内容正文:
数 学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容:人教A版必修第二册第六章至第九章9.1.
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. 已知平面向量与不共线,且,则( )
A. B.
C. D.
2. 复数在复平面内对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
3. 如图,用斜二测画法得到 的直观图是,,则 ( )
A. B. C. D.
4. 已知两个非零向量,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
5. 在中,, ,,其中.以边所在直线为旋转轴,其余两边旋转一周形成的面所围成的旋转体记为几何体,以边所在直线为旋转轴,其余两边旋转一周形成的面所围成的旋转体记为几何体,则几何体与的体积的比值的取值范围是( )
A. B.
C. D.
6. 已知正方体的棱长为3,P为棱上更靠近A的三等分点,则平面截该正方体的截面的面积为( )
A. B.
C. D.
7. 明孝陵位于江苏省南京市玄武区紫金山南麓独龙阜玩珠峰下,东毗中山陵,南临梅花山,位于钟山风景名胜区内,其占地面积达170余万平方米,是中国规模最大的帝王陵寝之一.明孝陵景区共有8个门,1号门位于植物园路,4号门在1号门的南偏东53°48′的492m处,8号门在4号门的东偏北75°48′方向,且1号门在8号门的西偏南63°18′方向,则1号门到8号门的距离约为(参考数据:sin68°≈0.927,sin53°48′≈0.807,sin12°30′≈0.216,sin75°48′≈0.969)( )
A. 2112m B. 2107m C. 2105m D. 2109m
8. 在四棱锥中,平面,四边形是边长为5的正方形,,分别是棱的中点,是侧面内的一个动点,若平面,则动点的轨迹长度是( )
A. B. C. 4 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. 若,则( )
A. B. C. 的虚部为5 D. 为纯虚数
10. 已知 是两条不同的直线, 是两个不同的平面,则下列判断错误的是( )
A. 若 ,则 B. 若 ,则
C. 若 ,则 D. 若 ,则
11. 已知正方形的边长为,平面,平面,,在平面的同一侧,且,则( )
A. 点不在四棱锥外接球的球面上
B. 四棱锥内切球的表面积为
C. 四棱锥与四棱锥公共部分的体积为
D. 几何体的五个面所在平面将空间分成个部分
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知某实木圆台的密度为,且该圆台上、下底面圆的半径分别为2cm,3cm,高为6cm,则该圆台的质量约为___________g.(结果保留整数)
13. 在中,,且三点共线,则___________.
14. 定义:多面体顶点的曲率等于与该顶点处多面体面角之和的差(面角采用弧度制计量).例如:正方体每个顶点均有个面角,每个面角均为,则其各个顶点的曲率均为.在三棱锥中,底面,,,,,则三棱锥在顶点处的曲率为___________.
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. 某中学高一年级有男生560人,女生520人,李老师按男生、女生进行分层,通过分层随机抽样的方法,得到男生、女生的平均年龄分别为15.6岁、15.5岁.
(1)若李老师在各层中按比例分配样本,总样本量为108,分别求抽取的男生、女生人数;
(2)若李老师从男生、女生中抽取的样本量分别为140和130,试估计该中学高一年级学生的平均年龄(结果精确到0.01).
16. 已知向量.
(1)证明:为定值.
(2)当时,求与的夹角.
(3)求函数的最大值.
17. 如图,在平面图形中,四边形为菱形, ,将沿边折起,使得点 到达点的位置,连接 ,得到四棱锥.
(1)证明:.
(2)设,且平面平面.
(i)求 与平面所成角的正弦值;
(ii)求点到平面的距离.
18. 的内角的对边分别为,已知为钝角,,且.
(1)证明:.
(2)求.
(3)若的中线,求.
19. 在正三棱柱中,,点在线段上,且,是棱的中点.
(1)证明:平面;
(2)证明:平面平面;
(3)设二面角的大小为,证明:.
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注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
4.本试卷主要考试内容:人教A版必修第二册第六章至第九章9.1.
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. 已知平面向量与不共线,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由平面向量基本定理,不共线时,等式两边对应系数相等,
所以,得方程组,解得.
2. 复数在复平面内对应的点位于( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】B
【解析】
【分析】根据复数的乘法运算先计算,再根据复数的几何意义即可求解.
【详解】由,
所以复数在复平面内对应的点为位于第二象限.
3. 如图,用斜二测画法得到 的直观图是,,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由斜二测画法可知, ,,,
由余弦定理得
故.
4. 已知两个非零向量,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】C
【解析】
【详解】由,得,解得或,
但当时,,不满足题意,故,
则“”是“”的充要条件.
5. 在中,, ,,其中.以边所在直线为旋转轴,其余两边旋转一周形成的面所围成的旋转体记为几何体,以边所在直线为旋转轴,其余两边旋转一周形成的面所围成的旋转体记为几何体,则几何体与的体积的比值的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】通过圆锥体积公式分别求解体积即可.
【详解】设几何体与的体积分别为,,则,
因为,所以,故的取值范围是.
6. 已知正方体的棱长为3,P为棱上更靠近A的三等分点,则平面截该正方体的截面的面积为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】先根据平面的性质确定截面的形状,再求其面积.
