内容正文:
高一数学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.
一、单项选择题: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. 若复数满足,则的虚部为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因为,所以,则的虚部为 .
2. 已知是同一平面内不同的三点,且,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】已知,则,
由于,因此.
3. 已知一组数据的极差为,则( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为
C. 的最大值为 D. 的最大值为
【答案】C
【解析】
【详解】因为数据的极差为,且,
所以的最大值为,最小值为 .
4. 在正四面体 中,E,F,G分别为 , , 的中点,则异面直线 与 所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】作出异面直线所成角,解三角形求得正确答案.
【详解】由于 分别是 中点,所以 ,
可得 是异面直线 与 所成角(或其补角),
设正四面体的边长为,则, ,
所以.
5. 已知两个随机事件A,B相互独立,,则( )
A. 0.68 B. 0.76 C. 0.88 D. 0.98
【答案】C
【解析】
【详解】事件,相互独立,,
,;
.
6. 在 中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若 , ,则 边上的中线长度的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先根据余弦定理用表示 边上的中线,再根据单调性求解.
【详解】设 边上的中点为 ,连接,设,,则
由余弦定理,,,
而,所以,
化简得:,即,
解得:,即,
又因为,所以,将 , 代入得:
,关于单调递减,
在 中,,所以,
,所以的取值范围是.
7. 已知球与正四棱锥的四条侧棱和底面均相切,若,则球的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先确定球的球心在上,再根据三角形相似确定球的半径,即可确定所求球的表面积.
【详解】
如图所示,为底面的中心,由图形的对称性可知球的球心在线段上,
因,则,,
在中,如图作于点 ,
设球的半径为 ,则,,
易得与相似,则,即,解得,
因此,球的表面积为.
8. 已知O是 所在平面内一点,且,, 的面积S满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先利用向量运算化简两个向量等式得,即点O是 的外心,所以 ,再由结合三角形面积公式和向量数量积公式即可求解.
【详解】因为,所以,
即,所以,
即,所以,故,
因为,所以,
即,所以,
即,所以,故,
所以,即点O是 的外心,所以 ,
因为,所以,
所以,因为,所以,
故.
二、多项选择题: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. 已知向量,,则下列说法正确的是( )
A. B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】ABC
【解析】
【详解】A选项,因为,所以,故A正确;
B选项,若,则,得,故B正确;
C选项,因为,所以,得,故C正确;
D选项,若,则,得,故D错误.
10. 已知a,b为异面直线, , 为两个不同的平面,且,,则下列说法正确的是( )
A. 对于任意一点O,都存在过点O的平面与a,b都平行
B. 对于任意一点O,都存在过点O的直线与a,b都垂直
C. 若,,则
D. 若,则
【答案】BC
【解析】
【分析】根据空间线线、线面、面面位置关系有关知识对选项进行分析,从而确定正确答案.
【详解】A选项,若,,则或,与矛盾,所以A选项错误.
B选项,如图所示,过上一点,作,则 确定一个平面,设这个平面为 ,
对任意一点,都可以作平面 的一条垂线,设垂线为 ,则,
所以 ,所以B选项正确.
C选项,假设平面,由,得;由,得,
推得 ,与为异面直线矛盾,故无交线,即,C正确.
D选项,构造反例:取平面,在内作直线,内作直线,令,此时两平面平行不垂直,故D错误.
11. 在长方体中,底面为正方形, ,,,分别为棱,的中点,设过点 的平面为, ,则( )
A.
B. 截长方体所得截面为五边形
C. 截长方体所得截面的周长不超过12
D. 与平面所成的锐二面角的正切值为5
【答案】ABD
【解析】
【分析】选项A:通过延长线构建辅助点,利用相似三角形的对应边成比例关系计算即可;选项B:利用辅助线确定所有顶点的位置,顺次连接得到截面多边形;选项C:利用勾股定理计算的长度和即可;选项D:结合图形确定二面角的平面角. 利用等面积法求出点到交线的距离 ,结合已知高度在直角三角形中利用正切公式求解.
【详解】对于A :如图,连接并延长交的延长线于点,则,,
连接交于点 ,则,所以.
又,所以,,故A正确.
对于 B :延长交的延长线于点,则,
所以.连接交于点 ,则,
则,则.
