6学年上学期高二第一次月考数学试题(附答案)
四川省内江市2023-2024学年高二上学期第一次月考数学试题含解析
内江2022-2023学年（上）高25届第一次月考数学试题（答案在最后）考试时间：120分钟满分：150分第Ⅰ卷选择题（满分60分）一、单选题（每题5分，共40分）1.直线x =）A.0B.30C.60D.90【答案】D 【解析】【分析】根据直线斜率和倾斜角关系可直接求得结果.【详解】 直线x =∴直线x =90 .故选：D.2.下列说法错误的是（）A.球体是旋转体B.圆柱的母线平行于轴C.斜棱柱的侧面中没有矩形D.用平行于正棱锥底面的平面截正棱锥所得的棱台叫做正棱台【答案】C 【解析】【分析】利用球体的定义判断A ；利用圆柱的结构特征判断B ；举例说明判断C ；利用正棱台的定义判断D ．【详解】因球体是半圆面绕其直径所在的直线旋转一周所得几何体，即球体是旋转体，A 正确；由圆柱的结构特征知，圆柱的母线平行于轴，B 正确；如图，斜平行六面体1111ABCD A B C D -中，若AD ⊥平面11ABB A，因1AA ⊂平面11ABB A ，则1AD AA ⊥，侧面四边形11ADD A 是矩形，C 不正确；由正棱台的定义知，D 正确.故选：C3.如图，ABC 的斜二测直观图为等腰Rt A B C ''' ，其中2A B ''=，则原ABC 的面积为（）A.2B.4C.22D.42【答案】D 【解析】【分析】首先算出直观图面积，再根据平面图形与直观图面积比为22求解即可.【详解】因为等腰Rt A B C ''' 是一平面图形的直观图，直角边2A B ''=，所以直角三角形的面积是12222⨯⨯=.又因为平面图形与直观图面积比为22:1，所以原平面图形的面积是2222⨯=.故选：D4.若m n ，表示两条不同的直线，αβ，表示两个不同的平面，则下列命题正确的是（）A.若m n αα⊥⊂，，则m n ⊥B.若//,//m n αα，则//m nC.若m αββ⊥⊥，，则//m αD.若//,//,,m n m n ααββ⊂⊂，则//αβ【解析】【分析】根据线面垂直的性质可判断A 正确；由//,//m n αα可得m 与n 平行、相交或异面，可判断B ；由m αββ⊥⊥，可得//m α或m α⊂，可判断C ；由//m n 时α与β不一定平行可判断D.【详解】对于A ，根据线面垂直的性质可得若m n αα⊥⊂，，则m n ⊥，故A 正确；对于B ，若//,//m n αα，则m 与n 平行、相交或异面，故B 错误；对于C ，若m αββ⊥⊥，，则//m α或m α⊂，故C 正确；对于D ，若//,//,,m n m n ααββ⊂⊂，如果m 与n 相交，则//αβ，若//m n ，则α与β不一定平行，故D 错误.故选：A.5.已知直线210kx y k -+-=恒过定点A ，点A 也在直线20mx ny ++=上，其中m ，n 均为正数，则12m n+的最小值为（）A.2 B.4C.8D.6【答案】B 【解析】【分析】先将直线方程变形得到定点A 的坐标，根据点A 在直线20mx ny ++=上确定出,m n 所满足的关系，最后根据“1”的妙用求解出12m n+的最小值.【详解】已知直线210kx y k -+-=整理得：()12y k x +=+，直线恒过定点A ，即()2,1A --.点A 也在直线20mx ny ++=上，所以22m n +=，整理得：12nm +=，由于m ，n均为正数，则12122112422n n m m m n m n m n ⎛⎫⎛⎫+=++=+++≥+ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,取等号时212n m nm =⎧⎪⎨+=⎪⎩，即121m n ⎧=⎪⎨⎪=⎩，【点睛】方法点睛：已知()1,,,0xa yb x y a b +=>，求(),0m nm n a b+>的最小值的方法：将m n a b +变形为()m n xa yb a b ⎛⎫++ ⎪⎝⎭，将其展开可得a b xm yn xn ym b a ++⋅+⋅，然后利用基本不等式可求最小值，即a b xm yn xn ym xm yn xm yn b a ++⋅+⋅≥++=++221xa yb xna ymb +=⎧⎨=⎩.6.正四棱台上、下底面边长分别为2cm ，4cm ，侧棱长2cm ，则棱台的侧面积为（）A.26cmB.224cmC.2D.2【答案】D 【解析】【分析】由棱台的性质和勾股定理求得棱台的斜高，再由棱台的侧面积公式，计算可得所求值．【详解】解：设2a cm =，4b cm =，2=l cm ，可得正四棱台的斜高为)h cm '===，所以棱台的侧面积为21(44)2(24))2S a b h cm '=+=⨯+=．故选：D ．7.已知各顶点都在球面上的正四棱锥的高度为3，锥体体积为6，则该球的表面积为（）A.32πB.16πC.24πD.20π【答案】B 【解析】【分析】先求得正四棱锥的高，然后利用勾股定理求得球的半径，进而求得球的表面积.【详解】设正四棱锥底面边长为()0a a >，则2136,3a a ⨯⨯==，底面正方形的对角线长为设球的半径为r ，则()22232r r ⎛⎫-+= ⎪ ⎪⎝⎭，解得2r =，则球的表面积为24π16πr =.故选：B8.如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，,,P Q M 分别是11,,DD AB BB 的中点，则异面直线1A M 与PQ 所成角的余弦值为（）A.5B.10C.6D.3【答案】B 【解析】【分析】连接PC 、QC 、1A P 、MC ，即可得到1//A M PC ，从而得到QPC ∠或其补角为异面直线1A M 与PQ 所成的角，利用余弦定理求出cos QPC ∠，即可得解.【详解】令2AB =，连接PC 、QC 、1A P 、MC ，因为M 、P 为1BB 、1DD 的中点，易知1A P CM =且1//A P CM ，所以四边形1A PCM 为平行四边形，所以1//A M PC ，所以QPC ∠或其补角为异面直线1A M 与PQ 所成的角，在PQC △中，PC ==QC ==PQ =，所以30cos10QPC ∠==，所以异面直线1A M 与PQ 所成角的余弦值为10.故选：B二、多选题（每题5分，共20分）9.已知直线12:210,:(1)10l mx y l x m y ++=+++=，则下列结论正确的是（）A.若12l l ∥，则2m =- B.若12l l ∥，则1m =或2m =-C.若12l l ⊥，则23m =- D.若12l l ⊥，则23m =【答案】AC 【解析】【分析】根据两直线平行列出方程，求出1m =或2m =-，经检验，1m =不合要求；再根据两直线垂直列出方程，求出23m =-.【详解】令(1)20m m +-=，解得：1m =或2m =-．当1m =时，1l 与2l 重合；当2m =-时，12l l ∥．A 正确，B 错误．若12l l ⊥，则2(1)0m m ++=，解得23m =-，C 正确，D 错误．故选：AC10.等腰直角三角形直角边长为1，现将该三角形绕其某一边旋转一周，则所形成的几何体的表面积可以为（）A.B.(1π+ C.D.(2π+【答案】AB 【解析】【分析】分2种情况，一种是绕直角边，一种是绕斜边，分别求形成几何体的表面积.【详解】如果是绕直角边旋转，形成圆锥，圆锥底面半径为1，高为1，所以所形成的几何体的表面积是)22111S rl r πππππ=+=⨯⨯⨯=.如果绕斜边旋转，形成的是上下两个圆锥，圆锥的半径是直角三角形斜边的高2，两个圆锥的母线都是直角三角形的直角边，母线长是1，所以写成的几何体的表面积2212S rl ππ=⨯=⨯⨯⨯=.综上可知形成几何体的表面积是)1π+.故选：AB【点睛】本题考查旋转体的表面积，意在考查空间想象能力和计算能力，属于基础题型.11.如图，在边长为2的正方形ABCD 中，点E 是AB 的中点，点F 是BC 的中点，点M 是AD 上的动点.将,AED DCF △△分别沿,DE DF 折起，使,A C 两点重合于P ，连接,DF PB .下列说法正确的是（）A.PD EF⊥B.若把EBF △沿着EF 继续折起，B 与P 恰好重合C.无论M 在哪里，PB 不可能与平面EFM 平行D.三棱锥P DEF -的外接球表面积为6π【答案】ABD 【解析】【分析】A 选项，线面垂直得到线线垂直；B 选项，利用边长相等，得到B 与P 恰好重合；C 选项，找到M 点使得PB ∥平面EFM ，D 选项，求出外接球半径，进而得到三棱锥的外接球表面积.【详解】连接BD ，与EF 相交于G ，连接PG ，因为正方形ABCD 中，点E 是AB 的中点，点F 是BC 的中点，所以BE =BF ，△ADE ≌△CDF ，故DE =DF ，所以BD 是EF 的垂直平分线，所以G 是EF 的中点，因为PE =PF ，所以PG ⊥EF ，因为PG BG G = ，所以EF ⊥平面PBG ，因为PD ⊂平面PBG ，所以PD EF ⊥，A 正确；因为BE BF PF PE ===，故把EBF △沿着EF 继续折起，B 与P 恰好重合；B 正确；连接AC 交BD 于点O ，则BO =DO ，因为E 是AB 的中点，点F 是BC 的中点，所以EF ∥AC ，且BG GO =，当M 位于靠近P 的三等分点时，23MD DG PD DB ==，可得：MG ∥PB ，因为PB ⊄平面MEF ，MG ⊂平面MEF ，可得：PB ∥平面EFM ，故C 错误；由5DE DF =，2EF =2224cos 25255ED DF EF EDF ED DF +-∠==⋅⋅，所以23sin 1cos 5EDF EDF ∠=-∠=，设△DEF 的外接圆半径为R ，由正弦定理得：25223sin 35EF R EDF ===∠，如图，26QD R ==，过点P 作PH ⊥BD 于点H ，则PH ⊥平面DEF ，又因为PE =PF =1，EF 2，所以PE ⊥PF ，且PG =22，设HG =m ，则HD =322m -，由勾股定理得：2222PG HG PD HD -=-，即2222232222m m ⎛⎫⎛⎫-=-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，解得：26=m ，所以21142189PH =-=，所以23PH =，设球心为I ，则IQ ⊥底面BFDE ，过I 作IN ⊥PH 于点N ，连接ID ，则2522362IN HQ HD QD ==-=-=，设IQ HN h ==，则23PN PH HN h =-=-，设外接球半径为r ，则ID =IP =r ，即22225222632h h ⎛⎫⎛⎛⎫+=-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，解得：13h =-，所以221526362r ⎛⎫⎛⎫=-+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，三棱锥P DEF -的外接球表面积为234π4π6π2r =⨯=，D 选项正确.故选：ABD【点睛】三棱锥外接球题目，要先找到球心在其中一个平面三角形的投影，然后利用正弦定理或其他知识求出这个三角形的外接圆半径，找到顶点在次三角形上的投影，利用勾股定理列出方程，求出外接球半径，进而求出外接球的表面积或体积.12.如图，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 为正方形，PA ⊥底面ABCD ，PA AB =，E 、F 分别为线段PB 、CD 的中点，G 为线段PC 上的动点（不含端点P ），则下列说法正确的是（）A.对任意点G ，则有B 、E 、G 、F 四点共面B.存在点G ，使得A 、E 、G 、F 四点共面C.对任意点G ，则有AG ⊥平面PBDD.存在点G ，使得//EG 平面PAF 【答案】BD 【解析】【分析】以点A 为坐标原点，AB 、AD 、AP 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系，设2PA AB ==，利用空间向量法可判断各选项的正误.【详解】因为PA ⊥底面ABCD ，四边形ABCD 为正方形，以点A 为坐标原点，AB 、AD 、AP 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立如下图所示的空间直角坐标系，设2PA AB ==，则()0,0,0A 、()2,0,0B 、()2,2,0C 、()0,2,0D 、()002P ,,、()1,0,1E 、()1,2,0F ，设()2,2,2PG PC λλλλ==- ，其中01λ<≤，则()2,2,22AG AP PG λλλ=+=-，()1,0,1AE =uu u r，()1,2,0AF = ，设(),2,AG mAE nAF m n n m =+=+ ，则22222m n n m λλλ+=⎧⎪=⎨⎪=-⎩，解得23m n λ===，故存在点G ，使得A 、E 、G 、F 四点共面，B 对；()1,0,1BE =-，()1,2,0BF =- ，()22,2,22BG BP PG λλλ=+=-- ，设(),2,BG aBE bBF a b b a =+=-- ，所以，222222a b b a λλλ--=-⎧⎪=⎨⎪=-⎩，解得200a b λ=⎧⎪=⎨⎪=⎩，不合乎题意，A 错；()2,2,22AG λλλ=- ，()2,0,2BP =-，若AG ⊥平面PBD ，BP ⊂平面PBD ，则444480AG BP λλλ⋅=-+-=-=，解得12λ=，C 错；设平面PAF 的法向量为(),,n x y z = ，()0,0,2AP = ，()1,2,0AF =，则2020n AP z n AF x y ⎧⋅==⎨⋅=+=⎩ ，取2x =，则()2,1,0n =- ，()()()1,0,12,2,221,2,12EG EP PG λλλλλλ=+=-+-=--，若//EG 平面PAF ，则422220EG n λλλ⋅=--=-=，解得1λ=，故当点G 与点C 重合时，//EG 平面PAF ，D 对.故选：BD.第Ⅱ卷非选择题（满分90分）三、填空题（每题5分，共20分）13.经过(,2),(3,4)A x B -两点的直线的一个方向向量为(1,3)，则x =__________．【答案】5【解析】【分析】根据直线方向向量即可计算．【详解】由条件可知，4233x--=-，解得5x =．故答案为：5．14.如图所示，平面//α平面β，2PA =，6AB =，12BD =，则AC =__________．【答案】3【解析】【分析】利用平面//α平面β，得到//BD AC ，从而得到线段长的比例，即可得解.【详解】平面PBD AC α= ，平面PBD BDβ= 由平面//α平面β，可得//BDAC 由平面几何知识知，PA PC AC PB PD BD==又2PA =，6AB =，12BD =，所以22+612AC =，解得3AC =故答案为：3【点睛】本题考查了面面平行的性质定理，在运用面面平行的性质定理时，一定要先找到与两平行平面都相交的第三个平面，进而得到两交线平行，考查学生的逻辑推理与运算能力，属于基础题.15.经过点A(1,1)且在两条坐标轴上的截距相等的直线方程是________．【答案】0x y －＝或20x y ＋－＝【解析】【分析】在坐标轴上截距相同可设直线截距式方程，将点A(1,1)代入直线方程即可.【详解】（1）当直线的截距不为0时即不经过原点，设直线方程是：1x y a a+=因为直线过点A(1,1)所以111a a+=解得a=2即直线方程是20x y ＋－＝（2）当直线经过原点时方程为：0x y －＝综上所述直线方程为：0x y －＝或20x y ＋－＝【点睛】本题考查利用直线截距式方程求解直线问题，利用直线截距式方程求解的关键是:截距式方程没有把平面内的所有制直线都包含在内，将经过原点的直线和平行于坐标轴的直线遗漏了，因此需要将这两类直线单独计算，以防遗漏.16.如图，在棱长为a 的正方体1111ABCD A B C D -中，P 为11A D 的中点，Q 为11A B 上任意一点，,E F 为CD 上任意两点，且EF 的长为定值，则以下四个值中为定值的编号是_________.①点P 到平面QEF 的距离；②三棱锥P QEF -的体积；③直线PQ 与平面PEF 所成的角；④二面角P EF Q --的大小.【答案】①②④【解析】【分析】由Q 为11A B 上任意一点，知平面QEF 是确定，从而判断①，由棱锥体积公式和三角形面积公式可判断②，利用线面角的概念结合条件可判断③，由题可知两个半平面是确定的可判断④．【详解】①中，∵平面QEF 就是平面11A B CD ，是确定的平面，因此点P 到平面QEF 的距离为定值；②中，∵QEF △的面积是定值（∵EF 定长，Q 到EF 的距离就是Q 到CD 的距离也为定长，即底和高都是定值），又P 到平面QEF 的距离也是定值，∴三棱锥的高也是定值，于是体积固定，∴三棱锥P QEF -的体积是定值；③中，平面PEF 即平面PCD ，而Q 在直线11A B 上，11//A B CD ，因此11A B 与平面PCD 平行，Q 到平面PEF 的距离为定值，但Q 运动时，PQ 的长度在变化，因此直线PQ 与平面PEF 所成的角也在变化，即直线PQ 与平面PEF 所成的角不是定值；④中，平面QEF 也就是平面11A B CD ，又 平面PEF 即为平面PCD ，∴二面角P EF Q --的大小为定值．故答案为：①②④．四、解答题（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.已知直线1l 经过点()2,3B ，倾斜角是45 ，直线2:210l y x -+=．求：（1）直线1l 的一般式方程．（2）直线1l 与直线2l 的交点坐标．【答案】（1）10x y -+=（2）()2,3【解析】【分析】（1）由倾斜角得到直线斜率，先求出直线点斜式方程，再化为一般式方程.（2）两直线方程联立方程组，求交点坐标.【小问1详解】由题意得：直线1l 的斜率1tan451k ==，又直线1l 经过点()2,3B ，所以直线1l 的方程为32y x -=-，化为一般式方程为：10x y -+=；【小问2详解】由题意，两直线联立方程组10210x y x y -+=⎧⎨-++=⎩，解得23x y =⎧⎨=⎩，所以直线1l 与直线2l 的交点坐标为()2,318.如图，在直三棱柱111ABC A B C -中，2AC =，BC =，AC BC ⊥，D 是线段AB 上的动点.（1）当D 是AB 的中点时，证明：1//AC 平面1B CD ；（2）若CD AB ⊥，证明：平面11ABB A ⊥平面1B CD .【答案】（1）证明见解析；（2）证明见解析.【解析】【分析】（1）连接1BC ，交1B C 于E ，连接DE ，根据线面平行的判定定理，即可证明结论成立；（2）先由线面垂直的判定定理，证明CD ⊥平面11ABB A ，进而可得面面垂直.【详解】（1）证明：如图，连接1BC ，交1B C 于E ，连接DE ，则E 是1BC 的中点，∵D 是AB 的中点，∴1//DE AC ，又DE ⊂平面1B CD ，1AC ⊄平面1B CD ，∴1//AC 平面1B CD .（2）证明：∵1AA ⊥平面ABC ，CD ⊂平面ABC ，∴1AA CD ⊥，又CD AB ⊥，1AA AB A = ，1,AB AA ⊂平面11ABB A ，∴CD ⊥平面11ABB A ，又CD ⊂平面1B CD ，∴平面11ABB A ⊥平面1B CD .【点睛】本题主要考查证明线面平行，证明面面垂直，熟记判定定理即可，属于常考题型.19.