内容正文:
高一数学六月月考题
一.单选题
1. 下列几何元素可以确定唯一平面的是( )
A. 三个点 B. 圆心和圆上两点
C. 梯形的两条边 D. 一个点和一条直线
2. 给定一组数据:,则其分位数为( )
A. 17 B. 18 C. 19 D. 20
3. 某汽车生产厂家用比例分配的分层随机抽样方法从,,三个城市中抽取若干汽车进行调查,各城市的汽车销售总数和抽取数量如右表所示,则样本容量为( )
城市
销售总数
抽取数量
420
280
20
700
A. 60 B. 80 C. 100 D. 120
4. 若 是异面直线,则下列结论一定正确的是( )
A. 存在与 都平行的直线 B. 存在与 都垂直的平面
C. 存在过且与垂直的平面 D. 存在过且与平行的平面
5. 在正四面体中, ,分别是,中点,则与所成角的大小为( )
A. B. C. D.
6. 在正四棱锥 中,点在棱上运动,当 平面时,三棱锥与四棱锥 的体积之比为( )
A. B. C. D.
7. 正四棱锥 中,侧面与底面所成二面角的余弦值为,则侧棱与底面所成角大小为( )
A. B. C. D. 以上都不对
8. 某零件加工厂认定工人通过试用期的方法为:随机选取试用期中的5天,再从每天生产的零件中分别随机抽取25件,要求每天合格品均不低于22件.若甲、乙、丙三人在其5天抽检样本中的合格品件数统计如下,甲:中位数为24,极差不超过2;乙:平均数为23,方差不超过1;丙:众数为23,方差不超过1,则一定能通过试用期的有( )
A. 甲、乙 B. 甲、丙 C. 乙、丙 D. 甲、乙、丙
二、多选题
9. 已知 , 为空间中两条不同的直线,,,为空间中三个不同的平面,则( )
A. 若,,则
B. 若,,,则
C. 若,, ,则
D. 若,,,则
10. 某学校对高一学生选科情况进行了统计,发现学生选科仅有物化生、政史地、物化地、物化政、生史地五种组合,其中选考物化地和物化政组合的人数相等,并绘制得到如下的扇形图和条形图,则( )
A. 该校高一学生总数为
B. 该校高一学生中选考物化政组合的人数为
C. 该校高一学生中选考物理的人数比选考历史的人数多80
D. 用比例分配的分层随机抽样方法从该校高一学生抽取 人,则生史地组合抽取人
11. 如图,DE是正三角形ABC的一条中位线,将△ADE沿DE折起,构成四棱锥,F为的中点,则下列各选项正确的是( )
A. 面 B. 面
C. 若面面ABC,则与CD所成角的余弦值为 D. 若,则二面角的余弦值为
三.填空
12. 已知样本数据都为正数,其方差,则样本数据,,,,的平均数为________.
13. 如图,在三棱锥木块中,VA,VB,VC两两垂直,,点P为的重心,沿过点P的平面将木块锯开,且使截面平行于直线VC和AB,则该截面的面积为______.
14. 如图,在直三棱柱中,,,,,则该直三棱柱外接球的表面积为______;设P为线段上的动点,则的最小值为______.
四.解答题
15. 每年的4月23日为“世界读书日”.为了解学生课外阅读情况,某学校从本校学生中随机抽取了200名学生,对其每天阅读时间(单位:分钟)进行调查,并依据样本数据绘制了如下频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中的值;
(2)求样本数据的平均值(同一组中的数据用该组区间的中点值代表);
(3)已知落在样本数据的平均值是53,方差是4;落在样本数据的平均值是68,方差是9.求落在样本数据的平均值和方差.
16. 某中学为了调查某年级学生劳动实践活动情况,对名学生某周的劳动时间统计如下:
周劳动时间(小时)
人数
20
80
140
200
60
(1)根据提供的数据,直接在答题卡中补充完整周劳动时间的频率分布直方图(用阴影填涂,需要书写具体步骤);
(2)求周劳动时间的平均数(同一组数据用该组区间的中点值为代表);
(3)根据图表,估计周劳动时间的样本数据的第80百分位数.
17. 长方体中,,.
(1)求证:平面平面;
(2)求点C到平面的距离.
18. 如图,在四棱锥中,,,底面四边形ABCD为凸四边形,
(1)证明:;
(2)在棱VC上是否存在一点P,使得平面PAD?若存在,指出点P的位置;若不存在,说明理由.
