江苏省连云港市2021-2022学年高一数学下学期期末试题(Word版附解析)
展开2021~2022学年第二学期期末调研考试
高一数学试题
注意事项:
1. 考试时间120分钟,试卷满分150分.
2. 答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
3. 请用2B铅笔和0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上指定区域内作答.
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. 计算的结果是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由复数的乘法运算和除法运算可得答案.
【详解】.
故选:C.
2. 在锐角三角形中,,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用正弦定理即可求解.
【详解】解:在锐角三角形中,,由正弦定理得,
又,所以,且,故.
故选:A.
3. 一架飞机向目标投弹,击毁目标的概率为0.2,目标未受损的概率为0.4,则使目标受损但未击毁的概率是( )
A. 0.4 B. 0.48 C. 0.6 D. 0.8
【答案】A
【解析】
【分析】根据概率运算求得正确答案.
【详解】目标受损但未击毁的概率是.
故选:A
4. 某校高一年级1000名学生在一次考试中的成绩的频率分布直方图如图所示,现用分层抽样的方法从成绩40~70分的同学中共抽取80名同学,则抽取成绩50~60分的人数是( )
A. 20 B. 30 C. 40 D. 50
【答案】B
【解析】
【分析】先求出三个分数段的的同学的频率之比,从而求出抽取成绩50~60分的人数.
【详解】从频率分布直方图可以看出三个分数段的的同学的频率之比为,
所以抽取成绩50~60分的人数为,
故选:B
5. 已知,,设,的夹角为,则在上的投影向量是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据投影向量的求法求得正确答案.
【详解】在上的投影向量是:
.
故选:A
6. 一个直角梯形上底、下底和高之比为,将此直角梯形以垂直于底的腰为轴旋转一周形成一个圆台,则这个圆台上底面积、下底面积和侧面积之比为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由已知设直角梯形上底、下底和高为,它们分别为圆台的上、下底半径和高,代入圆台底面积及侧面积公式,求出两底面积及侧面积,可得答案.
【详解】解:由题意可设直角梯形上底、下底和高为,它们分别为圆台的上、下底半径和高.
如图示,过点作于,则中,
,,
.
.
故选:D
7. 若a,b为两条异面直线,,为两个平面,,,,则下列结论中正确的是( )
A. l至少与a,b中一条相交
B. l至多与a,b中一条相交
C. l至少与a,b中一条平行
D. l必与a,b中一条相交,与另一条平行
【答案】A
【解析】
【分析】此种类型的题可以通过举反例判断正误.
【详解】因为a,b为两条异面直线且,,,所以a与l共面,b与l共面.
若l与a、b都不相交,则a∥l,b∥l,a∥b,与a、b异面矛盾,故A对;
当a、b为如图所示的位置时,可知l与a、b都相交,故B、C、D错.
故选:A.
8. 如图,屋顶的断面图是等腰三角形,其中,横梁的长为8米,,为了使雨水从屋顶(设屋顶顶面为光滑斜面)上尽快流下,则的值应为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据物体受力分析,利用二倍角的正弦公式化简后,由正弦函数的性质求出雨水流下时间的最小值对应的值.
【详解】设雨水质量为,下滑加速度为,,取的中点,连接.
则,且.
因为,所以;
在直角三角形中,
所以
当,即时等号成立,
故选:B.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,有选错的得0分,部分选对的得2分.
9. 一组数据2,6,8,3,3,3,7,8,则( )
A. 这组数据的平均数是5 B. 这组数据的方差是
C. 这组数据的众数是8 D. 这组数据的75百分位数是6
【答案】AB
【解析】
【分析】将数据从小到大排列,根据数据的特征,逐项判断即可.
【详解】解:数据从小到大排列为:2,3,3,3,6,7,8,8,
则这组数据的平均数为,故A项正确;
这组数据的方差为:,故B项正确;
这组数据中有3个3,2个8,1个2,1个6,1个7,所以众数为3,故C项错误;
因为,这组数据的75百分位数是7,故D项错误.
故选:AB.
