2023-2024学年湖南省长沙一中高一(下)第三次月考数学试卷(含解析)_第1页
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第=page11页,共=sectionpages11页2023-2024学年湖南省长沙一中高一(下)第三次月考数学试卷一、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.若复数a+3i2+i是纯虚数,则实数a=(

)A.−32 B.32 C.−2.某校举行“勇士杯”学生篮球比赛,统计高一年级部分班级的得分数据如下:班级12345678得分2834343026282832则下列说法正确的是(

)A.得分的众数为34 B.得分的中位数为28

C.得分的75%分位数为33 D.得分的极差为63.已知平面α、β,直线l⊂α,直线m不在平面α上,下列说法正确的是(

)A.若α/​/β,m//β,则l/​/m B.若α/​/β,m⊥β,则l⊥m

C.若l/​/m,α/​/β,则m//β D.若l⊥m,m//β,则α⊥β4.已知a>0,b>0,则“a+b>1”是“ab>14”(

)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5.已知正六棱柱ABCDEF−A1B1C1D1E1F1A.12

B.64

C.16.已知cos(α+π8)+2cos(α−3πA.12 B.43 C.−1 7.已知m∈R,若函数f(x)=1x+1−mx−m−3(−1<x≤0)在定义域内有且仅有两个不同的零点,则m的取值范围是A.(−94,−2) B.(−94,−2]8.已知集合I⊆{a|a=(x,y),x,y∈R},若对于任意m,n∈I,以及任意λ∈[0,1],满足λm+(1−λ)n∈I,则称集合I为“类圆集”.下列说法正确的是(

)A.集合A={a|a=(x,y),y≥x3}为“类圆集”

B.集合B={a|a=(x,y),y≤lnx}为“类圆集”

C.集合C={a|a=(x,y),y≥x2}不为“类圆集”

D.若二、多选题:本题共3小题,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。9.在如图所示的网格中,每一个小正方形的边长均为1,则下列说法正确的是(

)A.AB⊥CD

B.CD在AC方向上的投影向量为AC

C.AD与CD的夹角为30°

10.某学校为了解学生身高(单位:cm)情况,采用分层随机抽样的方法从4000名学生(该校男女生人数之比为3:2)中抽取了一个容量为100的样本.其中,男生平均身高为175,方差为184,女生平均身高为160,方差为179.则下列说法正确的是参考公式:总体分为2层,各层抽取的样本量、样本平均数和样本方差分别为:n1,x−,s12,n2,y−,s22.记总的样本平均数为ωA.抽取的样本里男生有60人 B.每一位学生被抽中的可能性为140

C.估计该学校学生身高的平均值为170 D.估计该学校学生身高的方差为11.化学中经常碰到正八面体结构(正八面体是每个面都是正三角形的八面体),如六氟化硫(化学式SF6)、金刚石等的分子结构.将一个正方体六个面的中心连线可得到一个正八面体E−ABCD−F(如图),已知正方体棱长为22A.正八面体E−ABCD−F的内切球表面积8π3

B.正八面体E−ABCD−F的外接球体积为8π3

C.若点P为棱EB上的动点,则三棱锥F−ADP的体积为定值223

D.若点P为棱EB上的动点(包括端点),则直线三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。12.设a>0,b>0,已知log2a+log4b213.在△ABC中,其内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若B=3π4,b=6,a2+c14.定义轴截面为正三角形的圆锥为等边圆锥,轴截面为正方形的圆柱为等边圆柱,已知一个等边圆锥的底面圆的直径为2,在该圆锥内放置一个等边圆柱,并且圆柱在该圆锥内可以任意转动,则该圆柱的体积的最大值为______.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.(本小题13分)

已知向量a=(cos3x2,sin3x2),b=(cosx2,sinx2),c=(sin16.(本小题15分)

某校高一年级进行数学计算能力大赛,数学备课组从全年级的1000名学生的成绩中抽取容量为n的样本,构成频率分布直方图,且成绩在区间(50,60)的人数为5.

