廣東省海珠區(qū)等四區(qū)2023學年高三第四次模擬考試數(shù)學試卷（含解析）

2023學年高考數(shù)學模擬測試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結束后，請將本試卷和答題卡一并交回。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選項中，只有一項是符合題目要求的。1．函數(shù)f(x)=2x-3A．[32C．[322．某學校組織學生參加英語測試，成績的頻率分布直方圖如圖，數(shù)據(jù)的分組依次為，若低于60分的人數(shù)是18人，則該班的學生人數(shù)是（）A．45 B．50 C．55 D．603．已知非零向量，滿足，則“”是“”的（）A．充分不必要條件 B．必要不充分條件 C．充要條件 D．既不充分也不必要條件解:4．若復數(shù)（）是純虛數(shù)，則復數(shù)在復平面內(nèi)對應的點位于（）A．第一象限 B．第二象限 C．第三象限 D．第四象限5．已知向量，則（）A．∥ B．⊥ C．∥() D．⊥()6．設是虛數(shù)單位，復數(shù)（）A． B． C． D．7．一個正四棱錐形骨架的底邊邊長為，高為，有一個球的表面與這個正四棱錐的每個邊都相切，則該球的表面積為（）A． B． C． D．8．已知平面向量，，滿足：，，則的最小值為()A．5 B．6 C．7 D．89．若，則的虛部是A．3 B． C． D．10．函數(shù)的對稱軸不可能為（）A． B． C． D．11．已知實數(shù)滿足，則的最小值為（）A． B． C． D．12．等比數(shù)列的各項均為正數(shù)，且，則()A．12 B．10 C．8 D．二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13．在長方體中，，則異面直線與所成角的余弦值為（）A． B． C． D．14．若一個正四面體的棱長為1，四個頂點在同一個球面上，則此球的表面積為_________.15．3張獎券分別標有特等獎、一等獎和二等獎．甲、乙兩人同時各抽取1張獎券,兩人都未抽得特等獎的概率是__________．16．若的展開式中所有項的系數(shù)之和為，則______，含項的系數(shù)是______（用數(shù)字作答）.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）已知，函數(shù).（Ⅰ）若在區(qū)間上單調(diào)遞增，求的值；（Ⅱ）若恒成立，求的最大值.（參考數(shù)據(jù)：）18．（12分）設，，其中．（1）當時，求的值；（2）對，證明：恒為定值．19．（12分）已知矩陣，求矩陣的特征值及其相應的特征向量．20．（12分）已知函數(shù)與的圖象關于直線對稱.（為自然對數(shù)的底數(shù)）（1）若的圖象在點處的切線經(jīng)過點，求的值；（2）若不等式恒成立，求正整數(shù)的最小值.21．（12分）已知矩陣，.求矩陣；求矩陣的特征值.22．（10分）如圖，在直角中，，，，點在線段上.（1）若，求的長；（2）點是線段上一點，，且，求的值.

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】

根據(jù)冪函數(shù)的定義域與分母不為零列不等式組求解即可.【題目詳解】因為函數(shù)y=2x-3解得x≥32且∴函數(shù)f(x)=2x-3+1【答案點睛】定義域的三種類型及求法：(1)已知函數(shù)的解析式，則構造使解析式有意義的不等式(組)求解；(2)對實際問題：由實際意義及使解析式有意義構成的不等式(組)求解；(3)若已知函數(shù)fx的定義域為a,b，則函數(shù)fgx2、D【答案解析】

根據(jù)頻率分布直方圖中頻率＝小矩形的高×組距計算成績低于60分的頻率，再根據(jù)樣本容量求出班級人數(shù).【題目詳解】根據(jù)頻率分布直方圖，得：低于60分的頻率是（0.005+0.010）×20＝0.30，∴樣本容量（即該班的學生人數(shù)）是60（人）.故選：D.【答案點睛】本題考查了頻率分布直方圖的應用問題，也考查了頻率的應用問題，屬于基礎題3、C【答案解析】

根據(jù)向量的數(shù)量積運算，由向量的關系，可得選項.【題目詳解】，，∴等價于，故選：C.【答案點睛】本題考查向量的數(shù)量積運算和命題的充分、必要條件，屬于基礎題.4、B【答案解析】

化簡復數(shù)，由它是純虛數(shù)，求得，從而確定對應的點的坐標．【題目詳解】是純虛數(shù)，則，，，對應點為，在第二象限．故選：B．【答案點睛】本題考查復數(shù)的除法運算，考查復數(shù)的概念與幾何意義．本題屬于基礎題．5、D【答案解析】

