内容正文:
高一数学A
满分:150分 考试时间:120分钟
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区.
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹签字笔书写,字体工整、笔迹清晰.
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效.
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑.
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀.
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. 已知复数,其中为虚数单位,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】使用复数的模长公式求解.
【详解】因为,所以.
2. 已知向量,,且,则实数的值为( )
A. B. 2 C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由向量垂直的坐标表示求解即可.
【详解】由,得,即,解得.
3. 某科技公司为测试新推出的智能手环健康监测功能,随机抽取了7名测试者,记录他们连续一周的日均步数(单位:千步)分别为:6,7,7,8,9,9,10.则这组数据的第60百分位数是( )
A. 6 B. 7 C. 8 D. 9
【答案】D
【解析】
【详解】因为,所以第60百分位数为从小到大排列的数的第5个数9.
4. 已知:,:.若是的充分不必要条件,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】将问题转化为且求解.
【详解】:,所以,解得,即条件对应的集合为;
:,解得,即,即条件对应的集合为.
因为是的充分不必要条件,则对应集合满足且,
由可得,解得.
当时,集合,此时,是的充要条件,不符合题意,故舍去.
因此,的取值范围是,即.
5. 如图,在正四面体中,为中点,则异面直线与所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】使用线线夹角的定义求解.
【详解】不妨设四面体的棱长为2,取中点,
连接,,则,
所以(或补角)即为异面直线与所成角.
则,,
由余弦定理可得.
6. 一个在竖直平面内的水上游乐转轮半径为,转轮中心距离水面,已知转轮按逆时针方向转动,每120秒转一圈.当转轮上点到达最高点时开始计时,当秒时,点离水面的高度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】使用余弦型函数的图象与性质求解.
【详解】由题知转轮转动的角速度为,因为转轮的半径为3,转轮中心距离水面为6,设点到水面的高度为,根据匀速圆周运动的数学模型有:,当秒时,,所以点离水面的高度是.
7. 现有一把纸折扇,其结构如图所示.已知折扇两端的扇骨长(即大扇形半径)均为,完全展开时扇骨间的夹角为.若扇面的上弧长与下弧长之比为,将该扇面围成一个圆台,则该圆台的高为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】应用几何扇形弧长计算,结合圆台的几何特征计算即可.
【详解】设圆台的上下底面半径分别为,,由题知扇面的外径为,内径为,
所以圆台的母线长,上弧长,则,
下弧长,则,
则圆台的高.
8. 已知的外接圆圆心为,且满足,,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先确定为直角三角形,再确定,最后由投影向量计算公式即可求解.
【详解】已知,得,
因此,即.
因此是的中点,为外接圆的直径.
设外接圆半径为,则(半径),(直径).
又,故.
在中,,
因为(三角形内角且为锐角),所以.
,
则向量在向量上的投影向量为.
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. 已知,是互不重合的直线,,是互不重合的平面,则下列结论正确的是( )
A. 若,,则
B. 若,,则
C. 若,,则
D. 若,,,则
【答案】AD
【解析】
【分析】使用线面平行判定定理,线面垂直性质定理,面面平行性质定理求解.
【详解】垂直于同一平面的两条直线平行(线面垂直性质定理),A正确;
若,,则或与相交或与异面,故B错误;
若,,缺少,与可能异面,故C错误;
设直线与平面交于点.过点作直线.因为,且,所以.
又因为,且经过垂足,由线面垂直的性质可知,直线必须在平面内(即).
因为,,且,由线面平行的判定定理可得.故D正确.
10. 某光伏企业对钙钛矿薄膜组件进行抽样检测,随机抽取3块组件,定义事件:“3块组件全部合格”,“3块组件全部不合格”,“3块组件不全合格”.已知单块不合格的概率为,且每块组件合格与否相互独立,则下列说法正确的是( )
A. 与是互斥事件 B. 与是互斥事件
C. 与是对立事件 D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】由题意得与不可能同时发生,所以与是互斥事件,故A正确;
而表示全部不合格,表示不全合格,发生时,一定发生,
所以与不是互斥事件,故B错误;
与互斥,且样本空间,符合对立事件定义,故C正确;
因为是互斥事件,且,,
所以,故D正确.