所以以截长方体 所得截面为五边形,故B正确.
对于C :五边形的周长为.
其中:,,
,,,
所以五边形的周长为,故C错误.
对于 D :过点作于点,由等面积法可得.
连接,由平面,平面,可得,
且,平面,故平面,
平面,所以,
所以即为二面角的平面角,即与平面所成的锐二面角,
且.
即与平面所成的锐二面角的正切值为 5,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某新能源科技公司研发团队共有36名成员,其中女性成员12人.现按比例采用分层随机抽样的方法抽取6人参加国际清洁能源峰会,则被选中的男性成员人数为__________.
【答案】4
【解析】
【详解】某新能源科技公司研发团队男性成员有人,
则男性成员 女性成员,
被选中的男性成员人数人.
13. 已知复数z满足,则的最小值为_____.
【答案】2
【解析】
【分析】几何法思路:
根据复数模的几何意义,对应复平面以为圆心、 为半径的圆,表示圆上点到原点的距离,原点到圆心距离为 ,用圆心距减去半径即可得到最小值.
代数法思路:
设,将转化为圆的方程,把用含的代数式表示,结合的取值范围求出的最小值.
【详解】方法一:几何法
复数在复平面内对应的点为,
表示点在以为圆心、半径的圆上,
表示点到原点的距离.
圆心 到原点的距离为,
因为圆上点到原点的最小距离圆心到原点距离半径,
即.
方法二:代数法
设,
由得,即,
所以,
由圆的范围,得,
当时,.
14. 若对任意的,都有,则称是完美集合.从集合的所有非空子集中任选1个,该集合不是完美集合的概率是__________.
【答案】
【解析】
【分析】首先确定非空子集的个数;根据“完美集合”的定义,可列举出所有“完美集合”,根据古典概型概率公式求得结果.
【详解】集合共有9个元素,
则集合有个非空子集.
根据“完美集合”的定义,若对任意的,都有.
若中含有元素,由于无意义,不满足定义,故不是完美集合;
若中含有元素,则要求,但不在原集合中,故不满足定义;
同理,含有或 的集合也不是完美集合,
因此,完美集合只能是集合的非空子集,
其中满足完美集合的有、、、、、、,共7个,
所以集合的所有非空子集中不是完美集合的个数为个,
所以非空子集中不是完美集合的概率是.
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,是圆O的直径,垂直于圆O所在的平面,C是圆周上一点,且, .
(1)求证: ;
(2)求点A到平面的距离.
【答案】(1)因为点C在底面圆周上,是圆O的直径,
所以,即,
因为垂直于圆O所在的平面, 平面,所以,
又,平面,平面,所以 平面,
又平面,所以 .
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意可得出,,利用线面垂直的判定定理得 平面,再利用线面垂直的性质定理即可证明;
(2)方法一:过点A作,交于点H,通过证明平面得的长度即是点A到平面的距离,进而可求解;方法二:利用等积法,根据求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
方法一:如图,过点A作,交于点H,
由(1)知 平面,又 平面,所以,
又,平面, 平面,所以平面,
则的长度即是点A到平面的距离.
在 中,,
由,即,
解得,即点A到平面的距离为.
方法二:由题可得.
设点A到平面的距离为h,
由题意知,即,
即,解得,
即点A到平面的距离为.
16. 在一个不透明的袋子中装有6个小球,其中有3个红球(分别标有数字1,2,3),2个黄球(分别标有数字1,2),1个白球(标有数字1).现从袋中随机一次性摸出3个小球,记事件“3个小球的颜色均不相同”, “取出的小球上的数字分别为1,2,3”, “取出的3个小球上的数字之和大于5”.
(1)求;
(2)判断事件A,B是否相互独立,并说明理由.
【答案】(1)
(2)事件 :"3个小球颜色均不相同",即必须取到红、黄、白各一个.红球有3种取法,黄球有2种,白球1种,故 ,.事件 :"取出的小球上的数字分别为 ",即取到的三个数字恰好是1、2、3各一个.数字1的球有3个(),数字2的球有2个(),数字3的球有1个(),故 ,.事件 :既满足颜色均不相同,又满足数字分别为1,2,3.在 的6种取法中,只有 符合条件,故 ,.计算,而,两者不相等.因此 ,故事件A,B不相互独立.
