高一下学期期末考试数学试题及答案
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
2022-2023学年福建省福州市高一下学期期末质量检测数学试题【含答案】
2022-2023学年福建省福州市高一下学期期末质量检测数学试题一、单选题1．在ABC 中，3a =，1b =，60A =︒，则B =（）A ．30°B ．60°C ．30°或150°D ．60°或120°【答案】A【分析】由正弦定理求得sin B ，再结合边的关系即可得解．【详解】由正弦定理sin sin a b A B=，所以31sin 12sin 23b A B a ⨯===，又a b >，所以A B >所以30B = ．故选：A.2．已知水平放置的ABC 按斜二测画法，得到如图所示的直观图，其中1B O C O ''''==，2A O ''=，那么ABC 的周长为（）A ．6B ．222+C ．2215+D ．2217+【答案】D【分析】根据斜二测画法的规则作出原图ABC ，求出各个边长即可求解.【详解】根据斜二测画法的规则作出原图ABC 如图：由直观图中1B O C O ''''==，2A O ''=，可得ABC 中，1BO CO ==，4AO =，因为AO BC ⊥，则224117AB AC ==+=，又底边2BC =，所以ABC 的周长为2217+.故选：D.3．某校高一年级开展英语百词测试，现从中抽取100名学生进行成绩统计.将所得成绩分成5组：第1组[)75,80，第2组[)80,85，第3组[)85,90，第4组[)90,95，第5组[]95,100，并绘制成如图所示的频率分布直方图.则第4组的学生人数为（）A ．20B ．30C ．40D ．50【答案】A【分析】先根据频率分布直方图中小矩形面积之和等于1，求出m 的值，再由第四个小矩形面积乘以100即可求解.【详解】由图可得:()0.010.020.060.0751m ++++⨯=，解得0.04m =，所以第四组的人数为0.04510020⨯⨯=.故选：A.4．设α，β为不重合的平面，m ，n 为不重合的直线，则其中正确命题的序号为（）①//m α，//αβ，则//m β；②m α⊂，n β⊂，//αβ，则//m n ；③m α⊥，n β⊥，αβ⊥，则m n ⊥；④n β⊂，m α⊥，//m n ，则αβ⊥.A ．①③B ．②③C ．②④D ．③④【答案】D【分析】根据线面平行和面面平行的性质可判断①②；根据线面垂直和面面垂直的性质可判断③④，由此可得选项.【详解】解：①若//m α，//αβ，则//m β或m β⊂，故①错误；②若m α⊂，n β⊂，//αβ，则//m n 或m 与n 异面，故②错误；③若m α⊥，αβ⊥，则m β⊂或//m β，又n β⊥，则m n ⊥，故③正确；④若m α⊥，//m n ，则n α⊥，又n β⊂，m α⊥，可得αβ⊥，故④正确.故选：D.5．设一圆锥的侧面积是其底面积的3倍，则该圆锥的高与母线长的比值为（）A ．89B ．223C ．63D ．23【答案】B【分析】设圆锥的底面半径为r ，母线长为l ，高为h ，求得圆锥的侧面积和底面积，即可得出母线长和半径的关系，然后利用勾股定理即可求解.【详解】设圆锥的底面半径为r ，母线长为l ，高为h ，由题意得23rl r ππ=，解得3l r =，又222l r h =+，则22h r =，223h l =．故选：B.6．在平行四边形ABCD 中，AC 与BD 交于点O ，3CO CE →→=，BE 的延长线与CD 交于点F .若→→=AB a ，AD b →→=，则EF →=（）A ．6176a b→→-B ．11306a b→→-+C ．11306a b→→+D ．61+76a b→→【答案】B【分析】根据向量的线性运算律进行运算.【详解】解：如图所示：由3CO CE →→=得15CE EA =，由//DC AB 得EFC ∽EBA △，∴15CF CE AB EA ==，又∵DC AB =，∴15CF DC =，111111116565306306EF EC CF AC CD DC DA DC DC DA a b →→→→→→→→→→→→⎛⎫=+=+=--=--=-+ ⎪⎝⎭，故选：B.7．已知直三棱柱111ABC A B C -的各棱长均相等，体积为23，M 为1A B 中点，则点M 到平面11A B C的距离为（）A ．217B ．455C ．77D ．233【答案】A【分析】根据三棱柱的体积求出棱长，设M 到平面11A B C 的距离为d ，利用1111M A B C C A B M V V --=以及棱锥的体积公式即可求解.【详解】直三棱柱111ABC A B C -的各棱长均相等，设棱长为a ，因为体积为23，所以213234ABC V S AA a a =⋅=⋅= ，解得：2a =，设点M 到平面11A B C 的距离为d ，因为112A B =，1122CB CA ==，所以11A B C 中，11A B 边上的高为()222217-=，则1112772CA B S =⨯⨯= ，取AB 的中点H ，连接CH ，则CH AB ⊥，因为1AA ⊥面ABC ，CH ⊂面ABC ，所以1AA ⊥CH ，因为1AA AB A = ，所以CH ⊥面11ABB A ，在ABC 中，3CH =，由1111M A B C C A B M V V --=，即11111133B M CA B A d S CH S ⋅⋅=⋅⋅ ，即1117321332d ⋅⋅=⨯⨯⨯⨯，解得：217d =，故点M 到平面11A B C 的距离为217，故选：A.8．下列四个命题正确的个数为（）①抛掷两枚质地均匀的骰子，则向上点数之和不小于10的概率为16；②现有7名同学的体重（公斤）数据如下：50，55，45，60，68，65，70，则这7个同学体重的上四分位数（第75百分位数）为65；③新高考改革实行“312++”模式，某同学需要从政治、地理、化学、生物四个学科中任取两科参加高考，则选出的两科中含有政治学科的概率为12.A ．3B ．2C ．1D ．0【答案】B【分析】对于①，利用列举法分析判断，对于②，利用百分位数的定义求解即可，对于③，利用列举法分析判断【详解】①：抛掷两枚质地均匀的骰子，总的基本事件数为6636⨯=种，向上点数之和不小于10的基本事件有()4,6，()5,5，()5,6，()6,4，()6,5，()6,6共6种，所以所求事件的概率61366P ==，故①正确，②：因为775% 5.25⨯=，所以这7个同学体重的上四分位数（第75百分位数）为68，故②错误，③：从政治、地理、化学、生物四个学科中任取两科参加高考的基本事件个数为246C =，选出的两科中含有政治学科的基本事件有（政治，地理），（政治，生物），（政治，化学）共3种，所以所求事件的概率3162P ==，故③正确，故选：B.二、多选题9．如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，M ，N 分别是11,A D BD 的中点，则（）A ．四点A ，M ，N ，C 共面B ．MN ∥CDC ．1AD ∥平面1BCD D ．若1MN =，则正方体1111ABCD A B C D -外接球的表面积为12π【答案】BD【分析】连接1AD 和1BC ，由此可知点A ，M ，N 在平面11ABC D 中，而点C 不在平面11ABC D 中，即可判断选项A ；由已知得MN 为△1ABD 的中位线，利用中位线的性质即可判断选项B ；由已知得点B ,C ,1D 都在平面11A BCD ,1A D 与平面11A BCD 相交，即可判断选项C ；由1MN =即可求得正方体的棱长为2，则可以求出正方体1111ABCD A B C D -外接球的半径，即可判断选项D .【详解】对于选项A ，连接1AD 和1BC ，由此可知点A ，M ，N 在平面11ABC D 中，点C ∉平面11ABC D ，则四点A ，M ，N ，C 不共面，即选项A 不正确；对于选项B ，由正方体的性质结合条件可知M ，N 分别是11,AD BD 的中点，所以MN ∥AB ,又因为CD ∥AB ,所以MN ∥CD ，即选项B 正确；对于选项C ，点B ,C ,1D 都在平面11A BCD ,所以1A D 与平面1BCD 相交，即选项C 不正确；对于选项D ，因为MN 为△1ABD 的中位线，且1MN =，所以正方体的棱长为2，设正方体1111ABCD A B C D -外接球的半径为R ,则2221112=23R D A AA AB ++=,即3R =，则外接球的表面积为24π12πS R ==,即选项D 正确；故选：BD .10．已知复数13z i =-+(i 为虚数单位)，z 为z 的共轭复数，若复数z w z=，则下列结论正确的有（）A ．w 在复平面内对应的点位于第二象限B ．1w =C ．w 的实部为12-D ．w 的虚部为32i 【答案】ABC【分析】对选项,A 求出13=22w i -+，再判断得解；对选项B ，求出1w =再判断得解；对选项,C 复数w 的实部为12-，判断得解；对选项D ,w 的虚部为32,判断得解.【详解】对选项,A 由题得13,z i =--213(13)22313=42213(13)(13)i i i w i ii i -----+∴===-+-+-+--.所以复数w 对应的点为13(,)22-，在第二象限，所以选项A 正确；对选项B ，因为13144w =+=，所以选项B 正确；对选项,C 复数w 的实部为12-，所以选项C 正确；对选项D ,w 的虚部为32,所以选项D 错误.故选：ABC【点睛】本题主要考查复数的运算和共轭复数，考查复数的模的计算，考查复数的几何意义，考查复数的实部和虚部的概念，意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.11．袋子中共有大小和质地相同的4个球，其中2个白球和2个黑球，从袋中有放回地依次随机摸出2个球．甲表示事件“第一次摸到白球”，乙表示事件“第二次摸到黑球”，丙表示事件“两次都摸到白球”，则（）A ．甲与乙互斥B ．乙与丙互斥C ．甲与乙独立D ．甲与乙对立【答案】BC【分析】结合互斥事件、对立事件和相互独立事件的知识确定正确选项.【详解】首先抽取方法是有放回，每次摸出1个球，共抽取2次.基本事件为：白白，白黑，黑白，黑黑，共4种情况.事件甲和事件乙可能同时发生：白黑，所以甲与乙不是互斥事件，A 错误.事件乙和事件丙不可能同时发生，所以乙与丙互斥，B 正确.事件甲和事件乙是否发生没有关系，用A 表示事件甲，用B 表示事件乙，()()()111,,224P A P B P AB ===，则()()()P AB P A P B =，所以甲与乙独立，C 正确.由于事件甲和事件乙是否发生没有关系，所以不是对立事件.故选：BC12．设△ABC 的内角A ､B ､C 所对的边分别为a ､b ､c ，若2cos sin cos sin ac A B b B C =，则△ABC 的形状为（）A ．等腰三角形B ．等边三角形C ．直角三角形D ．等腰直角三角形【答案】AC【分析】利用正弦定理与二倍角的正弦公式可得A B =或2A B π+=，从而可得正确的选项.【详解】由正弦定理2sin sin sin a b cR A B C===知：2sin a R A =，2sin b R B =，2sin c R C =，由2cos sin cos sin ac A B b B C =知：2224sin sin cos sin 4sin cos sin R A C A B R B B C=所以sin cos sin cos A A B B =，所以sin 2sin 2A B =，而(),,0,A B A B π+∈，所以22A B =或22A B π=-，即A B =或2A B π+=所以△ABC 是等腰三角形，或直角三角形，故选：AC.三、填空题13．已知一组数据3,2,4,5,1,9a a --的平均数为3（其中a R ∈），则中位数为．【答案】3.5【分析】首先根据平均数求出参数a ，即可一一列出数据，再求出数据的中位数即可；【详解】解：因为数据3,2,4,5,1,9a a --的平均数为3，所以32451936a a -+++-++=⨯，解得2a =，所以则组数据分别是3,4,4,3,1,9-，按从小到大排列分别为3,1,3,4,4,9-，故中位数为343.52+=故答案为：3.514．已知单位向量a →,b →的夹角为45°，k a b →→-与a →垂直，则k =.【答案】22【分析】首先求得向量的数量积，然后结合向量垂直的充分必要条件即可求得实数k 的值.【详解】由题意可得：211cos 452a b →→⋅=⨯⨯=，由向量垂直的充分必要条件可得：0k a b a →→→⎛⎫-⋅= ⎪⎝⎭，即：2202k a a b k →→→⨯-⋅=-=，解得：22k =.故答案为：22．【点睛】本题主要考查平面向量的数量积定义与运算法则，向量垂直的充分必要条件等知识，意在考查学生的转化能力和计算求解能力.15．甲参加猜成语比赛，假定甲每轮获胜的概率都是34，且各轮比赛结果互不影响，则在三轮比赛中甲恰好获胜两轮的概率为.【答案】2764【分析】直接利用二项分布的概率公式即可求解【详解】由题意，甲每轮获胜的概率都是34，且各轮比赛结果互不影响，所以在三轮比赛中甲恰好获胜两轮的概率为223332714464C ⎛⎫⎛⎫⋅⋅-=⎪⎪⎝⎭⎝⎭.故答案为：2764.16．已知正四棱锥P ABCD -中，底面边长为2，侧面积为45，若该四棱锥的所有顶点都在球O 的表面上，则球O 的体积为.【答案】92π【分析】由正四棱锥的底边长与侧面积可得侧棱长，求出正四棱锥的高，球心在高所在直线上，利用勾股定理求半径，则球的体积可求.【详解】设正四棱锥的侧棱长为b ，又侧面积为45，∴21421452b ⨯⨯⨯-=，解得6b =，∴正四棱锥P ABCD -的高622h =-=，正四棱锥P ABCD -的外接球的球心O 在正四棱锥P ABCD -的高所在直线上，如图，设球O 的半径为R ，则()()22222R R -+=，解得32R =，则球O 的体积为334439R 3322V πππ⎛⎫==⨯= ⎪⎝⎭.故答案为：92π.四、解答题17．已知函数()2332sin cos 3sin cos 222f x x x x x =+--．(1)求函数()f x 的单调递减区间；(2)若θ为锐角，π102245f θ⎛⎫+= ⎪⎝⎭，求cos θ的值．【答案】(1)511,,1212k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦(2)255【分析】（1）利用三角变换公式可得()2sin 23f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭，利用整体法可求单调减区间.（2）利用两角差的余弦可求cos θ的值.【详解】（1）()223sin 23sin 2cos sin 23cos 22sin 223f x x x x x x x π⎛⎫=+-⨯=-=- ⎪⎝⎭，令3222,232k x k k Z πππππ+≤-≤+∈，则511,1212k x k k Z ππππ+≤≤+∈，故函数()f x 的单调递减区间为511,,1212k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦.（2）由π102245f θ⎛⎫+= ⎪⎝⎭可得10sin 410πθ⎛⎫-= ⎪⎝⎭，因θ为锐角，故444πππθ-<-<，而sin 04πθ⎛⎫-> ⎪⎝⎭，故044ππθ<-<，所以310cos 410πθ⎛⎫-= ⎪⎝⎭，而2241025cos cos cos sin 442442105ππππθθθθ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-=+++=⨯= ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦.18．已知平面向量a →，b →满足()1,3a →=，102b →=.（1）若//b a →→，求b →的坐标；（2）若25a b a b →→→→⎛⎫⎛⎫+⊥- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，求32a b →→-的值；（3）若a →在b →上的投影向量为2b →-，求a →与b →的夹角.【答案】（1）13,22b →⎛⎫= ⎪⎝⎭或13,22b →⎛⎫=-- ⎪⎝⎭；（2）310；（3）34π.【分析】（1）由题意设()1,3b λ→=，解方程2210132λ+=即得解；（2）根据25a b a b →→→→⎛⎫⎛⎫+⊥- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭求出56a b →→⋅=，利用22329124a b a a b b →→→→→→-=-⋅+求解；（3）设a →与b →的夹角为θ，[0,]θπ∈，解方程cos 2ba b b θ→→→→⋅⋅=-得解.【详解】解：（1）由题意设()1,3b λ→=，2210132b λ→=+=，解得12λ=±，即13,22b →⎛⎫= ⎪⎝⎭或13,22b →⎛⎫=-- ⎪⎝⎭，（2）∵25a b a b →→→→⎛⎫⎛⎫+⊥- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，∴250a b a b →→→→⎛⎫⎛⎫+⋅-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，即222950a a b b →→→→-⋅-=，即()22102139504a b →→⨯+-⋅-⨯=，故56a b →→⋅=，所以22329124*********a b a a b b →→→→→→-=-⋅+=-+=，（3）设a →与b →的夹角为θ，[0,]θπ∈，则cos 2b a b b θ→→→→⋅⋅=-，即10cos 2102b b θ→→⋅⋅=-，即2cos 2θ=-，因为[0,]θπ∈，所以34πθ=.所以a →与b →的夹角为34π.19．某大学为调研学生在A 、B 两家餐厅用餐的满意度，从在A 、B 两家都用过餐的学生中随机抽取了100人，每人分别对这两家餐厅进行评分，满分均为60分.整理评分数据，将分数以10为组距分为6组：[010)，、[10)20，、[20)30，、[30)40，、[40)50，、[5060]，，得到A 餐厅分数的频率分布直方图和B餐厅分数的频数分布表：（1）在抽样的100人中，求对A 餐厅评分低于30的人数；（2）从对B 餐厅评分在[020)，范围内的人中随机选出2人，求2人中恰有1人评分在[010)，范围内的概率.（3）如果从A 、B 两家餐厅中选择一家用餐，你会选择哪一家？说明理由.【答案】（1）20人；（2）35；（3）选择B 餐厅用餐，理由见解析.【分析】（1）由A 餐厅分数的频率分布直方图得频率，从而得人数；（2）对B 餐厅评分在[010)，范围内的有2人，记为m 、n ，对B 餐厅评分在[10)20，范围内的有3人，记为a 、b 、c ，用列举法写出任选2人可能，计数后可计算出所求概率；（3）由（1）（2）比较得分低于30分的人数可得结论．【详解】（1）由A 餐厅分数的频率分布直方图，得对A 餐厅评分低于30分的频率为：(0.0030.0050.012)100.2++⨯=，∴对A 餐厅评分低于30的人数为1000.220⨯=人，（2）对B 餐厅评分在[010)，范围内的有2人，设为m 、n ，对B 餐厅评分在[10)20，范围内的有3人，设为a 、b 、c ，从这5人中随机选出2人的选法为：mn 、ma 、mb 、mc 、na 、nb 、nc 、ab 、ac 、bc ，共10种，其中恰有1人评分在[010)，范围内的选法包括：ma 、mb 、mc 、na 、nb 、nc ，共6种，故2人中恰有1人评分在[010)，范围内的概率为63105P ==，（3）从两个餐厅得分低于30分的人数所占的比例来看，由（1）得，抽样的100人中，A 餐厅评分低于30的人数为20，∴A 餐厅评分低于30分的人数所占的比例为20%，B 餐厅评分低于30分的人数为23510++=，∴B 餐厅得分低于30分的人数所占的比例为10%，∴会选择B 餐厅用餐.20．在ABC 中，角,,A B C 的对边分别为,,a b c ，已知5,2,45b c B ==∠= .（1）求边BC 的长﹔（2）在边BC 上取一点D ，使得4cos 5ADB Ð=，求sin DAC ∠的值.【答案】（1）3BC =；（2）2525.【解析】（1）在ABC 中，利用余弦定理即可求解；（2）在ABC 中，由正弦定理可以求出5sin 5C =，再利用ADC ∠与ADB ∠互补可以求出4cos 5ADC ∠=-，得出ADC ∠是钝角，从而可得C ∠为锐角，即可求出cos C 和sin ADC ∠的值，利用sin sin()DAC ADC C ∠=∠+∠展开代入数值即可求解.【详解】在ABC 中，因为5b =，2c =，45B ∠= ，由余弦定理2222cos b a c ac B =+-，得2252222a a =+-⨯⨯⨯所以2230a a --=解得：3a =或1a =-（舍）所以3BC =.（2）在ABC 中，由正弦定理sin sin b c B C =，得52sin 45sin C= .所以5sin 5C =在ADC △中，因为()4cos 180cos cos 5ADB ADB ADC -∠=-∠∠=-= ，所以ADC ∠为钝角.而180ADC C CAD ∠+∠+∠= ，所以C ∠为锐角故225cos 1sin 5C C =-=因为4cos 5ADC ∠=-，所以22431cos 155sin ADC ADC ⎛⎫∠=-∠=--= ⎪⎝⎭，()sin sin 180sin ()DAC ADC C ADC C ∠=-∠-∠=∠+∠ ，sin cos cos sin ADC C ADC C=∠∠+∠∠3254525555525=⨯-⨯=【点睛】关键点点睛：本题解题的关键是利用两角互补余弦互为相反数求出4cos 5ADC ∠=-，可得ADC ∠为钝角，从而C ∠为锐角，可确定cos C 的值.21．如图，在正四棱柱1111ABCD A B C D -中，14AA =，2AB =，E ，M ，N 分别是BC ，1BB ，1A D 的中点.（1）求三棱锥1C C DE -的体积；（2）求异面直线MN 与1C D 所成角的余弦值.【答案】（1）43；（2）25.【解析】（1）因为11C C DE C CDE V V --=，由正四棱柱1111ABCD A B C D -，可知1CC 为点1C 到平面CDE 的高，结合已知，即可求得答案；（2）取AD 的中点Q ，连接NQ ，BQ ，证明//NQ MB 且NQ MB =，可得1C DE ∠为异面直线MN 与1C D 所成角(或其补角)，求解三角形可得115,17,25DE C E C D ===再由余弦定理可得异面直线MN 与1C D 所成角的余弦值.【详解】（1） 1113C C DE C CDE CDE V V S h --∆==，在正四棱柱1111ABCD A B C D -中∴1CC ⊥平面ABCD ，即1CC 为点1C 到平面CDE 的高111111421432323C C DE V CD CE CC -∴=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=（2）取AD 的中点Q ，连接NQ ，BQN 为1A D 的中点∴1//NQ AA 且112NQ AA =， M 为1BB 的中点，∴1//MB AA ，且112MB AA =∴//NQ MB 且NQ MB=∴四边形MNQB 是平行四边形，∴//MN BQ 且MN BQ=同理可证//DE BQ 且DE BQ=∴//MN DE 且MN DE=∴1C DE ∠为异面直线MN 与1C D 所成角(或其补角).