广东省惠州市惠阳区丰湖高级中学2023-2024学年高一下学期第二次段考测试数学试题

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2024-09-20
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学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 1 惠州市惠阳区丰湖高级中学 2023-2024学年第二学期高一第二次段考测试卷 满分 150分,考试时间 120分钟。 一、单选题(本题共 8小题,每小题 5分,共 40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.) 1.在复平面内,复数 1 i i   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.已知甲、乙两名同学在高三的 6次数学测试的成绩统计如图(图标中心点所对纵坐标代表该次数学测试 成绩),则下列说法不正确的是( ) A.甲成绩的极差小于乙成绩的极差 B.甲成绩的第 25百分位数大于乙成绩的第 75百分位数 C.甲成绩的平均数大于乙成绩的平均数 D.甲成绩的方差小于乙成绩的方差 第 2题 第 3题 3.攒尖是中国古代建筑中屋顶的一种结构形式,宋代称为撮尖,清代称攒尖.通常有圆形攒尖、三角攒 尖、四角攒尖、八角攒尖,也有单檐和重檐之分.多见于亭阁式建筑,园林建筑.如图所示的建筑屋顶 是圆形攒尖,可近似看作一个圆锥,已知其轴截面(过圆锥旋转轴的截面)是底边长为 6 m,顶角为 2 3  的等 腰三角形,则该屋顶的侧面积约为( ) A. 26 m B. 26 3 m C. 23 3 m D. 212 3 m 4.某社区为迎接 2022农历虎年,组织了庆祝活动,已知参加活动的老年人、中年人、青年人的人数比 为 12:15:13,如果采用分层抽样的方法从所有人中抽取一个 80人的样本进行调查,则应抽取的青年人 的人数为( ) A.20 B.22 C.24 D.26 5.已知一组数据 3,4,5,6,7,8,9,10,则这组数据的 35%分位数是( ) A.3.5 B.4 C.4.5 D.5 6.在△ ���中,角�、�、�对的边分别为�、�、�.若� = 4,� = 5,� = 61,则角�等于( ) A.120° B.90° C.60° D.45° 7.已知向量 (2, 1), (1,3)a b     ,则向量 2a b   在向量 a  方向上的投影向量为( ) A. (6, 3) B. (2 5, 5) C. 6 5 3 5, 5 5       D. 6 3, 5 5      学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 2 8.如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西方向行驶,到A处时测得公路北侧远处一山顶D在西偏北 30°的方向上,行驶600m后到达 B处,测得此山顶在西偏北 75°的方向上,仰角为 60°,求此山的高度CD  A.300 6 B.100 6 C.100 D.300 二、多项选择题(本题共 4小题,每小题 5分,共 20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目 要求。全部选对的得 5分,部分选对的得 2分,有选错的得 0分) 9.已知 ,  是两个不同的平面,l,m是两条不同的直线,则下列说法正确的有( ) A.若 l ∥ ,m ∥ ,则 l m∥ B.若 l ∥ , ∥ , l  ,则 l ∥ C.若 l  ,m  ,  ,则 l m D.若  , m   , l m ,则 l  10.如图,点 O是正八边形 ABCDEFGH的中心,且 1AB  uuur ,则( ) A. AH  与CF  能构成一组基底 B. 0OA OC    C. 2OA OC OB     D. 2 2 AC CD     第 10题 第 11题 第 12题 11.某市决定对小微企业的税收进行适当减免,某机构对该市的小微企业年利润情况进行了抽样调查,并 根据所得数据画出如下的样本频率分布直方图,则( ) A.样本数据落在区间[500,600)内的频率为 0.004 B.如果规定年利润低于 600万元的小微企业才能享受减免政策,估计该市有 80%的小微企业能享受该 政策 C.