福建省廈門(mén)市集美高中2023學(xué)年高三第四次模擬考試數(shù)學(xué)試卷（含解析）

1、2023學(xué)年高考數(shù)學(xué)模擬測(cè)試卷注意事項(xiàng)1考生要認(rèn)真填寫(xiě)考場(chǎng)號(hào)和座位序號(hào)。2試題所有答案必須填涂或書(shū)寫(xiě)在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效。第一部分必須用2B 鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1雙曲線y2=1的漸近線方程是（ ）Ax2y=0B2xy=0C4xy=0Dx4y=02若的二項(xiàng)展開(kāi)式中的系數(shù)是40，則正整數(shù)的值為（ ）A4B5C6D73已知函數(shù)為奇函數(shù)，且，則（ ）A2B5C1D34馬林梅森是17世紀(jì)法國(guó)著名的數(shù)學(xué)家和修道

2、士，也是當(dāng)時(shí)歐洲科學(xué)界一位獨(dú)特的中心人物，梅森在歐幾里得、費(fèi)馬等人研究的基礎(chǔ)上對(duì)2p1作了大量的計(jì)算、驗(yàn)證工作，人們?yōu)榱思o(jì)念梅森在數(shù)論方面的這一貢獻(xiàn)，將形如2P1（其中p是素?cái)?shù)）的素?cái)?shù)，稱(chēng)為梅森素?cái)?shù).若執(zhí)行如圖所示的程序框圖，則輸出的梅森素?cái)?shù)的個(gè)數(shù)是（ ）A3B4C5D65已知，且，則的值為（ ）ABCD6已知曲線，動(dòng)點(diǎn)在直線上，過(guò)點(diǎn)作曲線的兩條切線，切點(diǎn)分別為，則直線截圓所得弦長(zhǎng)為（ ）AB2C4D7設(shè)是虛數(shù)單位，則“復(fù)數(shù)為純虛數(shù)”是“”的（ ）A充要條件B必要不充分條件C既不充分也不必要條件D充分不必要條件8已知數(shù)列對(duì)任意的有成立，若，則等于（ ）ABCD9已知，則的最小值為（ ）ABCD

3、10如圖，在圓錐SO中，AB，CD為底面圓的兩條直徑，ABCDO，且ABCD，SOOB3，SE.，異面直線SC與OE所成角的正切值為（ ）ABCD11已知函數(shù)，若總有恒成立.記的最小值為，則的最大值為（ ）A1BCD12一個(gè)幾何體的三視圖如圖所示，則該幾何體的表面積為（ ）ABCD二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13設(shè)是等比數(shù)列的前項(xiàng)的和，成等差數(shù)列，則的值為_(kāi)14根據(jù)如圖所示的偽代碼，輸出的值為_(kāi).15已知數(shù)列與均為等差數(shù)列（），且，則_16在直三棱柱內(nèi)有一個(gè)與其各面都相切的球O1，同時(shí)在三棱柱外有一個(gè)外接球.若,，,則球的表面積為_(kāi).三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明

4、、證明過(guò)程或演算步驟。17（12分）如圖，是正方形，點(diǎn)在以為直徑的半圓弧上（不與，重合），為線段的中點(diǎn)，現(xiàn)將正方形沿折起，使得平面平面.（1）證明：平面.（2）三棱錐的體積最大時(shí)，求二面角的余弦值.18（12分）追求人類(lèi)與生存環(huán)境的和諧發(fā)展是中國(guó)特色社會(huì)主義生態(tài)文明的價(jià)值取向.為了改善空氣質(zhì)量，某城市環(huán)保局隨機(jī)抽取了一年內(nèi)100天的空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）的檢測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表：AQI空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良輕度污染中度污染重度污染重度污染天數(shù)61418272510（1）從空氣質(zhì)量指數(shù)屬于0，50，（50，100的天數(shù)中任取3天，求這3天中空氣質(zhì)量至少有2天為優(yōu)的概率；（2）已知某企業(yè)每天因空氣質(zhì)量造成的

