2023屆北京市豐臺(tái)區(qū)高三下學(xué)期第五次調(diào)研考試數(shù)學(xué)試題含解析

2023年高考數(shù)學(xué)模擬試卷注意事項(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．函數(shù)f(x)=lnA． B． C． D．2．函數(shù)在區(qū)間上的大致圖象如圖所示，則可能是（）A．B．C．D．3．已知非零向量滿(mǎn)足，若夾角的余弦值為，且，則實(shí)數(shù)的值為（）A． B． C．或 D．4．已知函數(shù)，若曲線(xiàn)上始終存在兩點(diǎn)，，使得，且的中點(diǎn)在軸上，則正實(shí)數(shù)的取值范圍為（）A． B． C． D．5．設(shè)集合，，則（）．A． B．C． D．6．若函數(shù)的定義域?yàn)镸＝{x|－2≤x≤2}，值域?yàn)镹＝{y|0≤y≤2},則函數(shù)的圖像可能是（）A． B． C． D．7．若不等式在區(qū)間內(nèi)的解集中有且僅有三個(gè)整數(shù)，則實(shí)數(shù)的取值范圍是()A． B．C． D．8．已知集合，則()A． B． C． D．9．已知等差數(shù)列的前項(xiàng)和為，若，，則數(shù)列的公差為（）A． B． C． D．10．已知雙曲線(xiàn)的一個(gè)焦點(diǎn)為，點(diǎn)是的一條漸近線(xiàn)上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn)，以為直徑的圓過(guò)且交的左支于兩點(diǎn)，若，的面積為8，則的漸近線(xiàn)方程為（）A． B．C． D．11．某學(xué)校調(diào)查了200名學(xué)生每周的自習(xí)時(shí)間（單位：小時(shí)），制成了如圖所示的頻率分布直方圖，其中自習(xí)時(shí)間的范圍是17.5，30]，樣本數(shù)據(jù)分組為17.5，20），20，22.5），22.5,25），25，27.5），27.5，30）.根據(jù)直方圖，這200名學(xué)生中每周的自習(xí)時(shí)間不少于22.5小時(shí)的人數(shù)是（）A．56 B．60 C．140 D．12012．設(shè)，是非零向量，若對(duì)于任意的，都有成立，則A． B． C． D．二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．已知雙曲線(xiàn)-=1(a>0，b>0)與拋物線(xiàn)y2=8x有一個(gè)共同的焦點(diǎn)F，兩曲線(xiàn)的一個(gè)交點(diǎn)為P，若|FP|=5，則點(diǎn)F到雙曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)的距離為_(kāi)____.14．已知函數(shù)，若恒成立，則的取值范圍是___________.15．雙曲線(xiàn)的離心率為_(kāi)________．16．某部門(mén)全部員工參加一項(xiàng)社會(huì)公益活動(dòng)，按年齡分為三組，其人數(shù)之比為，現(xiàn)用分層抽樣的方法從總體中抽取一個(gè)容量為20的樣本，若組中甲、乙二人均被抽到的概率是，則該部門(mén)員工總?cè)藬?shù)為_(kāi)_________.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．（12分）已知數(shù)列，其前項(xiàng)和為，若對(duì)于任意，，且，都有.（1）求證：數(shù)列是等差數(shù)列（2）若數(shù)列滿(mǎn)足，且等差數(shù)列的公差為，存在正整數(shù)，使得，求的最小值.18．（12分）已知正實(shí)數(shù)滿(mǎn)足.（1）求的最小值.（2）證明：19．（12分）從拋物線(xiàn)C：（）外一點(diǎn)作該拋物線(xiàn)的兩條切線(xiàn)PA、PB（切點(diǎn)分別為A、B），分別與x軸相交于C、D，若AB與y軸相交于點(diǎn)Q，點(diǎn)在拋物線(xiàn)C上，且（F為拋物線(xiàn)的焦點(diǎn)）.（1）求拋物線(xiàn)C的方程；（2）①求證：四邊形是平行四邊形.②四邊形能否為矩形？若能，求出點(diǎn)Q的坐標(biāo)；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由.20．（12分）在直角坐標(biāo)系中，曲線(xiàn)的參數(shù)方程為（為參數(shù)），以坐標(biāo)原點(diǎn)為極點(diǎn)，以軸正半軸為極軸，建立極坐標(biāo)系，曲線(xiàn)的極坐標(biāo)方程為.（1）寫(xiě)出的普通方程和的直角坐標(biāo)方程；（2）設(shè)點(diǎn)在上，點(diǎn)在上，求的最小值以及此時(shí)的直角坐標(biāo).21．（12分）在三棱錐S-ABC中，∠BAC=∠SBA=∠SCA=90°,∠SAB=45°,∠SAC=60°,D為棱AB的中點(diǎn)，SA=2(I)證明：SD⊥BC；(II)求直線(xiàn)SD與平面SBC所成角的正弦值.22．（10分）已知函數(shù)，.（1）求證：在區(qū)間上有且僅有一個(gè)零點(diǎn)，且；（2）若當(dāng)時(shí)，不等式恒成立，求證：.

