内容正文:
嘉兴一中高一年级数学5月阶段测试
命题:童斌 审题:朱逸超
一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分.
1. 的虚部为( )
A. 4 B. C. D. 2
【答案】D
【解析】
【详解】因为,所以的虚部为2.
2. 某班有48名学生,其中男生28人,女生20人.按性别进行分层,用分层随机抽样的方法,从该班学生中抽取12人参加跳绳比赛,如果样本按比例分配,则应抽取的男生人数为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
【答案】C
【解析】
【分析】根据题意结合分层抽样的性质运算求解即可.
【详解】样本按比例分配,男女比例为.
所以应抽取的男生人数为.
故选:C.
3. 在正方体中,过点作一个截面,则截面不可能是( )
A. 正三角形 B. 平行四边形 C. 五边形 D. 六边形
【答案】D
【解析】
【详解】截面可能情况如图所示,因此,截面不可能是六边形,故D正确.
4. 已知为两个不同的平面,为两条不同的直线,则下列命题正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若为异面直线,,则
【答案】C
【解析】
【分析】借助正方体中的空间关系,来举反例,判断ABD是错误的,故C正确.
【详解】
在正方体中,由于平面,平面,
但平面与平面不平行,故A错误;
同理,由于平面,平面,且
但平面与平面不平行,故B错误;
同理,由于平面,平面,且与是异面直线,
但平面与平面不平行,故D错误;
对于C,两平行平面被第三个平面所截,截得的两条交线一定平行,即若 ,则 , C正确.
5. 在棱长为2的正方体中,点M为棱的中点,则点B到平面的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】连接BM,由面面垂直的判定证明平面平面,再利用面面垂直的性质即可推理计算作答.
【详解】在正方体中,平面,而平面,则平面平面,
在平面内过点B作于E,连接BM,如图,
因平面平面,于是得平面,则BE长即为点B到平面的距离,
点M为棱的中点,在中,,
,即,解得,
所以点B到平面的距离为.
故选:D
6. 设向量,满足,对任意,恒成立,则的最小值为( )
A. 2 B. C. 4 D. 3
【答案】A
【解析】
【分析】对两边同平方化简得,再利用判别式法即可得到,最后展开计算,利用二次函数性质即可求出最小值.
【详解】设,,
,两边同平方得,
化简得,
上式对任意恒成立,,
即,则,
则
,
,则的最小值为2.
故选:A.
7. 若圆锥的内切球与外接球的球心重合,且内切球的半径为,则圆锥的体积为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】过圆锥的旋转轴作轴截面,由题意可知轴截面内切圆的半径为,进而求出圆锥的底面半径和高,代入圆锥体积公式,可得答案.
【详解】过圆锥的旋转轴作轴截面如图,
由题意知内切圆和外接圆同圆心,
即的内心与外心重合,则为正三角形,
由题意内切圆的半径为,
的边长为,
圆锥的底面半径为,高为3,
故圆锥体积,
故选:
8. 在中,角为三个内角,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【详解】若,
因为,
因为,所以,,所以,
而当时,,
同理,
故,
因此,即,
而因为,,所以,
因此,所以,
反之,若,那么显然当时,等式不成立,
故为的充分不必要条件.
二、选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.每小题列出的四个备选项中,有多个是符合题目要求的,全部选对得6分,部分选对部分得分,不选、错选得0分.
9. 已知,记一组数据1,2,3,a,8为,则( )
A. 若的极差为9,则 B. 若的80%分位数是6,则
C. 若的平均数为3,则 D. 若,则的方差为6.6
【答案】AB
【解析】
【详解】对于A,因为,其极差为9,所以,所以,故A正确;
对于B,中共有5个数,,则80%分位数是从小到大排列后第4个数和第5个数的平均数,
因为80%分位数是6,则,即得,解得,故B正确;
对于C,由,解得,故C错误;
对于D,当时,由C项知的平均数为3,故的方差为,故D错误.
10. 下列命题中,正确的是( )
A. 在中,若,则
B. 在锐角中,不等式恒成立
C. 当时,满足条件的三角形共有1个
D. 若则这个三角形的最大角是
【答案】BCD
【解析】
【分析】由正弦定理可判断A、C,由诱导公式可判断B,由正弦定理角化边,再由余弦定理可判断D.