19. 如图,在直三棱柱中,, 分别为的中点.
(1)求证:∥平面;
(2)设平面与平面的交线为,求二面角的正切值;
(3)在线段 上是否存在点,使直线与平面所成角的大小为?若存在,求出 的长度;若不存在,说明理由.
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高一数学六月月考题
一.单选题
1. 下列几何元素可以确定唯一平面的是( )
A. 三个点 B. 圆心和圆上两点
C. 梯形的两条边 D. 一个点和一条直线
【答案】C
【解析】
【分析】根据平面的确定方法求解.
【详解】对A,三个不共线的点才能确定唯一平面,A错误;
对B,当圆上的两点和圆心共线时,三个点不能确定唯一平面,B错误;
对C,梯形的任意两条边都能确定梯形所在的平面,所以确定的平面唯一,C正确;
对D,当点在直线上时,这个点和直线不能确定唯一平面,D错误,
故选:C.
2. 给定一组数据:,则其分位数为( )
A. 17 B. 18 C. 19 D. 20
【答案】D
【解析】
【分析】利用百分位数的定义直接求解即可
【详解】这组数从小到大已排列好,
因为 ,
所以分位数为第6个数20,
故选:D
3. 某汽车生产厂家用比例分配的分层随机抽样方法从,,三个城市中抽取若干汽车进行调查,各城市的汽车销售总数和抽取数量如右表所示,则样本容量为( )
城市
销售总数
抽取数量
420
280
20
700
A. 60 B. 80 C. 100 D. 120
【答案】C
【解析】
【分析】根据分层抽样的方法求解.
【详解】由题可得,,,三个城市的销售总数比为,
所以,所以
所以样本容量为100.
故选:C.
4. 若 是异面直线,则下列结论一定正确的是( )
A. 存在与 都平行的直线 B. 存在与 都垂直的平面
C. 存在过且与垂直的平面 D. 存在过且与平行的平面
【答案】D
【解析】
【分析】根据异面直线的定义,结合线面垂直和线面平行的定理和性质判断四个选项即可.
【详解】对于A,如果存在存在与 都平行的直线,则,与 是异面直线矛盾,故A错误;
对于B,如果存在与 都垂直的平面,则,与 是异面直线矛盾,故B错误;
对于C,如果存在过且与垂直的平面,则,因为 是异面直线,不一定垂直,故C错误;
对于D,设为直线上一点,在上取两点,则确定一个平面,
在内过作,此时与确定一个平面即为过且与平行的平面,故D正确,
故选:D.
5. 在正四面体中, ,分别是, 中点,则与所成角的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】设四面体棱长为2,取取中点,连结 ,,利用三角形中位线性质作出异面直线所成的角,然后利用余弦定理求解即可.
【详解】
取中点,连结 ,, ,,设正四面体的棱长为2,
因为,分别是 ,中点,所以,所以或其补角是与所成角.
又, 是中点,
在中,,
因为 ,分别是,中点,所以,又,
在中,由余弦定理可知,
又,所以.与所成角.
故选:B
6. 在正四棱锥 中,点在棱上运动,当 平面时,三棱锥与四棱锥 的体积之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】利用线面平行的性质定理可确定Q点位置,再利用等体积转换法,可知只需表示出即可得出比值.
【详解】如图所示,连接对角线 交于点 ,连接 .
因为正四棱锥 的底面是正方形,所以 是 的中点.
因为平面, ⊂平面,且平面 平面,由线面平行的性质得.
因此 是的中位线,故是的中点,即 .
设正四棱锥 的底面积为,高为h,则总体积,
因为 的面积是正方形面积的一半,即 ,
因为是中点,所以到底面的距离为.
所以,所以 .
7. 正四棱锥 中,侧面与底面所成二面角的余弦值为,则侧棱与底面所成角大小为( )
A. B. C. D. 以上都不对
【答案】C
【解析】
【分析】结合正四棱锥的性质得到 平面,底面为正方形,根据二面角及线面角的定义判断对应的平面角,结合三角函数求解即可.
【详解】设 与的交点为 ,连接,则 平面.
因为平面,所以 ,.
则即为侧棱与底面所成角.
过点 作,交 于,连接.
因为平面 ,,所以平面 .
又平面 ,所以 ,
所以即为侧面与底面所成二面角的平面角,故.