样本的中位数为 520 D.若每个区间取左侧端点值为代表,则估计样本的平均数为 460 12.如图,在直三棱柱�1�1�1 − ���中,�� ⊥ ��,�� = �� = 2,��1 = 4,D是 BC的中点.则下列 判断正确的是( ) A.�1�∥平面��1� B.异面直线�1�与�1�所成角的余弦值为 3 10 10 C.�1� ⊥ �� D.平面���1与平面���1所成角的正弦值为 5 3 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 3 第Ⅱ卷(非选择题 共 90分) 三、填空题(本题共 4小题,每小题 5分,共 20分) 13.已知 i为虚数单位,则 2020 2021 2022i i i   _________. 14.已知平面向量  3, 2a   ,  1,b m   且 a b  与  2,1c  共线,则 m的值为______. 15.某中学为了估计该校高一年级全体学生的平均身高和方差,现采用样本量按比例分配的分层抽样方 法抽取了容量为 90 的样本,经计算得男生抽取 50 人,样本的均值为 170,方差为 19,女生抽取 40 人, 样本的均值为 161,方差为 28,依据以上数据,若用样本的方差估计高一全体学生身高的方差,则高一 年级学生身高方差的估计值为_________. 16. 如图,圆锥的底面半径为 3,母线长为 4,��是圆锥的高,点 C是底面直径��所对弧的中点,点 D 是母线��上的点,�� = 2��,则直线��与平面���所成的角的正切值为 . 四、解答题(本题共 6个小题,共 70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17.(10分) ABC 的内角 , ,A B C的对边分别是 , ,a b c,已知 4cos 5 B  ,且 ABC 的面积为 24. (1)求 BA BC   ;(2)若 5 4 c a ,求b . 18.(12分)某校从参加高一年级期末考试的学生中抽出 60名学生,将其成绩(均为整数)分成六段 40,50 , 50,60 , 60,70 , 70,80 , 80,90 , 90,100 后,画出如图所示部分频率分布直方图.观察图形,回 答下列问题: (1)求第四小组的频率,并补全这个频率分布直方图;(2)估计这次考试成绩的中位数(结果取整数值); (3)估计这次考试的众数、平均分. 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 4 19.(12分)已知 a = 1, a ⋅ b = 1 4 , a + b ⋅ a − b = 1 2 . (1)求 b 的值; (2)求向量a − b 与a + b 夹角的余弦值. 20.(12分)如图,正方形 ABCD与平面 BDEF交于 BD,DE 平面 ABCD, / /EF 平面 ABCD,且 2 2 DE EF AB  . (1)求证: //BF 平面 AEC;(2)求证:DF 平面 AEC. 21.(12分) ABC 的内角 A,B,C的对边分别为 a,b,c,设  3 sin 2 cosb A a B  . (1)求 B;(2)若 ABC 的面积等于 3,求 ABC 的周长的最小值. 22.(12分)如图,在四棱锥� − ����中,底面����是正方形,侧面 QAD是正三角形,侧面��� ⊥底 面����,M是 QD的中点. (1) 求证:�� ⊥平面���;(2)求侧面 QBC与底面����所成二面角的余弦值; 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 惠州市惠阳区丰湖高级中学 2023-2024学年第二学期高一第二次段考测试卷 说明:1.本试题共 4页,满分 150分,考试时间 120分钟。 2.答题前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、试室号、座位号填写在答题卷上。 3. 答题必须使用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卷上各题目指定区域内的相应位置上; 如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的 答案无效。 4.考生必须保持答题卷整洁,考试结束后,将答题卷交回,试卷自己保存。 