【解析】
【分析】(1)列举所有等可能的取法,统计数字和大于5的取法数,利用古典概型求概率;
(2)分别计算 、 、 ,利用独立事件的定义 判断.
【小问1详解】
设3个红球分别为(对应数字1,2,3),2个黄球分别为(对应数字1,2),
白球为(数字1).从中任取3个球,
取法有:,,,
,,,共个.
其中数字和大于5的有:,,,,,,,共7种.
故.
【小问2详解】
略
17. 某市组织数学建模大赛,从参加比赛的名学生中随机抽取 名学生的成绩进行样本分析(满分为分,按照,,…,分成六组),并绘制成如图所示的频率分布直方图,其中 .
(1)求图中的值,并估计样本数据的众数;(同一组数据用该组区间的中点值作代表)
(2)根据成绩,准备给成绩较高的的学生颁发一等奖,估计获得一等奖学生的最低分;
(3)若落在中的样本数据的平均数是,方差是,落在中的样本数据的平均数是,方差是 ,求落在中的样本数据的平均数和方差.
【答案】(1),众数为
(2)分.
(3);
【解析】
【分析】(1)由概率之和为 以及 即可求解,由频率分布直方图的众数计算方法计算即可;
(2)先分析一等奖所在区间,根据题意建立方程求解即可;
(3)由分层随机抽样的平均数和方差公式计算即可.
【小问1详解】
依题意可知,,
又 ,解得,
由图可知样本数据的众数落在区间内,
所以估计样本数据的众数为125.
【小问2详解】
由(1)可知,即成绩落在中的频率为,
成绩落在中的频率为0.25,
则获得一等奖学生的最低分应落在中.
设获得一等奖学生的最低分为x,则有,
解得,即估计获得一等奖学生的最低分约为138分.
【小问3详解】
,
.
18. 在 中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 .
(1)求C.
(2).
(ⅰ)若 的周长为,角C的平分线交 于点D,求 的长;
(ⅱ)若 为锐角三角形,,求 的取值范围.
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【解析】
【分析】(1)根据两角和的正弦展开公式和正弦定理化简原式并求解即可;
(2)(ⅰ)根据周长和余弦定理建立关于 的方程并求解,再结合面积公式求解 ;
(ⅱ)通过向量运算建立和 的方程,进而根据正弦定进行边角转化,再利用三角函数求解范围.
【小问1详解】
,即 ,
由正弦定理可得 ,
又 ,
所以 ,
因为,所以 ,
所以 ,即,
又,所以.
【小问2详解】
(ⅰ)因为, 的周长为,所以,
由余弦定理可得,即 ,
即 ,得,
所以 的面积为,
则,
所以.
(ⅱ)因为,所以E是 的中点,所以,
则,
又 ,所以 ,
由正弦定理可得 ,
所以 ,,
所以
.
因为 为锐角三角形,所以,解得,
所以,所以,
所以,所以,则 的取值范围是.
19. 如图,在四棱锥中,底面为梯形,,,,为等边三角形,,,.
(1)求直线与平面所成角的正弦值.
(2)若M为棱上一点,且平面,
(ⅰ)试确定点M的位置;
(ⅱ)求平面与平面所成锐二面角的正弦值.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)M为棱上靠近点P的三等分点;(ⅱ).
【解析】
【分析】(1)根据线线垂直得到线面垂直,进一步得到面面垂直;根据面面垂直的性质和等边三角形的性质,确定平面,从而得到直线与平面所成的角;最后根据各边关系求得正弦值;
(2)(ⅰ)根据,作平行四边形,求得,即可求得点 所在的位置;
(ⅱ)作平行线,通过线线平行得到面面平行,再根据面面平行的性质和等边三角形的性质,确定平面与平面所成锐二面角的平面角,最后根据各边的位置和数量关系求得正弦值.
【小问1详解】
,,,平面,平面.
平面,平面平面.
取的中点,连接 ,,如图1所示:
为等边三角形,.
平面平面 ,平面,平面.
则为直线与平面上的射影,为直线与平面所成的角.
,,;
,,;
.
,即直线与平面所成角的正弦值为.
【小问2详解】
(ⅰ)M为棱上靠近点P的三等分点,理由如下:
如图2,过点M作交于点N,连接.