已知直线l 经过点(2,1)P -，且与直线x ＋y ＝0垂直.（1）求直线l 的方程；（2）若直线m 与直线l 平行且点P 到直线m ，求直线m 的方程.【答案】（1）30x y -+=（2）50x y -+=或10x y -+=.【解析】【分析】(1)根据直线垂直的性质设出直线l 的方程为0x y n -+=，将点(2,1)P -代入即可求解；（2）设直线m 的方程为0x y t -+=，利用点到直线的距离公式即可求解.【小问1详解】设直线l 的方程为0x y n -+=，因为直线l 经过点(2,1)P -，所以210n --+=，解得：3n =，所以直线l 的方程为30x y -+=.【小问2详解】结合（1）设直线m 的方程为0x y t -+=，因为点(2,1)P -到直线m ，由点到直线的距离公式可得：d ==，解得：5t =或1t =，直线m 的方程为：50x y -+=或10x y -+=.故答案为：50x y -+=或10x y -+=.20.长方体1111ABCD A B C D -中，4AB =，12BC AA ==．（1）求证：平面11AB D ∥平面1BC D ；（2）求点C 到平面1BC D 的距离．【答案】（1）证明见解析；（2）43.【解析】【分析】（1）先证明1BC ∥平面11AB D ，BD ∥平面11AB D ，进而通过面面平行的判定定理证明问题；（2）利用“等体积法”即可求得答案.【小问1详解】因为11AB D C ∥，11AB D C =，所以四边形11ABC D 为平行四边形，所以11AD BC ∥．因为1AD ⊂平面11AB D ，1BC ⊄平面11AB D ，所以1BC ∥平面11AB D ．连接11B D ，因为11BB DD ∥，11=BB DD ，所以四边形11BB D D 为平行四边形，所以11BD B D ∥，因为11B D ⊂平面11AB D ，BD ⊄平面11AB D ，所以BD ∥平面11AB D ．又因为BD ⊂平面1BC D ，1BC ⊂平面1BC D ，1BD BC B = ，所以平面1BC D ∥平面11AB D .【小问2详解】因为1CC ⊥平面BCD ，4AB =，12BC CC ==，15BD C D ==，所以1118224323C BCD V -=⨯⨯⨯⨯=，又112262BC D S =⨯=△，因为11C BCD C BC D V V --=，所以C 到平面1BC D 的距离118334363C BCDBC D V d S -⨯===△，即C 到平面1BC D 的距离为43．21.如图，AB 是⊙O 的直径，PA 垂直于⊙O 所在的平面，C 是圆周上不同于,A B的一动点．（1）证明：PBC 是直角三角形；（2）若PA AB ==，求直线AB 与平面PBC 所成角的正弦值．【答案】（1）证明见解析（2）33【解析】【分析】（1）由圆的性质可得BC AC ⊥，再由PA ⊥平面ABC ，则PA BC ⊥，然后由面面垂直的判定可得BC ⊥平面PAC ，从而可得BC PC ⊥，进而可证得结论；（2）过A 作AH PC ⊥于H ，可证得ABH ∠是直线AB 与平面PBC 所成的角，在Rt ABH △中求解即可.【小问1详解】证明：∵AB 是⊙O 的直径，C 是圆周上不同于,A B 的一动点，∴BC AC ⊥，∵PA ⊥平面ABC ，BC ⊂平面ABC ，∴PA BC ⊥．又PA AC A = ，,PA AC ⊂平面PAC ，∴BC ⊥平面PAC ，又PC ⊂平面PAC ，∴BC PC ⊥，∴PBC 是直角三角形．【小问2详解】解：过A 作AH PC ⊥于H ，∵BC ⊥平面PAC ，AH ⊂平面PAC ，∴BC AH ⊥，又PC BC C ⋂=，,PC BC ⊂平面PBC ，∴AH ⊥平面PBC ，∴ABH ∠是直线AB 与平面PBC 所成的角，在Rt PAC △中，2263AH AC PA AC ==+，在Rt ABH △中，633sin 32AC AH ABH AB AC∠===，故直线AB 与平面PBC 所成角的正弦值为33．22.如图，在直角梯形ABCD 中，AB DC ∥，90ABC ∠=︒，22AB DC BC ==，E 为AB 的中点，沿DE 将ADE V 折起，使得点A 到点P 的位置，且PE EB ⊥，M 为PB 的中点，N 是BC 上的动点（与点B ，C 不重合）．（1）证明：平面EMN ⊥平面PBC ；（2）是否存在点N ，使得二面角B EN M --5N 点位置；若不存在，请说明理由．【答案】（1）见解析（2）存在，N 为BC 的中点，【解析】【分析】（1）由已知可得PE ⊥平面EBCD ，则PE BC ⊥，则有BC ⊥平面PEB ，所以BC EM ⊥，而EM PB ⊥，所以EM ⊥平面PBC ，再由面面垂直的判定定理可证得结论，（2）假设存在点N 满足题意，过M 作MQ EB ⊥于Q ，过Q 作QR EN ⊥于R ，连接MR ，可证得MRQ ∠为二面角B EN M --的平面角，不妨设2PE EB BC ===，则1MQ =，则由Rt EBN ∽Rt ERQ △，可得RQ =tan MQ MRQ RQ x∠===可求出x 的值，从而可确定出点N 的位置【小问1详解】证明：因为,,PE ED PE EB EB ED E ⊥⊥= ，所以PE ⊥平面EBCD ，因为BC ⊂平面EBCD ，所以PE BC ⊥，因为,BC EB E E B P E ⊥= ，所以BC ⊥平面PEB ，因为EM ⊂平面PEB ，所以BC EM ⊥，因为,PE EB PM MB ==，所以EM PB ⊥,因为BC PB B = ，所以EM ⊥平面PBC ，因为EM ⊂平面EMN ，所以平面EMN ⊥平面PBC ，【小问2详解】假设存在点N 满足题意，如图，过M 作MQ EB ⊥于Q ，因为PE EB ⊥，所以PE ∥MQ ，由（1）知PE ⊥平面EBCD ，所以MQ ⊥平面EBCD ，因为EN ⊂平面EBCD ，所以MQ EN ⊥，过Q 作QR EN ⊥于R ，连接MR ，因为MQ QR Q ⋂=，所以EN ⊥平面MQR ，因为MR ⊂平面MQR ，所以EN MR ⊥，所以MRQ ∠为二面角B EN M --的平面角，不妨设2PE EB BC ===，则1MQ =，在Rt EBN 中，设(02)BN x x =<<，因为Rt EBN ∽Rt ERQ △，所以BN EN RQ EQ=，所以1x RQ =，得RQ =所以tan MQ MRQ RQx∠===，解得1(0,2)x =∈，即此时N 为BC 的中点，综上，存在点N ，使得二面角B EN M --N 为BC 的中点，【点睛】关键点点睛：此题考查面面垂直的判定，考查二面角的求法，解题的关键是通过过M 作MQ EB ⊥于Q ，过Q 作QR EN ⊥于R ，连接MR ，结合已知条件证明出MRQ ∠为二面角B EN M --的平面角，再根据题意求解，考查数形结合的思想，属于较难题。
2023-2024学年陕西省高二上学期第一次月考数学质量检测模拟试题(A)(含解析)
2023-2024学年陕西省高二上册第一次月考数学模拟试题（A）一、单选题1．已知集合{}2Z 230A x x x =∈--<，{}2,1,0,1,2B =--，则A B ⋂等于（）A ．{}2,1--B ．{}1,2C ．{}2,1,0--D ．{}0,1,2【正确答案】D【分析】求出集合A ，利用交集运算可求得结果.【详解】{}{}{}2230130,1,2A x x x x x =∈--<=∈-<<=Z Z ，{}2,1,0,1,2B =--，{}0,1,2A B ∴⋂=.故选：D.2．经过直线20x y -=与60x y +-=的交点，且与直线210x y +-=垂直的直线方程为（）A ．280x y +-=B ．260x y --=C ．2100x y +-=D ．260x y -+=【正确答案】D【分析】根据题意，联立方程组交点为(2,4)P ，设所求直线方程为20x y m -+=，把点P 代入直线20x y m -+=，求得6m =，即可求解.【详解】由题意，联立方程组2060x y x y -=⎧⎨+-=⎩，解得2,4x y ==，即交点为(2,4)P ，设与直线210x y +-=垂直的直线方程为20x y m -+=，把点(2,4)P 代入20x y m -+=，即280-+=m ，解得6m =，即所求直线方程为260x y -+=.故选：D.3．函数3()xx f x e=的图象大致是（）A ．B ．C ．D ．【正确答案】C【分析】根据题意，由33()()()xxx x f x f x ee---==-=-，可知()f x 为奇函数，图象关于原点对称，排除A ，B ；令()0f x =，可知0x =，可知图象与x 轴只有一个交点，据此分析可得答案.【详解】解：由33()()()xxx x f x f x ee---==-=-，可知()f x 为奇函数，所以图象关于原点对称，排除A ，B ；令()0f x =，可知0x =，可知图象与x 轴只有一个交点，排除D ，故选：C.本题考查函数的图象分析，注意分析选项中函数图象的异同，利用排除法分析.属于中档题.4．已知0a >，且1a ≠，函数log ,0()21,0a x x a x f x x +>⎧=⎨-≤⎩，若()3f a =，则()f a -=（）A ．34-B ．78-C ．3D ．7【正确答案】A【分析】根据分段函数的解析式和()3f a =求出a 的值，然后代入即可求解.【详解】因为()3f a =，又0a >，所以()log 13a f a a a a =+=+=，解得：2a =，所以2log 2,0()21,0x x x f x x +>⎧=⎨-≤⎩，则()23(2)214f a f --=-=-=-，故选.A5．某四面体的三视图如图所示，该四面体四个面的面积中，最大的是A ．8B ．62C ．10D ．82【正确答案】C【详解】在正方体中画出该三棱锥，如图所示：易知：各个面均是直角三角形，且4AB =，14AA =，3BC =，∴6ABC S = ，18A AB S = ，110A AC S = ，162A BC S = 所以四个面中面积最大的是10，故选C ．点睛：1.解答此类题目的关键是由多面体的三视图想象出空间几何体的形状并画出其直观图．2．三视图中“正侧一样高、正俯一样长、俯侧一样宽”，因此，可以根据三视图的形状及相关数据推断出原几何图形中的点、线、面之间的位置关系及相关数据．6．已知直线1:210l mx y m -+-=过定点P ，若点P 在直线2:20l Ax By ++=上，且0AB >，则12A B+的最小值为（）A ．1B ．2C ．3D ．4【正确答案】D【分析】先求出定点(2,1)P --，然后利用点P 在直线2l 上得到22A B +=，再利用基本不等式即可求解.【详解】因为直线1:210l mx y m -+-=可化为：(2)(1)0m x y +-+=，令2010x y +=⎧⎨+=⎩，解得：21x y =-⎧⎨=-⎩，所以定点(2,1)P --，又因为点P 在直线2:20l Ax By ++=上，所以22A B +=，则12112141(2)((4)(44222B A A B A B A B A B +=++=⨯++≥⨯+=，当且仅当4B AA B =，即1,12A B ==时取等号，所以12A B+的最小值为4，故选.D7．若直线l 将圆()()22129x y -++=平分，且在两坐标轴上的截距相等，则直线l 的方程为（）A ．10x y ++=或20x y +=B ．10x y -+=或20x y +=C ．10x y -+=或20x y -=D ．10x y --=或20x y -=【正确答案】A【分析】分两种情况讨论：（1）直线l 过原点；（2）直线l 在两坐标轴上的截距非零，且相等.分别求出两种情况下直线l 的方程，即可得解.【详解】由题意可知，直线l 过圆心()1,2-，分以下两种情况讨论：（1）直线l 过原点，则该直线的斜率为20210k --==--，此时直线l 的方程为2y x =-，即20x y +=；（2）直线l 在两坐标轴上的截距非零且相等，可设直线l 的方程为()0x y a a +=≠，则有121a =-=-，此时，直线l 的方程为10x y ++=.综上所述，直线l 的方程为10x y ++=或20x y +=.故选：A.8．在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ．若22coscos 212A BC +-=，4sin 3sin B A =，1a b -=，则c 的值为（）A B ．7C ．37D ．6【正确答案】A【分析】利用余弦的降幂公式，化简已知条件求得C ；再利用正弦定理将角化边结合已知求得,a b ，再用余弦定理即可求得c .【详解】由22coscos 212A BC +-=得221cos()(2cos 1)22cos cos 1A B C C C ++--=--=，即22cos cos 10C C +-=，解得1cos 2C =或cos 1C =-(舍去)．由4sin 3sin B A =及正弦定理，得43b a =，结合1a b -=，得4,3a b ==.由余弦定理，知2222212cos 43243132c a b ab C =+-=+-⨯⨯⨯=，所以c =.故选：A9．函数f (x )=A cos(ωx +φ)(ω>0)的部分图象如图所示，给出以下结论：①f (x )的最小正周期为2；②f (x )图象的一条对称轴为直线12x =-；③f (x )在132,244k k ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭，k ∈Z 上是减函数；④f (x )的最大值为A .则正确结论的个数为（）A ．1B ．2C ．3D ．4【正确答案】B【分析】由题图可知，函数的最小正周期为2，函数过点1(,0)4和5(,0)4，可得对称轴x 3+4=k (k ∈Z )和单调减区间2k -14≤x ≤2k +34(k ∈Z )时，即可得出结果.【详解】由题图可知，函数f (x )的最小正周期T =2×51()44-=2，故①正确；因为函数f (x )的图象过点1(,0)4和5(,0)4，所以函数f (x )图象的对称轴为直线x =1513(+24424⋅=kT +k (k ∈Z )，故直线x =12-不是函数f (x )图象的对称轴，故②不正确；由图可知，当144-T +kT ≤x ≤+1+44T +kT (k ∈Z )，即2k -14≤x ≤2k +34(k ∈Z )时，f (x )是减函数，故③正确；若A >0，则最大值是A ，若A <0，则最大值是-A ，故④不正确.综上知正确结论的个数为2.故选：B本题考查了三角函数图形的性质，考查了计算能力和逻辑推理能力，属于一般题目.10．已知点P 在直线21y x =+上，过点P 作圆22:(2)1C x y -+=的切线，切点为A ，则||PA 的最小值为（）AB ．2C D ．3【正确答案】B求出PC 的最小值，由切线长公式可结论．【详解】圆半径为1r =，PA =，因为P 在直线21y x =+即210x y -+=上，圆心(2,0)C 到P 点的最小值为d =所以min 2PA =．故选：B ．本题考查切线长公式，属于基础题．11．已知点(7,3)P ，Q 为圆22:210250M x y x y +--+=上一点，点S 在x 轴上，则||||SP SQ +的最小值为（）A ．7B ．8C ．9D ．10【正确答案】C【分析】本题目是数形结合的题目，根据两点之间线段最短的原则，可以将SP 转换为'SP ，连接'MP ，找到S 点的位置，从而求出线段和的最小值【详解】将圆方程化为标准方程为：()()22151x y -+-=，如下图所示：作点(7,3)P 关于x 轴的对称点'(7,3)P -，连接'MP 与圆相交于点Q ，与x 轴相交于点S ，此时，||||SP SQ +的值最小，且'''||||||||SP SQ SP SQ P Q P M r +=+==-，由圆的标准方程得：M 点坐标为()1,5，半径1r =，所以'366410P M +=，'9P M r -=，所以||||SP SQ +最小值为9故选：C12．在ABC 中，90A ∠=︒，34AB AC ==，，动点P 在ABC 的内切圆上若BP AB AC λμ=+，则λμ+的最大值为（）A ．2B ．1C ．0D ．12【正确答案】C由题意，以A 为原点，以AB 、AC 所在直线分别为x 轴、y 轴建立直角坐标系，设(),P x y ，求出内切圆方程，再根据直线与圆的位置关系即可求出最值．【详解】解：由题意，以A 为原点，以AB 、AC 所在直线分别为x 轴、y 轴建立直角坐标系，则()0,0A ，()3,0B ，()0,4C ，∵,3,42A AB AC π===，∴5BC =，∵ABC 的面积为13462S =⨯⨯=，∴ABC 的内切圆半径()6113452r ==++，∴内切圆圆心()1,1M ，∵点P 在ABC 的内切圆上，设(),P x y ，∴()()22111x y -+-=，由BP AB AC λμ=+得()()3,3,4x y λμ-=，即334x y λμ-⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，∴令334x yz λμ-=+=+，即4443y x z =-++，即4312120x y z +--=，由几何知识，当直线4443y x z =-++与圆M 相切时334x yz -=+有最值，此时4312121z +--=，解得0z =，或65z =-，∴λμ+的最大值为0，故选：C ．关键点睛：本题主要考查直线与圆的位置关系，通过题意建立以A 为原点，以AB 、AC 所在直线分别为x 轴、y 轴的直角坐标系求出内切圆的方程，利用点到直线的距离公式求解是解决本题的关键.二、填空题13．经过点(,3),(1,)P m Q m -的直线的倾斜角为135︒，则实数m 的值为___________．【正确答案】1【分析】由直线的倾斜角和斜率公式可得结果.【详解】由题意可知：3tan1351m m-︒=+，解得1m =，故1．14．已知P 为圆22(1)1x y ++=上任意一点，A ，B 为直线3470x y +-=上的两个动点，且||2AB =，则PAB 面积的最大值是___________．【正确答案】3【分析】直接利用直线和圆的位置关系，利用点到直线的距离公式和三角形的面积公式的应用求出结果．【详解】解：根据圆的方程，圆心(1,0)-到直线3470x y +-=的距离2d ，所以圆上的点P 到直线的最大距离213max d =+=，此时最大面积13232PAB S =⨯⨯=△．故3．15．过点(2,4)P 引圆22(1)(1)1x y -+-=的切线，则切线方程为__________．【正确答案】2x =或4340x y -+=【详解】圆心坐标(1,1)，半径1r =，∵直线与圆相切，∴圆心到直线距离1d r ==，若直线无斜率，其方程为2x =符合题意，若直线存在斜率，设其方程为4(2)y k x -=-，即420kx y k -+-=，1d =，解得43k =，∴切线方程为2x =或4340x y -+=，故答案为2x =或4340x y -+=.点睛：本题主要考查了直线与圆的位置关系之相切，属于基础题；求过某点的圆的切线问题时，应首先确定点与圆的位置关系，若点在圆上（即为切点），则过该点的切线只有一条；若点在圆外，则过该点的切线有两条，此时应注意斜率不存在的切线.16．方程()21sin 10x x π-+=在区间[]2,4-内的所有解之和等于______.