内容正文:
高一数学
考试说明:
1.本试卷共150分.考试时间120分钟.
2.请将各题答案填在答题卡上.
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,则( )
A. 40 B. C. D.
2. 已知事件,满足,,,则( )
A. 0.9 B. 0.6 C. 0.3 D. 0.18
3. 已知向量,,若,则( )
A. -1 B. 1 C. -9 D. 9
4. 某班有名同学,现按男生、女生进行分层,通过分层随机抽样的方法,从该班选出了人参加学校公益社团,其中男生人,则该班女生人数为( )
A. B. C. D.
5. 已知某圆锥的底面积为,母线长为,则该圆锥的体积为( )
A. B. C. D.
6. 在中,内角的对边分别为,,,且,则( )
A. B. C. 或 D. 或
7. 在三棱锥中,,其余棱长均为3,若三棱锥的所有顶点都在球的球面上,则球的表面积为( )
A. B. C. D.
8. 如图,在直二面角中,,两点都在直线上,,两点分别在两个半平面内,,则异面直线与所成角的余弦值为( )
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.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9. 已知复数,,则( )
A.
B. 在复平面内对应的点在第四象限
C.
D.
10. 如图,在长方体中,,,,为的中点,点为侧面内的动点(含边界),则下列说法正确的是( )
A. 直线与为异面直线
B. 三棱锥的体积为定值
C. 有且只有一个点,使得
D. 若,则点的轨迹长度为
11. 已知一组样本数据,,的方差为3,则( )
A. ,,不可能都相等
B. ,,的方差也为3
C. 该组样本数据的平均数有最值
D. 的最小值为9
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量在单位向量上的投影向量为,则的值为_________.
13. 在正三棱台中,,,,则正三棱台的高为_________.
14. 从1,2,3,4,5中随机取出3个数,其和记为,其余两个数之积为,则的概率为_________.
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,在直三棱柱中,,分别为,的中点,,.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成的角.
16. 为了解学生航空知识掌握的情况,某航空学校对全体学生进行航空知识问卷调查(满分100分),并从中随机抽取200份答卷作为样本,将样本成绩分成5组:,,,,,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求的值以及样本成绩的第75百分位数;
(2)已知样本成绩落在的平均数是65,标准差是4,落在的平均数是85,标准差是2,求这两组成绩合并后的平均数和方差.
17. 如图,四棱锥的底面为菱形,交于点,,为等边三角形,,.
(1)求证:平面;
(2)求二面角的正切值.
18. 记的内角,,所对的边分别为,,,为的中点,,,.
(1)求的值;
(2)求的长.
19. 离散曲率是刻画空间弯曲性的重要指标.设为多面体的一个顶点,定义多面体在点处的离散曲率为,其中为多面体中所有与点相邻的顶点,且平面,平面,…,平面和平面为多面体中所有以为顶点的面.如图,已知直四棱柱的所有棱长均为2.
(1)求直四棱柱在顶点,,,处的离散曲率和;
(2)若直四棱柱在顶点,处的离散曲率和为,为的中点.
(i),分别为,的中点.作出平面截直四棱柱所得截面(保留作图痕迹,不需写作图过程),并求该截面的面积;
(ii),分别为底面和的边界及其内部的两动点,求的最小值.
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高一数学
考试说明:
1.本试卷共150分.考试时间120分钟.
2.请将各题答案填在答题卡上.
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,则( )
A. 40 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由,则.
2. 已知事件,满足,,,则( )
A. 0.9 B. 0.6 C. 0.3 D. 0.18
【答案】B
【解析】
【详解】由可得. 所以.
代入,得.
3. 已知向量,,若,则( )
A. -1 B. 1 C. -9 D. 9
【答案】A
【解析】
【分析】根据两向量平行的充要条件求解即可.
【详解】因为,,,
所以,
解得.
4. 某班有名同学,现按男生、女生进行分层,通过分层随机抽样的方法,从该班选出了人参加学校公益社团,其中男生人,则该班女生人数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设该班女生人数为,则,解得,
所以该班女生人数为.
5. 已知某圆锥的底面积为,母线长为,则该圆锥的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设圆锥的底面半径为,母线长为,
因为圆锥的底面积为,则底面半径,
可知圆锥的高为,所以该圆锥的体积为.
6. 在中,内角的对边分别为,,,且,则( )
A. B. C. 或 D. 或
【答案】C
【解析】
【分析】利用正弦定理化边为角即可.