在正方形ABCD 中，2AB =，E 为BC 中点∴115,17,25DE C E C D ===∴22211112cos 25DE DC C C D E E DC DE +-∠==⋅⋅.∴异面直线MN 与1C D 所成角的余弦值为25.【点睛】关键点睛：本题考查了求异面直线夹角问题，解题关键是将求两条异面直线夹角问题转化为求共面直线夹角，结合余弦定理进行求解.22．如图，平面四边形ABCD 中，BC CD ⊥，3AB AD BC ===，23BD =，以BD 为折痕将ABD △折起，使点A 到达点P 的位置，且6PC =.（1）若E 为棱PD 中点，求异面直线CE 与PB 所成角的余弦值；（2）证明：平面BCD ⊥平面PBC ；（3）求二面角P BD C --的平面角的正弦值.【答案】（1）13；（2）证明见解析；（3）306.【分析】（1）取DB 的中点M ，连接ME ，MC ，CE ，证明出MEC ∠即为异面直线CE 与PB 所成的角，分别求出NE 、EC 、CM ，在MEC 中，由余弦定理求出异面直线CE 与PB 所成角的余弦值；（2）直接利用面面垂直的判定定理证明平面BCD ⊥平面PBC ；（3）解：在平面PBC 内，过点P 作PF BC ⊥于F ，连接MF ，证明出PMF ∠即为二面角P BD C --的平面角，求出PF ，PM ，在Rt PFM △中，可以求出二面角P BD C --的平面角的正弦值.【详解】（1）解：取DB 的中点M ，连接ME ，MC ，CE ，因为E 为PD 的中点，则//ME PB ，则MEC ∠即为异面直线CE 与PB 所成的角，在PCD 中，6PC =，3CD =，3PD =，则222PD PC CD =+，所以PCD 为直角三角形，则1322CE PD ==，在MEC 中，1322ME PB ==，132MC BD ==，32CE =，由余弦定理可得，222993144cos 3323222ME CE MC MEC ME CE +-+-∠===⋅⋅⨯⨯，故异面直线CE 与PB 所成角的余弦值为13；（2）证明：由（1）可知，CD PC ⊥，又CD BC ⊥，PC BC C ⋂=，PC ，BC ⊂平面PBC ，所以CD ⊥平面PBC ，又CD ⊂平面BCD ，所以平面BCD ⊥平面PBC ；（3）解：在平面PBC 内，过点P 作PF BC ⊥于F ，连接MF ，由（2）可知，平面BCD ⊥平面PBC ，又平面BCD 平面PBC BC =，所以PF ⊥平面BCD ，因为PM BD ⊥，由三垂线定理可得，MF BD ⊥，则PMF ∠即为二面角P BD C --的平面角，在PBC 中，由余弦定理可得2229962cos 22333PB BC PC B PB BC +-+-===⋅⋅⨯⨯，在Rt PBF 中，2cos 33BF BF B PB ===，所以2,945BF PF ==-=，在等腰PBD △中，22936PM PB BM =-=-=，在Rt PFM △中，530sin 66PF PMF PM ∠===，故二面角P BD C --的平面角的正弦值为306.【点睛】立体几何解答题的基本结构：(1)第一问一般是几何位置关系的证明，用判定定理；(2)第二问是计算，求角或求距离（求体积通常需要先求距离）.如果求体积（或求距离），常用的方法有：(1)直接法；(2)等体积法；(3)补形法；(4)向量法.。
天津市滨海新区2023-2024学年高一下学期期末检测数学试卷(含答案)
天津市滨海新区2023-2024学年高一下学期期末检测数学学科本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，满分150分，考试时间100分钟．答卷前，考生务必将自己的学校、姓名、准考证号写在答题纸上．答卷时，考生务必将答案写在答题纸上，答在试卷上的无效．祝各位考生考试顺利！第Ⅰ卷选择题（60分）一、选择题：本卷共12小题，每小题5分，共60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，请将所选答案填入答题纸中的答题栏内．1．若复数（是虚数单位）是纯虚数，则实数（ ）A ．B ．0C ．1D ．22．下列说法正确的是（ ）A ．三点确定一个平面B ．四边形确定一个平面C ．三角形确定一个平面D ．一条直线和一个点确定一个平面3．某校高一数学备课组老师的年龄（单位：岁）分别为：35，36，37，38，40，41，51，51，52，54，56，59，则该组数据的极差为（ ）A ．53B ．52C ．51D ．244．在中，若，则（ ）A ．B ．C ．10D ．5．同时抛掷两枚质地均匀的骰子，用表示结果，记事件为“所得点数之和小于4”，则事件的概率为（ ）A．B ．C ．D ．6．已知一个圆锥的底面半径为1，母线长为4，则圆锥的侧面展开图的圆心角为（ ）A ．B ．C ．D ．7．从装有2个红球、1个黑球的袋中任取2个球，若事件为“所取的2个球中恰有1个黑球”，则与事件对立的事件是（ ）A ．所取的2个球中至多有一个是黑球B ．所取的2个球中恰有1个黑球1个红球C ．所取的2个球都是红球D ．所取的2个球中至少有一个红球8．某校组织“交通安全”知识测试，随机调查1000名学生，将他们的测试成绩（满分100分）按照分成五组，得到如图所示的频率分布直方图，则下列说法正确的是（）()21i z m m =++-i m =2-ABC △π4,5,6AB BC B ===AB BC ⋅= --(),x y A A 11219536512π3π22π35π6A A [)[)[]50,60,60,70,,90,100A ．图中B ．估计样本数据的第80百分位数为93分C ．若每组数据以所在区间的中点值为代表，则这1000名学生成绩的平均数为80.5分D ．测试成绩低于80分的人数为450人9．已知是两个不同的平面，是两条不同的直线，则下列说法正确的是（ ）A ．若，则B ．若，则C ．若，则D ．若，则10．已知平面向量，则下列说法不正确的是（ ）A ．与共线的单位向量的坐标为或B ．在方向上的投影向量为C ．与垂直的单位向量的坐标为或D ．若向量与向量垂直，则11．已知的三个内角的对边分别为，且满足，则的形状为（）A ．直角三角形B ．等腰三角形C ．等腰直角三角形D ．等腰或直角三角形12．《九章算术·商功》中有如下问题：“今有堑堵，下广二丈，表一十八丈六尺，高二丈五尺，问积几何？答曰：四万六千五百尺”．所谓“堑堵”就是两底面为直角三角形的直棱柱，如图所示的几何体是一个“堑堵”，是的中点，过三点的平面把该“堑堵”分为两个几何体，其中一个为三棱台，给出下列四个结论：①过三点的平面截该“堑堵”的截面是三角形②该三棱台的表面积为0.001x =,αβ,m n ,m m αβ∥∥αβ∥,m n αα⊥∥m n ⊥,m αβα⊥∥m β⊥,m n n α⊥⊥m α∥()()2,1,4,3a b =-=-b 43,55⎫⎛- ⎪⎝⎭43,55⎫⎛- ⎪⎝⎭b a 115a- a ⎛ ⎝a b λ+ a b + 37λ=ABC △,,A B C ,,a b c cos cos b aA B c--=ABC △12,4,AB BC AA M ===11A C ,,B C M ,,B C M 172+③二面角④三棱锥的外接球的表面积为其中正确结论的个数是（ ）A ．1B ．2C ．3D ．4第Ⅱ卷（90分）二、填空题：本大题共8小题，每小题5分，共40分．13．若复数（是虚数单位），则___________．14．一支羽毛球队有男运动员64人，女运动员56人，按性别进行分层，用分层随机抽样的方法从全体运动员中抽出一个容量为30的样本，如果样本按比例分配，那么男运动员应抽取的人数为___________．15．已知一组样本数据：3，4，4，4，6，6，7，8，8，则该组样本数据的众数为___________，中位数为___________．16．已知一组数据的平均数是3.6，方差是2，则新数据的平均数是___________，方差是___________．17．如图，用斜二测画法画水平放置的的直观图得，其中的面积为，则其直观图中边上的高的长度为___________．18．如图，在四棱锥中，底面是边长为2正方形，底面，为的中点，为底面的中心．（ⅰ）三棱锥的体积为___________；（ⅱ）直线与所成的角为___________．19．《易·系辞上》有“河出图，洛出书”之说，河图、洛书是中国古代流传下来的两幅神秘图案．河图的排列结构如图所示，一与六共宗居下，二与七为朋居上，三与八同道居左，四与九为友居右，五与十相守居1M BC C --M ABC -81π413i1iz +=+i z =12,,,n x x x 122,2,,2n x x x +++ AOB △()45A O B x O y ''''''∠=︒△AOB △2O B '='O B ''A C ''P ABCD -ABCD PA ⊥ABCD PA E =PA O ABCD A EBD -OE CD中，其中白圈为阳数，黑点为阴数．若从阳数和阴数中各取一数，则其差的绝对值为3的概率为___________．20．在中，，并且满足．（ⅰ）角___________；（ⅱ）若点在线段上（点不与端点重合），延长到，使得，（为常数），则线段的长度为___________．三、解答题：本大题共4小题，共50分．解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤．21．（本小题满分12分）已知向量满足．（Ⅰ）求向量的数量积；（Ⅱ）求向星夹角的余弦值；（Ⅲ）求的值．22．（本小题满分12分）甲、乙两名同学进行某项体能测试，甲同学通过的概率为，乙同学通过的概率为，并且在测试过程中甲、乙两同学互不影响，求下列事件的概率；（Ⅰ）甲、乙两同学都能通过；（Ⅱ）甲、乙两同学恰有一人通过；（Ⅲ）甲、乙两同学中至少有一人通过．23．（本小题满分13分）如图，在棱长均为2的正三棱柱中，为棱的中点．ABC △5,3AB AC ==25CB AB ⋅=A =DBC D ,B C AD P 12AP =43PA mPB m PC ⎫⎛=+- ⎪⎝⎭mCD ,a b ()()2,1,1,3a b ==-,a b a b ⋅,a bθ2a b +2334111ABC A B C -E AC（Ⅰ）求证：直线平面；（Ⅱ）求证：平面平面；（Ⅲ）若为棱上一点，且，求直线与平面所成角的正切值．24．（本小题满分13分）已知的三个内角的对边分别为，且．（Ⅰ）求；（Ⅱ）若的面积是，求；（Ⅲ）若为边上一点，且满足，，试求的最大值．滨海新区2023-2024学年度第二学期期末检测卷高一年级数学参考答案及评分标准一、选择题：本大题共12小题，每小题5分，共60分．123456789101112ACDAABCDBCDA 二、填空题：本大题共8小题，每小题5分，共40分．试题中包含两个空的，答对1个的给3分，全部答对的给5分．1314．16 15．4，616．5.6，2 17．2 18 19．20．三、解答题：本大题共4小题，共50分．解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤．说明：解答给出了一种解法供参考，其他解法可根据试题的主要考查内容比照评分参考制定相应的评分细则．1AB ∥1BC E 1BC E ⊥11ACC A M 1A A 114AM AA =BM 1BC E ABC △,,A B C ,,a b c 222b ac bc =-+A ABC △2c b =a D AC cos cos AB BD BA BD AB A BD CDB λ⎫⎛⎪ +=+⎪ ∠⎝⎭a =BD CD +π3725π221．解：（Ⅰ）（Ⅱ）又（Ⅲ）22．解：设“甲通过”，“乙通过”，则“甲没通过”，“乙没通过”．由于两人测试的结果互不影响，所以与相互独立，与，与，与都相互独立．由已知可得，．（Ⅰ）“两人都通过”，由事件的独立性定义，得所以两人都通过的概率为（Ⅱ）“恰好有一人通过”，且与互斥，根据概率的加法公式和事件的独立性定义，得所以甲、乙两人中恰好有一人通过的概率为（Ⅲ）事件“至少有一人通过”，且与两两互斥所以所以两人中至少有一人通过的概率为23解：（Ⅰ）连接交于点，连接．()21131a b ⋅=⨯+⨯-=-a === cos ab a b θ⋅==== ()()()22,121,34,5a b +=+-=-2a b ∴+==A =B =A =B =A B A B AB A B ()()()()2311,,,3434A P A PB B P P ====AB =()()()231342P AB P A P B ==⨯=12AB AB = AB AB ()()()()()()()A A P AB B P AB P B P A P P B A B P =+=+ 211311534346412=⨯+⨯=+=512AB AB AB = ,AB AB AB ()()()()()()151121212P AB AB AB P AB P AB P AB P AB P AB AB =++=+=+= 11121B C 1BC G EG在中，为的中点，为的中点．是的中位线，平面平面平面（Ⅱ）在正三棱柱中，平面平面，在等边中，为的中点，又是平面内的两条相交直线．平面，又平面，平面平面（Ⅲ）连接，和都是直角三角形，且，，，由（Ⅱ）得，平面平面，平面平面，又平面，1AB C △G 1B C E AC EG ∴1AB C △1EG AB ∴∥EG ∈ 11,BC E AB ⊄1BC E1AB ∴∥1BC E111ABC A B C -1CC ⊥ ,ABC EB ⊂ABC 1CC EB∴⊥ABC △E AC AC EB ∴⊥AC EB∴⊥1CC AC 、11ACC A EB ∴⊥11ACC A EB ⊥1BC E ∴1BC E ⊥11ACC A EM AEM △1CC E △12CC AECE AM==11,AEM CC E CC E AEM ∴∠=∠△∽△111ππ,22CC E CEC CEC AEM ∠+∠=∴∠+∠= 1ME C E ∴⊥1BC E ⊥11ACC A 1BC E 111ACC A C E =ME ∈11ACC A平面为直线与平面所成的角．在中，所以直线与平面24．解：（Ⅰ）由余弦定理得，（Ⅱ）由面积公式得，又（Ⅲ）取的中点，则，又为等边三角形ME ∴⊥1BC EEBM ∴△BM 1BC E Rt BME △BE ME ==tan ME EBM BE ∴==△BM 1BCE222cos 2b c a A bc +-=2221cos 222b c a bc A bc bc +-===()π0,,3AA π∈∴=ABC △1sin 2ABC S bc A =△11πsin sin 4223ABC S bc A bc bc ====∴=△222,2,8c b b c =∴== 2226a b c bc a =+-=∴=AD E 2BA BD BE +=()2cos cos AB AC BD AC BA BD AC BE AC AB A BD CDB λ⎫⎛⋅⋅⎪ ∴+⋅=⋅=+⎪ ∠⎝⎭()AC AC λ=-=,BE AC BA BD∴⊥=π,3A ABD =∴ △在中，由余弦定理得，又由基本不等式得，当且仅当时，等号成立的最大值为4．2π3BDC ∴∠=BCD △2222cos a BD CD BD CD BDC =+-⋅⋅∠2222()12a BD CD BD CD BD CD BD CD =++⋅=+-⋅=222()3()12244BD CD BD CD BD CD BD CD +++⎫⎛⋅≤=≤ ⎪⎝⎭BD CD =4BD CD ∴+≤BD CD ∴+。
2022-2023学年黑龙江省牡丹江市高一下学期期末考试数学试题【含答案】
2022-2023学年黑龙江省牡丹江市高一下学期期末考试数学试题一、单选题1．“治国之道，富民为始.”共同富裕是社会主义的本质要求，是中国式现代化的重要特征，是人民群众的共同期盼.共同富裕是全体人民通过辛勤劳动和相互帮助最终达到丰衣足食的生活水平，是消除两极分化和贫穷基础上的普遍富裕．请你运用数学学习中所学的统计知识加以分析，下列关于个人收入的统计量中，最能体现共同富裕要求的是（）A．平均数小，方差大B．平均数小，方差小C．平均数大，方差大D．平均数大，方差小【答案】D【分析】根据平均数与方差的含义即可求解.【详解】方差反映的是一组数据的波动情况，方差越大说明数据偏离平均水平的程度越大，平均数是整体的平均水平，是一组数据的集中程度的刻画，所以最能体现共同富裕要求的是平均数大，方差小.故选：D2．下列说法错误的是（）A．一个棱柱至少有5个面B．斜棱柱的侧面中没有矩形C．圆柱的母线平行于轴D．正棱锥的侧面是全等的等腰三角形【答案】B【分析】根据几何体的性质判断即可.【详解】由棱柱的性质可知A正确，B错误；由圆柱的性质可知C正确；由正棱锥的性质可知D正确.故选：B3．已知某人射击每次击中目标的概率都是0.6，现采用随机模拟的方法估计其3次射击至少2次击中目标的概率P．先由计算器产生0到9之间的整数值的随机数，指定0，1，2，3，4，5表示击中目标，6，7，8，9表示未击中目标；因为射击3次，所以每3个随机数为一组，代表3次射击的结果．经随机模拟产生了以下20组随机数：169966151525271937592408569683 471257333027554488730863537039据此估计P的值为（）A ．0.6B ．0.65C ．0.7D ．0.75【答案】B【分析】由20组随机数中找出至少2次击中目标的包含的随机数的组数，即可求概率P 的值.【详解】20组随机数中至少2次击中目标的包含的随机数为：151525271592408471257333027554730537039一个有13组，所以其3次射击至少2次击中目标的概率130.6520P ==，故选：B.4．从装有两个红球和三个黑球的口袋里任取两个球，那么互斥而不对立的两个事件是（）A ．“至少有一个黑球”与“都是黑球”B ．“至少有一个黑球”与“都是红球”C ．“至少有一个黑球”与“至少有一个红球”D ．“恰好有一个黑球”与“恰好有两个黑球”【答案】D【分析】根据互斥事件和独立事件的概念，结合试验条件逐项判定，即可求解.【详解】对于A 中，当从口袋中取出两个黑球时，事件“至少有一个黑球”与“都是黑球”同时发生，所以事件“至少有一个黑球”与“都是黑球”不是互斥事件，所以A 不符合题意；对于B 中，从口袋中取出两个球，事件“至少有一个黑球”与“都是红球”不能同时发生，但必有一个事件发生，所以事件“至少有一个黑球”与“都是红球”对立事件，所以B 不符合题意；对于C 中，当从口袋中取值一红一黑时，事件“至少有一个黑球”与“至少有一个红球”同时发生，所以事件“至少有一个黑球”与“至少有一个红球”不是互斥事件，所以C 不符合题意；对于D 中，事件“恰好有一个黑球”与“恰好有两个黑球”不能同时发生，当取出两个红球时，事件都没有发生，所以事件“恰好有一个黑球”与“恰好有两个黑球”是互斥事件但不是对立事件，符合题意.故选：D.5．掷两枚质地均匀的正方体骰子，设出现的点数之和为5，7，9的概率分别为123,,p p p ，则（）A ．132p p p <<B ．132p p p =<C ．132p p p =>D ．132p p p >>【答案】B【分析】根据题意可知，掷两枚骰子，一共有36种等可能的结果，分析出点数之和分别为5，7，9的情况种数，接下来利用概率计算公式进行计算，再比较三个概率的大小即可.【详解】掷两枚质地均匀的正方体骰子，记出现的点数为(,)m n ，{},1,2,3,4,5,6m n ∈，共有36种结果，点数之和为5的情况有(1,4),(2,3),(3,2),(4,1)，共4种，191346p ∴==，点数之和为7的情况有(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1)，共6种，261366p ∴==，点数之和为9的情况有3,6,4,5,5,4,()()()(6,3)，共4种，391346p ∴==，则132p p p =<.故选：B.6．某校开展“正心立德，劳动树人”主题教育活动，对参赛的100名学生的劳动作品的得分情况进行统计，并绘制了如图所示的频率分布直方图，根据图中信息，这组数据中位数的估计值为（）A ．70B ．77C ．80D ．82【答案】B【分析】由频率之和为1求出x 值，由中位数公式计算中位数的估计值．【详解】由频率之和为1得：()100.0050.0350.0300.0101x ++++=，解得0.020x =，[50,70)的频率为0.005100.02100.250.5⨯+⨯=<，[50,80)的频率为0.005100.02100.035100.60.5⨯+⨯+⨯=>，则中位数在[70,80)内，所以这组数据中位数的估计值为0.50.2570770.035-+≈，故选：B ．7．如图，在平行六面体1111ABCD A B C D -中，底面是边长为1的正方形，若1160A AB A AD ∠=∠=︒，且12AA =，则1AC 的长为（）A ．5B ．22C ．10D ．15【答案】C【分析】将1,,AB AD AA作为基底，利用空间向量基本定理用基底表示1AC uuur ，然后对其平方化简后，再开方可求得结果【详解】由题意得11,2AB AD AA === ，11,90,,,60AB AD AA AB AD AA =︒==︒ ，因为11AC AB BC CC =++1AB AD AA =++uuu r uuu r uuu r ,所以()2211AC AB AD AA =++ 212121222AD AA AD AB AA AD AA AB AB =+++⋅+⋅+⋅ 114211cos90212cos60212cos60=+++⨯⨯︒+⨯⨯︒+⨯⨯︒10=，所以110AC =uuur，故选：C8．我们可以用24小时内降水在平地上积水厚度(mm)来判断降雨程度．其中小雨(小于10mm)，中雨(10mm －25mm)，大雨(25mm －50mm)，暴雨(50mm －100mm)，小明用一个圆锥形容器(如图)接了24小时的雨水，则这天降雨属于哪个等级（）A ．小雨B ．中雨C ．大雨D ．暴雨【答案】C【分析】计算出圆锥体积，除以圆面的面积即可得积水厚度，即可得解.【详解】由题意，一个半径为()300150mm 2=的圆面内的降雨充满一个底面半径为()300200100mm 2300⨯=，高为()200mm 的圆锥，所以积水厚度()221π100200329.6mm π150d ⨯⨯=≈⨯，属于大雨.故选：C.二、多选题9．如图所示，在正方体1111ABCD A B C D -中，M ，N 分别为棱11C D ，1C C 的中点，其中正确的结论为（）A ．直线AM 与1C C 是异面直线B ．A ，M ，B ，N 四点共面C ．直线BN 与1MB 是异面直线D ．直线MN 与AC 是相交直线【答案】AC【分析】根据图形及异面直线的定义判断即可.【详解】因为A ∉面11CDD C ，M ∈面11CDD C ，1C C ⊂面11CDD C ，1M C C ∉，所以AM 与1C C 是异面直线，故A 正确；连接11,A D BC ，因为N ∉面11ABCD ，B ∈面11ABC D ，AM ⊂面11ABC D ，B AM ∉，所以AM 与BN 是异面直线，故B 错误；因为M ∉面11BCC B ，1B ∈面11BCC B ，BN ⊂面11BCC B ，1B BN ∉，所以BN 与1MB 是异面直线，故C 正确；延长DC 与MN 交于点E ，因为M ∉面ABCD ，E ∈面ABCD ，AC ⊂面ABCD ，E AC ∉，所以ME 与AC 是异面直线，即MN 与AC 是异面直线，故D 错误.