參考答案一、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、C【解析】因?yàn)閒x=lnx2-4x+4x-23=2、B【解析】

根據(jù)特殊值及函數(shù)的單調(diào)性判斷即可；【詳解】解：當(dāng)時(shí)，，無(wú)意義，故排除A；又，則，故排除D；對(duì)于C，當(dāng)時(shí)，，所以不單調(diào)，故排除C；故選：B【點(diǎn)睛】本題考查根據(jù)函數(shù)圖象選擇函數(shù)解析式，這類(lèi)問(wèn)題利用特殊值與排除法是最佳選擇，屬于基礎(chǔ)題.3、D【解析】

根據(jù)向量垂直則數(shù)量積為零，結(jié)合以及夾角的余弦值，即可求得參數(shù)值.【詳解】依題意，得，即.將代入可得，，解得（舍去）.故選：D.【點(diǎn)睛】本題考查向量數(shù)量積的應(yīng)用，涉及由向量垂直求參數(shù)值，屬基礎(chǔ)題.4、D【解析】

根據(jù)中點(diǎn)在軸上，設(shè)出兩點(diǎn)的坐標(biāo)，，（）.對(duì)分成三類(lèi)，利用則，列方程，化簡(jiǎn)后求得，利用導(dǎo)數(shù)求得的值域，由此求得的取值范圍.【詳解】根據(jù)條件可知，兩點(diǎn)的橫坐標(biāo)互為相反數(shù)，不妨設(shè)，，（），若，則，由，所以，即，方程無(wú)解；若，顯然不滿(mǎn)足；若，則，由，即，即，因?yàn)?，所以函?shù)在上遞減，在上遞增，故在處取得極小值也即是最小值，所以函數(shù)在上的值域?yàn)?，?故選D.【點(diǎn)睛】本小題主要考查平面平面向量數(shù)量積為零的坐標(biāo)表示，考查化歸與轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想方法，考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最小值，考查分析與運(yùn)算能力，屬于較難的題目.5、D【解析】

根據(jù)題意，求出集合A，進(jìn)而求出集合和，分析選項(xiàng)即可得到答案.【詳解】根據(jù)題意，則故選：D【點(diǎn)睛】此題考查集合的交并集運(yùn)算，屬于簡(jiǎn)單題目,6、B【解析】因?yàn)閷?duì)A不符合定義域當(dāng)中的每一個(gè)元素都有象，即可排除；對(duì)B滿(mǎn)足函數(shù)定義，故符合；對(duì)C出現(xiàn)了定義域當(dāng)中的一個(gè)元素對(duì)應(yīng)值域當(dāng)中的兩個(gè)元素的情況，不符合函數(shù)的定義，從而可以否定；對(duì)D因?yàn)橹涤虍?dāng)中有的元素沒(méi)有原象，故可否定．故選B．7、C【解析】