【详解】如图,
取棱 上更靠近的三等分点,连接 ,.
因为,,
所以平面截正方体的截面为平行四边形.
而平面,则平面,
又平面,则 ,则该平行四边形为矩形.
因为 ,,所以该截面的面积为.
7. 明孝陵位于江苏省南京市玄武区紫金山南麓独龙阜玩珠峰下,东毗中山陵,南临梅花山,位于钟山风景名胜区内,其占地面积达170余万平方米,是中国规模最大的帝王陵寝之一.明孝陵景区共有8个门,1号门位于植物园路,4号门在1号门的南偏东53°48′的492m处,8号门在4号门的东偏北75°48′方向,且1号门在8号门的西偏南63°18′方向,则1号门到8号门的距离约为(参考数据:sin68°≈0.927,sin53°48′≈0.807,sin12°30′≈0.216,sin75°48′≈0.969)( )
A. 2112m B. 2107m C. 2105m D. 2109m
【答案】A
【解析】
【分析】记1号门的位置为A,4号门的位置为B,8号门的位置为C,由题意可得,,再结合正弦定理即可求解.
【详解】记1号门的位置为A,4号门的位置为B,8号门的位置为C,
则根据条件可得,.
由正弦定理可得,
得.
故选:A
8. 在四棱锥中,平面,四边形是边长为5的正方形,,分别是棱的中点,是侧面内的一个动点,若平面,则动点的轨迹长度是( )
A. B. C. 4 D.
【答案】D
【解析】
【分析】取中点,连接,利用线面垂直判定定理证明平面,进而得出动点的轨迹即为,再计算求出.
【详解】取中点,连接,
分别是中点,
,
又平面,则平面,
平面,
,
由正方形的性质可知,
分别是中点,
,故,
平面,,
平面,则动点平面,
是侧面内的一个动点,
动点的轨迹即为,
已知是边长为5的正方形,,
则,
分别是中点,
,即动点的轨迹长度为.
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.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 若,则( )
A. B. C. 的虚部为5 D. 为纯虚数
【答案】ACD
【解析】
【分析】由题设及复数除法计算方式可得,然后由复数模,虚部,纯虚数等概念可判断各选项正误.
【详解】由题.
对于A,,故A正确;
对于B,,故B错误;
对于C,的虚部为5,故C正确;
对于D,为纯虚数,故D正确.
10. 已知 是两条不同的直线, 是两个不同的平面,则下列判断错误的是( )
A. 若 ,则 B. 若 ,则
C. 若 ,则 D. 若 ,则
【答案】ABD
【解析】
【详解】若,满足,但不满足,故A错误;
若,平面内存在平行于交线的直线,这条直线与平面平行,故B错误;
若,则一个平面内任意直线与另一平面无交点,即,故C正确;
若,则不满足,故D错误.
11. 已知正方形的边长为,平面,平面,,在平面的同一侧,且,则( )
A. 点不在四棱锥外接球的球面上
B. 四棱锥内切球的表面积为
C. 四棱锥与四棱锥公共部分的体积为
D. 几何体的五个面所在平面将空间分成个部分
【答案】BCD
【解析】
【分析】由题意可将补成一个正方体,利用等体积法与内切球公式求解内切球表面积,通过割补法求解公共部分体积,并由三棱柱的几何特征直接确定空间划分个数.
【详解】将四棱锥补成一个正方体,则四棱锥的外接球为该正方体的外接球,
因为点是该正方体的一个顶点,所以点在四棱锥外接球的球面上,A错误.
四棱锥的体积,
侧面积,
表面积,
则四棱锥内切球的半径,
则该内切球的表面积为,B正确.
连接,易知,,
则四边形和四边形均为平行四边形,
设,,则,分别为,的中点,
设,的中点分别为,,连接,,,,
则四棱锥和四棱锥的公共部分为几何体,
其体积为四棱锥和三棱柱的体积之和,
即,C正确.
因为几何体为三棱柱,
三个侧面,,同时平行于,
此时这三个平面退化为三条两两相交的直线,共分割成7个区域,
剩下两个平行的平面将这七个区域再次分割成3部分,
即它的五个面所在平面将空间分成个部分,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知某实木圆台的密度为,且该圆台上、下底面圆的半径分别为2cm,3cm,高为6cm,则该圆台的质量约为___________g.(结果保留整数)
【答案】60
【解析】
【详解】由圆台上、下底面圆的半径分别为2cm,3cm,
则圆台的上、下底面的面积分别为,,
而圆台的高为6cm,则圆台的体积为,
又圆台的密度为,
所以该圆台的质量为.
13. 在中,,且三点共线,则___________.
【答案】
【解析】
【分析】由三点共线,可得,再由题设及平面向量基本定理可得答案.
【详解】因三点共线,则,
又,则(显然不为0),从而,结合,平面向量基本定理,
可得.
14. 定义:多面体顶点的曲率等于与该顶点处多面体面角之和的差(面角采用弧度制计量).例如:正方体每个顶点均有个面角,每个面角均为,则其各个顶点的曲率均为.在三棱锥中,底面,,,,,则三棱锥在顶点处的曲率为___________.