11. 在中,角,,所对的边分别为,,,且,则下列说法正确的是( )
A. 若,则的外接圆的面积为
B. 若,且有两解,则的取值范围为
C. 若,且为锐角三角形,则的取值范围为
D. 若,且为锐角三角形,则的取值范围为
【答案】ACD
【解析】
【分析】由两角和的正弦公式、诱导公式可得,由正弦定理求得的外接圆的半径,即可求得外接圆的面积,判断A;由正弦定理求得的范围,判断B;根据余弦定理及锐角三角形的特征求得的取值范围判断C;由二倍角的正弦公式及正弦定理可得,由题意求得的取值范围,从而得到的范围,判断D.
【详解】因为,所以,
即,即.
因为,所以,所以.
若,所以的外接圆的直径,所以,
所以的外接圆的面积为,故A正确;
若有两解,则,解得,故B错误;
锐角三角形的充要条件是三个角均为锐角,即每个角的余弦值大于0.
已知,,所以,所以,故必为锐角,
①若为最大角(即时),由余弦定理的推论得,
即,即,解得;
②若为最大角(即时),
由余弦定理的推论得,,即,
即,解得,综上所述,故C正确;
若,由正弦定理得,即,
因为为锐角三角形,所以,所以,
所以,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知是两个不共线的向量,.若与是共线向量,则________.
【答案】
【解析】
【分析】根据向量共线可得,存在实数,使,待定系数,即可得答案.
【详解】因为与是共线向量,
所以存在实数,使,即,
所以,解得.
故答案为:
13. 在上定义运算:,当时,不等式有解,则实数的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】利用运算的定义,结合不等式的性质可得的取值范围,从而得到实数的取值范围.
【详解】依题意得,
由得,所以
所以,所以.
当时,不等式有解,所以,
即实数的取值范围是.
14. 如图,三棱锥的外接球的体积为,为的中点,平面,,则球被平面截得的截面面积为________.
【答案】
【解析】
【分析】由题意可得为等边三角形,作出辅助线,找到外接球球心的位置,并求得到平面的距离;根据球的体积求出球的半径,由勾股定理求出截面圆的半径,从而得到截面面积.
【详解】平面,,∵为的中点,,
又,是等边三角形.
取中点为,连接交于,则是外心.
设为外心,连接,,,
易知平面,平面,
则四边形是矩形,.
连接,,设外接圆半径,设球半径为.
球的体积为,,即.
在中,,
球被平面截得的截面面积为.
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. 已知复数,其中,为虚数单位.
(1)若复数在复平面内对应的点位于第二象限,求实数的取值范围;
(2)若复数对应的点在直线上,求复数的共轭复数;
【答案】(1)
(2)当时,,共轭复数;当时,,共轭复数.
【解析】
【分析】(1)根据第二象限点的坐标特征,列出相应的不等式组,求解可得;
(2)由直线上的点的横纵坐标互为相反数,即对应复数的虚部与实部互为相反数,列出相应的方程,求解可得的值,从而求得复数,由共轭复数的定义可求得其共轭复数.
【小问1详解】
复数在复平面内对应的点的坐标为,
因为该点位于第二象限,所以,
由①得,解得;
由②得,解得或;
综上所述,实数的取值范围为;
【小问2详解】
直线上的点的横纵坐标互为相反数,
即对应复数的虚部与实部互为相反数,即,
化简得:,即,
解得或.
当时,,其共轭复数;
当时,,其共轭复数.
16. 为测验设备性能,在卫星测控任务中启用甲、乙、丙三套地面测控系统.已知每次测试中,三套系统相互独立工作,且各次测试结果相互独立,成功捕获目标信号的概率依次为,,.
(1)求甲、乙、丙三套系统恰有两套捕获信号的概率;
(2)测试规定:若至少两套系统成功捕获信号,则单轮测试合格;若单轮测试不合格,则按相同标准立即进行且仅进行一次复测.求前两轮测试内就能得出合格结果的概率.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)使用独立事件概率公式求解;
(2)使用独立事件概率公式,互斥事件概率公式求解.
【小问1详解】
设甲、乙、丙三套系统成功捕获信号分别为事件,,,
则,,.
甲、乙、丙三套系统恰有两套捕获信号,等价于恰有一套未捕获信号,其概率为
;
【小问2详解】
前两轮测试内就能合格包含首轮直接合格和首轮不合格,第二轮复测合格两种情况,
计算三套都捕获的概率:,
计算单轮测试合格的概率:,
计算“首轮不合格且复测合格”的概率:,
所以前两轮测试内就能得出合格结果的概率.