5、經(jīng)濟(jì)損失y（單位：元）與空氣質(zhì)量指數(shù)x的關(guān)系式為，假設(shè)該企業(yè)所在地7月與8月每天空氣質(zhì)量為優(yōu)、良、輕度污染、中度污染、重度污染、嚴(yán)重污染的概率分別為.9月每天的空氣質(zhì)量對(duì)應(yīng)的概率以表中100天的空氣質(zhì)量的頻率代替.（i）記該企業(yè)9月每天因空氣質(zhì)量造成的經(jīng)濟(jì)損失為X元，求X的分布列；（ii）試問(wèn)該企業(yè)7月、8月、9月這三個(gè)月因空氣質(zhì)量造成的經(jīng)濟(jì)損失總額的數(shù)學(xué)期望是否會(huì)超過(guò)2.88萬(wàn)元？說(shuō)明你的理由.19（12分）如圖，是矩形，的頂點(diǎn)在邊上，點(diǎn)，分別是，上的動(dòng)點(diǎn)（的長(zhǎng)度滿足需求）.設(shè)，且滿足.（1）求；（2）若，求的最大值.20（12分）已知橢圓的焦距是，點(diǎn)是橢圓上一動(dòng)點(diǎn)，點(diǎn)是橢圓上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的

6、兩點(diǎn)（與不同），若直線的斜率之積為.（）求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程；（）是拋物線上兩點(diǎn)，且處的切線相互垂直，直線與橢圓相交于兩點(diǎn)，求的面積的最大值.21（12分）已知矩陣，.求矩陣；求矩陣的特征值.22（10分）在數(shù)列中，已知，且，.（1）求數(shù)列的通項(xiàng)公式；（2）設(shè)，數(shù)列的前項(xiàng)和為，證明：.2023學(xué)年模擬測(cè)試卷參考答案（含詳細(xì)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【答案解析】試題分析：漸近線方程是y2=1，整理后就得到雙曲線的漸近線解：雙曲線其漸近線方程是y2=1整理得x2y=1故選A點(diǎn)評(píng)：本題考查了雙曲線的漸進(jìn)方程，把雙曲線

7、的標(biāo)準(zhǔn)方程中的“1”轉(zhuǎn)化成“1”即可求出漸進(jìn)方程屬于基礎(chǔ)題2、B【答案解析】先化簡(jiǎn)的二項(xiàng)展開(kāi)式中第項(xiàng)，然后直接求解即可【題目詳解】的二項(xiàng)展開(kāi)式中第項(xiàng).令，則，（舍）或.【答案點(diǎn)睛】本題考查二項(xiàng)展開(kāi)式問(wèn)題，屬于基礎(chǔ)題3、B【答案解析】由函數(shù)為奇函數(shù),則有,代入已知即可求得.【題目詳解】.故選:.【答案點(diǎn)睛】本題考查奇偶性在抽象函數(shù)中的應(yīng)用,考查學(xué)生分析問(wèn)題的能力,難度較易.4、C【答案解析】模擬程序的運(yùn)行即可求出答案【題目詳解】解：模擬程序的運(yùn)行，可得：p1，S1，輸出S的值為1，滿足條件p7，執(zhí)行循環(huán)體，p3，S7，輸出S的值為7，滿足條件p7，執(zhí)行循環(huán)體，p5，S31，輸出S的值為31，滿足

8、條件p7，執(zhí)行循環(huán)體，p7，S127，輸出S的值為127，滿足條件p7，執(zhí)行循環(huán)體，p9，S511，輸出S的值為511，此時(shí)，不滿足條件p7，退出循環(huán)，結(jié)束，故若執(zhí)行如圖所示的程序框圖，則輸出的梅森素?cái)?shù)的個(gè)數(shù)是5，故選：C【答案點(diǎn)睛】本題主要考查程序框圖，屬于基礎(chǔ)題5、A【答案解析】由及得到、，進(jìn)一步得到，再利用兩角差的正切公式計(jì)算即可.【題目詳解】因?yàn)?，所以，又，所以，所?故選：A.【答案點(diǎn)睛】本題考查三角函數(shù)誘導(dǎo)公式、二倍角公式以及兩角差的正切公式的應(yīng)用，考查學(xué)生的基本計(jì)算能力，是一道基礎(chǔ)題.6、C【答案解析】設(shè)，根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義，求出切線斜率，進(jìn)而得到切線方程，將點(diǎn)坐標(biāo)代入切線方程，