故选：AC.10．如图是一个古典概型的样本空间Ω及事件A 和事件B ，其中()24n Ω=，()12n A =，()8n B =，()16n A B ⋃=，则（）A ．()23P A B ⋃=B ．()13P AB =C ．事件A 与B 互斥D ．事件A 与B 相互独立【答案】ABD【分析】计算出事件A 和事件B ，以及A B ⋃，AB 的概率，即可判断A,B ；由于()4,n AB AB =≠∅，可判断C;分别计算()()(),P A P B P AB ⋅的值，看二者的关系，判断D.【详解】()()()()()Ω24,Ω24168,128164n n AB n n A B n AB =∴=-⋃=-==+-= ，()()()()()()41162,Ω246Ω243n AB n A B P AB P A B n n ⋃∴===⋃===，()81()(Ω)243n AB P AB n ===，故A 正确，B 正确；()4,n AB AB A =∴≠∅∴ 与B 不互斥，故C 错误；()()()()()()()()()12181111,,Ω242Ω243236n A n B P A P B P A P B P AB n n ======∴⋅=⨯== ，∴事件A 与B 相互独立，故D 正确.故选：ABD.11．已知,,a b l 为不同的直线，,,αβγ为不同的平面，则下列说法正确的是（）A ．若//,,a b αβαβ⊂⊂，则//a bB ．若,,//a b αβαβ⊥⊂，则a b⊥r rC ．若,,,,l a b a b αβαβαβ⊥⋂=⊂⊂⊥，则,a b 至少有一条与直线l 垂直D ．若,,l αβαγβγ⊥⊥⋂=，则l α⊥【答案】BCD【分析】根据空间直线与平面间的位置关系进行判断A ，由线面、面面垂直的判定写性质判断BCD ．【详解】若//,,a b αβαβ⊂⊂，,a b 可能平行也可能异面，A 错；,a ααβ⊥∥，则a β⊥，又b β⊂，则a b ⊥r r，B 正确；若,,,,l a b a b αβαβαβ⊥⋂=⊂⊂⊥，假设a 与l 不垂直，过直线a 任一点P 在平面α内作直线c l ⊥，因为αβ⊥，所以c β⊥，又b β⊂，则c b ⊥，又b a ⊥，,a c 是平面α内两相交直线，因此b α⊥，而l ⊂α，所以b l ⊥，即直线,a b 中如果有一条不与l 垂直，则另一条必定与直线l 垂直，C 正确；若,,l αβαγβγ⊥⊥⋂=，如图，设a αβ⋂=，b αγ= ，过直线l 上一点P 在平面β内作直线m a ⊥，则m α⊥，同理过P 在平面γ内作直线n b ⊥，则n α⊥，因为过一点有且只有一条直线与一个平面垂直，所以,m n 重合，即重合为平面β和γ的交线l ，所以l α⊥，D 正确．故选：BCD ．12．如图，已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1，O 为底面ABCD 的中心，1AC 交平面1A BD 于点E ，点F 为棱CD 的中点，则（）A ．1,,A E O 三点共线B ．异面直线BD 与1AC 所成的角为60︒C ．点1C 到平面1A BD 的距离为233D ．过点1,,A B F 的平面截该正方体所得截面的面积为98【答案】ACD【分析】由题意可证得1,,A E O 三点都在平面1A BD 与平面11ACC A 的交线上，可判断A ；由题意可证得BD ⊥平面11ACC A ，从而1BD AC ⊥，可判断B ；由题意可证得1AC ⊥平面1A BD ，则1C E 的长度就是点1C 到平面1A BD 的距离，求解可判断C ；取1D D 的中点G ，因为11FG CD A B ∥∥，所以等腰梯形1A BFG 就是过点1,,A B F 的平面截该正方体所得截面，求出面积可判断D.【详解】因为O 为底面ABCD 的中心，所以O 为BD 和AC 的中点，则,O BD O AC ∈∈，因为BD ⊂平面1,A BD AC ⊂平面11ACC A ，所以O ∈平面1,A BD O ∈平面11ACC A ，所以点O 是平面1A BD 与平面11ACC A 的公共点；显然1A 是平面1A BD 与平面11ACC A 的公共点；因为1AC 交平面1A BD 于点1,E AC ⊂平面11ACC A ，所以E 也是平面1A BD 与平面11ACC A 的公共点，所以1,,A E O 三点都在平面1A BD 与平面11ACC A 的交线上，即1,,A E O 三点共线，故A 正确；因为1C C ⊥平面,ABCD BD ⊂平面ABCD ，所以1BD C C ⊥，又11,,,BD AC AC C C C AC C C ⊥=⊂ 平面11ACC A ，所以BD ⊥平面11ACC A ，又1AC ⊂平面11ACC A ，所以1BD AC ⊥，即异面直线BD 与1AC 所成的角为90︒，故B 不正确；根据证明1BD AC ⊥的方法，同理可得11AC A B ⊥，因为11,,BD A B B BD A B =⊂ 平面1A BD ，所以1AC ⊥平面1A BD ，则1C E 的长度就是点1C 到平面1A BD 的距离，显然E 为正三角形1A BD 的中心，因为正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1，所以正三角形1A BD 的边长为2，所以12362323A E =⨯⨯=，又112AC =，所以2221111623233C E AC A E ⎛⎫=-=-= ⎪ ⎪⎝⎭,即点1C 到平面1A BD 的距离为233，故C 正确；取1D D 的中点G ，连11,,,FG GA BF A B ，因为11FG CD A B ∥∥，所以等腰梯形1A BFG 就是过点1,,A B F 的平面截该正方体所得截面，如图：因为122,2A B FG ==，152A G BF ==，所以等腰梯形1A BFG 的高为22113224A B FG h A G -⎛⎫=-= ⎪⎝⎭，所以等腰梯形1A BFG 的面积为()1112329222248A B FG h ⎛⎫+⋅=+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭，即过点1,,A B F 的平面截该正方体所得截面的面积为98，故D 正确．故选：ACD ．三、填空题13．从我校高三某班抽取10名同学，他们的数学高考成绩如下：116，117，122，125，127，131，135，139，143，150(单位：分)，则这10名同学数学成绩的第70百分位数是．【答案】137【分析】根据百分位数定义可求.【详解】因为1070%7⨯=，所以这10名同学数学成绩的第70百分位数是1351391372+=，故答案为：137.14．在正方体1111ABCD A B C D -中，二面角111B A C B --的余弦值为．【答案】33/133【分析】连接11AC 和11B D 交于点E ，可证得11A C ⊥平面11BB D D ，则11AC BE ⊥，又111A C B E ⊥，所以1B EB ∠为二面角111B A C B --的平面角，在直角1B EB 中，解三角形即可求出结果.【详解】如图，连接11A C 和11B D 交于点E ，连接,BD BE ．∵1BB ⊥平面1111D C B A ，11AC ⊂平面1111D C B A ，∴111BB AC ⊥，又11111111111,,,A C B D B D BB B B D BB ⊥=⊂ 平面11BB D D ，∴11A C ⊥平面11BB D D ，又BE ⊂平面11BB D D ，∴11A C BE ⊥，又111A C B E ⊥，∴1B EB ∠为二面角111B A C B --的平面角，在直角1B EB 中，设12B B =，则12,6B E BE ==，故13c 3os 26B EB ==∠．故答案为：33.15．如图，圆柱的底面直径AB 与母线AD 相等，E 是弧AB 的中点，则AE 与BD 所成的角为．【答案】π3【分析】过B 作BF AE ，交圆柱底面圆于F ，则FBD ∠即异面直线AE 与BD 所成的角，求解即可.【详解】如图，过B 作BF AE ，交圆柱底面圆于F ，连接AF ，DF ，则FBD ∠即异面直线AE 与BD 所成的角．不妨设2AB AD ==，则22BD =，由题意可得ABF △是等腰直角三角形，所以2BF AF ==．在直角AFD △中，DF =226AF AD +=，所以222DF BF BD +=，所以BDF V 是直角三角形，又2BD BF =，所以π3FBD ∠=，故答案为：π3．16．如图，在长方体1111ABCD A B C D -中，四边形ABCD 是边长为4的正方形，13AA =，E 为棱CD 的中点，F 为棱11C D （包括端点）上的动点，则三棱锥A DEF -外接球表面积的最小值是．【答案】2449π/2449π【分析】取AE 的中点1O ，过1O 作平面ABCD 的垂线，与平面1111D C B A 交于点M ，过M 作11C D 的垂线，垂足为N ，设1OO m =，NF n =，则03n ≤≤．设球O 的半径为R ，求出286n m +=，得到m的取值范围，即得解.【详解】解：如图，取AE 的中点1O ，过1O 作平面ABCD 的垂线，与平面1111D C B A 交于点M ，过M 作11C D 的垂线，垂足为N ，则三棱锥E ADF -外接球的球心O 在1MO 上．设1OO m =，NF n =，则03n ≤≤．设球O 的半径为R ，则222R OE OF ==，即()2222222534R m OM MN NF m n =+=++=-++，所以286n m +=．因为03n ≤≤，所以41736m ≤≤，则226159R m =+≥.故三棱锥A DEF -外接球的表面积224449S R ππ=≥．故答案为：2449π四、解答题17．已知ABC 的三个内角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，sin cos a B b A c +=.（1）求B ；（2）设2a c =，2b =，求c .【答案】（1）4π；（2）2.【分析】（1）由题设，根据正弦定理得sin sin sin cos sin A B B A C +=，结合三角形内角的性质得tan 1B =，即可求B ；（2）由余弦定理，结合已知条件列方程，即可求c .【详解】（1）由正弦定理得：sin sin sin cos sin A B B A C +=，而()()sin sin sin sin cos cos sin C A B A B A B A B π=-+=+=+⎡⎤⎣⎦，∴sin sin sin cos A B A B =，又sin 0A ≠，cos 0B ≠，∴tan 1B =，又0B π<<，即4B π=.（2）由余弦定理2222cos b c a ac B =+-，即2a c =，∴222242222c c c =+-⨯，解得2c =.18．如图，在四棱锥P ABCD -中，四边形ABCD 是边长为2的正方形，AC 与BD 交于点O ，PA ⊥面ABCD ，且2PA =.(1)求证BD ⊥平面PAC .；(2)求PD 与平面PAC 所成角的大小．【答案】(1)证明见解析(2)30【分析】（1）由AC BD ⊥，因为PA ⊥平面ABCD ，得到PA BD ⊥，结合直线与平面垂直的判定定理，即可证得BD ⊥平面PAC ；（2）连接PO ，得到DPO ∠为PD 与平面PAC 所成的角，在直角DPO 中，即可求得PD 与平面PAC 所成的角.【详解】（1）解：因为ABCD 是正方形，所以AC BD ⊥，又因为PA ⊥平面ABCD ，BD ⊂平面ABCD ，所以PA BD ⊥，因为PA AC A = ，PA ⊂平面PAC ，AC ⊂平面PAC ，所以BD ⊥平面PAC .（2）解：连接PO ，因为BD ⊥平面PAO ，所以DPO ∠为PD 与平面PAC 所成的角，因为2AB PA ==，所以6,2PO DO ==，在直角DPO 中，23tan 36DODPO PO∠===，所以30DPO ∠= ，即PD 与平面PAC 所成的角为30 .19．在①sin 4a C =，②62a b c ++=这两个条件中任选一个，补充在下面问题中，若问题中的三角形存在，判断 ABC 的形状；若问题中的三角形不存在，说明理由.问题：是否存在 ABC ，a ，b ，c 分别为角A ，B ，C 的对边，且2,23ABC a c b S +== ，______？，注：如果选择两个条件分别解答，按第一个解答计分.【答案】答案见解析【分析】若选①，由sin 4a C =结合23ABC S = 可得3b =，则23a c +=，后由基本不等式结合23ABCS = 可判断三角形是否存在；若选②，由题可得224223ABC b a c S ⎧=⎪⎪+=⎨⎪=⎪⎩ .由余弦定理结合23ABC S = 可得11cos sin B B+=，可解得π3B =，可得,ac a c +.即可判断三角形是否存在.【详解】解：若选①，这样的 ABC 不存在.理由如下：则1sin 233,232ABC S ab C b a c ==⇒=+= 则()213323422sin sin ABC a c ac S ac B B +≤=⇒==≤ .得43sin 13B ≥>，与正弦函数的有界性矛盾.故这样的 ABC 不存在；若选②，这样的 ABC 存在.22223426223ABC ABC a c bb S ac a b c S ⎧+==⎧⎪⎪⎪=⇒+=⎨⎨⎪⎪++==⎩⎪⎩ .由余弦定理：()()2222221cos cos b a c ac B a c ac B =+-=+-+.得()cos 112ac B +=.又123432sin sin ABC S ac B ac B ==⇒= .则1133162cos πsin cos sin sin B B B B B⎛⎫+=⇒-=⇒-= ⎪⎝⎭.因为a ，b ，c 成等差数列，b 不是最大边，所以π02B <<，所以ππ66B -=，即π3B =.则82242ac a c a c =⎧⎪⇒==⎨+=⎪⎩，则此时 ABC 为等边三角形.20．立德中学在端午节到来之际准备举办端午知识趣味竞赛，甲、乙两位同学组成“星队”参赛，每轮活动由甲、乙各回答一道题，已知甲每轮猜对的概率是p ，乙每轮猜对的概率是89p ．在每轮活动中，甲和乙猜对与否互不影响，各轮结果也互不影响，其中112p <<．(1)若在一轮比赛中“甲答对题目且乙答错题目”的概率为14，求p ;(2)在（1）的条件下，求“星队”在两轮活动中猜对3个成语的概率．【答案】(1)34(2)512【分析】（1）根据独立事件的概率乘法公式列式求解；（2）设12,A A 分别表示甲两轮猜对1个，2个成语的事件，12,B B 分别表示乙两轮猜对1个，2个成语的事件，设“星队”在两轮活动中猜对3个成语为事件A ，则1221A A B A B = ，根据独立事件及互斥事件的概率公式求解即可.【详解】（1）根据题意，81194112p p p ⎧⎛⎫⋅-= ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎪<<⎪⎩，所以34p =；（2）设12,A A 分别表示甲两轮猜对1个，2个成语的事件，12,B B 分别表示乙两轮猜对1个，2个成语的事件，根据题意得()()1231133339,444484416P A P A =⨯+⨯==⨯=，()()1221124224,33339339P B P B =⨯+⨯==⨯=．设“星队”在两轮活动中猜对3个成语为事件A ，则1221A A B A B = ，且12A B 与21A B 互斥，1A 与22,B A 与1B 相互独立，所以()()()()()()()12211221P A P A B P A B P A PB P A P B =+=+349458916912=⨯+⨯=，因此，“星队”在两轮活动中猜对3个成语的概率为512．21．4月23日是世界读书日，树人中学为了解本校学生课外阅读情况，按性别进行分层，用分层随机抽样的方法从全校学生中抽出一个容量为100的样本，其中男生40名，女生60名．经调查统计，分别得到40名男生一周课外阅读时间(单位：小时)的频数分布表和60名女生一周课外阅读时间(单位：小时)的频率分布直方图．(以各组的区间中点值代表该组的各个值)男生一周课外阅读时间频数分布表小时频数[)0,29[)2,425[)4,63[]6,83女生一周课外阅读时间频率分布直方图(1)从一周课外阅读时间为[)4,6的学生中按比例分配抽取6人，再从这6名学生中选出2名同学调查他们阅读书目．求这两人都是女生的概率；(2)分别估计男生和女生一周课外阅读时间的平均数,x y ；(3)估计总样本的平均数z 和方差²s ．参考数据和公式：男生和女生一周课外阅读时间方差的估计值分别为2 2.4s =男和23s =女，()()404060602222211111()()100i i i i i i s x x x z y z y y ====⎡⎤=-+-+-+-⎢⎥⎣⎦∑∑∑∑，()140i x i ≤≤和()160i y i ≤≤分别表示男生和女生一周阅读时间的样本，其中Z i ∈．【答案】(1)23(2)3x =，4y =；(3) 3.6z =，23s =.【分析】（1）首先求出[)4,6中女生的人数，再利用分层抽样计算抽取的男生与女生的人数，利用古典概型公式求出概率；（2）根据平均数公式计算可得；（3）首先求出总体的平均数，再根据所给公式及数据求出总体的方差.【详解】（1）一周课外阅读时间为[)4,6的学生中男生有3人，女生有1260158⨯⨯=人，若从中按比例分配抽取6人，则男生有361315⨯=+人，女生有1565315⨯=+人，用a 表示男生，用1，2，3，4，5表示女生，则样本空间为{}Ω1,2,3,4,5,12,13,14,15,23,24,25,34,35,45a a a a a =，设事件A =“选出两人都是女生”，则{}12,13,14,15,23,24,25,34,35,45A =，由于抽中Ω中每一个样本点的可能性相等，所以这是一个古典概型，所以()()()102Ω153n A P A n ===.（2）估计男生一周课外阅读时间平均数193255373340x ⨯+⨯+⨯+⨯==；估计女生一周课外阅读时间的平均数1111212325274244812y =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=.（3）估计总样本的平均数3404603.6100z ⨯+⨯==，∵()()4060222211112.4,34060i i i i x x s y ys ==-==-==∑∑男女，∴()()406022221140 2.44096,60360180i i i i x xs y ys==-=⋅=⨯=-=⋅=⨯=∑∑男女，4060222211()40(3 3.6)14.4,()60(4 3.6)9.6i i x z y z ==-=⨯-=-=⨯-=∑∑，∴21[9614.49.6180]3100s =+++=，所以估计总样本的平均数 3.6z =，方差23s =．22．如图①所示，长方形ABCD 中，1AD =，2AB =，点M 是边CD 的中点，将ADM △沿AM 翻折到PAM △，连接PB ，PC ，得到图②的四棱锥P ABCM -．(1)求四棱锥P ABCM -的体积的最大值；(2)若棱PB 的中点为N ，求CN 的长；(3)设P AM D --的大小为θ，若π0,2θ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦，求平面PAM 和平面PBC 夹角余弦值的最小值．【答案】(1)24(2)52(3)1111【分析】（1）作出辅助线，得到当平面PAM ⊥平面ABCM 时，P 点到平面ABCM 的距离最大，四棱锥P ABCM -的体积取得最大值，求出1222PG AM ==，从而得到体积最大值；（2）作出辅助线，证明出四边形CNQM 为平行四边形，从而得到2215122CN MQ ⎛⎫==+= ⎪⎝⎭；（3）作出辅助线，得到∠PGD 为P AM D --的平面角，即PGD θ∠=，建立空间直角坐标系，用含θ的关系式表达出平面PAM 和平面PBC 的法向量，利用空间向量夹角余弦公式得到29cos 80609t t α=+-，结合t 的取值范围求出余弦值的最小值【详解】（1）取AM 的中点G ，连接PG ，因为PA =PM ，则PG ⊥AM ，当平面PAM ⊥平面ABCM 时，P 点到平面ABCM 的距离最大，四棱锥P ABCM -的体积取得最大值，此时PG ⊥平面ABCM ，且1222PG AM ==，底面ABCM 为梯形，面积为()1312122+⨯⨯=，则四棱锥P ABCM -的体积最大值为13223224⨯⨯=（2）取AP 中点Q ，连接NQ ，MQ ，则因为N 为PB 中点，所以NQ 为△PAB 的中位线，所以NQ ∥AB 且12NQ AB =，因为M 为CD 的中点，四边形ABCD 为矩形，所以CM ∥AB 且12CM AB =，所以CM ∥NQ 且CM =NQ ，故四边形CNQM 为平行四边形，所以2215122CN MQ ⎛⎫==+= ⎪⎝⎭.（3）连接DG ，因为DA =DM ，所以DG ⊥AM ，所以∠PGD 为P AM D --的平面角，即PGD θ∠=，过点D 作DZ ⊥平面ABCD ，以D 为坐标原点，分别以DA ，DC ，DZ 所在直线为x 轴，y 轴，z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，则()()()1,0,0,0,1,0,0,2,0A M C ，过P 作PH ⊥DG 于点H ，由题意得PH ⊥平面ABCM ，设()000,,P x y z ，因为22PG =，所以()222sin ,cos ,1cos 222PH GH DH θθθ===-，所以()()002211cos 1cos 222x y θθ==-⨯=-，02sin 2z θ=所以()()1121cos ,1cos ,sin 222P θθθ⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭，所以()1cos cos 121,1,0,,,sin 222AM PA θθθ⎛⎫+-=-=- ⎪ ⎪⎝⎭，设平面PAM 的法向量为()1111,,n x y z = ，则1111101cos cos 12sin 0222x y x y z θθθ-+=⎧⎪⎨+-+-=⎪⎩，令12z =，则()1tan ,tan ,2n θθ= ，设平面PBC 的法向量为()2222,,n x y z =u u r ，因为()cos 1cos 321,0,0,,,sin 222CB PC θθθ⎛⎫-+==- ⎪ ⎪⎝⎭，则22220cos 1cos 32sin 0222x x y z θθθ=⎧⎪⎨-++-=⎪⎩令22sin y θ=，可得：()20,2sin ,3cos n θθ=+ ，设两平面夹角为α，则()()21222212sin 2322cos 3cos 1cos cos 11cos 6cos 2tan2sin 6cos 10n n n n θθθθαθθθθθ++⋅+===⋅-++++ 2213cos 3380201201801cos cos 1133393cos 9cos 33θθθθθ+==⎛⎫⎛⎫+--++++ ⎪ ⎪⎛⎫⎛⎫⎝⎭⎝⎭++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭令11cos 3t θ=+，π0,2θ⎛∈⎤ ⎥⎝⎦，所以3,34t ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦，所以29cos 80609t t α=+-，所以当3t =时，cos α有最小值1111，所以平面PAM 和平面PBC 夹角余弦值的最小值为1111【点睛】求解二面角的大小或最值，利用空间向量求解，可以将几何问题转化为代数问题，简洁明了，事半功倍.。
