湖北武汉市华中科技大学附属中学2026-2027学年高二上学期数学周测4

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2026-09-30
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周测4 一、单选题 1.数据7,8,12,5,6,7,10,6,12,8的上四分位数为(     ) A.6 B.8 C.10 D.12 2.在四面体中,点满足,在上,若,则(    ) A. B. C. D. 3.柜子里有三双不同的鞋,如果从中随机地取出两只,则取出的鞋成双的概率为(   ) A. B. C. D. 4.已知直线与平行,则实数的值为(    ) A.1 B.-1 C. D. 5.在空间直角坐标系中,,,,向量且,则的最小值为(   ) A. B. C. D.1 6.如图,已知一质点在外力的作用下,从原点0出发,每次向左移动的概率为,向右移动的概率为,若该质点每次移动一个单位长度,设经过5次移动后,该质点位于X的位置,则(    ) A. B. C. D. 7.如图,在正三棱台中,若,则异面直线与所成角的余弦值为(    ) A. B. C. D. 8.已知为坐标原点,过点的直线分别与轴的正半轴交于两点,则当的面积取得最小值时,直线的纵截距为( ) A.4 B.7 C.8 D.14 二、多选题 9.已知随机事件A,B发生的概率分别为,,则下列说法正确的是(    ) A.若A与B互斥,则 B.若,则事件与B相互独立 C.若A发生时B一定发生,则 D. 10.下列说法中,正确的有(    ) A.直线的方向向量是,则直线的倾斜角是 B.若直线与直线平行,则或0 C.直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是 D.点在直线上,直线方程为. 11.如图,正方体的棱长为2,设P是棱的中点,Q是线段上的动点(含端点),M是正方形内(含边界)的动点,且平面,则下列结论正确的是(     )    A.存在满足条件的点M,使 B.直线与平面所成角的正切值的取值范围是 C.三棱锥的体积为定值 D.当点Q在线段上移动时,必存在点M,使 三、填空题 12.某科技公司为提升员工的编程技能,举办了一场“算法挑战赛”,若甲、乙、丙三名员工进入决赛,他们获一等奖的概率分别为,,,且获奖相互独立,则至少两人获一等奖的概率为________. 13.如图,已知线段在平面内,线段,线段 ,线段于点.如果,,则的长为 ____. 14.设,过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,则的最大值____________. 四、解答题 15.已知的三个顶点的坐标分别为,,. (1)求过点且与直线平行的直线的方程; (2)求边上的高所在直线的方程. 16.如图,在四棱锥中,,,,,为线段的中点. (1)求证:平面; (2)若,求与平面所成角的正弦值. 17.高一年级举行了一次“数学建模能力竞赛”,为了解本次测试竞赛情况,年级从中抽取了100名学生的成绩x进行统计.将成绩进行整理后,分为五组:,,其中第1组频数是第2组频数的一半,请根据下面尚未完成的频率分布直方图(如图所示)解决下列问题: (1)若根据这次成绩,年级择优选取的同学晋级下一轮竞赛,请问晋级分数线定为多少合理?并且估计本次竞赛的平均分; (2)已知落在的平均成绩是56,标准差是4,落在的平均成绩为65,标准差是2,求两组成绩的总平均数和总方差; (3)在下一轮比赛中,甲、乙、丙三人同时回答一道有关模型检验的问题.已知甲回答正确的概率是,甲、乙两人都回答正确的概率是,乙、丙两人至少一人回答正确的概率是.每人回答正确与否相互独立.求甲、乙、丙三人中至少两人回答正确的概率. 18.棋手甲利用AI辅助进行对弈训练,每局甲胜的概率为,AI胜的概率为,且,每局胜负相互独立.系统设定若一方连胜3局,则认定该方最终获胜且训练结束. (1)求恰好进行了3局比赛,训练就结束的概率(结果用表示); (2)记恰好进行局比赛甲最终获胜的概率为,比较与的大小. 19.正方形中,,为的中点,,.将沿翻折到,沿翻折到,连接. (1)求证:: (2)当时,求二面角的正弦值; (3)设直线与平面所成角为,问是否存在,使得能取得最大值,若存在,求出最大值,若不存在,请说明理由. 