内容正文:
高2024级高二上期第一次月考统考数学试题
时间120分钟 满分150分
第Ⅰ卷(选择题)
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. 已知点,则点A关于的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据空间坐标系中点的对称变换规则可得结果.
【详解】易知点关于的对称点的坐标保持横坐标、纵坐标不变,竖坐标变为相反数,即为.
故选:B
2. 已知随机事件和互斥,且,,则( )
A. 0.5 B. 0.6 C. 0.7 D. 0.8
【答案】B
【解析】
【分析】利用互斥事件的概率公式求得,再利用对立事件概率公式求得结果.
【详解】由与互斥,得,
则,
所以.
故选:B
3. 设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据给定的信息,利用指数、对数函数性质,结合“媒介数”比较大小即得.
【详解】依题意,,而,
所以的大小关系为.
故选:D
4. 若a,b,l是空间中三条不同的直线,,,是三个不同的平面,则下列命题中真命题是( )
A. 若,,,则 B. 若,,,则
C. 若,,,则 D. 若,,,则
【答案】A
【解析】
【分析】由线线,线面,面面的位置关系逐项判断即可得结论.
【详解】对于A,若,,,由线面平行的性质可得,故A正确;
对于B,若,,,当时,得不出,故B错误;
对于C,若,,,可能,也可能与相交,故C错误;
对于D,若,,,可能,也可能,也可能不共线且不垂直,故D错误.
故选:A.
5. 角是第二象限角,以为始边,它的终边与单位圆O相交于点P,且点P的纵坐标为,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据给定条件,求出点的坐标,再利用三角函数定义求出目标值.
【详解】依题意,点在第二象限,则点的横坐标为,
所以.
故选:A
6. 将一枚质地均匀的骰子连续抛掷2次,则两次向上的点数之和除以4的余数为3的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据给定条件,利用列举法求出古典概率.
【详解】一枚质地均匀的骰子连续抛掷2次的试验有36个样本点,
两次向上的点数之和除以4的余数为3的事件含有的样本点为:
,共10,
所以两次向上的点数之和除以4的余数为3的概率为.
故选:C
7. 已知圆台上、下底面面积分别是、,其侧面积是,则该圆台的体积是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先由侧面积得母线长,再由母线得到高,进而圆台的体积公式可得出.
【详解】如图,由圆台上、下底面面积分别是、,得上底面半径,下底面半径.
侧面积是,得,得,在直角三角形中,
,高,
所以.
故选:A.
8. 已知中,a、b、c为角A、B、C的对边,,若与的内角平分线交于点I,的外接圆半径为,则面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据正弦定理求出,,,,得到,利用基本不等式求出面积的最大值.
【详解】,由正弦定理得:
∵,∴,
∵,
∴,为直角三角形且外接圆半径为,
∴,
∴,
设内切圆半径为,则.
其中,
因为,所以,
故,当且仅当时,等号成立,
∴,
当且仅当时等号成立,
故选:A
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. 已知一组数据,则下列结论正确的有( )
A. 若,则这组数据的众数为1
B. 若,则这组数据的分位数为3
C. 若,则这组数据的平均数的最小值为
D. 若,则这组数据的平均数的最小值为2
【答案】ABC
【解析】
【分析】A由众数定义可得答案;;B由百分位数计算方式可得答案;CD由基本不等式可判断选项正误.
【详解】对于A,数据中1出现次数最多,则众数为1,故A正确;
对于B,数据从小到大排序为1,1,1,2,3,3,4,4,又,
则这组数据的分位数为第六个数据,即3,故B正确;
对于CD,由,可得,当且仅当时取等号,
则平均数最小值为,故C正确,D错误.
故选:ABC
10. 在空间直角坐标系中,设、分别是异面直线、的两个方向向量,、分别是平面、的两个法向量,若,,,,下列说法中正确的是( )
A. B.
C. D. 异面直线、的夹角余弦值为
【答案】BD
【解析】
【分析】根据给定条件,利用空间位置关系的向量证明判断ABC;利用线线角的向量求法计算判断D.
