2023届高三冲刺卷(一)全国卷-理科数学试题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.已知集合{}110,1,2,3,4,1,93xA B x x ⎧⎫⎪⎪⎛⎫==∈⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭Z ∣ ,则A B = ()A .{}0,2B .{}1,2C .{}0,1,2D .{}1,2,42.已知复数z 满足2i 1iz -=-+,则z 在复平面内所对应的点位于()A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限3.已知1cos 23x =-,则22ππcos cos 66x x ⎛⎫⎛⎫-++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的值为()A .916B .56C .1320D .17244.已知变量x ,y 满足2022000x y x y x y --≤⎧⎪-+≥⎪⎨≥⎪⎪≥⎩,则28z x y =-的最大值是()A .4B .6C .8D .125.一个集合中含有4个元素,从该集合的子集中任取一个,则所取子集中含有3个元素的概率为()A .47B .35C .16D .146.某汽车生产厂家研发了一种电动汽车,为了了解该型电动汽车的月平均用电量(单位:度)情况,抽取了150名户主手中的该型电动汽车进行调研,绘制了如图所示的频率分布直方图,其中,第5组小长方形最高点的纵坐标为x ,则该型电动汽车月平均用电量在[)200,280的户主人数为()7.某班学生的一次的数学考试成绩ξ(满分:100分)服从正态分布:()2~85,N ξσ,且()83870.3P ξ<<=,()78830.12P ξ<<=,()78P ξ<=()A .0.14B .0.18C .0.23D .0.268.已知函数()()31bx f x a x x =-++的图象过点()0,1与93,4⎛⎫⎪⎝⎭,则函数()f x 在区间[]1,4上的最大值为()A .32B .73C .54D .859.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的左右焦点分别为12,,F F P 为C 右半支上一点,且212121cos ,24F PF PF PF a ∠=⋅=,则双曲线C 的离心率为()A .2B .4C .6D .910.在等比数列{}n a 中,公比2q =,且291011121011116a a a a a +++=,则9101112a a a a +++=()A .3B .12C .18D .2411.定义在R 上的函数()f x 满足,①对于互不相等的任意1x ,(]20,2x ∈都有()()1122x f f x f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,且当1x >时,()0f x >,②()()2f x f x +=-对任意x ∈R 恒成立,③()2y f x =+的图象关于直线2x =-对称,则()10f -、92f ⎛⎫- ⎪⎝⎭、()3f 的大小关系为()A .()()91032f f f ⎛⎫-<-< ⎪⎝⎭B .()()93102f f f ⎛⎫-<<- ⎪⎝⎭C .()()9.1032f f f ⎛⎫-<<- ⎪⎝⎭D .()()93102f f f ⎛⎫<-<- ⎪⎝⎭12.已知函数()f x 与()g x 定义域都为R ,满足()()()1e xx g x f x +=,且有()()()0g x xg x xg x ''+-<,()12e g =,则不等式()4f x <的解集为()A .()1,4B .()0,2C .(),2-∞D .()1,+∞二、填空题13.若“2,630x x ax a ∃∈-+<R ”为假命题,则实数a 的取值范围为___________.14.43(2)(1)x x +-的展开式中2x 的系数为______________.15.如图所示,△ABC 是边长为8的等边三角形,点P 为AC 边上的一个动点,长度为6的线段EF 的中点为点B ,则PE PF ⋅的取值范围是___________.16.直线:10l x y +-=与椭圆22:142x yC +=交于,A B 两点,长轴的右顶点为点P ,则ABP 的面积为___________.三、解答题17.已知ABC 的角,,A B C 对边分别为,,a b c1cos sin ,3C a C bc +==,0b c +=.