试卷第16页(共16页) 学科网(北京)股份有限公司 $ 周测4 一、单选题 1.数据7,8,12,5,6,7,10,6,12,8的上四分位数为(     ) A.6 B.8 C.10 D.12 【答案】C 【详解】将数据按升序排列可得5,6,6,7,7,8,8,10,12,12, 因为,所以上四分位数为第8位数10. 2.在四面体中,点满足,在上,若,则(    ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】利用向量的线性运算及空间向量基本定理,将分别用基底表示,通过对应系数相等建立方程组求解的值即可. 【详解】由题意,在四面体 中,, 所以 , 因为点在上,设,其中,则, 又因为, 由于不共面,根据空间向量基本定理,对应系数相等, 可得,解得,,所以 , 则,故C正确. 3.柜子里有三双不同的鞋,如果从中随机地取出两只,则取出的鞋成双的概率为(   ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】利用求古典概型的概率公式直接求解即可. 【详解】柜子里有三双不同的鞋,可设为,,,,,,其中与,与,与分别为一双鞋, 则从中随机取出两只,所有可能的组合有:,,,, ,,,,,,,, ,,,共15种, 取出的鞋成双的有,,共3种情况, 故取出的鞋成双的概率. 4.已知直线与平行,则实数的值为(    ) A.1 B.-1 C. D. 【答案】A 【分析】由两直线平行的条件计算. 【详解】由题意,, 时,方程是,的方程是,平行; 时,方程可化为,方程化为,两直线重合,舍去, 故选:A. 5.在空间直角坐标系中,,,,向量且,则的最小值为(   ) A. B. C. D.1 【答案】B 【分析】先求出坐标,进而可得,由题意,设,利用,化简整理,即可得出答案. 【详解】由题意得, 所以,又, 令,则,, 因为, 所以,即, 又, 设,则, 所以,解得,即, 当且仅当时取等号, 所以,即的最小值为. 故选:B 6.如图,已知一质点在外力的作用下,从原点0出发,每次向左移动的概率为,向右移动的概率为,若该质点每次移动一个单位长度,设经过5次移动后,该质点位于X的位置,则(    ) A. B. C. D. 【答案】A 【分析】利用独立事件概率公式进行求解即可. 【详解】该质点每次移动一个单位长度,设经过5次移动后,从原点0出发,移动到位置, 所以可以判断该质点在5次移动中,有三次向右移动,有两次向左移动, 所以. 7.如图,在正三棱台中,若,则异面直线与所成角的余弦值为(    ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】在平面中,过作的平行线,交的延长线于,连接,则或其补角为异面直线与所成角,结合余弦定理可求角的余弦值. 【详解】由正三棱台的性质可得四边形为等腰梯形,其中, 如图,在梯形中,过作,垂足为, 而,故, 故. 同理,. 在平面中,过作的平行线,交的延长线于,连接, 则或其补角为异面直线与所成角, 因,,故四边形为平行四边形, 故,, 而,故, 故, 故异面直线与所成角的余弦值为, 故选:D. 8.已知为坐标原点,过点的直线分别与轴的正半轴交于两点,则当的面积取得最小值时,直线的纵截距为( ) A.4 B.7 C.8 D.14 【答案】D 【分析】设直线,根据已知有,再应用基本不等式求得,即可得面积最小值,确定等号成立条件即可得. 【详解】设直线,其中, 因为直线过点, 所以, 而,解得, 当且仅当,即时等号成立, 故,此时直线的纵截距为14. 二、多选题 9.已知随机事件A,B发生的概率分别为,,则下列说法正确的是(    ) A.若A与B互斥,则 B.若,则事件与B相互独立 C.若A发生时B一定发生,则 D. 【答案】BD 【详解】对于A,若A与B互斥,则,故A错误; 对于B,因为,,则, 因为, 所以事件与B相互独立,故B正确; 对于C,若A发生时B一定发生,则,则,故C错误; 对于D,, 因为,,所以,故D正确. 10.下列说法中,正确的有(    ) A.直线的方向向量是,则直线的倾斜角是 B.若直线与直线平行,则或0 C.直线的方程为,则直线的倾斜角的取值范围是 D.点在直线上,直线方程为. 