2023年普通高等学校招生全国统一考试�新高考仿真模拟卷数学(四)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.已知复数1z =,则2z 在复平面内对应的点位于()A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限2.已知全集{62}U xx =-<<∣,集合{}2230A x x x =+-<∣,则U ðA=()A .()6,2-B .()3,2-C .()()6,31,2--⋃D .][()6,31,2--⋃3.陀螺是中国民间最早的娱乐工具之一,也称陀罗.图1是一种木陀螺,可近似地看作是一个圆锥和一个圆柱的组合体,其直观图如图2所示,其中,B C 分别是上、下底面圆的圆心,且36AC AB ==,底面圆的半径为2,则该陀螺的体积是()A .803πB .703p C .20πD .563π4.已知一组数据:123,,x x x 的平均数是4,方差是2,则由12331,31,31x x x ---和11这四个数据组成的新数据组的方差是()A .27B .272C .12D .115.若非零向量,a b 满足()22,2a b a b a ==-⊥ ,则向量a 与b 夹角的余弦值为()A .34B .12C .13D .146.已知圆221:(2)(3)4O x y -+-=,圆222:2270O x y x y +++-=,则同时与圆1O 和圆2O 相切的直线有()7.已知函数()()sin (0,0,0)f x A x A ωϕωϕπ=+>><<的部分图象如图所示,则函数()f x 在区间[]0,10π上的零点个数为()A .6B .5C .4D .38.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,F F ,点P 在椭圆C 上,若离心率12PF e PF =,则椭圆C 的离心率的取值范围为()A.()1-B.⎛ ⎝⎭C.2⎫⎪⎪⎣⎭D.)1,1-二、多选题9.若π1tan tan 231tan ααα-⎛⎫-= ⎪+⎝⎭,则α的值可能为()A .π36B .7π36C .19π36D .5π36-10.某校10月份举行校运动会,甲、乙、丙三位同学计划从长跑,跳绳,跳远中任选一项参加,每人选择各项目的概率均为13,且每人选择相互独立,则()A .三人都选择长跑的概率为127B .三人都不选择长跑的概率为23C .至少有两人选择跳绳的概率为427D .在至少有两人选择跳远的前提下,丙同学选择跳远的概率为5711.设函数()()()1ln 1(0)f x x x x =++>,若()()11f x k x >--恒成立,则满足条件的正整数k 可以是()A .1B .2C .3D .412.已知三棱锥-P ABC 中,PA ⊥平面2,4,,3ABC PA BAC AB AC M π∠====是边BC 上一动点,则()A .点C 到平面PAB 的距离为2B .直线AB 与PCC .若M 是BC 中点,则平面PAM ⊥平面PBCD .直线PM 与平面ABC三、填空题13.函数()()313xxk f x x k -=∈+⋅R 为奇函数,则实数k 的取值为__________.14.已知抛物线28y x =的焦点为F ,抛物线上一点P ,若5PF =,则POF ∆的面积为______________.15.由数字0,1,2,3,4,5,6,7组成没有重复数字的三位数,则能被5整除的三位数共有__________个.16.已知0a >,函数()22ag x x x+=+-在[)3,+∞上的最小值为2,则实数=a __________.四、解答题17.第24届冬奥会于2022年2月4日在北京市和张家口市联合举行,此项赛事大大激发了国人冰雪运动的热情.某滑雪场在冬奥会期间开业,下表统计了该滑雪场开业第x 天的滑雪人数y (单位:百人)的数据.天数代码x12345滑雪人数y (百人)911142620经过测算,若一天中滑雪人数超过3500人时,当天滑雪场可实现盈利,请建立y 关于x 的回归方程,并预测该滑雪场开业的第几天开始盈利.参考公式:线性回归方程ˆˆˆybx a =+的斜率和截距的最小二乘法估计分别为()()()121ˆˆ,niii ni i x x y y bay bx x x ==--==--∑∑ .18.如图,四边形ABCD 中,150,60,B D AB AD ABC ∠∠====的面积为(1)求AC ;(2)求ACD ∠.19.设数列{}n a 的前n 项和为()*,226n n n S S a n n =+-∈N .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列112n n n a a ++⎧⎫⎨⎩⎭的前m 项和127258m T =,求m 的值.20.如图,正方体1111ABCD A B C D -的棱长为4,点E 、P 分别是1DD 、11A C 的中点.(1)求证:BP ⊥平面11A EC ;(2)求直线1B C 与平面11A EC 所成角的正弦值.21.