【答案】##
【解析】
【分析】由底面可得,,进而得到,,再根据两角和的正切公式求得,进而结合题设定义求解即可.
【详解】如图,因为底面,底面,所以,.
因为,,,
所以,,
则.
因为,,
所以,则,而,
故三棱锥在顶点处的曲率为.
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. 某中学高一年级有男生560人,女生520人,李老师按男生、女生进行分层,通过分层随机抽样的方法,得到男生、女生的平均年龄分别为15.6岁、15.5岁.
(1)若李老师在各层中按比例分配样本,总样本量为108,分别求抽取的男生、女生人数;
(2)若李老师从男生、女生中抽取的样本量分别为140和130,试估计该中学高一年级学生的平均年龄(结果精确到0.01).
【答案】(1)抽取男生56人,女生52人
(2)估计高一年级学生平均年龄为15.55岁
【解析】
【分析】(1)根据分层抽样按比例分配的规则,先求抽样比再计算各层抽取人数;
(2)利用分层抽样总体均值的估计方法,以各层总人数为权重计算加权平均得到结果.
【小问1详解】
由题意得:高一年级的总人数为:,
所以抽取的男生人数为:人,
抽取的女生人数为:人,
所以抽取男生56人,女生52人;
【小问2详解】
设通过分层随机抽样的方法,得到男生、女生的平均年龄分别为岁和岁,
所以(岁),
所以估计该中学高一年级学生的平均年龄为15.55岁.
16. 已知向量.
(1)证明:为定值.
(2)当时,求与的夹角.
(3)求函数的最大值.
【答案】(1),为定值;
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)由向量的模的运算求解;
(2) 由向量的数量积运算求解;
(3) 因为,再由进行求解.
【小问1详解】
略.
【小问2详解】
当时,则,
得,
设与的夹角为,则,
由,得.
【小问3详解】
由,得,
则函数的定义域为,
由,等号成立时,共线,
则,
得,由于,
得,故函数的最大值为.
17. 如图,在平面图形中,四边形为菱形, ,将沿边折起,使得点 到达点的位置,连接 ,得到四棱锥.
(1)证明:.
(2)设,且平面平面.
(i)求 与平面所成角的正弦值;
(ii)求点到平面的距离.
【答案】(1)证明:取的中点,连接,,.
由折叠性质得,为等腰三角形,故 .
四边形为菱形且,为等边三角形,因此 .
又,平面,故 平面.
因平面,因此 ,得证.
(2)(i);(ii)
【解析】
【分析】(1)通过证明线面垂直的方法证得.
(2)(i)判断 与平面所成角,解直角三角形求得其正弦值.
(ii)利用等体积法求得到平面的距离.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
(i)由平面 平面,平面平面,平面且 ,
故 平面,即为与平面所成的角.
由得,故,
在中,.
等边中,.
在中,,故.
(ii)设点到平面的距离为,由等体积法得.
菱形中,,,
故.
三棱锥的高为,
故.
在中,,,,
由余弦定理得,
故,
因此.
由,解得.
18. 的内角的对边分别为,已知为钝角,,且.
(1)证明:.
(2)求.
(3)若的中线,求.
【答案】(1)证明:由三角形内角和定理得,故.
由余弦和角公式展开得,代入得,解得.
则.
因为钝角,故,,即,因此,得证.
(2);
(3)
【解析】
【分析】(1)利用三角形内角和与余弦和差角公式,结合已知余弦乘积推导,结合角的范围完成证明;
(2)联立内角和等式与的关系式,解方程组求得角;
(3)通过向量中线公式建立边的方程,结合正弦定理得到两边比例,代入化简求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
联立,两式相加得,解得.
【小问3详解】
由为边上的中线,得,
两边取模长得.
代入,,,,
得,即.
由正弦定理得,故.
由得,因此.
由得,,,
故,即.
将代入得,
整理得,解得.
19. 在正三棱柱中,,点在线段上,且,是棱的中点.
(1)证明:平面;
(2)证明:平面平面;
(3)设二面角的大小为,证明:.
【答案】(1)延长交于点,由,得,即为的中点,
因为是棱的中点,,所以,
则四边形是平行四边形,所以.
又因为平面,平面,所以平面.
(2)取的中点,连接,在等边中, .
因为平面 ,平面 ,所以.
又,平面,所以平面.
设,连接,,则,
则,所以四边形是平行四边形,则,
所以平面.
因为平面,所以平面平面.
(3)二面角即二面角.
取的中点,连接.易证平面,则.
过点作的垂线,垂足为,连接.
又,且,所以 平面,则,
所以二面角的平面角为.
因为.,,
所以由等面积法可得,则,
所以.
因为,所以,即.
【解析】
【分析】(1)先证明四边形是平行四边形,得到,再应用线面平行判定定理证明;
(2)先应用线面垂直得出平面,再应用平行得出平面,最后应用面面垂直判定定理证明即可;
(3)先应用二面角定义得出二面角的平面角为,再应用等面积法结合边长及正切值域计算证明.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
略
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