设正四棱锥 底面正方形边长为,则,.
在中,,所以,,
在中,,
又,所以.
8. 某零件加工厂认定工人通过试用期的方法为:随机选取试用期中的5天,再从每天生产的零件中分别随机抽取25件,要求每天合格品均不低于22件.若甲、乙、丙三人在其5天抽检样本中的合格品件数统计如下,甲:中位数为24,极差不超过2;乙:平均数为23,方差不超过1;丙:众数为23,方差不超过1,则一定能通过试用期的有( )
A. 甲、乙 B. 甲、丙 C. 乙、丙 D. 甲、乙、丙
【答案】A
【解析】
【分析】根据甲乙丙的统计数据,判断他们的合格品数是否有可能低于22,只要不低于22,则一定能通过.
【详解】对于甲:由甲的统计数据可知,甲至少有3天的合格品数不低于24,最低合格品数不低于2,所以甲一定能通过;
对于乙:设乙每天的合格品件数为,则,
即.若乙有不止一天的合格品数低于21,,不合题意;
若乙只有一天的合格品数低于22,不妨取,,因为平均数为23,则至少有一天的合格品数为25或至少有两天的合格品数为24,无论哪种情况,都可以得到,不合题意,所以乙的每一天的合格品数都不低于22,乙一定能通过;
对于丙:若丙的合格品数为21,22,23,23,23,则丙的众数为23,方差为0.64,符合丙的统计数据,但丙不能通过;
所以甲、乙一定能通过,A正确;
故选:A.
二、多选题
9. 已知,为空间中两条不同的直线,,,为空间中三个不同的平面,则( )
A. 若,,则
B. 若,,,则
C. 若,, ,则
D. 若,,,则
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据直线与平面、平面与平面的位置关系逐项判断可得答案.
【详解】对于A,若,,则或,故A不正确;
对于B,若,,,则 (线面平行的性质定理),故B正确;
对于C,若, ,所以,又且,是空间两个不同的平面,则,故C正确;
对于D,因为,如下图,
若分别为面、面、面,且为,
显然 面,则,故D正确;
故选:BCD.
10. 某学校对高一学生选科情况进行了统计,发现学生选科仅有物化生、政史地、物化地、物化政、生史地五种组合,其中选考物化地和物化政组合的人数相等,并绘制得到如下的扇形图和条形图,则( )
A. 该校高一学生总数为
B. 该校高一学生中选考物化政组合的人数为
C. 该校高一学生中选考物理的人数比选考历史的人数多80
D. 用比例分配的分层随机抽样方法从该校高一学生抽取 人,则生史地组合抽取人
【答案】AC
【解析】
【分析】根据政史地人数和占比可确定A正确;计算出物化生的人数后即可确定B错误;分别计算选考历史和物理的人数,则知C正确;确定生史地组合人数占比后,根据分层抽样原则可知D错误.
【详解】对于A,选科为政史地的人数为 人,占比为,
该校高一学生共有人,A正确;
对于B,选科为物化生的人数为人,
选科为物化政的人数为,B错误;
对于C,选考历史的人数有人,选考物理的人数有人,
选考物理的人数比选考历史的人数多,C正确;
对于D,选科为生史地的学生人数占比为,
采用分层抽样抽取 人,生史地组合应抽取人,D错误.
故选:AC.
11. 如图,DE是正三角形ABC的一条中位线,将△ADE沿DE折起,构成四棱锥,F为 的中点,则下列各选项正确的是( )
A. 面 B. 面
C. 若面面ABC,则与CD所成角的余弦值为 D. 若,则二面角的余弦值为
【答案】BCD
【解析】
【分析】假设 面,可证得以 面,所以平面 面,但平面与面相交,所以假设不成立可判断A;由题目条件可证得,则可判断B;以的中点 为坐标原点,建立空间直角坐标系,设三角形的边长为2,由异面直线所成角的夹角公式可判断C;由结合题意可求出,分别求出平面和平面的法向量,由二面角的公式代入可判断D.
