内容正文:
高二开学摸底检测
数学
分值:150分 时间:120分钟
考查范围:高中数学 必修一、二+选修一第一、二章
一、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,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知集合则( )
A. B.
C. D.
2. 已知(虚数单位),则( )
A. 2 B. C. 4 D. 8
3. 已知,,则( )
A. B. C. D.
4. 已知直线:,圆:,则直线与圆的位置关系一定是( )
A. 相离 B. 相切 C. 相交 D. 不确定
5. 已知是两条直线,是一个平面,下列命题正确的是( )
A. 若,,则 B. 若,则
C 若,则 D. 若,则
6. 将函数的图象向左平移个单位长度后,与函数的图象重合,则的最小值为( )
A. 6 B. 3 C. D.
7. 已知随机事件A和B,下列表述中正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若互斥,则 D. 若对立,则
8. 已知为上的奇函数,,且在区间上单调递减.若,,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 如图,正方形中,是的中点,若,则( )
A. B. C. D.
10. 2023年杭州亚运会上中国选手盛李豪获得男子10米气步枪金牌,并打破世界记录,他在决赛的第一阶段成绩(环数)如下表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
环数
10.5
10.6
10.3
10.5
10.3
10.6
10.7
10.7
10.5
10.6
则下列说法正确的是( )
A. 成绩的众数是10.5环 B. 成绩的极差是0.4环
C. 成绩的25%分位数是10.5环 D. 平均成绩是10.4环
11. 高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,他和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家,用其名字命名的“高斯函数”为:设,用表示不超过x的最大整数,则称为高斯函数.例如:,.已知函数,,则下列叙述中正确的是( )
A. 是偶函数 B. 是奇函数
C. 在上是增函数 D. 值域是
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知正六棱柱各个顶点都在球O的球面上,球心O到正六棱柱的上、下底面的距离均为1,若,则球O的表面积为_______.
13. 已知直线与直线平行(其中为实数),则它们之间的距离为_________.
14. 已知,若,则______.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 如图所示,已知四棱锥中,ABCD直角梯形,,平面,.
(1)求点B到平面CDE的距离;
(2)求二面角的正切值.
16. 在中,已知.
(1)若且,求的面积;
(2)若求的取值范围.
17. 已知函数是定义在上的奇函数.
(1)求的值;
(2)求使不等式成立的的取值范围.
18. 近年来,我国居民体重“超标”成规模增长趋势,其对人的心血管安全构成威胁,国际上常用身体质量指数衡量人体胖瘦程度以及是否健康,中国成人的BMI数值标准是:为偏瘦;为正常;为偏胖;为肥胖.某社区医院为了解居民体重现状,随机抽取了100名居民体检数据,将其BMI值分成以下五组:,,,,,得到相应的频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中a的值,并估计该社区居民BMI值的样本数据的分位数;
(2)现从样本中利用分层随机抽样的方法从,这两组中抽取6名居民,再从这6人中随机抽取2人,求抽取到的2人的BMI值不在同一组的概率.
19. 如图1,在长方形ABCD中,已知,,E为CD中点,F为线段EC上(端点E,C除外)的动点,过点D作AF的垂线分别交AF,AB于O,K两点.现将折起,使得(如图2).
(1)证明:平面平面;
(2)求直线DF与平面所成角的最大值.
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高二开学摸底检测
数学
分值:150分 时间:120分钟
考查范围:高中数学 必修一、二+选修一第一、二章
一、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,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知集合则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先解一元二次不等式求得集合A,之后利用交集中元素的特征求得,得到结果.
【详解】由解得,
所以,
又因为,所以,
故选:D.
【点睛】本题考查的是有关集合的问题,涉及到的知识点有利用一元二次不等式的解法求集合,集合的交运算,属于基础题目.
2. 已知(为虚数单位),则( )
A. 2 B. C. 4 D. 8
【答案】B
【解析】
【分析】根据复数的运算法则,化简得到,进而求得,得到答案.
【详解】由复数,可得,所以.
故选:B.
3. 已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据向量夹角公式的坐标表示求解.
【详解】由已知两式相加,得即,
两式相减可得即,
所以.
故选:C
4. 已知直线:,圆:,则直线与圆的位置关系一定是( )
A. 相离 B. 相切 C. 相交 D. 不确定
【答案】C
【解析】
【分析】由直线的方程可得直线恒过定点,判断点在圆的内部,从而可得结果.
【详解】因为直线的方程为,
所以直线恒过定点,
对于点,因为,
所以在圆的内部,
则直线与圆一定相交,故选C.