(1)求A ;(2)求ABC 外接圆的半径R .18.某农科所统计了单位面积某种化肥实施量x (kg )和玉米相应产量Y (kg )的相关数据,制作了数据对照表:x (kg )1620242936Y (kg )340350362404454若在合理施肥范围内x 与Y 具有线性相关关系,(1)求Y 关于x 的线性回归方程 ˆˆy bxa =+;(2)请利用线性回归方程预测40kg x =时的玉米产量.附:回归直线的斜率和截距的最小二乘法估计公式分别为:()()()121nii i nii xx y ybxx==--=-∑∑,ˆay bx =-.19.已知正三棱柱111ABC A B C -,底面边长为2,D 为AB 的中点.(1)证明:1CD A D ⊥;(2)求二面角1D A C A --的大小;(3)求直线CA 与平面1ACD 所成角的正弦值.20.已知斜率存在的直线l 过点()1,0P 且与抛物线()2:20C y px p =>交于,A B 两点.(1)若直线l 的斜率为1,M 为线段AB 的中点,M 的纵坐标为2,求抛物线C 的方程;(2)若点Q 也在x 轴上,且不同于点P ,直线,AQ BQ 的斜率满足0AQ BQ k k +=,求点Q 的坐标.21.已知函数()21ln (0)2f x x x x a a=-+>.(1)若1a =,求函数()f x 在点()()1,1f 处的切线方程;(2)若函数()21ln (0)2f x x x x a a=-+>在其定义域上有唯一零点,求实数a 的值.22.以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为4cos ρθ=,直线l 的参数方程为1cos ,1sin .x t y t ϕϕ=-+⎧⎨=+⎩(t 为参数).(1)若π4ϕ=,求直线l 的普通方程和曲线C 的直角坐标方程;(2)过点()0,3P -向直线l 作垂线,垂足为Q ,说明点Q 的轨迹为何种曲线.23.已知函数()3f x x =+.(1)解不等式()38f x x +->;(2)若()()39f x m x x ≤-++在(),-∞+∞上恒成立,求实数m 的最小值.参考答案:1.C【分析】由指数函数的性质求解集合B ,结合交集的概念运算可得出结果.【详解】{}{}{}111,02,0,1,2,0,1,293xB x x x x x A B ⎧⎫⎪⎪⎛⎫=≤≤∈=≤≤∈=∴⋂=⎨⎬ ⎪⎝⎭⎪⎪⎩⎭Z Z ∣∣.故选:C 2.B【分析】化简复数z ,结合复数的坐标表示,即可求解.【详解】由题意,复数z 满足2i 1iz -=-+,可得()()()()21i 1i 1i 12i i i=1+2i 1i i z -==-=----++++-+,所以复数z 在复平面内对应的点(1,2)-位于第二象限.故选:B.3.B【分析】利用降幂公式及两角和差的余弦公式化简即可得解.【详解】22ππ1cos 21cos 2ππ33cos cos 6622x x x x ⎛⎫⎛⎫+-++ ⎪ ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭⎝⎭-++=+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭111cos 221cos 22222222x x x x +++-=+11151cos 212236x ⎛⎫=+=+⨯-= ⎪⎝⎭.故选:B.4.A【分析】作出不等式组表示的平面区域,再利用目标函数的几何意义求出最大值作答.【详解】作出不等式组2022000x y x y x y --≤⎧⎪-+≥⎪⎨≥⎪⎪≥⎩表示的平面区域,如图中阴影四边形OABC (含边界),(2,0),(6,4),(0,1)A B C ,目标函数28z x y =-,即148zy x =-表示斜率为14,纵截距为8z -的平行直线系,画直线01:4l y x =,平移直线0l 到直线1l ,当直线1l 过点()2,0A 时,直线1l 的纵截距最小,z 最大,即max 224z =⨯=,所以28z x y =-的最大值为4.故选:A 5.D【分析】结合子集的概念与性质及古典概型的概率公式求解即可.【详解】4个元素的集合所有子集共4216=个,设此集合为{},,,a b c d ,事件A :“所取子集中含有3个元素”,则事件A 的基本事件个数为4个,即{},,a b c ,{},,a b d ,{},,a c d ,{},,b c d ,所以()41164P A ==.