【详解】选项A,根据正弦定理(为外接圆半径),
可得 ,由大边对大角得,A错误,
选项B,锐角中,,因此,即,
又 都在内,在单调递增,
因此,不等式恒成立,B正确,
选项C,由正弦定理得: ,
为三角形内角,因此,仅有1个解,满足条件的三角形只有1个,C正确,
选项D,由正弦定理得 ,
设,最大边对应最大角,
由余弦定理: , ,
因此,D正确.
11. 如图所示的几何体是一个棱长为2的正八面体,则( )
A. 为线段上的动点,则最小值为
B. 该正八面体的表面积是
C. 该正八面体的体积是
D. 平面 截该正八面体的外接球所得截面的面积为
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A:将与沿展开到同一平面,根据两点间线段最短,结合余弦定理求解即可;对于B:正八面体由八个全等的正三角形组成,求出每个三角形面积再求和即可;对于C:正八面体可以看做两个全等的正四棱锥,结合棱锥的体积公式求解即可;对于D:由球的截面性质求出截面圆的半径,再求出面积即可.
【详解】将沿翻折到,使得与共面,
则,当三点共线时等号成立,
所以的最小值为,
此时,,
,
所以,故最小值为,A正确.
因为正八面体由八个全等的正三角形组成,且棱长为2,
由三角形面积公式可得八面体的表面积为,故B正确.
连接,,交点设为,连接,
因为四边形为正方形,所以对角线长度的一半,
由勾股定理可得,
所以八面体的体积为,故C错误.
取的中点,连接,,在中,,
因为,所以正八面体外接球的球心为O,半径为,
作于,则,
平面截该正八面体的外接球的截面是圆,与平面所截得的面积相等,
其半径,
所以截面圆的面积为,故D正确.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 如图,矩形是水平放置的平面四边形用斜二测画法画出的直观图,其中,,则原四边形中最长边的长度为____.
【答案】6
【解析】
【分析】根据斜二测画法的规则,将直观图还原为原图,进而求出原四边形各边的长度,从而找出最长的长度.
【详解】矩形是水平放置的平面四边形用斜二测画法画出的直观图,其中,,
将直观图还原为原图,如图,
在直观图中,,则,
所以在原图中,可得,,
所以
因为,
所以原四边形中最长边的长度为6.
13. 已知向量,,若向量与的夹角为锐角,则的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】由题知且向量与方向不相同,再根据向量的坐标运算求解即可.
【详解】因为向量,,
所以,,
因为向量与的夹角为锐角,
所以且向量与方向不相同,
,解得,
向量与共线,解得,
所以时,向量与共线且方向相同,
所以的取值范围为
14. 如图,在边长为2正方体中,E为BC的中点,点P在正方体表面上移动,且满足,则点和满足条件的所有点P构成的图形的周长是__________.
【答案】
【解析】
【分析】以点为坐标原点,建立如下图所示的空间直角坐标系,由坐标法证明,从而得出满足条件的所有点P构成的图形,进而得出周长.
【详解】以点为坐标原点,建立如下图所示的空间直角坐标系,
如图,取的中点分别为,连接,
由于,所以四点共面,且四边形为梯形,
,
,
因为
所以,所以由线面垂直的判定可知平面,
即满足条件的所有点P构成的图形为,
由于,则满足条件的所有点P构成的图形的周长为.
故答案为:
四、解答题:本大题共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. 在中,角,,的对边分别为,,,已知,,
(1)求角的大小;
(2)若点在边上,为的平分线,且,求边长的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由正弦定理结合两角和的正弦公式化简求解即可;
(2)在(1)的基础上得,由三角形面积公式得到方程,计算求解即可.
【小问1详解】
由和正弦定理可得:,
因为,故,
代入上式化简得:,
在中,,则,
又,因此.
【小问2详解】
因为是的平分线,可得,
由面积关系,代入可得:,
代入,
化简得:,解得.
16. 在某高校举行的一次国际学术与文化交流会上,对外国留学生举行了“中华文化知多少”的知识竞赛.某数学兴趣小组从中随机抽取部分学生的成绩,整理后分成五段:,绘制了如下的频率分布直方图.
