人教A版高中数学必修第二册全册综合验收评价含答案
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(时间:120分钟 满分:150分)
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)
1.已知平面向量a=(1,1),b=(1,-1),则向量a-b等于 ( )
A.(-2,-1) B.(-2,1)
C.(-1,0) D.(-1,2)
解析:选D a=,b=,
故a-b=(-1,2).
2.某学校有老师200人,男学生1 200人,女学生1 000人,现用分层随机抽样的方法从全体师生中抽取一个容量为n的样本,已知女学生一共抽取了80人,则n的值是 ( )
A.193 B.192
C.191 D.190
解析:选B =,解得n=192.
3.已知复数z满足(z-1)i=1+i,则z等于 ( )
A.-2-i B.-2+i
C.2-i D.2+i
解析:选C 由(z-1)i=1+i,两边同乘以-i,则有z-1=1-i,所以z=2-i.
4.已知向量a与b的夹角为30°,且|a|=1,|2a-b|=1,则|b| 等于 ( )
A. B.
C. D.
解析:选C 由题意可得a·b=|b|cos 30°=|b|,4a2-4a·b+b2=1,即4-2|b|+b2=1,由此求得|b|=,故选C.
5.某班的全体学生参加英语测试,成绩的频率分布直方图如图,数据 的分组依次为[20,40),[40,60),[60,80),[80,100].若低于60分的人数是15,则该班的学生人数是 ( )
A.45 B.50
C.55 D.60
解析:选B 由频率分布直方图,知低于60分的频率为(0.01+0.005)×20=0.3.∴该班学生人数n==50.
6.已知圆锥的表面积等于12π cm2,其侧面展开图是一个半圆,则底面圆的半径为 ( )
A.1 cm B.2 cm
C.3 cm D. cm
解析:选B S表=πr2+πrl=πr2+πr·2r=3πr2=12π,∴r2=4,∴r=2(cm).
7.已知向量a=(cos θ-2,sin θ),其中θ∈R,则|a|的最小值为 ( )
A.1 B.2
C. D.3
解析:选A 因为a=(cos θ-2,sin θ),所以|a|===,因为θ∈R,所以-1≤cos θ≤1,故|a|的最小值为=1.故选A.
8.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若A=60°,b=1,其面积为,则= ( )
A.3 B.
C. D.
解析:选C 设△ABC的面积为S,由题意知S=bcsin A,即=c·sin 60°,解得c=4.由余弦定理得a2=b2+c2-2bccos A=1+16-8×=13,即a=.由正弦定理可得===.
二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
9.在某次高中学科竞赛中,4 000名考生的参赛成绩统计如图所示,60分以下视为不及格,若同一组中的数据用该组区间中点值为代表,则下列说法中正确的是 ( )
A.成绩在[70,80)分的考生人数最多
B.不及格的考生人数为1 000
C.考生竞赛成绩的平均分约为70.5分
D.考生竞赛成绩的中位数为75分
解析:选ABC 由频率分布直方图可得,成绩在[70,80)内的频率最高,因此考生人数最多,故A正确;由频率分布直方图可得,成绩在[40,60)的频率为0.25,因此,不及格的人数为4 000×0.25=1 000,故B正确;由频率分布直方图可得,平均分为45×0.1+55×0.15+65×0.2+75×0.3+85×0.15+95×0.1=70.5,故C正确;因为成绩在[40,70)内的频率为0.45,[70,80)的频率为0.3,所以中位数为70+10×≈71.67,故D错误.故选A、B、C.
10.如图,正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为1,动点E在线段A1C1上,F,M分别是AD,CD的中点,则下列结论中正确的是( )
A.FM∥A1C1
B.BM⊥平面CC1F
C.存在点E,使得平面BEF∥平面CC1D1D
D.三棱锥BCEF的体积为定值
解析:选ABD 在A中,因为F,M分别是AD,CD的中点,所以FM∥AC∥A1C1,故A正确;在B中,因为tan∠BMC==2,tan∠CFD==2,所以∠BMC=∠CFD,所以∠BMC+∠DCF=∠CFD+∠DCF=,故BM⊥CF,又BM⊥C1C,CF∩C1C=C,所以BM⊥平面CC1F,故B正确;
在C中,BF与平面CC1D1D有交点,所以不存在点E,使得平面BEF∥平面CC1D1D,故C错误;
在D中,若三棱锥BCEF以面BCF为底,则高是定值,所以三棱锥BCEF的体积为定值,故D正确.故选A、B、D.