故选:D .6.C【分析】由频率和为1列方程求x ,再根据直方图中[)200,280区间频率求样本中对应的户主人数.【详解】由()0.0020.00950.0110.01250.0050.0025201x ++++++⨯=,得0.0075x =.月平均用电量在[)200,280的用户()200.0110.01250.00750.005150108⨯+++⨯=户.故选:C 7.C【分析】根据正态分布的对称性计算即可.【详解】因为()2~85,N ξσ,()83870.3P ξ<<=,所以()()81830.358372P P ξξ<-<=<,又()78830.12P ξ<<=,所以()()()7878830.2833P P P ξξξ-<=<<<=.故选:C.8.B【分析】由条件列方程求,a b ,由此可得函数()f x 的解析式,再由基本不等式求其最大值.【详解】因为函数()()31bx f x a x x =-++的图象过点()0,1与93,4⎛⎫⎪⎝⎭,所以()01f =,()934f =,则394431b a ⎧=⎪⎨⎪=⎩,解得13a =,3b =,故函数()f x 的解析式为:()3113x xf x x =-++.而()()313313311371113133133x x x x x f x x x x +-+⎡⎤=-+=-+=-+≤-=⎢⎥+++⎣⎦,当且仅当2x =时取等号,函数()f x 在区间[]1,4上的最大值为73.故选:B.9.A【分析】根据数量积的定义可得2128PF PF a ⋅= ,结合双曲线的定义可得122PF PF a -= ,进而求解124,2PF a PF a ==,由余弦定理即可求解.【详解】221212122,cos 2PF PF a PF PF F PF a ∠⋅=∴⋅= 可得2128PF PF a ⋅= .又122PF PF a -= ,两式联立可得124,2PF a PF a ==,22222212121221216441cos 2164PF PF F F a a c F PF PF PF a ∠+-+-∴===⋅,整理可得224c a =,2,2c a e ∴==.故选:A .10.B【分析】根据等比数列的性质即可求解.【详解】9121011910111291011122910111291210119121011101110111111112a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a ⎛⎫⎛⎫+++++++++++=+++=+== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,910111291011122229101112101010111166,,122a a a aa a a a a a a a a a a ++++++=∴=∴+++=.故选:B.11.B【分析】根据函数的三个条件得到函数()f x 为R 上的偶函数,周期为4,且函数()f x 在(0,2]上单调递增,然后将利用周期、奇偶性和单调性即可比较大小.【详解】因为()2y f x =+的图象关于直线2x =-对称,则函数()f x 关于y 轴对称,所以函数()f x 为R 上的偶函数,又因为()()2f x f x +=-对任意x ∈R 恒成立,则函数()f x 的周期为4,又因为对于互不相等的任意1x ,(]20,2x ∈都有()()1122x f f x f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,且当1x >时,()0f x >,所以对任意1220x x ≥>>,则121x x >,故有1122()()()0xf x f x f x -=>,所以函数()f x 在(0,2]上单调递增,则有(3)(34)(1)(1)f f f f =-=-=,(10)(1034)(2)f f f -=-+⨯=,9911((4)()(2222f f f f -=-+=-=,因为函数()f x 在(0,2]上单调递增,则1()(1)(2)2f f f <<,即()()93102f f f ⎛⎫-<<- ⎪⎝⎭,故选:B.12.D【分析】利用导数结合题意可知()0f x '<,()f x 在(),-∞+∞上单调递减,又()()41f x f <=,结合单调性定义可得不等式的解集.【详解】由()()()1e xx g x f x +=可得()()()()()()()()()()2e 1e 1e e e x x xxxg x x g x x g x xg x g x xg x f x ++-++'-''=='.