10. 在等腰直角三角形中,斜边,向量,满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】先由,结合等腰直角三角形,可求出对应的模及其夹角,即可判断A,由可判断B;由可判断C;由是否等于0可判断D
【详解】由题意,等腰直角三角形,,,,又
对A,,故A对;
对B,,故B错;
对C,,故C对;
对D,,故D对;
故选:ACD
11. 在长方体中,矩形、矩形、矩形的面积分别是,,,则( )
A. B. 长方体的体积为
C. 直线与的夹角的余弦值为 D. 二面角的正切值为2
【答案】BC
【解析】
【分析】设,由题意可得,
,解得可判断A;求出体积可判断B;连接,所以,所以直线与的夹角即为直线与的夹角,利用余弦定理求出可判断C;连接,做交与,可得为二面角的平面角,计算出可判断D.
【详解】
设,由题意可得,
,解得,
所以,故A错误;
长方体的体积为,故B正确;
连接,所以,所以直线与的夹角即为直线与的夹角,因为,
所以,所以直线与的夹角的余弦值为,故C正确;
连接,做交与,因为平面,平面,所以,又,所以平面,平面,所以,所以为二面角的平面角,因为,
所以,所以,故D错误.
故选:BC.
12. 在平面四边形中,,,,则( )
A. 当时,,,,四点共圆
B. 当,,,四点共圆时,
C. 当时,四边形的面积为3
D. 四边形面积的最大值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】对AB,由余弦定理可得,,结合四点共圆四边形对角互补,代入数据求解方程组,即可判断;
对CD,由①,以及②,①②两式代入数据,两边同时平方,再左右对应相减,即可整理得到S与的关系式,进一步讨论即可判断
【详解】对A,由余弦定理得,,代入数据可得,又,综上可解得,,故,故平面四边形对角互补,,,,四点共圆,故A对;
对B,由余弦定理得,,代入数据可得, 又,,,四点共圆,故平面四边形对角互补,,综上可解得,故B错;
对C、D,四边形的面积,代入数据可得 ①,
, ②,
①②两式左右相减,整理可得
,,当时,,又当时,四边形面积取得最大值,为
,故C、D对;
故选:ACD
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 已知是锐角,,则的值是_________.
【答案】##
【解析】
【分析】结合同角三角函数的基本关系式、两角差的余弦公式求得正确答案.
【详解】由于是锐角,,
所以,
所以.
故答案为:
14. 已知复数满足,的虚部为-2,所对应的点在第二象限,则_________.
【答案】##
【解析】
【分析】设复数,根据题干中的条件列方程组求解的值即可.
【详解】解:设复数,则,所以,
又,且的虚部为-2,则,
因为所对应的点在第二象限,即点在第二象限,所以,
故,解得,故.
故答案为:.
15. 曲柄连杆机构的示意图如图所示,当曲柄在水平位置时,连杆端点在的位置,当自按顺时针方向旋转角时,和之间的距离是,若,,,则的值是_________.
【答案】5
【解析】
【分析】根据余弦定理解决实际问题,直接计算即可.
【详解】如下图,
在中,
由余弦定理可知,
另外,由图可知,在点与点重合时,
,
故答案为:5
16. 在三棱锥中,平面,,,,则三棱锥的体积为_________,三棱锥的内切球的表面积为_________.
【答案】 ①. 6 ②. ##
【解析】
【分析】根据已知条件可得,利用三棱锥的体积公式结算即可;利用线面垂直的判定定理可证明平面,设内切球半径为,利用等体积法求解内切球的半径,利用球的表面积公式结算即可.
【详解】解:因为,,,在中,,
所以,又平面,所以,
因为平面,平面,所以,,,故
又,,所以平面,
又平面,所以,
所以均为直角三角形,
设三棱锥的内切球的球心为,半径为,
则,
即,
解得,故三棱锥的内切球的表面积.
故答案为:6;.
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17. 已知向量,满足,,.求:
(1);
(2)与的夹角.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据向量模的坐标运算以及向量的基本运算可以直接求得;
(2)根据向量数量积定义进行计算即可得到结果.
【小问1详解】
由,得,
故,代入,,得,
由,得
【小问2详解】
由
故与的夹角为.
18. 从1,2,3,4,5中任取2个数字,组成没有重复数字的两位数.
(1)求组成的两位数是偶数的概率;
(2)判断事件“组成的两位数是偶数”与事件“组成的两位数是3的倍数”是否独立,并说明理由.