【详解】因为,
由正弦定理得,
又,所以,
又,所以或.
7. 在三棱锥中,,其余棱长均为3,若三棱锥的所有顶点都在球的球面上,则球的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】将三棱锥补形成长方体,结合长方体的外接球运算求解即可.
【详解】将三棱锥补形成长方体,设长方体的长、宽、高分别为a、b、c,
则,可得,
则球的半径为,所以球的表面积为.
8. 如图,在直二面角中,,两点都在直线上,,两点分别在两个半平面内,,则异面直线与所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】若,作且,得异面直线与所成角的平面角为,过作的垂线,连接,易知过作垂线的垂足必重合,记为,再结合已知及余弦定理求异面直线的夹角余弦值.
【详解】如下图,若取,作且,
所以异面直线与所成角的平面角为,
过作于点,连接,
因,,易得≌,则,
故的平面角为,
其中,则,
在中,由余弦定理,,
所以异面直线与所成角的余弦值为.
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.全部选对得6分,部分选对得部分分,有选错的得0分.
9. 已知复数,,则( )
A.
B. 在复平面内对应的点在第四象限
C.
D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】选项A:因为,所以,A错误;
选项B:因为,所以对应的点的坐标为在第四象限,B正确;
选项C:,C正确;
选项D:,D正确.
10. 如图,在长方体中,,,,为的中点,点为侧面内的动点(含边界),则下列说法正确的是( )
A. 直线与为异面直线
B. 三棱锥的体积为定值
C. 有且只有一个点,使得
D. 若,则点的轨迹长度为
【答案】ACD
【解析】
【分析】利用长方体的空间关系,结合异面直线的位置关系可判断A,利用等体积法,结合两平面的位置关系可判断B,利用过直线外一点作该直线的平行线有且仅有唯一一条直线可判断C,利用圆的轨迹可判断.
【详解】因为由图可知,直线与平面相交,且交点不在直线上,
所以直线与为异面直线,故A正确;
由三棱锥体积,由于的面积是定值,
又由图可知,侧面与平面是相交平面,即不是平行平面关系,
所以点到平面的距离是变量,不是定值,则不是定值,故B错误;
根据过直线外一点作该直线的平行线有且仅有唯一一条直线可知:
有且只有一个点,使得,即为的中点,故C正确;
在长方体中,可知平面,
又因为平面,所以,
又因为,,为的中点,
所以由勾股定理可得:,
因为点为侧面内的动点(含边界),,,
所以点的轨迹是以为圆心,以为半径的四分之一圆,
即点的轨迹长度为,故D正确.
11. 已知一组样本数据,,的方差为3,则( )
A. ,,不可能都相等
B. ,,的方差也为3
C. 该组样本数据的平均数有最值
D. 的最小值为9
【答案】ABD
【解析】
【详解】由题意,,.
对于A,若,则,
所以,不满足题意,
则,,不可能都相等,故A正确;
对于B,,,的平均数为,
则方差为
,故B正确;
对于C,由方差的性质可知,样本数据,,的方差为3,
,,的的方差也为3,
由k具有任意性,可知该组样本数据的平均数没有最值,故C错误;
对于D,因为,
所以,
当时,取得最小值9,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量在单位向量上的投影向量为,则的值为_________.
【答案】
【解析】
【分析】根据投影向量的计算公式计算即可.
【详解】因为向量在单位向量上的投影向量为,
所以向量在单位向量上的投影为,
即,所以.
故答案为:.
13. 在正三棱台中,,,,则正三棱台的高为_________.
【答案】
【解析】
【详解】在正三棱台中,设上底面中心为,下底面中心为,
连接,过作交于,
因为,,则,,
又易知平面,所以平面,又易得,
所以,则,
在直角三角形中,,则,
所以正三棱台的高为.
14. 从1,2,3,4,5中随机取出3个数,其和记为,其余两个数之积为,则的概率为_________.
【答案】##
【解析】
【分析】根据古典型的概率求解法求解即可.
【详解】要使随机取出的3个数的和大于剩下两个数的积,
则取出的3个数分别为:5,4,3;5,4,2;5,4,1;5,3,2;5,3,1;4,3,2;共6种情况;
而总的抽取情况除了上述的6种外,还有:5,2,1;4,3,1;4,2,1;3,2,1,共4种情况,
故从5个数中任取3个数共10种情况;
所以所求概率为
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,在直三棱柱中,,分别为,的中点,,.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成的角.