【详解】由,,得不共线,因此直线与平面不垂直,A错误;
由,,得,即,直线,B正确;
由,,得,即,则,C错误;
由,,得,
因此异面直线、的夹角余弦值为,D正确.
故选:BD
11. 如图,平行六面体中,以为顶点的三条棱长均为1,且两两之间的夹角都是,则下列说法中正确的是( )
A. B.
C. 向量与的夹角是 D. 与所成角的余弦值为
【答案】AC
【解析】
【分析】根据题意,利用空间向量的线性运算和数量积运算,对选项中的命题进行分析判断,能求出结果即可.
【详解】在平行六面体中,
其中以顶点为端点的三条棱长均为1 ,且彼此夹角都是,
所以,.
对于A,因为,
所以,
,故A正确;
对于B,因为,
且,
即不成立,故B错误;
对于C,,所以,
所以,
所以向量与夹角是,故C正确;
对于D,,
,
而,
,
,故D错误.
故选:AC
第Ⅱ卷(非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若复数,的共轭复数对应的点在第四象限,则实数的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】首先求出共轭复数,然后利用复数在各象限的特征列不等式组即可求解.
【详解】由可知:,
由题意,解得,即实数的取值范围是.
故答案为:
13. 已知向量,则在方向上的投影向量的坐标为__________
【答案】
【解析】
【分析】根据投影向量的定义,数量积和模的坐标运算公式即可得解.
【详解】由题意向量,
则在方向上的投影向量的坐标为.
故答案为:.
14. 如图,平面四边形中,,,,,沿将折起成直二面角(折起后原来平面图形的D点变为空间图形的P点),则折起后四面体的内切球半径为______.
【答案】
【解析】
【分析】分别求出三棱锥的表面积、体积,结合等体积法即可列方程求解.
【详解】因为平面平面,,平面平面,平面,
所以平面,
又因为平面,
所以,
又因为,平面,
所以平面,而平面,
从而,
设所求为,三棱锥的表面积、体积分别为,,
而,,
从而,解得.
故答案为:.
【点睛】关键点点睛:关键在于利用等体积法建立关于的方程,由此即可顺利得解.
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. 某大学随机统计了800名学生的一个学期自习时间(单位:小时),所得数据都在内,将所得的数据分成4组:得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求a的值以及自习时间在内的学生人数;
(2)估计该校每个学生一个学期自习的平均时间(同一组中的数据用该组区间的中点值代表);
(3)从和用分层随机抽样的方法抽取6名学生,再从这6名学生中随机抽取2名学生调查他们的学习成绩,求抽到的这2名学生恰有1名一个学期自习时间落在内的概率.
【答案】(1);
(2)105小时 (3)
【解析】
【分析】(1)利用频率直方图的性质即可求解;
(2)利用频率直方图的中点值结合均值算法,可估计总体平均值;
(3)利用分层抽样和古典概型公式可求出概率.
【小问1详解】
由频率分布直方图可知:,解得,
一个学期自习时间在内的学生人数为;
【小问2详解】
该校学生一个学期自习平均时间
,
即估计该校每个学生一个学期自习平均时间为105小时;
【小问3详解】
一个学期自习时间落在的抽取人数为,
这4人分别记为A,B,C,D,
一个学期自习时间落在的抽取人数为,
这2人分别记为a,b,
再从这6名学生中随机抽取2名学生的样本空间为:
,共有15个样本点,
其中恰有1名一个学期自习时间落在内的样本点,共8个样本点,
所以抽到这2名学生恰有1名一个学期自习时间落在内的概率.
16. 如图,已知四棱锥中,侧面PAD为边长等于2的正三角形,底面ABCD为菱形,,O为AD中点,侧面PAD与底面ABCD所成的二面角为.
(1)证明平面PBO;
(2)求点P到平面ABCD的距离;
(3)求二面角的余弦值.
【答案】(1)证明:连接PO,BO,BD,如图,
因是边长为2的正三角形,则,
在菱形ABCD中,,则为正三角形,
所以,又,平面,
则平面.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)连接PO,BO,BD,先证明,,进而求证即可;
(2)易得是二面角的平面角,即,过P作的延长线于H,进而证明平面,进而求解即可;
(3)取PB中点E,连OE,取PC中点F,连EF,AE,DF,进而得到为二面角的平面角,进而求解即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)知,,,
则是二面角的平面角,,
由平面,平面,
则平面平面,过P作的延长线于H,
因为平面平面,平面,
因此平面,
而在正中,,则,
又,则,
所以点P到平面的距离是.