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的一条渐近线方程为20x y -=,一个焦点到该渐近线的距离为1.(1)求双曲线C 的方程;(2)若双曲线C 的右顶点为A ,直线:l y kx m =+与双曲线C 相交于,M N 两点(,M N 不是左右顶点),且0AM AN ⋅=.求证:直线l 过定点,并求出该定点的坐标.22.已知函数()()e 4ln 2xf x x x =++-.(1)求函数()f x 的图象在()()0,0f 处的切线方程;(2)判断函数()f x 的零点个数,并说明理由.参考答案:1.C【分析】根据复数代数形式的乘法运算化简复数2z ,再根据复数的几何意义判断即可.【详解】解:因为1z =-,所以())2221122z ==-+=--,所以2z 在复平面内对应的点的坐标为(2,--位于第三象限.故选:C 2.D【分析】计算出集合B ,由补集的定义即可得出答案.【详解】因为{}}{223031A xx x x x =+-<=-<<∣,U ðA=][()6,31,2--⋃.故选:D.3.D【分析】根据圆锥与圆柱的体积公式,可得答案.【详解】已知底面圆的半径2r =,由36AC AB ==,则2,4AB BC ==,故该陀螺的体积2215633V BC r AB r πππ=⋅+⋅⋅=.故选:D.4.B【分析】根据方差和平均数的计算及可求解.【详解】因为一组数据1x ,2x ,3x 的平均数是4,方差是2,所以22212312311()4,[(4)(4)(4)]233x x x x x x ++=-+-+-=,所以22212312312,(4)(4)(4)6x x x x x x ++=-+-+-=,所以12331,31,31x x x ---,11的平均数为12312311(31)(31)(31)][113()3]1144x x x x x x +-+-+-=+++-=,所以12331,31,31x x x ---,11的方差为2222123111)(312)(312)(312)]4x x x -+-+-+-22212311279[(4)(4)(4)]96424x x x =⨯-+-+-=⨯⨯=故选:B 5.D【分析】求出1,2a b ==,根据()2a b a -⊥ 可得()20a b a -⋅=,代入化简求解夹角余弦值即可.【详解】设a 与b的夹角为θ,因为()22,2a b a b a ==-⊥ ,所以1,2a b==,()2a b a ∴-⋅22cos 0a a b θ=-= .21cos 42a a b θ∴== .故选:D.6.B【分析】根据圆的方程,明确圆心与半径,进而确定两圆的位置关系,可得答案.【详解】由圆()()221:234O x y -+-=,则圆心()12,3O ,半径12r =;由圆222:2270O x y x y +++-=,整理可得()()22119x y +++=,则圆心()21,1O --,半径23r =;由12125O O r r ===+,则两圆外切,同时与两圆相切的直线有3条.故选:B.7.B【分析】求出周期,方法1:画图分析零点个数;方法2:求()0f x =的根解不等式即可.【详解】由题意知,37π2π(3π433T =--=,解得:4πT =,22Tπ=,方法1:∴作出函数图象如图所示,∴()f x 在区间[0,10π]上的零点个数为5.方法2:∴()0f x =,解得:2π2π,Z 3x k k =-+∈,∴2π02π10π3k ≤-+≤,Z k ∈,解得:11633k ≤≤,Z k ∈,∴1,2,3,4,5k =,∴()f x 在区间[0,10π]上的零点个数共有5个.故选:B.8.D【分析】由题意可知12PF e PF =,结合椭圆的定义解得221aPF e =+,再由2a c PF a c -≤≤+求解.【详解】因为12PF e PF =,所以12PF e PF =,由椭圆的定义得:122PF PF a +=,解得221aPF e =+,因为2a c PF a c -≤≤+,所以21aa c a c e -≤≤++,两边同除以a 得2111e e e -≤≤++,解得1e ≥,因为01e <<11e ≤<,所以该离心率e的取值范围是1,1)故选:D.9.BCD【分析】根据题意可得:π1tan πtan(2tan()31tan 4αααα--==-+,然后利用正切函数的性质即可求解.【详解】因为πtantan 1tan π4tan()π1tan 41tan tan 4ααααα--==-++⋅,则ππtan(2)tan()34αα-=-,所以ππ2π,34k k αα-=+-∈Z ,解得:π7π,336k k α=+∈Z ,当0k =时,7π36α=;当1k =时,19π36α=;当1k =-时,5π36α-=;故选:BCD .10.AD【分析】根据相互独立事件概率计算公式计算即可.【详解】由已知三人选择长跑的概率为111133327⨯⨯=,故A 正确.