【详解】若 面,因为 ,平面, 平面,
所以 面,又因为,所以平面 面,但平面与面相交,所以假设不成立,所以不平行面,所以A不正确;
对于B,因为,所以,又因为,所以面,所以B正确
对于C,将沿折起,使到,且面面ABC,
以的中点 为坐标原点,建立空间直角坐标系,设三角形的边长为2,所以,
,
设与CD所成角的为,
则,
所以与CD所成角的余弦值为,所以C正确;
对于D,设,因为,
所以,
所以,,
因为,所以
,所以,
,
设平面,所以
故,
设平面,所以
故,
设二面角所成角为,
,
因为为钝二面角,所以二面角的余弦值为.
所以D正确.
故选:BCD.
三.填空
12. 已知样本数据都为正数,其方差,则样本数据,,,,的平均数为________.
【答案】11
【解析】
【分析】根据题意,设样本数据的平均数为,结合方差公式可得,解可得,结合平均数的性质分析可得答案.
【详解】根据题意,设样本数据的平均数为,
其方差
,
又,则有,解得,
则样本数据、、、、的平均数为.
13. 如图,在三棱锥木块中,VA,VB,VC两两垂直,,点P为的重心,沿过点P的平面将木块锯开,且使截面平行于直线VC和AB,则该截面的面积为______.
【答案】
【解析】
【分析】如图作出平面,根据线面平行的判定定理,可证平面,平面,则平面即为所求,根据线面平行的判定定理、性质定理,可证四边形为平行四边形,根据线面垂直的判定定理、性质定理,可证四边形为矩形,根据三角形相似,可求得的值,即可得答案.
【详解】由VA,VB,VC两两垂直,,
则可将三棱锥补形到正方体中,连接AP并延长,交VC于D,过P作VC的平行线,交AV于E,交AC与F,过E作,交VB于H ,过H作,交BC于M,连接MF,如图所示
因为,所以E、F、M、H四点共面,
因为,平面,平面,
所以平面,
因为, 平面,平面,
所以平面,
则平面即为所求,
因为,平面, 平面,
所以平面,
又平面,平面平面,
所以,
所以四边形为平行四边形,
又,平面VAB,
所以平面VAB,
所以平面VAB,
因为平面VAB,
所以,即四边形为矩形,
因为,
所以,
因为P为的重心,
所以,则,
同理可证,
所以,则,
所以矩形的面积为
故答案为:
14. 如图,在直三棱柱中,,,,,则该直三棱柱外接球的表面积为______;设P为线段上的动点,则的最小值为______.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】根据题意将直三棱柱补成长方体,则直三棱柱的外接球就是长方体的外接球,外接球的直径等于长方体的体对角线,从而可求出直三棱柱外接球的表面积,将绕展开至与平面垂直的位置,则共面,连接,则的长就是的最小值,然后利用余弦定理可求得结果
【详解】因为直三棱柱中,,
所以将直三棱柱补成长方体,如图所示,
所以直三棱柱的外接球就是长方体外接球,
因为,,,
所以外接球的直径为,
所以外接球的半径为,
所以直三棱柱外接球的表面积为,
直三棱柱中,侧面与底面垂直,
因为,平面平面,平面 平面 ,
所以 平面,
因为 平面,所以,
将绕展开至与平面垂直的位置,则共面,如图所示,
连接,则的长就是的最小值,
在中,,则,
在中,,
在中,由余弦定理得
,
所以,
所以的最小值为,
故答案为: ,
四.解答题
15. 每年的4月23日为“世界读书日”.为了解学生课外阅读情况,某学校从本校学生中随机抽取了200名学生,对其每天阅读时间(单位:分钟)进行调查,并依据样本数据绘制了如下频率分布直方图.
(1)求频率分布直方图中的值;
(2)求样本数据的平均值(同一组中的数据用该组区间的中点值代表);
(3)已知落在样本数据的平均值是53,方差是4;落在样本数据的平均值是68,方差是9.求落在样本数据的平均值和方差.
【答案】(1)
(2)
(3)59,60
【解析】
【分析】(1)由频率分布直方图的性质,可得各个区间的频率和为1,即可得到的值;
(2)再将各区间的中点值乘以对应的频率,并求和,即可得样本数据的平均值;
(3)由分层抽样的方差公式求解.
【小问1详解】
由题意知,,
解得;
【小问2详解】
根据频率分布直方图,
所以;
【小问3详解】
由频率分布直方图知,
落在、的样本数据的频数分别为60,40,
所以,
所以.