(1)求的值;
(2)根据频率分布表,估计该小组第百分位数以及平均成绩.
【答案】(1)
(2)第百分位数为,平均成绩
【解析】
【分析】(1)利用频率分布直方图各小矩形面积和为1列式求解;
(2)利用频率分布直方图分别估计第62百分位数和平均成绩.
【小问1详解】
由频率分布直方图,得,
所以.
【小问2详解】
成绩在的频率分别为,
则该小组第百分位数,,解得,
所以该小组第百分位数为;
该小组平均成绩.
17. 如图,在三棱锥中,,,为的中点.
(1)证明:平面;
(2)若点在棱上,且二面角为,求与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【解析】
【分析】(1)根据等腰三角形性质得PO垂直AC,再通过计算,根据勾股定理得PO垂直OB,最后根据线面垂直判定定理得结论;
(2)方法一:根据条件建立空间直角坐标系,设各点坐标,根据方程组解出平面PAM一个法向量,利用向量数量积求出两个法向量夹角,根据二面角与法向量夹角相等或互补关系列方程,解得M坐标,再利用向量数量积求得向量PC与平面PAM法向量夹角,最后根据线面角与向量夹角互余得结果.
【详解】(1)因为,为的中点,所以,且.
连结.
因为,所以为等腰直角三角形,
且 ,由知.
由知,平面.
(2)[方法一]:【通性通法】向量法
如图,以为坐标原点,的方向为轴正方向,建立空间直角坐标系 .
由已知得
取平面的法向量.
设,则.
设平面的法向量为.
由得 ,
可取
所以 .由已知得 .
所以 .解得(舍去), .
所以 .
又 ,所以 .
所以与平面所成角的正弦值为.
[方法二]:三垂线+等积法
由(1)知平面,可得平面平面.如图5,在平面内作,垂足为N,则平面.在平面内作,垂足为F,联结,则,故为二面角的平面角,即.
设,则,在中,.在中,由,得,则.设点C到平面的距离为h,由,得,解得,则与平面所成角的正弦值为.
[方法三]:三垂线+线面角定义法
由(1)知平面,可得平面平面.如图6,在平面内作,垂足为N,则平面.在平面内作,垂足为F,联结,则,故为二面角的平面角,即.同解法1可得.
在中,过N作,在中,过N作,垂足为G,联结.在中,.因为,所以.
由平面,可得平面平面,交线为.在平面内,由,可得平面,则为直线与平面所成的角.
设,则,又,所以直线与平面所成角的正弦值为.
[方法四]:【最优解】定义法
如图7,取的中点H,联结,则.过C作平面的垂线,垂足记为T(垂足T在平面内).联结,则即为二面角的平面角,即,得.
联结,则为直线与平面所成的角.在中,,所以.
【整体点评】(2)方法一:根据题目条件建系,由二面角的向量公式以及线面角的向量公式硬算即可求出,是该类型题的通性通法;
方法二:根据三垂线法找到二面角的平面角,再根据等积法求出点到面的距离,由定义求出线面角,是几何法解决空间角的基本手段;
方法三:根据三垂线法找到二面角的平面角,再利用线面角的等价转化,然后利用定义法找到线面角解出,是几何法解决线面角的基本思想,对于该题,略显麻烦;
方法四:直接根据二面角的定义和线面角的定义解决,原理简单,计算简单,是该题的最优解.
18. 如图,在三棱锥中, 是等边三角形,∠PAC=∠PBC=90º.
(1)证明:AB⊥PC;
(2)若,且平面 ⊥平面,求三棱锥 体积.
【答案】(1)见解析(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)因为是等边三角形,,
所以,可得.
如图,取中点,连结,,
则,,
所以平面,
所以
(2)作,垂足为,连结.
因为,
所以,.
由已知,平面平面,故.
因为,所以都是等腰直角三角形.
由已知,得, 的面积.