【答案】(1)
(2)不独立;理由见解析
【解析】
【分析】(1)设事件A:“组成的两位数是偶数”,求出样本空间,包含的样本点,由古典概型概率计算公式可得答案;
(2)设事件B:“组成的两位数是3的倍数”,求出事件B包含的样本点、包含的样本点,可得、,从而判断出的关系.
【小问1详解】
设事件A:“组成的两位数是偶数”,则样本空间
,
,
故,
即组成的两位数是偶数的概率是.
【小问2详解】
设事件B:“组成的两位数是3的倍数”,
则,,
故,,
故,
即“组成的两位数是偶数”与事件“组成的两位数是3的倍数”不独立.
19. 如图,在四棱锥中,底面是菱形.
(1)若点是的中点,证明:平面;
(2)若,,且平面平面,求直线与平面所成角的正切值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1) 连接AC交BD于点M,连接EM,由条件证明,再由线面平行判定定理证明平面;(2) 取AD的中点O,由面面垂直性质定理证明⊥平面ABCD,根据直线与平面夹角的定义确定直线与平面的夹角,再求其正切值.
【小问1详解】
连接AC交BD于点M,连接EM,
因为底面ABCD是菱形,故点M是BD的中点,
又因为点E是PD的中点,故∥
又因为平面,平面,
所以,平面;
【小问2详解】
取AD的中点O,连接PO,BO,
因为,且O为AD的中点,
故⊥AD,
又因为平面PAD⊥平面ABCD,
平面PAD平面ABCD=AD,平面
故⊥平面ABCD
则直线PB与平面ABCD所成角为
在中,,
在中,
在中,,
故直线PB与平面ABCD所成角的正切值为
20. 已知向量,向量.
(1)若是第四象限角,且,求值;
(2)若函数,对于,不等式(其中)恒成立,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
分析】(1)根据列方程,化简求得,进而求得.
(2)化简的表达式,根据三角函数的值域的求法求得在区间的最大值和最小值,
【小问1详解】
因为,故,
又因为是第四象限角,故,
由,
得.
【小问2详解】
,
又,当时,,
当,,从而求得的最大值.
故,,则的最大值为.
21. 在中,,,是边上一点,且.
(1)若,求的面积;
(2)是否存在?若存在,求的长;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)不存在,理由见解析.
【解析】
【分析】(1)利用余弦定理求得,进而求得,从而求得三角形的面积.
(2)利用三角形的知识作出判断.
【小问1详解】
在中,,,
由余弦定理得,,
则
【小问2详解】
不存在,理由如下:
若,
则为锐角,
则为钝角,则,
所以,
这与已知矛盾,
所以不存.
22. 如图,在正方体中:
(注:如需添加辅助线,请将第(1)(2)问的辅助线分别作在答题卡中的图1与图2上)
(1)证明:平面;
(2)若,点是棱上一点(不包含端点),平面过点,且,求平面截正方体所得截面的面积的最大值.
【答案】(1)见解析 (2)
【解析】
【分析】(1)连接,,根据线面垂直的性质可得,再根据线面垂直的判定定理可得平面,则有,同理可证,再根据线面垂直的判定定理即可得证;
(2)过点P作,交AD于点Q,过点Q作,交于S,过点作,交于R,证明Q,S,P,R四点共面,再证明平面,即可得平面即为所求的平面,设平面平面,说明平面截正方体所得截面为平面六边形,设再根据截面六边形面积等于等腰梯形的面积加上等腰梯形的面积,从而可得出答案.
【小问1详解】
证明:连接,,
在正方体中,,
由平面,,得,
又因为,故平面,
又因为平面,
故,
同理,
又因为,
所以⊥平面;
【小问2详解】
解:过点P作,交AD于点Q,
过点Q作,交于S,
过点作,交于R,
则,,故,
又,故,则Q,S,P,R四点共面,
由,,
由(1)可知,,
故,,,故平面,
平面即为所求的平面,
因为平面平面,平面平面,
设平面平面,则,
又因为,可得,
同理可得:,
故平面截正方体所得截面为平面六边形,
设
则,,,
等腰梯形的面积,
等腰梯形的面积,
截面六边形面积,
当,,
故平面截正方体所得截面的截面面积的最大值为.
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