,;
,, ,四点共面,则平面平面;
平面,.
四边形为平行四边形,则.
,,,,即.
为棱上靠近点P的三等分点满足题意.
(ⅱ)过点M作交于点O,连接.由(ⅰ)得;
为等边三角形,则,.
,,,四边形是平行四边形,则.
平面,平面,平面.
,平面,平面,平面.
,平面平面.
过点A作于点H,过点H作交于点G,连接,
由(1)知 平面,,平面.
平面,.
,,平面,平面.
平面,;
,,平面,平面,
平面,则;
为平面与平面所成锐二面角的平面角,
即为平面与平面所成锐二面角的平面角.
由 平面,平面,得;
,,,,为等边三角形,,
,,,.
在中,,则.
在中,,得.
在中,.
在中,.
即平面与平面所成锐二面角的正弦值为.
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注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上.
一、单项选择题: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. 若复数满足,则的虚部为( )
A. B. C. D.
2. 已知是同一平面内不同的三点,且,若,则( )
A. B. C. D.
3. 已知一组数据的极差为,则( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为
C. 的最大值为 D. 的最大值为
4. 在正四面体 中,E,F,G分别为 , , 的中点,则异面直线 与 所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
5. 已知两个随机事件A,B相互独立,,则( )
A. 0.68 B. 0.76 C. 0.88 D. 0.98
6. 在 中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若 , ,则 边上的中线长度的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 已知球与正四棱锥的四条侧棱和底面均相切,若,则球的表面积为( )
A. B. C. D.
8. 已知O是 所在平面内一点,且,, 的面积S满足,则( )
A. B. C. D.
二、多项选择题: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. 已知向量,,则下列说法正确的是( )
A. B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
10. 已知a,b为异面直线, , 为两个不同的平面,且,,则下列说法正确的是( )
A. 对于任意一点O,都存在过点O的平面与a,b都平行
B. 对于任意一点O,都存在过点O的直线与a,b都垂直
C. 若,,则
D. 若,则
11. 在长方体中,底面为正方形, ,, , 分别为棱,的中点,设过点 的平面为, ,则( )
A.
B. 截长方体所得截面为五边形
C. 截长方体所得截面的周长不超过12
D. 与平面所成的锐二面角的正切值为5
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某新能源科技公司研发团队共有36名成员,其中女性成员12人.现按比例采用分层随机抽样的方法抽取6人参加国际清洁能源峰会,则被选中的男性成员人数为__________.
13. 已知复数z满足,则的最小值为_____.
14. 若对任意的,都有,则称是完美集合.从集合的所有非空子集中任选1个,该集合不是完美集合的概率是__________.
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,是圆O的直径,垂直于圆O所在的平面,C是圆周上一点,且, .
(1)求证: ;
(2)求点A到平面的距离.
16. 在一个不透明的袋子中装有6个小球,其中有3个红球(分别标有数字1,2,3),2个黄球(分别标有数字1,2),1个白球(标有数字1).现从袋中随机一次性摸出3个小球,记事件“3个小球的颜色均不相同”, “取出的小球上的数字分别为1,2,3”, “取出的3个小球上的数字之和大于5”.
(1)求;
(2)判断事件A,B是否相互独立,并说明理由.
17. 某市组织数学建模大赛,从参加比赛的名学生中随机抽取 名学生的成绩进行样本分析(满分为分,按照,,…,分成六组),并绘制成如图所示的频率分布直方图,其中 .
(1)求图中的值,并估计样本数据的众数;(同一组数据用该组区间的中点值作代表)
(2)根据成绩,准备给成绩较高的的学生颁发一等奖,估计获得一等奖学生的最低分;
(3)若落在中的样本数据的平均数是,方差是,落在中的样本数据的平均数是,方差是 ,求落在中的样本数据的平均数和方差.
18. 在 中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 .
(1)求C.
(2).
(ⅰ)若 的周长为,角C的平分线交 于点D,求 的长;
(ⅱ)若 为锐角三角形,,求 的取值范围.
19. 如图,在四棱锥中,底面为梯形,,,,为等边三角形,,,.
(1)求直线与平面所成角的正弦值.
(2)若M为棱上一点,且平面,
(ⅰ)试确定点M的位置;
(ⅱ)求平面与平面所成锐二面角的正弦值.
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