山東省菏澤一中八一路校區(qū)2023學年高三下第一次測試數學試題（含解析）

2023學年高考數學模擬測試卷注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號碼填寫清楚，將條形碼準確粘貼在條形碼區(qū)域內。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題：本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．已知函數，若，則的最小值為（）參考數據：A． B． C． D．2．三棱柱中，底面邊長和側棱長都相等，，則異面直線與所成角的余弦值為（）A． B． C． D．3．已知復數是純虛數，其中是實數，則等于（）A． B． C． D．4．已知實數，則的大小關系是()A． B． C． D．5．各項都是正數的等比數列的公比，且成等差數列，則的值為()A． B．C． D．或6．若復數在復平面內對應的點在第二象限，則實數的取值范圍是（）A． B． C． D．7．把函數的圖象向右平移個單位長度，得到函數的圖象，若函數是偶函數，則實數的最小值是（）A． B． C． D．8．已知函數是奇函數，且，若對，恒成立，則的取值范圍是（）A． B． C． D．9．設，若函數在區(qū)間上有三個零點，則實數的取值范圍是()A． B． C． D．10．已知函數，.若存在，使得成立，則的最大值為（）A． B．C． D．11．某地區(qū)教育主管部門為了對該地區(qū)模擬考試成進行分析，隨機抽取了200分到450分之間的2000名學生的成績，并根據這2000名學生的成績畫出樣本的頻率分布直方圖，如圖所示，則成績在，內的學生人數為（）A．800 B．1000 C．1200 D．160012．如圖，已知平面，，、是直線上的兩點，、是平面內的兩點，且，，，，．是平面上的一動點，且直線，與平面所成角相等，則二面角的余弦值的最小值是（）A． B． C． D．二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．設的內角的對邊分別為，，．若，，，則_____________14．設為拋物線的焦點，為上互相不重合的三點，且、、成等差數列，若線段的垂直平分線與軸交于，則的坐標為_______.15．設點P在函數的圖象上，點Q在函數的圖象上，則線段PQ長度的最小值為_________16．若，i為虛數單位，則正實數的值為______.三、解答題：共70分。解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17．（12分）記函數的最小值為.（1）求的值；（2）若正數，，滿足，證明：.18．（12分）已知橢圓：的四個頂點圍成的四邊形的面積為，原點到直線的距離為.（1）求橢圓的方程；（2）已知定點，是否存在過的直線，使與橢圓交于，兩點，且以為直徑的圓過橢圓的左頂點？若存在，求出的方程：若不存在，請說明理由.19．（12分）對于給定的正整數k，若各項均不為0的數列滿足：對任意正整數總成立，則稱數列是“數列”.（1）證明：等比數列是“數列”；（2）若數列既是“數列”又是“數列”，證明：數列是等比數列.20．（12分）已知公差不為零的等差數列的前n項和為，，是與的等比中項.（1）求；（2）設數列滿足，，求數列的通項公式.21．（12分）己知點，分別是橢圓的上頂點和左焦點，若與圓相切于點，且點是線段靠近點的三等分點.求橢圓的標準方程；直線與橢圓只有一個公共點，且點在第二象限，過坐標原點且與垂直的直線與圓相交于，兩點，求面積的取值范圍.22．（10分）已知，均為給定的大于1的自然數，設集合，．（Ⅰ）當，時，用列舉法表示集合；（Ⅱ）當時，，且集合滿足下列條件：①對任意，；②．證明：（?。┤?，則（集合為集合在集合中的補集）；（ⅱ）為一個定值（不必求出此定值）；（Ⅲ）設，，，其中，，若，則．

2023學年模擬測試卷參考答案（含詳細解析）一、選擇題：本題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、A【答案解析】

首先的單調性，由此判斷出，由求得的關系式.利用導數求得的最小值，由此求得的最小值.【題目詳解】由于函數，所以在上遞減，在上遞增.由于，，令，解得，所以，且，化簡得，所以，構造函數，.構造函數，，所以在區(qū)間上遞減，而，，所以存在，使.所以在上大于零，在上小于零.所以在區(qū)間上遞增，在區(qū)間上遞減.而，所以在區(qū)間上的最小值為，也即的最小值為，所以的最小值為.故選：A【答案點睛】本小題主要考查利用導數研究函數的最值，考查分段函數的圖像與性質，考查化歸與轉化的數學思想方法，屬于難題.2、B【答案解析】

設，，，根據向量線性運算法則可表示出和；分別求解出和，，根據向量夾角的求解方法求得，即可得所求角的余弦值.【題目詳解】設棱長為1，，，由題意得：，，，又即異面直線與所成角的余弦值為：本題正確選項：【答案點睛】本題考查異面直線所成角的求解，關鍵是能夠通過向量的線性運算、數量積運算將問題轉化為向量夾角的求解問題.3、A【答案解析】