湖北武汉部分重点中学联考2024年高一下学期6月期末数学试题(解析版)
武汉市部分重点中学2023—2024学年度下学期期末联考高一数学试卷★祝考试顺利考试时间：2024年6月26日下午14：00—16：00★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，并将准考证号条形码贴在答题卡上的指定位置．2． 选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效．3． 非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内．写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效．4． 考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交．一、单项选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分．在每小题所给的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1. 已知复数z 满足()1i 2z −=，则复数z 的虚部为（ ）A. i −B. 1−C. 2iD. 2【答案】D 【解析】【分析】先求出z ，再结合虚部定义可解．【详解】()1i 2z −=，则212i iz −==−，则12z i =+，虚部为2． 故选：D.2. 已知向量a 与b的夹角为30°，2b = ，则a b −= （ ）A. 1B. 2C. 2+D.【答案】A 【解析】【分析】借助向量模长与数量积的关系与数量积的计算公式计算即可得.【详解】a b −=1=. 故选：A.3. 已知一组数据8，4，7，6，5，3，9，10，则这组数据的25%分位数是（ ） A. 3.5 B. 4C. 4.5D. 5【答案】C 【解析】【分析】根据已知条件，结合百分位数定义可解．【详解】数据从小到大排序：3，4，5，6，7，8，9，10，共8个， 则825%2×=，则这组数据的25%分位数是：454.52+=． 故选：C.4. 在某次比赛中运动员五轮的成绩互不相等，记为()1,2,3,4,5i x i =，平均数为x ，若随机删去其中一轮的成绩，得到一组新数据，记为()1,2,3,4i y i =，平均数为y ，下面说法正确的是（ ） A. 新数据的极差不可能等于原数据的极差 B. 新数据的中位数可能等于原数据的中位数 C. 若x y =，则新数据的方差一定小于原数据方差D. 若x y =，则新数据的第40百分位数一定大于原数据的第40百分位数 【答案】B 【解析】【分析】根据极差、中位数、平均数和方差的概念，以及百分位数的概念及计算方法，逐项判定，即可求解.【详解】对A ：若随机删去任一轮的成绩，恰好不是最高成绩和最低成绩， 此时新数据的极差等于原数据的极差，故A 错误； 对B ：不妨假设12345x x x x x <<<<， 当()24312x x x +=时，若随机删去的成绩是3x ， 此时新数据的中位数等于原数据的中位数，故B 正确；对C ：若x y =，即删去的数据恰为平均数，根据方差的计算公式，分子不变，分母变小，所以方差会变大， 则新数据的方差一定大于原数据方差，故C 错误；对D ：若x y =，即删去的数据恰为平均数，在按从小到大的顺序排列的5个数据中，因为540%2×=，此时原数据的40%分位数为第二数和第三个数的平均数； 删去一个数据后的4个数据，从小到大的顺序排列，可得440% 1.6×=， 此时新数据的40%分位数为第二个数，显然新数据的40%分位数小于原数据的40%分位数，故D 错误. 故选：B.5. 《天工开物》是我国明代科学家宋应星所著的一部综合性科学技术著作，书中记载了一种制造瓦片的方法．某校高一年级计划实践这种方法，为同学们准备了制瓦用的粘土和圆柱形的木质圆桶，圆桶底面外圆的直径为20cm ，高为20cm ．首先，在圆桶的外侧面均匀包上一层厚度为1cm 的粘土，然后，沿圆桶母线方向将粘土层分割成四等份（如图），等粘土干后，即可得到大小相同的四片瓦．每位同学制作四片瓦，全年级共1000人，需要准备的粘土量（不计损耗）约为（ ）（参考数据：π 3.14≈）A. 31.3mB. 31.5mC. 31.8mD. 32.2m【答案】A 【解析】【分析】结合圆柱体积公式求出四片瓦的体积，再求需准备的粘土量.【详解】由条件可得四片瓦的体积22π1120π1020420πV =××−××=（3cm ）则1000名学生，每人制作4片瓦共需粘土体积为1000420π420000π×=（3cm ），又π 3.14≈， 所以共需粘土的体积为约为31.3m . 故选：A6. 已知m ，n 为异面直线，m ⊥平面α，n ⊥平面β，直线l 满足l ⊥m ，l ⊥n ，,l α⊄,l β⊄则 （ ）的A. α∥β且l ∥αB. α⊥β且l ⊥βC. α与β相交，且交线垂直于lD. α与β相交，且交线平行于l【答案】D 【解析】【详解】试题分析：由m ⊥平面α，直线l 满足l m ⊥，且l α⊄，所以//l α，又n ⊥平面β，,l n l β⊥⊄，所以l //β，由直线,m n 异面直线，且m ⊥平面,n α⊥平面β，则α与β相交，否则，若//αβ则推出//m n ，与,m n 异面矛盾，所以,αβ相交，且交线平行于l ，故选D ．考点：平面与平面的位置关系，平面的基本性质及其推论． 7. 如图，在平面四边形ABCD 中，AD CD ⊥，ACBC ⊥，30DAC °∠=，45BAC °∠=，现将ACD 沿AC 折起，并连接BD ，使得平面ACD ⊥平面ABC ，若所得三棱锥D ABC −的外接球的表面积为8π，则三棱锥D ABC −的体积为（ ）A.14B.C.D.【答案】D 【解析】【分析】利用面面垂直的性质定理，线面垂直的判定定理可以证得ADB ∠为直角，又ACB ∠为直角，进而利用直角三角形的性质得到外接球的球心为斜边AB 的中点，然后根据球的面积公式求得球的半径，进而计算求得三棱锥D ABC −的体积.【详解】∵平面ACD ⊥平面ABC ，平面ABC 平面BCD AC =，,AC BC BC ⊥⊂平面ABC ，∴BC⊥平面ACD ，又∵AD ⊂平面ACD ，∴AD BC ⊥，又∵,,AD DC BC DC C BC ⊥∩=⊂平面BCD ，DC ⊂平面BCD ，∴AD ⊥平面BCD ， 又∵BD ⊂平面BCD ，∴AD BD ⊥，即ADB ∠为直角， 又∵ACB ∠为直角，∴取AB 的中点O ，连接,OC OD ，为由直角三角形的斜边上的中线性质OA OB OC OD ===， 可得O 为三棱锥D ABC −外接球的球心，由三棱锥D ABC −外接球的表面积为8π，可得外接球的半径r =∴2,2,1,AB BC AC CD AD ====，∵BC⊥平面ACD ，ADB ∠为直角，∴三棱锥D ABC −的体积为11121332ACD BC S ×=×××= 故选：D8. 已知棱长为4的正方体1111ABCD A B C D −，点E 是棱AB 的中点，点F 是棱1CC 的中点，动点P 在正方形11AA DD （包括边界）内运动，且1//PB 平面DEF ，则PD 的长度范围为（ ）A.B.C.D.【答案】C 【解析】【分析】先过点1B 作出与平面DEF 平行的平面，然后得出点P 的轨迹，最后计算PD 的长度取值范围即可.【详解】如图，取1BB 上靠近点B 的四等分点G ，连接EG 、FG ， 由E 是棱AB 的中点，点F 是棱1CC 的中点，易得//EG DF ， 则EG ⊂平面DEF ，取11C D 、1A A 中点H 、J ，取1DD 上靠近点1D 的四等分点I ， 连接1B H 、HI 、IJ 、1JB ，由正方体的性质易得1//HI JB ，1//JB EG ，则//HI EG ， 又HI ⊄平面DEF ，EG ⊂平面DEF ，所以//HI 平面DEF ，同理，//IJ 平面DEF ，又IJ IH I ⊂ ，,IJ IH ⊂平面1HIJB ，故平面1//HIJB 平面DEF ， 又1//PB 平面DEF ，P ∈平面11AA DD ，故P IJ ∈， 即点P 的轨迹为线段IJ ，设点D 到IJ 的距离为d ，有1432DIJ S d =××= ，故d=，又max PD DJ ===，故PD 的长度范围为.故选：C..【点睛】关键点点睛：本题解决的关键是过1B 作出与平面DEF 平行的平面，从而求得P 的运动轨迹，由此得解.二、多项选择题（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，全部选对得6分，部分选对的得部分分，有选错的得0分）9. 供电部门对某社区100位居民6月份人均用电情况进行统计后，按人均用电量分为[)0,10，[)10,20，[)20,30，[)30,40，[]40,50五组，整理得到如图所示的频率分布直方图，则有关这100位居民，下列说法正确的是（ ）A. 6月份人均用电量人数最多的一组有40人B. 6月份人均用电量在[)30,40内的有30人C. 6月份人均用电量不低于20度的有50人D. 在这100位居民中用比例分配的分层随机抽样方法抽取10位居民协助收费，抽到的居民用电量在[)20,30一组的人数为3【答案】ACD 【解析】【分析】根据题意，由频率分布直方图，对选项逐一计算，即可得到结果.【详解】A ：根据频率分布直方图知，6月份人均用电量人数最多的一组是[)10,20， 有1000.041040××=（人），故A 正确； B ：6月份人均用电量在[)30,40内的人数为1000.011010××=，故B 错误；C ：6月份人均用电量不低于20度的频率是()0.030.010.01100.5++×=， 有1000.550×=（人），故C 正确； D ：用电量在[)20,30内的有0.031010030××=（人）， 所以在这100位居民中用比例分配的分层随机抽样方法抽取10位居民协助收费， 抽到的居民用电量在[)20,30一组的人数为30103100×=，故D 正确． 故选：ACD10. 将一个直径为8cm 的铁球磨制成一个零件，能够磨制成的零件可以是（ ） A. 底面直径为8cm ，高为6cm 的圆柱体 B. 底面直径为6cm ，高为4cm 的圆锥体 C. 底面边长为4cm ，高为6cm 的正四棱柱 D. 棱长为6cm 的正四面体【答案】BD 【解析】【分析】根据球的几何性质，结合勾股定理，计算球心到选项中各几何体底面的距离，结合各几何体特征即可逐一求解.【详解】对A ：若圆柱的底面直径为8，此时球心到圆柱底面的距离为0，故A 错误； 对B ：若圆锥的底面直径为6，则半径为3，，故圆锥的高最大时为44+>，故B 正确；对C ：若正四棱柱底面边长为4，则底面外接圆半径为，故正四棱柱的高最大时为6<，故C 错误；对D ：法一：若正四面体的棱长为6，则底面外接圆半径为23×2=，棱长为6cm ，由246+=>D 正确法二：若将各棱长均为6cm 的四面体放入到棱长为8=<，故D 符合，故D 正确. 故选：BD.11. 已知圆锥SO 的底面半径为10cm ，其母线SA 长40cm ，底面圆周上有一动点B ，下列说法正确的有（ ）A. 截面SAB 的最大面积为2B. 若π3AOB ∠=，则直线SB 与平面SOA 夹角的正弦值为14C. 当三棱锥O SAB −的体积最大时，其外接球的表面积为21700πcmD. 若C SA ∈，且10cm CA =，一只小蚂蚁从A 点出发绕侧面一周到达C 点，先上坡后下坡，当它爬行的路程最短时，下坡路段长为18cm 【答案】ACD 【解析】【分析】对A ，关键在于考虑∠ASB 正弦的大小；对B ，只需作出线面角即可；对C ，当三棱锥O -SAB 体积最大值，三棱锥可以补成长方体；对D ，可以将圆锥侧展开考虑. 【详解】对A ，因为1sin 4OA ASO SA ∠==，所以∠ASB 为锐角，所以21222SAB SOA S S SO OA ≤=×⋅= ，A 正确； 对B ，如图，取OA 中点H ，则BH ⊥OA ，又BH ⊥SO ，所以BH ⊥面SOA ， 所以∠BSH 为直线SB 与平面SOA 所成的角，所以sin BH BSH BS ∠=B 错误；对C ，易知当三棱锥O -SAB 体积最大时，OB ⊥面SOA ， 此时三棱锥可以补成以OA ，OB ，OS 为三相邻边的长方体，所以外接球直径2R =，外接球表面积为2241700πcm R π=，C 正确；对D ，将三棱锥侧面展开如下，扇形弧长为20cm π，所以2ASA π′∠=； 过S 作SD ⊥A C ′于D ，则所求路径即为CD 的长： 由40cm SA ′=，SC =30cm ，所以A C ′=50cm ，且218cm SC CD A C==′，D 正确.故选：ACD. 【点睛】方法点睛：(1)过三棱锥顶点作三棱锥截面，由于母线长是确定的，所以截面面积取决于顶角的大小； (2)几何法求线面角大小，关键作出斜线在平面上的投影； (3)“墙角式”三棱锥外接球为补成长方体体对角线中点； (4)立体几何路径最短问题，往往需要展成一个平面后解决三、填空题（本大题共3小题，每小题5分，共15分）.12. 在ABC 中，60BAC ∠=°，3AB =，2AC =，若D 为BC 边的中点，则AD =______．【解析】【分析】借助向量的线性运算与模长与数量积的关系计算即可得. 【详解】由D 为BC 边的中点，则()12AD AB AC =+，则AD =13. 某水平放置的平面图形ABCD 的斜二测直观图是梯形A B C D ′′′′（如图所示），已知A D B C ′′′′∥，45A B C ′′′∠=°，112A D AB BC ′′′′′′===，将该平面图形绕其直角腰AB 边旋转一周得到一个圆台，则该圆台的侧面积为______．【答案】 【解析】【分析】结合斜二测法可得圆台上、下底面半径及母线长度，结合圆台性质与圆锥的侧面积公式计算即可得该圆台的侧面积.【详解】由题可得22AB A B ′′==，1AD A D ′′==，2BC B C ′′==，90ABC ∠=°， 则所得圆台上底面为以AD 为半径的圆，下底面为以BC 为半径的圆，高为AB ，其母线为CD =故其侧面积()()ππ12S AD BC CD =⋅+⋅=×+=.故答案为：.14. 如图所示，某甜品店将上半部是半球（半球的半径为2），下半部是倒立的圆锥（圆锥的高为4）的冰淇淋模型放到橱窗内展览，托盘是边长为6的等边三角形ABC 金属片沿三边中点D ，E ，F 的连线向上折叠成直二面角而成，则半球面上的最高点到平面DEF 的距离为______．【答案】6 【解析】【分析】画出底面展开图，由几何关系得到图中边长关系，由正弦定理可得2r =到2MO =.【详解】设上面球心为1O ，ABC 的圆心为2O ，ABC 三点在底面投影的正三角形111A B C 的中心为3O ，圆锥的顶点为M ，EF 边中点为N ，连接,DN BN ，则112,4O P O M ==，3BE =， 由几何关系可得123,,O O O 三点共线，由题意可得162BN DN ==×=111113222A B EB EF BE ====， 在几何体中，设ABC 的外接圆半径为2r ，则由正弦定理可得22322sin 60r r °=⇒=2BO =由21MBO MPO ∽可得2211MO BO MO PO =，所以224MO MO ⇒所以半球面上的最高点到平面DEF的距离为22466MO BN +−+==+故答案为：6四、解答题（本大题共5小题，共77分．解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤）15. 在锐角ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，且2cos cos cos a A b C c B −=． （1）求角A 的大小；（2）若a =，求b c +的取值范围． 【答案】（1）π3（2）(6, 【解析】【分析】（1）根据题意，结合正弦定理及诱导公式，即可求得1cos 2A =，得角即可； （2）由正弦定理，将边全部化为角，利用三角函数来求值域即可． 【小问1详解】根据题意得，2cos cos cos a A b C c B −=，由正弦定理得，2sin cos sin cos sin cos A A C C B −=，即sin cos sin cos sin()2sin cos C B B CB C A A +=+=， 即sin()sin 2sin cos B C AA A +==， 因为π(0,)2A ∈，则sin 0A ≠则12cos A =， 则1cos 2A ＝，(0,π)A ∈，则π3A =． 【小问2详解】由正弦定理得，4sin sin sin a b c A B C ===，所以4sin 4in ,s b B c C =．所以4(sin sin )4[sin sin()]b c B C B A B +=+=++，34sin 6sin 2B B B B =+=+π6B+，因为锐角ABC，则π2π2BC<<<<，即π22ππ32BB<<<−<，解得ππ62B<<．则ππ2π363B<+<πsin16B<+≤．所以6b c<+≤，则b c+的取值范围(6,．16. 如图，在四棱锥P ABCD−中，平面ABCD⊥平面PAB，AB DC，AB BC⊥，4AB=，2BC DC==，3PA PB==，点M为PB的中点．（1）求证：CM∥平面P AD；（2）求二面角P BD C−−的余弦值．【答案】（1）答案见解析（2）【解析】【分析】（1）根据中点特征，平面P AD内找一条与CM平行的直线，运用中位线性质和平行线传递性，证明线线平行，最终得到线面平行即可；（2）运用中点特征，作辅助线找出二面角的平面角后，转化用余弦定理来解三角形即可．【小问1详解】如图，取PA中点N，连接,DN MN．由于点M 为PB 的中点，则∥MN AB ，且AB DC ，且12MNDC AB ==， 故四边形MNDC 为平行四边形，则CM DN ∥.又DN PAD ⊂平面，CM PAD ⊄平面，则CM ∥平面P AD ． 【小问2详解】 如图，由于平面ABCD ⊥平面PAB ， AB 为两平面交线，且AB BC ⊥，BC ⊂平面ABCD ， 则BC⊥平面PAB ，PB ⊂平面PAB ，则BC PB ⊥，PC ；取AB 中点O ，连接DO ，OP ，则DC BO ， //DC BO ，且OB BC ⊥， 则四边形DOBC 为正方形，则//DO BC ，由（1）知道，BC ⊥平面PAB ，故DO ⊥平面PAB ．又3PA PB ==，则OP BA ⊥，则,,OP OD OB 两两垂直．可以求得DB =，OP ==，3DP BP ==， 则PBD △和CBD △都为等腰三角形.取DB 中点R ， 连接CR ，RP ，则PR DB,CR DB ⊥⊥ 则∠CRP 即为二面角P−BD−C 的平面角.RP，CRPC =．CRP △中，用余弦定理得，222cos 2CR RP PC CRP CR RP +−∠=×× 由图可知，二面角P BD C −−为钝角，则余弦值为．17. 近年来，“直播带货”受到越来越多人的喜爱，目前已经成为推动消费的一种流行的营销形式．某直播平台1200个直播商家，对其进行调查统计，发现所售商品多为小吃、衣帽、生鲜、玩具、饰品类等，各类直播商家所占比例如图所示．在（1）该直播平台为了更好地服务买卖双方，打算随机抽取60个直播商家进行问询交流．如果按照比例分层抽样的方式抽取，则应抽取小吃类、生鲜类商家各多少家？（2）在问询了解直播商家的利润状况时，工作人员对（1）中抽取的60个商家的平均日利润进行了统计（单位：元），所得频率分布直方图如右图所示，请根据频率分布直方图计算下面的问题：①估计该直播平台商家平均日利润的中位数与平均数（结果保留一位小数，求平均数时同一组中的数据用该组区间的中点值作代表）；②若将平均日利润超过430元的商家评为“优秀商家”，估计该直播平台“优秀商家”的个数． 【答案】（1）小吃类24家，生鲜类9家 （2）①中位数为342.9，平均数为352.5；②168 【解析】【分析】（1）根据分层抽样的定义计算即可； （2）①根据中位数和平均数的定义计算即可；②根据样本中“优秀商家”“优秀商家”的个数即可. 【小问1详解】()60125%15%10%5%5%24×−−−−−=，6015%9×=，所以应抽取小吃类24家，生鲜类9家； 【小问2详解】①根据题意可得()0.00130.0030.0050.007501a ×++++×=，解得0.002a =， 设中位数为x ，因为()0.0010.003500.2+×=，()0.0010.0030.007500.55++×=， 所以()3000.0070.20.5x −×+=，解得342.9x ≈， 平均数为：()2250.0012750.0033250.0073750.0054250.0024750.0015250.00150352.5×+×+×+×+×+×+××=， 所以该直播平台商家平均日利润的中位数为342.9，平均数为352.5.②4504300.0020.0010.00150120016850−×++××=, 所以估计该直播平台“优秀商家”的个数为168.18. 如图所示，在三棱锥O ABC −中，OA BC ⊥，OB AC ⊥．（1）证明：OC AB ⊥；（2）若ABC 是边长为2的等边三角形，点O 到平面ABC ．试问直线OB 与平面ABC 所成夹角是否为定值，若是则求出该夹角的余弦值；若不是请说明理由；（3）在（2）的条件下，取OB 中点为P ，并取一点Q 使得()01AQ AC λλ=<<．当直线PQ 与平面ABC 所成角的正切值最大时，试求异面直线OQ 与PC 所成角的余弦值． 【答案】（1）证明见解析（2 （3）23【解析】【分析】（1）过O 作OH ⊥平面ABC 于点H ，利用线面垂直的性质和判定定理即可证明； （2）找到线面角即为OBH ∠，再利用勾股定理和余弦性质即可；（3）首先利用线面角定义证明Q 和N 重合时，直线PQ 与平面ABC 所成角的正切值最大，再证明该四面体为正四面体，最后利用余弦定理即可. 【小问1详解】过O 作OH ⊥平面ABC 于点H ，延长AH 交BC 于点M ， 延长BH 交AC 于点,N BC ⊂平面ABC ，则,,OH BC BC OA OH OA O ⊥⊥∩=，,OH OA ⊂平面OAH ， 则BC⊥平面OAH ，AH ⊂ 平面,OAH BC ∴⊥AH ，同理由AC OB ⊥可证明,AC BH H ⊥∴为ABC 的垂心，AB CH ∴⊥， 因为OH ⊥平面ABC ，AB ⊂平面ABC ,AB OH ∴⊥，又,,CH OH H CH OH ∩=⊂ 平面OHC ，则AB ⊥平面OHC . OC ⊂ 平面,OHC AB OC ∴⊥.【小问2详解】OH ⊥ 平面ABC ，则直线OB 与平面ABC 所成的角即为OBH ∠，ABC 等边三角形，边长为2，则223BH OH =×== ，2OB∴=， 所以直线OB 与平面ABC所成夹角是定值，且cos BHOBH OB ∠= 直线OB 与平面ABC. 【小问3详解】取BH 的中点G ，连PG 和GQ ，P 为OB 的中点//PG OH ∴，12PGOH ==， OH ⊥ 平面,ABC PG ∴⊥平面ABC ，PQG ∠即为直线PQ 与平面ABC所成角tan PG PQG GQ ∠=GQ 最小.