第 I卷(选择题 共 60分) 一、单项选择题(本题共 8小题,每小题 5分,共 40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目 要求.) 1.(2023春·广东揭阳·高二惠来县第一中学校考阶段练习)在复平面内,复数 1 i i   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 【答案】A 【分析】利用复数除法法则得到 1 i 1 i i     ,从而确定所在象限. 【详解】       1 i i1 i 1 i i i i           ,故 1 i i   在复平面内对应的点坐标为  1,1 ,位于第一象限. 故选:A 2.(2022秋·广东汕头·高三统考期末)已知甲、乙两名同学在高三的 6次数学测试的成绩统计如图(图标 中心点所对纵坐标代表该次数学测试成绩),则下列说法不正确的是( ) A.甲成绩的极差小于乙成绩的极差 B.甲成绩的第 25百分位数大于乙成绩的第 75百分位数 C.甲成绩的平均数大于乙成绩的平均数 D.甲成绩的方差小于乙成绩的方差 【答案】B 【分析】分析图中数据,结合方差,极差的求法和意义,结合百分位数的求解,得到答案. 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 【详解】从图表可以看出甲成绩的波动情况小于乙成绩的波动情况,则甲成绩的方差小于乙成绩的方差, 且甲成绩的极差小于乙成绩的极差,AD正确; 将甲成绩进行排序,又 0 06 25 1.5  ,故从小到大,选择第二个成绩作为甲成绩的第 25百分位数,估计 值为 90分, 将乙成绩进行排序,又 0 06 75 4.5  ,故从小到大,选择第 5个成绩成绩作为乙成绩的第 75百分位数, 估计值大于 90分, 从而甲成绩的第 25百分位数小于乙成绩的第 75百分位数,B错误; 甲成绩均集中在 90分左右,而乙成绩大多数集中在 60分左右,故 C正确. 故选:B 3.(2023秋·广东江门·高三江门市棠下中学校联考期末)攒尖是中国古代建筑中屋顶的一种结构形式,宋 代称为撮尖,清代称攒尖.通常有圆形攒尖、三角攒尖、四角攒尖、八角攒尖,也有单檐和重檐之分.多 见于亭阁式建筑,园林建筑.如图所示的建筑屋顶是圆形攒尖,可近似看作一个圆锥,已知其轴截面(过 圆锥旋转轴的截面)是底边长为 6 m,顶角为 2 3  的等腰三角形,则该屋顶的侧面积约为( ) A. 26 m B. 26 3 m C. 23 3 m D. 212 3 m 【答案】B 【分析】根据题意作出圆锥轴截面图像,根据图像求出圆锥底面半径 r和母线 l,根据侧面积公式πrl即可 求解. 【详解】如图所示为该圆锥轴截面, 由题意,底面圆半径为 3r m= ,母线 2 3 sin 3 rl m  = = ,侧面积πrl=π×3× 2 3=6 23m ﹒ 故选:B. 4.(2022春·广东韶关·高一统考期末)某社区为迎接 2022农历虎年,组织了庆祝活动,已知参加活动的 老年人、中年人、青年人的人数比为 12:15:13,如果采用分层抽样的方法从所有人中抽取一个 80人的 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 样本进行调查,则应抽取的青年人的人数为( ) A.20 B.22 C.24 D.26 【答案】D 【分析】由分层抽样抽样比可得答案. 【详解】由分层抽样可知,抽取青年人人数为 1380 26 12 15 13     . 故选:D. 5.(5分)(22-23高一上·河南安阳·期末)已知一组数据 3,4,5,6,7,8,9,10,则这组数据的 35% 分位数是( ) A.3.5 B.4 C.4.5 D.5 【解题思路】根据百分位数的计算方法求解. 【解答过程】 因为有 8个数,且 8 × 35% = 2.8,所以 35%分位数是第三个数 5. 故选:D. 6.在△ ���中,角�、�、�对的边分别为�、�、�.若� = 4,� = 5,� = 61,则角�等于( ) A.120° B.90° C.60° D.45° 【解题思路】根据题意,由余弦定理代入计算,即可得到结果. 【解答过程】由余弦定理可得 cos� = � 2+�2−�2 2�� =− 1 2 ,∵ 0° < � < 180°,故� = 120°. 故选:A. 7.