内容正文:
高一数学
本卷满分150分,考试时间120分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上.
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.
一、单选题: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. 设复数,则在复平面中对应的点在( )
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. 中,为的中点,为的中点,则( )
A. B. C. D.
4. 已知圆锥的母线长为2,轴截面为等边三角形,则该圆锥的表面积为( )
A. B. C. D.
5. 已知正六棱柱ABCDEF-A₁B₁C₁D₁E₁F₁的所有棱长均为1,则这个棱柱侧面对角线E₁D与BC₁所成的角的余弦值为( )
A. B. C. D. 0
6. 已知事件A,B是互斥事件,,,则( )
A. B. C. D.
7. 已知为两条不同直线,为两个不同平面,给出下列命题:
①;②;③;④其中正确命题的序号是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
8. 如图,为了测量某座山的高度,测量人员选取了与(为山顶在山底上的射影)在同一水平面内的两个观测点与,现测得米,在点处测得山顶A的仰角为,则该座山的高度为( )
A. 米 B. 米 C. 米 D. 米
二、多选题: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. 一组数据的极差为4,平均数为3,方差为2,若,则( )
A. 的第80百分位数为
B. 的极差为8
C. 的平均数为7
D. 的方差为4
10. 袋子中有5个大小质地完全相同的球,其中2个红球、3个黄球,从中不放回地依次随机摸出2个球,记事件{第一次摸到红球},事件{第二次摸到红球},事件{两个球颜色相同}.则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D. 事件与事件相互独立
11. 如图,正方体的棱长为1,则下列四个命题正确的是( )
A. 正方体的内切球的半径为
B. 两条异面直线和所成的角为
C. 直线BC与平面所成的角等于
D. 点D到面的距离为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某口罩生产工厂为了了解口罩的质量,现利用随机数表对生产的50只口罩进行抽样检测,先将50个零件进行编号为01,02,03,…,50,从中抽取10个样本,下图提供随机数表的第2行到第4行,若从表中第3行第4列开始向右读取数据,则得到的第5个样本编号是__________.
32 21 18 34 29 78 64 54 07 32 52 42 06 44 38 12 23 43 56 77 35 78 90 56 42
84 42 15 53 31 34 57 86 01 36 25 30 07 32 86 23 45 78 89 07 23 68 96 08 04
32 56 78 08 43 67 89 53 55 77 34 89 94 83 75 22 53 55 78 32 45 77 89 23 45
13. 已知,,与的夹角为,则________.
14. 将半径均为2的四个球堆成如图所示的“三角垛”,则由球心A,B,C,D构成的四面体的外接球的表面积为__________,若该三角垛能放入一个正四面体容器内,则该容器棱长的最小值为__________.
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. 仓廪实,天下安.习近平总书记强调:“解决好十几亿人口的吃饭问题,始终是我们党治国理政的头等大事”“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上”.粮食安全是国家安全的重要基础.从某实验农场种植的甲、乙两种玉米苗中各随机抽取5株,分别测量它们的株高如下(单位:cm):
甲:29,31,30,32,28;
乙:27,44,40,26,43.
请根据平均数和方差的相关知识,解答下列问题:
(1)哪种玉米苗长得高?
(2)哪种玉米苗长得齐?
16. 已知的内角,,的对边分别为,,,满足.
(1)求角的大小;
(2)若面积为,,求的周长.
17. 已知某校甲、乙、丙三个年级的学生志愿者人数分别为160,160,80,现采用分层抽样的方法从中抽取5名同学去某敬老院参加爱心活动.
(1)应从甲、乙、丙三个年级的学生志愿者中分别抽取多少人?
(2)设抽出的5名同学分别用A、B、C、D、E表示,现从中随机抽取2名同学承担敬老院的卫生工作.
①试用所给字母列举出所有可能的抽取结果;
②设M为事件“抽取的2名同学来自同一年级”,求事件M发生的概率.
18. 如图,在四棱锥中,平面,,,,,为的中点.
(1)求的体积;
(2)求证:平面;
(3)求证:平面.
19. 某校高一年级开设有羽毛球训练课,期末对学生进行羽毛球五项指标(正手发高远球、定点高远球、吊球、杀球以及半场计时往返跑)考核,满分100分.参加考核的学生有40人,考核得分的频率分布直方图如图所示.
(1)由频率分布直方图,求出图中的值,并估计考核得分的第60百分位数:
(2)现已知直方图中考核得分在内的平均数为75,方差为6.25,在内的平均数为85,方差为0.5,求得分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,则总体样本方差)
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高一数学
本卷满分150分,考试时间120分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上.