【答案】ACD 【分析】由直线的方向向量的定义即可判断A,由解出,代入验证即可判断B,利用倾斜角和斜率的关系即可判断C,根据题意代入方程解出,代入方程即可判断D. 【详解】对于A:设直线的倾斜角为,则,又,所以,故A正确; 对于B:由,即,解得或, 当时,直线,与直线重合,不满足题意, 经验证满足,故B错误; 对于C:当时,,所以直线的倾斜角, 当时,,由或, 所以或,所以或, 所以直线的倾斜角的取值范围是,故C正确; 对于D:由点在直线上,所以, 所以,所以,故D正确. 故选:ACD. 11.如图,正方体的棱长为2,设P是棱的中点,Q是线段上的动点(含端点),M是正方形内(含边界)的动点,且平面,则下列结论正确的是(     )    A.存在满足条件的点M,使 B.直线与平面所成角的正切值的取值范围是 C.三棱锥的体积为定值 D.当点Q在线段上移动时,必存在点M,使 【答案】ABD 【分析】取的中点E,的中点F,连接,,,,易得,,平面平面,故点M的轨迹为线段.对于A,易得平面,当M为线段中点时,,因为,所以;对于B,设直线与平面所成的角为,由平面知,在中,,即可求解;对于C,由的轨迹为线段,易得,所以与平面不平行,所以点到平面的距离不是定值,故三棱锥的体积不是定值;对于D,建系后写出向量的坐标,令,得的关系式,由的范围即可求出的范围,即可求解. 【详解】如图所示,取的中点E,的中点F,连接,,,,    易知,, 因为平面,平面,所以平面, 同理,平面,又,又平面, 所以平面平面,又平面, 所以平面,故点M的轨迹为线段. 对于A,连接,交于点O,如图所示.    则,又,,平面, 所以平面,当M为线段中点时,, 因为,所以,故A正确; 对于B,设直线与平面所成的角为、连接,如图所示.    由平面知,, 在中,由,得,故B正确; 对于C,由的轨迹为线段,在正方体中,可知,所以与平面不平行, 又,点的轨迹为线段,所以点到平面的距离不是定值,故三棱锥的体积不是定值,所以C错误; 对于D,分别以向量,,的方向为x,y,z轴的正方向建立空间直角坐标系,如图所示:    则,, 设(),得,从而, 又,令,得, 当时,显然不合题意; 当时,由,解得, 即当点Q在线段上移动时,均存在点M,使,故D正确; 三、填空题 12.某科技公司为提升员工的编程技能,举办了一场“算法挑战赛”,若甲、乙、丙三名员工进入决赛,他们获一等奖的概率分别为,,,且获奖相互独立,则至少两人获一等奖的概率为________. 【答案】 【详解】设事件甲、乙、丙获奖分别为A,B,C,至少两位员工获奖有如下情况: 甲、乙获奖丙未获奖,甲、丙获奖乙未获奖,乙、丙获奖甲未获奖,甲、乙、丙三人均获奖, 则. 13.如图,已知线段在平面内,线段,线段 ,线段于点.如果,,则的长为 ____. 【答案】 【详解】由,得,由,得,由, 得 , 所以的长为. 14.设,过定点A的动直线和过定点B的动直线交于点,则的最大值____________. 【答案】9 【分析】根据直线方程求出定点,然后根据直线垂直,结合基本不等式求解即可; 【详解】由题意,动直线过定点, 直线可化为, 令,可得, 又,所以两动直线互相垂直,且交点为P, 所以, 因为, 所以,当且仅当时取等号. 【点睛】根据直线方程求定点,判断直线垂直,将问题转化为基本不等式是本题的难点和突破点. 四、解答题 15.已知的三个顶点的坐标分别为,,. (1)求过点且与直线平行的直线的方程; (2)求边上的高所在直线的方程. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)求得直线的斜率,利用点斜式即可求得直线方程; (2)由两直线垂直关系可得所求直线的斜率为3,代入点斜式方程可得结果. 【详解】(1)由,可知, 故所求直线的方程为, 即. (2)易知, 则所求直线的斜率为3, 故所求直线的方程为, 即. 16.如图,在四棱锥中,,,,,为线段的中点. (1)求证:平面; (2)若,求与平面所成角的正弦值. 【答案】(1)取的中点,连接,. 因为为线段的中点,所以,. 又,,所以,, 则四边形为平行四边形,所以. 因为平面,平面,所以平面. (2) 【分析】(1)根据线面平行的判定定理证明即可. (2)根据线面垂直的判定定理及线面垂直的性质,得到线线垂直,建立空间直角坐标系,根据线面角的向量求法求解即可. 【详解】(1)略 (2)延长到点,使,连接. 因为,所以. 又,所以四边形为平行四边形, 又,所以四边形为矩形,则,. 