由题意知GQ GN ≥，则GQ 最小时，Q 和N 重合时，取BN 中点D ，连接,,PD DC PC ，则//,PD ON DPC ∠即为异面直线ON 与PC 所成的角，为在DBC △中，30,2DB DBC BC °∠==，由余弦定理得DC =同（2）中OB 的求法可得2OA OC OB ===，结合底面是为2的等边三角形，则该四棱锥为正四面体，则ON PC ==又DPC △中，12PDON ==，则由余弦定理得2cos 3DPC∠=.【点睛】关键点点睛：本题第三问的关键是首先根据线面角的定义找到线面角，再找到其正切最大的状态，最后结合余弦定理即可得到答案.19. 已知数据1x ，2x ，…，n x 的平均数为x ，方差为2x s ，数据1y ，2y ，…，n y 的平均数为y ，方差为2y s．类似平面向量，定义n 维向量()12,,,n OP x x x x x x =−−−，()12,,,n OQ y y y y y y =−−− 的模OP=，OQ=，数量积()()1ni i i OP OQ x xy y =⋅=−−∑．若向量OP与OQ所成角为θ，有恒等式cos OP OQ OP OQ θ⋅=，其中*n ∈N ，2n ≥． （1）当2n =时，若向量()3,4OP =−− ，()5,12OQ=−，求OP 与OQ所成角的余弦值；（2）当3n =时，证明：①2222212333xs x x x x =++−；②1122333OP OQ x y x y x y x y ⋅=++−；（3）当*n ∈N ，2n ≥时，探究()2OP OQ ⋅ 与222211n n i i i i x nx y n y == −− ∑∑的大小关系，并证明．【答案】（1）3365（2）证明见解析 （3）()2222211n ni i i i O x x n y O n P y Q==⋅ ≤−− ∑∑，证明见解析【解析】【分析】（1）借助数量积公式计算即可得；（2）①结合方差的计算法则化简即可得；②借助所给数量积公式计算化简即可得；（3）借助所给恒等式计算出()2OP OQ ⋅ 后，结合三角函数值域即可得.【小问1详解】33cos ,65OP OP OQOQ QOP O ⋅==⋅；【小问2详解】 ①当3n =时，()()()()22222222123123123332x s x x x x x xx x x x x x x x =−+−+−=+++−++222222221231233233x x x x x x x x x x =+++−⋅=++−；②()()()3311i ii iiii i O x xy y x y xy x y P x Q y O ==⋅=−−=−−+∑∑ 33331111333i i iii ii i i i x y x y y x x y x y x y x y =====−⋅−⋅+−−+∑∑∑∑ 1122333133i ii x y x yx y x y x y x y ==−=++−∑；【小问3详解】()2222211n ni i i i O x x n y O n P y Q==⋅ ≤−− ∑∑ ，理由如下：当*n ∈N ，2n ≥时，()()22222111122nnnniii ii i i i i x x xx x x xnx x x ===−=+−=+−∑∑∑∑22222112nnii i i x nx nx x nx ==+−=−∑∑，同理可得()22211nni i i i y y y n y =−=−∑∑，则()()()222222112cos ,cos ,n nii i i OP OQ OP OQ OP OQ OP O x x Q y y ====−⋅−⋅⋅⋅∑∑2222222221111cos ,n n n n i i i i i i i i x nx y n y x nx y n Q y OP O ==== =−−⋅≤−− ∑∑∑∑ .【点睛】关键点点睛：本题关键点在于运算，尤其需要清楚1ni i x nx ==∑.。
广东省肇庆市2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题(解析版)
肇庆市2023—2024学年第二学期高一年级期末教学质量检测数学注意事项：1．本试卷共150分，考试时间120分钟.2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B 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.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.已知样本空间{}1,2,3,4Ω=，事件{}1,2A =，{}2,3B =，则()P A B =（ ）A.34B.12C.14 D.16【答案】A 【解析】【分析】根据题意，由概率的计算公式，代入计算，即可得到结果.【详解】因为{}1,2,3,4Ω=，且事件{}1,2A =，{}2,3B =，则{}1,2,3A B = ，所以()34P A B ∪=. 故选：A2.若向量()1,7a =−，则下列与向量a垂直的向量是（ ）A.()1,7− B.()1,7 C.()7,1 D.()7,1−【答案】C 【解析】【分析】根据数量积的坐标表示判断即可.【详解】对于A ：()()1177500×−+×−=−≠，故A 错误；对于B ：()1177480×+×−=−≠，故B 错误；对于C ：()17170×+×−=，故C 正确；对于D ：()()1717140×−+×−=−≠，故D 错误. 故选：C3. 某射手射靶5次，命中的环数分别为5，6，9，8，7，则命中环数的方差为（ ） A. 2 B. 2.2 C. 3 D. 7【答案】A 【解析】【分析】根据题意，由方差的计算公式代入计算，即可得到结果. 【详解】由题意可得，命中的环数的平均数为()15698775++++=， 则方差为()()()()()222221576797877725 −+−+−+−+−=. 故选：A4. 欧拉公式i e cos isin x x x =+（e 为自然对数的底，i 是虚数单位，x ∈R ）建立了三角函数和指数函数的关系，它在复变函数论里占有非常重要的地位．根据以上内容，可知2i 3e π在复平面内对应的点位于（ ） A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限【答案】B 【解析】【分析】由题意可得2πi 31e2=−，可得结论.【详解】由欧拉公式i e cos isin x x x =+（e 为自然对数的底，i 是虚数单位，x ∈R ），可得2πi 32π2π1ecosisin 332=+=−，所以2i 3eπ在复平面内对应的点1(2−位于第二象限. 故选：B .5. 已知()1tan15tan 1tan15α+°=−°，则tan2α=（ ）A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】根据题意，由正切函数的和差角公式可得tan α=，再由正切函数的二倍角公式，代入计算，即可求解.【详解】由()1tan15tan 1tan15α+°=−°可得1tan15tan 45tan15tantan 601tan151tan 45tan15α+°°+°===°=−°−°⋅°，则22tan tan21tan ααα===−.故选：C6. ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若2224b a c =+−，4B π=，则ABC 的面积为（ ） A.12B. 1C.D. 2【答案】B 【解析】【分析】利用余弦定理结合三角形面积公式求解三角形的面积即可.【详解】由余弦定理得2222222π42cos 4b ac a c ac a c =+−=+−=+4=，则ac =，则ABCsin 1.B =故选：B7. 将函数()sin cos f x x x =图象上的所有点都向左平移π5个单位长度后，再将所得函数图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍（纵坐标不变），得到函数()g x 的图象，则（ ）A.()12πsin 25g x x=+ B.()12πsin 425g x x=+ C. ()πsin 5g x x =+D. ()πsin 45g x x =+【答案】A 【解析】【分析】利用二倍角公式结合图像变换的知识求解即可.【详解】()112sin cos sin 2,22f x x x x =×=将所有点都向左平移π5个单位长度后,得到.π1π12πsin 2sin 252525f x x x+=+=+， 再将所得函数图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍（纵坐标不变），得到函数()12πsin 25g x x =+， 故选：A.8. 已知单位圆O 与x 轴正半轴交于点A ，点B 在第二象限且在单位圆上．若13OB OA ⋅=− ，劣弧AB 的中点为C ，则OC =（ ）A.B.C. 23D. 23【答案】A 【解析】【分析】通过单位圆、A 点坐标及13OB OA ⋅=− ，得1(3B −，设OB 与x 正半轴的夹角为2α，则1cos 2,sin 23αα=−，求出sin ,cos αα即可. 【详解】由题意可知，(1,0)A ，则()1,0OA =，B 在第二象限且在单位圆上，设(,)B a b ，且2210,0a b a b +=，则(),OB a b = ，因为103OB OA a ⋅=+=− ，所以13a =−，即b =，故1(3B −.设OB 与x 正半轴的夹角为2α，则21cos 212sin ,sin 22sin cos 3ααααα=−=−=，因为sin 20α>，且()20,πα∈，则π0,2α∈，所以sin αα=，所以C 点坐标为C ，故OC = . 故选：A.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. 已知复数23i z =−，则下列命题为真命题的有（ ） A. z 的虚部为3−B. z =C. 10i z z ⋅=D. 若z 是关于x 的方程()20,x px q p q ++=∈R 的一个根，则9p q += 【答案】ABD 【解析】【分析】求得复数的虚部与模可判断AB ，求得10i z ⋅，可判断C ；由已知可得25(123)i 0p q p +−+−−=，可求得p q +判断D.【详解】对于A ：由23i z =−，可得复数z 的虚部为3−，故A 正确；对于B ：z=B 正确；对于C ：242102i (23i)i (23i)2i 3i z z +×==−−−≠+⋅= ，故C 错误；对于D ：因为z 是关于x 的方程()20,x px q p q ++=∈R 的一个根， 所以2(23i)(23i)0p q −+−+=，所以4912i 23i 0p p q −−+−+=， 所以25(123)i 0p q p +−+−−=，所以2501230p q p +−=−−=，解得4,13p q =−=， 所以9p q +=，故D 正确； 故选：ABD.10. 将一枚质地均匀的骰子先后抛掷2次，记事件=i A “第一次向上的点数为i ”()1,2,3,4,5,6i =，j B =“第二次向上的点数为j ”()1,2,3,4,5,6j =，C =“两次向上的点数之和为7”，则（ ）A. ()16i P A =B. ()319P B C =C. 11A B 与22A B 是互斥事件D. 1A 与C 相互独立【答案】ACD 【解析】【分析】由古典概型计算()i P A ，()3P B C ，判断A,B;运用互斥事件概念判断C ；利用独立事件的定义，结合古典概型判断D.【详解】抛掷一枚骰子两次的样本点数共36种：(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6)，(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6)，(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6)，(4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6)，(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6)，(6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)，i A 表示第一次向上出现i 点()1,2,3,4,5,6i =，第二次向上任一点,1()6i P A =()1,2,3,4,5,6i =，则A 正确.3B C 表示第二次向上出现3点且两次向上点数之和不是7，则第一次向上出现不是4,则等价于说第一次出现1,2,3,5,6，第二次向上是3点.满足题意的有(1,3),(2,3),(3,3),(5,3),(6,3)，共5种，则概率为()3536P B C =.故B 错误． 11A B 表示点数组合(1,1)，22A B 表示出现(2,2)，不能同时发生，故11A B 与22A B 是互斥事件，故C 正确．由A 知道，()116P A =,C 表示两次点数之和是7，则C 包含结果数为(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),(5,2),(6,1)，共6种 ,则概率61()366P C ==． 1AC 表示第一次出现1点，且两次和为7．满足题意的有(1,6).则11()36P AC =. 故11()()()P AC P A P C =.则1A 与C 相互独立.故D 正确． 故选：ACD.11. 已知函数()()sin 0f x x x ωωω=+>，[]0,πx ∈，对[]0,πx ∀∈都有()m f x M ≤≤，且()f x 的零点有且只有3个.下列选项中正确的有（ ）A. 0M m +=B.ω的取值范围为811,33C. 使()0f x M =的0x 有且只有2个D. 方程()f x =的所有根之和为6π 【答案】AC 【解析】【分析】()πsin 2sin()3f x x x x ωωω=+=+，始终把3x πω+看做一个整体，借助正弦函数的图象、最值、方程的根来对选项逐一分析即可.【详解】()πsin 2sin()3f x x x x ωωω=+=+，令3t x πω=+，则2sin y t =， 令()0f x =，即sin 0t =，[]0,πx ∈ ，πππ,π333t x ωω∴=+∈+，则()f x 在[]0,π上有3个零点， 则max 3π4πt ≤<，即π3ππ4π3ω≤+<， 解得81133ω≤<，故B 错误； []0,πx ∈ ，πππ,π333x ωω ∴+∈+，则=2,2M m =−，所以0M m +=，故A 正确；若0()2f x M ==，即0πsin()13x ω+=， 0π32x πω+=或0π532x πω+=，故C 正确；()0f =，且()f x 的零点有且只有3个，所以方程()f x =有四个根，从小到大分别为1230,,,x x x .()f x =，即sin t =则112233π2ππ7ππ8π,,333333t x t x t x ωωω=+==+==+=， 则12314π(0)3x x x ω+++=，故12314π03x x x ω+++=，即方程()f x =14π3ω，故D 错误.故选：AC .【点睛】方法点睛：解决ω的取值范围与最值问题主要方法是换元法和卡住ω的大致范围，如本题B 选项，具体方法为：（1）根据x 的范围，求出x ωϕ+的范围； （2）把x ωϕ+看成一个整体，即利用换元法，把sin()y A x ωϕ+变成sin y A t =来降低解决问题的难度，再借助正弦函数的图象，要使()f x 有3个零点，则x ωϕ+的最大值就必须在[3π,4π)之间，列出不等式即可求出ω的取值范围.三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分．12. 若()()1i 3i m −+为纯虚数，则实数m =________． 【答案】3− 【解析】【分析】根据复数代数形式的乘法运算化简，再根据复数的类型得到方程（不等式）组，解得即可. 【详解】因为()()()()21i 3i 3i i 3i 33i m m m m m −+=+−−=++−，又()()1i 3i m −+为纯虚数，所以3030m m +=−≠，解得3m =−.故答案为：3−13. 已知函数()cos 2sin f x x x =−，当()f x 取得最大值时，cos x =________．【解析】【分析】利用辅助角公式求解，用已知角表示未知角求解即可. 【详解】()cos 2sin ),f x x x x ϕ=−+其中cos ϕϕ=当()f x 取得最大值时，cos()1,x ϕ+=sin()0,x ϕ+= 所以()()()cos cos cos cos sin sin 1x x x x ϕϕϕϕϕϕ =+−=+++14. 如图，M 到N 的电路中有5个元件1T ，2T ，3T ，4T ，5T ，电流能通过1T ，2T ，3T ，4T 的概率都为0.8，电流能通过5T 的概率为0.9，且电流能否通过各元件相互独立，则电流能在M 与N 之间通过的概率为________．【答案】0.99216 【解析】【分析】先应用独立事件的概率乘法公式，再结合互斥事件的概率和公式计算即可. 【详解】设12345,,,,T T T T T 能通过电流分别为事件12345,,,,A A A A A ,事件相互独立, 设电流能在M 与N 之间通过为事件B, 所以()()()()()()()()()512345110.910.20.210.20.20.10.99216P B P A P A A P A A P A +−−+−××−××.故答案：0.99216.四、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. 某学校教研室为了解高一学生期末考试的数学成绩情况，随机抽取了120个学生，把记录的数学成绩分为5组：[)50,70，[)70,90，[)90,110，[)110,130，[]130,150，并绘制成了频率分布直方图，如图为所示：注：90分及以上为及格．（1）求a 的值，并估计数学成绩的中位数及众数；（2）在样本中，若采用按比例分配的分层随机抽样方法，从样本中抽取数学成绩不及格和及格的学生共20人，求及格的学生应抽取多少人．【答案】（1）0.0125a =；中位数102.5；众数100 （2）15 【解析】【分析】（1）根据题意，由频率分布直方图的性质代入计算，即可求得a ，再由中位数与众数的计算公式代入计算，即可求解；（2）根据题意，由频率分布直方图可得及格的人数，再由分层抽样的公式代入计算，即可得到结果.小问1详解】由频率分布直方图的性质可得，()0.00250.010.020.005201a ++++×=， 解得0.0125a =，设中位数为x ，因为()0.00250.01200.250.5+×=<，()0.00250.010.02200.650.5++×=>，所以中位数在[)90,110范围内，则()()0.00250.0120900.020.5x +×+−×=，解得102.5x =， 则中位数为102.5，再由频率分布直方图可知众数为100. 【小问2详解】由频率分布直方图可知，及格人数为()0.020.01250.0052012090++××=人， 再由分层抽样可得，及格的学生应抽取902015120×=人. 16. 一个不透明的盒中有3个红球，2个白球，5个球除颜色外完全相同． （1）从盒中有放回地摸球，求第一次与第二次摸到的都是红球的概率；【的（2）每次从盒中任取两个球，游戏规则：若都是红球，则放回盒中；若有白球，则将白球换成红球（非盒内，且与原盒中红球相同），再把两个红球放回盒中，白球不放回盒中，直至盒中都是红球，游戏结束．求经过2次抽取后游戏结束的概率． 【答案】（1）925（2）27100【解析】【分析】（1）根据相互独立事件的概率公式计算可得；（2）首先利用列举法求出取一次球取到两球都是红球的概率，取到一个红球一个白球的概率，取得两球都是白球的概率，再分两种情况讨论，利用相互独立事件及互斥事件的概率公式计算可得. 【小问1详解】设第一次与第二次摸到的都是红球为事件A ， 则()3395525P A =×=. 【小问2详解】记3个红球分别为a ，b ，c ，2个白球分别为D 、E ，则从盒子中任取两个球所有可能结果为ab ，ac ，aD ，aE ，bc ，bD ，bE ，cD ，cE ，DE 共10种，所以取到两球都是红球的概率为310，取到一个红球一个白球的概率为63105=，取得两球都是白球的概率为110； 经过2次抽取后盒中恰好都是红球分两种情况: ①第一次取出两个红球，概率为310，第二次取出两个白球，概率为110， 故经过2次抽取后盒中恰好都是红球的概率为3131010100×=； ②第一次取出一个红球一个白球，概率为35，第二次取出一个红球一个白球，概率为42105=， 故经过2次抽取后盒中恰好都是红球的概率为3265525×=； 综上，经过2次抽取后盒中恰好都是红球的概率为362710025100+=.17. 已知向量1e ，2e 满足11e = ，2e = ，1e 与2e 的夹角为5π6．（1）求12e e ⋅；（2）122a e e =+ ，13b e =−，求cos ,a b的值；（3）若1e 在2e 方向上的投影向量为c，求()1e c λλ−∈R 的最小值．【答案】（1）32−（2（3【解析】【分析】（1）由向量的数量积的定义即可求解； （2）利用向量的夹角公式求解即可；（3）先求得投影向量，进而计算可求()1e c λλ−∈R的最小值.【小问1详解】因为11e =，2e = ，1e 与2e 的夹角为5π6，所以12125π3||||cos 1(62e e e e ⋅=⋅==−； 【小问2详解】因为21211213)(3)3636()6(22b e e e e e e a −=−−−−=−+=×=，||a ，1|||3|=3b e −，所以cos ,||||a b a b a b ==.【小问3详解】1e 在2e 方向上的投影向量为122222231232||e e c e e e e −===− ，所以1e c λ−=当34λ=时，()1e c λλ−∈R18. 如图1，天津永乐桥摩天轮是天津市的地标之一，又称天津之眼，是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，兼具观光和交通功能．永乐桥摩天轮最高点距桥面121m ，转盘直径为110m ，设置48个均匀分布的透明座舱，开启后逆时针匀速旋转，旋转一周所需时间为28min ．如图2，设座舱距桥面最近的位置为点P ，以轴心O 为原点，与桥面平行的直线为x 轴建立直角坐标系．游客从点P 进舱，游客甲、乙的位置分别用点()55cos ,55sin A αα，()55cos ,55sin B ββ表示，其中α，β是终边落在OA ，OB 的正角．（1）证明：sin sin 2αβαβ−−；（2）求游客甲的位置A 距桥面的高度()m h 关于转动时间()min t 的函数解析式；（3）在（2）的条件下，若游客甲、乙的座舱之间还有三个座舱，乙的位置B 距桥面的高度为h ′，求在转动一周的过程中h h ′−的最大值． 