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.
一、单选题: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. 设复数,则在复平面中对应的点在( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】A
【解析】
【分析】化简复数,再由复数的几何意义即可得出答案.
【详解】,
在复平面中对应的点为,在第一象限.
故选:A.
2. 已知向量若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据向量平行的坐标表示计算求解.
【详解】因为向量又,则,即得.
3. 中,为的中点,为的中点,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据几何图形和平面向量的线性定理进行求解即可.
【详解】,
故选:A.
4. 已知圆锥的母线长为2,轴截面为等边三角形,则该圆锥的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据轴截面为等边三角形,求出圆锥底面的半径,因为圆锥侧面展开图是扇形,利扇形面积公式求圆锥的侧面积,再求底面积,然后相加即可求解.
【详解】
如图,因为圆锥的母线长为2,轴截面为等边三角形,所以圆锥的底面半径为1,
则该圆锥的侧面积为,底面积为,
所以该圆锥的表面积为.
故选:A.
5. 已知正六棱柱ABCDEF-A₁B₁C₁D₁E₁F₁的所有棱长均为1,则这个棱柱侧面对角线E₁D与BC₁所成的角的余弦值为( )
A. B. C. D. 0
【答案】C
【解析】
【分析】通过平移将两条异面直线平移到同一个起点,得到的锐角就是异面直线所成的角,在三角形中利用余弦定理求出此角余弦值即可.
【详解】由图可得,在正六棱柱中,,连接,
则即为异面直线与所成角或其补角;
,,
同理可得,,
在中,,,
,
由余弦定理可得:.
故选:C
6. 已知事件A,B是互斥事件,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先计算出,利用互斥事件概率加法公式求出答案.
【详解】∵,,
∴,
∵事件A,B是互斥事件,
∴.
故选:C
7. 已知为两条不同直线,为两个不同平面,给出下列命题:
①;②;③;④其中正确命题的序号是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】
【分析】根据空间线面垂直、面面平行的判定与性质,逐一判断四个命题的正误即可.
【详解】对于①,若,,由线面垂直的性质可知,或,故①错误;
对于②,若,由线面垂直的性质定理可得,垂直于同一平面的两条直线平行,即,故②正确;
对于③,若,由面面平行的相关判定结论可得,垂直于同一直线的两个平面互相平行,即,故③正确;
对于④,若,则两个平行平面内的直线可能平行,也可能异面,故与不一定平行,故④错误.
综上,正确的命题为②③.
8. 如图,为了测量某座山的高度,测量人员选取了与(为山顶在山底上的射影)在同一水平面内的两个观测点与,现测得米,在点处测得山顶A的仰角为,则该座山的高度为( )
A. 米 B. 米 C. 米 D. 米
【答案】A
【解析】
【分析】在中,由正弦定理求出,在直角三角形中,根据可得答案.
【详解】因为,所以,
在中,由正弦定理得,
即,
在直角三角形中,,所以.
故选:A.
二、多选题: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. 一组数据的极差为4,平均数为3,方差为2,若,则( )
A. 的第80百分位数为
B. 的极差为8
C. 的平均数为7
D. 的方差为4
【答案】BC
【解析】
【详解】数据的大小不确定,所以第80百分位数不能确定,故A错误;
数据的极差为4,即.
由,可知,,
,故B正确;
由数据的平均数为3,,得数据的平均数为,故C正确;
由数据的方差为,由,得数据,的方差为,故D错误.
10. 袋子中有5个大小质地完全相同的球,其中2个红球、3个黄球,从中不放回地依次随机摸出2个球,记事件{第一次摸到红球},事件{第二次摸到红球},事件{两个球颜色相同}.则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D. 事件与事件相互独立
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据古典概型概率的计算、事件的并集概率与交集概率及事件独立性的判断,准确运用相应的概率公式进行计算即可.
【详解】选项A:根据古典概型概率公式可知,,故A正确;
选项B:事件表示“第一次摸到红球或第二次摸到红球”,其对立事件为“两次都摸到黄球”.
两次都摸到黄球的概率:,
所以,故B正确.
选项C:事件表示“第一次摸到红球且两个球颜色相同”,即两次都摸到红球.
概率为:,故C正确.
选项D:第二次摸到红球分两种情况:第一次红第二次红、第一次黄第二次红.
两次都摸到红球的概率:.
若事件与事件相互独立,则需满足,
,故事件与事件不独立,故D错误.
故选:ABC.