(2023春·广东揭阳·高三校联考阶段练习)已知向量 (2, 1), (1,3)a b     ,则向量 2a b   在向量 a  方向上 的投影向量为( ) A. (6, 3) B. (2 5, 5) C. 6 5 3 5, 5 5       D. 6 3, 5 5      【答案】D 【分析】根据已知向量坐标,求投影向量公式求解即可. 【详解】因为 (2, 1), (1,3)a b     ,所以  2 4 5a b    , , (2, 1)a    , 向量 2a b   在向量 a  方向上的投影向量为      2 2, 18 3 3 6 32, 1 , 5 5 55 5 a b a a a a                    . 8.(2023春·广东广州·高一广州市第七中学校考期中)如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西方向行 驶,到A处时测得公路北侧远处一山顶D在西偏北 30°的方向上,行驶600m后到达 B处,测得此山顶在 西偏北 75°的方向上,仰角为 60°,求此山的高度CD ( ) 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 A.300 6 B.100 6 C.100 D.300 【答案】A 【分析】求出 75 30 45ACB     ,由正弦定理求出 300 2BC  ,进而利用三角函数求出高度CD . 【详解】如图由题意得: 30 , 75BAC HBC     , 600AB  , 在 BCD△ 中, 60CBD  , 在 ABC 中, 75 30 45ACB     , 由正弦定理得: sin sin AB BC ACB BAC    ,即 600 sin 45 sin 30 BC   , 解得: 300 2BC  , 由于 CD⊥平面 ABC, BC 平面 ABC,所以 CD⊥BC, 则 tan 60 300 2 3 300 6CD BC     (m). 故选:A 二、多项选择题(本题共 4小题,每小题 5分,共 20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目 要求。全部选对的得 5分,部分选对的得 2分,有选错的得 0分) 9.(2022春·广东韶关·高一统考期末)已知 ,  是两个不同的平面,l,m是两条不同的直线,则下列 说法正确的有( ) A.若 l ∥ ,m ∥ ,则 l m∥ B.若 l ∥ , ∥ , l  ,则 l ∥ C.若 l  ,m  ,  ,则 l m D.若  , m   , l m ,则 l  【答案】BC 【分析】由空间中直线与直线、直线与平面的位置关系判断即可. 【详解】对于 A,若 l ∥ ,m ∥ ,l和 m可以相交,故错误; 对于 B,若 l ∥ , ∥ , l  ,则 l ∥ ,正确; 对于 C,若 l  ,  ,则 //l  或 l在  内,又m  ,则 l m 正确; 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 对于 D,若  , m   , l m ,可能 l  ,故不一定成立. 故选:BC. 10.(2022·广东惠州·统考一模)如图,点 O是正八边形 ABCDEFGH的中心,且 1AB  uuur ,则( ) A. AH  与CF  能构成一组基底 B. 0OA OC    C. 2OA OC OB     D. 2 2 AC CD     【答案】BC 【分析】对 A,由正八边形性质可证 AH  与CF  平行,即可由基底定义判断; 对 B,由正八边形性质可证OA OC ,即可由向量数量积与向量垂直的关系判断; 对 C,由OA OC ,利用平行四边形法则即可计算; 对 D,由 AC CD AB CD BC CD           ,即可根据向量数量积定义计算 【详解】 连接 BG,CF,由正八边形的性质可知, AH BG∥ ,CF BG∥ ,所以 AH CF∥ ,所以 AH  与CF  是共线 向量,所以 AH  与CF  不能构成一组基底,A项错误; 1 2 4 2 AOC     ,所以OA OC ,所以 0OA OC    ,B项正确; 因为OA OC   ,由平行四边形法则可知, 2OA OC OB     ,C项正确; 正八边形的每一个内角为  1 38 2 8 4     , AB CD , 所以   2 3 2cos 4 2AC CD AB BC CD AB CD BC CD BC                          ,D项错误(或者从正八边形 的性质可知 AC  与CD  的夹角为锐角,则有 0AC CD    可判断 D错误). 