【答案】（1）证明见解析 （2）()ππ55sin 660142ht t −+≥（3m【解析】【分析】（1）利用和差角的正弦公式计算可得；（2）由周期求出旋转角速度，即可得到ππ142t α=−，从而求出解析式；（3）依题意可得π6βα=+，即可得到ππ55sin 66143h t ′=−+，从而表示出h h ′−，结合（1）中公式及余弦函数的性质计算可得. 【小问1详解】因为sin sin sin +sin 2222αβαβαβαβαβ+−+−−=−−sinsin coscossincos cos sin 22222222αβαβαβαβαβαβαβαβ+−+−+−+− +−−=2cossin22αβαβ+−=，所以sin sin 2cos sin22αβαβαβ+−−=.【小问2详解】依题意可得()0,55P −，点O 到桥面的距离为66m ， 又摩天轮旋转一周所需时间为28min ，所以旋转角速度为()2ππrad/min 2814=， 所以ππ142t α=−， 所以()ππ55sin 660142ht t −+≥ ；【小问3详解】 因为2ππ4486AOB ∠=×=，则π6βα=+，所以πππππ55sin 6655sin 661426143h t t ′=−++=−+，所以ππππ55sin 55sin 143142h t h t ′−−− −=ππππsin sin 14315452t t −−− =π5ππcos sin 141212110t = −⋅π5π1421t −=()028t ≤≤，所以当π5π01412t −=（或π）时h h ′−取得最大值，最大值为m ，其中πππππππ1sinsin sin cos cos sin 123434342=−=−=×−. 19. 已知ABC 的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ，若cos sin 0b A B +=，a =O 为平面内一点，且满足OAOB OC ==． （1）求A ；（2）求()AB AC AO +⋅的最小值；（3）若13BD BC =，求3OA OD + 的取值范围．【答案】（1）2π3（2）1 （3）(2,1+ 【解析】【分析】（1）根据正弦定理和商关系得出角的值；（2）利用余弦定理、基本不等式和向量数量积公式，计算得出结果；（3角的取值范围求得3OA OD +的取值范围；【小问1详解】正弦定理得1sin tan sin sin cos cos cos a b b A A A B b A A A==⇒=⇒=−− 因0πA <<，所以2π3A =. 【小问2详解】O 为平面内一点，且满足OAOB OC == ，则O 为ABC 外接圆圆心，设外接圆半径为R ,由（1）知2π3A =，22,1sin aR R A===， 所以1OAOB OC === 为余弦定理得22222222cos 3321a b c bc A b c bc bc b c bc bc =+−⇒=++⇒−=+≥⇒≤ 当b c =时取等号；()cos cos AB AC AO AB AO AC AO AB AO BAO AC AO CAO +⋅=⋅+⋅=⋅∠+⋅∠222211113=12222c b b c bcc b c b +−+−+−=×+×=≥，所以()AB AC AO +⋅的最小值为1；【小问3详解】若13BD BC =，所以333332OA OD OA OB BD OA OB BC OA OB BO OC OA OB OC+=++=++=+++=++==根据正弦定理得π2,πsin sin sin 3a b c B C A A B C ===+=−=,所以3OA OD +===因为(]ππππ0<+2π,sin(2)0,13333C C C <⇒<<+∈，((π4+2)4,4,2,13C +∈++因此3OA OD +的取值范围为(2,1．。
武汉华中师范大学第一附属中学2024年高一下学期7月期末检测数学试题+答案
华中师大一附中2023-2024学年度下学期期末检测高一年级数学试题考试时间：120分钟 试卷满分：150分一、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．已知复数z 满足()20241i i z +−=（i 为虚数单位），则z 的虛部为（ ）A ．12B ．12−C ．i 2D ．i 2−2．某商场组织了一次幸运抽奖活动，袋中装有标号分别为1~8的8个大小形状相同的小球，现抽奖者从中抽取1个小球．事件A =“取出的小球编号为奇数”，事件B =“取出的小球编号为偶数”，事件C =“取出的小球编号小于6”，事件D =“取出的小球编号大于6”，则下列结论错误的是（ ） A ．A 与B 互斥B ．A 与B 互为对立事件C ．C 与D 互为对立事件D ．B 与D 相互独立3．已知m ，n 是不同的直线，α，β，γ是不同的平面，则下列结论正确的是（ ） A ．若m α∥，n α∥，则m n ∥ B ．若m α∥，m β∥，则αβ∥ C ．若m α∥，αβ∥，则m β∥D ．若αγ⊥，βγ⊥，l αβ= ，则l γ⊥4．甲乙两人进行三分远投比赛，甲、乙每次投篮命中的概率分别为0.5和0.4，且两人之间互不影响．若两人分别投篮一次，则两人中至少一人命中的概率为（ ） A ．0.6B ．0.7C ．0.8D ．0.95．在△ABC 中，a ，b ，c 为角A ，B ，C 对应的边，则“cos sin a C a C b c −=−”是“△ABC 为直角三角形”的（ ） A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件6．如图，圆台1OO 的轴截面是等腰梯形ABCD ，24AB BC CD ===，E 为下底面O 上的一点，且AE =，则直线CE 与平面ABCD 所成角的正切值为（ ）A ．2B ．12 C D 7．掷一枚质地均匀的骰子3次，则三个点数之和大于14的概率为（ ） A ．17216B ．554C ．427D ．352168．在平行四边形ABCD 中，2π3BAD ∠=，1AB =，2AD =．P 是以C 为圆心，点，且AP AB AD λµ=+，则λµ+的最大值为（ ）A ．2+BC ．2+D ．2+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．9．四名同学各掷骰子7次，分别记录每次骰子出现的点数，根据四名同学的统计结果，判断可能出现了点数6的是（ ） A ．中位数为3，极差为3B ．平均数为2，第80百分位数为4C ．平均数为3，中位数为4D ．平均数为3，方差为110．在平面直角坐标系中，可以用有序实数对表示向量类似的，可以把有序复数对()()1212,,C z z z z ∈看作一个向量，记()12,a z z = ，则称a为复向量．类比平面向量的相关运算法则，对于()12,a z z = ，()34,b z z = ，1234,,,C z z z z ∈，规定如下运算法则：①()1324,a b z z z z +++ ；②()1324,a b z z z z −−−；③1324a b z z z z ⋅=+ ；④||a = ．则下列结论正确的是（ ）A ．若(i,1i)a =+ ，(2,2i)b =− ，则15i a b ⋅=+B ．若0a = ，则()0,0a =C ．a b b a ⋅=⋅D ．()a b c a b a c ⋅+=⋅+⋅11．如图所示，在直角梯形BCEF 中，90CBF BCE ∠=∠=°，A ，D 分别是BF ，CE 上的点，且AD BC ∥，222AB ED BC AF ====，将四边形ADEF 沿AD 向上折起，连接BE ，BF ，CE ．在折起的过程中，下列结论正确的是（ ）A ．AC ∥平面BEFB ．BE 与AD 所成的角先变大后变小C ．几何体EF ABCD 体积有最大值53D ．平面BCE 与平面BEF 不可能垂直三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分．12．已知圆锥体积为3π，表面积是底面积的3倍，则该圆锥的母线长为______．13．已知平面向量a ，b ，3b = ，向量a 在向量b 上的投影向量为16b −，则a b ⋅= ______．14．在正三棱柱111ABC A B C −中，14AB AA ==，E 为线段1CC 上动点，D 为BC 边中点，则三棱锥A -BDE 外接球表面积的最小值为______．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．（13分）某市举办了党史知识竞赛，从中随机抽取部分参赛选手，统计成绩后对统计数据整理得到如图所示的频率分布直方图．（1）试估计全市参赛者成绩的第40百分位数（保留小数点后一位）和平均数（单位：分）；（2）若用按比例分配的分层随机抽样的方法从[)50,60，[)60,70，[)70,80三层中抽取一个容量为6的样本，再从这6人中随机抽取两人，求抽取的两人都及格（大于等于60分为及格）的概率．16．（15分）如图，四边形PDCE 为矩形，直线PD 垂直于梯形ABCD 所在的平面．90ADC BAD =∠=°∠，F 是线段P A 的中点，PD =112AB AD CD ===．（1）求证：AC ∥平面DEF ；（2）求点F 到平面BCP 的距离．17．（15分）在△ABC 中，a ，b ，c 为角A ，B ，C 对应的边，S 为△ABC 的面积．且2sin sin sin 21sin C ab B a A S B−=−．（1）求A ；（2）若2a =，求△ABC 内切圆半径的最大值．18．（17分）如图，在三棱柱111ABC A B C −中，底面是边长为4的等边三角形，14CC =，D 、E 分别是线段AC 、1CC 的中点，点1C 在平面ABC 内的射影为点D ．（1）求证：1A C ⊥平面BDE ；（2）设G 为棱11B C 上一点，111C G C B λ=，()0,1λ∈． ①若12λ=，请在图中作出三棱柱111ABC A B C −过G 、B 、D 三点的截面，并求该截面的面积； ②求二面角G -BD -E 的取值范围．19．（17分）对于两个平面向量a ，b，如果有0a b a a ⋅−⋅> ，则称向量a 是向量b 的“迷你向量”．（1）若(1,)m x = ，(2,1)n x =− ，m 是n的“迷你向量”，求实数x 的取值范围； （2）一只蚂蚁从坐标原点()0,0O 沿最短路径爬行到点(),N n n 处（n N ∈且2n ≥）．蚂蚁每次只能沿平行或垂直于坐标轴的方向爬行一个单位长度，爬完第i 次后停留的位置记为()112P i n ≤≤，设()1,0M n −．记事件T =“蚂蚁经过的路径中至少有n 个i P 使得ON 是i OP的迷你向量”。
湖北省武汉2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷含答案
武汉2023-2024学年度下学期期末考试高一数学试卷（答案在最后）命题教师：考试时间：2024年7月1日考试时长：120分钟试卷满分：150分一、选择题：本题共8小题，每题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.若复数z 满足(2i)3i z +=-，则z =（）A.1i +B.1i- C.1i-+ D.1i--【答案】A 【解析】【分析】先利用复数的除法运算法则化简得到复数z ，再根据共轭复数的概念即可求解.【详解】因为(2i)3i z +=-，所以3i (3i)(2i)1i 2i 41z ---===-++，所以1i z =+.故选：A2.△ABC 中，60A =︒，BC =AC =C 的大小为（）A.75︒B.45︒C.135︒D.45︒或135︒【答案】A 【解析】【分析】利用正弦定理可得sin B =45B = ，由三角形内角和即可求解.【详解】由正弦定理可得sin sin BC AC A B=,故32sin 2B ==,由于60A =︒，故0120B ︒︒<<,故45B = ，18075C A B =--= ,故选：A3.已知数据1x ，2x ，L ，9x 的方差为25，则数据131x +，231x +，L ，931x +的标准差为（）A.25B.75C.15D.【答案】C 【解析】【分析】根据方差的性质求出新数据的方差，进而计算标准差即可.【详解】因为数据1x ，2x ，L ，9x 的方差为25，所以另一组数据131x +，231x +，L ，931x +的方差为2325225⨯=，15=.故选：C4.在正方形ABCD 中，M 是BC 的中点．若AC AM BD λμ=+，则λμ+的值为（）A.43B.53C.158D.2【答案】B 【解析】【分析】建立平面直角坐标系，利用向量的坐标运算求解作答.【详解】在正方形ABCD 中，以点A 为原点，直线AB ，AD 分别为x ，y 轴建立平面直角坐标系，如图，令||2AB =，则(2,0),(2,2),(0,2),(2,1)B C D M ，(2,2),(2,1),(2,2)AC AM BD ===-，(22,2)AM BD λμλμλμ+=-+ ，因AC AM BD λμ=+ ，于是得22222λμλμ-=⎧⎨+=⎩，解得41,33λμ==，53λμ+=所以λμ+的值为53.故选：B5.正三棱柱111ABC A B C -的底面边长为2D 为BC 中点，则三棱锥11A B DC -的体积为A.3B.32C.1D.32【答案】C 【解析】【详解】试题分析：如下图所示，连接AD ，因为ABC ∆是正三角形，且D 为BC 中点，则AD BC ⊥，又因为1BB ⊥面ABC ，故1BB AD ⊥，且1BB BC B ⋂=，所以AD ⊥面11BCC B ，所以AD 是三棱锥11A B DC -的高，所以11111133133A B DC B DC V S AD -∆=⋅==．考点：1、直线和平面垂直的判断和性质；2、三棱锥体积．6.在ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若cos cos sin sin()sin B C AA C b c C ⎛⎫++= ⎪⎝⎭，3B π=，则a c +的取值范围是（）A.332⎛⎝ B.332⎛⎝ C.332⎣ D.332⎡⎢⎣【答案】A 【解析】【分析】利用三角恒等变换及正弦定理将cos cos sin sin()sin B C AA C bc C ⎛⎫++=⎪⎝⎭进行化简，可求出b 的值，再利用边化角将a c +化成角，然后利用辅助角公式及角的范围即可得到答案.【详解】由题知cos cos sin sin()sin B C AA C bc C ⎛⎫++=⎪⎝⎭，3B π=∴cos cos sin sin sin B C AB bc C ⎛⎫+=⎪⎝⎭即cos cos 3sin B C Ab c C+=由正弦定理化简得∴sin cos cos 3sin 3A cB bC C ⋅+⋅==∴23sin sin cos cos sin 3AC B C B +=∴23sin sin()sin 3AB C A +==∴2b =3B π=∴1sin sin sin a b cA B C===∴23sin sin sin sin()sin cos )3226a c A C A A A A A ππ+=+=+-=+=+ 203A π<<∴5666A πππ<+<∴)26A π<+≤即2a c <+≤故选：A .【点睛】方法点睛：边角互化的方法（1）边化角：利用正弦定理2sin sin sin a b cr A B C===（r 为ABC 外接圆半径）得2sin a r A =，2sin b r B =，2sin c r C =；（2）角化边：①利用正弦定理：sin 2aA r=，sin 2b B r =，sin 2c C r=②利用余弦定理：222cos 2b c a A bc+-=7.设O 为△ABC 的外心，若2AO AB AC =+，则sin BAC ∠的值为（）A.4B.4C.4-D.4【答案】D 【解析】【分析】设ABC 的外接圆半径为R ，由已知条件可得,2AC BO = ，所以12AC R =，且//AC BO ，取AC的中点M ，连接OM 可得π2BOM ∠=，计算cos sin BOC MOC ∠=-∠的值，再由余弦定理求出BC ，在ABC 中，由正弦定理即可求解.【详解】设ABC 的外接圆半径为R ，因为2AO AB AC =+ ,2AC AO AB BO =-=，所以1122AC BO R ==，且//AC BO ，取AC 的中点M ，连接OM ，则OM AC ⊥，因为//AC BO ，所以OM BO ⊥，即π2BOM ∠=，所以11π124cos cos sin 24AC RMC BOC MOC MOC OC OB R ⎛⎫∠=+∠=-∠=-=-=-=- ⎪⎝⎭,在BOC中由余弦定理可得：2BC R ===，在ABC中，由正弦定理得：2sin 224RBCBAC RR ∠===.故选：D8.高为8的圆台内有一个半径为2的球1O ，球心1O 在圆台的轴上，球1O 与圆台的上底面、侧面都相切.圆台内可再放入一个半径为3的球2O ，使得球2O 与球1O 、圆台的下底面及侧面都只有一个公共点.除球2O ，圆台内最多还能放入半径为3的球的个数是（）A.1 B.2C.3D.4【答案】B 【解析】【详解】作过2O 的圆台的轴截面，如图1.再作过2O 与圆台的轴垂直的截面，过截面与圆台的轴交于圆O .由图1.易求得24OO =.图1这个问题等价于：在以O 为圆心、4为半径的圆上，除2O 外最多还可放几个点，使以这些点及2O 为圆心、3为半径的圆彼此至多有一个公共点.由图2，3sin45sin sin604θ︒<=︒，有4560θ︒<<︒.图2所以，最多还可以放入36013122θ︒⎡⎤-=-=⎢⎣⎦个点，满足上述要求.因此，圆台内最多还可以放入半径为3的球2个.二、多项选择题：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.已知某地区有小学生120000人，初中生75000人，高中生55000人，当地教育部门为了了解本地区中小学生的近视率，按小学生、初中生、高中生进行分层抽样，抽取一个容量为2000的样本，得到小学生，初中生，高中生的近视率分别为30%，70%，80%.下列说法中正确的有（）A.从高中生中抽取了460人B.每名学生被抽到的概率为1125C.估计该地区中小学生总体的平均近视率为60%D.估计高中学生的近视人数约为44000【答案】BD 【解析】【分析】根据分层抽样、古典概型、频率公式等知识对选项进行分析，从而确定正确选项.【详解】高中生抽取5500020004401200007500055000⨯=++人，A 选项错误.每名学生被抽到的概率为200011200007500055000125=++，B 选项正确.学生总人数为1200007500055000250000++=，估计该地区中小学生总体的平均近视率为1200007500055000132.50.30.70.80.53250000250000250000250⨯+⨯+⨯==，C 选项错误.高中学生近视人数约为550000.844000⨯=人，D 选项正确.故选：BD10.G 是ABC 的重心，2,4,120,AB AC CAB P ∠=== 是ABC 所在平面内的一点，则下列结论正确的是（）A.0GA GB GC ++= B.AB 在AC上的投影向量等于12- AC .C.3AG =D.()AP BP CP ⋅+ 的最小值为32-【答案】ACD 【解析】【分析】根据向量的线性运算，并结合重心的性质，即可判断A ，根据投影向量的定义，判断B ；根据向量数量积公式，以及重心的性质，判断C ；根据向量数量积的运算率，结合图形转化，即可判断D.【详解】A.以,GB GC 为邻边作平行四边形GBDC ，,GD BC 交于点O ，O 是BC 的中点，因为G 是ABC 的重心，所以,,A G O 三点共线，且2AG GO =，所以2GB GC GD GO +== ，2GA AG GO =-=- ，所以0GA GB GC ++=，故A 正确；B.AB 在AC 上的投影向量等于1cos1204AC AB AC AC ⨯=-，故B 错误；C.如图，因为()12AO AB AC =+ ，所以()222124AO AB AC AB AC =++⋅,即211416224342AO ⎛⎫=+-⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭，即3AO = 因为点G 是ABC 的重心，22333AG AO ==，故C 正确；D.取BC 的中点O ，连结,PO PA ，取AO 中点M ，则2PA PO PM += ，()12AO AB AC =+，()()2221124816344AO AB AB AC AC =+⋅+=⨯-+= ,则()()()()221224AP BP CP PA PB PC PA PO PA PO PA PO ⎡⎤⋅+=⋅+=⋅=⨯+--⎢⎥⎣⎦，222132222PM OA PM =-=- ,显然当,P M 重合时，20PM = ，()AP BP CP ⋅+ 取最小值32-，故D 正确.故选：ACD【点睛】关键点点睛：本题的关键是对于重心性质的应用，以及向量的转化.11.如图，在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -中，O 为正方体的中心，M 为1DD 的中点，F 为侧面正方形11AA D D 内一动点，且满足1B F ∥平面1BC M ，则（）A.三棱锥1D DCB -的外接球表面积为12πB.动点F 的轨迹的线段为22C.三棱锥1F BC M -的体积为43D.若过A ，M ，1C 三点作正方体的截面Ω，Q 为截面Ω上一点，则线段1AQ 长度的取值范围为45,225⎡⎢⎣⎦【答案】AC 【解析】【分析】选项A ：三棱锥1D DCB -的外接球即为正方体的外接球，结合正方体的外接球分析；选项B ：分别取1AA ，11A D 的中点H ，G ，连接1B G ，GH ，1HB ，1AD ；证明平面1B GH ∥平面1BC M ，从而得到点F 的轨迹为线段GH ；选项C ：根据选项B 可得出GH ∥平面1BC M ，从而得到点F 到平面1BC M 的距离为H 到平面1BC M 的距离，再结合线面垂直及等体积法，利用四棱锥的体积求解所求三棱锥的体积；选项D ：设N 为1BB 的中点，从而根据面面平行的性质定理可得到截面Ω即为面1AMC N ，从而线段1AQ 长度的最大值为线段11A C 的长，最小值为四棱锥11A AMC N -以1A 为顶点的高.【详解】对于A ：由题意可知：三棱锥1D DCB -的外接球即为正方体的外接球，可知正方体的外接球的半径3R =所以三棱锥1D DCB -的外接球表面积为24π12πR =，故A 正确；对于B ：如图分别取1AA ，11A D 的中点H ，G ，连接1B G ，GH ，1HB ，1AD ．