對復數進行化簡，由于為純虛數，則化簡后的復數形式中，實部為0，得到的值，從而得到復數.【題目詳解】因為為純虛數，所以，得所以.故選A項【答案點睛】本題考查復數的四則運算，純虛數的概念，屬于簡單題.4、B【答案解析】

根據，利用指數函數對數函數的單調性即可得出．【題目詳解】解：∵，∴，，．∴．故選：B．【答案點睛】本題考查了指數函數對數函數的單調性，考查了推理能力與計算能力，屬于基礎題．5、C【答案解析】分析：解決該題的關鍵是求得等比數列的公比，利用題中所給的條件，建立項之間的關系，從而得到公比所滿足的等量關系式，解方程即可得結果.詳解：根據題意有，即，因為數列各項都是正數，所以，而，故選C.點睛：該題應用題的條件可以求得等比數列的公比，而待求量就是，代入即可得結果.6、B【答案解析】

復數，在復平面內對應的點在第二象限，可得關于a的不等式組，解得a的范圍.【題目詳解】，由其在復平面對應的點在第二象限，得，則.故選：B.【答案點睛】本題考查了復數的運算法則、幾何意義、不等式的解法，考查了推理能力與計算能力，屬于基礎題．7、A【答案解析】

先求出的解析式，再求出的解析式，根據三角函數圖象的對稱性可求實數滿足的等式，從而可求其最小值.【題目詳解】的圖象向右平移個單位長度，所得圖象對應的函數解析式為，故.令，，解得，.因為為偶函數，故直線為其圖象的對稱軸，令，，故，，因為，故，當時，.故選：A.【答案點睛】本題考查三角函數的圖象變換以及三角函數的圖象性質，注意平移變換是對自變量做加減，比如把的圖象向右平移1個單位后，得到的圖象對應的解析式為，另外，如果為正弦型函數圖象的對稱軸，則有，本題屬于中檔題．8、A【答案解析】

先根據函數奇偶性求得，利用導數判斷函數單調性，利用函數單調性求解不等式即可.【題目詳解】因為函數是奇函數，所以函數是偶函數.，即，又，所以，.函數的定義域為，所以，則函數在上為單調遞增函數.又在上，，所以為偶函數，且在上單調遞增.由，可得，對恒成立，則，對恒成立，，得，所以的取值范圍是.故選：A.【答案點睛】本題考查利用函數單調性求解不等式，根據方程組法求函數解析式，利用導數判斷函數單調性，屬壓軸題.9、D【答案解析】令，可得.在坐標系內畫出函數的圖象（如圖所示）.當時，.由得.設過原點的直線與函數的圖象切于點，則有，解得.所以當直線與函數的圖象切時.又當直線經過點時，有，解得.結合圖象可得當直線與函數的圖象有3個交點時，實數的取值范圍是.即函數在區(qū)間上有三個零點時，實數的取值范圍是.選D.點睛：已知函數零點的個數（方程根的個數）求參數值（取值范圍）的方法(1)直接法：直接求解方程得到方程的根，再通過解不等式確定參數范圍；(2)分離參數法：先將參數分離，轉化成求函數的值域問題加以解決；(3)數形結合法：先對解析式變形，在同一平面直角坐標系中，畫出函數的圖象，然后數形結合求解，對于一些比較復雜的函數的零點問題常用此方法求解.10、C【答案解析】

由題意可知，，由可得出，，利用導數可得出函數在區(qū)間上單調遞增，函數在區(qū)間上單調遞增，進而可得出，由此可得出，可得出，構造函數，利用導數求出函數在上的最大值即可得解.【題目詳解】，，由于，則，同理可知，，函數的定義域為，對恒成立，所以，函數在區(qū)間上單調遞增，同理可知，函數在區(qū)間上單調遞增，，則，，則，構造函數，其中，則.當時，，此時函數單調遞增；當時，，此時函數單調遞減.所以，.故選：C.【答案點睛】本題考查代數式最值的計算，涉及指對同構思想的應用，考查化歸與轉化思想的應用，有一定的難度.11、B【答案解析】

由圖可列方程算得a，然后求出成績在內的頻率，最后根據頻數=總數×頻率可以求得成績在內的學生人數.【題目詳解】由頻率和為1，得，解得，所以成績在內的頻率，所以成績在內的學生人數.故選：B【答案點睛】本題主要考查頻率直方圖的應用，屬基礎題.12、B【答案解析】

為所求的二面角的平面角，由得出，求出在內的軌跡，根據軌跡的特點求出的最大值對應的余弦值【題目詳解】，，，，同理為直線與平面所成的角，為直線與平面所成的角，又，在平面內，以為軸，以的中垂線為軸建立平面直角坐標系則，設，整理可得：在內的軌跡為為圓心，以為半徑的上半圓平面平面，，為二面角的平面角，當與圓相切時，最大，取得最小值此時故選【答案點睛】本題主要考查了二面角的平面角及其求法，方法有：定義法、三垂線定理及其逆定理、找公垂面法、射影公式、向量法等，依據題目選擇方法求出結果．二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、或【答案解析】試題分析：由，則可運用同角三角函數的平方關系：，已知兩邊及其對角，求角．用正弦定理；，則；可得．考點：運用正弦定理解三角形．（注意多解的情況判斷）14、或【答案解析】