由題可知，設(shè)函數(shù)，，根據(jù)導(dǎo)數(shù)求出的極值點(diǎn)，得出單調(diào)性，根據(jù)在區(qū)間內(nèi)的解集中有且僅有三個(gè)整數(shù)，轉(zhuǎn)化為在區(qū)間內(nèi)的解集中有且僅有三個(gè)整數(shù)，結(jié)合圖象，可求出實(shí)數(shù)的取值范圍.【詳解】設(shè)函數(shù)，，因?yàn)?，所以，或，因?yàn)闀r(shí)，，或時(shí)，，，其圖象如下：當(dāng)時(shí)，至多一個(gè)整數(shù)根；當(dāng)時(shí)，在內(nèi)的解集中僅有三個(gè)整數(shù)，只需，，所以.故選：C.【點(diǎn)睛】本題考查不等式的解法和應(yīng)用問(wèn)題，還涉及利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)單調(diào)性和函數(shù)圖象，同時(shí)考查數(shù)形結(jié)合思想和解題能力.8、C【解析】

解不等式得出集合A，根據(jù)交集的定義寫(xiě)出A∩B．【詳解】集合A＝{x|x2﹣2x﹣30}＝{x|﹣1x3}，，故選C．【點(diǎn)睛】本題考查了解不等式與交集的運(yùn)算問(wèn)題，是基礎(chǔ)題．9、D【解析】

根據(jù)等差數(shù)列公式直接計(jì)算得到答案.【詳解】依題意，，故，故，故，故選：D．【點(diǎn)睛】本題考查了等差數(shù)列的計(jì)算，意在考查學(xué)生的計(jì)算能力.10、B【解析】

由雙曲線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性可得即，又，從而可得的漸近線(xiàn)方程.【詳解】設(shè)雙曲線(xiàn)的另一個(gè)焦點(diǎn)為，由雙曲線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)性，四邊形是矩形，所以，即，由，得：，所以，所以，所以，，所以，的漸近線(xiàn)方程為.故選B【點(diǎn)睛】本題考查雙曲線(xiàn)的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì)，考查直線(xiàn)與圓的位置關(guān)系，考查數(shù)形結(jié)合思想與計(jì)算能力，屬于中檔題.11、C【解析】

試題分析：由題意得，自習(xí)時(shí)間不少于小時(shí)的頻率為，故自習(xí)時(shí)間不少于小時(shí)的頻率為，故選C.考點(diǎn)：頻率分布直方圖及其應(yīng)用．12、D【解析】

畫(huà)出，，根據(jù)向量的加減法，分別畫(huà)出的幾種情況，由數(shù)形結(jié)合可得結(jié)果.【詳解】由題意，得向量是所有向量中模長(zhǎng)最小的向量，如圖，當(dāng)，即時(shí)，最小，滿(mǎn)足，對(duì)于任意的，所以本題答案為D.【點(diǎn)睛】本題主要考查了空間向量的加減法，以及點(diǎn)到直線(xiàn)的距離最短問(wèn)題，解題的關(guān)鍵在于用有向線(xiàn)段正確表示向量，屬于基礎(chǔ)題.二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、【解析】

設(shè)點(diǎn)為，由拋物線(xiàn)定義知，，求出點(diǎn)P坐標(biāo)代入雙曲線(xiàn)方程得到的關(guān)系式，求出雙曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)方程，利用點(diǎn)到直線(xiàn)的距離公式求解即可.【詳解】由題意得F(2，0)，因?yàn)辄c(diǎn)P在拋物線(xiàn)y2=8x上，|FP|=5，設(shè)點(diǎn)為，由拋物線(xiàn)定義知，，解得，不妨取P(3，2)，代入雙曲線(xiàn)-=1，得-=1，又因?yàn)閍2+b2=4，解得a=1，b=，因?yàn)殡p曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)方程為，所以雙曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)為y=±x，由點(diǎn)到直線(xiàn)的距離公式可得，點(diǎn)F到雙曲線(xiàn)的漸近線(xiàn)的距離.故答案為：【點(diǎn)睛】本題考查雙曲線(xiàn)和拋物線(xiàn)方程及其幾何性質(zhì)；考查運(yùn)算求解能力和知識(shí)遷移能力；靈活運(yùn)用雙曲線(xiàn)和拋物線(xiàn)的性質(zhì)是求解本題的關(guān)鍵；屬于中檔題、?？碱}型.14、【解析】