由正方体的性质可得11B H C M ∥，且1B H ⊂平面1B GH ，1C M ⊄平面1B GH ，所以1C M //平面1B GH ，同理可得：1BC //平面1B GH ，且111BC C M C ⋂=，11,BC C M ⊂平面1BC M ，所以平面1B GH ∥平面1BC M ，而1B F ∥平面1BC M ，所以1B F ⊂平面1B GH ，所以点F 的轨迹为线段GH ，其长度为12222⨯=，故B 错误；对于C ：由选项B 可知，点F 的轨迹为线段GH ，因为GH ∥平面1BC M ，则点F 到平面1BC M 的距离为H 到平面1BC M 的距离，过点B 作1BP B H ⊥，因为11B C ⊥平面11ABB A ，BP ⊂平面11ABB A ，所以11B C BP ⊥，又1111⋂=B C B H B ，111,B C B H ⊂平面11B C MH ，所以BP ⊥平面11B C MH ，所以1111111111114252232335F BC M H BC M B C MH B B C MH B C MHV V V V S BP ----====⨯=⨯⨯⨯⨯，故C 正确；对于D ：如图，设平面Ω与平面11AA B B 交于AN ，N 在1BB 上，因为截面Ω⋂平面11AA D D AM =，平面11AA D D ∥平面11BB C C ，所以1AM C N ∥，同理可证1AN C M ∥，所以截面1AMC N 为平行四边形，所以点N 为1BB 的中点，在四棱锥11A AMC N -中，侧棱11A C 最长，且11A C =设棱锥11A AMC N -的高为h ，因为1AM C M ==1AMC N 为菱形，所以1AMC 的边1AC ，又1AC =则112AMC S =⨯=△1111111142223323C AA M AA M V SD C -=⋅=⨯⨯⨯⨯=△，所以1111114333A AMC AMC C AA M V S h V --=⋅===△，解得3h =.综上，可知1AQ 长度的取值范围是,3⎡⎢⎣，故D 错误.故选：AC【点睛】关键点睛：由面面平行的性质得到动点的轨迹，再由锥体的体积公式即可判断C ，D 选项关键是找到临界点，求出临界值.三、填空题：本小题共3小题，每小题5分，共15分.12.已知复数()221i i()z m m m =-++⋅∈R 表示纯虚数，则m =________．【答案】1-【解析】【分析】根据2i 1=-和复数的分类要求得出参数值；【详解】因为复数()()2221ii=11i()z m m mm m =-++⋅-+-⋅∈R 表示纯虚数，所以210,10,m m ⎧-=⎨-≠⎩解得1m =-，故答案为：1-.13.定义集合(){},02024,03,,Z |A x y x y x y =≤≤≤≤∈，则从A 中任选一个元素()00,x y ，它满足00124x y -+-<的概率是________．【答案】42025【解析】【分析】利用列举法求解符合条件的()00,x y ，即可利用古典概型的概率公式求解.【详解】当0y =时，02024,Z x x ≤≤∈，有2025种选择，当1,2,3y =时，02024,Z x x ≤≤∈，分别有2025种选择，因此从A 中任选一个元素()00,x y ，共有202548100⨯=种选择，若00y =，则022y -=，此时由00124x y -+-<得012x -<，此时0x 可取0，1，2，若01y =或3，则021y -=，此时由00124x y -+-<得013x -<，此时0x 可取0，1，2，3，若02y =，则020y -=，此时由00124x y -+-<得014x -<，此时0x 可取0，1，2，3，4，综上可得满足00124x y -+-<的共有342516+⨯+=种情况，故概率为16481002025=故答案为：4202514.在ABC 和AEF △中，B 是EF的中点，1,6,AB EF BC CA ====，若2AB AE AC AF ⋅+⋅= ，则EF 与BC的夹角的余弦值等于__________.【答案】23【解析】【分析】【详解】由题意有：()()2AB AE AC AF AB AB BE AC AB BF ⋅+⋅=⋅++⋅+=,即22AB AB BE AC AB AC BF +⋅+⋅+⋅= ，而21AB =，据此可得：11,AC AB BE BF ⋅=⨯-=- ，即()112,2BF AC AB BF BC +⋅--=∴⋅= ，设EF 与BC 的夹角为θ，则2cos 2,cos 3BF BC θθ⨯⨯=∴= .四、解答题：本小题共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.某学校为了解本校历史、物理方向学生的学业水平模拟测试数学成绩情况，分别从物理方向的学生中随机抽取60人的成绩得到样本甲，从历史方向的学生中随机抽取n 人的成绩得到样本乙，根据两个样本数据分别得到如下直方图：已知乙样本中数据在[70,80)的有10个．（1）求n 和乙样本直方图中a 的值；（2）试估计该校物理方向的学生本次模拟测试数学成绩的平均值和历史方向的学生本次模拟测试数学成绩的第75百位数（同一组中的数据用该组区间中点值为代表）；（3）采用分层抽样的方法从甲样本数据中分数在[60,70)和[70,80)的学生中抽取6人，并从这6人中任取2人，求这两人分数都在[70,80)中的概率．【答案】（1）50n =，0.018a =；（2）物理方向的学生本次模拟测试数学成绩的平均值为81.5，历史方向的学生本次模拟测试数学成绩的第75百位数为88.25；（3）25【解析】【分析】（1）由频率分布直方图得乙样本中数据在[70,80)的频率为0.2，这个组学生有10人，由此能求出n ，由乙样本数据直方图能求出a ；（2）利用甲、乙样本数据频率分布直方图能估计估计该校物理方向的学生本次模拟测试数学成绩的平均值和历史方向的学生本次模拟测试数学成绩的第75百位数；（3）由频率分布直方图可知从分数在[60,70)和[70,80)的学生中分别抽取2人和4人，将从分数在[60,70)中抽取的2名学生分别记为1A ，2A ，从分数在[70,80)中抽取的4名学生分别记为1b ，2b ，3b ，4b ，利用列举法能求出这两人分数都在[70,80)中的概率．【小问1详解】解：由直方图可知，乙样本中数据在[70,80)的频率为0.020100.20⨯=，则100.20n=，解得50n =；由乙样本数据直方图可知，(0.0060.0160.0200.040)101a ++++⨯=，解得0.018a =；【小问2详解】解：甲样本数据的平均值估计值为(550.005650.010750.020850.045950.020)1081.5⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=，乙样本数据直方图中前3组的频率之和为(0.0060.0160.02)100.420.75++⨯=<，前4组的频率之和为(0.0060.0160.020.04)100.820.75+++⨯=>，所以乙样本数据的第75百位数在第4组，设第75百位数为x ，(80)0.040.420.75x -⨯+=，解得88.25x =，所以乙样本数据的第75百位数为88.25，即物理方向的学生本次模拟测试数学成绩的平均值为81.5，历史方向的学生本次模拟测试数学成绩的第75百位数为88.25；【小问3详解】解：由频率分布直方图可知从分数在[60,70)和[70,80)的学生中分别抽取2人和4人，将从分数在[60,70)中抽取的2名学生分别记为1A ，2A ，从分数在[70,80)中抽取的4名学生分别记为1b ，2b ，3b ，4b ，则从这6人中随机抽取2人的基本事件有：12(,)A A ，11(,)A b ，12(,)A b ，13(,)A b ，14(,)A b ，21(,)A b ，22(,)A b ，23(,)A b ，24(,)A b ，12()b b ,，13(,)b b ，14(,)b b ，23(,)b b ，24(,)b b ，34(,)b b 共15个，所抽取的两人分数都在[70,80)中的基本事件有6个，即这两人分数都在[70,80)中的概率为62155=．16.（建立空间直角坐标系答题不得分）如图，在四棱锥11A BCC B -中，平面ABC ⊥平面11BCC B ，△ABC 是正三角形，四边形11BCC B 是正方形，D 是AC 的中点．（1）求证：1//AB 平面1BDC ；（2）求直线BC 和平面1BDC 所成角的正弦值的大小．【答案】（1）证明见解析（2）55【解析】【分析】（1）连接1B C ，交1BC 于点O ，连接OD ，由中位线的性质，可知1//OD AB ，再由线面平行的判定定理，得证；（2）过点C 作1CE C D ⊥于点E ，连接BE ，可证CE ⊥平面1BDC ，从而知CBE ∠即为所求，再结合等面积法与三角函数的定义，得解．【小问1详解】连接1B C ，交1BC 于点O ，连接OD ，则O 为1B C 的中点，因为D 是AC 的中点，所以1//OD AB ，又OD ⊂平面1BDC ，1AB ⊄平面1BDC ，所以1AB ∥平面1BDC ．【小问2详解】过点C 作1CE C D ⊥于点E ，连接BE ，因为四边形11BCC B 是正方形，所以1BC CC ⊥，又平面ABC⊥平面11BCC B ，1CC ⊂平面11BCC B ，平面ABC ⋂平面11BCC B BC =，所以1CC ⊥平面ABC ，因为BD ⊂平面ABC ，所以1CC BD ⊥，因为ABC 是正三角形，且D 是AC 的中点，所以BD AC ⊥，又1CC AC C =I ，1,⊂CC AC 平面1ACC ，所以BD ⊥平面1ACC ，因为CE ⊂平面1ACC ，所以BD CE ⊥，又1C D BD D =I ，1,C D BD ⊂平面1BDC ，所以CE ⊥平面1BDC ，所以CBE ∠就是直线BC 和平面1BDC 所成角，设2BC =，在1Rt DCC 中，11CE DC CD CC ⋅=⋅，所以5CE ==，在Rt BCE 中，5sin 25CE CBE BC ∠===.17.甲、乙两人进行乒乓球对抗赛，每局依次轮流发球，连续赢2个球者获胜，且比赛结束，通过分析甲、乙过去比赛的数据知，甲发球甲赢的概率为23，乙发球甲赢的概率为25，不同球的结果互不影响，已知某局甲先发球.（1）求该局打4个球甲赢的概率；（2）求该局打5个球结束的概率.【答案】（1）875（2）44675【解析】【分析】（1）先设甲发球甲赢为事件A ，乙发球甲赢为事件B ，然后分析这4个球的发球者及输赢者，即可得到所求事件的构成，利用相互独立事件的概率计算公式即可求解；（2）先将所求事件分成甲赢与乙赢这两个互斥事件，再分析各事件的构成，利用互斥事件和相互独立事件的概率计算公式即可求得概率.【小问1详解】设甲发球甲赢为事件A ，乙发球甲赢为事件B ，该局打4个球甲赢为事件C ，由题知，2()3P A =，2()5P B =，则C ABAB =，所以23228()()()(()()353575P C P ABAB P A P B P A P B ===⨯⨯⨯=，所以该局打4个球甲赢的概率为875.【小问2详解】设该局打5个球结束时甲赢为事件D ，乙赢为事件E ，打5个球结束为事件F ，易知D ，E 为互斥事件，D ABABA =，E ABABA =，F D E =⋃，所以()()()()()()()P D P ABABA P A P B P A P B P A ==2222281135353675⎛⎫⎛⎫=-⨯⨯-⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，()()()()()()()P E P ABABA P A P B P A P B P A ==2222241113535375⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯-⨯⨯-⨯-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，所以8444()()()()67575675P F P D E P D P E =⋃=+=+=，所以该局打5个球结束的概率为44675.18.在ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，22cos a c b C -=.（1）求B ；（2）若点D 为边BC 的中点，点E ，F 分别在边AB ，AC （包括顶点）上，π6EDF ∠=，2b c ==.设BDE α∠=，将DEF 的面积S 表示为α的函数，并求S 的取值范围.【答案】（1）π3（2）3ππ,π328sin 23S αα=≤≤⎛⎫- ⎪⎝⎭，3,84S ⎡∈⎢⎣⎦【解析】【分析】（1）由题干及余弦定理可得222a c b ac +-=，再根据余弦定理即可求解；（2）由题可得ABC 为等边三角形，ππ32α≤≤，在BDE 与CDF 中，分别由正弦定理求出DE ，DF ，根据三角形面积公式可得3ππ,2ππ3216sin sin 36S ααα=≤≤⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，由三角恒等变换及正弦函数的图象与性质即可求解.【小问1详解】因为22cos a c b C -=，所以222222222a b c a b c a c b ab a +-+--=⋅=，即222a cb ac +-=，所以2221cos 222a cb ac B ac ac +-===.因为()0,πB ∈，所以π3B =.【小问2详解】由π3B=及2b c==可知ABC为等边三角形.又因为π6EDF∠=，BDEα∠=，所以ππ32α≤≤.在BDE中，2π3BEDα∠=-，由正弦定理可得sin sinDE BDB BED∠=，即32π2sin3DEα=⎛⎫-⎪⎝⎭.在CDF中，π6CFDα∠=-，由正弦定理可得sin sinDF CDC CFD∠=，即π2sin6DFα=⎛⎫-⎪⎝⎭.所以31π3ππsin,2ππ2ππ8632 sin sin16sin sin3636Sααααα=⨯⨯=≤≤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫----⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭.因为2ππ11sin sin cos sin sin cos362222αααααα⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫--=+-⎪⎪⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭2213313sin cos cos sin sin2cos224444αααααα=-+=-1πsin223α⎛⎫=-⎪⎝⎭，因为ππ32α≤≤，所以ππ2π2,333α⎡⎤-∈⎢⎥⎣⎦，所以π3sin2,132α⎤⎛⎫-∈⎥⎪⎝⎭⎣⎦，所以1π1sin2,2342α⎤⎛⎫-∈⎥⎪⎝⎭⎣⎦.所以2ππ16sin sin36αα⎛⎫⎛⎫⎡⎤--∈⎪ ⎪⎣⎦⎝⎭⎝⎭，所以33,2ππ8416sin sin36αα⎡∈⎢⎛⎫⎛⎫⎣⎦--⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，所以333,2ππ8416sin sin36Sαα⎡=∈⎢⎛⎫⎛⎫⎣⎦--⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.所以S 的取值范围为3,84⎡⎢⎣⎦.19.（建立空间直角坐标系答题不得分）如图，在三棱柱ADP BCQ -中，侧面ABCD 为矩形．（1）若PD⊥面ABCD ，22PD AD CD ==，2NC PN =，求证：DN BN ⊥；（2）若二面角Q BC D --的大小为θ，π2π,43θ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，且2cos 2AD AB θ=⋅，设直线BD 和平面QCB 所成角为α，求sin α的最大值．【答案】（1）证明见解析（2）12-【解析】【分析】（1）问题转化为证明DN⊥平面BCP ，即证明ND BC ⊥和DN PC ⊥，ND BC ⊥转化为证明BC ⊥平面PQCD ，而ND BC ⊥则只需证明PDN PCD△△（2）作出二面角Q BC D --的平面角以及直线BD 与平面QCB 所成的角，列出sin α的表达式，最后把问题转化为函数最值问题.【小问1详解】因为PD⊥平面ABCD ，BC ⊂平面ABCD ，所以PD BC ⊥，又CD BC ⊥，PD CD D ⋂=，,PD CD ⊂平面PCD ，所以BC ⊥平面PQCD ，又ND ⊂平面PQCD ，所以ND BC ⊥，在Rt PCD 中，2PD ==，则CD =3PC =，所以2NC =，1PN =，由PN PDND PC=，DPN CPD ∠=∠，所以PDN PCD △△，所以DN PC ⊥，又因为ND BC ⊥，PC BC C ⋂=，,PC BC ⊂平面BCP ，所以DN⊥平面BCP ，又因为BN ⊂平面BCP ，所以DN BN ⊥.【小问2详解】在平面QBC 中，过点C 作CF BC ⊥，因为ABCD 为矩形，所以BC CD ⊥，所以DCF ∠为二面角Q BC D --的平面角，且DCF θ∠=，又⋂=CF CD C ，,CD CF ⊂平面CDF ，所以BC ⊥平面CDF ，在平面CDF 中，过点D 作DG FC ⊥，垂足为G ，连接BG ，因为BC ⊥平面CDF ，DG ⊂平面CDF ，所以DG BC ⊥，又BC FC C ⋂=，,BC FC ⊂平面BCQ ，所以DG ⊥平面BCQ ，所以DBG ∠为直线BD 与平面QCB 所成的角，即DBG α∠=，sin DG DC θ=，又因为2cos 2AD AB θ=⋅，所以222sin 32cos 14cos 2DGBDAB AD αθθ===+++π2π,43θ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦可得12cos ,22θ⎡∈-⎢⎣⎦，21cos 0,2θ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，设32cos t θ=+，2,32t ⎤∈+⎥⎦，则23cos 2t θ-=，()2223sin 1cos 14t θθ-=-=-，所以()2222563125651sin 14222t t t t α⎛⎫-++ ⎪--+⎝⎭=-=≤=，当且仅当25t =时等号，所以sin α51-.【点睛】关键点点睛：本题的关键是作出二面角Q BC D --的平面角以及直线BD 与平面QCB 所成的角，然后写出sin α的表达式，最后求函数最值问题利用了换元法和基本不等式.。
上海市高一下学期期末考试数学试卷含答案
上海市高一数学下学期期末考试试卷考试范围： 必修二 ；总分：150分；考试时间：120分钟 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________注意事项：1． 本试卷共4页，21道试题，满分150分，考试时间120分钟．2． 本试卷分设试卷和答题纸．试卷包括试题与答题要求．作答必须涂（选择题）或写（非选择题）在答题纸上，在试卷上作答一律不得分．3． 答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名、准考证号码等相关信息． 4． 测试范围：高二下+高三全部内容 5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、填空题（本大题共有12题，满分54分，第1-6题每题4分，第7-12题每题5分）考生应在答题纸的相应位置直接填写结果．1．如图，在平面直角坐标系xOy 中，角α与β角均以Ox 为始边，终边分别是射线OA 和射线OB ，射线OA ，OC 与单位圆的交点分别为34,55A ⎛⎫⎪⎝⎭，(1,0)C -．若6BOC π∠=，则cos()βα-的值是_________．2．化简sin sin()tan(3)23cos sin()2παπαπαπαα⎛⎫+++ ⎪⎝⎭=⎛⎫+- ⎪⎝⎭________． 3．复数112z i =-+，21z i =-，332z i =-，它们所对应的点分别为A 、B 、C ，若(),OC xOA yOB x y R =+∈，则yx=________. 4．设z ＝1－i ，则复数22()z z+·z ＝________． 5．已知向量()()1,3,3,3a b ==-，则a 与b 的夹角大小为___________.6．已知向量()()()2,1,0,1,4,3a b c ===，若λ为实数，且()a b c λ+⊥，则λ=___________.7．若函数()cos f x x =,[]2π,2πx ∈-,则不等式()0xf x >的解集为______. 8．若1sin 33πα⎛⎫-=-⎪⎝⎭，则cos 6πα⎛⎫+= ⎪⎝⎭___________.9．已知1sin 64x π⎛⎫+= ⎪⎝⎭，则25sin sin 63x x ππ⎛⎫⎛⎫-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭_______.10．已知函数()3sin 4cos f x x x =+，[]12,0,x x ∈π，则()()12f x f x -的最大值是________． 11．若函数()2sin 21()6f x x a a R π⎛⎫=++-∈ ⎪⎝⎭在区间0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上有两个不同的零点12,x x ，则12x x a +-的取值范围是______________.12．已知将函数()sin()(06,)22f x x ππωθωθ=+<<-<<的图象向右平移3π个单位长度得到画()g x 的图象，若()f x 和()g x 的图象都关于4x π=对称，则ωθ⋅=________.二、选择题（本大题共有4题，满分20分，每题5分）每题有且只有一个正确选项，考生应在答题纸的相应位置，将代表正确选项的小方格涂黑．13．把复数z 1与z 2对应的向量OAOB ，分别按逆时针方向旋转4π和53π后，重合于向量OM 且模相等，已知21z =-，则复数1z 的代数式和它的辐角主值分别是（ ）A ．，34π B ．3,4πC ．,4πD ．,4π14．已知两非零向量b 与a 的夹角为120︒，且2243a a b =-=，，则b =（ ） A ．8B ．6C ．4D ．215．关于函数()sin |||sin |f x x x =+有下述四个结论正确的是（ ） A ．()f x 是周期函数B ．()f x 在区间,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭单调递减 C ．()f x 在[,]-ππ有4个零点D ．()f x 的值域为[2,2]-16．在ABC 中，已知2b =，45B =︒，c =C 为（ ） A ．60︒B ．150︒C ．60︒或120︒D ．120︒三、解答题（本大题共有5题，满分76分）解答下列各题必须在答题纸的相应位置写出必要的步骤． 17．若不等式m 2－(m 2－3m )i <(m 2－4m ＋3)i ＋10成立，求实数m 的值.18．已知向量33cos,sin ,cos ,sin 2222x x a x x b ⎛⎫⎛⎫==- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，且0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，求： （1）a b ⋅及||a b +；（2）若()2||f x a b a b λ=⋅-+的最小值为32-，求实数λ的值．19．已知函数21())sin ()(02)632f x x x ππωωω=+++-<<，且()04f π=．（1）求()f x 的解析式;（2）先将函数()y f x =图象上所有的点向右平移6π个单位长度，再将所得各点的纵坐标伸长到原来的2倍，横坐标不变，得到函数()y g x =的图象．若()g x 在区间,44ππαα⎛⎫-+⎪⎝⎭有且只有一个0x ，使得0()g x 取得最大值，求α的取值范围．20．在①sinsin sin A b cB C b a+=--；②c a =③2S CB =⋅，这三个条件中任选一个，补充在下面的横线上，并加以解答．在ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别是a ，b ，C ，S 为ABC 的面积，若__________（填条件序号） （1）求角C 的大小；（2）若边长2c =，求ABC 的周长的最大值．21．ABC 的内角A ，B ，C 所对的边分别是a ，b ，c ．已知222(2sin )4sin sin A B C B =-． （1）求角C 的大小；（2）若1,b c ==，求cos()B C -的值．高一数学下学期期末答案解析考试范围： 必修二 ；总分：150分；考试时间：120分钟 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________注意事项：5． 本试卷共4页，21道试题，满分150分，考试时间120分钟．6． 本试卷分设试卷和答题纸．试卷包括试题与答题要求．作答必须涂（选择题）或写（非选择题）在答题纸上，在试卷上作答一律不得分．7． 答卷前，务必用钢笔或圆珠笔在答题纸正面清楚地填写姓名、准考证号码等相关信息． 8． 测试范围：高二下+高三全部内容 5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