由題意利用兩個向量坐標形式的運算法則，兩個向量平行、垂直的性質(zhì)，得出結論.【題目詳解】∵向量（1，﹣2），（3，﹣1），∴和的坐標對應不成比例，故、不平行，故排除A；顯然，?3+2≠0，故、不垂直，故排除B；∴（﹣2，﹣1），顯然，和的坐標對應不成比例，故和不平行，故排除C；∴?（）＝﹣2+2＝0，故⊥（），故D正確，故選：D.【答案點睛】本題主要考查兩個向量坐標形式的運算，兩個向量平行、垂直的性質(zhì)，屬于基礎題.6、D【答案解析】

利用復數(shù)的除法運算，化簡復數(shù)，即可求解，得到答案．【題目詳解】由題意，復數(shù)，故選D．【答案點睛】本題主要考查了復數(shù)的除法運算，其中解答中熟記復數(shù)的除法運算法則是解答的關鍵，著重考查了運算與求解能力，屬于基礎題．7、B【答案解析】

根據(jù)正四棱錐底邊邊長為，高為，得到底面的中心到各棱的距離都是1，從而底面的中心即為球心.【題目詳解】如圖所示：因為正四棱錐底邊邊長為，高為，所以，到的距離為，同理到的距離為1，所以為球的球心，所以球的半徑為：1，所以球的表面積為.故選：B【答案點睛】本題主要考查組合體的表面積，還考查了空間想象的能力，屬于中檔題.8、B【答案解析】

建立平面直角坐標系，將已知條件轉(zhuǎn)化為所設未知量的關系式，再將的最小值轉(zhuǎn)化為用該關系式表達的算式，利用基本不等式求得最小值.【題目詳解】建立平面直角坐標系如下圖所示，設，，且，由于，所以..所以，即..當且僅當時取得最小值，此時由得，當時，有最小值為，即，，解得.所以當且僅當時有最小值為.故選：B【答案點睛】本小題主要考查向量的位置關系、向量的模，考查基本不等式的運用，考查數(shù)形結合的數(shù)學思想方法，屬于難題.9、B【答案解析】

因為，所以的虛部是.故選B．10、D【答案解析】

由條件利用余弦函數(shù)的圖象的對稱性，得出結論．【題目詳解】對于函數(shù)，令，解得，當時，函數(shù)的對稱軸為，，.故選：D.【答案點睛】本題主要考查余弦函數(shù)的圖象的對稱性，屬于基礎題．11、A【答案解析】

所求的分母特征，利用變形構造，再等價變形，利用基本不等式求最值.【題目詳解】解：因為滿足，則，當且僅當時取等號，故選：．【答案點睛】本題考查通過拼湊法利用基本不等式求最值.拼湊法的實質(zhì)在于代數(shù)式的靈活變形，拼系數(shù)、湊常數(shù)是關鍵.(1)拼湊的技巧，以整式為基礎，注意利用系數(shù)的變化以及等式中常數(shù)的調(diào)整，做到等價變形;(2)代數(shù)式的變形以拼湊出和或積的定值為目標(3)拆項、添項應注意檢驗利用基本不等式的前提.12、B【答案解析】

由等比數(shù)列的性質(zhì)求得，再由對數(shù)運算法則可得結論．【題目詳解】∵數(shù)列是等比數(shù)列，∴，，∴．故選：B.【答案點睛】本題考查等比數(shù)列的性質(zhì)，考查對數(shù)的運算法則，掌握等比數(shù)列的性質(zhì)是解題關鍵．二、填空題：本題共4小題，每小題5分，共20分。13、C【答案解析】

根據(jù)確定是異面直線與所成的角，利用余弦定理計算得到答案.【題目詳解】由題意可得.因為，所以是異面直線與所成的角，記為，故.故選：.【答案點睛】本題考查了異面直線夾角，意在考查學生的空間想象能力和計算能力.14、【答案解析】

將四面體補成一個正方體，通過正方體的對角線與球的半徑的關系，得到球的半徑，利用球的表面積公式，即可求解.【題目詳解】如圖所示，將正四面體補形成一個正方體，則正四面體的外接球與正方體的外接球表示同一個球，因為正四面體的棱長為1，所以正方體的棱長為，設球的半徑為，因為球的直徑是正方體的對角線，即，解得，所以球的表面積為.【答案點睛】本題主要考查了有關求得組合體的結構特征，以及球的表面積的計算，其中巧妙構造正方體，利用正方體的外接球的直徑等于正方體的對角線長，得到球的半徑是解答的關鍵，著重考查了空間想象能力，以及運算與求解能力，屬于基礎題.15、【答案解析】

