上海市浦东新区上海立信会计金融学院附属高行中学2024-2025学年高三上学期第一次质量检测(9月)数学试题(解析版)
展开1. 已知全集,集合,则______.
【答案】##空集
【解析】
【分析】解得集合,结合补集的定义和运算即可求解.
【详解】由题意知,,
又,所以.
故答案为:
2. 在复平面内,复数所对应的点的坐标为-1,1,则______.
【答案】
【解析】
【分析】由已知求得,进一步得到,再根据复数的乘法运算法则计算可得.
【详解】根据题意知,所以,
所以.
故答案为:
3. 函数y=sin2xcs2x的最小正周期是__________________.
【答案】
【解析】
【详解】试题分析:先利用二倍角公式化简函数,再求函数的周期.
考点:二倍角的正弦;三角函数的周期性及其求法
4. 记为等差数列的前项和.若,则公差__________.
【答案】3
【解析】
【分析】由等差数列的性质,已知条件转化为,可求公差.
【详解】为等差数列an的前项和,若公差为,且,
则有,得,解得.
故答案为:3
5. 直线与直线的夹角大小为__________.
【答案】##
【解析】
【分析】先求出直线的斜率,可得它们的倾斜角,从而求出两条直线的夹角.
【详解】因为直线的斜率为,倾斜角为,
直线的斜率为,倾斜角为,
故直线与直线的夹角大小为.
故答案为:.
6. 已知,若关于的方程解集为,则的取值范围为__________.
【答案】
【解析】
【分析】由题意得无解,对分,和且讨论,再结合判别式即可求解.
【详解】由,
整理得,
即,
当时,,不符合题意;
当时,,不符合题意;
当且时,方程无解,即无解,
,解得,又,
的取值范围为.
故答案为:.
7. 在一次射击训练中,某运动员5次射击环数依次是,则该组数据的方差__________.
【答案】##
【解析】
【分析】根据平均数公式和方差公式计算可得.
【详解】因为平均数,
所以方差.
故答案为:
8. 已知函数,则在点处的切线的倾斜角为__________.
【答案】
【解析】
【分析】利用导数求出切线斜率,然后由反三角表示即可.
【详解】因为,所以,
记在点处的切线的倾斜角为,则,则,
所以.
故答案为:
9. 如图,对于直四棱柱,要使,则在四边形中,满足的条件可以是______.(只需写出一个正确的条件)
【答案】(只要使得即可).
【解析】
【分析】利用线面垂直的判定定理及线面垂直的定义可得出结论.
【详解】连接,如下图所示:
因为平面,平面,则,
若,,、平面,平面,
平面,.
故答案为:(只要使得即可).
10. 将半径为1的半圆形纸片卷成一个无盖的圆锥筒,则该圆锥简的高为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据圆锥展开图可知圆锥底面周长等于半圆形纸片弧长,母线为半圆形纸片的半径,进而利用圆锥的轴截面计算可得.
【详解】
如图所示,由题意可知圆锥的母线,设圆锥的半径为,高为,
则圆锥底面周长等于半圆形纸片弧长,故得,
故.
故答案为:
11. 在空间直角坐标系中,点,点,点,则在方向上的投影向量的坐标为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据题意,由投影向量的定义,代入计算,即可求解.
【详解】由条件可得,,
所以在方向上投影向量的坐标为
.
故答案为:
12. 已知椭圆与双曲线的离心率互为倒数,且它们有共同的焦点、,P是与在第一象限的交点,当时,双曲线的离心率等于______.
【答案】
【解析】
【分析】根据P点是椭圆和双曲线的交点,结合椭圆双曲线的定义表示出,,在△中结合余弦定理即可列出方程求解.
【详解】设椭圆标准方程为,椭圆离心率为,
设双曲线标准方程为,双曲线离心率为,
它们的左右焦点为、,由题可知,
设,,则,
由①②得,,,
代入③整理得,,
两边同时除以得,,即,
所以,
解得(舍去),或,
即.
故答案为:.