三人都不选择长跑的概率为222833327⨯⨯=,故B 错误.至少有两人选择跳绳的概率为231111127C 33333327⨯⨯+⨯⨯=,故C 错误.记至少有两人选择跳远为事件A ,所以()231111127C 33333327P A =⨯⨯+⨯⨯=.记丙同学选择跳远为事件B ,所以()12111215C 3333327P AB ⎛⎫=⨯+⨯⨯= ⎪⎝⎭.所以在至少有两人选择跳远的前提下,丙同学选择跳远的概率为()()()57P AB P B A P B ==,故D 正确.故选:AD 11.ABC【分析】根据题意可得()()()()1ln 1110g x x x k x =++--+>,利用导数结合分类讨论解决恒成立问题.【详解】若()()11f x k x >--恒成立,则()()()()()111ln 1110f x k x x x k x --+=++--+>恒成立,构建()()()()1ln 111g x x x k x =++--+,则()()ln 12g x x k '=++-,∵0x >,故()ln 10x +>,则有:当20k -≥,即2k ≤时,则()0g x '>当0x >时恒成立,故()g x 在()0,∞+上单调递增,则()()010g x g >=>,即2k ≤符合题意,故满足条件的正整数k 为1或2;当20k -<,即2k >时,令()0g x '>,则2e 1k x ->-,故()g x 在()20,e1k --上单调递减,在()2e 1,k --+∞上单调递增,则()()22e 1e 0k k g x g k --≥-=->,构建()2ek G k k -=-,则()21e0k G k --'=<当2k >时恒成立,故()G x 在()2,+∞上单调递减,则()()210G k G <=>,∵()()233e 0,44e 0G G =->=-<,故满足()()02G k k >>的整数3k =;综上所述:符合条件的整数k 为1或2或3,A 、B 、C 正确,D 错误.故选:ABC.12.BCD【分析】对于A ,利用线面垂直判定定理,明确点到平面的距离,利用三角形的性质,可得答案;对于B ,建立空间直角坐标系,求得直线的方向向量,利用向量夹角公式,可得答案;对于C ,利用等腰三角形的性质,结合面面垂直判定定理,可得答案;对于D ,利用线面垂直性质定理,结合直角三角形的性质以及锐角正切的定义,可得答案.【详解】对于A ,在平面ABC 内,过C 作CD AB ⊥,如下图所示:PA ⊥ 平面ABC ,且CD ⊂平面ABC ,PA CD ∴⊥,CD AB ⊥ ,PA AB A = ,,AB PA ⊂平面PAB ,CD \^平面PAB ,则C 到平面PAB 的距离为CD ,23BAC π∠= ,AB AC ==6ABC π∴∠=,在Rt BCD 中,sin sin 3CD CB CBA CBA =⋅∠=∠=,故A 错误;对于B ,在平面ABC 内,过A 作AE AB ⊥,且E BC ⊂,易知,,AB AE AP 两两垂直,如图建立空间直角坐标系:则()0,0,0A,()B,()C ,()0,0,4P ,得()AB =,()4PC =-,(6AB PC ⋅==-,AB =PC ==则cos ,14AB PC AB PC AB PC⋅==⋅ ,故B 正确;对于C,作图如下:在ABC 中,AB AC =,M 为BC 的中点,则AM BC ⊥,PA ⊥ 平面ABC ,BC ⊂平面ABC ,PA BC ∴⊥,AM PA A = ,,AM PA ⊂平面AMP ,BC ∴⊥平面AMP ,BC ⊂ 平面PBC ,∴平面PBC ⊥平面AMP ,故C 正确,对于D,作图如下:PA ⊥ 平面ABC ,AM ⊂平面ABC ,PA AM ∴⊥,则在Rt PAM 中,tan PAAMP AM∠=,当AM 取得最小值时,tan AMP ∠取得最大值,当M 为BC 的中点时,由C 可知,AM BC ⊥,AM 取得最小值为sin 6AB π⋅=则tan AMP ∠D 正确.故选:BCD.13.1【分析】由奇函数的定义求解即可.【详解】函数()()313xx k f x x k -=∈+⋅R 为奇函数,必有0k >,则()()3·31331331313x x x x x x x xk k k kf x f x k k k k -------===-=-=+⋅++⋅+⋅,于是得22223·31x x k k -=-恒成立,即21k =,解得:1k =.故答案为:1.14.【分析】先根据抛物线定义得P 点坐标,再根据三角形面积公式求解.【详解】因为5PF =,所以2253,24,||P P P P x x y y +=∴===因此POF ∆的面积为11||||=22P y OF ⨯【点睛】本题考查抛物线定义应用,考查基本分析转化与求解能力,属基础题.15.78【分析】能被5整除的三位数末位数字是5或0,分成末位数字是5和末位数字是0两种情况讨论.