【正确答案】8【详解】因为2sin y x π=与11y x =--的图像都关于点()1,0成中心对称，共8个交点，所以，其和为8.三、解答题17．已知等差数列{}n a 的公差d 不为0，11a =，2a 是1a 与6a 的等比中项.（1）求数列{}n a 的通项公式；（2）记11n n n b a a +=，求数列{}n b 的前n 项和n S .【正确答案】（1）32n a n =-；（2）31n nS n =+.（1）由题得()()21115a d a a d +=⋅+，化简即得3d =和数列{}n a 的通项；（2）利用裂项相消法求数列{}n b 的前n 项和n S .【详解】（1）由已知得2216a a a =⋅，∴()()21115a d a a d +=⋅+，化简得23d d =，∵0d ≠，∴3d =，∴32n a n =-.（2）由（1）知()()1111323133231n b n n n n ⎛⎫==- ⎪-+-+⎝⎭，∴11111111113447323133131n n S n n n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+⋅⋅⋅+-=-= ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥-+++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦.本题主要考查等差数列的通项的求法，考查等比中项的应用，考查裂项相消法求和，意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.18．某景区对2018年1-5月的游客量x 与利润y 的统计数据如表：月份12345游客量（万人）46578利润（万元）1934264145(1)根据所给统计数据，求y 关于x 的线性回归方程y bx a =+$$$；(2)据估计6月份将有10万游客光临，请你判断景区上半年的总利润能否突破220万元？（参考数据：511057i i i x y ==∑，521190i i x ==∑）()()()1122211nni ii ii i n niii i x x yyx y nx ybx x xnx====---==--∑∑∑∑ ，a y bx =-$$．【正确答案】(1)ˆ 6.77.2yx =-；(2)能，理由见解析.【分析】（1）由已知结合公式即可求得y 关于x 的线性回归方程;（2）在（1）中的线性回归方程中，取10x =，求得y 值，进一步求得景区上半年的估计总利润得答案.【详解】（1）6,33x y == ，515221510575633ˆ 6.71905365i i i i i x y x yb xx ==-⋅-⨯⨯∴===-⨯-∑∑，ˆˆ33 6.767.2ay bx ∴=-=-⨯=-，ˆ 6.77.2yx ∴=-（2）当10x =时，ˆ 6.7107.259.8y=⨯-=，上半年景区总利润为：193426414559.8224.8220+++++=>万元，据估计景区上半年的总利润能突破220万元.19．已知函数()22cos 212sin 3f x x x π⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭．(1)求()f x 的单调增区间；(2)设a ，b ，c 为△ABC 内角A ，B ，C 的对边，已知()12f A =，a =8+=b c ，求△ABC 的面积．【正确答案】(1)πππ,π()36k k k ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦Z(2)【分析】(1)将函数利用两角差的余弦公式、二倍角的余弦公式和两角和的正弦公式化简，然后利用正弦函数的单调增区间即可求解；(2)先根据条件求出角A ，再利用余弦定理和题中条件得到8bc =，然后利用三角形面积公式即可求解.【详解】（1）因为函数()22π1cos(2)12sin cos 2sin 2cos 2322f x x x x x x =-+-=-++1πcos 2sin 2sin(2)226x x x =+=+，令πππ2π22π,262k x k k -≤+≤+∈Z ，解得：ππππ,36k x k k -≤≤+∈Z ，所以函数()f x 的单调增区间为πππ,π()36k k k ⎡⎤-+∈⎢⎥⎣⎦Z .（2）由（1）可知：()π1sin(262f A A =+=，因为(0,π)A ∈，所以ππ13π2(,)666A +∈，则π5π266A +=，解得：π3A =，又a =8+=b c ，由余弦定理可得：22222()2cos 22b c a b c bc a A bc bc+-+--==，也即16424022bc bc --=，解得：8bc =，所以11sin 8222ABC S bc A ==⨯⨯=△20．已知圆C 经过两点()1,3P --，()3,1Q -，且圆心C 在直线240x y +-=上，直线l 的方程为()12530k x y k -++-=．(1)求圆C 方程；(2)证明：直线l 与圆C 一定有交点；(3)求直线l 被圆C 截得的弦长的取值范围．【正确答案】(1)22(2)(1)25x y -+-=；(2)证明见解析；(3).【分析】（1）先求得PQ 的中垂线方程，由24011(2)2x y y x +-=⎧⎪⎨+=+⎪⎩求得圆心即可；（2）将直线l 的方程化为(3)(25)0k x x y ----=，令30250x x y -=⎧⎨--=⎩得到定点(3,1)M -，转化为点与圆的位置关系求解；（3）设圆心C 到直线l 的距离为d，由弦长L ==d 的范围求解.【详解】（1）因为(1,3),(3,1)P Q ---，所以PQ 的中垂线为11(2)2y x +=+上，由24011(2)2x y y x +-=⎧⎪⎨+=+⎪⎩，解得21x y =⎧⎨=⎩，所以圆心为()2,1C ，又半径||5r PC ==，∴圆C 的方程为22(2)(1)25x y -+-=．（2）直线l 的方程可化为(3)(25)0k x x y ----=，令30250x x y -=⎧⎨--=⎩可得3x =，1y =-，∴直线l 过定点(3,1)M -，由22(32)(11)25-+--<可知M 在圆内，∴直线l 与圆C 一定相交．（3）设圆心C 到直线l 的距离为d ，弦长为L ，则L ==，∵0||d CM ≤≤，即0d ≤≤∴10L ≤≤，即弦长的取值范围是．21．n S 为数列{}n a 的前n 项和．已知0n a >，2243n n n a a S +=+．(1)求{}n a 的通项公式；(2)设12n n n a b -=，求数列{}n b 的前n 项和．【正确答案】(1)n a =21n +；(2)125102n n -+-.【分析】（1）先用数列第n 项与前n 项和的关系求出数列{}n a 的递推公式，再由等差数列的定义写出数列{}n a 的通项公式；（2）根据（1）数列{}n b 的通项公式，再由错位相减法求其前n 项和．【详解】（1）当1n =时，211112434+3a a S a +=+=，因为0n a >，所以1a =3，当2n ≥时，221122n n n n a a a a --+--=14343n n S S -+--=4na 即111()()2()n n n n n n a a a a a a ---+-=+，因为0n a >，所以12n n a a --=，所以数列{n a }是首项为3，公差为2的等差数列，所以n a =21n +；（2）由（1）知，n b =1212n n -+，所以数列{n b }前n 项和为0213572+12222n n n T -=++++ ,23113572121222222n n nn n T --+∴=+++++ ,两式相减得，23112222213222222n n nn T -+=+++++- 即231111112132()222222n n n n T -+=+++++- 112122321212n n n -+=+⨯--2552nn +=-，125102n n n T -+∴=-.22．已知圆1C 与圆()()222:124C x y +++=关于直线1y x =+对称.（1）求圆1C 的方程及圆1C 与圆2C 的公共弦长；（2）设过点()0,3A 的直线l 与圆1C 交于M 、N 两点，O 为坐标原点，求OM ON ⋅ 的最小值及此时直线l 的方程.【正确答案】（1）圆1C 的方程为()2234x y ++=，公共弦长为（2）OM ON ⋅的最小值为14-，此时直线l的方程为)13y x =+.（1）设点()1,C a b ，由题意可知，两圆圆心关于直线1y x =+对称，可得出关于a 、b 的方程组，解出这两个未知数的值，可求得圆1C 的方程，求得两圆的公共弦方程，求出公共弦截圆1C 所得弦长，即可得解；（2）由题意可知直线l 的斜率存在，设点()11,M x y 、()22,N x y ，设直线l 的方程为3y kx =+，将直线l 的方程与圆1C 的方程联立，列出韦达定理，利用平面向量数量积的坐标运算可得出OM ON⋅ 关于k 的关系式，进而可求得OM ON ⋅ 的最小值以及对应的k 值，即可得出直线l 的方程.【详解】（1）设()1,C a b ，则由题意得2111121022b a a b +⎧⋅=-⎪⎪+⎨--⎪-+=⎪⎩，解得30a b =-⎧⎨=⎩，∴圆1C 的方程为()2234x y ++=.将圆1C 与圆2C 的方程相减得两圆的公共弦所在直线方程为10x y -+=，圆心()13,0C -=，两圆的公共弦长为=（2）若直线l 与y 轴重合，此时直线l 与圆1C 相离，不合乎题意；所以，直线l 的斜率存在，设点()11,M x y 、()22,N x y ，设直线l 的方程为3y kx =+，联立()22334y kx x y =+⎧⎪⎨++=⎪⎩，整理得()()22161140k x k x ++++=，()()()222361561451850k k k k ∆=+-+=-++>，解得9955k -+<<，由韦达定理得()122611k x x k ++=-+，122141x x k =+，所以，()()()2212121212218139231k k OM ON x x y y k x x k x x k +⋅=+=++++=-+ ()218151k k -=-+，其中9955k -+<<.要求OM ON ⋅ 最小值，只需在10k ->的情形下计算.令1k t -=，则218185551492222t OM ON t t t t ⋅=-=-≥--++++当且仅当t =OM ON ⋅取得最小值14-此时1k =，则直线l的方程为)13y x =+.本题考查圆的方程的求解，同时也考查了利用韦达定理求平面向量数量积的最值，考查计算能力，属于中等题.。
吉林四校联考2024-2025学年高二上学期第一次月考数学试题(解析版)
2024~2025（上）高二年级第一次月考数 学全卷满分150分，考试时间120分钟.注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置.2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.3.选择题用2B 铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚.4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交.5.本卷主要考查内容：选择性必修第一册第一章~第二章2.3.一、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.直线20x +−=的倾斜角为（ ） A.6πB.4π C.3πD.5π6【答案】D 【解析】【分析】利用斜率和倾斜角的关系即可求倾斜角. 【详解】设斜率为k ，倾斜角为α，∵y xtan k α=，56πα=． 故选：D ．2. 若1:10l x my −−=与()2:2310l m x y −−+=是两条不同直线，则“1m =−”是“12l l ∥”的（ ） A. 充要条件 B. 必要不充分条件 C. 充分不必要条件 D. 既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】的【分析】利用两直线平行解出m 的值即可.【详解】由题意，若12l l ∥，所以()()()132m m ×−=−−，解得1m =−或3m =，经检验，1m =−或3m =时，12l l ∥，则“1m =−”是“12l l ∥”的充分不必要条件， 故选：C ．3. 已知直线l 的一个方向向量()3,2,1m =−，且直线l 经过(),2,1A a −和()2,3,B b −两点，则a b +=（ ） A. 2− B. 1−C. 1D. 2【答案】A 【解析】【分析】利用空间向量共线坐标表示即可.【详解】因为()2,1,1AB a b =−−+ ，直线l 的一个方向向量为()3,2,1m=−，所以有向量AB与向量m 共线，所以211321a b −−+==−，解得12a =−，32b =−，所以2a b +=−， 故选：A.4. 已知()2,3,1a = ，()1,2,2b =−− ，则a 在b上的投影向量为（ ）A. 2bB. 2b −C. 23bD. 23b −【答案】D 【解析】【分析】利用投影向量公式进行求解【详解】()()()()22222,3,11,2,2262293122a b b b b b b ⋅−−⋅−−⋅=⋅=⋅=−⋅+−+−， 故a 在b上的投影向量为23b − ．故选：D ．5. 下列关于空间向量的说法中错误的是（ ） A. 平行于同一个平面的向量叫做共面向量的为B. 空间任意三个向量都可以构成空间的一个基底C. 直线可以由其上一点和它的方向向量确定D. 任意两个空间向量都可以通过平移转化为同一平面内的向量 【答案】B 【解析】【分析】根据共面向量，基底向量，以及直线的方向向量的定义，即可判断选项.【详解】A ：平行于平面α的向量，均可平移至一个平行于α的平面，故它们为共面向量，正确； B ：空间任意三个向量都共面时，则不能构成空间的基底，错误；C ：直线的方向向量是直线任取一点，向其两个方向的任意方向作出一个向量即可得，故直线上一点和方向向量确定直线，正确；D ：由向量的位置的任意性，将空间两个向量某一端点移至重合位置，它们即可构成一个平面，即可为同一平面的向量，正确. 故选：B6. 在平行六面体1111ABCD A B C D −中，点P 是线段BD 上的一点，且3PD PB =，设1A A a =，1111,A B b A D c == ，则1PC = （ ）A. 1324a b c ++B. 113444a b c −+C. 1344a b c −++D. 131444a b c −+【答案】C 【解析】【分析】根据平行六面体的性质结合空间向量基本定理求解即可.【详解】因为平行六面体1111ABCD A B C D −中，点P 是线段BD 上的一点，且3PD PB =，所以111111111PC AC A P A B A D A B BP=−=+−− 11111111114A B A D A B A A B D =+−−−1111A B A D + ()111111114A B A A A D A B −−−−1111131134444A D AB A A a b c =+−=−++． 故选：C ．7. 如图，直线334y x =+交x 轴于A 点，将一块等腰直角三角形纸板的直角顶点置于原点O ，另两个顶点M ，N 恰好落在直线334y x =+上，若点N 在第二象限内，则tan AON ∠的值为（ ）A17B.16C.15D.18【答案】A 【解析】【分析】过O 作OC AB ⊥于C ，过N 作ND OA ⊥于D ，根据等面积求出OC ，运用在直角三角形等知识求出结果.【详解】设直线与y 轴的交点为B ，过O 作OC AB ⊥于C ，过N 作ND OA ⊥于D ， 因为N 在直线334y x =+上且在第二象限内，设3,34N x x +， 则33,4DN x OD x =+=−，又()()4,0,0,3A B −，即4,3OA OB ==， 所以5AB =，在AOB 中，由三角形的面积公式得：1122OB OA AB OC =， 所以125OC =， 在Rt NOM 中，,45OM ON MNO =∠=，所以125sin45OCONON== ，即ON =.在Rt NDO 中，222ND DO ON +=，即()222334x x++− ， 解得：128412,2525x x =−=，因为N 在第二象限内，所以8425x =−， 所1284,2525ND OD ==，所以1tan 7ND AON ON ∠==， 故选：A.8. 在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D −中，EF 是正方体1111ABCD A B C D −外接球的直径，点P 是正方体1111ABCD A B C D −表面上的一点，则PE PF ⋅的取值范围是（ ） A. []2,0− B. []1,0−C. []0,1D. []0,2【答案】A 【解析】【分析】求出正方体1111ABCD A B C D −的外接球O 的半径R ，可得出23PE PF PO ⋅−，求出OP 的取值范围，进而可求得PE PF ⋅的取值范围.【详解】设正方体1111ABCD A B C D −的外接球的球心为O ，设球O 的半径为R ，则2R =R =，所以，OE OF ==，()()()()22PE PF PO OE PO OF PO OE PO OE PO OE ⋅=+⋅+=+⋅−=−23PO −，当点OP 与正方体1111ABCD A B C D −的侧面或底面垂直时，OP 的长取最小值，即min 1OP =，当点P 与正方体1111ABCD A B C D −的顶点重合时，OP 的长取最大值，即max OP =所以，1OP ≤≤[]232,0PE PFPO ⋅=−∈−. 故选：A.【点睛】关键点点睛：本题考查空间向量数量积取值范围的求解，注意到O 为EF 的中点，结合向量数量积的运算性质得出23PE PF PO ⋅−，将问题转化为求OP 的取值范围，进而求解.二、选择题：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. 给出下列命题，其中正确的命题是（ ）A. 若空间向量a ，b 满足||a b = ，则a b= B. 空间任意两个单位向量必相等C. 在正方体1111ABCD A B C D −中，必有11BD B D =D. 向量(1,1,0)a =【答案】CD 【解析】.【详解】对于A ，两个向量相等需要方向相同，模长相等，所以||a b = 不能得到a b =.A 错误，对于B ，空间任意两个单位向量的模长均为1，但是方向不一定相同，故B 错误，对于C ，在正方体1111ABCD A B C D −中，11,BD B D的方向相同，长度相等，故11BD B D = ，故C 正确对于D ，向量(1,1,0)a =，故D 正确， 故选：CD10. 已知两条平行直线1l ：10x y −+=和2l ：0x y m −+=m 的值可能为（ ） A. 0 B. 1 C. 2 D. －1【答案】AC 【解析】【分析】由两条平行直线间距离可求出实数m 的取值范围，即可得出答案.【详解】直线1l ：10x y −+=和2l ：0x y m −+=平行，则1m ≠，，解得13m −<<且1m ≠，故0和2符合要求. 故选:AC ．11. 