而()()()0g x xg x xg x ''+-<,∴()0f x '<,∴()f x 在(),-∞+∞上单调递减,又()12e g =,则()()1214e14e eg f ⨯===,所以()()41f x f <=,则1x >,故不等式()4f x <的解集为()1,+∞.故选:D .13.10,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦【分析】由“2,630x x ax a ∀∈-+≥R ”为真命题,利用判别式法求解.【详解】解:由条件可知“2,630x x ax a ∀∈-+≥R ”为真命题,则2Δ36120a a =-≤,即103a ≤≤.故答案为:10,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦14.24【分析】43(2)(1)x x +-的展开式中2x 来自于三类:①4(2)+x 中的二次项与3(1)x -的常数项的乘积;②4(2)+x 中的常数项与3(1)x -的二次项的乘积;③4(2)+x 中的一次项与3(1)x -的一次项的乘积.【详解】展开式中2x 项为32224123322224343(1)C 22C (1)C 2C (1)24x x x x -⋅+⋅⋅-+⋅⋅-=,∴2x 的系数为24.故答案为:2415.[]39,55【分析】由向量的数量积公式得出29PE PF PB ⋅=- ,求出PB 的最大值和最小值即可得出结果.【详解】由线段EF 的中点为点B ,得出BF BE =-.()()()()22PE PF PB BE PB BF PB BE PB BE PB BE ⋅=+⋅+=+⋅-=- 29PB =-.当点P 位于点A 或点C 时,PB 取最大值8.当点P 位于AC 的中点时,PB 取最小值,即minπ8sin3PB==∴PB的取值范围为⎡⎤⎣⎦,∴PE PF ⋅的取值范围为[]39,55.故答案为:[]39,55.16【分析】根据弦长公式以及点到直线的距离即可结合三角形面积公式进行求解.【详解】直线l 与椭圆C 联立221,4210,x y x y ⎧+=⎪⎨⎪+-=⎩得23420x x --=.设点()()1122,,,A x y B x y ,则121242,33x x x x +==-.所以AB ===由椭圆C 知点()2,0P ,故点P 到直线:10l x y +-=的距离:d ==所以ABP的面积为11222S AB d =⋅=故答案为3.17.(1)π3【分析】(1)根据正弦定理边角互化以及和差角公式化简可得sin A A =,结合三角函数同角关系即可求解,(2)由余弦定理代入已知关系即可得1a =,由正弦定理即可求解.【详解】(1)cos sin C a C+=cos sin sin A C A C B +=,πA B C++=,())cos sin sin sin cos cos sin A C A C A C A C A C +++,sin sin sin A C AC ∴,sin 0,tan C A ≠∴= ()π0,π,3A A ∈∴=.(2)1,03bc b c =+-=222222222()213cos 22223a a b c a b c bc a A bc bc --+-+--∴====,整理得21a =,1a ∴=.由正弦定理可得2,sin 33a R R A ==∴=18.(1) 5.893234.675y x =+(2)470.395kg【分析】(1)利用最小二乘法求解;(2)将40kg x =代入回归方程求解.【详解】(1)解:由表中数据计算得,25x =.382y =,()()511438i i i x x y y =--=∑,()521244i i x x =-=∑,()()()51521 5.893i i i i i x x y y b x x ==--=≈-∑∑, 382 5.89325234.675ay bx =-=-⨯= .所以回归方程为 5.893234.675y x =+.(2)将40kg x =代入回归方程得 5.893234.675y x =+.故预测40kg x =时,玉米产量约为5.89340234.675470.395kg ⨯+=.19.