内容正文:
高一数学
考生须知:(与答题卷上的要求一致)
1.全卷分试卷和答题卷.考试结束后,将答题卷上交.
2.试卷共4页,有4大题,19小题.满分150分,考试时间120分钟.
3.请将答案做在答题卷的相应位置上,写在试卷上无效.
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,则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】D
【解析】
【分析】直接根据复数的几何意义判断即可;
【详解】解:复数在复平面内所对应的点的坐标为,位于第四象限;
故选:D
2. 已知向量,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】直接由向量的数量积的坐标运算及向量垂直的条件可得.
【详解】因为向量,,且,
所以,解得.
3. 已知直线,和平面,若 , ,则( )
A. B. C. 与相交 D. 或
【答案】D
【解析】
【分析】根据线面平行的定义与判定,分类讨论直线与平面的位置关系即可得结论.
【详解】由,可知直线与平面无公共点,而,
当时,根据线面平行的判定定理,得;
当时,此时仍满足且.
因此与的关系为或.
4. 抛掷一颗质地均匀的骰子,记事件为“向上的点数为2或3”,事件为“向上的点数为偶数”,则事件与事件( )
A. 互斥 B. 相互独立 C. 互为对立 D. 相等
【答案】B
【解析】
【分析】利用互斥事件,相互独立事件的定义依次判断选项即可.
【详解】抛掷一颗质地均匀的骰子,记事件为“向上的点数为2或3”,对于A,C选项,事件与事件能同时发生,A,C错误;
对于B,抛掷一颗质地均匀的骰子,基本事件总数,,,,
满足,所以事件与事件为相互独立事件,故B正确;
对于D,事件包含两个基本事件,事件包含三个基本事件,所以事件与事件不相等,故D错误;
5. “”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】B
【解析】
【分析】根据指数函数、对数函数的单调性,充分条件、必要条件判断即可.
【详解】由指数函数的单调性可知,
而不能推出,(例如时函数意义),
又,
所以“”是“ ”的必要不充分条件.
6. 有一组样本数据1,2,2,2,3,5,去掉1和5后,相较于原数据不变的是( )
A. 平均数 B. 极差 C. 方差 D. 中位数
【答案】D
【解析】
【分析】根据平均数,极差,中位数的计算即可比较求解,利用方差的性质即可求解C.
【详解】样本数据1,2,2,2,3,5的平均数为,极差为4,中位数为2,
去掉1和5后的数据的平均数为,极差为1,中位数为2,故平均数和极差都发生变化,中位数不改变,
由于去掉1和5后,数据的波动性更小,故相比较于原数据,方差变小,故ABC错误,D正确.
故选:D.
7. 已知函数 的图象向左平移( )个单位长度后关于轴对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先利用三角函数关系式的恒等变换,把函数的关系式变形成正弦型函数,进一步利用平移变换的性质求出结果.
【详解】由题可得,
所以,
因为函数的图象关于轴对称,
所以,即,
又,所以的最小值是.
8. 已知函数,若函数恰有3个不同的零点,则实数的取值范围( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据的表达式,先画出函数图象,再令,利用数形结合即可求出函数恰有3个不同的零点时,的取值范围.
【详解】由,可画出函数的图象,如图所示,
易知处的函数值为,即如图中的点,所以,
令,则,由图可知,
当时,与无交点;
当时,与有2个交点;
当时,与有1个交点.
令,则,化简得,解得,,
要使函数恰有3个不同的零点,
则当时,有2个零点,且当时,有1个零点,共3个零点,
满足题意,此时的取值范围为;
或者,当时,有2个零点,且当时,有1个零点,共3个零点,
满足题意,此时的取值范围为,
当时,,此时只有1个零点,不合题意,
综上,函数恰有3个不同的零点时,的取值范围为.
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. 已知函数,下列关于函数的说法正确的是( )
A. 最小正周期是 B. 是对称中心
C. 是对称轴方程 D. 在上单调递增
【答案】AD
【解析】
【分析】由函数的图象与性质,根据选项利用性质逐一判断即可.
【详解】对于A,的最小正周期为,故A正确;
对于B,由可得对称中心横坐标满足,
解得,故不是函数的对称中心,故B错误;
对于C,由可得对称轴方程满足,
解得,故C错误;
对于D,函数的单调递增区间满足
,解得,
当时,得函数的一个单调增区间为,故D正确.