故选:BC 11.(5分)(22-23高一上·河南安阳·期末)某市决定对小微企业的税收进行适当减免,某机构对该市的小 微企业年利润情况进行了抽样调查,并根据所得数据画出如下的样本频率分布直方图,则( ) 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 A.样本数据落在区间[500,600)内的频率为 0.004 B.如果规定年利润低于 600万元的小微企业才能享受减免政策,估计该市有 80%的小微企业能享受 该政策 C.样本的中位数为 520 D.若每个区间取左侧端点值为代表,则估计样本的平均数为 460 【解题思路】根据频率分布直方图的有关概念计算可得结果. 【解答过程】 由 0.0005 + 0.0015 + 0.002 + 0.0015 + 0.0005 + � × 100 = 1,得� = 0.004,故样本数 据落在区间 500,600 内的频率为 0.4,A错误; 样本数据低于 600的频率为 0.8,B正确; 200,500 对应的频率为 0.4, 200,600 对应的频率为 0.8,所以中位数在 500,600 内,故中位数为 500 + 0.5−0.4 0.4 × 100 = 525,C错误; 若每个区间取左侧端点值为代表,则估计样本的平均数为 200 × 0.05 + 300 × 0.15 + 400 × 0.2 + 500 × 0.4 + 600 × 0.15 + 700 × 0.05 = 460,D正确. 故选:BD. 12.12.(5分)(2024高三·全国·专题练习)如图,在直三棱柱�1�1�1 − ���中,�� ⊥ ��,�� = �� = 2, ��1 = 4,D是 BC的中点.则下列判断正确的是( ) A.�1�∥平面��1� B.异面直线�1�与�1�所成角的余弦值为 3 10 10 C.�1� ⊥ �� D.平面���1与平面���1所成角的正弦值为 5 3 【解题思路】 由线面平行的判断即可判断 A,由异面直线夹角的定义以及余弦定理即可判断 B,由线面垂直的性质定理 即可判断 C,由二面角的定义即可判断 D 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 【解答过程】如图,连接�1�交��1于 E,连接 DE,易知 E为��1中点, 则��∥�1�,且�� ⊂面��1�,�1� ⊄面��1�,所以�1�∥面��1�,选项 A正确; 因为�� = ��,D是 BC的中点,所以�� ⊥ ��,且�1�1�1 − ���为直三棱柱, 则��1 ⊥平面���,又�� ⊂平面���,所以��1 ⊥ ��,且��1 ∩ �� = �, ��1, �� ⊂平面��1�,所以�� ⊥平面��1�, 又�1� ⊂平面��1�,所以�1� ⊥ ��,故 C正确; 延长�1�交�1�于点 P,连接 PA.则 PA为平面���1与平面���1的交线, 由于 D为 BC中点.∴�� = ��1.四边形���1�为平行四边形. ∴��∥��1,即∠APD为异面直线�1�与�1�所成角, ∴�� = �� = 2,�� = 4,�� = ��2 + ��2 = 2 5,�� = ��2 + ��2 = 3 2, 可得 cos∠��� = �� 2+��2−��2 2��⋅�� = 3 10 10 ,故 B正确; 关于选项 D,�� ⊥平面 ABD.则平面��� ⊥平面 ABD.从而三面角� − ���为“直三面角”. 分离后设∠��� = �,∠��� = �,∠��� = �,二面角� − �� − �的平面角为�, 且�� = 2�� = �� = 2,�� = 4. 则在 Rt △ ���中,�� = 3 2.在 Rt △ ���中,�� = 2 5. 在 Rt △ ���中,cos∠��� = 3 2 2 5 = 3 10 10 .∴sin� = sin� sin� = 1 2 3 2 2 5 = 5 3 .故 D正确. 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 故选:ABCD. 第Ⅱ卷(非选择题 共 90分) 三、填空题(本题共 4小题,每小题 5分,共 20分) 13.(2022春·广东肇庆·高一统考期末)已知 i为虚数单位,则 2020 2021 2022i i i   _________. 