利用排列組合公式進行計算,再利用古典概型公式求出不是特等獎的兩張的概率即可.【題目詳解】解:3張獎券分別標有特等獎、一等獎和二等獎,甲、乙兩人同時各抽取1張獎券,則兩人同時抽取兩張共有：種排法排除特等獎外兩人選兩張共有：種排法.故兩人都未抽得特等獎的概率是：故答案為：【答案點睛】本題主要考查古典概型的概率公式的應用,是基礎題.16、【答案解析】的展開式中所有項的系數(shù)之和為，，，項的系數(shù)是，故答案為（1），（2）.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、（Ⅰ）；（Ⅱ）3.【答案解析】

（Ⅰ）先求導，得，已知導函數(shù)單調(diào)遞增，又在區(qū)間上單調(diào)遞增，故，令，求得，討論得，而，故，進而得解；（Ⅱ）可通過必要性探路，當時，由知，又由于，則，當，，結合零點存在定理可判斷必存在使得，得，，化簡得，再由二次函數(shù)性質(zhì)即可求證；【題目詳解】（Ⅰ）的定義域為.易知單調(diào)遞增，由題意有.令，則.令得.所以當時，單調(diào)遞增；當時，單調(diào)遞減.所以，而又有，因此，所以.（Ⅱ）由知，又由于，則.下面證明符合條件.若.所以.易知單調(diào)遞增，而，，因此必存在使得，即.且當時，單調(diào)遞減；當時，，單調(diào)遞增；則.綜上，的最大值為3.【答案點睛】本題考查導數(shù)的計算，利用導數(shù)研究函數(shù)的增減性和最值，屬于中檔題18、（1）1（2）1【答案解析】分析：（1）當時可得，可得.（2）先得到關系式，累乘可得，從而可得，即為定值．詳解：（1）當時，，又，所以.（2）即，由累乘可得，又，所以．即恒為定值1．點睛：本題考查組合數(shù)的有關運算，解題時要注意所給出的的定義，并結合組合數(shù)公式求解．由于運算量較大，解題時要注意運算的準確性，避免出現(xiàn)錯誤．19、矩陣屬于特征值的一個特征向量為，矩陣屬于特征值的一個特征向量為【答案解析】

先由矩陣特征值的定義列出特征多項式，令解方程可得特征值，再由特征值列出方程組，即可求得相應的特征向量.【題目詳解】由題意，矩陣的特征多項式為，令，解得，，將代入二元一次方程組，解得，所以矩陣屬于特征值的一個特征向量為；同理，矩陣屬于特征值的一個特征向量為v【答案點睛】本題主要考查了矩陣的特征值與特征向量的計算，其中解答中熟記矩陣的特征值和特征向量的計算方法是解答的關鍵，著重考查了推理與運算能力，屬于基礎題.20、（1）e；（2）2.【答案解析】

（1）根據(jù)反函數(shù)的性質(zhì)，得出，再利用導數(shù)的幾何意義，求出曲線在點處的切線為，構造函數(shù)，利用導數(shù)求出單調(diào)性，即可得出的值；（2）設，求導，求出的單調(diào)性，從而得出最大值為，結合恒成立的性質(zhì)，得出正整數(shù)的最小值.【題目詳解】（1）根據(jù)題意，與的圖象關于直線對稱，所以函數(shù)的圖象與互為反函數(shù)，則,，設點，，又，當時，，曲線在點處的切線為，即，代入點，得，即，構造函數(shù)，當時，，當時，，且，當時，單調(diào)遞增，而，故存在唯一的實數(shù)根.（2）由于不等式恒成立，可設，所以，令，得.所以當時，；當時，，因此函數(shù)在是增函數(shù)，在是減函數(shù).故函數(shù)的最大值為.令，因為，，又因為在是減函數(shù).所以當時，.所以正整數(shù)的最小值為2.【答案點睛】本題考查導數(shù)的幾何意義和利用導數(shù)解決恒成立問題，涉及到單調(diào)性、構造函數(shù)法等，考查函數(shù)思想和計算能力.21、；，.【答案解析】

由題意，可得，利用矩陣的知識求解即可.矩陣的特