設出三點的坐標，結合等差數列的性質、線段垂直平分線的性質、拋物線的定義進行求解即可.【題目詳解】拋物線的準線方程為：，設，由拋物線的定義可知：，，，因為、、成等差數列，所以有，所以，因為線段的垂直平分線與軸交于，所以，因此有，化簡整理得：或.若，由可知；，這與已知矛盾，故舍去；若，所以有，因此.故答案為：或【答案點睛】本題考查了拋物線的定義的應用，考查了等差數列的性質，考查了數學運算能力.15、【答案解析】

由解析式可分析兩函數互為反函數,則圖象關于對稱,則點到的距離的最小值的二倍即為所求,利用導函數即可求得最值.【題目詳解】由題,因為與互為反函數,則圖象關于對稱,設點為,則到直線的距離為,設,則,令,即,所以當時,,即單調遞減；當時,,即單調遞增,所以,則,所以的最小值為,故答案為:【答案點睛】本題考查反函數的性質的應用,考查利用導函數研究函數的最值問題.16、【答案解析】

利用復數模的運算性質，即可得答案．【題目詳解】由已知可得：，，解得．故答案為：．【答案點睛】本題考查復數模的運算性質，考查推理能力與計算能力，屬于基礎題．三、解答題：共70分。解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟。17、（1）（2）證明見解析【答案解析】

（1）將函數轉化為分段函數或利用絕對值三角不等式進行求解；（2）利用基本不等式或柯西不等式證明即可.【題目詳解】解法一：（1）當時，，當，，當時，，所以解法二：（1）如圖當時，解法三：（1）當且僅當即時，等號成立.當時解法一：（2）由題意可知，，因為，，，所以要證明不等式，只需證明，因為成立，所以原不等式成立.解法二：（2）因為，，，所以，，又因為，所以，所以，原不等式得證.補充：解法三：（2）由題意可知，，因為，，，所以要證明不等式，只需證明，由柯西不等式得：成立，所以原不等式成立.【答案點睛】本題主要考查了絕對值函數的最值求解，不等式的證明，絕對值三角不等式，基本不等式及柯西不等式的應用，考查了學生的邏輯推理和運算求解能力.18、（1）；（2）存在，且方程為或.【答案解析】

（1）依題意列出關于a,b,c的方程組，求得a,b,進而可得到橢圓方程；（2）聯立直線和橢圓得到，要使以為直徑的圓過橢圓的左頂點，則，結合韋達定理可得到參數值.【題目詳解】（1）直線的一般方程為.依題意，解得，故橢圓的方程式為.（2）假若存在這樣的直線，當斜率不存在時，以為直徑的圓顯然不經過橢圓的左頂點，所以可設直線的斜率為，則直線的方程為.由，得.由，得.記，的坐標分別為，，則，，而.要使以為直徑的圓過橢圓的左頂點，則，即，所以，整理解得或，所以存在過的直線，使與橢圓交于，兩點，且以為直徑的圓過橢圓的左頂點，直線的方程為或.【答案點睛】本題主要考查直線與圓錐曲線位置關系，所使用方法為韋達定理法：因直線的方程是一次的，圓錐曲線的方程是二次的，故直線與圓錐曲線的問題常轉化為方程組關系問題，最終轉化為一元二次方程問題，故用韋達定理及判別式是解決圓錐曲線問題的重點方法之一，尤其是弦中點問題，弦長問題，可用韋達定理直接解決，但應注意不要忽視判別式的作用．19、（1）證明見詳解；（2）證明見詳解【答案解析】

（1）由是等比數列，由等比數列的性質可得：即可證明.（2）既是“數列”又是“數列”，可得，，則對于任意都成立，則成等比數列，設公比為，驗證得答案.【題目詳解】（1）證明：由是等比數列，由等比數列的性質可得：等比數列是“數列”.（2）證明：既是“數列”又是“數列”，可得，（）（），（）可得：對于任意都成立，即成等比數列，即成等比數列，成等比數列，成等比數列，設，（）數列是“數列”時，由（）可得：時，由（）可得：，可得，同理可證成等比數列，數列是等比數列【答案點睛】本題是一道數列的新定義題目，考查了等比數列的性質、通項公式等基本知識，考查代數推理、轉化與化歸以及綜合運用數學知識探究與解決問題的能力，屬于難題.20、（1）；（2）.【答案解析】

（1）根據題意，建立首項和公差的方程組，通過基本量即可寫出前項和；（2）由（1）中所求，結合累加法求得.【題目詳解】（1）由題意可得即又因為，所以，所以.（2）由條件及（1）可得.由已知