【点睛】本题主要考查直线与圆的位置关系、点与圆的位置关系,以及直线过定点问题,属于基础题.判断直线过定点主要形式有:(1)斜截式,,直线过定点;(2)点斜式直线过定点.
5. 已知是两条直线,是一个平面,下列命题正确的是( )
A. 若,,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】C
【解析】
【分析】根据线面位置关系的判定与性质,逐项判断即可求解.
【详解】对于A,若,,则平行或相交,不一定垂直,故A错误.
对于B,若,则或,故B错误.
对于C,,过作平面,使得,
因为,故,而,故,故,故C正确.
对于D,若,则,故D错误.
故选:C.
6. 将函数的图象向左平移个单位长度后,与函数的图象重合,则的最小值为( )
A. 6 B. 3 C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,函数的图象与的图象重合,可得,从而得解.
【详解】将的图象向左平移个单位长度,
得到,
其图象与的图象重合,
则,所以,
又,所以的最小值为3.
故选:B
7. 已知随机事件A和B,下列表述中正确的是( )
A 若,则 B. 若,则
C. 若互斥,则 D. 若对立,则
【答案】D
【解析】
【分析】根据事件的包含关系与概率之间的关系判断AB,根据互斥事件和对立事件的概率关系判断CD.
【详解】选项A:若 ,则 ,因此 ,而非 ,错误.
选项B:若 ,则 ,因此 ,而非 ,错误.
选项C:若 和 互斥,则 ,故 ,而非 ,错误.
选项D:若 和 对立,则 为必然事件,故 ,正确.
故选:D.
8. 已知为上的奇函数,,且在区间上单调递减.若,,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先判断的奇偶性和单调性,再根据单调性比较大小.
【详解】因为为上的奇函数,所以是偶函数,
又因为在区间上单调递减,所以在区间上单调递增;
又,,所以,
所以.
故选:B.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 如图,正方形中,是的中点,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【解析】
【分析】建立如图所示的平面直角坐标系,利用向量线性运算的坐标形式可求,,故可得正确的选项.
【详解】
以为坐标原点建立平面直角坐标系,设正方形边长为1,
则,则.
故,,,故,
解得,故,,,
故选: AB.
10. 2023年杭州亚运会上中国选手盛李豪获得男子10米气步枪金牌,并打破世界记录,他在决赛的第一阶段成绩(环数)如下表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
环数
10.5
10.6
10.3
10.5
10.3
10.6
10.7
10.7
10.5
10.6
则下列说法正确的是( )
A. 成绩的众数是10.5环 B. 成绩的极差是0.4环
C. 成绩的25%分位数是10.5环 D. 平均成绩是10.4环
【答案】BC
【解析】
【分析】根据众数、极差、百分位数、平均数的定义一一计算即可.
【详解】对A,数据中有3个和3个,所以众数是,,A选项错误;
对B,极差是最大值与最小值的差,,所以B选项正确;
对C,将数据从小到大排列,,所以其分位数是第3个数,为,所以C选项正确;
对D,数据的平均成绩为:,D选项错误,
故选:BC.
11. 高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,他和阿基米德、牛顿并列为世界三大数学家,用其名字命名的“高斯函数”为:设,用表示不超过x的最大整数,则称为高斯函数.例如:,.已知函数,,则下列叙述中正确的是( )
A. 是偶函数 B. 是奇函数
C. 在上是增函数 D. 的值域是
【答案】BC
【解析】
【分析】利用偶函数的定义举例判断A;利用奇函数的定义推理判断B;利用指数型复合函数单调性判断C;求出的值域,进而求出的值域判断D.
【详解】依题意,函数的定义域为,
对于A,,,,函数不是偶函数,A错误;
对于B,,则函数是奇函数,B正确;
对于C,函数在上单调递增,则函数在R上是增函数,C正确;
对于D,由,得,则,的值域为,D错误.
故选:BC
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知正六棱柱的各个顶点都在球O的球面上,球心O到正六棱柱的上、下底面的距离均为1,若,则球O的表面积为_______.
【答案】
【解析】
【分析】求出底面正六边形外接圆的半径,进而求出外接球的半径,即可得解.
【详解】因为,所以正六边形的的外接圆半径,
所以球O的半径,
所以球O的表面积为.
故答案为:
13. 已知直线与直线平行(其中为实数),则它们之间的距离为_________.
【答案】3
【解析】
【分析】根据直线平行求得,即可求两平行线之间的距离.
【详解】因为直线与直线平行,
则,解得,
可知两直线分别为,,符合题意,
所以两直线的距离为.
故答案为:3.
14. 已知,若,则______.
【答案】
【解析】
【分析】利用诱导公式可求得,利用,结合二倍角的余弦公式可求值.