如图，在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D −中，E 为1BB 的中点，F 为11A D 的中点，如图所示建立空间直角坐标系，则下列说法正确的是（ ）A. 1DB =B. 向量AE 与1ACC. 平面AEF 的一个法向量是()4,1,2−D. 点D 到平面AEF 【答案】BCD 【解析】【分析】A 选项，利用空间向量表示出()12,2,2DB =，进而求出1DB =；B 选项，利用空间向量夹角公式求解；C 选项，利用数量积为0进行证明线线垂直，进而得到答案；D 选项，利用点到直线的空间向量公式进行求解.【详解】对于A ，正方体中，()()10,0,0,2,2,2D B ，()12,2,2DB =，1DB =1DB =，故A 错误；对于B ，()0,2,1AE = ，()12,2,2AC =−，111cos,AEAEAEACACAC⋅==⋅B正确；对于C，设(4,1,2)m=−，则()()4,1,02,2,1220m AE⋅=−⋅=−+=，()()4,1,1,20,2440m AF⋅=−⋅−=−+=，而AE AF A∩=，所以平面AEF的一个法向量是()4,1,2−，故C正确；对于D，()2,0,0DA=，则点D到平面AEF的距离为||||DA ndn⋅==，故D正确．故选：BCD三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12. 直线1l，2l的斜率1k，2k是关于a的方程2280a a n++=的两根，若12l l⊥，则实数n=______．【答案】2−【解析】【分析】由12l l⊥结合根与系数的关系可得212nk==−，从而可求得n的值.【详解】因为12l l⊥，而且斜率存在，所以121k k⋅=-，又1k，2k是关于a的方程2280a a n++=的两根，所以1k⋅212nk==−，解得2n=−．故答案为：2−13. 在通用技术课程上，老师教大家利用现有工具研究动态问题.如图，老师事先给学生准备了一张坐标纸及一个三角板，三角板的三个顶点记为,,,2,4A B C AC AB==.现移动边AC，使得点,A C分别在x轴､y轴的正半轴上运动，则OB（点O为坐标原点）的最大值为__________.【答案】1##1 【解析】【分析】取AC 的中点E ，解三角形求,OE BE ，结合两点之间线段最短的结论求OB 的最大值.【详解】由已知2,4AC AB ==， 如图，取AC 的中点E ，因为OAC 为直角三角形，故112OE AC ==. 由于ABC为直角三角形，故BE =显然OB OE BE ≤+，当且仅当,,O B E 三点共线时等号成立， 故OB的最大值为1.故答案为：1+.14. 已知()1,1,1a =，()()0,,101by y ≤≤ ，则cos ,a b最大值为________.【解析】【分析】根据数量积的夹角公式可得cos ,a b =，即可结合基本不等式求解最值.【详解】由题意可得：cos ,a b ab a b⋅==当01y <≤时，则cos ,a b ， 因为0y >，则12y y +≥，当且仅当1y y=，即1y =时等号成立，所以cos,a b=≤当0y=时，cos,a b=；综上所述：cos,a b，.四、解答题：本题共5小题，共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程及演算步骤.15. 已知直线1:10l x my++=，2:240l x y−−=，3:310l x y+−=．（1）若这三条直线交于一点，求实数m的值；（2）若三条直线能构成三角形，求m满足的条件．【答案】（1）1m=（2）1m≠且13m≠且12m≠−【解析】【分析】（1）先由直线23,l l方程联立求出交点坐标，再代入直线1l的方程可求出m，（2）当三条直线相交于一点或其中两直线平行时，三条直线不能构成三角形，求出m的取值范围，再求出其补集即可.【小问1详解】由240,310,x yx y−−=+−=解得1,2,xy==−代入1l的方程，得1m=．【小问2详解】当三条直线相交于一点或其中两直线平行时，三条直线不能构成三角形．①联立240,310,x yx y−−=+−=解得1,2,xy==−代入10x my++=，得1m=；②当1:10l x my++=与2:240l x y−−=平行时，12m=−，当1:10l x my ++=与3:310l x y +−=平行时，13m =． 综上所述，当1m ≠且13m ≠且12m ≠−时，三条直线能构成三角形． 16. 如图，在直三棱柱111ABC A B C −中，AC BC ⊥，1AC =，2BC =，13CC =，点D 是棱AB 的中点.（1）证明：1//AC 平面1B CD ；（2）求直线1A B 与平面1B CD 所成角的正弦值.【答案】（1）证明见解析（2【解析】【分析】（1）建立空间中直角坐标系，求出平面1B CD 的法向量，利用向量法证明即可；（2）利用11sin A B nA B nθ⋅=⋅ 计算可得. 【小问1详解】直三棱柱111ABC A B C −中1CC ⊥平面ABC ，又AC BC ⊥，如图建立空间直角坐标系， 则()0,0,0C ，AA (1,0,0)，()0,2,0B ，()11,0,3A ，()10,0,3C ，()10,2,3B ，1,1,02D， 所以()11,0,3AC =− ，1,1,02CD =，()10,2,3CB = ， 设平面1B CD 的法向量为(),,n x y z = ，则1102230n CD x y n CB y z ⋅=+= ⋅=+= ，取()6,3,2n =− ，所以()11603320AC n ⋅=−×+×−+×= ，即1AC n ⊥ ，又1AC ⊄平面1B CD ，所以1//AC 平面1B CD .【小问2详解】因为()11,2,3A B =−− ，设直线1A B 与平面1B CD 所成角为θ， 则11sin A B n A B n θ⋅==⋅所以直线1A B 与平面1B CD 17. 已知直线:(21)(3)70l m x m y m +−++−=． （1）m 为何值时，点(3,4)Q 到直线l 的距离最大?并求出最大值； （2）若直线l 分别与x 轴，y 轴的负半轴交于A ，B 两点，求AOB （O 为坐标原点）面积的最小值及此时直线l的方程．【答案】（1）2219m =−； （2）面积的最小值为12，直线l 的方程为3x +2y +12=0.【解析】【分析】（1）由题设求得直线l 过定点(2,3)P −−，则Q 与定点P 的连线的距离就是所求最大值，根据垂直关系及75PQ k =求参数m ； （2）设直线l 为3(2)y k x +=+，0k <并求出A ，B 坐标，应用三角形面积公式、基本不等式求最小值，并写出直线方程.【小问1详解】已知直线:(21)(3)70l m x m y m +−++−=，整理得(21)370x y m x y −++−−=，由21023703x y x x y y −+==− ⇒ −−==− ，故直线l 过定点(2,3)P −−， 点(3,4)Q 到直线l 的距离最大，即Q 与定点P 的连线的距离就是所求最大值，∵437325PQ k +==+， ∴(21)(3)70m x m y m +−++−=的斜率为57−，得52173m m +−=+，解得2219m =−； 【小问2详解】若直线l 分别与x 轴，y 轴的负半轴交于A ，B 两点，则设直线l 为3(2)y k x +=+，0k <，则32,0A k −，(0,23)B k −， 1313192232(32)12(4)12222AOB S k k k k k k =−⋅−=−−=+−+−≥． （当且仅当32k =−时，取“=”）， 故AOB 面积的最小值为12，此时直线l 的方程为3x +2y +12=0. 18. 如图，在棱长为3的正方体1111ABCD A B C D −中，点E 是棱11A B 上的一点，且112A E EB =，点F 是棱11A D 上的一点，且112A F FD =．（1）求异面直线1AD 与CF 所成角的余弦值；（2）求直线BD 到平面CEF 的距离．【答案】（1（2【解析】【分析】（1）建立空间直角坐标系，利用空间向量夹角公式进行求解即可； （2）根据线面平行判定定理，结合空间向量点到面距离公式进行求解即可.【小问1详解】建立如图所示的空间直角坐标系，()()()()()13,0,0,0,0,3,0,3,0,1,0,3,3,2,3A D C F E ，()()13,0,3,1,3,3AD CF =−=− ， 所以111cos ,AD CF AD CF AD CF ⋅〈〉==⋅所以异面直线1AD 与CF 【小问2详解】连接11D B ，显然11//D B DB ，因为112A E EB =， 112A F FD =． 所以11//D B EF ，于是//DB EF ，因为BD ⊄平面CEF ，EF ⊂平面CEF ，所以//BD 平面CEF ，因此直线BD 到平面CEF 的距离就是点D 到平面CEF 的距离，设平面CEF 的法向量为(),,n x y z = ，()()1,3,3,3,1,3CF CE =−=− ，则有()03303,3,43300n CF x y z n x y z n CE ⋅=−+= ⇒⇒=− −+=⋅=，()0,3,0DC = ，9cos ,DC n DC n DC n DC n ⋅〈〉==⋅⋅ 点D 到平面CEF 的距离为：9cos ,DC DC n n ⋅〈〉== 19. 如图，在四棱锥P ABCD −中，四边形ABCD 是边长为3的正方形，PA⊥平面ABCD ，PC =，点E 是棱PB 的中点，点F 是棱PC 上的一点，且2PF FC =.（1）证明：平面AEC ⊥平面PBC ； （2）求平面AEF 和平面AFC 夹角的大小.【答案】（1）证明见解析 （2）4π. 【解析】【分析】（1）以A 为坐标原点，,,AB AD AP 所在直线分别为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系，分别求出平面AEC 与平面PBC 的法向量，从而可证明. （2）分别求出平面AEF 和平面AFC 的法向量，利用向量法可求解.【小问1详解】如图，以A 为坐标原点，,,AB AD AP所在直线分别为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系，所以()()()0,0,0,3,0,0,3,3,0A B C ，设()0,0,0()P t t >，则PC =3t =，即()0,0,3P . 则()3333,0,,,0,,3,3,02222E AE AC == ，设平面AEC 的一个法向量为(),,n x y z = ，则0,0,n AE n AC ⋅= ⋅= ，即33022330x z x y += +=令1x =，解得1,1y z =−=−，所以平面AEC 的一个法向量为()1,1,1n −− . 因为()()0,3,0,3,0,3BC BP ==− ，设平面PBC 的一个法向量为()111,,m x y z = ，所以0,0,m BC m BP ⋅= ⋅=即11130330y x z = −+= ，令11x =，解得110,1y z ==， 所以平面PBC 的一个法向量为()1,0,1m = ，又0m n ⋅= ，所以平面AEC ⊥平面PBC ；【小问2详解】()()113,3,31,1,133CF CP ==×−−=−− ， 所以()2,2,1AF AC CF =+= .设平面EAF 的一个法向量为()1222,,n x y z = ，所以1100n AE n AF ⋅= ⋅= ，即22222330,22220,x z x y z += ++=令21x =，解得221,12y z =−=−， 所以平面EAF 一个法向量为111,,12n =−− . 设平面CAF 的一个法向量为()2333,,n x y z = ，则2200n AC n AF ⋅= ⋅=，即33333330,220,x y x y z += ++= 令31x =，解得331,0y z =−=，所以平面CAF 的一个法向量为()21,1,0n =−. 121212cos ,n n n n n n ⋅==⋅ 所以平面AEF 和平面AFC 夹角的大小为4π的。
四川省成都市2024-2025学年高二上学期月考(一)数学试题含答案
高二上数学月考（一）（答案在最后）一､单项选择题：本题共8个小题，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.某高校对中文系新生进行体测，利用随机数表对650名学生进行抽样，先将650名学生进行编号，001，002，…，649，650.从中抽取50个样本，下图提供随机数表的第4行到第6行，若从表中第5行第6列开始向右读取数据，则得到的第6个样本编号是（）32211834297864540732524206443812234356773578905642 84421253313457860736253007328623457889072368960804 32567808436789535577348994837522535578324577892345A.623B.328C.072D.457【答案】A【解析】【分析】按照随机数表提供的数据，三位一组的读数，并取001到650内的数，重复的只取一次即可【详解】从第5行第6列开始向右读取数据，第一个数为253，第二个数是313，第三个数是457，下一个数是860，不符合要求，下一个数是736，不符合要求，下一个是253，重复，第四个是007，第五个是328，第六个数是623，，故A正确.故选：A.2.某校高一共有10个班，编号1至10，某项调查要从中抽取三个班作为样本，现用抽签法抽取样本，每次抽取一个号码，共抽3次，设五班第二次被抽到的可能性为b，则（）A.19b= B.29b= C.310b= D.110b=【答案】D【解析】【分析】根据题意，在抽样过程中每个个体被抽到的概率相等即可求解.【详解】因为总体中共有10个个体，所以五班第一次没被抽到，第二次被抽到的可能性为91110910b=⨯=.故选：D.3.已知向量1,22AB ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭，122BC ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭，则ABC ∠=（）A.30°B.150°C.60°D.120°【答案】B 【解析】【分析】根据向量夹角的坐标表示求出向量夹角，进而求解几何角.【详解】因为向量13,22AB ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭ ，31,22BC ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭，所以13312222cos ,2AB BC AB BC AB BC⎛⎫⎛⎫⨯+-⨯- ⎪ ⎪⋅==⋅，又0,180AB BC ≤≤，所以,30AB BC =，所以,18030150BA BC =-= ，所以150ABC ∠=o .故选：B.4.已知,a b 为两条不同的直线，,αβ为两个不同的平面，则下列说法错误的是（）A.若//a b ，,b a αα⊂⊄，则//a αB.若,a b αα⊥⊥，则//a bC.若,,b a b αβαβ⊥⋂=⊥，则a β⊥D.若,a b 为异面直线，,a b αβ⊂⊂，//a β，//b α，则//αβ【答案】C 【解析】【分析】根据线面平行的判定定理判断A ，根据线面垂直的性质判断B ，当a α⊄时即可判断C ，根据异面直线的定义及线面平行的性质定理判断D.【详解】对于A ：若//a b ，,b a αα⊂⊄，根据线面平行的判定定理可知//a α，故A 正确；对于B ：若,a b αα⊥⊥，则//a b ，故B 正确；对于C ：当a α⊂时，,,b a b αβαβ⊥⋂=⊥，由面面垂直的性质定理可得a β⊥，当a α⊄时，,,b a b αβαβ⊥⋂=⊥，则//a β或a β⊂或a 与β相交，故C 错误；对于D ：因为a α⊂，//b α，所以存在b α'⊂使得//b b '，又b β⊂，b β'⊄，所以//b β'，又//a β且,a b 为异面直线，所以平面α内的两直线b '、a 必相交，所以//αβ，故D 正确.故选：C5.下列说法正确的是（）A.互斥的事件一定是对立事件，对立事件不一定是互斥事件B.若()()1P A P B +=，则事件A 与事件B 是对立事件C.从长度为1，3，5，7，9的5条线段中任取3条，则这三条线段能构成一个三角形的概率为25D.事件A 与事件B 中至少有一个发生的概率不一定比A 与B 中恰有一个发生的概率大【答案】D 【解析】【分析】根据互斥事件、对立事件和古典概型及其计算逐一判定即可．【详解】对于A ，由互斥事件和对立事件的关系可判断，对立事件一定是互斥事件，互斥事件不一定是对立事件，故A 错误;对于B ，由()()1P A P B +=，并不能得出A 与B 是对立事件，举例说明：现从a ，b ，c ，d 四个小球中选取一个小球，已知选中每个小球的概率是相同的，设事件A 表示选中a 球或b 球，则1()2P A =，事件B 表示选中b 球或c 球，则1()2P B =，所以()()1P A P B +=，但A ，B 不是对立事件，故B 错误;对于C ，该试验的样本空间可表示为：{(1,3,5),(1,3,7),(1,3,9),(1,5,7),(1,5,9),(1,7,9),(3,5,7),(3,5,9),(3,7,9)(5,7,9)}Ω=，共有10个样本点，其中能构成三角形的样本点有(3,5,7),(3,7,9),(5,7,9)，共3个，故所求概率310P =，故C 错误;对于D ，若A ，B 是互斥事件，事件A ，B 中至少有一个发生的概率等于A ，B 中恰有一个发生的概率，故D 正确．故选：D.6.一组数据：53，57，45，61，79，49，x ，若这组数据的第80百分位数与第60百分位数的差为3，则x =（）．A.58或64B.58C.59或64D.59【答案】A 【解析】【分析】先对数据从小到大排序，分57x ≤，79x ≥，5779x <<三种情况，舍去不合要求的情况，列出方程，求出答案,【详解】将已知的6个数从小到大排序为45，49，53，57，61，79．若57x ≤，则这组数据的第80百分位数与第60百分位数分别为61和57，他们的差为4，不符合条件；若79x ≥，则这组数据的第80百分位数与第60百分位数分别为79和61，它们的差为18，不符合条件；若5779x <<，则这组数据的第80百分位数与第60百分位数分别为x 和61（或61和x ），则613x -=，解得58x =或64x =故选：A7.如图，四边形ABCD 为正方形，ED ⊥平面,,2ABCD FB ED AB ED FB ==∥，记三棱锥,,E ACD F ABC F ACE ---的体积分别为123,,V V V ，则（）A.322V V =B.31V V =C.3123V V V =-D.3123V V =【答案】D 【解析】【分析】结合线面垂直的性质，确定相应三棱锥的高，求出123,,V V V 的值，结合选项，即可判断出答案.