10. 若正实数,满足,则下列说法正确的是( )
A. B. 有最大值
C. 有最大值 D. 有最小值
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用(为正实数)和基本不等式逐一分析判断各选项即可.
【详解】对于A,由正实数,满足,易得,故A正确;
对于B,由基本不等式可得,当且仅当时等号成立,故B正确;
对于C,因为,所以,由B项知,则,
即有最小值为,无最大值,故C错误;
对于D,因为,且为正实数,所以,
当且仅当时,有最小值,故D正确.
11. 定义在上的函数,满足当时,,且,,都有,下列说法正确的是( )
A. B. 是偶函数
C. D. 若,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】令可判断A;令结合函数奇偶性的定义可判断B;令,可得,然后通过换元法证明(成立),结合奇函数的性质可判断C;先利用定义法证明函数的单调性,然后把不等式变形为,最后利用函数单调性解不等式可判断D .
【详解】令,可得,故A正确;
令,可得,因为不恒等于0,结合可得:
,即,所以是奇函数,又不恒等于0,
所以不是偶函数,故B错误;
令,可得,
令,则原式变形为: ,
对任意,令,得,
替换为得,即(成立);
当时,对等式用替换,替换可得:
,由奇函数的性质可得,
即(成立);
当一个非负数一个负数时,不妨设,,
对等式用替换可得,
再用替换得,即(成立);
故对所有成立,C正确;
是奇函数且满足得:
若,则,因为当时,,
所以,即,所以是上的增函数,
由得: ,
由增函数性质得,即,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某校有400名男生和200名女生,现采用按比例分配的分层随机抽样方法进行抽取,已知女生抽取20人,则男生抽取______人.
【答案】
40
【解析】
【详解】根据分层抽样可知男生抽取人数为人
13. 已知锐角中,角,,的对边分别是,,,,,则周长的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】根据已知条件,,分别构造和,结合锐角的条件,即可求出其他两边的取值范围,进而求出周长的取值范围.
【详解】解:由题意知,,
过点作,如图所示,
则在,,,所以,,
因为为锐角三角形,所以,,
当时,为直角三角形,则,,
又为锐角三角形,则,,所以,,
因此,周长的取值范围为,
即.
14. 矩形中,,,将沿直线翻折至,使得二面角的大小为60°,点是线段的中点,则三棱锥外接球半径为______.
【答案】
【解析】
【详解】法1:如图,在矩形中,连接交于,
因为点是线段的中点,所以,
则,则,
因为,所以,所以,即,,
因为,四边形为矩形,
所以,,
由折叠可知
又,所以在中,
代入得
故.
并且,所以
因为,,因为,平面,
所以平面,因为平面,所以.
在平面内过点作直线,则.
又平面,与交于,所以平面,
在底面中,,且,
设的外接圆半径为,则由正弦定理知
由于平面,外接球球心在外接圆圆心的垂线上.
设球心到平面的距离为,则由球心到与到底面三点距离相等,得所以
因此,
代入得
故
法2:如图,作,交于,,交于,
因为,四边形为矩形,
所以,,同理.
,所以.
连,因为为中点,为中点,所以.
以为原点,所在直线为轴,所在直线为轴,过且垂直于平面的直线为轴,建立如图空间直角坐标系,
因为二面角的大小为,所以,
设的坐标为,则,所以,,
,所以,即,
,所以.
设三棱锥外接球球心的坐标为,
则
解得,所以外接球的半径为.
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. 近年来人工智能在教育领域的应用越加广泛.某校为了解周末某款AI应用软件在学生中的使用时长(单位:小时)情况,进行了问卷调查,从所有问卷中随机抽取100份作为样本,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求图中的值与该样本数据的第80百分位数;
(2)根据该频率分布直方图,估计1800名学生中有多少学生使用时长在1小时及以上.
【答案】(1) ,第80百分位数为 ;
(2) 人.
【解析】
【小问1详解】
由题,
解得:.
因为的频率为,
的频率为,
所以该样本数据的第80百分位数位于区间中,
所以该样本数据的第80百分位数为:.
【小问2详解】
根据频率分布直方图,使用时长在1小时及以上的频率为,而.
故估计1800名学生中有1566名学生使用时长在1小时及以上.
16. 在 中,角,,的对边分别是 , ,,满足 .
(1)求角;
(2)若在线段 上,满足 ,且 ,求 的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用余弦定理将角化边,再利用余弦定理计算,即可得解;
(2)在 中,利用余弦定理求得,再求面积即可.