9、抽象出直線方程，且過(guò)定點(diǎn)為已知圓的圓心，即可求解.【題目詳解】圓可化為.設(shè)，則的斜率分別為，所以的方程為，即，即，由于都過(guò)點(diǎn)，所以，即都在直線上，所以直線的方程為，恒過(guò)定點(diǎn)，即直線過(guò)圓心，則直線截圓所得弦長(zhǎng)為4.故選:C.【答案點(diǎn)睛】本題考查直線與圓位置關(guān)系、直線與拋物線位置關(guān)系，拋物線兩切點(diǎn)所在直線求解是解題的關(guān)鍵，屬于中檔題.7、D【答案解析】結(jié)合純虛數(shù)的概念，可得，再結(jié)合充分條件和必要條件的定義即可判定選項(xiàng).【題目詳解】若復(fù)數(shù)為純虛數(shù)，則，所以，若，不妨設(shè)，此時(shí)復(fù)數(shù)，不是純虛數(shù)，所以“復(fù)數(shù)為純虛數(shù)”是“”的充分不必要條件.故選：D【答案點(diǎn)睛】本題考查充分條件和必要條件，考查了純虛數(shù)的概念

10、，理解充分必要條件的邏輯關(guān)系是解題的關(guān)鍵，屬于基礎(chǔ)題.8、B【答案解析】觀察已知條件，對(duì)進(jìn)行化簡(jiǎn)，運(yùn)用累加法和裂項(xiàng)法求出結(jié)果.【題目詳解】已知，則，所以有， ，兩邊同時(shí)相加得，又因?yàn)?，所?故選：【答案點(diǎn)睛】本題考查了求數(shù)列某一項(xiàng)的值，運(yùn)用了累加法和裂項(xiàng)法，遇到形如時(shí)就可以采用裂項(xiàng)法進(jìn)行求和，需要掌握數(shù)列中的方法，并能熟練運(yùn)用對(duì)應(yīng)方法求解.9、B【答案解析】 ,選B10、D【答案解析】可過(guò)點(diǎn)S作SFOE，交AB于點(diǎn)F，并連接CF，從而可得出CSF（或補(bǔ)角）為異面直線SC與OE所成的角，根據(jù)條件即可求出，這樣即可得出tanCSF的值.【題目詳解】如圖，過(guò)點(diǎn)S作SFOE，交AB于點(diǎn)F，連接CF，則

11、CSF（或補(bǔ)角）即為異面直線SC與OE所成的角，又OB3，SOOC，SOOC3，；SOOF，SO3，OF1，；OCOF，OC3，OF1，等腰SCF中，.故選：D.【答案點(diǎn)睛】本題考查了異面直線所成角的定義及求法，直角三角形的邊角的關(guān)系，平行線分線段成比例的定理，考查了計(jì)算能力，屬于基礎(chǔ)題.11、C【答案解析】根據(jù)總有恒成立可構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo)后分情況討論的最大值可得最大值最大值,即.根據(jù)題意化簡(jiǎn)可得,求得,再換元求導(dǎo)分析最大值即可.【題目詳解】由題, 總有即恒成立.設(shè),則的最大值小于等于0.又,若則,在上單調(diào)遞增, 無(wú)最大值.若,則當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞減, 當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增.故在處取得最大值.故,化