【详解】由,可得,则,
则
.
故答案为:
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 如图所示,已知四棱锥中,ABCD是直角梯形,,平面,.
(1)求点B到平面CDE的距离;
(2)求二面角的正切值.
【答案】(1)4 (2)
【解析】
【分析】(1)建立空间直角坐标系,用点到面的距离公式即可算出答案;
(2)先求出两个面的法向量,然后用二面角公式即可.
【小问1详解】
∵平面平面
∴,
又 两两互相垂直,
则以点为坐标原点,分别为轴,轴, 轴建立如图所示的空间直角坐标系,
,
设平面的一个法向量
即
令,可得 ,
,
记点到平面的距离为,
则,
所以点到平面的距离为4.
【小问2详解】
由 ( 1 ) 可知平面的一个法向量为
平面的一个法向量为,
设二面角的平面角为,
由图可知 ,
,
由图知,二面角为锐二面角,
所以二面角的余弦值为,正弦值为,
二面角正切值为.
16. 在中,已知.
(1)若且,求的面积;
(2)若求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)结合正弦定理、余弦定理和面积公式即可求解;
(2)结合基本不等式求最值和三角形边的关系即可求解.
【小问1详解】
由正弦定理得,又,从而,
由得,
从而,
所以的面积.
【小问2详解】
由,
又,当且仅当时取等号,
从而,所以,
又因为中,,从而,
所以的范围是.
17. 已知函数是定义在上奇函数.
(1)求的值;
(2)求使不等式成立的的取值范围.
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】(1)根据即可求解.
(2)利用对数函数的单调性即可求解.
【详解】(1)函数是定义在上的奇函数,
则,即,所以,解得,
所以,
,
即,所以函数是定义在上的奇函数.
(2)由,即,
因为为单调递增函数,
所以,即,
当时,不等式恒成立;
当时,则,
解得,此时
综上所述,使不等式成立的的取值范围为.
18. 近年来,我国居民体重“超标”成规模增长趋势,其对人的心血管安全构成威胁,国际上常用身体质量指数衡量人体胖瘦程度以及是否健康,中国成人的BMI数值标准是:为偏瘦;为正常;为偏胖;为肥胖.某社区医院为了解居民体重现状,随机抽取了100名居民体检数据,将其BMI值分成以下五组:,,,,,得到相应的频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中a的值,并估计该社区居民BMI值的样本数据的分位数;
(2)现从样本中利用分层随机抽样的方法从,这两组中抽取6名居民,再从这6人中随机抽取2人,求抽取到的2人的BMI值不在同一组的概率.
【答案】(1),分位数为26.5
(2)
【解析】
【分析】(1)根据频率之和为1得到方程,求出,利用百分位数的求解方法得到分位数;
(2)求出两组人数比值为,则在,中分别抽取2人,4人,利用列举法求解古典概型的概率.
【小问1详解】
由频率分布直方图得,解得.
因为前三组的频率之和为,
前四组的频率之和为,
所以样本数据的分位数在内,设为x,
则,解得,
故估计该社区居民身体质量指数BMI值的样本数据的分位数为26.5.
小问2详解】
由频率分布直方图可知BMI值在内的频数为,
在内的频数为,所以两组人数比值为,
按照分层随机抽样的方法抽取6人,则在,中分别抽取2人,4人,
记这组2人的编号分别为,,这组4人的编号分别为,,,,
从这6人中随机抽取2人,
故样本空间,
共15个样本点,
设事件“抽取到的2人的BMI值不在同一组”,
则,共8个样本点,
故,即从这6个人中随机抽取2人,抽取到的2人的BMI值不在同一组的概率为.
19. 如图1,在长方形ABCD中,已知,,E为CD中点,F为线段EC上(端点E,C除外)的动点,过点D作AF的垂线分别交AF,AB于O,K两点.现将折起,使得(如图2).
(1)证明:平面平面;
(2)求直线DF与平面所成角的最大值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)先证平面,得平面,所以,再证平面,从而得证面面垂直;
(2)直线DF与平面所成角为,记,设(),由,得,计算,利用基本不等式得最大值,从而得角的最大值.
【小问1详解】
因为,,,平面,,
所以平面.
因为平面,所以.
又因为,,平面,,
所以平面.
因为平面,所以平面平面.
【小问2详解】
连结FK,由(1)可知,直线DF与平面所成角,记.
在图1中,因为,所以,
又因为,所以.
又因为,所以.
设(),由,得,解得.
在图2中,因为,所以,
所以,
当且仅当时等号成立,
又因为,所以的最大值为,
即直线DF与平面所成角的最大值为.
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