二、选择题(本大题共有4题,满分18分,第13-14题每题4分,第15-16题每题5分)
13. 设,则“”是“”的( )
A. 充分非必要条件B. 必要非充分条件
C. 充分必要条件D. 既非充分也非必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】由可推出同号,则根据分类讨论可得出,根据,两边同乘可得,即可选出选项.
【详解】由题知,则同号,
当时,有,
当时,有,
故能推出,
当成立时,又,
对不等式两边同时乘以可得,
故“”是“”的充分必要条件.
故选:C.
14. 下列函数中,既是奇函数又在区间上是严格减函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由奇函数的定义域可得A错误;由奇函数的性质和导数可得B正确;由奇函数的性质可得C错误;由正弦函数的单调性可得D错误;
【详解】函数的定义域为,不关于原点对称,所以不是奇函数,故A错误;
函数的定义域为,关于原点对称,
且,
所以函数为奇函数,
又恒成立,所以在上为减函数,故B正确;
定义域为不关于原点对称,所以不是奇函数,故C错误;
由正弦函数的单调性可得在为增函数,
又,
所以在区间上是严格增函数,故D错误;
故选:B.
15. 已知是两条不同直线,是两个不同平面,则下列命题正确的是( )
A. 若不平行,则与可能垂直于同一平面
B. 若平行于同一平面,则与不可能异面
C. 若不平行,则在内存在与平行的直线
D. 若垂直于同一平面,则与一定平行
【答案】C
【解析】
【分析】根据空间线线、线面、面面的位置关系对选项进行逐一判断即可得出答案.
【详解】对于A,若与垂直于同一平面,则有,A选项错误;
对于B,若平行于同一平面,则与可能相交可能平行也可能异面,B选项错误;
对于C,若不平行,则与相交,在内平行于交线的直线与平行,C选项正确;
对于D,若垂直于同一平面,则与可能平行可能相交,D选项错误.
故选:C.
16. 设函数,若对于任意,在区间上总存在确定的,使得,则的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由三角函数图象的单调性得,,根据,可得即可根据求解.
【详解】因为,
若,则,
所以,,即,,
由在区间上总存在确定的,使得,
则在区间上总存在确定的,使得,
当时,,
故,故
故的最大值为:,
故选:C.
三、解答题(本大题共有5题,满分78分)
17. 如图,在直三棱柱中,,交于点为的中点.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成角的大小.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据直三棱柱的性质可得,,进而根据线面垂直的判定与性质得到,即可证明;
(2)由(1)知两两垂直,再建立空间直角坐标系,利用坐标运算求得平面的一个法向量为,又,即可求得直线与平面所成角的大小.
【小问1详解】
因三棱柱为直三棱柱,
所以平面,
又平面,所以,
因为,,平面,
所以平面,
因为平面,所以,
因为,,平面,
所以平面.
【小问2详解】
由(1)知两两垂直,如图建立空间直角坐标系.
由已知,
则,,,,.
设,所以,
因为,所以,即,
所以平面的一个法向量为.
又,
设直线与平面所成角的大小为,
则
所以直线与平面所成角的大小为.
18. 在三角形中,内角所对边分别为,已知.
(1)求角的大小;
(2)若,三角形的面积为,求三角形的周长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由正弦定理进行边角互化可得,结合两角差的余弦公式及同角三角函数的基本关系可求出,即可求出.
(2)由三角形的面积公式可得,结合及余弦定理即可求出,即可得出结果.
【小问1详解】
由正弦定理得,所以
所以,整理得,
因为,所以,因此,所以,
所以.
【小问2详解】
由的面积为,得,解得,
又,则,.
由余弦定理得,解得,,
所以的周长为.
19. 某高中随机抽取名学生,测得他们的身高(单位:cm),按照区间,,,,分组,得到样本身高的频率分布直方图(如下图所示).
(1)求身高不低于170cm学生人数;
(2)将身高在,,区间内的学生依次记为,,三个组,用分层抽样的方法从三个组中抽取6人.
① 求从这三个组分别抽取的学生人数;
② 若要从6名学生中抽取2人,求组中至少有1人被抽中的概率.
【答案】(1)60人;
(2)①30人,20人,10人;②
【解析】
【分析】(1)先求出,的频率可得结果.
(2)①由分层抽样可得各组的人数; ②分别列举各种情况可得概率.
