2)建立空间直角坐标系,利用二面角的空间向量计算公式,可得答案.
【详解】(1)如图所示,取AO的中点H,连接HD,HP,
在等腰梯形中,,,,.
∵O为AB的中点,即有四边形是平行四边形,
∴,.
∴为正三角形,∴,.
在中,,,
∴为边长为2的正三角形,∴,.
∴,又F为FD的中点,∴.
∵,,,平面,
∴平面,即平面.∵平面,∴.
而G为PC中点,则,又∵,平面,∴平面.
∵平面PCD,∴平面平面.
(2)∵,平面平面,平面平面,平面,
∴平面,
∴由(1)知,PH,HD,AB两两垂直,
以H为坐标原点,HD,HB,HP所在直线分别为x轴,y轴,z轴建立如图所示空间直角坐标系,
则,,,,
于是,,.
设平面的法向量为,
则即取,则,
设平面与平面所成锐二面角为,
∵为平面的一个法向量,
∴.
∴,.
∴平面与平面所成锐二面角的正切值为.
20.(1)答案见解析;(2).
【分析】(1)分别根据选择的条件,设P(x,y),把条件转化为数学表达式,化简得到x与y之间的关系即为P点的轨迹方程;
(2)设Q(0,y0),当直线l′的斜率不存在时,y0=0;当直线l′的斜率存在时,设直线l′的斜率为k,M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN的中点为G(x3,y3),联立,得到,线段MN的垂直平分线的方程为,令x=0,得y0=-3y3.代入得,从而求得的取值范围.
【详解】(1)若选①:设P(x,y),根据题意,得
整理,得.所以动点P的轨迹方程为.
若选②:设P(x,y),S(x′,0),T(0,y′),则=3,(I).
因为,所以整理,得,
代入(I)得,所以动点P的轨迹方程为.
若选③:设P(x,y),直线l与圆相切于点H,则|PA|+|PB|=d1+d2=2|OH|=4>2=|AB|.
由椭圆的定义,知点P的轨迹是以A,B为焦点的椭圆.
所以2a=4,2c=|AB|=2,故a=2,c=,b=1.
所以动点P的轨迹方程为
(2)设Q(0,y0),当直线l′的斜率不存在时,y0=0.
当直线l′的斜率存在时,设直线l′的斜率为k,M(x1,y1),N(x2,y2),线段MN的中点为G(x3,y3).由,得
所以,
线段MN的垂直平分线的方程为,
令x=0,得y0=-3y3.由得
由>0得0综上所述,点Q纵坐标的取值范围是.
【点睛】方法点睛:(1)根据条件中的点到直线距离,点到点的距离,向量关系及椭圆定义,分别化简求得x与y之间的关系,即可求得轨迹方程;
(2)设直线方程,联立椭圆方程可以求得参数满足的关系,代入到题干条件,求得直线MN的方程,从而求得y轴上的截距满足的一元二次函数条件,从而求得结果.
21.(1)
(2)或或
【分析】(1)分析函数的单调性与奇偶性,由可得出,令,可得以及,求出函数在上的值域,即可得出实数的取值范围;
(2)计算出,求出函数的值域,根据题意可得出关于的不等式,解出的取值范围,结合可求得正整数的可能取值.
【详解】(1)解:因为,
任取、且,则,
所以,,
所以,,则函数为上的增函数,
又因为,所以,函数为上的奇函数,
由可得,
所以,,即,
即,
令,其中,所以,,可得,
因为函数、在上均为增函数,则在上为增函数,
当时,,所以,,可得,其中,
因为函数、在上均为减函数,故函数在上为减函数,
当时,,因此,实数的取值范围是.
(2)解:因为
,
所以,
,
所以,,
,其中,
由基本不等式可得,
所以,,
若存在正整数,使不等式有解,则,解得,
又因为,所以,满足条件的正整数的值为或或.
【点睛】结论点睛:利用参变量分离法求解函数不等式恒(能)成立,可根据以下原则进行求解:
(1),;
(2),;
(3),;
(4),.
22.(1),
(2)
【分析】(1)根据消参法求出曲线的普通方程,再根据极坐标与直角坐标的转化公式即可求得曲线的极坐标方程,由l的极坐标方程,根据转化公式即可求得直角坐标方程;
(2)设直线的斜率为,,则,然后利用直线和圆的位置关系列出不等式,即可求得答案.
【详解】(1)因为曲线的参数方程为(为参数),
所以曲线的普通方程为,整理得,
因为,所以曲线的极坐标方程为.
因为直线的极坐标方程为,
所以,即直线的直角坐标方程为.
(2)因为直线,所以直线与轴交于点.
因为曲线的方程为,所以曲线表示圆心为,半径为1的圆,
设直线的斜率为,,则,整理得,
由于过定点,点在圆C:上运动,
故,解得,
故直线斜率的最大值为.