因为平面,
所以三角锥的体积
19. 如图,正的边长为1,是边上的中线且点满足,过点的直线与边分别交于点(点可以和端点重合)
(1)设,试用表示;
(2)当时,求的值;
(3)设,请用表示,并求其取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【分析】(1)根据向量线性运算计算即可求解;
(2)根据,结合向量数量积运算律计算求解;
(3)根据正弦定理用表示出,,可得,令,根据三角恒等变换可得,多次利用换元法结合二次函数性质可得的值域,进而计算可解.
【小问1详解】
因为是边上的中线且点满足,
故 ,
则;
【小问2详解】
因为,,
,
所以;
【小问3详解】
由题意可知
在中,,,,
由正弦定理得:,即,
所以,
在中,,
由正弦定理得:,即,
所以,
则,
令
因为
,
,
所以,
因为,所以,,
令,则,
令,则,
所以,
令,则,
由二次函数性质可知,在上单调递增,
当时,有最小值,当时,有最大值,
所以的值域为,即的值域为,
所以的取值范围为.
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嘉兴一中高一年级数学5月阶段测试
命题:童斌 审题:朱逸超
一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分.
1. 的虚部为( )
A. 4 B. C. D. 2
2. 某班有48名学生,其中男生28人,女生20人.按性别进行分层,用分层随机抽样的方法,从该班学生中抽取12人参加跳绳比赛,如果样本按比例分配,则应抽取的男生人数为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
3. 在正方体中,过点作一个截面,则截面不可能是( )
A. 正三角形 B. 平行四边形 C. 五边形 D. 六边形
4. 已知为两个不同的平面,为两条不同的直线,则下列命题正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,则
D. 若为异面直线,,则
5. 在棱长为2的正方体中,点M为棱的中点,则点B到平面的距离为( )
A. B. C. D.
6. 设向量,满足,对任意,恒成立,则的最小值为( )
A. 2 B. C. 4 D. 3
7. 若圆锥的内切球与外接球的球心重合,且内切球的半径为,则圆锥的体积为
A. B. C. D.
8. 在中,角为三个内角,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
二、选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.每小题列出的四个备选项中,有多个是符合题目要求的,全部选对得6分,部分选对部分得分,不选、错选得0分.
9. 已知,记一组数据1,2,3,a,8为,则( )
A. 若的极差为9,则 B. 若的80%分位数是6,则
C. 若的平均数为3,则 D. 若,则的方差为6.6
10. 下列命题中,正确的是( )
A. 在中,若,则
B. 在锐角中,不等式恒成立
C. 当时,满足条件的三角形共有1个
D. 若则这个三角形的最大角是
11. 如图所示的几何体是一个棱长为2的正八面体,则( )
A. 为线段上的动点,则最小值为
B. 该正八面体的表面积是
C. 该正八面体的体积是
D. 平面 截该正八面体的外接球所得截面的面积为
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 如图,矩形是水平放置的平面四边形用斜二测画法画出的直观图,其中,,则原四边形中最长边的长度为____.
13. 已知向量,,若向量与的夹角为锐角,则的取值范围为______.
14. 如图,在边长为2正方体中,E为BC的中点,点P在正方体表面上移动,且满足,则点和满足条件的所有点P构成的图形的周长是__________.
四、解答题:本大题共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. 在中,角,,的对边分别为,,,已知,,
(1)求角的大小;
(2)若点在边上,为的平分线,且,求边长的值.
16. 在某高校举行的一次国际学术与文化交流会上,对外国留学生举行了“中华文化知多少”的知识竞赛.某数学兴趣小组从中随机抽取部分学生的成绩,整理后分成五段:,绘制了如下的频率分布直方图.
(1)求的值;
(2)根据频率分布表,估计该小组第百分位数以及平均成绩.
17. 如图,在三棱锥中,,,为的中点.
(1)证明:平面;
(2)若点在棱上,且二面角为,求与平面所成角的正弦值.
18. 如图,在三棱锥中, 是等边三角形,∠PAC=∠PBC=90º.
(1)证明:AB⊥PC;
(2)若,且平面 ⊥平面,求三棱锥 体积.
19. 如图,正的边长为1,是边上的中线且点满足,过点的直线与边分别交于点(点可以和端点重合)
(1)设,试用表示;
(2)当时,求的值;
(3)设,请用表示,并求其取值范围.
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