【小问1详解】
由余弦定理知, ,
化简为,
化简为 ,
,
.
【小问2详解】
由于 , ,
所以 ,
在 中, ,
即,
解得,
.
17. 某商场为吸引顾客,开展抽奖送代金券活动,规则如下:,两个箱子中均有若干个小球(除颜色外均相同),其中箱中有2个白球和个黑球,箱中有1个白球和个黑球.顾客每轮抽奖,需从,两个箱子中分别取一个球,按先后的顺序进行,取球结束后将球放回原箱子,且每次取球相互独立.若箱中取出白球,则送面值2元的代金券,否则无奖励;若箱中取出白球,则送面值3元的代金券,否则无奖励.(每位顾客每日至多参与两轮抽奖;代金券可用于商场停车缴费或参与下次消费,可叠加使用)
(1)顾客甲参与一轮取球,求甲在箱中取出白球的概率;(用表示)
(2)已知参与一轮取球后获得5元代金券的概率为,只获得一张代金券且为2元代金券的概率为.
(ⅰ)求,;
(ⅱ)若顾客乙参与两轮抽奖,现需用这两轮抽奖获得的代金券支付8元停车费,求乙可足额支付停车费的概率.
【答案】(1)
(2)(ⅰ) ,;(ⅱ)
【解析】
【分析】(1)利用古典概型概率公式直接求解即可;
(2)(ⅰ)利用古典概型概率公式列方程组求解即可;
(ⅱ)先确定单轮抽奖各收益对应的概率,再枚举两轮总金额不低于8元的所有情况,结合古典概型概率公式求解即可.
【小问1详解】
甲在箱中取一个球的试验的样本空间包含个样本点,
事件A:箱取出白球包含个样本点,故甲在箱中取出白球的概率为;
【小问2详解】
(ⅰ)一轮取球的试验的样本空间包含个样本点,
事件:“获得5元代金券”包含个样本点,事件:“只获得一张代金券且为2元代金券”包含个样本点,
所以,解得;
(ⅱ)乙可足额支付停车费的概率,即乙两轮抽奖获得的代金券面值叠加后大于等于8元的概率,
乙两轮抽奖试验的样本空间包含个样本点,获得的代金券面值叠加后大于等于8元的有:(白,白,白,白),(白,白,黑,白),(黑,白,白,白),
共3个随机事件,均包含4个样本点,所以发生的概率为,
所以乙两轮抽奖获得的代金券面值叠加后大于等于8元的概率为,
即乙可足额支付停车费的概率为.
18. 如图,三棱柱中,,.
(1)求证:平面平面;
(2)若,,,;
(ⅰ)当,求直线与平面所成角的正弦值;
(ⅱ)当为何值时,三棱柱体积最大,并求此最大值.
【答案】(1)因为,,,平面,
所以平面,又平面,所以平面平面 ;
(2);时,体积最大值为
【解析】
【分析】(1)先根据线面垂直的判断定理证明平面,再根据面面垂直的判断定理即可证明;
(2)(i)先做出线面角,并计算和,然后在中运用等面积法计算出,最后由即可求解;
(ii)把体积用的函数表示,利用基本不等式即可求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
(i)由(1)知平面平面,交线为,过作于,连接
则平面,因此就是与平面所成的角,
由,为直角三角形,得;
又,平面,所以平面,
因为平面,所以,
故,得,且,
当时,,,在中由余弦定理: ,得,
面积: ,
又,得,
因此直线与平面所成角满足: .
(ii)三棱柱侧棱平面,因此体积: ,
在中由余弦定理: ,
得,
,
所以.
当且仅当,即时等号成立,因此体积的最大值为.
19. 已知函数和向量,,定义:,当 时,称函数为向量,的相关函数.
(1)若,,函数,求的值;
(2)当( )时,
(ⅰ)证明:为向量,的相关函数;
(ⅱ)若 (, )为向量,的相关函数,求所有满足条件的有序数对组成的集合.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)因为,,
,,,
不妨令,,,,,,
故等价于,
当时,成立,
所以为向量,的相关函数;
(ⅱ)
【解析】
【分析】(1)代入相关函数的定义,即可求解;
(2)(ⅰ)代入相关函数的定义,并且换元,,即可证明;
(ⅱ)根据(ⅰ)的结果可知,相关函数等价于,代入函数后,首先寻找满足的必要条件,再进行充分性的证明.