【详解】连接BD 交AC 于O ，连接,OE OF ，设22AB ED FB ===，由于ED ⊥平面,ABCD FB ED ∥，则FB ⊥平面ABCD ,则1211141112222,22133233323ACD ABC V S ED V S FB =⨯⨯=⨯⨯⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯⨯⨯= ；ED ⊥平面,ABCD AC Ì平面ABCD ，故ED AC ⊥，又四边形ABCD 为正方形，则AC BD ⊥，而,,ED BD D ED BD =⊂ 平面BDEF ，故AC ⊥平面BDEF ，OF ⊂平面BDEF ，故AC OF ⊥，又ED ⊥平面ABCD ，FB ⊥平面ABCD ，BD ⊂平面ABCD ，故,ED BD FB BD ⊥⊥，222222,26,3,BD OD OB OE OD ED OF OB BF =∴===+==+=而()223EF BD ED FB =+-=，所以222EF OF OE +=，即得OE OF ⊥，而,,OE AC O OE AC =⊂ 平面ACE ，故OF ⊥平面ACE ，又22222AC AE CE ===+=，故(2231131323233434F ACE V V ACE S OF AC OF =-=⋅=⨯⋅=⨯= ，故323131231,2,,233V V V V V V V V V ≠≠≠-=，故ABC 错误，D 正确，故选：D8.已知平面向量a ，b ，e ，且1e = ，2a = .已知向量b 与e所成的角为60°，且b te b e -≥- 对任意实数t 恒成立，则12a e ab ++-的最小值为（）A.31+ B.23C.35 D.25【答案】B【解析】【分析】b te b e -≥-对任意实数t 恒成立，两边平方，转化为二次函数的恒成立问题，用判别式来解，算出||2b =r ，借助2a =，得到122a e a e +=+ ，12a e a b ++- 的最小值转化为11222a e a b++- 的最小值，最后用绝对值的三角不等式来解即可【详解】根据题意，1cos 602b e b e b ⋅=⋅︒=，b te b e -≥- ，两边平方22222||2||2b t e tb e b e b e +-⋅≥+-⋅ ，整理得到210t b t b --+≥ ，对任意实数t 恒成立，则()2Δ||410b b =--+≤ ，解得2(2)0b -≤ ，则||2b =r .由于2a =，如上图，122a e a e +=+ ，则111112(2)()22222a e a b a e a b a e a b ++-=++-≥+--222843e b e b b e =+=++⋅12a e ab ++- 的最小值为23当且仅当12,,2e b a -终点在同一直线上时取等号.故选：B ．二､多项选择题.本题共3个小题，每小题6分，共18分.在每个小题给出的选项中，有多项符合题目要求，部分选对的得部分，有选错的得0分.9.某保险公司为客户定制了5个险种：甲，一年期短期；乙，两全保险；丙，理财类保险；丁，定期寿险；戊，重大疾病保险．各种保险按相关约定进行参保与理赔．该保险公司对5个险种参保客户进行抽样调查，得到如图所示的统计图表．则（）A.丁险种参保人数超过五成B.41岁以上参保人数超过总参保人数的五成C.18－29周岁人群参保的总费用最少D.人均参保费用不超过5000元【答案】ACD 【解析】【分析】根据统计图表逐个选项进行验证即可.【详解】由参保险种比例图可知，丁险种参保人数比例10.020.040.10.30.54----=，故A 正确;由参保人数比例图可知，41岁以上参保人数超过总参保人数的45%不到五成，B 错误;由不同年龄段人均参保费用图可知，1829~周岁人群人均参保费用最少()3000,4000，但是这类人所占比例为15%，54周岁以上参保人数最少比例为10%，54周岁以上人群人均参保费用6000,所以18－29周岁人群参保的总费用最少，故C 正确．由不同年龄段人均参保费用图可知，人均参保费用不超过5000元,故D 正确;故选：ACD ．10.在发生公共卫生事件期间，有专业机构认为该事件在一段时间内没有发生大规模群体感染的标志为“连续10天，每天新增疑似病例不超过7人”过去10日，甲､乙､丙､丁四地新增疑似病例数据信息如下：甲地：中位数为2，极差为5；乙地：总体平均数为2，众数为2；丙地：总体平均数为1，总体方差大于0；丁地：总体平均数为2，总体方差为3.则甲､乙､丙､丁四地中，一定没有发生大规模群体感染的有（）A.甲地B.乙地C.丙地D.丁地【答案】AD 【解析】【分析】假设最多一天疑似病例超过7人，根据极差可判断AD ；根据平均数可算出10天疑似病例总人数，可判断BC ．【详解】解：假设甲地最多一天疑似病例超过7人，甲地中位数为2，说明有一天疑似病例小于2，极差会超过5，∴甲地每天疑似病例不会超过7，∴选A ．根据乙、丙两地疑似病例平均数可算出10天疑似病例总人数，可推断最多一天疑似病例可能超过7人，由此不能断定一定没有发生大规模群体感染，∴不选BC ；假设丁地最多一天疑似病例超过7人，丁地总体平均数为2，说明极差会超过3，∴丁地每天疑似病例不会超过7，∴选D ．故选：AD ．11.勒洛四面体是一个非常神奇的“四面体”，它能像球一样来回滚动．勒洛四面体是以正四面体的四个顶点为球心，以正四面体的棱长为半径的四个球的相交部分围成的几何体．如图所示，设正四面体ABCD 的棱长为2，则下列说法正确的是（）A.勒洛四面体能够容纳的最大球的半径为22-B.勒洛四面体被平面ABC 截得的截面面积是(2π-C.勒洛四面体表面上交线AC 的长度为2π3D.勒洛四面体表面上任意两点间的距离可能大于2【答案】ABD 【解析】【分析】A 选项：求出正四面体ABCD 的外接球半径，进而得到勒洛四面体的内切球半径，得到答案；B 选项，作出截面图形，求出截面面积；C 选项，根据对称性得到交线AC 所在圆的圆心和半径，求出长度；D 选项，作出正四面体对棱中点连线，在C 选项的基础上求出长度.【详解】A 选项，先求解出正四面体ABCD 的外接球，如图所示：取CD 的中点G ，连接,BG AG ，过点A 作AF BG ⊥于点F ，则F 为等边ABC V 的中心，外接球球心为O ，连接OB ，则,OA OB 为外接球半径，设OA OB R ==，由正四面体的棱长为2，则1CG DG ==，BG AG ==133FG BG ==，233BF BG ==3AF ===，3OF AF R R =-=-，由勾股定理得：222OF BF OB +=，即22233R R ⎛⎫⎛-+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，解得：2R =，此时我们再次完整的抽取部分勒洛四面体，如图所示：图中取正四面体ABCD 中心为O ，连接BO 交平面ACD 于点E ，交 AD 于点F ，其中 AD 与ABD △共面，其中BO 即为正四面体外接球半径2R =，设勒洛四面体内切球半径为r ，则22r OF BF BO ==-=-，故A 正确；B 选项，勒洛四面体截面面积的最大值为经过正四面体某三个顶点的截面，如图所示：面积为(2221π333322222344⎛⎫⨯⨯⨯-⨯+⨯= ⎪ ⎪⎭⎝，B 正确；C 选项，由对称性可知：勒洛四面体表面上交线AC 所在圆的圆心为BD 的中点M ，故3MA MC ==2AC =，由余弦定理得：2221cos 23233AM MC AC AMC AM MC +-∠===⋅⨯⨯，故1arccos3AMC ∠=3AC 133，C 错误；D 选项，将正四面体对棱所在的弧中点连接，此时连线长度最大，如图所示：连接GH ，交AB 于中点S ，交CD 于中点T ，连接AT ，则22312ST AT AS =-=-=则由C 选项的分析知：3TG SH ==，所以323322GH =+=，故勒洛四面体表面上两点间的距离可能大于2，D 正确.故选：ABD.【点睛】结论点睛：勒洛四面体考试中经常考查，下面是一些它的性质：①勒洛四面体上两点间的最大距离比四面体的棱长大，是对棱弧中点连线，最大长度为232a a ⎫->⎪⎪⎭，②表面6个弧长之和不是6个圆心角为60︒的扇形弧长之和，其圆心角为1arccos 3，半径为32a .三､填空题：本题共3个小题，每小题5分，共15分.12.某工厂生产A 、B 、C 三种不同型号的产品，产品数量之比依次为3：4：7，现在用分层抽样的方法抽出容量为n 的样本，样本中的A 型号产品有15件，那么样本容量n 为________．【答案】70【解析】【分析】利用分层抽样的定义得到方程，求出70n =.【详解】由题意得315347n=++，解得70n =.故答案为：7013.平面四边形ABCD 中，AB =AD =CD =1，BD =BD ⊥CD ，将其沿对角线BD 折成四面体A ′﹣BCD ，使平面A ′BD ⊥平面BCD ，若四面体A ′﹣BCD 顶点在同一个球面上，则该球的表面积_____.【答案】3π【解析】【分析】根据BD ⊥CD ，BA ⊥AC ，BC 的中点就是球心，求出球的半径，即可得到球的表面积.【详解】因为平面A′BD ⊥平面BCD ，BD ⊥CD ，所以CD ⊥平面ABD ，∴CD ⊥BA ，又BA ⊥AD ，∴BA ⊥面ADC ，所以BA ⊥AC ，所以△BCD 和△ABC 都是直角三角形，由题意，四面体A ﹣BCD 顶点在同一个球面上，所以BC 的中点就是球心，所以BC =2所以球的表面积为：242π⋅=3π.故答案为：3π.【点睛】本题主要考查面面垂直的性质定理和球的外接问题，还考查空间想象和运算求解的能力，属于中档题.14.若一组样本数据12,,n x x x 的平均数为10，另一组样本数据1224,24,,24n x x x +++ 的方差为8，则两组样本数据合并为一组样本数据后的方差是__________.【答案】54【解析】【分析】计算出1n ii x =∑、21nii x=∑的值，再利用平均数和方差公式可求得合并后的新数据的方差.【详解】由题意可知，数据12,n x x x 的平均数为10，所以12)101(n x x x x n =+++= ，则110ni i x n ==∑，所以数据1224,24,,24n x x x +++ 的平均数为121(242424)210424n x x x x n'=++++++=⨯+= ，方差为()(()222221111444[24241010n n n i i i i i i s x x x x n n n n n ===⎤⎡⎤=+-+=-=-⨯⨯⎦⎣⎦∑∑∑2144008n i i x n ==-=∑，所以21102nii xn ==∑，将两组数据合并后，得到新数据1212,24,24,,24,n n x x x x x x +++ ，，则其平均数为11114)4)11113]4)[(2(3(222n i nn n i i i i i i i x x x x x n n n ====''=+=⨯+=⨯++∑∑∑∑()13104172=⨯⨯+=，方差为()()2222111111172417(586458)22n n n ni i i i i i i i s x x x x n n n ====⎡⎤=-++-=-+⎢⎥⎣⎦'∑∑∑∑1(51028610458)542n n n n=⨯-⨯+=.故答案为：54.四､解答题：本题共5个小题，共77分.解答应写出文字说明､证明过程或演算步骤.15.袋中有形状、大小都相同的4个小球，标号分别为1,2,3,4.（1）从袋中一次随机摸出2个球，求标号和为奇数的概率;（2）从袋中每次摸出一球，有放回地摸两次.甲、乙约定：若摸出的两个球标号和为奇数，则甲胜，反之，则乙胜.你认为此游戏是否公平?说明你的理由.【答案】（1）23（2）是公平的，理由见解析【解析】【分析】（1）利用列举法写出样本空间及事件的样本点，结合古典概型的计算公式即可求解;（2）利用列举法写出样本空间及事件的样本点，结合古典概型的计算公式及概率进行比较即可求解.【小问1详解】试验的样本空间{(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)}Ω=，共6个样本点，设标号和为奇数为事件B ，则B 包含的样本点为(1,2)，(1,4)，(2,3)，(3,4)，共4个，所以42().63P B ==【小问2详解】试验的样本空间Ω{(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(4,1),(4,2),(4,3),(4,4)}=，共有16个，设标号和为奇数为事件C ，事件C 包含的样本点为(1,2)，(1,4)，(2,1)，(2,3)，(3,2)，(3,4)，(4,1)，(4,3)，共8个,故所求概率为81()162P C ==,即甲胜的概率为12，则乙胜的概率为12,所以甲、乙获胜的概率是公平的.16.（1）请利用已经学过的方差公式：()2211ni i s x xn ==-∑来证明方差第二公式22211n i i s x x n ==-∑；（2）如果事件A 与B 相互独立，那么A 与B 相互独立吗？请给予证明.【答案】（1）证明见解析；（2）独立，证明见解析【解析】【分析】（1）根据题意，对方差公式恒等变形，分析可得结论；（2）根据相互独立事件的定义，只需证明()()()P AB P A P B =即可.【详解】（1）()()()()2222212111n i n i s x xx x x x x x n n =⎡⎤=-=-+-++-⎢⎥⎣⎦∑ ()()2222121212n n x x x x x x x nx n ⎡⎤=+++-+++⎢⎥⎣⎦ ()22221212n x x x x nx nx n ⎡⎤=+++-⨯+⎢⎥⎣⎦ ()222121n x x x nx n ⎡⎤=+++-⎢⎥⎣⎦ 2211n i i x x n ==-∑；（2）因为事件A 与B 相互独立，所以()()()P AB P A P B =，因为()()()P AB P AB P A +=，所以()()()()()()P AB P A P AB P A P A P B =-=-()()()()()1P A P B P A P B =-=，所以事件A 与B 相互独立.17.如图，四棱锥P ABCD -的侧面PAD 是边长为2的正三角形，底面ABCD 为矩形，且平面PAD ⊥平面ABCD ，M ，N 分别为AB ，AD 的中点，二面角D PN C --的正切值为2.（1）求四棱锥P ABCD -的体积；（2）证明：DM PC⊥（3）求直线PM 与平面PNC 所成角的正弦值.【答案】（1）3（2）证明见解析（3）35【解析】【分析】（1）先证明DNC ∠为二面角D PN C --的平面角，可得底面ABCD 为正方形，利用锥体的体积公式计算即可；（2）利用线面垂直的判定定理证明DM ⊥平面PNC ，即可证明DM PC ⊥；（3）由DM⊥平面PNC 可得MPO ∠为直线PM 与平面PNC 所成的角，计算其正弦值即可.【小问1详解】解：∵PAD △是边长为2的正三角形，N 为AD 中点，∴PN AD ^，PN =又∵平面PAD ⊥平面ABCD ，平面PAD ⋂平面ABCD AD =∴PN ^平面ABCD又NC ⊂平面ABCD ，∴PN NC ⊥∴DNC ∠为二面角D PN C --的平面角，∴tan 2DC DNC DN∠==又1DN =，∴2DC =∴底面ABCD 为正方形.∴四棱P ABCD -的体积12233V =⨯⨯=.【小问2详解】证明：由（1）知，PN ^平面ABCD ，DM ⊂平面ABCD ，∴PN DM⊥在正方形ABCD 中，易知DAM CDN ≌△△∴ADM DCN ∠=∠而90ADM MDC ∠+∠=︒，∴90DCN MDC ∠+∠=︒∴DM CN ⊥∵PN CN N = ，∴DM ⊥平面PNC∵PC ⊂平面PNC ，∴DM PC ⊥.【小问3详解】设DM CN O ⋂=，连接PO ，MN .∵DM⊥平面PNC .∴MPO ∠为直线PM 与平面PNC 所成的角∵2,1AD AM ==，∴DM =5DO ==∴55MO ==又MN =PM ==∴35sin 5MO MPO PM ∠===∴直线PM 与平面PNC 所成角的正弦值为35.18.某市根据居民的月用电量实行三档阶梯电价，为了深入了解该市第二档居民用户的用电情况，该市统计局用比例分配的分层随机抽样方法，从该市所辖A ，B ，C 三个区域的第二档居民用户中按2：2：1的比例分配抽取了100户后，统计其去年一年的月均用电量（单位：kW h ⋅），进行适当分组后（每组为左闭右开的区间），频率分布直方图如下图所示.（1）求m 的值；（2）若去年小明家的月均用电量为234kW h ⋅，小明估计自己家的月均用电量超出了该市第二档用户中85%的用户，请判断小明的估计是否正确？（3）通过进一步计算抽样的样本数据，得到A 区样本数据的均值为213，方差为24.2；B 区样本数据的均值为223，方差为12.3；C 区样本数据的均值为233，方差为38.5，试估计该市去年第二档居民用户月均用电量的方差.（需先推导总样本方差计算公式，再利用数据计算）【答案】（1）0.016m =（2）不正确（3）78.26【解析】【分析】（1）利用频率和为1列式即可得解；（2）求出85%分位数后判断即可；（3）利用方差公式推导总样本方差计算公式，从而得解.【小问1详解】根据频率和为1，可知()0.0090.0220.0250.028101m ++++⨯=，可得0.016m =.【小问2详解】由题意，需要确定月均用电量的85%分位数，因为()0.0280.0220.025100.75++⨯=，()0.0280.0220.0250.016100.91+++⨯=，所以85%分位数位于[)230,240内，从而85%分位数为0.850.7523010236.252340.910.75-+⨯=>-.所以小明的估计不正确.【小问3详解】由题意，A 区的样本数为1000.440⨯=，样本记为1x ，2x ，L ，40x ，平均数记为x ；B 区的样本数1000.440⨯=，样本记为1y ，2y ，L ，40y ，平均数记为y ；C 区样本数为1000.220⨯=，样本记为1z ，2z ，L ，20z ，平均数记为z .记抽取的样本均值为ω，0.42130.42230.2233221ω=⨯+⨯+⨯=.设该市第二档用户的月均用电量方差为2s ，则根据方差定义，总体样本方差为()()()40402022221111100i j k i i i s x y z ωωω===⎡⎤=-+-+-⎢⎥⎣⎦∑∑∑()()()4040202221111100i j k i i i x x x y y y z z z ωωω===⎡⎤=-+-+-+-+-+-⎢⎥⎣⎦∑∑∑因为()4010ii x x =-=∑，所以()()()()404011220iii i x x x x x x ωω==--=--=∑∑，同理()()()()404011220jji i yyy y yy ωω==--=--=∑∑，()()()()202011220kki i zz z z zz ωω==--=--=∑∑，因此()()()()4040404022222111111100100i j i i i i s x x x y y y ωω====⎡⎤⎡⎤=-+-+-+-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦∑∑∑∑()()202022111100k i i z z z ω==⎡⎤+-+-⎢⎥⎣⎦∑∑，代入数据得()()222114024.2402132214012.340223221100100s ⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎦=⨯+⨯-+⨯-⎣+⨯()212038.32023322178.26100⎡⎤+⨯+⨯-=⎣⎦.19.在世界杯小组赛阶段，每个小组内的四支球队进行循环比赛，共打6场，每场比赛中，胜、平、负分别积3，1，0分.每个小组积分的前两名球队出线，进入淘汰赛.若出现积分相同的情况，则需要通过净胜球数等规则决出前两名，每个小组前两名球队出线，进入淘汰赛.假定积分相同的球队，通过净胜球数等规则出线的概率相同（例如：若B ，C ，D 三支积分相同的球队同时争夺第二名，则每个球队夺得第二名的概率相同）.已知某小组内的A ，B ，C ，D 四支球队实力相当，且每支球队在每场比赛中胜、平、负的概率都是13，每场比赛的结果相互独立.（1）求A 球队在小组赛的3场比赛中只积3分的概率；（2）已知在已结束的小组赛的3场比赛中，A 球队胜2场，负1场，求A 球队最终小组出线的概率.【答案】（1）427（2）7981【解析】【分析】（1）分类讨论只积3分的可能情况，结合独立事件概率乘法公式运算求解；（2）由题意，若A 球队参与的3场比赛中胜2场，负1场，根据获胜的三队通过净胜球数等规则决出前两名，分情况讨论结合独立事件概率乘法公式运算求解.【小问1详解】A 球队在小组赛的3场比赛中只积3分，有两种情况.第一种情况：A 球队在3场比赛中都是平局，其概率为111133327⨯⨯=.第二种情况：A球队在3场比赛中胜1场，负2场，其概率为11113 3339⨯⨯⨯=.故所求概率为114 27927+=.【小问2详解】不妨假设A球队参与的3场比赛的结果为A与B比赛，B胜；A与C比赛，A胜；A与D比赛，A胜.此情况下，A积6分，B积3分，C，D各积0分.在剩下的3场比赛中：若C与D比赛平局，则C，D每队最多只能加4分，此时C，D的积分都低于A的积分，A可以出线；若B与C比赛平局，后面2场比赛的结果无论如何，都有两队的积分低于A，A可以出线；若B与D比赛平局，同理可得A可以出线.故当剩下的3场比赛中有平局时，A一定可以出线.若剩下的3场比赛中没有平局，则当B，C，D各赢1场比赛时，A可以出线.当B，C，D中有一支队伍胜2场时，若C胜2场，B胜1场，A，B，C争夺第一、二名，则A淘汰的概率为11111 333381⨯⨯⨯=；若D胜2场，B胜1场，A，B，D争夺第一、二名，则A淘汰的概率为11111 333381⨯⨯⨯=.其他情况A均可以出线.综上，A球队最终小组出线的概率为1179 1818181⎛⎫-+=⎪⎝⎭.【点睛】关键点点睛：解题的关键在于分类讨论获胜的三队通过净胜球数等规则决出前两名，讨论要恰当划分，做到不重不漏，从而即可顺利得解.。