求導(dǎo)得到，討論和兩種情況，計(jì)算時(shí)，函數(shù)在上單調(diào)遞減，故，不符合，排除，得到答案?！驹斀狻恳?yàn)?，所以，因?yàn)?，所?當(dāng)，即時(shí)，，則在上單調(diào)遞增，從而，故符合題意；當(dāng)，即時(shí)，因?yàn)樵谏蠁握{(diào)遞增，且，所以存在唯一的，使得.令，得，則在上單調(diào)遞減，從而，故不符合題意.綜上，的取值范圍是.故答案為：.【點(diǎn)睛】本題考查了不等式恒成立問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問(wèn)題是解題的關(guān)鍵.15、2【解析】16、60【解析】

根據(jù)樣本容量及各組人數(shù)比，可求得C組中的人數(shù)；由組中甲、乙二人均被抽到的概率是可求得C組的總?cè)藬?shù)，即可由各組人數(shù)比求得總?cè)藬?shù).【詳解】三組人數(shù)之比為，現(xiàn)用分層抽樣的方法從總體中抽取一個(gè)容量為20的樣本，則三組抽取人數(shù)分別.設(shè)組有人，則組中甲、乙二人均被抽到的概率，∴解得.∴該部門(mén)員工總共有人.故答案為：60.【點(diǎn)睛】本題考查了分層抽樣的定義與簡(jiǎn)單應(yīng)用，古典概型概率的簡(jiǎn)單應(yīng)用，由各層人數(shù)求總?cè)藬?shù)的應(yīng)用，屬于基礎(chǔ)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）證明見(jiàn)解析；（2）.【解析】

（1）用數(shù)學(xué)歸納法證明即可；（2）根據(jù)條件可得，然后將用，，表示出來(lái)，根據(jù)是一個(gè)整數(shù)，可得結(jié)果．【詳解】解：（1）令，，則即∴，∴成等差數(shù)列，下面用數(shù)學(xué)歸納法證明數(shù)列是等差數(shù)列，假設(shè)成等差數(shù)列，其中，公差為，令，，∴，∴，即，∴成等差數(shù)列，∴數(shù)列是等差數(shù)列；（2），，若存在正整數(shù)，使得是整數(shù)，則，設(shè)，，∴是一個(gè)整數(shù)，∴，從而又當(dāng)時(shí)，有，綜上，的最小值為．【點(diǎn)睛】本題主要考查由遞推關(guān)系得通項(xiàng)公式和等差數(shù)列的性質(zhì)，關(guān)鍵是利用數(shù)學(xué)歸納法證明數(shù)列是等差數(shù)列，屬于難題．18、（1）；（2）見(jiàn)解析【解析】

（1）利用乘“1”法，結(jié)合基本不等式求得結(jié)果.（2）直接利用基本不等式及乘“1”法，證明即可.【詳解】（1）因?yàn)?，所以因?yàn)椋裕ó?dāng)且僅當(dāng)，即時(shí)等號(hào)成立），所以（2）證明：因?yàn)?，所以故（?dāng)且僅當(dāng)時(shí)，等號(hào)成立）【點(diǎn)睛】本題考查了基本不等式的應(yīng)用，考查了乘“1”法的技巧，考查了推理論證能力，屬于中檔題.19、（1）；（2）①證明見(jiàn)解析；②能，.【解析】