11. 如图,正方体的棱长为1,则下列四个命题正确的是( )
A. 正方体的内切球的半径为
B. 两条异面直线和所成的角为
C. 直线BC与平面所成的角等于
D. 点D到面的距离为
【答案】BC
【解析】
【分析】根据正方体和内切球的几何结构特征,可判定A错误;连接,把异面直线和所成的角的大小即为直线和所成的角,为正三角形,可判定B正确;证得平面,进而求得直线与平面所成的角,可判定C正确;结合等体积法,得到,进而可判定D错误.
【详解】对于A中,正方体的内切球的半径即为正方体的棱长的一半,所以内切球的半径,所以A错误.
对于B中,如图所示,连接,
因为且,则四边形为平行四边形,所以,
所以异面直线和所成的角的大小即为直线和所成的角的大小,
又因为,则为正三角形,即,所以B正确;
对于C中,如图所示,连接,在正方形中,.
因为平面,平面,所以.
又因为,平面,平面,
所以平面,所以直线与平面所成的角为,
所以C正确;
对于D中,如图所示,设点D到面的距离为,因为为正三角形,
所以,
又因为,根据等体积转换可知:,
即,即,解得,所以D错误.
故选:BC.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 某口罩生产工厂为了了解口罩的质量,现利用随机数表对生产的50只口罩进行抽样检测,先将50个零件进行编号为01,02,03,…,50,从中抽取10个样本,下图提供随机数表的第2行到第4行,若从表中第3行第4列开始向右读取数据,则得到的第5个样本编号是__________.
32 21 18 34 29 78 64 54 07 32 52 42 06 44 38 12 23 43 56 77 35 78 90 56 42
84 42 15 53 31 34 57 86 01 36 25 30 07 32 86 23 45 78 89 07 23 68 96 08 04
32 56 78 08 43 67 89 53 55 77 34 89 94 83 75 22 53 55 78 32 45 77 89 23 45
【答案】.
【解析】
【分析】根据所给数据依次找出前5个数即可.
【详解】从表中第3行第4列开始向右读取数据,依次为:
所以得到的第5个样本编号是
故答案为:
13. 已知,,与的夹角为,则________.
【答案】
【解析】
【分析】根据题意,根据平面向量的数量积的运算即可求出的值,从而得出的值.
【详解】解:由题可知,,,与的夹角为,
则
即,.
故答案为:.
【点睛】本题考查平面向量的数量积运算和向量的模的求法,考查了计算能力,属于基础题.
14. 将半径均为2的四个球堆成如图所示的“三角垛”,则由球心A,B,C,D构成的四面体的外接球的表面积为__________,若该三角垛能放入一个正四面体容器内,则该容器棱长的最小值为__________.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】正四面体补形成一个正方体,利用正方体的对角线,求外接球的半径和表面积如;利用正四面体中心到底面的距离与棱长的关系,列方程求容器棱长的最小值.
【详解】由球心A,B,C,D构成的四面体是正四面体,其棱长为4,
将正四面体补形成一个正方体,正方体的棱长为,正四面体的棱是正方体各面的对角线,如图所示,
则正四面体的外接球的直径为正方体的体对角线长,即外接球的半径,外接球的表面积为.
对于正四面体中, 若边长为a, 为正四面体外接球球心,H是正四面体底面三角形的中心,如图所示,
由于M为CD的中点,所以,
则,,
设外接球的半径为R,则,
中,,解得,
所以,即正四面体的中心到正四面体底面的距离为,
半径均为2的四个球堆成的“三角垛”,由球心A,B,C,D构成的四面体,棱长为4,该三角垛能放入一个正四面体容器内,
则该容器棱长的最小值时,此时每个小球均与正四面体的面相切,任意两个小球外切,
设这个正四面体容器棱长为,则有,
解得,则该容器棱长的最小值为.
故答案为:;.
【点睛】方法点睛:正四面体的外接球问题,经常把正四面体补形成正方体,利用正方体的对角线为外接球的直径,可减少运算量;与球有关的组合体问题,一种是内切,一种是外接,解题时要认真分析图形,明确切点和接点的位置,确定有关元素间的数量关系,并作出合适的截面图,找到等量关系列出算式.
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. 仓廪实,天下安.习近平总书记强调:“解决好十几亿人口的吃饭问题,始终是我们党治国理政的头等大事”“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上”.粮食安全是国家安全的重要基础.从某实验农场种植的甲、乙两种玉米苗中各随机抽取5株,分别测量它们的株高如下(单位:cm):
甲:29,31,30,32,28;
乙:27,44,40,26,43.