17. 在中,内角,,的对边分别为,,.已知向量,,且.
(1)求角的大小;
(2)若,且的面积为,求的周长;
(3)在(2)的条件下,若点为的中点,求中线的长度.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)使用正弦定理边化角求解;
(2)使用三角形面积公式和余弦定理求解;
(3)使用向量法求解.
【小问1详解】
由,得,
,
由于,所以,
化简得,
又,;
【小问2详解】
由三角形面积公式:,
代入,,得.
由余弦定理:,
代入,,得,
,.
的周长为;
【小问3详解】
点为的中点,根据向量中点公式得
,
由(2)问可知,,代入得:
.
18. 为了了解青少年对人工智能(AI)科普知识的掌握情况,某校开展了AI科普知识挑战赛,从所有参赛学生中随机抽取了100人的成绩(均为整数,满分100分)作为样本,整理后绘制了如图所示的频率分布直方图.
(1)先求的值,并估计本次参赛学生成绩的平均数(四舍五入取整);
(2)采用分层抽样法,从和中抽取5个样本,再从中随机选取2个对人工智能科普知识的获取渠道进行分析,求这2个样本中最多有1个来自区间的概率;
(3)若规定成绩在80分及以上认定为“掌握情况良好”.现已知原始样本数据中,“掌握情况良好”的学生成绩的平均数为88,方差为18,若成绩在内的平均数为86,方差为2,求成绩在内的平均数和方差.
(附:设两组数据的样本量、样本平均数和样本方差分别为:,,;,,,记两组数据总体的样本平均数为,总体样本方差为,则总体样本平均数;总体样本方差)
【答案】(1),平均数为72
(2)
(3)平均数为94,方差为18
【解析】
【分析】(1)通过频率分布直方图面积之和为1,求得,再由平均数计算公式即可求解;
(2)通过分层抽样和列举法确定样本空间,再由古典概型概率计算公式即可求解;
(3)根据分层抽样比,结合总体方差和平均数的计算公式即可求解.
【小问1详解】
由频率分布直方图面积之和为1,
可得,解得
平均数为;
【小问2详解】
由题意成绩在,的频率分别为,
且,
故抽取5个样本,其中成绩在内的有3个,记为、、,
成绩在内的有2个,记为、;
从这5个样本中随机抽取2个,试验的样本空间
,;
记事件“2个样本中最多有1个来自区间”,
则,,
所以2个样本中最多有1个来自区间的概率为;
【小问3详解】
由题意成绩在内的为“掌握情况良好”,
成绩在内占成绩在的比例为,
成绩在内占成绩在的比例为,
设成绩在内的平均数和方差分别为、,
由分层随机抽样的平均数公式可得,解得,
由分层随机抽样的方差公式可得,解得.
19. 如图,在四棱锥中,平面,四边形为直角梯形,,,,,二面角为.
(1)证明:平面平面;
(2)在上是否存在点,使得平面,若存在,求,若不存在,说明理由;
(3)求与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)取的中点,连接,,
因为,,,
所以,且
所以四边形为平行四边形,
又,,
所以平行四边形为正方形,所以,
因为为中点,所以且,
故四边形为平行四边形,得,
所以,
因为平面,平面,所以.
又,、平面,所以平面,
由平面,所以平面平面;
(2)存在,当为中点时满足条件,
(3)
【解析】
【分析】(1)使用线面垂直判定定理与面面垂直判定定理证明;
(2)使用面面平行判定定理,面面平行性质定理求解;
(3)使用二面角与线面角的定义求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
存在,为中点,此时,证明如下:
连接,连接,
由(1)知四边形为正方形,所以,
因为平面,平面,
所以平面.
因为,分别为,中点,所以.
又平面,平面,所以平面.
因为,,平面,
所以平面平面.
又平面,所以平面;
【小问3详解】
因为平面,平面,
所以.
又,,所以.
因为,,平面,
所以平面,从而.
故为二面角的平面角,即,
在中,.
由(1)知,平面平面,交线为.
在平面内,过点作于点,则平面.
所以为点在平面内的射影,为直线在平面内的射影.
根据线面角的定义,为与平面所成的角.
在中,,,,
所以,
即直线与平面所成角的正弦值为.
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满分:150分 考试时间:120分钟
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区.
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹签字笔书写,字体工整、笔迹清晰.
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效.
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑.
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀.