(1)证明见解析;(2)π4【分析】(1)由正三棱柱的性质可得1BB ⊥平面ABC ,再利用线面垂直的判定定理即可证明CD ⊥平面11ABB A ,即可得1CD A D ⊥;(2)以11A C 的中点O 为坐标原点,建立空间直角坐标系利用空间向量与二面角的几何关系即可求得二面角1D A C A --的大小为π4;(3)根据(2)中结论,利用线面角与空间向量的关系即可得直线CA 与平面1ACD 所成角的正弦值【详解】(1)由111ABC A B C -为正三棱柱可知,1BB ⊥平面ABC ,又CD ⊂平面ABC ,所以1BB CD ⊥,由底面是边长为2的正三角形,D 为AB 的中点,所以CD AB ⊥;又1BB AB B ⋂=,1,BB AB ⊂平面11ABB A ,所以CD ⊥平面11ABB A ;又1A D ⊂平面11ABB A ,所以1CD A D ⊥;(2)取线段11,AC AC 的中点分别为,O E ,连接1,OB OE ,易知11,,OB OE OC 两两垂直,以O 为坐标原点,分别以11,,OC OE OB 所在直线为,,x y z 轴建立空间直角坐标系O xyz -,如下图所示;,底面边长为2可得,()()()((111,0,0,1,,1,,0,0,0,A C A B B --,由D 为AB的中点可得12D ⎛- ⎝⎭,所以()13,,0,2AC DC ⎛== ⎝⎭uuu r uuu r ,设平面1DAC 的一个法向量为(),,n x y z = ,则120302n AC x n DC x ⎧⋅=+=⎪⎨⋅=-=⎪⎩,令1x =,可得y z =即(1,n =r ;易得(1OB =uuu r即为平面1A CA 的一个法向量,所以111cos ,2n OB n OB n OB ⋅==r uuu r r uuu r r uuu r ,设二面角1D A C A --的平面角为θ,由图可知θ为锐角,所以1cos cos ,2n OB θ==r uuu r ,即π4θ=;即二面角1D A C A --的大小为π4.(3)由(2)可知()2,0,0CA =-uu r ,平面1DAC的一个法向量为(1,n =r ,设直线CA 与平面1ACD 所成的角为α,所以sin cos ,n CA n CA n CAα⋅===r uu r r uu r r uu r ,即直线CA 与平面1ACD20.(1)24y x=(2)Q ()1,0-【分析】(1)由题知直线l 的方程,联立抛物线,利用韦达定理以及中点公式即可求解;(2)设出直线l 的方程及Q 的坐标,联立方程组,消元,韦达定理,利用直线斜率公式写出AQ BQ k k +将韦达定理代入0AQ BQ k k +=,化简求出参数即可得点Q 的坐标.【详解】(1)因为直线l 的斜率为1且过点()1,0P ,所以直线l 的方程为:1y x =-,设()()1122,,,A x y B x y ,由221y px y x ⎧=⎨=-⎩,得:()22210x p x -++=,所以121222,1x x p x x +=+=,所以121222y y x x p +=+-=,因为M 为线段AB 的中点,M 的纵坐标为2,所以1222y y p +==,所以抛物线的方程为:24y x =.(2)设直线l 的方程为:()1y k x =-,()(),01Q m m ≠,()221y px y k x ⎧=⎪⎨=-⎪⎩,得:()2222220k x k p x k -++=,所以21212222,1k p x x x x k ++==,由()()()()()()122112121211AQ BQ k x x m k x x m y y k k x m x m x m x m --+--+=+=----()()()12122121222kx x km km k x x x x m x x m +-++=-++()222222222122k p k km k km k m p m k k+-+⋅+-⋅++=()()22222222202222k km km p k k k k k p k m m k ⎡⎤+-+⋅⎢⎥⎣⎦=-++=+由0k ≠,所以()2202222k k km km k p k +-++=⋅,即220mp p k k--=,所以1m =-,所以点Q 的坐标为()1,0-.21.(1)2210x y --=(2)12【分析】(1)求导,利用导数求解斜率,由点斜式即可求解直线方程,(2)将问题等价转化成22ln 20x a x ax --=在()0,∞+有唯一实数解.构造函数()22ln 2g x x a x ax =--,和()2ln 1,h x x x =+-利用导数求解单调性,进而确定方程的根,即可求解.【详解】(1)当1a =时,()111221f =-+=,且()()11,11f x x f x=-+'∴=',∴函数()f x 在点()()1,1f 处的切线方程112y x -=-,即2210x y --=.