【小问1详解】
因为,,所以,, ,,
由函数可知, ,, , ,
所以 ;
【小问2详解】
(ⅰ)略
(ⅱ)由(ⅰ)知当时,有则为向量,的相关函数,
故为向量的相关函数,
由时,恒成立,
化简得,
先寻找满足的必要条件,
令,对任意的都有,
由于,得,所以,
下面证明对满足的任意正实数对及任意非负实数,总有成立,
由,得,所以,
所以
由,得,
所以,且,,,故成立,
综上,
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考生须知:(与答题卷上的要求一致)
1.全卷分试卷和答题卷.考试结束后,将答题卷上交.
2.试卷共4页,有4大题,19小题.满分150分,考试时间120分钟.
3.请将答案做在答题卷的相应位置上,写在试卷上无效.
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,则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
2. 已知向量,,若,则( )
A. B. C. D.
3. 已知直线,和平面,若 , ,则( )
A. B. C. 与相交 D. 或
4. 抛掷一颗质地均匀的骰子,记事件为“向上的点数为2或3”,事件为“向上的点数为偶数”,则事件与事件( )
A. 互斥 B. 相互独立 C. 互为对立 D. 相等
5. “”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
6. 有一组样本数据1,2,2,2,3,5,去掉1和5后,相较于原数据不变的是( )
A. 平均数 B. 极差 C. 方差 D. 中位数
7. 已知函数 的图象向左平移( )个单位长度后关于轴对称,则的最小值为( )
A. B. C. D.
8. 已知函数,若函数恰有3个不同的零点,则实数的取值范围( )
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. 已知函数,下列关于函数的说法正确的是( )
A. 最小正周期是 B. 是对称中心
C. 是对称轴方程 D. 在上单调递增
10. 若正实数,满足,则下列说法正确的是( )
A. B. 有最大值
C. 有最大值 D. 有最小值
11. 定义在上的函数,满足当时,,且,,都有,下列说法正确的是( )
A. B. 是偶函数
C. D. 若,则
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某校有400名男生和200名女生,现采用按比例分配的分层随机抽样方法进行抽取,已知女生抽取20人,则男生抽取______人.
13. 已知锐角中,角,,的对边分别是,,,,,则周长的取值范围是______.
14. 矩形中,,,将沿直线翻折至,使得二面角的大小为60°,点是线段的中点,则三棱锥外接球半径为______.
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. 近年来人工智能在教育领域的应用越加广泛.某校为了解周末某款AI应用软件在学生中的使用时长(单位:小时)情况,进行了问卷调查,从所有问卷中随机抽取100份作为样本,得到如图所示的频率分布直方图.
(1)求图中的值与该样本数据的第80百分位数;
(2)根据该频率分布直方图,估计1800名学生中有多少学生使用时长在1小时及以上.
16. 在 中,角,,的对边分别是 , ,,满足 .
(1)求角;
(2)若在线段 上,满足 ,且 ,求 的面积.
17. 某商场为吸引顾客,开展抽奖送代金券活动,规则如下:,两个箱子中均有若干个小球(除颜色外均相同),其中箱中有2个白球和个黑球,箱中有1个白球和个黑球.顾客每轮抽奖,需从,两个箱子中分别取一个球,按先后的顺序进行,取球结束后将球放回原箱子,且每次取球相互独立.若箱中取出白球,则送面值2元的代金券,否则无奖励;若箱中取出白球,则送面值3元的代金券,否则无奖励.(每位顾客每日至多参与两轮抽奖;代金券可用于商场停车缴费或参与下次消费,可叠加使用)
(1)顾客甲参与一轮取球,求甲在箱中取出白球的概率;(用表示)
(2)已知参与一轮取球后获得5元代金券的概率为,只获得一张代金券且为2元代金券的概率为.
(ⅰ)求,;
(ⅱ)若顾客乙参与两轮抽奖,现需用这两轮抽奖获得的代金券支付8元停车费,求乙可足额支付停车费的概率.
18. 如图,三棱柱中,,.
(1)求证:平面平面;
(2)若,,,;
(ⅰ)当,求直线与平面所成角的正弦值;
(ⅱ)当为何值时,三棱柱体积最大,并求此最大值.
19. 已知函数和向量,,定义:,当 时,称函数为向量,的相关函数.
(1)若,,函数,求的值;
(2)当( )时,
(ⅰ)证明:为向量,的相关函数;
(ⅱ)若 (, )为向量,的相关函数,求所有满足条件的有序数对组成的集合.
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