【小问3详解】
由(1)知,是正三角形,则,
取PB中点E,连OE,由(2)知,,
则,,,
取PC中点F,连EF,AE,DF,则有,且,
又平面,平面,则,
即有,又,则,
从而得为二面角的平面角,
在梯形中,,
中,,
,
所以二面角的余弦值是.
17. 甲、乙、丙三人进行投篮比赛,其中甲投篮一次命中的概率为,甲、乙两人各投篮一次且都命中的概率为,乙、丙两人各投篮一次且都命中的概率为,且任意两次投篮互不影响.
(1)分别计算乙,丙两人各投篮一次且都命中的概率;
(2)求甲、乙、丙各投篮一次且恰有两人命中的概率;
(3)若乙想命中的概率不低于0.9999,乙至少需要投篮多少次?(参考数据:,)
【答案】(1)乙射击一次击中目标的概率为,丙射击一次击中目标的概率为;
(2);
(3)23次.
【解析】
【分析】(1)利用相互独立事件,结合已知求出乙,丙投篮一次且都命中的概率.
(2)记甲、乙、丙各投篮一次恰有两人命中为事件,再由相互独立事件及互斥事件的概率公式计算求解.
(3)设乙投篮次,则至少有一次投中的概率为,由,利用指数函数的性质及对数的运算性质计算得解.
【小问1详解】
记甲投篮一次命中为事件,乙投篮一次命中为事件,丙投篮一次命中为事件,
依题意,,,则,
,解得,
所以乙投篮一次命中的概率为,丙投篮一次命中的概率为.
【小问2详解】
记甲、乙、丙各投篮一次恰有两人命中为事件,则,
则
,
所以甲、乙、丙各投篮一次恰有一人命中的概率.
【小问3详解】
设乙投篮次,则至少有一命击中的概率为,
由,得,两边取常用对数得,
因此,则,
所以乙至少要投篮次.
18. 在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c满足.
(1)求B;
(2)若,,求的面积;
(3)求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理将已知等式统一成角的形式,化简后利用余弦定理可求出角B;
(2)利用余弦定理求出,再由三角形面积公式可求得结果;、
(3)利用正弦定理统一成角的形式,然后利用三角函数恒等变换公式化简变形得,令,然后利用二次函数的性质可求其范围.
【小问1详解】
,
由正弦定理,得,.
由余弦定理,得,
,.
【小问2详解】
在中,,,.
由余弦定理,得,
即,解得(舍)或.
的面积为.
【小问3详解】
由(1)知.
.
令,,
,.
,
当时,取得最小值,最小值为.
当时,取得最大值,最大值为.
的取值范围是.
19. 如图,设,且,当时,定义平面坐标系为的斜坐标系.在的斜坐标系中,任意一点P的斜坐标这样定义:设,分别为正方向同向的单位向量,若向量,记向量.在的斜坐标系中.
(1)若向量,求.
(2)已知向量,,证明:.
(3)若向量,的斜坐标分别为和,,设函数,,.
①若的从小到大依次为,求n.
②比较与的大小,并说明理由.(参考数据:,)
【答案】(1)
(2)证明:因为向量,
所以,
所以
化简得;
(3)①760;
②,理由如下:
令,则,
又因为,所以,
又因为,所以,由零点存在定理可得,
由(1)可知在上单调递减,
所以,即,所以
【解析】
【分析】(1)先由题设得到,接着由结合数量积的运算律计算即可求出;
(2)先由题设得,再由结合数量积的运算律计算得证;
(3)①先由(2)化简,进而将题设等价于方程的根,作出的图象,结合函数的周期分析求解即可;②令,由和结合零点存在定理得,再结合①得到及其大小范围即可得解.