11.空气质量指数AQI是反映空气质量状况的指数,AQI指数值越小,表明空气质量越好,其对应关系如表:
AQI
指数值
0~
51~
101~
151~
201~
>300
50
100
150
200
300
空气
质量
优
良
轻度
污染
中度
污染
重度
污染
严重
污染
如图是某市12月1日~20日AQI指数变化趋势:
下列叙述正确的是 ( )
A.这20天中AQI指数值的中位数略高于100
B.这20天中的中度污染及以上的天数占
C.该市12月的前半个月的空气质量越来越好
D.总体来说,该市12月上旬的空气质量比中旬的空气质量好
解析:选ABD 对A:将这20天的数据从小到大排序后,第10个数据略小于100,第11个数据约为120,
因为中位数是这两个数据的平均数,故中位数略高于100是正确的,故A正确;
对B:这20天中,AQI指数大于150的有5天,故中度污染及以上的天数占是正确的,故B正确;对C:由折线图可知,前5天空气质量越来越好,从6日开始至15日越来越差,故C错误;对D:由折线图可知,上旬AQI指数大部分在100以下,中旬AQI指数大部分在100以上,故上旬空气质量比中旬的要好,故D正确.故选A、B、D.
12.如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,AB⊥AD,AB=2AD=2DC,E为BC边上一点,且=3,F为AE的中点,则( )
A.=-+
B.=+
C. =-+
D.=-
解析:选ABC ∵ AB∥CD,AB⊥AD,AB=2AD=2DC,
由向量加法的三角形法则得
=++=-++ =-+,A对;
∵=3,
∴==-+,
∴=+
=+
=+,又F为AE的中点,
∴==+,B对;
∴=+=-++
=-+,C对;
∴=+=-
=-+-
=--,D错.故选A、B、C.
三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.设0<θ<,向量a=(sin 2θ,cos θ),b=(cos θ,1),若a∥b,则tan θ=________.
解析:∵a∥b,∴sin 2θ×1-cos2θ=0,
∴2sin θcos θ-cos2θ=0,
∵0<θ<,∴cos θ>0,∴2sin θ=cos θ,∴tan θ=.
答案:
14.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若(a2+c2-b2)tan B=ac,则角B的值为________.
解析:由余弦定理,得=cos B,结合已知等式得cos B·tan B=,∴sin B=,∴B=或.
答案:或
15.如图所示,已知在长方体ABCDEFGH中,AB=2,AD=2,AE=2,则BC和EG所成角的大小是________,AE和BG所成角的大小是________.
解析:∵BC与EG所成的角等于EG与FG所成的角,即∠EGF,tan∠EGF===1,∴∠EGF=45°.∵AE与BG所成的角等于BF与BG所成的角,即∠GBF,tan∠GBF===,∴∠GBF=60°.
答案:45° 60°
16.在四面体SABC中,SA=SB=2,且SA⊥SB,BC=,AC=,则该四面体体积的最大值为______,该四面体外接球的表面积为________.
解析:因为SA=SB=2,且SA⊥SB,BC=,AC=,
所以AB=SA=2,
因此BC2+AC2=AB2,则AC⊥BC.
如图,取AB中点为O,连接OS,OC,
则OA=OB=OC=OS=,
所以该四面体的外接球的球心为O,半径为OC=,
所以该四面体外接球的表面积为
S=4π·()2=8π.
又因为SA=SB,所以SO⊥AB.
因为底面三角形ABC的面积为定值AC·BC=,SO的长也为确定的值 ,
因此,当SO⊥平面ABC时,四面体的体积最大,为V=S△ABC·SO=.
答案: 8π
四、解答题(本大题共6小题,共70分)
17.(10分)在平面直角坐标系xOy中,已知向量m=,-,n=(sin x,cos x),x∈.
(1)若m⊥n,求tan x的值;
(2)若m与n的夹角为,求x的值.
解:(1)因为m=,n=(sin x,cos x),m⊥n,
所以m·n=0,即sin x-cos x=0,
所以sin x=cos x,所以tan x=1.
(2)因为|m|=|n|=1,所以m·n=cos=,
即sin x-cos x=,所以sin=.
因为0
18.(12分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知cos B=,sin(A+B)=,ac=2, 求sin A 和c的值.
解:在△ABC中,由cos B=,得sin B=,
因为A+B+C=π,
所以sin C=sin(A+B)=.
因为sin C<sin B,所以C<B,可知C为锐角.
所以cos C=.
因此sin A=sin(B+C)=sin Bcos C+cos Bsin C
=×+×=.
由=,可得a===2c,
又ac=2,所以c=1.
19.(12分)为了选出优秀选手参加全国移动互联创新大赛,某高校先在计算机科学系选出一名种子选手甲,再从全校征集出3位志愿者分别与甲进行一场技术对抗赛,根据以往经验,甲与这三位志愿者进行比赛一场获胜的概率分别为,,,且各场输赢互不影响.求甲恰好获胜两场的概率.
解:设甲与三位志愿者比赛一场获胜的事件分别为A,B,C,则P(A)=,P(B)=,P(C)=,
则甲恰好获胜两场的概率为:
P=P( BC)+P(A C)+P(AB )
=P()·P(B)·P(C)+P(A)·P()·P(C)+P(A)·P(B)·P()
=××+××+××=.
20.(12分)如图,三棱台DEFABC中,AB=2DE,G,H分别为AC,BC的 中点.