请根据平均数和方差的相关知识,解答下列问题:
(1)哪种玉米苗长得高?
(2)哪种玉米苗长得齐?
【答案】(1)乙种玉米苗长得高
(2)甲种玉米苗长得齐
【解析】
【分析】(1)计算甲乙的平均数,再比较大小即可;
(2)计算甲乙是的方差,比较大小即可.
【小问1详解】
,
,
.
乙种玉米苗长得高.
【小问2详解】
,
,
.
甲种玉米苗长得齐.
16. 已知的内角,,的对边分别为,,,满足.
(1)求角的大小;
(2)若面积为,,求的周长.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】(1)由,化边为角,即可得出所求;
(2)由,求出,再利用余弦定理即可求出,从而即可求出周长.
【详解】(1)由正弦定理有:,
而为的内角,∴,
即,由,可得.
(2)的面积,
由
,则,
∴的周长为.
17. 已知某校甲、乙、丙三个年级的学生志愿者人数分别为160,160,80,现采用分层抽样的方法从中抽取5名同学去某敬老院参加爱心活动.
(1)应从甲、乙、丙三个年级的学生志愿者中分别抽取多少人?
(2)设抽出的5名同学分别用A、B、C、D、E表示,现从中随机抽取2名同学承担敬老院的卫生工作.
①试用所给字母列举出所有可能的抽取结果;
②设M为事件“抽取的2名同学来自同一年级”,求事件M发生的概率.
【答案】(1)从志愿者中抽取甲2人,乙2人,丙1人;(2)①答案见解析;②0.2.
【解析】
【分析】(1)根据分层抽样的概念,可得各年级抽取的人数.
(2)①由题意列出所有可能的结果即可;②根据①的条件,结合古典概型的概念直接计算即可.
【详解】(1)甲、乙、丙三个年级的学生志愿者人数之比为2∶2∶1
所以从甲、乙、丙三个年级的学生志愿者中分别抽取2人,2人,1人
(2)①从抽出的5名同学中随机抽取2名同学的所有可能结果为:
{A,B},{A,C},{A,D},{A,E}, {B,C},{B,D},
{B,E}, {C,D},{C,E},{ D,E}共10种.
②不妨设抽出的5名同学中,
来自甲年级的是A,B,来自乙年级的是C ,D,来自丙年级的是E,
则从抽出的5名同学中随机抽取的2名同学来自同一年级的所有可能结果为:{A,B},{C,D},共2种.
所以,事件M发生的概率为P(M)=.
【点睛】本小题主要考查随机抽样、用列举法计算随机事件所含的基本事件数、古典概型及其概率计算公式等基本知识.考查运用概率知识解决简单实际问题的能力.
18. 如图,在四棱锥中,平面,,,,,为的中点.
(1)求的体积;
(2)求证:平面;
(3)求证:平面.
【答案】(1)2 (2)证明见解析
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)利用锥体体积求解即可;
(2)利用线面垂直证明线线垂直,再证明线面垂直;
(3)利用线线平行证明线面平行即可.
【小问1详解】
因为在四棱锥中,平面,
由,,,,
所以.
【小问2详解】
证明:因为,,
所以,
又平面,平面,
所以,
又因为,平面,
所以平面.
【小问3详解】
取的中点为,又为的中点,
所以,且,
所以四边形为平行四边形,即,
又因为平面,平面,
所以平面.
19. 某校高一年级开设有羽毛球训练课,期末对学生进行羽毛球五项指标(正手发高远球、定点高远球、吊球、杀球以及半场计时往返跑)考核,满分100分.参加考核的学生有40人,考核得分的频率分布直方图如图所示.
(1)由频率分布直方图,求出图中的值,并估计考核得分的第60百分位数:
(2)现已知直方图中考核得分在内的平均数为75,方差为6.25,在内的平均数为85,方差为0.5,求得分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,则总体样本方差)
【答案】(1),85;
(2)得分在内的平均数为81,方差为26.8.
【解析】
【分析】(1)首先根据频率和为1求出,再根据百分位数公式即可得到答案;
(2)计算出相关区间内的数据,代入分层抽样的方差公式计算即可.
【小问1详解】
由题意得:,解得,
设第60百分位数为,则,
解得,第60百分位数为85.
【小问2详解】
由题意知,落在区间内的数据有个,
落在区间内的数据有个.
由题意,,则.
根据方差的定义,
故得分在内的平均数为81,方差为26.8.
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