【详解】能被5整除的三位数说明末尾数字是5或0当末尾数字是5时,百位数字除了0有6种不同的选法,十位有6种不同的选法,根据分步乘法原理一共有6636⨯=种方法;当末尾数字是0时,百位数字有7种不同的选法,十位有6种不同的选法,根据分步乘法原理一共有7642⨯=种方法;则一共有364278+=种故答案为:7816.13≤3>讨论,得出()g x 在[)3,+∞上的最小值,由最小值为2求解a 的值即可得出答案.【详解】()22ag x x x+=+- ,()()(2222221x x x a a g x x x x-+-+=∴+'=-=,3≤时,即07a <≤时,则()0g x '>在()3,+∞上恒成立,则()g x 在[)3,+∞上单调递增,()g x ∴在[)3,+∞上的最小值为()5323ag +==,解得1a =,3>时,即7a >时,当x ∈⎡⎣时,()0g x '<,()g x 单调递减,当)x ∈+∞时,()0g x '>,()g x 单调递增,()g x ∴在[)3,+∞上的最小值为22,2ga ===,舍去,综上所述:1a =,故答案为:1.17.ˆ 3.7 4.9yx =+;9.【分析】根据表中数据及平均数公式求出ˆˆ,ab ,从而求出回归方程,然后再根据一天中滑雪人数超过3500人时,当天滑雪场可实现盈利即可求解.【详解】由题意可知,1234535x ++++==,911142620165y ++++==,所以()()()()()()()()5113916231116331416iii x x yy =--=-⨯-+-⨯-+-⨯-∑()()()()432616532016+-⨯-+-⨯-()()()()()27150211024=-⨯-+-⨯-+⨯-+⨯+⨯145010837=++++=()()()()()()5222222113233343534101410ii x x =-=-+-+-+-+-=++++=∑,所以()()()51521373.710iii ii x x y y bx x ==--===-∑∑ ,ˆˆ16 3.73 4.9ay bx =-=-⨯=,所以y 关于x 的回归方程为ˆ 3.7 4.9yx =+.因为天中滑雪人数超过3500人时,当天滑雪场可实现盈利,即3.7 4.935x +>,解得30.18.143.7x >≈,所以根据回归方程预测,该该滑雪场开业的第9天开始盈利.18.(1)(2)π4【分析】(1)在ABC 中,利用面积公式、余弦定理运算求解;(2)在ACD 中,利用正弦定理运算求解,注意大边对大角的运用.【详解】(1)在ABC 中,由ABC的面积111sin 222S AB BC B BC =⨯⨯∠=⨯⨯=可得4BC =,由余弦定理2222cos 121624522AC AB BC AB BC B ⎛⎫=+-⨯⨯∠=+-⨯⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭,即AC =(2)在ACD 中,由正弦定理sin sin AC ADD ACD=∠∠,可得sin sin AD D ACD AC ∠∠==∵AD AC <,则60ACD D ∠<∠=︒,故π4ACD ∠=.19.(1)2n n a =(2)7【分析】(1)当2n ≥时,构造11228n n S a n --=+-,与条件中的式子,两式相减,得122n n a a -=-,转化为构造等比数列求通项公式;(2)由(1)可知()()1111222222n n n n n n n b a a ++++==++,利用分组求和法求解.【详解】(1)因为226n n S a n =+-,所以当1n =时,1124S a =-,解得14a =.当2n ≥时,11228n n S a n --=+-,则11222n n n n S S a a ---=-+,整理得122n n a a -=-,即()1222n n a a --=-.所以数列{}2n a -是首项为2,公比为2的等比数列,所以12222n n n a --=⨯=.所以22n n a =+.(2)令()()111112211222222222n n n n n n n n n b a a +++++⎛⎫===- ⎪++++⎝⎭,数列{}n b 的前m 项和1111111112+4661010142222m m m T +⎛⎫=-+-+-+- ⎪++⎝⎭ ,111112=2422222m m ++⎛⎫-=- ++⎝⎭,则112127222258m +-=+,则12222258m +=+,则122567m m +=⇒=.m 的值为7.20.(1)证明见解析【分析】(1)建立空间直角坐标系,利用空间向量法证明10EC BP ⋅= ,10EA BP ⋅=,即可得证;(2)利用空间向量法计算可得.【详解】(1)证明:如图建立空间直角坐标系,则()0,0,2E ,()4,4,0B ,()14,4,4B ,()2,2,4P ,()10,4,4C ,()14,0,4A ,()0,4,0C ,所以()10,4,2EC = ,()14,0,2EA =,()2,2,4BP =-- ,所以10EC BP ⋅= ,10EA BP ⋅=,所以1EC BP ⊥,1EA BP ⊥,又11EC EA E = ,11,EC EA ⊂平面11A EC ,所以BP ⊥平面11A EC.