【小问1详解】
由频率分布直方图可知,的频率为
,
故身高在以上的学生人数为(人.
【小问2详解】
①,,三组的人数分别为,,人.
因此应该从,,三组中每组各抽取(人,(人,(人.
②设组的3位同学为,,,组的2位同学为,,组的1位同学为,
则从6名学生中抽取2人有15种可能:
,,,,,.,,,,,,,,,,
,,,,,,,,,,,,,.
其中组的2位学生至少有1人被抽中有9种可能:,,,,,,,,
,,,,,,,,,.
所以组中至少有1人被抽中的概率为.
20. 近年来,为“加大城市公园绿地建设力度,形成布局合理的公园体系”,许多城市陆续建起众多“口袋公园”、现计划在一块边长为200米的正方形的空地上按以下要求建造“口袋公园”、如图所示,以中点A为圆心,为半径的扇形草坪区,点在弧BC上(不与端点重合),AB、弧BC、CA、PQ、PR、RQ为步行道,其中PQ与AB垂直,PR与AC垂直.设.
(1)如果点P位于弧BC的中点,求三条步行道PQ、PR、RQ的总长度;
(2)“地摊经济”对于“拉动灵活就业、增加多源收入、便利居民生活”等都有积极作用.为此街道允许在步行道PQ、PR、RQ开辟临时摊点,积极推进“地摊经济”发展,预计每年能产生的经济效益分别为每米5万元、5万元及5.9万元.则这三条步行道每年能产生的经济总效益最高为多少?(精确到1万元)
【答案】(1)(米)
(2)2022万元
【解析】
【分析】(1)根据图依次求出三条线段长度即可求出总长度;
(2)将PQ、PR、RQ三边通过图中的关系用关于的等式表示,再记经济总效益,将进行表示,通过辅助角公式化简求出最值即可.
小问1详解】
解:由题,
,同理,故,
由于点P位于弧BC的中点,所以点P位于的角平分线上,
则,
,
因为,,
所以为等边三角形,
则,
因此三条街道的总长度为(米).
【小问2详解】
由图可知,
,
,
,
在中由余弦定理可知:
,
则,
设三条步行道每年能产生的经济总效益,则
,
当即时取最大值,
最大值为.
答:三条步行道每年能产生的经济总效益最高约为2022万元.
21. 如图,椭圆的上、下焦点分别为、,过上焦点与轴垂直的直线交椭圆于、两点,动点、分别在直线与椭圆上.
(1)求线段的长;
(2)若线段的中点在轴上,求的面积;
(3)是否存在以、为邻边的矩形,使得点在椭圆上?若存在,求出所有满足条件的点的纵坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)或.
【解析】
【分析】(1)根据已知求出点的横坐标,根据对称性可得线段的长;;
(2)线段PQ的中点在轴上,得点纵坐标,代入椭圆方程得点横坐标,此时轴,易得其面积;
(3)假设存在,为邻边的矩形,使得点E在椭圆C上,设,,,由平行四边形对角线互相平分把点坐标用点坐标表示,然后把坐标代入椭圆方程,利用垂直得向量的数量积为0,得出的关系,结合起来可得或,再分别代入求得,得结论.
【小问1详解】
由可得:,,从而,
所以令,则,解得:,
所以.
【小问2详解】
线段的中点在轴上,则,所以,即轴,
所以令,则,解得:,
所以;
【小问3详解】
,
假设存在以,为邻边的矩形,使得点E在椭圆C上,
设,,,,
因为四边形是矩形,一定为平行四边形,所以,
则,,所以,
都在椭圆上,,变形得①,
又,所以,即,
则②,
②代入①得,解得:或,
若时,,,此时与重合,点坐标为;
若时,联立,
消去可得:,解得:,
因为,所以,
所以存在满足题意的点,其纵坐标为或.
.
【点睛】思路点睛:对于圆锥曲线中探索性问题,求解步骤如下:
第一步:假设结论存在;
第二步:结合已知条件进行推理求解;
第三步:若能推出合理结果,经验证成立即可肯定正确;若推出矛盾,即否定假设;
第四步:反思回顾,查看关键点、易错点及解题规范.
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