【答案】(1)连接,如下图所示
因为,分别为,的中点,
所以,
因为平面,平面,
所以平面.
(2)
【解析】
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)知,
所以直线与平面所成的角等于直线与平面所成的角,
因为平面,
所以是直线与平面所成的角,
在中,,
所以,
因为,
所以,
即直线与平面所成的角为.
16. 为了解学生航空知识掌握的情况,某航空学校对全体学生进行航空知识问卷调查(满分100分),并从中随机抽取200份答卷作为样本,将样本成绩分成5组:,,,,,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求的值以及样本成绩的第75百分位数;
(2)已知样本成绩落在的平均数是65,标准差是4,落在的平均数是85,标准差是2,求这两组成绩合并后的平均数和方差.
【答案】(1),第75百分位数为85
(2)平均数为77,方差为
【解析】
【分析】(1)由频率和为1列方程求参数值,根据百分数的定义求第75百分位数;
(2)应用分层样本与总体平均数、方差的关系求合并后的平均数、方差.
【小问1详解】
由题可得,解得
前3组的频率之和为,
前4组的频率之和为,
所以样本成绩的第75百分位数落在内,设为,
则,解得,
即样本成绩的第75百分位数为85.
【小问2详解】
样本成绩落在的频率为,人数为,
样本成绩落在的频率为,人数为,
两组成绩合并后的平均数为,
两组成绩合并后的方差为.
17. 如图,四棱锥的底面为菱形,交于点,,为等边三角形,,.
(1)求证:平面;
(2)求二面角的正切值.
【答案】(1)因为底面为菱形,交于点,
所以为,的中点.
因为为等边三角形,所以,所以.
又,所以,,
又,平面,所以平面;
(2)2
【解析】
【分析】(1)利用线面垂直的判定定理即可得证;
(2)过作于点,连接,即证,得为二面角的平面角,在中,计算,进而求解.
【小问1详解】
略;
【小问2详解】
由(1)知平面,又平面,所以.
如图,过作于点,连接,
又,则平面.
又因为平面,所以,
所以为二面角的平面角.
因为底面为菱形,所以,且.
又,所以为等边三角形,
所以,
又为等边三角形,为的中点,
所以,
在中,,
所以,
即二面角的正切值为2.
18. 记的内角,,所对的边分别为,,,为的中点,,,.
(1)求的值;
(2)求的长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据是中点得到与面积相等,结合三角形面积公式列出三角关系式,利用余弦二倍角公式化简后约去求解.
(2)在中分别列余弦定理,由联立等式,代入与的二倍角展开式,解方程得到.
【小问1详解】
设,则.
因为为的中点,所以,
所以的面积与的面积相等,
所以,
所以,即,
所以.
又,所以,即.
【小问2详解】
因为为的中点,所以,
在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理得,
所以,
可得,即,
解得.
19. 离散曲率是刻画空间弯曲性的重要指标.设为多面体的一个顶点,定义多面体在点处的离散曲率为,其中为多面体中所有与点相邻的顶点,且平面,平面,…,平面和平面为多面体中所有以为顶点的面.如图,已知直四棱柱的所有棱长均为2.
(1)求直四棱柱在顶点,,,处的离散曲率和;
(2)若直四棱柱在顶点,处的离散曲率和为,为的中点.
(i),分别为,的中点.作出平面截直四棱柱所得截面(保留作图痕迹,不需写作图过程),并求该截面的面积;
(ii),分别为底面和的边界及其内部的两动点,求的最小值.
【答案】(1)1 (2)(i)如图所示:
截面的面积为
(ii)
【解析】
【分析】(1)依托离散曲率定义列式求和,结合四边形内角和化简算出四点曲率和为1.
(2)(i)由、曲率和推出底面内角为直角,判定几何体为正方体,找棱中点连成正六边形截面并套用正六边形面积公式得.
(ii)对称转化线段,用等体积法求点面距,得到最小值.
【小问1详解】
由离散曲率的定义以及直四棱柱的性质可得
.
【小问2详解】
(i)如图所示:
,
可得.
又,所以.
又直四棱柱的所有棱长都相等,
所以直四棱柱为正方体.
如图所示:正六边形为平面截直四棱柱所得截面,
其中6个顶点分别为所在棱的中点,正六边形的边长为,
其面积为.
(ii)如图所示,作点关于平面的对称点,则.
过作平面,垂足为,所以,
即的最小值为点到平面的距离,即垂线段的长.
由可得,
所以,
所以的最小值为.
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