12、簡(jiǎn)得.故,令,可令,故,當(dāng)時(shí), ,在遞減；當(dāng)時(shí), ,在遞增.故在處取得極大值,為.故的最大值為.故選：C【答案點(diǎn)睛】本題主要考查了根據(jù)導(dǎo)數(shù)求解函數(shù)的最值問(wèn)題,需要根據(jù)題意分析導(dǎo)數(shù)中參數(shù)的范圍,再分析函數(shù)的最值,進(jìn)而求導(dǎo)構(gòu)造函數(shù)求解的最大值.屬于難題.12、B【答案解析】由題意首先確定幾何體的空間結(jié)構(gòu)特征，然后結(jié)合空間結(jié)構(gòu)特征即可求得其表面積.【題目詳解】由三視圖可知，該幾何體為邊長(zhǎng)為正方體挖去一個(gè)以為球心以為半徑球體的，如圖，故其表面積為，故選：B.【答案點(diǎn)睛】(1)以三視圖為載體考查幾何體的表面積，關(guān)鍵是能夠?qū)o出的三視圖進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆治?，從三視圖中發(fā)現(xiàn)幾何體中各元素間的位置關(guān)系及數(shù)量關(guān)系(2

13、)多面體的表面積是各個(gè)面的面積之和；組合體的表面積應(yīng)注意重合部分的處理(3)圓柱、圓錐、圓臺(tái)的側(cè)面是曲面，計(jì)算側(cè)面積時(shí)需要將這個(gè)曲面展為平面圖形計(jì)算，而表面積是側(cè)面積與底面圓的面積之和二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、2【答案解析】設(shè)等比數(shù)列的公比設(shè)為再根據(jù)成等差數(shù)列利用基本量法求解再根據(jù)等比數(shù)列各項(xiàng)間的關(guān)系求解即可.【題目詳解】解：等比數(shù)列的公比設(shè)為成等差數(shù)列,可得若則顯然不成立,故則,化為解得,則故答案為：【答案點(diǎn)睛】本題主要考查了等比數(shù)列的基本量求解以及運(yùn)用,屬于中檔題.14、7【答案解析】表示初值S=1,i=1，分三次循環(huán)計(jì)算得S=100,輸出i=7.【題目詳解】S

14、=1,i=1第一次循環(huán)：S=1+1=2,i=1+2=3；第二次循環(huán)：S=2+3=5,i=3+2=5；第三次循環(huán)：S=5+5=10,i=5+2=7；S=109,循環(huán)結(jié)束，輸出：i=7.故答案為：7【答案點(diǎn)睛】本題考查在程序語(yǔ)句的背景下已知輸入的循環(huán)結(jié)構(gòu)求輸出值問(wèn)題，屬于基礎(chǔ)題.15、20【答案解析】設(shè)等差數(shù)列的公差為,由數(shù)列為等差數(shù)列,且,根據(jù)等差中項(xiàng)的性質(zhì)可得,解方程求出公差,代入等差數(shù)列的通項(xiàng)公式即可求解.【題目詳解】設(shè)等差數(shù)列的公差為,由數(shù)列為等差數(shù)列知,因?yàn)?所以,解得,所以數(shù)列的通項(xiàng)公式為，所以.故答案為:【答案點(diǎn)睛】本題考查等差數(shù)列的概念及其通項(xiàng)公式和等差中項(xiàng);考查運(yùn)算求解能力;等差

15、中項(xiàng)的運(yùn)用是求解本題的關(guān)鍵;屬于基礎(chǔ)題.16、【答案解析】先求出球O1的半徑，再求出球的半徑，即得球的表面積.【題目詳解】解：,，,， 設(shè)球O1的半徑為，由題得，所以棱柱的側(cè)棱為.由題得棱柱外接球的直徑為，所以外接球的半徑為，所以球的表面積為.故答案為：【答案點(diǎn)睛】本題主要考查幾何體的內(nèi)切球和外接球問(wèn)題，考查球的表面積的計(jì)算，意在考查學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的理解掌握水平，屬于中檔題.三、解答題：共70分。解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟。17、（1）見(jiàn)解析（2）【答案解析】（1）利用面面垂直的性質(zhì)定理證得平面，由此證得，根據(jù)圓的幾何性質(zhì)證得，由此證得平面.（2）判斷出三棱錐的體積最大時(shí)點(diǎn)的位置.