【答案】i 【分析】根据虚数单位的定义,可得 4i 1n  , 4 1i in  , 4 2i 1n   , 4 3i in   ,根据其周期性,可得 2020 2021 2022i i i  每一项结果,可得答案. 【详解】由 4i 1n  , 4 1i in  , 4 2i 1n   , 4 3i in   ,得 2020 2021 2022i i i 1 i 1 i      . 故答案为:i. 14.(2022春·广东深圳·高一校考期中)已知平面向量  3, 2a   ,  1,b m   且a b  与  2,1c  共线,则 m的值为______. 【答案】3 【分析】根据平面向量的坐标运算可得 (2, 2)a b m     ,结合共线向量的坐标表示计算即可. 【详解】由 (3, 2) (1, )a b m      , , 得 (2, 2)a b m     , 因为 a b   与 c  共线, (2,1)c   , 所以 2 1 2( 2)m   ,解得 3m  . 故答案为:3. 15.某中学为了估计该校高一年级全体学生的平均身高和方差,现采用样本量按比例分配的分层抽样方 法抽取了容量为 90 的样本,男生抽取 50 人,经计算得样本的均值为 170,方差为 19,女生抽取 40 人, 经计算得样本的均值为 161,方差为 28,依据以上数据,若用样本的方差估计高一全体学生身高的方差, 则高一年级学生身高方差的估计值为_________. 【答案】43 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 抽取的样本的均值为 50 40170 161 166 50 40 50 40       ,抽取的样本的方差为     2 21 50 19 170 166 40 28 161 166 4390           16.(5分)(22-23高一下·甘肃临夏·期末)如图,圆锥的底面半径为 3,母线长为 4,��是圆锥的高,点 C是底面直径��所对弧的中点,点 D是母线��上的点,�� = 2��,则直线��与平面���所成的角的正 切值为 9 43 43 . 【解题思路】作出直线��与平面���所成的角,求出 OD的长,解直角三角形即可求得答案. 【解答过程】连接��, ��, 因为��是圆锥的高,故�� ⊥平面���,�� ⊂平面���, 故�� ⊥ ��,又点 C是底面直径��所对弧的中点,则�� ⊥ ��, �� ∩ �� = �, ��, �� ⊂平面���,故�� ⊥平面���, 则∠���即为直线��与平面���所成的角, 因为圆锥的底面半径为 3,母线长为 4,故 cos∠��� = 3 4 , �� = 2��,则�� = 4 3 , 故�� = ��2 + ��2 − 2�� ⋅ �� ⋅ cos∠��� = ( 4 3 )2 + 9 − 2 × 4 3 × 3 × 3 4 = 43 3 , 在 Rt △ ���中,tan∠��� = �� �� = 343 3 = 9 43 43 , 即直线��与平面���所成的角的正切值为9 43 43 , 故答案为: 9 43 43 . 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 四、解答题(本题共 6个小题,共 70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17.(2022秋·广东肇庆·高三肇庆市第一中学校考阶段练习) ABC 的内角 , ,A B C的对边分别是 , ,a b c,已 知 4cos 5 B  ,且 ABC 的面积为 24. (1)求 BA BC   ; (2)若 5 4 c a ,求b . 【答案】(1)64 (2)6 【分析】(1)利用同角三角函数的基本关系得到 3sin 5 B  ,然后利用三角形面积 80ac  ,然后代入向量的 数量积即可求解; (2)结合(1)知 80ac  ,可得到 ,a c,然后利用余弦定理即可求出结果. 【详解】(1)因为 4cos 5 B  ,所以 3sin 5 B  . 因为 ABC 的面积为 24,所以 1 3 24 2 5 ac  ,即 80ac  , 所以 4cos 80 64 5 BA BC ac B       . (2)由(1)知 80ac  ,又 5 4 c a , 所以 25 80 4 a  ,解得 8a  ,从而 10c  , 在 ABC 中,由余弦定理可得: 2 2 2 48 10 2 8 10 36 5 b        , 解得 6b  . 