高二上学期第一次月考数学试题(答案)
高二数学上第一次月考试题一、选择题1.已知两点()()1,3,3,3--BA ，则直线AB 的斜率是( )A ．3B ．3-C ．33D ．33- 2.下列说法中正确的是( )A ．平行于同一直线的两个平面平行B ．垂直于同一直线的两个平面平行C ．平行于同一平面的两条直线平行D ．垂直于同一平面的两个平面平行3.用一个平面去截一个正四棱柱（底面是正方形，侧棱与底面垂直），截法不同，所得截面的形状不一定相同，在各种截法中，边数最多的截面的形状为 （ ） A ．四边形 B ．五边形 C ．六边形 D ．八边形4.用斜二测画法画一个水平放置的平面图形为如下图的一个正方形，则原来图形的形状是( )A ．B ． C. D ．5.圆锥的底面半径为a ，侧面展开图是半圆面，那么此圆锥的侧面积是 （ ） A ．22a π B ．24a π C. 2a π D ．23a π 6.为了得到函数⎪⎭⎫⎝⎛-=32sin πx y 的图像，只需把函数x y 2sin =的图像（ ） A ．向左平移125π个单位长度 B ．向右平移125π个单位长度 C.向左平移3π个单位长度 D ．向右平移6π个单位长度 7.某产品的广告费用x 与销售额y 的统计数据如下表： 广告费用x （万元） 1 2 4 5 销售额y （万元）10263549根据上表可得回归方程ˆˆˆybx a =+，其中ˆb 约等于9，据此模型预测广告费用为8万元时，销售额约为（ ）A ．55万元B ．57万元 C. 66万元 D ．75万元8.棱锥的中截面（过棱锥高的中点且与高垂直的截面）将棱锥的侧面分成两部分，这两部分的面积的比为（ ）A ． 4:1B ． 3:1 C. 2:1 D ．1:1 9.若过定点()3,0-P 的直线l 与直线232+-=x y 的交点位于第一象限，则直线l 的倾斜角的取值范围是（ ） A ．⎪⎭⎫⎢⎣⎡3,6ππ B ．⎪⎭⎫ ⎝⎛2,6ππ C.⎪⎭⎫ ⎝⎛2,3ππ D ．⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,3ππ10.执行如图所示程序框图，若输出x 值为47，则实数a 等于（ ）A ．2B ．3 C. 4 D ．511.若实数y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≤--≥-+≥+-011405201y x y x y x ，则y x z +=的最大值是（ ）A ．6B ．7 C. 8 D ．912.在体积为15的斜三棱柱111C B A ABC -中，P 是C C 1上的一点，ABC P -的体积为3，则三棱锥111C B A P -的体积为（ ）A ．1B ．23C. 2 D ．3 二、填空题13.如图，点F E ,分别为正方体的面11A ADD ，面11B BCC 的中心，则四边形E BFD 1在该正方体的面上的射影可能是 ．（要求：把可能的图的序号都填上）14.设向量()()1,2,,1a b m =-=，如果向量2a b +与2a b -平行，则a b ⋅= ．15.某几何体的三视图如下图（单位：cm ）则该几何体的表面积是 2cm ．16.定义在()5,2+-b b 上的奇函数()x f 是减函数，且满足()()01<++a f a f ，则实数a 取值范围是三、解答题17. 已知在ABC ∆中，c b a ,,分别是角C B A ,,的对边，且.2,2cos cos =+-=c a bca B C （1）求角B ；（2）当边长b 取得最小值时，求ABC ∆的面积；18.如图，ABCD 是正方形，O 是正方形的中心，PO ⊥底面ABCD ，E 是PC 的中点.求证：（1） //PA 平面BDE ； （2）平面⊥PAC 平面BDE ；19.如图，在三棱锥ABC P -中，平面⊥PBC 平面ABC ，PBC ∆是边长为a 的正三角形，M BAC ACB ,30,9000=∠=∠是BC 的中点.（1）求证：AC PB ⊥； （2）求点M 到平面PCA 的距离.20.如图，已知⊥PA 平面ABCD ，ABCD 为矩形，N M ,分别为PC AB ,的中点.（1）求证：AB MN ⊥；（2）若045=∠PDA ，求证：平面⊥MND 平面PDC .21.已知各项均不相等的等差数列{}n a 的前五项和205=S ，且731,,a a a 成等比数列. （1）求数列{}n a 的通项公式； （2）若n T 为数列⎭⎬⎫⎩⎨⎧+11n n a a 的前n 项和，且存在*∈N n ，使得01≥-+n n a T λ成立，求实数λ的取值范围.22.在棱长为2正方体1111D C B A ABCD -中，O 是底面ABCD 的中心，F 是棱AD 上的一点,E 是棱1CC 的中点.（1）如图1，若F 是棱AD 的中点，求异面直线OE 和1FD 所成角的余弦值； （2）如图2，若延长EO 与F D 1的延长线相交于点G ，求线段G D 1的长度.试卷答案一、选择题1-5: DBCAA 6-10: DDBBD 11、12：DC二、填空题13.②③ 14.25 15.1413+⎪⎭⎫ ⎝⎛-9,21 三、解答题17.解：（1） 因为b c a B C -=2cos cos ，所以.sin sin sin 2cos cos BC A B C -= 所以()B C A B C cos sin sin 2sin cos -=, 所以()B A C B cos sin 2sin =+, 所以.cos sin 2sin B A A = 在ABC ∆中，0sin ≠A ， 故21cos =B ，又因为()π,0∈B ，所以.3π=B （2）由（1）求解，得3π=B ,所以222222cos b a c ac B a c ac =+-=+- 又2=+c a ，所以()ac ac c a b 34322-=-+=，又因为22⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤c a ac ，所以1≤ac ，所以12≥b ，又因为0>b ，故b 的最小值为1，此时.4360sin 11210=⨯⨯⨯=∆ABC S18.证：（1） 连接EO , 在PAC ∆中O 是AC 的中点，E 是PC 的中点 .//AP OE ∴又⊂OE 平面⊄PA BDE ,平面BDE ,//PA ∴平面BDE ,（2）⊥PO 底面ABCD ,.BD PO ⊥∴又BD AC ⊥ ，且O PO AC = ,⊥∴BD 平面.PAC而⊂BD 平面BDE ，∴平面⊥PAC 平面.BDE19.解：（1） PBC ∆ 是边长为a 的正三角形，M 是BC 的中点.BC PM ⊥∴又 平面⊥PBC 平面ABC ，且平面 PBC 平面BC ABC =,⊥∴PM 平面ABC ,⊂AC 平面ABC , .AC PM ⊥∴090=∠ACB ，即BC AC ⊥,又M BC PM = ,⊥∴AC 平面PBC ,⊂PB 平面PBC , PB AC ⊥∴（2）PAC M ACM P V V --=，得a h 43=，即为点M 到平面PAC 的距离. 20.证明：（1） 设E 为PD 的中点，连接AE EN ,,N M , 分别为PC AB ,的中点,DC EN //∴且DC AM DC EN //,21=，且AM EN DC AM //,21∴=且AM EN =, ∴四边形AMNE 为平行四边形，AE MN //∴,⊥PA 平面PA AB ABCD ⊥∴,,又⊥∴⊥AB AD AB , 平面PAD ,又⊂AE 平面.,AE AB PAD ⊥∴.,//AB MN AE MN ⊥∴（2）AD PA PDA =∴=∠,450，则.PD AE ⊥又⊥AB 平面⊥∴CD CD AB PAD ,//,平面PAD .AE CD ⊥∴ 又⊥∴=AE D PD CD , 平面PDC ，⊥∴MN AE MN ,// 平面.PDC又⊂MN 平面∴,MND 平面⊥MND 平面.PDC 21.解：（1） 设数列{}n a 的公差为d ，则()()⎪⎩⎪⎨⎧+=+=⨯+d a a d a d a 6220245511211，即⎩⎨⎧==+d a d d a 121242， 又因为0≠d ，所以⎩⎨⎧==121d a ， 所以.1+=n a n （2）因为()(),211121111+-+=++=+n n n n a a n n所以()222121211141313121+=+-=+-+++-+-=n n n n n T n , 因为存在*∈N n ，使得01≥--n n a T λ成立，所以存在*∈N n ，使得()()0222≥+-+n n nλ成立，即存在*∈N n ，使()222+≤n nλ成立， 又()1614421,4421222≤⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+n n n n n n ，（当且仅当2=n 时取等号） 所以.161≤λ 即实数λ的取值范围是.161,⎥⎦⎤ ⎝⎛∞-22.解：（1） 如图，连接OF ，取11D C 的中点M ，连接.,ME OMM F O ,, 分别为11,,D C AD AC 的中点，CD M D CD OF //,//1∴,且.21,211CD M D CD OF ==M D OF 1//∴且,1M D OF = ∴四边形M OFD 1为平行四边形，.//1OM F D ∴MOE ∠∴为异面直线1FD 与OE 所成的角，在MOE ∆中，易求.,3,2,5222OE ME OM OE ME OM +=∴===.OE ME ⊥∴ .51553cos ==∠∴MOE（2）∈G 平面F D 1，且F D 1在平面11A ADD 内，∈∴G 平面,11A ADD同理∈G 平面11A ACC ，又 平面 11A ADD 平面A A A ACC 111=,∴由公理2知1AA G ∈（如图）CE G A //1 ，且O 为AC 的中点,1==∴CE AG ,。
2023—2024学年山西省朔州市怀仁市高二上学期第一次月考数学试题(含答案)
2023-2024学年山西省朔州市怀仁市高二上册第一次月考数学试题A ．甲同学最高分与最低分的差距低于30B ．乙同学的成绩一直在上升C ．乙同学六次考试成绩的平均分高于120D ．甲同学六次考试成绩的方差低于乙同学4．已知向量()()1,1,2,1a b ==- ，则向量D O B共线，且A．三点1,,D O B共线，且B．三点1,,D O B不共线，且C．三点1,,D O B不共线，且D．三点1,,16．如图，在Rt△AOC（1）若点P 在圆O 上，（2）若点P 在△AOC 与圆四、解答题：本题共6小题，共17．已知i 为虚数单位，复数(1)若EF x AB y AD =+，求(2)若6AB = ，AC EF ⋅=20．某政府部门为促进党风建设，拟对政府部门的服务质量进行量化考核，每个群众办完业务后(1)估计所打分数的众数，平均数；(2)该部门在第一､二组群众中按比例分配的分层抽样的方法抽取这6人中随机抽取2人聘为监督员，求监督员来自不同组的概率21．如图，在三棱柱111ABC A B C -棱11B C ，AC ，BC 的中点.(1)证明：//AD 平面1C EF (2)若1233AA AB ==，求三棱锥22．如图，在四棱锥P -且23,CM AM =⊥平面(1)证明：平面PAB ⊥平面ABCD(2)求直线CD与平面ACM所成角的正弦值.O ∈ 直线,AE AE ⊂平面又O ∈ 平面11BB D D ，平面∴三点1,,D O B 共线.1,:ABO ED O OB OD ~∴由圆锥SO 的母线长为25可得圆锥的高2SO AS =-对于A ：21π243SO V =⨯⨯对于B ：已知1PO r =，设点当1r =时，12SO =，所以又2116ππ2433SO V =⨯⨯=，所以对于D ：由题意可作图如下：若点O 是圆台1O O 的外接球球心，则由解得65r =，所以2πS r ==故选：ABD.13．120【分析】根据抽取比例计算可得答案连接1BC 交1B C 于O 点，作则1//OF A B ，故1B OF ∠在1OB F 中，13,B F =所以1π,tan 3B OF ∠∠=故（1）7；（2）132,⎡--⎣方法点睛：求向量模的常见思路与方法：∵E，F分别是棱AC，∵EF⊂平面1C EF，ABB C，∵D，F分别是棱11BDC F是平行四边形，则∴四边形1∵1C F⊂平面1C EF，BD。
湖南省郴州市部分学校2024-2025学年高二上学期第一次月考数学试题含答案
高二数学试卷（答案在最后）注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.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.3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回.4.本试卷主要考试内容：人教A 版必修第一、二册占60%，选择性必修第一册第一章至第二章第4节占40%.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.已知全集{}1,2,3,4,5U =，{}2,4A =，{}1,4,5B =，则()UB A ⋂=ð（）A.{}3B.{}4C.{}1,4 D.{}1,5【答案】D 【解析】【分析】利用补集与交集的定义可求解.【详解】因为全集{}1,2,3,4,5U =，{}2,4A =，所以{}U 1,3,5A =ð，又因为{}1,4,5B =，(){}{}{}U 51,3,51,4,51,A B == ð.故选：D.2.已知复数1i z a =+（0a >），且3z =，则a =（）A.1B.2C.D.【答案】D 【解析】【分析】利用复数的模的定义即可求解.【详解】因为1i z a =+，3z =3=，解得a =±，因为0a >，所以a =故选：D,3.已知1sin 3α=，π0,2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，则πcos 22α⎛⎫-= ⎪⎝⎭（）A.9B.19-C.79-D.9-【答案】A 【解析】【分析】根据同角三角函数关系得出余弦值，再结合诱导公式化简后应用二倍角正弦公式计算即可.【详解】因为221sin ,sin cos 13ααα=+=,又因为π0,2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,所以cos 3α===,所以π12242cos 2sin22sin cos 22339αααα⎛⎫-===⨯⨯ ⎪⎝⎭.故选：A.4.已知定义在R 上的函数()f x 满足()()0f x f x -+=，且当0x ≤时，()22x af x =+，则()1f =（）A.2B.4C.2- D.4-【答案】A 【解析】【分析】利用题意结合奇函数的定义判断()f x 是奇函数，再利用奇函数的性质求解即可.【详解】因为定义在R 上的函数()f x 满足()()0f x f x -+=，所以()f x 是奇函数，且()00f =，故0202a+=，解得2a =-，故当0x ≤时，()222x f x =-+，由奇函数性质得()()11f f =--，而()121222f --=-+=-，故()()112f f =--=，故A 正确.故选：A5.在正方体1111ABCD A B C D -中，二面角1B AC B --的正切值为（）A.2B.3C.3D.【答案】D 【解析】【分析】取AC 的中点M ，连接1,MB MB ，可得1B MB ∠是二面角1B AC B --的平面角，求解即可.【详解】取AC 的中点M ，连接1,MB MB ，由正方体1111ABCD A B C D -，可得11,AB B C AB BC ==，所以1,B M AC BM AC ⊥⊥，所以1B MB ∠是二面角1B AC B --的平面角，设正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2，可得AC =，所以BM =在1Rt B B M 中，11tan B B B MB BM =∠==,所以二面角1B AC B --.故答案为：D.6.已知线段AB 的端点B 的坐标是()3,4，端点A 在圆()()22124x y -+-=上运动，则线段AB 的中点P的轨迹方程为（）A.()()22232x y -+-= B.()()22231x y -+-=C.()()22341x y -+-= D.()()22552x y -+-=【答案】B 【解析】【分析】设出动点P 和动点A 的坐标，找到动点P 和动点A 坐标的关系，再利用相关点法求解轨迹方程即可.【详解】设(,)P x y ，11(,)A x y ，由中点坐标公式得1134,22x y x y ++==，所以1123,24x x y y =-=-，故(23,2)A x y --4，因为A 在圆()()22124x y -+-=上运动，所以()()222312424x y --+--=，化简得()()22231x y -+-=，故B 正确.故选：B7.我国古代数学名著《九章算术》中，将底面为直角三角形，且侧棱垂直于底面的棱柱称为堑堵.已知在堑堵111ABC A B C -中，π2ABC ∠=，1AB BC AA ==，,,D E F 分别是所在棱的中点，则下列3个直观图中满足BF DE ⊥的有（）A.0个B.1个C.2个D.3个【答案】B 【解析】【分析】建立空间直角坐标系，利用空间位置关系的向量证明逐个判断即可.