因为,所以. 又,所以. 又平面,,所以平面. 又平面,所以,即两两垂直. 故以点为原点,分别为轴,轴,轴建立空间直角坐标系, 则,,,, 所以,, 设平面的法向量为, 则,即,令,则,所以. 设与平面所成角为, 则. 故与平面所成角的正弦值为. 17.高一年级举行了一次“数学建模能力竞赛”,为了解本次测试竞赛情况,年级从中抽取了100名学生的成绩x进行统计.将成绩进行整理后,分为五组:,,其中第1组频数是第2组频数的一半,请根据下面尚未完成的频率分布直方图(如图所示)解决下列问题: (1)若根据这次成绩,年级择优选取的同学晋级下一轮竞赛,请问晋级分数线定为多少合理?并且估计本次竞赛的平均分; (2)已知落在的平均成绩是56,标准差是4,落在的平均成绩为65,标准差是2,求两组成绩的总平均数和总方差; (3)在下一轮比赛中,甲、乙、丙三人同时回答一道有关模型检验的问题.已知甲回答正确的概率是,甲、乙两人都回答正确的概率是,乙、丙两人至少一人回答正确的概率是.每人回答正确与否相互独立.求甲、乙、丙三人中至少两人回答正确的概率. 【答案】(1)合理分数为分;平均分为70.2分 (2)总平均数是62,总方差是26. (3) 【分析】(1)根据频率分布直方图求解计算即可. (2)根据平均数和方差公式计算即可. (3)根据独立事件的乘法公式计算即可. 【详解】(1)由题意知,第组的小长方形的高是第组的小长方形的高的一半, 所以, 又,解得, 择优选取的同学晋级下一轮竞赛,即确定第60百分位数, 成绩落在内的频率为, 落在内的频率为, 设第百分位数为,则, 由百分位数的定义可得,解得, 所以晋级分数线划为分合理; 估计本次竞赛平均分为 (2)由图可知,成绩在的人数为 , 成绩在的人数为, 故 , , 所以两组成绩的总平均数是62,总方差是26. (3)记“甲、乙、丙回答正确这道题”分别为事件、、,则、、两两相互独立, 由题意可得,解得, 由乙、丙两人至少一人回答正确的概率是, 得,解得,故, 所以乙、丙两人各自回答正确这道题的概率为和. 记事件甲、乙、丙三人中至少两人回答正确, 则 . 18.棋手甲利用AI辅助进行对弈训练,每局甲胜的概率为,AI胜的概率为,且,每局胜负相互独立.系统设定若一方连胜3局,则认定该方最终获胜且训练结束. (1)求恰好进行了3局比赛,训练就结束的概率(结果用表示); (2)记恰好进行局比赛甲最终获胜的概率为,比较与的大小. 【答案】(1) (2) 【分析】(1)局比赛结束的情况仅包含甲连胜局或连胜局两种互斥情形,直接用互斥事件概率加法公式计算; (2)分别分析甲在第局、第局获胜的比赛序列约束,计算对应概率后作差比较大小,得出结论. 【详解】(1)由条件,3局比赛结束,则可能是甲连胜三局胜,也可能是AI连胜3局胜, 所以恰好进行了3局比赛,训练就结束的概率; (2)恰好进行5局比赛,训练结束,甲最终获胜,则甲在最后三局连胜,第2局输,与第一局无关所以, 若恰好进行6局比赛,训练结束,甲最终获胜,则甲最后三局连胜,第3局应该输,且第1,2局不全输, 所以, 所以,即. 19.正方形中,,为的中点,,.将沿翻折到,沿翻折到,连接. (1)求证:: (2)当时,求二面角的正弦值; (3)设直线与平面所成角为,问是否存在,使得能取得最大值,若存在,求出最大值,若不存在,请说明理由. 【答案】(1) 由于平面, 故平面, 又平面, 所以 (2) (3) 设点到平面的距离为, 由于,所以,, 则, 因此, 所以, , 由等体积法可得,所以, 由于直线PM与平面AMN所成角为,则, ,令,则, 故,当且仅当时取等号,此时, 这与矛盾,故不存在,使得能取得最大值, 【分析】(1)根据线线垂直可证明线面垂直,即可求证. (2)根据二面角的几何法可得即为二面角的平面角,即可由三角形的边角关系求解, (3)理由等体积法求解点到平面的距离为,即可由线面角的定义求解,由换元法,结合基本不等式取等条件得矛盾,即可求解. 【详解】(1)略 (2)过作于,连接, 由(1)知,平面, 所以平面,平面, 故, 因此即为二面角的平面角, ,则为中点, , 由等面积法可得,解得, 在中,, 故二面角的正弦值为. (3)略 试卷第16页(共16页) 学科网(北京)股份有限公司 $

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