(2)()21ln (0)2f x x x x a a=-+>在其定义域上有唯一零点,∴方程21ln 02x x x a-+=,即22ln 20x a x ax --=在()0,∞+有唯一实数解.设()22ln 2g x x a x ax =--,则()2222x ax a g x x --'=.令()0g x '=,即20.0,0,x ax a a x --=>> 20x ax a ∴--=的两个根分别为102a x =<(舍去),22a x =当()20,x x ∈时,()()0,g x g x '<在()20,x 上单调递减,当()2,x x ∈+∞时,()()0,g x g x '>在()20,x 上单调递增,当2x x =时,()()0,g x g x '=取最小值()2g x ,要使()g x 在()0,∞+有唯一零点,则须()()220,0,g x g x ⎧=⎪⎨='⎪⎩即22222222ln 20,0,x a x ax x ax a ⎧--=⎨--=⎩()22222ln 0,0,2ln 10.*a x ax a a x x ∴+-=>∴+-= 设函数()2ln 1,h x x x =+-当0x >时()h x 是增函数,()h x ∴至多有一解.⋅()10,h =∴ 方程()*的解为21x =,即12a =,解得12a =,∴实数a 的值为12.【点睛】思路点睛:利用导数求解函数零点时,需要利用导数求解函数的单调性,如果求导后的正负不容易辨别,往往可以将导函数的一部分抽离出来,构造新的函数,利用导数研究其单调性,进而可判断原函数的单调性.在证明不等式时,常采用两种思路:直接求最值和等价转化.22.(1)2y x =+,224x y x+=(2)Q 的轨迹为以点1,12⎛⎫-- ⎪⎝⎭为圆心,2为半径的圆【分析】(1)根据直线l 的参数方程和π4ϕ=求解;利用ρcos x θ=,222x y ρ+=求解;(2)在0ϕ=时直接求出Q 的坐标,在0ϕ≠时,写出过点P 且与直线l 垂直的直线方程,与直线l 的方程联立消参求得Q 的轨迹方程,然后检验,进而得到答案.【详解】(1)解:由直线l 的参数方程为1cos ,1sin ,x t y t ϕϕ=-+⎧⎨=+⎩∵π4ϕ=,1,21,2x y ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩∴直线l 的普通方程为11y x -=+,即2y x =+.由4cos ρϕ=得24cos ρρθ=,因为cos x ρθ=,222x y ρ+=,所以曲线C 的直角坐标方程为224x y x +=.(2)若0ϕ=,由1·tan 1y t ϕ=+=,可知直线l 的方程为1y =,于是过点()0,3P -向直线l 作垂线,垂足为()0,1Q .若0ϕ≠,由直线l 的参数方程可知直线l 的斜率为tan ϕ,∴过点()0,3P -且与直线l 垂直的直线方程为13tan y x ϕ=--.联立方程组()tan 11,13,tan y x y x ϕϕ⎧=⋅++⎪⎨=--⎪⎩整理得2223y y x x +-=--,∴点Q 的轨迹方程为22230x y x y +++-=,即()22117124x y ⎛⎫+++= ⎪⎝⎭,显然,点()0,1也在()22117124x y ⎛⎫+++= ⎪⎝⎭上,所以动点Q 的轨迹为以点1,12⎛⎫-- ⎪⎝⎭为圆心,2为半径的圆.23.(1)()(),44,∞∞--⋃+(2)12【分析】(1)分3x ≤-、33x -<<、3x ≥三种情况解不等式即可;(2)由()()39f x m x x ≤-++,可得339x m x x +≥-++,由3923x x x -++≥+可得31392x x x +≤-++在(),-∞+∞上恒成立,进而求解.【详解】(1)因为()333f x x x x +-=++-,所以解不等式338x x ++->,而2,333=6,332,3x x x x x x x -≤-⎧⎪++--<<⎨⎪≥⎩,当3x ≤-时,不等式为2x ->8,解得<4x -;当33x -<<时,不等式为68>不成立,不等式无解;当3x ≥时,不等式为28x >,解得>4x .综上所述,不等式()38f x x +->的解集为()(),44,∞∞--⋃+.(2)由()()39f x m x x ≤-++,可得339x m x x +≥-++,因为3923x x x -++≥+,当且仅当()()390x x -+≥,即9x ≤-或3x ≥时等号成立.所以31392x x x +≤-++在(),-∞+∞上恒成立,故要使()()39f x m x x ≤-++在(),-∞+∞上恒成立,只须12m ≥,即实数m 的最小值为12.。