【小问1详解】
因为向量,所以,
又因为,
所以,
所以;
【小问2详解】
略
【小问3详解】
由(2)得,化简得,
所以,
则方程的根等价于的根,
如图所示,在的一个周期内,方程根的个数为3,
因为,
则当,根的个数,
②略
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高2024级高二上期第一次月考统考数学试题
时间120分钟 满分150分
第Ⅰ卷(选择题)
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. 已知点,则点A关于的对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
2. 已知随机事件和互斥,且,,则( )
A. 0.5 B. 0.6 C. 0.7 D. 0.8
3. 设,则的大小关系为( )
A. B.
C. D.
4. 若a,b,l是空间中三条不同的直线,,,是三个不同的平面,则下列命题中真命题是( )
A. 若,,,则 B. 若,,,则
C. 若,,,则 D. 若,,,则
5. 角是第二象限角,以为始边,它的终边与单位圆O相交于点P,且点P的纵坐标为,则的值为( )
A. B. C. D.
6. 将一枚质地均匀的骰子连续抛掷2次,则两次向上的点数之和除以4的余数为3的概率为( )
A. B. C. D.
7. 已知圆台上、下底面面积分别是、,其侧面积是,则该圆台的体积是( )
A. B. C. D.
8. 已知中,a、b、c为角A、B、C的对边,,若与的内角平分线交于点I,的外接圆半径为,则面积的最大值为( )
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. 已知一组数据,则下列结论正确的有( )
A. 若,则这组数据的众数为1
B. 若,则这组数据的分位数为3
C. 若,则这组数据的平均数的最小值为
D. 若,则这组数据的平均数的最小值为2
10. 在空间直角坐标系中,设、分别是异面直线、的两个方向向量,、分别是平面、的两个法向量,若,,,,下列说法中正确的是( )
A. B.
C. D. 异面直线、的夹角余弦值为
11. 如图,平行六面体中,以为顶点的三条棱长均为1,且两两之间的夹角都是,则下列说法中正确的是( )
A. B.
C. 向量与的夹角是 D. 与所成角的余弦值为
第Ⅱ卷(非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若复数,的共轭复数对应的点在第四象限,则实数的取值范围为______.
13. 已知向量,则在方向上的投影向量的坐标为__________
14. 如图,平面四边形中,,,,,沿将折起成直二面角(折起后原来平面图形的D点变为空间图形的P点),则折起后四面体的内切球半径为______.
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. 某大学随机统计了800名学生的一个学期自习时间(单位:小时),所得数据都在内,将所得的数据分成4组:得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求a的值以及自习时间在内的学生人数;
(2)估计该校每个学生一个学期自习的平均时间(同一组中的数据用该组区间的中点值代表);
(3)从和用分层随机抽样的方法抽取6名学生,再从这6名学生中随机抽取2名学生调查他们的学习成绩,求抽到的这2名学生恰有1名一个学期自习时间落在内的概率.
16. 如图,已知四棱锥中,侧面PAD为边长等于2的正三角形,底面ABCD为菱形,,O为AD中点,侧面PAD与底面ABCD所成的二面角为.
(1)证明平面PBO;
(2)求点P到平面ABCD的距离;
(3)求二面角的余弦值.
17. 甲、乙、丙三人进行投篮比赛,其中甲投篮一次命中的概率为,甲、乙两人各投篮一次且都命中的概率为,乙、丙两人各投篮一次且都命中的概率为,且任意两次投篮互不影响.
(1)分别计算乙,丙两人各投篮一次且都命中的概率;
(2)求甲、乙、丙各投篮一次且恰有两人命中的概率;
(3)若乙想命中的概率不低于0.9999,乙至少需要投篮多少次?(参考数据:,)
18. 在中,角A,B,C的对边分别是a,b,c满足.
(1)求B;
(2)若,,求的面积;
(3)求的取值范围.
19. 如图,设,且,当时,定义平面坐标系为的斜坐标系.在的斜坐标系中,任意一点P的斜坐标这样定义:设,分别为正方向同向的单位向量,若向量,记向量.在的斜坐标系中.
(1)若向量,求.
(2)已知向量,,证明:.
(3)若向量,的斜坐标分别为和,,设函数,,.
①若的从小到大依次为,求n.
②比较与的大小,并说明理由.(参考数据:,)
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