16. 某中学为了调查某年级学生劳动实践活动情况,对名学生某周的劳动时间统计如下:
周劳动时间(小时)
人数
20
80
140
200
60
(1)根据提供的数据,直接在答题卡中补充完整周劳动时间的频率分布直方图(用阴影填涂,需要书写具体步骤);
(2)求周劳动时间的平均数(同一组数据用该组区间的中点值为代表);
(3)根据图表,估计周劳动时间的样本数据的第80百分位数.
【答案】(1)答案见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)由统计表格中的数据,求得劳动时间在和的矩形的高度,进而得到频率分布直方图;
(2)根据频率分布直方图的平均数的计算公式,即可求解;
(3)设样本数据的第分位数为,求得前三个矩形和前四个矩形的面积,结合百分位数的计算方法,即可求解.
【小问1详解】
解:由统计表格中的数据,可得劳动时间在和的人数分别为人和人,
因为频率分布直方图的组距为,
所以劳动时间在和的矩形的高度分别为:和,
可得其频率分布直方图为:
【小问2详解】
解:由频率分布直方图的数据,可得其平均数为:
.
【小问3详解】
解:根据题意,设样本数据的第分位数为,
前三个矩形的面积为,
前四个矩形的面积为,
所以位于之间,可得,
即样本数据的第分位数为.
17. 长方体中,,.
(1)求证:平面平面;
(2)求点C到平面的距离.
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)先证明平面,平面,进而通过面面平行的判定定理证明问题;
(2)利用“等体积法”即可求得答案.
【小问1详解】
因为,,所以四边形为平行四边形,所以.
因为 平面,平面,所以平面.
连接,因为,,所以四边形 为平行四边形,所以,因为 平面, 平面,所以平面.又因为平面,平面,,所以平面平面.
【小问2详解】
因为平面BCD,,,,
所以,又,因为,所以C到平面的距离,即C到平面的距离为.
18. 如图,在四棱锥中,,,底面四边形ABCD为凸四边形,
(1)证明:;
(2)在棱VC上是否存在一点P,使得平面PAD?若存在,指出点P的位置;若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)不存在,理由见解析.
【解析】
【分析】(1)取AD中点E,连接EV,EB.先利用线面垂直的判定定理证得平面VEB,然后利用线面垂直的性质定理证得结论;(2)假设在棱上存在一点P,使得平面PAD.利用线面垂直的性质定理可以判断,与矛盾,从而得出结论.
【小问1详解】
证明:取AD中点E,连接EV,EB.因为,所以.
因为,所以.又,所以平面VEB.
因为平面VEB,所以.
【小问2详解】
假设在棱上存在一点P,使得平面PAD.因为 平面PAD,所以.
又,,所以平面VBC.因为 平面VBC,所以.
在平面ABCD中,因为,,所以,与矛盾.
所以在棱VC上不存在点P,使得平面PAD.
19. 如图,在直三棱柱中,, 分别为的中点.
(1)求证:∥平面;
(2)设平面与平面的交线为,求二面角的正切值;
(3)在线段上是否存在点,使直线与平面所成角的大小为?若存在,求出 的长度;若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)存在,
【解析】
【分析】(1)设,连接,结合三角形中位线定理可得∥,再利用线面平行的判定定理可证得结论;
(2)设平面与平面的交线为,则∥,设 为 中点,连接,由直棱柱的性质结合已知可证得 平面, 过 作,连接,可得 为二面角的平面角,然后在中求解即可;
(3)设在面上射影为,则为与平面所成角,然后利用等体积法可求出,从而可求出,进而在 中可求出 .
【小问1详解】
证明:设,连接,
因为四边形 为平行四边形,所以 为中点,
又因为为 中点,所以∥.
因为平面平面,
所以∥平面.
【小问2详解】
解:设平面与平面的交线为,
又∥平面平面,所以∥.
因为三棱柱为直三棱柱,所以平面,
因为 平面,所以
设 为 中点,连接,则∥,,
因为 ,,所以 ,,
因为,平面,
所以 平面.
因为平面,所以.
过 作,因为 , 平面,
所以平面.
连接,因为平面,所以,
所以 为二面角的平面角.
因为∥,所以,
因为,
所以,所以,即,所以.
在 中,,所以,
即二面角的正切值为.
【小问3详解】
设在面上射影为,则为与平面所成角.
由,得,
因为,,,
所以,所以,
所以,
因为,所以,解得.
由,所以.
在 中,由余弦定理,
解得,
所以,在线段 上存在点,当时,与平面所成角大小为.
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