【详解】在从左往右第一个图中，因为π2ABC ∠=，所以AB BC ⊥，因为侧棱垂直于底面，所以1AA ⊥面ABC ，如图，以B 为原点建立空间直角坐标系，设12AB BC AA ===，因为,,D E F 分别是所在棱的中点，所以(0,0,0),(0,1,0),(1,0,2),(1,1,0)B E D F所以(1,1,0)BF = ，(1,1,2)DE =-- ，故110BF DE ⋅=-+=，即BF DE ⊥得证，在从左往右第二个图中，我们建立同样的空间直角坐标系，此时(0,0,0),(1,1,0),(1,0,2),(0,1,1)B E D F ，所以(0,1,1)BF = ，(0,1,2)DE =-，故121BF DE ⋅=-=-，所以,BF DE 不垂直，在从左往右第三个图中，我们建立同样的空间直角坐标系，此时(0,0,0),(1,1,0),(1,0,0),(1,1,2)B E D F ，故(1,1,2)BF = ，(0,1,0)DE = ，即1BF DE ⋅=，所以,BF DE 不垂直，则下列3个直观图中满足BF DE ⊥的有1个，故B 正确.故选：B8.已知过点()1,1P 的直线l 与x 轴正半轴交于点A ，与y 轴正半轴交于点B ，O 为坐标原点，则22OA OB+的最小值为（）A.12B.8C.6D.4【答案】B 【解析】【分析】根据题意可知直线l 的斜率存在设为(0)k k <，分别解出,A B 两点的坐标，表示出22OA OB +的表达式由基本不等式即可求得最小值.【详解】由题意知直线l 的斜率存在．设直线的斜率为(0)k k <，直线l 的方程为1(x 1)y k -=-，则1(1,0),(0,1)A B k k--，所以222222121(1)(1)112OA OB k k kk k k+=-+-=-++-+22212(2)28k k k k =+--++≥++=，当且仅当22212,k k k k-=-=，即1k =-时，取等号.所以22OA OB +的最小值为8.故选：B.二、选择题：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，部分选对的得分分，有选错的得0分.9.已知函数()πsin 24f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，则（）A.()f x 的最小正周期为πB.()f x 的图象关于直线π85x =对称C.()f x 的图象关于点π,18⎛⎫- ⎪⎝⎭中心对称D.()f x 的值域为[]1,1-【答案】ABD 【解析】【分析】求得最小正周期判断A ；求得对称轴判断B ；求得对称中心判断C ；求得值域判断D.【详解】因为()πsin 24f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，所以的最小正周期为2ππ2T ==，故A 正确；由ππ2π,Z 42x k k +=+∈，可得ππ,Z 28k x k =+∈，所以()f x 图象的对称轴为ππ,Z 28k x k =+∈，当1k =时，图象的关于π85x =对称，故B 正确；由Z 2ππ,4k x k =∈+，可得ππ,Z 28k x k =-∈，所以()f x 图象的对称中心为ππ(,0),Z 28k k -∈，当0k =时，图象的关于点()π8,0-对称，故C 不正确；由()πsin 2[1,1]4f x x ⎛⎫=+∈- ⎪⎝⎭，故()f x 的值域为[]1,1-，故D 正确.故选：ABD.10.若数据1x ，2x ，3x 和数据4x ，5x ，6x 的平均数、方差、极差均相等，则（）A.数据1x ，2x ，3x ，4x ，5x ，6x 与数据1x ，2x ，3x 的平均数相等B.数据1x ，2x ，3x ，4x ，5x ，6x 与数据1x ，2x ，3x 的方差相等C.数据1x ，2x ，3x ，4x ，5x ，6x 与数据1x ，2x ，3x 的极差相等D.数据1x ，2x ，3x ，4x ，5x ，6x 与数据1x ，2x ，3x 的中位数相等【答案】ABC 【解析】【分析】运用平均数，方差，极差，中位数的计算方法和公式计算，通过已知两组数据的平均数、方差、极差均相等这个条件，来分析这两组数据组合后的相关统计量与原数据的关系.【详解】设数据123,,x x x 的平均数为x ，数据456,,x x x 的平均数也为x .那么数据123456,,,,,x x x x x x 的平均数为123456()()3366x x x x x x x xx ++++++==，所以数据123456,,,,,x x x x x x 与数据123,,x x x 的平均数相等，A 选项正确.设数据123,,x x x 的方差为2s ，数据456,,x x x 的方差也为2s .对于数据123456,,,,,x x x x x x ，其方差计算为2222221234561[()((()()()]6x x x x x x x x x x x x -+-+-+-+-+-2222221234561[3(()(())3(((())]6x x x x x x x x x x x x =⨯-+-+-+⨯-+-+-2221(33)6s s s =+=,所以数据123456,,,,,x x x x x x 与数据123,,x x x 的方差相等，B 选项正确.设数据123,,x x x 的极差为R ，数据456,,x x x 的极差也为R .对于数据123456,,,,,x x x x x x ，其极差是这六个数中的最大值减去最小值，由于前面两组数据的极差相等，所以组合后数据的极差依然是R ，所以数据123456,,,,,x x x x x x 与数据123,,x x x 的极差相等，C 选项正确.设数据123,,x x x 按从小到大排列为123x x x ≤≤，中位数为2x .设数据456,,x x x 按从小到大排列为456x x x ≤≤，中位数为5x .对于数据123456,,,,,x x x x x x 按从小到大排列后，中位数不一定是2x ，所以数据123456,,,,,x x x x x x 与数据123,,x x x 的中位数不一定相等，D 选项错误.故选：ABC11.已知四棱柱1111ABCD A B C D -的底面是边长为6的菱形，1AA ⊥平面ABCD ，13AA =，π3DAB ∠=，点P 满足1AP AB AD t AA λμ=++，其中λ，μ，[]0,1t ∈，则（）A.当P 为底面1111D C B A 的中心时，53t λμ++=B.当1t λμ++=时，AP 长度的最小值为2C.当1t λμ++=时，AP 长度的最大值为6D.当221t λμλμ++==时，1A P为定值【答案】BCD 【解析】【分析】根据题意，利用空间向量进行逐项进行分析求解判断.【详解】对于A ，当P 为底面1111D C B A 的中心时，由1AP AB AD t AA λμ=++ ，则11,,122t λμ===故2t λμ++=，故A 错误；对于B ，当1t λμ++=时，()22222222112·AP AB AD t AA AB AD t AA AB ADλμλμλμ=++=+++()()222223693636936t t λμλμλμλμ=+++=++-22245723636457236362t t t t λμλμ+⎛⎫=-+-≥-+- ⎪⎝⎭223273654273644t t t ⎛⎫=-+=-+⎪⎝⎭当且仅当13,84t λμ===，取最小值为2，故B 正确;对于C ，当1t λμ++=时，1AP AB AD t AA λμ=++，则点P 在1A BD 及内部，而AP是以A 为球心，以AP 为半径的球面被平面1A BD 所截图形在四棱柱1111ABCD A B C D -及内的部分，当=1=0t λμ=，时，=6AP ，当=0=10t λμ=，，时，=6AP ，可得1A P最大值为6，故C 正确；对于D ，221t λμλμ++==，()22223693636945AP t λμλμ=+++=+= ，而11=A P A A AP +，所以()22222111111=+2·=+2A P A A AP A A AP A A AP A A AB AD t AA λμ++⋅++ 22211=29452936A A AP t A A +-=+-⨯= ，则16A P = 为定值，故D 正确.故答案选：BCD.三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分.12.已知向量()1,2a =- ，(),4b m =-.若()a ab ⊥+ ，则m =__________.【答案】3-【解析】【分析】利用平面向量的坐标运算结合平面向量垂直的性质建立方程，求解参数即可.【详解】因为向量()1,2a =- ，(),4b m =- ，所以()1,2a b m +=--，因为()a ab ⊥+，所以(1)40m ---=，解得3m =-.故答案为：3-13.已知在正四棱台1111ABCD A B C D -中，()0,4,0AB = ，()13,1,1CB =- ，()112,0,0A D =-，则异面直线1DB 与11A D 所成角的余弦值为__________.【答案】19【解析】【分析】利用向量的线性运算求得1DB，根据向量的夹角公式可求异面直线1DB 与11A D 所成角的余弦值.【详解】111(0,4,0)(3,1,1)(3,3,1)DB DC CB AB CB =+=+=+-=，所以111111111·cos ,19·DB A D DB A D DB A D ==-，所以异面直线1DB 与11A D所成角的余弦值为19.故答案为：1914.已知函数()21xg x =-，若函数()()()()()2121f x g x a g x a =+--+⎡⎤⎣⎦有三个零点，则a 的取值范围为__________.【答案】()2,1--【解析】【分析】令()0f x =，可得()2g x =或()1g x a =--，函数有三个零点，则需方程()1g x a =--有两个解，则=与1y a =--的图象有两个交点，数形结合可求解.【详解】令()0f x =，可得()()()()21210g x a g x a ⎡⎤+--+=⎣⎦，所以()()()[2][1]0g x g x a -++=，所以()2g x =或()1g x a =--，由()2g x =，又()21xg x =-，可得212x -=，解得21x =-或23x =，方程21x =-无解，方程23x =有一解，故()2g x =有一解，要使函数()()()()()2121f x g x a g x a ⎡⎤=+--+⎣⎦有三个零点，则()1g x a =--有两解，即=与1y a =--的图象有两个交点，作出函数=的图象的示图如下：由图象可得011a <--<，解得21a -<<-.所以a 的取值范围为(2,1)--.故答案为：(2,1)--.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.在ABC V 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，已知2cos c b a B +=．（1）若π2A =，求B ；（2）若a =1b =，求ABC V 的面积.【答案】（1）π4（2）12【解析】【分析】（1）利用正弦定理化边为角，再结合内角和定理与两角和与差的正弦公式化简等式得sin sin()B A B =-，代入π2A =求解可得；（2）由sin sin()B A B =-根据角的范围得2A B =，由正弦定理结合二倍角公式可得2cos 2B =，从而得π4B =，再利用余弦定理求边c ，由面积公式可求结果.【小问1详解】因为2cos c b a B +=，所以由正弦定理得，sin sin 2sin cos C B A B +=，又sin sin()sin cos cos sin C A B A B A B =+=+代入上式得，所以()sin sin cos cos sin sin =-=-B A B A B A B ，由π2A =，则B 为锐角，且c sin s os n π2i B B B ⎛⎫-= ⎭=⎪⎝，所以π4B =.【小问2详解】由（1）知，()sin sin B A B =-，因为a =1b =，所以A B >，则0πA B <-<，π02B <<，故B A B =-，或πB A B A +-==（舍去）.所以2A B =，又a =1b =，由正弦定理得sin sin 22cos sin sin A B aB B B b====，则2cos 2B =，则π4B =，由余弦定理得2222cos b a c ac B =+-，则2122c =+-，化简得2210c c -+=，解得1c =，所以111sin 2222ABC S ac B === .故ABC V 的面积为12.16.甲、乙、丙三人打台球，约定：第一局由甲、乙对打，丙轮空；每局比赛的胜者与轮空者进行下一局对打，负者下一局轮空，如此循环.设甲、乙、丙三人水平相当，每场比赛双方获胜的概率都为12.（1）求甲连续打四局比赛的概率；（2）求在前四局中甲轮空两局的概率；（3）求第四局甲轮空的概率.【答案】（1）18（2）14（3）38【解析】【分析】（1）由题意知甲前三局都要打胜，计算可得甲连续打四局比赛的概率；（2）甲轮空两局的情况为，第一局甲败，第二局轮空，第三局甲败，第四局轮空，计算即可；（3）分析可得甲第四轮空有两种情况：第1种情况，第一局甲败，第二局轮空，第三局甲败，第四局轮空，第2种情况，第一局甲胜，第二局甲胜，第三局甲败，第四局轮空，计算即可.【小问1详解】若甲连续打四局，根据比赛规则可知甲前三局都要打胜，所以甲连续打四局比赛的概率311(28=；【小问2详解】在前四局中甲轮空两局的情况为，第一局甲败，第二局轮空，第三局甲败，第四局轮空，故在前四局中甲轮空两局的概率111(1(1)224-⨯-=；【小问3详解】甲第四轮空有两种情况：第1种情况，第一局甲败，第二局轮空，第三局甲败，第四局轮空，第2种情况，第一局甲胜，第二局甲胜，第三局甲败，第四局轮空，第1种情况的概率111(1)(1224-⨯-=；第2种情况的概率1111(12228⨯⨯-=；由互斥事件的概率加法公式可得第四局甲轮空的概率为113488+=.17.如图，在几何体PABCD 中，PA ⊥平面ABC ，//PA DC ，AB AC ⊥，2PA AC AB DC ===，E ，F 分别为棱PB ，BC 的中点.（1）证明：//EF 平面PAC ．（2）证明：AB EF ⊥.（3）求直线EF 与平面PBD 所成角的正弦值.【答案】（1）证明见解析（2）证明见解析（3）6【解析】【分析】（1）构造线线平行，证明线面平行.（2）先证AB ⊥平面PACD ，得到AB PC ⊥，结合（1）中的结论，可得AB EF ⊥.（3）问题转化为直线PC 与平面PBD 所成角的正弦值.设1CD =，表示CP 的长，利用体积法求C 到平面PBD 的距离，则问题可解.【小问1详解】如图，连接CP .在BCP 中，E ，F 分别为棱PB ，BC 的中点，所以//EF CP ,，又EF ⊄平面PAC ，CP ⊂平面PAC .所以//EF 平面PAC .【小问2详解】因为PA ⊥平面ABC ，AB ⊂平面ABC ，所以PA AB ⊥，又AB AC ⊥,,PA AC ⊂平面PAC ，且PA AC A = ，所以AB ⊥平面PAC .因为CP ⊂平面PAC ，所以AB CP ⊥.又因为//EF CP ，所以AB EF ⊥.【小问3详解】因为//EF CP ，所以直线EF 与平面PBD 所成角与直线PC 与平面PBD 所成角相等，设为θ.不妨设1CD =，则=PC 设C 到平面PBD 的距离为h .则13C PBD PBD V S h -=⋅ .又11212333C PBDB PCD PCD V V S AB --==⋅=⨯⨯= .在PBD △中，PB =BD PD ==，所以12PBD S =⨯= .所以33C PBD PBD V h S -=== .所以63sin θ6h PC ===.故直线EF 与平面PBD.18.设A 是由若干个正整数组成的集合，且存在3个不同的元素a ，b ，c A Î，使得a b b c -=-，则称A 为“等差集”．（1）若集合{}1,3,5,9A =，B A ⊆，且B 是“等差集”，用列举法表示所有满足条件的B ；（2）若集合{}21,,1A m m =-是“等差集”，求m 的值；（3）已知正整数3n ≥，证明：{}23,,,,nx x x x ⋅⋅⋅不是“等差集”．【答案】（1）答案见解析（2）2m =（3）证明见解析【解析】【分析】（1）根据等差集的定义结合子集的定义求解即可；（2）根据等差集定义应用a b b c -=-，即2a c b +=逐个计算判断即可；（3）应用反证法证明集合不是等差集.【小问1详解】因为集合{}1,3,5,9A =，B A ⊆，存在3个不同的元素a ，b ，c B ∈，使得a b b c -=-，则{}1,3,5,9B =或{}1,3,5B =或{}1,5,9B =.【小问2详解】因为集合{}21,,1A m m =-是“等差集”，所以221m m =+-或2211m m =+-或()2221m m +=-,计算可得12m -±=或0m =或2m =或14m =，又因为m 正整数,所以2m =.【小问3详解】假设{}22,,,,nx x x x⋅⋅⋅是“等差集”，则存在{},,1,2,3,,,m n q n m n q ∈<< ,2n m q x x x =+成立，化简可得2m n q n x x --=+,0m n x ->因为*N ,1x q n ∈-≥,所以21q n x x ->≥≥,所以=1与{}22,,,,nx x x x ⋅⋅⋅集合的互异性矛盾，所以{}22,,,,nx x x x⋅⋅⋅不是“等差集”．【点睛】方法点睛：解题方法是定义的理解，应用反证法设集合是等差集，再化简计算得出矛盾即可证明.19.过点()00,A x y 作斜率分别为1k ，2k 的直线1l ，2l ，若()120k k μμ=≠，则称直线1l ，2l 是()A K μ定积直线或()()00,x y K μ定积直线．（1）已知直线a ：()0y kx k =≠，直线b ：13y x k=-，试问是否存在点A ，使得直线a ，b 是()A K μ定积直线？请说明理由．（2）在OPM 中，O 为坐标原点，点P 与点M 均在第一象限，且点()00,M x y 在二次函数23y x =-的图象上．若直线OP 与直线OM 是()()0,01K 定积直线，直线OP 与直线PM 是()2P K -定积直线，直线OM 与直线PM 是()00,202x y K x ⎛⎫-⎪⎝⎭定积直线，求点P 的坐标．（3）已知直线m 与n 是()()2,44K --定积直线，设点()0,0O 到直线m ，n 的距离分别为1d ，2d ，求12d d 的取值范围．【答案】（1）存在，理由见解析（2）()1,2（3）[)0,8【解析】【分析】（1）由定积直线的定义运算可求结论；（2）设直线OM 的斜率为()0λλ≠，则直线OP 的斜率为1λ，利用定积直线的定义可得01x λ=或1-，进而2003x x λ-=，计算即可；（3）设直线():42m y t x -=+，直线()4:42n y x t-=-+，其中0t ≠，计算得12d d =，利用基本不等式可求12d d 的取值范围.【小问1详解】存在点()0,0A ，使得a ，b 是()A K μ定积直线，理由如下：由题意可得1133k k ⎛⎫⋅-=- ⎪⎝⎭，由()013y kx k y x k ⎧=≠⎪⎨=-⎪⎩，解得00x y =⎧⎨=⎩，故存在点()0,0A ，使得a ，b 是()A K μ定积直线，且13μ=-．【小问2详解】设直线OM 的斜率为()0λλ≠，则直线OP 的斜率为1λ，直线PM 的斜率为2λ-．依题意得()2022x λλ⋅-=-，得2201x λ=，即01x λ=或1-．直线OM 的方程为y x λ=，因为点()200,3M x x -在直线OM 上，所以2003x x λ-=．因为点M 在第一象限，所以20031x x λ-==，解得02x =或2-（舍去），12λ=，()2,1M ，所以直线OP 的方程为12y x x λ==，直线PM 的方程为()2213y x x λ=--+=-+，由23y x y x =⎧⎨=-+⎩，得12x y =⎧⎨=⎩，即点P 的坐标为()1,2．【小问3详解】设直线():42m y t x -=+，直线()4:42n y xt-=-+，其中0t ≠，则12d d ===2216171725t t ++≥=，当且仅当2216t t =，即24t =时，等号成立，所以08≤<，即1208d d ≤<，故12d d 的取值范围为[)0,8．【点睛】思路点睛：理解新定义题型的含义，利用定积直线的定义进行计算求解，考查了运算求解能力，以及基本不等式的应用.。