18.(12分)(22-23高一下·新疆喀什·期末)某校从参加高一年级期末考试的学生中抽出 60名学生,将 其成绩(均为整数)分成六段 40,50 , 50,60 , 60,70 , 70,80 , 80,90 , 90,100 后,画出如图所示部分频 率分布直方图.观察图形,回答下列问题: (1)求第四小组的频率,并补全这个频率分布直方图; (2)估计这次考试成绩的中位数(结果取整数值); 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 (3)估计这次考试的众数、平均分. 【解题思路】(1)根据频率和等于 1,即可求解;(2)根据中位数平分直方图的面积,列出方程求解即可; (3)根据众数的定义及平均数的计算公式求解即可. 【解答过程】(1)因为各组的频率和等于 1, 故第四组的频率:�4 = 1 − 0.025 + 0.015 × 2 + 0.01 + 0.005 × 10 = 0.3 直方图如图所示. (2)成绩在 40,70 的频率为 0.01 + 0.015 + 0.015 × 10 = 0.4, 成绩在 40,80 的频率为:0.4 + 0.03 × 10 = 0.7,∴中位数在 70,80 内. 设中位数为�, ∵中位数要平分直方图的面积 ∴ 0.4 + 0.03 × � − 70 = 0.5, 解得� ≈ 73.即中位数为 73. (3)频率最大的是 70,80 组,则众数是 75; 利用组中值估算抽样学生的平均分为: 45�1 + 55�2 + 65�3 + 75�4 + 85�5 + 95�6 = 45 × 0.1 + 55 × 0.15 + 65 × 0.15 + 75 × 0.3 + 85 × 0.25 + 95 × 0.05 = 71 估计这次考试的平均分是 71分. 19.已知 a = 1, a ⋅ b = 1 4 , a + b ⋅ a − b = 1 2 . (1)求 b 的值; (2)求向量a − b 与a + b 夹角的余弦值. 【解题思路】(1)由 � + � ⋅ � − � = � 2 − � 2 = 1 2 ,可求 � 的值; (2)利用向量数量积求出 � + � = 2, � − � = 1,再由向量数量积求夹角的余弦值. 【解答过程】(1) � + � ⋅ � − � = � 2 − � 2 = 1 2 , 由 � = 1,得 1 − � 2 = 1 2 ,所以 � = 2 2 . (2)因为 � + � 2 = � 2 + 2� ⋅ � + � 2 = 1 + 2 × 1 4 + 1 2 = 2, � − � 2 = � 2 − 2� ⋅ � + � 2 = 1 − 2 × 1 4 + 1 2 = 1, 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 所以 � + � = 2, � − � = 1. 令向量� − � 与� + � 的夹角为θ, 则 cos� = � +� ⋅ � −� � +� � −� = 1 2 2×1 = 2 4 , 即向量� − � 与� + � 夹角的余弦值是 2 4 . 20.(2023春·河南商丘·高一商丘市实验中学校联考阶段练习)如图,正方形 ABCD与平面 BDEF交于 BD, DE 平面 ABCD, / /EF 平面 ABCD,且 2 2 DE EF AB  . (1)求证: //BF 平面 AEC; (2)求证:DF 平面 AEC. 【答案】(1)证明见解析 (2)证明见解析 【分析】(1)根据题意,由条件可证四边形 BOEF为平行四边形,则 / /OE BF,再由线面平行的判定定 理即可证明; (2)根据题意,先由线面垂直的判定定理可证 AC 平面 BDEF,从而可得 AC DF ,即可得到证明. 【详解】(1) 如图,设 AC与 BD交于点 O,则 O为正方形 ABCD的中心,连接 OE,不妨令 2AB  . 则 1DE EF  . ∵四边形 ABCD为正方形,∴ 2 2 2BD AB BO   . ∵ / /EF 平面 ABCD,且平面 ABCD平面 BDEF BD , EF 面 BDEF, ∴ / /EF BD, ∴ / /EF OB, EF OB ,即四边形 BOEF为平行四边形, ∴ / /OE BF . 