（1）根據(jù)拋物線(xiàn)的定義，求出，即可求拋物線(xiàn)C的方程；（2）①設(shè)，，寫(xiě)出切線(xiàn)的方程，解方程組求出點(diǎn)的坐標(biāo).設(shè)點(diǎn)，直線(xiàn)AB的方程，代入拋物線(xiàn)方程，利用韋達(dá)定理得到點(diǎn)的坐標(biāo)，寫(xiě)出點(diǎn)的坐標(biāo)，，可得線(xiàn)段相互平分，即證四邊形是平行四邊形；②若四邊形為矩形，則，求出，即得點(diǎn)Q的坐標(biāo).【詳解】（1）因?yàn)?，所以，即拋物線(xiàn)C的方程是.（2）①證明：由得，.設(shè)，，則直線(xiàn)PA的方程為（?。?，則直線(xiàn)PB的方程為（ⅱ），由（?。┖停áⅲ┙獾茫?，，所以.設(shè)點(diǎn)，則直線(xiàn)AB的方程為.由得，則，，所以，所以線(xiàn)段PQ被x軸平分，即被線(xiàn)段CD平分.在①中，令解得，所以，同理得，所以線(xiàn)段CD的中點(diǎn)坐標(biāo)為，即，又因?yàn)橹本€(xiàn)PQ的方程為，所以線(xiàn)段CD的中點(diǎn)在直線(xiàn)PQ上，即線(xiàn)段CD被線(xiàn)段PQ平分.因此，四邊形是平行四邊形.②由①知，四邊形是平行四邊形.若四邊形是矩形，則，即，解得，故當(dāng)點(diǎn)Q為，即為拋物線(xiàn)的焦點(diǎn)時(shí)，四邊形是矩形.【點(diǎn)睛】本題考查拋物線(xiàn)的方程，考查直線(xiàn)和拋物線(xiàn)的位置關(guān)系，屬于難題.20、（1）：，：；（2），此時(shí).【解析】試題分析：（1）的普通方程為，的直角坐標(biāo)方程為；（2）由題意，可設(shè)點(diǎn)的直角坐標(biāo)為到的距離當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)，取得最小值，最小值為，此時(shí)的直角坐標(biāo)為.試題解析：（1）的普通方程為，的直角坐標(biāo)方程為.（2）由題意，可設(shè)點(diǎn)的直角坐標(biāo)為，因?yàn)槭侵本€(xiàn)，所以的最小值即為到的距離的最小值，.當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)，取得最小值，最小值為，此時(shí)的直角坐標(biāo)為.考點(diǎn)：坐標(biāo)系與參數(shù)方程.【方法點(diǎn)睛】參數(shù)方程與普通方程的互化：把參數(shù)方程化為普通方程，需要根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征，選取適當(dāng)?shù)南麉⒎椒ǎＲ?jiàn)的消參方法有：代入消參法；加減消參法；平方和（差）消參法；乘法消參法；混合消參法等．把曲線(xiàn)的普通方程化為參數(shù)方程的關(guān)鍵：一是適當(dāng)選取參數(shù)；二是確?；セ昂蠓匠痰牡葍r(jià)性．注意方程中的參數(shù)的變化范圍．21、(I)證明見(jiàn)解析；(II)1【解析】

(I)過(guò)D作DE⊥BC于E，連接SE，根據(jù)勾股定理得到SE⊥BC，DE⊥BC得到BC⊥平面SED，得到證明.(II)過(guò)點(diǎn)D作DF⊥SE于F，證明DF⊥平面SBC，故∠ESD為直線(xiàn)SD與平面SBC所成角，計(jì)算夾角得到答案.【詳解】(I)過(guò)D作DE⊥BC于E，連接SE，根據(jù)角度的垂直關(guān)系易知：AC=1，AB=SB=2，CS=CB=3，故DE=BDsin∠CBD=6根據(jù)余弦定理：13+SE2-2故SE⊥BC，DE⊥BC，SE∩DE=E，故BC⊥平面SED，SD?平面SED，故SD⊥BC.(II)過(guò)點(diǎn)D作DF⊥SE于F，BC⊥平面SED，DF?平面SED，故DF⊥BC，DF⊥SE，BC∩SE=E，故DF⊥平面SBC，故∠ESD為直線(xiàn)SD與平面SBC所成角，SD2=S故sin∠ESD=【點(diǎn)睛】本題考查了線(xiàn)線(xiàn)垂直，線(xiàn)面夾角，意在考查學(xué)生的計(jì)算能力和空間想象能力.22、（1）詳見(jiàn)解析；（2）詳見(jiàn)解析.【解析】

（1）利用求導(dǎo)數(shù)，判斷在區(qū)間上的單調(diào)性，然后再證異號(hào)，即可證明結(jié)論；（2）當(dāng)時(shí)，不等式恒成立，分離參數(shù)只