(1)求证:BD∥平面FGH;
(2)若CF⊥BC,AB⊥BC,求证:平面BCD⊥平面EGH.
证明:(1)如图,连接DG,CD,
设CD∩GF=M,连接MH.
在三棱台DEFABC中,AB=2DE,G为AC的中点,可得DF∥GC, DF=GC,
所以四边形DFCG为平行四边形,
则M为CD的中点.又H为BC的中点,所以HM∥BD.
又HM⊂平面FGH,BD⊄平面FGH,
所以BD∥平面FGH.
(2)连接HE,GE.
因为G,H分别为AC,BC的中点,所以GH∥AB.
由AB⊥BC,得GH⊥BC.
又H为BC的中点,所以EF∥HC,EF=HC,因此四边形EFCH是平行四边形,所以CF∥HE.
因为CF⊥BC,所以HE⊥BC.
又HE⊂平面EGH,GH⊂平面EGH,
HE∩GH=H,
所以BC⊥平面EGH.
又BC⊂平面BCD,所以平面BCD⊥平面EGH.
21.(12分)交通指数是指交通拥堵指数的简称,是综合反映道路网畅通或拥堵的概念性指数值,记交通指数为T,其范围为[0,10],分别有五个级别:T∈[0,2),畅通;T∈[2,4),基本畅通;T∈[4,6),轻度拥堵;T∈[6,8),中度拥堵;T∈[8,10],严重拥堵.在晚高峰时段(T≥2),从某市交通指挥中心选取了市区20个交通路段,依据其交通指数数据绘制的频率分布直方图如图所示.
(1)求出轻度拥堵、中度拥堵、严重拥堵的路段的个数;
(2)用分层抽样的方法从轻度拥堵、中度拥堵、严重拥堵的路段中共抽取6个路段,求依次抽取的三个级别路段的个数;
(3)从(2)中抽取的6个路段中任取2个,求至少有1个路段为轻度拥堵的概率.
解:(1)由频率分布直方图得,这20个交通路段中,
轻度拥堵的路段有(0.1+0.2)×1×20=6(个),
中度拥堵的路段有(0.25+0.2)×1×20=9(个),
严重拥堵的路段有(0.1+0.05)×1×20=3(个).
(2)由(1)知,拥堵路段共有6+9+3=18(个),按分层抽样,从18个路段中抽取6个,则抽取的三个级别路段的个数分别为×6=2,×9=3,×3=1,即从交通指数在[4,6),[6,8),[8,10]的路段中分别抽取的个数为2,3,1.
(3)记抽取的2个轻度拥堵路段为A1,A2,抽取的3个中度拥堵路段为B1,B2,B3,抽取的1个严重拥堵路段为C1,从这6个路段中抽取2个路段,试验的样本空间为Ω={(A1,A2),(A1,B1),(A1,B2),(A1,B3),(A1,C1),(A2,B1),(A2,B2),(A2,B3),(A2,C1),(B1,B2),(B1,B3),(B1,C1),(B2,B3),(B2,C1),(B3,C1)},共15个样本点,其中至少有1个路段为轻度拥堵包含的样本点有:(A1,A2),(A1,B1),(A1,B2),(A1,B3),(A1,C1),(A2,B1),(A2,B2),(A2,B3),(A2,C1),共9个.
所以所抽取的2个路段中至少有1个路段为轻度拥堵的概率为=.
22.(12分)
如图,在正三棱柱ABCA1B1C1中,AB=2,AA1=2,由顶点B沿棱柱侧面经过棱AA1到顶点C1的最短路线与棱AA1的交点记为M,求:
(1)三棱柱的侧面展开图的对角线长;
(2)该最短路线的长及的值;
(3)平面C1MB与平面ABC所成二面角(锐角)的大小.
解:(1)正三棱柱ABCA1B1C1的侧面展开图是长为6,宽为2的矩形,其对角线长为==2.
(2)如图,将侧面AA1B1B绕棱AA1旋转120°使其与侧面AA1C1C在同一平面上,点B运动到点D的位置.
连接DC1交AA1于M,则DC1是由顶点B沿棱柱侧面经过棱AA1到顶点C1的最短路线,
∴DC1== ==2.
∵∠DMA=∠A1MC1,
∠MAD=∠MA1C1,DA=A1C1,
∴△DMA≌△C1MA1,∴AM=A1M,故=1.
即最短路线的长为2,此时=1.
(3)如图,连接DB,则DB是平面C1MB与平面ABC的交线.
在△DCB中,∠DBC=∠CBA+∠ABD=60°+30°=90°,∴CB⊥DB.
又∵平面CBB1C1⊥平面ABC,平面CBB1C1∩平面ABC=BC,DB⊂平面ABC,
∴DB⊥平面CBB1C1,∴C1B⊥DB,
∴∠C1BC是平面C1MB与平面ABC所成二面角的平面角(锐角).
∵侧面CBB1C1是正方形,∴∠C1BC=45°,
故平面C1MB与平面ABC所成的二面角(锐角)为45°.
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