又OE 平面 AEC, BF 平面 AEC, 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 ∴ //BF 平面 AEC. (2)连接 OF. ∵ / /EF DO,且 EF DO ,DE EF ,∴四边形 ODEF为菱形. ∵DE 平面 ABCD, ∴四边形 ODEF为正方形,∴DF OE . 又四边形 ABCD为正方形, ∴ BD AC . ∵DE 平面 ABCD, AC 平面 ABCD, ∴DE AC . 而BD DE D  ,且 BD 平面 BDEF,DE 平面 BDEF, ∴ AC 平面 BDEF. ∵DF 平面 BDEF, ∴ AC DF . 又OE AC O  ,OE, AC 平面 AEC, ∴DF 平面 AEC. 21. ABC 的内角 A,B,C的对边分别为 a,b,c,设  3 sin 2 cosb A a B  . (1)求 B; (2)若 ABC 的面积等于 3,求 ABC 的周长的最小值. 【答案】(1) 2π 3 B  (2) 4 2 3 【分析】(1)利用正弦定理化边为角,再根据辅助角公式及三角函数即可得解; (2)由题意可得 ac=4,再利用余弦定理结合基本不等式即可得出答案. 【详解】(1)解:因为 3 sin (2 cos )b A a B  , 所以 3 sin sin sin (2 cos )B A A B  , 因为 sin 0A  , 所以 3sin cos 2B B  , 所以 π2sin 2 6 B      , ∵ (0, π)B ,所以 π π 5π, 6 6 6 B        , 所以 π π 6 2 B   ,∴ 2π 3 B  ; (2)解:依题意 3 3 4 ac  ,∴ac=4, 所以 2 4a c ac   ,当且仅当 2a c  时取等号, 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 又由余弦定理得 2 2 2 2 22 cos 3 12b a c ac B a c ac ac         , ∴ 2 3b  ,当且仅当 a=c=2时取等号, 所以 ABC 的周长最小值为 4 2 3 . 22.(12分)如图,在四棱锥� − ����中,底面����是正方形,侧面 QAD是正三角形,侧面��� ⊥底 面����,M是 QD的中点. (1)求证:�� ⊥平面���; (2)求侧面 QBC与底面����所成二面角的余弦值; 【解题思路】(1)根据面面垂直的性质可得�� ⊥面���,再根据线面垂直的性质可得�� ⊥ ��,再根据 线面垂直的判定定理即可得证; (2)取��的中点�,��的中点�,连接��, ��, ��,证明�� ⊥平面���,从而可得∠���即为侧面 QBC 与底面����所成二面角的平面角,进而可得答案; 【解答过程】(1)因为侧面 QAD是正三角形,M是 QD的中点, 所以�� ⊥ ��, 因为�� ⊥ ��,面��� ⊥面����,面��� ∩面���� = ��,�� ⊂面����, 所以�� ⊥面���, 又�� ⊂面���,所以�� ⊥ ��, 又�� ∩ �� = �, ��, �� ⊂平面���, 所以�� ⊥平面���; (2)取��的中点�,��的中点�,连接��, ��, ��, 则��//��且�� = ��,�� ⊥ ��, 故�� ⊥ ��, 因为面��� ⊥面����,面��� ∩面���� = ��,�� ⊂面���, 所以�� ⊥面����, 因为��, �� ⊂面����,所以�� ⊥ ��, �� ⊥ ��, 又�� ∩ �� = �, ��, �� ⊂平面���,所以�� ⊥平面���, 又�� ⊂平面���,所以�� ⊥ ��, 则∠���即为侧面 QBC与底面����所成二面角的平面角, 设�� = 2,则�� = 2, �� = 3,故�� = 4 + 3 = 7, 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 所以 cos∠��� = �� �� = 2 7 = 2 7 7 , 即侧面 QBC与底面����所成二面角的余弦值为2 7 7 ;

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广东省惠州市惠阳区丰湖高级中学2023-2024学年高一下学期第二次段考测试数学试题
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