2023-2024学年山东省菏泽市巨野县实验中学高二上学期第一次月考数学+答案解析(附后)
2023-2024一、单选题：本题共8小题，每小题5分，共40分。
在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.如图，若直线，，，的斜率分别为，，，，则()A. B.C. D.2.如果直线：与直线：平行，那么a等于()A. B. C.1 D.23.直线与直线在同一个平面直角坐标系内的位置可能是()A. B.C. D.4.已知，两点到直线的距离相等，则实数a的值为()A.1或3B.3C.或3D.-35.当a为任意实数时，直线恒过定点C，则以C为圆心，为半径的圆的一般方程为()A.2+2+4y+5=0B.2+y2+4y-5=0C.2+2-2y-5=0D.c2＋2-2y＋5＝06.过点作圆的切线，则切线的方程为()A.或B.或C.或D.或3w-4y+11=07.已知圆O：，过圆O内一点的最长弦和最短弦分别是AC和BD，则四边形ABCD 的面积为()A.B.C.D.1658.设，是椭圆的左右焦点，过的直线l交椭圆于A，B两点，则的最大值为()A.14B.13C.12D.10二、多选题：本题共4小题，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，部分选对的得2分，有选错的得0分。
9.已知直线l的方程为，下列判断正确的是()A.若，则l的斜率小于0B.若，，则l的倾斜角为90°C.l可能经过坐标原点D.若，，则l的倾斜角为。
10.设椭圆的焦点为，，P是C上的动点，则下列结论正确的是.()A.离心率B.的最大值为3C.面积的最大值为D.的最小值为211.已知的三个顶点坐标分别为，，，以原点为圆心的圆与此三角形有唯一的公共点，则该圆的方程可以为()A. B. C. D.12.如图，点，，，，是以OD 为直径的圆上一段圆弧，BC 为直径的圆上一段圆弧，是以OA 为直径的圆上一段圆弧，三段弧构成曲线，则()A.曲线与x轴围成的图形的面积等于B.与的公切线的方程为C.所在圆与所在圆的公共弦所在直线的方程为D.所在的圆截直线所得弦的长为三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分。
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2014-2015学年度临川一中高二数学月考试卷一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分）1. 某中学采用系统抽样方法，从该校高一年级全体500名学生中抽50名学生做牙齿健康检查．现将500名学生从1到500进行编号．已知从21～30这10个数中取的数是24，则在第1小组1～10中随机抽到的数是（ B ） A ．2 B ．4 C ．6 D ．82.ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为a b c 、、，a ，b 60B =︒，那么角A 等于（C ）A ．135B ．135或45C ．45D ．603. 以下给出的函数中，以π为周期的奇函数是( D ) A ．22cos sin y x x =- B ．sin ||y x = C ．tan 2xy = D ． sin cos y x x =⋅ 4. 设3tan4a π=，4cos π=b ，0)56sin 1(π+=c ，则a ，b ，c 的大小关系是( A ) A ．c b a >> B ．c a b >> C ．a b c >> D ．b c a >>5. 已知直线1l 经过)4,1(-A ，)1,6(--B 两点，直线2l 倾斜角为︒135，那么1l 与2l ( B ) A ．平行 B ． 垂直 C ．重合 D ．相交但不垂直6. 下面框图所给的程序运行结果为S=20，那么判断框中应填入的关于k 的条件是（ D ）A ．k=9B ．k ≤8C ．k<8D ．k>87. 圆1O ：2220x y x +-=和圆2O ：2240x y y +-=的公切线条数为( B ) A ．1条 B ．2条 C ．3条 D ．4条 8. 一个几何体的三视图如图所示，则这个几何体的体积等于( B )A ．12B ．4C ．563 D 9. 下列对应是从集合S 到T 的映射的是（C ）A ．}9,4,1,0{=S ，}3,2,1,0,1,2,3{---=T ，对应法则是开平方B ．}5,2,1,0{=S ，}51,21,1{=T ，对应法则是取倒数 C ．N S =，}1,1{-=T ，对应法则是(1)n n →-，S n ∈ D ．}|{R x x S ∈=，}|{R y y T ∈=，对应法则是xxy x -+=→11 10. 已知函数cos sin(2)(0),y x y x ϕϕπ==+≤<与它们的图象有一个横坐标为3π的交点,则ϕ=( B ) A ．6π B ．3π C ．23π D ．56π 11. 已知A 、B 是圆 22:1O x y +=上的两个点，P 是AB 线段上的动点，当△ABO 的面积最大时，则2AO AP AP ⋅-的最大值是( C )A ．-1B ．0C ．18 D ． 1212. 若不等式组33(x 1)x y y k ⎧+≤⎪⎨+≤+⎪⎩表示的平面区域是三角形，则实数k 的取值范围是（ D ）A ．3324k -<≤ B ．32k <-或34k ≥ C ．32k <-或304k <≤D ． 302k -<<或34k ≥ 二、填空题（本题共4小题，每小题5分，共20分）13. 为了调查城市空气质量，按地域把48个城市分成甲、乙、丙三组，对应的城市数分别为8、16、24．若用分层抽样的方法抽取12个城市，则乙组中应抽取的城市数为 4个 .14. 已知甲、乙两个球的表面积分别为12,S S ，且1294S S =,体积分别为12,V V ，则12V V = 27:8 ．15.已知函数2|lg |,0()2,0x x f x x x x >⎧=⎨--≤⎩，则函数1)(3)]([22+-=x f x f y 有 5 个不同的零点．16. 在正四棱柱1111ABCD A B C D -中，E 是BC 的中点，F 是1C D 的中点，P 是棱1CC 所在直线上的动点．则下列四个命题：①CD PE ⊥ ②EF //平面1ABC ③111P A DD D ADE V V --=④ 不存在过P 的直线与正四棱柱的各个面都成等角． 其中正确命题的序号是 1 2 3 （写出所有正确命题的序号）．三、解答题（本大题共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.（本小题10分）某校200位学生期末考试物理成绩的频率分布直方图如图所示，其中成绩分组区间是：[)50,60、[)60,70、[)70,80、[)80,90、[]90,100．（1）求图中a 的值;⑵根据频率分布直方图，估计这200名学生物理成绩的平均分．18.（本小题10分）如图，为对某失事客轮进行有效援助，现分别在河岸选择两处、用强光柱进行辅助照明，其中、、、在同一平面内．现测得长为米，,,,．（1）求的面积；（2）求船的长．19. （本小题12分）如图，四棱锥ABCD P -的底面是边长为2的正方形，PD ABCD ⊥底面，PD AD =，E 为PC 的中点，F 为PB 上一点，且EF PB ⊥．（1）证明：PA ∥平面EDB ；（2） 证明：PB ⊥平面EFD （3） 求三棱锥B ADF -的体积．20. （文科做）(12分）在等差数列{}n a 中，已知113a =，2a =10（1）求{}n a 的通项公式； （2）设11n n n b a a +=，求数列{}n b 的前n 项和n T ．20.（理科做）（12分）等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知113a =，2a 为整数，且5n S S ≤． （1）求{}n a 的通项公式； （2）设11n n n b a a +=，求数列{}n b 的前n 项和n T ． 21.（本小题13分）对于函数)(x f ,若存在0x R ∈使得00()f x x =成立,则称0x 为)(x f 的不动点.已知函数)0(1)1()(2≠-+++=a b x b ax x f . ⑴若1=a ,4=b ,求函数)(x f 的不动点；⑵若对任意实数b ,函数)(x f 恒有两个相异的不动点,求a 的取值范围；⑶(只理科做）在⑵的条件下,若)(x f y =图象上A 、B 两点的横坐标是函数)(x f 的不动点,且A 、B 两点关于直线2121y kx a =++对称,求b 的最小值.22．（本小题13分）如图，圆 ：．（Ⅰ）若圆与轴相切，求圆的方程；（Ⅱ）已知，圆与轴相交于两点（点在点的左侧）．过点任作一条直线与圆：相交于两点．问：是否存在实数，使得？若存在，求出实数的值，若不存在，请说明理由．2014-2015学年度临川一中高二数学月考试卷一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分）1. 某中学采用系统抽样方法，从该校高一年级全体500名学生中抽50名学生做牙齿健康检查．现将500名学生从1到500进行编号．已知从21～30这10个数中取的数是24，则在第1小组1～10中随机抽到的数是（ B ） A ．2 B ．4 C ．6 D ．82.ABC ∆的内角,,A B C 的对边分别为a b c 、、，a ，b 60B =︒，那么角A 等于（C ）A ．135B ．135或45C ．45D ．603. 以下给出的函数中，以π为周期的奇函数是( D ) A ．22cos sin y x x =- B ．sin ||y x = C ．tan 2xy = D ． sin cos y x x =⋅ 4. 设3tan4a π=，4cos π=b ，0)56sin 1(π+=c ，则a ，b ，c 的大小关系是( A ) A ．c b a >> B ．c a b >> C ．a b c >> D ．b c a >>5. 已知直线1l 经过)4,1(-A ，)1,6(--B 两点，直线2l 倾斜角为︒135，那么1l 与2l ( B ) A ．平行 B ． 垂直 C ．重合 D ．相交但不垂直6. 下面框图所给的程序运行结果为S=20，那么判断框中应填入的关于k 的条件是（ D ）A ．k=9B ．k ≤8C ．k<8D ．k>87. 圆1O ：2220x y x +-=和圆2O ：2240x y y +-=的公切线条数为( B ) A ．1条 B ．2条 C ．3条 D ．4条 8. 一个几何体的三视图如图所示，则这个几何体的体积等于( B )A ．12B ．4C ．563 D 9. 下列对应是从集合S 到T 的映射的是（C ）A ．}9,4,1,0{=S ，}3,2,1,0,1,2,3{---=T ，对应法则是开平方B ．}5,2,1,0{=S ，}51,21,1{=T ，对应法则是取倒数 C ．N S =，}1,1{-=T ，对应法则是(1)n n →-，S n ∈ D ．}|{R x x S ∈=，}|{R y y T ∈=，对应法则是xxy x -+=→11 10. 已知函数cos sin(2)(0),y x y x ϕϕπ==+≤<与它们的图象有一个横坐标为3π的交点,则ϕ=( A) A ．6π B ．3π C ．23π D ．56π 11. 已知A 、B 是圆 22:1O x y +=上的两个点，P 是AB 线段上的动点，当△ABO 的面积最大时，则2AO AP AP ⋅-的最大值是( C )A ．-1B ．0C ．18 D ． 1212. 若不等式组33(x 1)x y y k ⎧+≤⎪⎨+≤+⎪⎩表示的平面区域是三角形，则实数k 的取值范围是（ C ）A ．3324k -<≤ B ．32k <-或34k ≥ C ．32k <-或304k <≤D ． 302k -<<或34k ≥ 二、填空题（本题共4小题，每小题5分，共20分）13. 为了调查城市空气质量，按地域把48个城市分成甲、乙、丙三组，对应的城市数分别为8、16、24．若用分层抽样的方法抽取12个城市，则乙组中应抽取的城市数为 4个 .14. 已知甲、乙两个球的表面积分别为12,S S ，且1294S S =,体积分别为12,V V ，则12V V = 27:8 ．15.已知函数2|lg |,0()2,0x x f x x x x >⎧=⎨--≤⎩，则函数1)(3)]([22+-=x f x f y 有 7 个不同的零点．16. 在正四棱柱1111ABCD A B C D -中，E 是BC 的中点，F 是1C D 的中点，P 是棱1CC 所在直线上的动点．则下列四个命题：①CD PE ⊥ ②EF //平面1ABC ③111P A DD D ADE V V --=④ 不存在过P 的直线与正四棱柱的各个面都成等角． 其中正确命题的序号是 1 2 3 （写出所有正确命题的序号）．三、解答题（本大题共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.（本小题10分）某校200位学生期末考试物理成绩的频率分布直方图如图所示，其中成绩分组区间是：[)50,60、[)60,70、[)70,80、[)80,90、[]90,100．（1）求图中a 的值;⑵根据频率分布直方图，估计这200名学生物理成绩的平均分．a （2）73【答案】（1）0.00518.（本小题10分）如图，为对某失事客轮进行有效援助，现分别在河岸选择两处、用强光柱进行辅助照明，其中、、、在同一平面内．现测得长为米，,,,．（1）求的面积；（2）求船的长．P-的底面是边长为2的正方形，19. （本小题12分）如图，四棱锥ABCD⊥底面，PD ABCD⊥．=，E为PC的中点，F为PB上一点，且EF PBPD AD（4）证明：PA∥平面EDB；（5）证明：PB⊥平面EFD-的体积．（6）求三棱锥B ADF20. （文科做）(12分）在等差数列{}n a 中，已知113a =，2a =10（1）求{}n a 的通项公式； （2）设11n n n b a a +=，求数列{}n b 的前n 项和n T ． ∵2a 为整数，∴3d =-， ∴{}n a 的通项公式为163n a n =-． ……………………7分（2）∵111111()(163)(133)3133163n n n b a a n n n n +===-----，……………………9分 ∴12n n T b b b =+++ 111111111[()()()()]3101371047133163n n =-+-+-++--- …………12分 111()31331313(133)n n n =-=--…………………20.（理科做）（12分）等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，已知113a =，2a 为整数，且5n S S ≤．（1）求{}n a 的通项公式； （2）设11n n n b a a +=，求数列{}n b 的前n 项和n T ．试题分析：（1）由5nS S ≤可知5S 为最大值，即50a ≥，60a ≤，解得131345d -≤≤-，因为12,a a 为整数，所以d 为整数，d=-3，即可求得通项公式；（2）由（1）得111111()(163)(133)3133163n n n b a a n n n n +===-----，采用裂项相消求和 试题解析：（1）在等差数列{}n a 中，由5n S S ≤ 得50a ≥，60a ≤， 又113a =，∴13401350d d +≥⎧⎨+≤⎩，解得131345d -≤≤-， ∵2a 为整数，∴3d =-， ∴{}n a 的通项公式为163n a n =-． ……………………7分（2）∵111111()(163)(133)3133163n n n b a a n n n n +===-----，……………………9分 ∴12n n T b b b =+++ 111111111[()()()()]3101371047133163n n =-+-+-++--- …………12分 111()31331313(133)n n n =-=--……………………14分21.（本小题13分）对于函数)(x f ,若存在0x R ∈使得00()f x x =成立,则称0x 为)(x f 的不动点.已知函数)0(1)1()(2≠-+++=a b x b ax x f .⑴若1=a ,4=b ,求函数)(x f 的不动点；⑵若对任意实数b ,函数)(x f 恒有两个相异的不动点,求a 的取值范围；⑶(只理科做）在⑵的条件下,若)(x f y =图象上A 、B 两点的横坐标是函数)(x f 的不动点,且A 、B 两点关于直线2121y kx a =++对称,求b 的最小值.（1）若1,3a b ==,22()42,()320f x x x f x x x x =++=⇒++=,2,1x ⇒=--,则()f x 的不动点为2,1-- （2分）（2）函数()f x 恒有两个相异的不动点,所以方程()f x x =即210(0)ax bx b a ++-=≠恒有两个不等实根,需要判别式大于0恒成立,即224(1)0440b a b b ab a -->⇔-+>对任意实数b 恒成立, 2(4)44001a a a ⇒∆=--⨯<⇒<<,所以01a <<（6分）（3）因为A 、B 两点关于直线2121y kx a =++对称,所以AB ⊥直线且中点M 在直线上 设1122(,),(,)A x x B x x ,由（2）知,12b x x a+=- 所以AB 的中点1212(,)(,)2222x x x x b b M a a++--即 易知11AB k k =∴=- 221()222121b b a b a a a a ∴-=--+⇒=-++ 由（2）,01a <<所以211212ab a a a =-=-=++min a b ====12分）22．（本小题13分）如图，圆 ：．（Ⅰ）若圆与轴相切，求圆的方程； （Ⅱ）已知，圆与轴相交于两点（点在点的左侧）．过点任作一条直线与圆：相交于两点．问：是否存在实数，使得？若存在，求出实数的值，若不存在，请说明理由．。