16、建立空間直角坐標(biāo)系，通過(guò)平面和平面的法向量，計(jì)算出二面角的余弦值.【題目詳解】（1）證明：因?yàn)槠矫嫫矫媸钦叫危云矫?因?yàn)槠矫?，所?因?yàn)辄c(diǎn)在以為直徑的半圓弧上，所以.又，所以平面.（2）解：顯然，當(dāng)點(diǎn)位于的中點(diǎn)時(shí)，的面積最大，三棱錐的體積也最大.不妨設(shè)，記中點(diǎn)為，以為原點(diǎn)，分別以的方向?yàn)檩S、軸、軸的正方向，建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，則，設(shè)平面的法向量為，則令，得.設(shè)平面的法向量為，則令，得，所以.由圖可知，二面角為銳角，故二面角的余弦值為.【答案點(diǎn)睛】本小題主要考查線面垂直的證明，考查二面角的求法，考查空間想象能力和邏輯推理能力，屬于中檔題.18、（1）；（2）（i）詳見(jiàn)解析；（ii

17、）會(huì)超過(guò)；詳見(jiàn)解析【答案解析】（1）利用組合進(jìn)行計(jì)算以及概率表示，可得結(jié)果.（2）（i）寫(xiě)出X所有可能取值，并計(jì)算相對(duì)應(yīng)的概率，列出表格可得結(jié)果.（ii）由（i）的條件結(jié)合7月與8月空氣質(zhì)量所對(duì)應(yīng)的概率，可得7月與8月經(jīng)濟(jì)損失的期望和，最后7月、8月、9月經(jīng)濟(jì)損失總額的數(shù)學(xué)期望與2.88萬(wàn)元比較，可得結(jié)果.【題目詳解】（1）設(shè)為選取的3天中空氣質(zhì)量為優(yōu)的天數(shù)，則P（2），P（3），則這3天中空氣質(zhì)量至少有2天為優(yōu)的概率為；（2）（i），X的分布列如下：X02201480P（ii）由（i）可得：E（X）02201480302（元），故該企業(yè)9月的經(jīng)濟(jì)損失的數(shù)學(xué)期望為30E（X），即30E（X）9

18、060元，設(shè)7月、8月每天因空氣質(zhì)量造成的經(jīng)濟(jì)損失為Y元，可得：，E（Y）02201480320（元），所以該企業(yè)7月、8月這兩個(gè)月因空氣質(zhì)量造成經(jīng)濟(jì)損失總額的數(shù)學(xué)期望為320（31+31）19840（元），由19840+90602890028800，即7月、8月、9月這三個(gè)月因空氣質(zhì)量造成經(jīng)濟(jì)損失總額的數(shù)學(xué)期望會(huì)超過(guò)2.88萬(wàn)元.【答案點(diǎn)睛】本題考查概率中的分布列以及數(shù)學(xué)期望，屬基礎(chǔ)題。19、（1）（2）【答案解析】（1）利用正弦定理和余弦定理化簡(jiǎn)，根據(jù)勾股定理逆定理求得.（2）設(shè)，由此求得的表達(dá)式，利用三角函數(shù)最值的求法，求得的最大值.【題目詳解】（1）設(shè)，由，根據(jù)正弦定理和余弦定理得.化簡(jiǎn)整理得.由勾股定理逆定理得.（2）設(shè)，由（1）的結(jié)論知.在中，由，所以.在中，由，所以.所以，由，所以當(dāng)，即時(shí)，取得最大值，且最大值為.【答案點(diǎn)睛】本小題考查正弦定理，余弦定理，勾股定理，解三角形，三角函數(shù)性質(zhì)及其三角恒等變換等基礎(chǔ)知識(shí)；考查運(yùn)算求解能力，推理論證能力，化歸與轉(zhuǎn)換思想，應(yīng)用意識(shí).20、（）；（）【答案解析】（）設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo),表達(dá)出直線的斜率之積,再根據(jù)三點(diǎn)均在橢圓上