高一下学期数学期末试卷含答案(共5套)
高一下学期期末考试数学试题第Ⅰ卷 选择题一、选择题：本大题共12个小题,每小题5分,共60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.已知集合{}A |2,x x x R =≤∈，集合B 为函数y lg(1)x =-的定义域，则B A I （ ） A ．(1,2) B ．[1,2] C ．[1,2) D ．(1,2]2.已知20.5log a =，0.52b =，20.5c =，则a ，b ，c 的大小关系为（ ）A ．a b c <<B ．c b a <<C ．a c b <<D ．c b a <<3.一个单位有职工800人，其中高级职称160人，中级职称300人，初级职称240人，其余人员100人，为了解职工收入情况，现采取分层抽样的方法抽取容量为40的样本，则从上述各层中依次抽取的人数分别为（ ）A ．15,24,15,19B ．9,12,12,7C ．8,15,12,5D ．8,16,10,6 4.已知某程序框图如图所示，若输入实数x 为3，则输出的实数x 为（ ）A ．15B ．31 C.42 D ．63 5.为了得到函数4sin(2)5y x π=+，x R ∈的图像，只需把函数2sin()5y x π=+，x R ∈的图像上所有的点（ ）A ．横坐标伸长到原来的2倍，纵坐标伸长到原来的2倍．B ．纵坐标缩短到原来的12倍，横坐标伸长到原来的2倍．C ．纵坐标缩短到原来的12倍，横坐标缩短到原来的12倍． D ．横坐标缩短到原来的12倍，纵坐标伸长到原来的2倍．6.函数()1ln f x x x=-的零点所在的区间是（ ）A ．(0,1)B ．(1,2) C.(2,3) D ．(3,4)7.下面茎叶图记录了在某项体育比赛中，九位裁判为一名选手打出的分数情况，则去掉一个最高分和最低分后，所剩数据的方差为（ ）A ．327 B ．5 C.307D ．4 8.已知函数()222cos 2sin 1f x x x =-+，则（ ）A ．()f x 的最正周期为2π，最大值为3．B ．()f x 的最正周期为2π，最大值为1． C.()f x 的最正周期为π，最大值为3． D ．()f x 的最正周期为π，最大值为1．9.平面向量a r 与b r 的夹角为23π，(3,0)a =r ，||2b =r ，则|2|a b +=r r （ ）A C.7 D ．3 10.已知函数2log (),0()(5),0x x f x f x x -<⎧=⎨-≥⎩，则()2018f 等于（ ）A ．1-B ．2 C.()f x D ．111.设点E 、F 分别为直角ABC ∆的斜边BC 上的三等分点，已知3AB =，6AC =，则AE AF ⋅u u u r u u u r（ ）A ．10B ．9 C. 8 D ．712.气象学院用32万元买了一台天文观测仪，已知这台观测仪从启动的第一天连续使用，第n 天的维修保养费为446(n )n N *+∈元，使用它直至“报废最合算”（所谓“报废最合算”是指使用的这台仪器的平均每天耗资最少）为止，一共使用了（ ）A ．300天B ．400天 C.600天 D ．800天第Ⅱ卷 非选择题二、填空题（本大题共4小题，每题5分，满分20分，将答案填在答题纸上） 13.已知θ为锐角且4tan 3θ=，则sin()2πθ-= ． 14.A 是圆上固定的一点，在圆上其他位置任取一点B ，连接A 、B 两点，它是一条弦，它的长度不小于半径的概率为 ．15.若变量x ，y 满足2425()00x y x y f x x y +≤⎧⎪+≤⎪=⎨≥⎪⎪≥⎩，则32z x y =+的最大值是 ．16.关于x 的不等式232x ax >+（a为实数）的解集为，则乘积ab 的值为 ．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. 在ABC ∆中，角A ，B C ，所对应的边分别为a ，b ，c ，且5a =，3A π=，cos B =（1）求b 的值； （2）求sin C 的值．18. 已知数列{}n a 中，前n 项和和n S 满足22n S n n =+，n N *∈．（1）求数列{}n a 的通项公式； （2）设12n n n b a a +=，求数列{}n b 的前n 项和n T ． 19. 如图，在ABC ∆中，点P 在BC 边上，AC AP >，60PAC ∠=︒，PC =10AP AC +=．（1）求sin ACP ∠的值；（2）若APB ∆的面积是，求AB 的长．20. 已知等差数列{}n a 的首项13a =，公差0d >．且1a 、2a 、3a 分别是等比数列{}n b 的第2、3、4项． （1）求数列{}n a 与{}n b 的通项公式；（2）设数列{}n c 满足2 (n 1)(n 2)n n na c ab =⎧=⎨⋅≥⎩，求122018c c c +++L 的值（结果保留指数形式）．21.为响应党中央“扶贫攻坚”的号召，某单位知道一贫困村通过种植紫甘薯来提高经济收入．紫甘薯对环境温度要求较高，根据以往的经验，随着温度的升高，其死亡株数成增长的趋势．下表给出了2018年种植的一批试验紫甘薯在不同温度时6组死亡株数：经计算：615705i i i x y ==∑，6214140ii x ==∑，62110464i i y ==∑≈0.00174．其中i x ，i y 分别为试验数据中的温度和死亡株数，1,2,3,4,5,6.i =（1）y 与x 是否有较强的线性相关性？请计算相关系数r （精确到0.01）说明．（2）求y 与x 的回归方程ˆˆˆ+a y bx =（ˆb 和ˆa 都精确到0.01）；（3）用（2）中的线性回归模型预测温度为35C ︒时该批紫甘薯死亡株数（结果取整数）． 附：对于一组数据11(,v )u ，22(,v )u ，L L ，(,v )n n u ，①线性相关系数ni i u v nu vr -=∑，通常情况下当|r |大于0.8时，认为两个变量具有很强的线性相关性．②其回归直线ˆˆv u αβ=+的斜率和截距的最小二乘估计分别为： 1221ˆni i i nii u v nu vunu β==-=-∑∑，ˆˆˆav u β=-；22.已知函数()2lg(a)1f x x =+-，a R ∈． （1）若函数()f x 是奇函数，求实数a 的值；（2）在在（1）的条件下，判断函数()y f x =与函数lg(2)xy =的图像公共点各数，并说明理由；（3）当[1,2)x ∈时，函数lg(2)x y =的图像始终在函数lg(42)xy =-的图象上方，求实数a 的取值范围．答案一、选择题答案9. 【解析】方法1： (1,b =-,2(1,a b +=±,|2|13a b +=。
广东省广州市海珠区2023-2024学年高一下学期期末教学质量检测数学试题(含答案)
海珠区2023学年第二学期期末教学质量检测高一数学本试卷共4页，19小题，全卷满分150分，考试时间120分钟．注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名、考生号和座位号填写在答题卡上，再用2B 铅笔将考生号、座位号对应的信息点涂黑．2．选择题每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应的题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再填涂其他答案．答案不能答在试卷上．3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不准使用铅笔和涂改液，不按以上要求作答无效．4．考生必须保证答题卡的整洁．考试结束后，将试卷和答题卡一并交回．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．在中，，则（ ）．A ．B ．C ．D ．2．下列的表述中，正确的是（）．A ．过平面外一点，有且只有一个平面与这个平面垂直B ．过平面外一点，有且只有一个平面与这个平面平行C ．过直线外一点，有且只有一条直线与这条直线垂直D ．过直线外一点，有且只有一个平面与这条直线平行3．若两个非零向量，的夹角为，且满足，，则（ ）．A ．B ．C ．D ．24．有一组从小到大排列的样本数据，，…，，由这组数据得到新样本数据，，…，，其中，，，则（）．A ．数据，，…，的标准差不小于数据，，…，的标准差B ．数据，，…，的中位数与数据，，…，的中位数相等C ．若数据，，…，的方差为m ，则数据，，…，的方差为amD ．若数据，，…，的极差为d ，则数据，，…，的极差为ABC △3BE EC =AE = 1233AB AC+2133AB AC+1344AB AC+3144AB AC+a b θ2a b = ()3a b a +⊥cos θ=23-13-13231x 2x n x 1y 2y n y ()1,2,,i i y ax b i n =+=L 0a >0b ≠2y 3y 1n y -1y 2y n y 2y 3y 1n y -1y 2y n y 1x 2x n x 1y 2y n y 1x 2x n x 1y 2y n y ad b+5．为了得到的图象，只需把正弦曲线上所有点（ ）．A．先向右平移个单位长度，横坐标缩短为原来的，纵坐标保持不变B ．先向右平移个单位长度，横坐标伸长为原来的2倍，纵坐标保持不变C ．先向左平移个单位长度，横坐标缩短为原来的，纵坐标保持不变D ．先向左平移个单位长度，横坐标伸长为原来的2倍，纵坐标保持不变6．已知的外接圆圆心为O ，且，在上的投影向量为（）．AB ．C ．D7．已知，，且，则（ ）．A ．B ．C ．D ．8．通常以24小时内降水在平地上积水厚度（单位：mm ）来判断降雨程度，其中小雨，中雨，大雨，暴雨．小明用一个近似圆台的水桶（如图，计量单位）连续接了24小时的雨水，桶中水的高度约为桶高的，则当天的降雨等级是（）．A ．小雨B ．中雨C ．大雨D ．暴雨二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，有选对但不全的得部分分，有选错的得0分．9．已知向量，，则下列说法中正确的是（ ）．A ．若，则B ．若，则2πsin 23y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭2π3122π32π3122π3ABC △2AO AB AC =+ AB = BA BC 34BC58BCBCπ0,2α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭π0,2β⎛⎫∈ ⎪⎝⎭1tan tan cos αββ+=π22βα-=π22βα+=π22αβ-=π22αβ+=()10mm <()10mm 25mm ~()25mm 50mm ~()50mm 100mm ~1cm 10mm =16()2,a m =()1,3b =- a b +=4m =a b a b +=-23m =C ．若，则D ．若向量，的夹角为钝角，则m 的取值范围是10．已知复数，，则下列说法中正确的是（ ）．A ．B ．若，则C ．若，则D ．11．在正三棱柱中，已知动点P 满足，，，且，则下列说法中正确的是（ ）．A ．若，则三棱锥的体积是定值B ．若，则三棱锥的体积是定值C ．若，则三棱锥的体积是三棱柱的体积的D ．若，则直线AP 与平面三、填空题：本大题共3小题，每小题5分，共15分．12．已知复数z 满足，则__________．13．某班有男学生20人，女学生30人，为调查学生的课后阅读情况，现将学生分成男生、女生两个小组．对两组学生某个月的课后阅读时长进行统计，情况如下表：课后阅读时长平均数（小时）方差男生组251女生组261.1则该班学生这个月的课后阅读时长平均数为__________，方差为__________．14．已知点G ，O 在所在平面内，满足，，且，BC 的长为__________．四、解答题：本大题共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．（13分）如图，在棱长为2的正方体中，点E ，P 分别为CD ，的中点．a b ∥6m =-a b 2,3⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭1z 2z 1212z z z z +≤+2121z z z =12z z =1212z z z z -=+120z z =1122z z z z =111ABC A B C -1BP BC BB λμ=+[]0,1λ∈[]0,1μ∈1AB AA =1λ=1B AB P -1μ=1B AB P -12λμ==1B AB P -111ABC A B C -161λμ+=11BB C C ()1i 2i z +=+z =ABC △0GA GB GC ++= OA OB OC ==3AG AO ⋅= AG =1111ABCD A B C D -11A B（1）求证：直线平面；（2）求点A 到平面的距离．16．（15分）一家品牌连锁公司旗下共有100所加盟店．公司在年底对所有加盟店本年度营销总额（单位：百万元）进行统计，制作频率分布表如下：分组频数频率100.1x 0.15200.230y 150.1550.0550.05合计1001.00（1）请求出频率分布表中x ，y 的值，并画出频率分布直方图；（2）请估计这100所加盟店去年销售总额的平均数（同一组中的数据，用该组区间的中点值作代表）；（3）为了评选本年度优秀加盟店，公司将依据营销总额制定评选标准，按照“不超过60％的加盟店获评优秀加盟店称号”的要求，请根据频率分布直方图，为该公司提出本年度“评选标准”建议．17．（15分）已知甲船在A 海岛正北方向海里的B 处，以7海里/小时的速度沿东偏南的方向航行．（1）甲船航行3小时到达C 处，求AC ；DP ∥1AB E 1BB E [)12,14[)14,16[)16,18[)18,20[)20,22[)22,24[)24,2660︒（2）在A 海岛西偏南方向6海里的E 处，乙船因故障等待救援．当甲船到达A 海岛正东方向的D 处时，接收到乙船的求援信号．已知距离A 海岛3海里以外的海区为航行安全区域，甲船能否沿DE 方向航行前往救援？请说明理由．18．（17分）在四棱锥中，侧面底面ABCD ，侧面PAD 为正三角形，底面ABCD 为矩形，M 是PD 的中点，且PB 与平面ABCD（1）求证：平面PCD ；（2）求直线AM 与直线PB 所成角的余弦值；（3）求平面ABM 与平面PBC 所成二面角的正弦值．19．（17分）如图，E 为线段AD 的中点，C 为DA 延长线上的一点，以A 为圆心，AE 长度为半径作半圆，B 为半圆上一点，连接BC ，BD ．（1）若，以BD 为边作正三角形BFD ，求四边形ABFD 面积的最大值：（2）在中，记，，的对边分别为a ，b ，c ，且满足．①求证：；②求的最小值．60︒P ABCD -PAD ⊥AM ⊥2AD =ABC △BAC ∠ABC ∠ACB ∠()2c b b a +=2BAC ABC ∠=∠4cos c bb ABC+∠参考答案1.C2.B3.A4.B5.C6.B7.D8.B9.BC10.AD11.ACD12.10213.25.6；1.314.3215.(1)证明：因为A1B1=DC又因为点P，E分别为A1B1，CD的中点，∴P B1//DE，P B1=DE∴四边形P B1ED为平行四边形．∴DP//E B1，又E B1⊂平面AE B1，DP⊄平面AE B1∴DP//平面AE B1．(2)解：由ABCD−A1B1C1D1是正方体，∴点E到平面AB B1A1的距离是BC=2，又S△ABB1=12×2×2=2，设三棱锥E−AB B1体积为V，∴V=13×BC×S△ABB1=13×2×2=43，在△B B1E中，BE=B C2+C E2=22+12=5，B B1⊥BE，∴SΔB B1E =12×B B1×BE=12×2×5=5，又三棱锥B1−ABE的体积就是三棱锥B−A B1E的体积，设点A到平面B B1E的距离为ℎ，则43=V=13×SΔB B1E×ℎ=13×5×ℎ，解得ℎ=455，∴点A到平面B B1E的距离为455．16.解：(1)x=100−(10+20+30+15+5+5)=15，y=1.00−(0.1+0.15+0.2+0.15+0.05+0.05)=0.3频率分布表中，“频数”列的x为15，“频率”列的y为0.3频率分布直方图如下：(2)设这100所加盟店去年销售总额的平均数为x则x=1100(13×10+15×15+17×20+19×30+21×15+23×5+25×5)=1100×1820=18.2估计这100所加盟店去年销售总额的平均数为18.2(3)由频率分布直方图可知，从右往左，第一至第五组的频率分别为0.05，0.05，0.15，0.3，0.2，前4组的频率和为0.55，这五组的频率和为0.75．则可知，“正好60%的加盟店获评优秀加盟店称号”的“评选标准”值x∈[16,18)且x满足(18−x)×0.1+0.55=0.6解得x=17.5．要满足公司的要求，建议本年度“评选标准”不低于17.517.(1)解：由已知得，AB=153，BC=7×3=21，∠ABC=30∘由A C2=A B2+B C2−2AB⋅BC⋅cos30∘=(153)2+212−2×153×21×32解得AC=171=319即甲船航行3小时后距离海岛AC=319海里．(2)解：甲船到D处时，△ABD为∠BAD=90∘，∠ABD=30∘的直角三角形又AB=153，故AD=15在ΔADE中，AE=6，AD=15，∠EAD=120∘所以E D2=A E2+A D2−2AE⋅AD⋅cos∠EAD=62+152−2×6×15×(−12)=351由EDsin120∘=ADsin∠AED，ED=339，得sin∠AED=51326过A向ED作垂线交ED于F，在Rt△AEF中，AF=AE⋅sin∠AED=6×51326=22513又3=11713，所以AF>3故甲船沿DE方向前往救援时，始终航行在航行安全区域18.(1)证明：∵底面ABCD为矩形，∴CD⊥AD又∵侧面PAD⊥底面ABCD，交线为AD，∴CD⊥侧面PAD又∵AM⊂侧面PAD，∴AM⊥CD又∵侧面PAD为正三角形，M是PD的中点，∴AM⊥PD又∵PD∩CD=D，PD，CD⊂平面PCD∴AM⊥平面PCD．(2)设AD的中点为G，连接PG∵ΔPAD为正三角形，∴PG ⊥AD又∵面PAD ⊥面ABCD ，交线为AD ∴直线PG ⊥底面ABCD∴PB 与平面ABCD 所成角即∠PBG 设AD =1，AB =m 则PG =AM =32，PB = m 2+12由sin ∠PBG =64，解得m =1连接AC ，BD ，AC ∩BD =F ，∵M 为PD 中点，底面ABCD 为矩形∴MF//PB ，MF =12PB =22，AF =12AC =22在ΔAMF 中，∴cos ∠AMF =AM 2+MF 2−AF 22×AM ×MF= 64故直线AM 与直线PB 所成角的余弦值等于64．(3)以AP ，AD 为邻边构造▱ADQP ，则M 是AQ 的中点连接CQ ，则四边形BCQP 是平行四边形，又N 为PC 中点故B ，N ，Q 三点共线，平面ABM 与平面ABQ 为同一平面;故所求二面角为二面角P−BQ−A 或二面角C−BQ−A易知二面角P−BQ−A 与二面角C−BQ−A 的大小互补，故其正弦值相等．由(1)(2)知PM ⊥平面ABQ ，BQ ⊂平面ABQ ∴PM ⊥BQ在Rt △BAQ 中，过M 作MT ⊥BQ ，垂足为T ，则BQ ⊥平面PMT 连接PT ，则PT ⊥BQ ，故二面角P−BQ−A 的平面角为∠PTM 由Rt △BAQ ∽Rt △MTQ ，得AB BQ =MTMQ 由(2)可知，设AD =1，则MP =12，AQ =2MQ = 3，∴BQ = A B 2+A Q 2=2，得MT =34在Rt △MTP 中，PT =M P 2+M T 2=74所以，sin ∠PTM =MPPT =2 77故平面ABM与平面PBC所成的二面角的正弦值为277．19.解：过B向CD作垂线，垂足为G，设∠BAD=θ(0<θ<π)则BG=sinθ，B D2=A B2+A D2−2×AB×AD×cosθ=5−4cosθSΔABD=12×2×sinθ=sinθ，SΔBFD=34B D2=34(5−4cosθ)∴SABFD =SΔABD+SΔBFD=sinθ+34(5−4cosθ)=sinθ−3cosθ+534=534+2sin(θ−π3)∵0<θ<π，∴−π3<θ−π3<2π3∴当θ−π3=π2，即θ=5π6时，S ABFD有最大值为=534+2 ①证明：在△ABC中，由已知及余弦定理，得(b+c)b=a2=b2+c2−2bc cos∠BAC即b=c−2b cos∠BAC 根据正弦定理，得sin∠ABC=sin∠ACB−2sin∠ABCcos∠BAC11又∠ACB =π−∠ABC−∠BAC ，故sin ∠ACB =sin(∠ABC +∠BAC)所以sin ∠ABC =sin(∠ABC +∠BAC)−2sin ∠ABCcos ∠BAC 得sin ∠ABC =sin(∠BAC−∠ABC)又∠BAC ∈(0,π)，∠ABC ∈(0,π)故∠ABC =π−(∠BAC−∠ABC)，得∠BAC =π(舍去)或∠ABC =∠BAC−∠ABC ，即∠BAC =2∠ABC ②解：由 ①∠BAC =2∠ABC ，得∠BAC +∠ABC =3∠ABC ∈(0,π)∴∠ABC ∈(0,π3)，cos ∠ABC ∈(12,1)∴c +4b b cos ∠ABC =sin ∠ACB +4sin ∠ABC sin ∠ABC cos ∠ABC =sin (π−3∠ABC)+4sin ∠ABCsin ∠ABC cos ∠ABC=sin (3∠ABC)+4sin ∠ABCsin ∠ABC cos ∠ABC=sin (2∠ABC +∠ABC)+4sin (2∠ABC−∠ABC)sin ∠ABC cos ∠ABC=4cos 2∠ABC +3cos ∠ABC=4cos ∠ABC +3cos ∠ABC≥2 4cos ∠ABC ×3cos ∠ABC =4 3当且仅当cos ∠ABC = 32，即∠ABC =π6时，等号成立∴当∠ABC =π6时，c +4bb cos ∠ABC 的最小值为4 3。