(2)解:由(1)可知()2,2,4BP =-- 可以为平面11A EC 的法向量,又()14,0,4B C =--,设直线1B C 与平面11A EC 所成角为θ,则11sin 6B C BP B C BPθ⋅==⋅=,故直线1B C 与平面11A EC 21.(1)2214x y -=(2)证明过程见解析,定点坐标为10,03⎛⎫⎪⎝⎭【分析】(1)由渐近线方程求出12b a =,根据焦点到渐近线距离列出方程,求出c =,从而求出2,1a b ==,得到双曲线方程;(2):l y kx m =+与2214x y -=联立,求出两根之和,两根之积,由0AM AN ⋅= 列出方程,求出103m k =-或2m k =-,舍去不合要求的情况,求出直线过定点,定点坐标为10,03⎛⎫⎪⎝⎭.【详解】(1)因为渐近线方程为20x y -=,所以12b a =,焦点坐标(),0c 到渐近线20x y -=1=,解得:c ,因为2225a b c +==,解得:2,1a b ==,所以双曲线C 的方程为2214x y -=;(2)由题意得:()2,0A ,:l y kx m =+与2214x y -=联立得:()222148440k x kmx m ----=,设()()1122,,,M x y N x y ,则2121222844,1414km m x x x x k k --+==--,()()()2212121212y y kx m kx m k x x km x x m =++=+++,()()()11221212122,2,24AM AN x y x y x x x x y y ⋅=-⋅-=-+++()()()()()122222222124048142421441kx x km x km m k x mkm m k k++-++--++=+⋅+-⋅+-=-,化简得:22201630k km m ++=,解得:103m k =-或2m k =-,当103m k =-时,10:3l y k x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭恒过点10,03⎛⎫ ⎪⎝⎭,当2m k =-时,():2l y k x =-恒过点()2,0A ,此时,M N 中有一点与()2,0A 重合,不合题意,舍去,综上:直线l 过定点,定点为10,03⎛⎫⎪⎝⎭,【点睛】处理定点问题的思路:(1)确定题目中的核心变量(此处设为k ),(2)利用条件找到k 与过定点的曲线(),0F x y =的联系,得到有关k 与,x y 的等式,(3)所谓定点,是指存在一个特殊的点()00,x y ,使得无论k 的值如何变化,等式恒成立,此时要将关于k 与,x y 的等式进行变形,直至找到()00,x y ,①若等式的形式为整式,则考虑将含k 的式子归为一组,变形为“()k ⋅”的形式,让括号中式子等于0,求出定点;②若等式的形式是分式,一方面可考虑让分子等于0,一方面考虑分子和分母为倍数关系,可消去k 变为常数.22.(1)14ln 2=+y (2)有两个零点,理由见解析【分析】(1)根据导数的几何意义,结合导数的运算进行求解即可;(2)令()0f x =转化为()()2=e <xt x x 与()()()4ln 22=---<g x x x x 图象交点的个数,利用导数得到()g x 单调性,结合两个函数的图象判断可得答案.【详解】(1)()()4e 122xf x x x =+-<-',所以切线斜率为()00e 10204'=+-=-f ,()()00e 04ln 2014ln 2=++-=+f ,所以切点坐标为()0,14ln 2+,函数()f x 的图象在()()0,0f 处的切线方程为14ln 2=+y ;(2)有两个零点,理由如下,令()()e 4ln 20=++-=xf x x x ,可得()e 4ln 2=---x x x ,判断函数()f x 的零点个数即判断()()2=e <xt x x 与()()()4ln 22=---<g x x x x 图象交点的个数,因为()=e xt x 为单调递增函数,()0t x >,当x 无限接近于-∞时()t x 无限接近于0,且()22=e t ,由()421=022+'=-+=--x g x x x,得2x =-,当22x -<<时,()0g x '>,()g x 单调递增,当<2x -时,()0g x '<,()g x 单调递减,所以()224ln40-=-<g ,()3333e 2e 24lne e 100--=+-=->g ,()110g =-<,43314ln ln 0222⎛⎫=--= ⎪⎝⎭g ,且当x 无限接近于2时()g x 无限接近于+∞,所以()=e xt x 与()()4ln 2=---g x x x 的图象在0x <时有一个交点,在02x <<时有一个交点,综上函数()f x 有2个零点.【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解。