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. 已知复数,其中为虚数单位,则( )
A. B. C. D.
2. 已知向量,,且,则实数的值为( )
A. B. 2 C. D.
3. 某科技公司为测试新推出的智能手环健康监测功能,随机抽取了7名测试者,记录他们连续一周的日均步数(单位:千步)分别为:6,7,7,8,9,9,10.则这组数据的第60百分位数是( )
A. 6 B. 7 C. 8 D. 9
4. 已知:,:.若是的充分不必要条件,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
5. 如图,在正四面体中,为中点,则异面直线与所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
6. 一个在竖直平面内的水上游乐转轮半径为,转轮中心距离水面,已知转轮按逆时针方向转动,每120秒转一圈.当转轮上点到达最高点时开始计时,当秒时,点离水面的高度为( )
A. B. C. D.
7. 现有一把纸折扇,其结构如图所示.已知折扇两端的扇骨长(即大扇形半径)均为,完全展开时扇骨间的夹角为.若扇面的上弧长与下弧长之比为,将该扇面围成一个圆台,则该圆台的高为( )
A. B. C. D.
8. 已知的外接圆圆心为,且满足,,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. 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. 已知,是互不重合的直线,,是互不重合的平面,则下列结论正确的是( )
A. 若,,则
B. 若,,则
C. 若,,则
D. 若,,,则
10. 某光伏企业对钙钛矿薄膜组件进行抽样检测,随机抽取3块组件,定义事件:“3块组件全部合格”,“3块组件全部不合格”,“3块组件不全合格”.已知单块不合格的概率为,且每块组件合格与否相互独立,则下列说法正确的是( )
A. 与是互斥事件 B. 与是互斥事件
C. 与是对立事件 D.
11. 在中,角,,所对的边分别为,,,且,则下列说法正确的是( )
A. 若,则的外接圆的面积为
B. 若,且有两解,则的取值范围为
C. 若,且为锐角三角形,则的取值范围为
D. 若,且为锐角三角形,则的取值范围为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知是两个不共线的向量,.若与是共线向量,则________.
13. 在上定义运算:,当时,不等式有解,则实数的取值范围是________.
14. 如图,三棱锥的外接球的体积为,为的中点,平面,,则球被平面截得的截面面积为________.
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. 已知复数,其中,为虚数单位.
(1)若复数在复平面内对应的点位于第二象限,求实数的取值范围;
(2)若复数对应的点在直线上,求复数的共轭复数;
16. 为测验设备性能,在卫星测控任务中启用甲、乙、丙三套地面测控系统.已知每次测试中,三套系统相互独立工作,且各次测试结果相互独立,成功捕获目标信号的概率依次为,,.
(1)求甲、乙、丙三套系统恰有两套捕获信号的概率;
(2)测试规定:若至少两套系统成功捕获信号,则单轮测试合格;若单轮测试不合格,则按相同标准立即进行且仅进行一次复测.求前两轮测试内就能得出合格结果的概率.
17. 在中,内角,,的对边分别为,,.已知向量,,且.
(1)求角的大小;
(2)若,且的面积为,求的周长;
(3)在(2)的条件下,若点为的中点,求中线的长度.
18. 为了了解青少年对人工智能(AI)科普知识的掌握情况,某校开展了AI科普知识挑战赛,从所有参赛学生中随机抽取了100人的成绩(均为整数,满分100分)作为样本,整理后绘制了如图所示的频率分布直方图.
(1)先求的值,并估计本次参赛学生成绩的平均数(四舍五入取整);
(2)采用分层抽样法,从和中抽取5个样本,再从中随机选取2个对人工智能科普知识的获取渠道进行分析,求这2个样本中最多有1个来自区间的概率;
(3)若规定成绩在80分及以上认定为“掌握情况良好”.现已知原始样本数据中,“掌握情况良好”的学生成绩的平均数为88,方差为18,若成绩在内的平均数为86,方差为2,求成绩在内的平均数和方差.
(附:设两组数据的样本量、样本平均数和样本方差分别为:,,;,,,记两组数据总体的样本平均数为,总体样本方差为,则总体样本平均数;总体样本方差)
19. 如图,在四棱锥中,平面,四边形为直角梯形,,,,,二面角为.
(1)证明:平面平面;
(2)在上是否存在点,使得平面,若存在,求,若不存在,说明理由;
(3)求与平面所成角的正弦值.
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