(1)求样本容量n以及频率分布直方图中的x;

(2)估计全年级学生竞赛成绩的平均数;

(3)从样本中得分在[80,100]的学生中随机抽取两人,问所抽取的两人中至少有一人的得分在区间[90,100]的概率是多少?17.(本小题15分)

已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且sinA2+cosA=1,acsinA+4sinC=4csinA.

(1)求边长a和角A;

(2)若△ABC的面积为32,求中线AD的长度;

(3)若18.(本小题17分)

在多面体ABCDEF中,AD//BC//EF,且AD=CD=DE=4,BC=EF=2,∠BCD=∠FED=π3.

(1)证明:AD⊥CE;

(2)若平面ADEF⊥平面ABCD,求二面角A−BF−D的余弦值;

(3)在(2)的条件下,求该多面体ABCDEF的体积.19.(本小题17分)

对于函数f(x),若存在实数m,使得ℎ(x)=f(x+m)−f(m)为R上的奇函数,则称f(x)是位差值为m的“位差奇函数”.

(1)若f(x)=sin(x+φ)是位差值为π3的位差奇函数,求φ的值;

(2)已知f(x)=2x−t⋅2−x,g(x)=4x+4−xt,若存在m∈[0,+∞),使得f(x)是位差值为m的“位差奇函数”.

①求实数t的取值范围;

②设直线x=x1,x=x2与函数ℎ(x)=f(x+m)−f(m)的图象分别交于A、B两点,直线x=x1,答案解析1.A

【解析】解:∵a+3i2+i=(a+3i)(2−i)(2+i)(2−i)=2a+3+(6−a)i4−i2=2.C

【解析】解:根据表格中数据可知,出现次数最多的是28,所以得分的众数为28,即A错误;

将8个数据从小到大排列为26,28,28,28,30,32,34,34,

所以中位数为28+302=29,可知B错误;

易知75%×8=6为整数,

所以第75%分位数为第6个和第7个数的平均值32+342=33,即C正确;

得分的极差为34−26=8,即D错误.

3.B

【解析】解:对于A,若α/​/β,m//β,则l/​/m或l与m异面,故A错误;

对于B,若α/​/β,m⊥β,则m⊥α,又l⊂α,则l⊥m,故B正确;

对于C,若l/​/m,α/​/β,则m//β或m⊂β,故C错误;

对于D,若l⊥m,m//β,则α/​/β或α与β相交,故D错误.

故选:B.4.B

【解析】解:当a=0.01,b=1时,满足a+b>1,但ab=0.1<14,所以充分性不成立;

当ab>14时,由a>0且b>0,可得a+b≥2ab>214=1,即a+b>1,必要性成立.5.C

【解析】解:由图可得,在正六棱柱中,BC1//FE1,连接E1F,FD,

则∠FE1D即为异面直线BC1与DE1所成角或其补角;

∵CC1⊥BC,BC=CC1=1,∴BC1=BC26.D

【解析】解:因为cos(α+π8)+2cos(α−3π8)=0,

所以cos(α+π8)+2cos(α+π8−π27.B

【解析】解:令1x+1−mx−m−3=0,即1x+1=mx+m+3,

设g(x)=1x+1,ℎ(x)=mx+m+3,x∈(−1,0],由题意,函数g(x)与函数ℎ(x)在(−1,0]上有且仅有两个交点,如图,

9

显然函数ℎ(x)过定点P(−1,3),g′(x)=−1(x+1)2,设过点P且与函数g(x)相切时的切线为PN,切点为N(x0,y0),

则y0−3x0+1=m−8.B

【解析】解:设m=OM,n=ON,OD=λm+(1−λ)n=λOM+(1−λ)ON,λ∈[0,1];

则OD−ON=λOM−ON,λ∈[0,1],即可得ND=λNM,λ∈[0,1],则点D在线段MN上,

由题意可得,若对于任意OM,ON∈I,线段MN上一点D,都有OD∈I,则集合I为“类圆集”,

对于A,集合A={a|a=(x,y),y≥x3},若对于任意的P(x1,y1),Q(x2,y2)满足y1≥x13,y2≥x23,则OP,OQ∈A,

函数y=x3如下图,显然线段PQ上任意一点D(x3,y3),不一定满足y3≥x33,

图中所示y3<x33,即OD∉A;

故集合A={a|a=(x,y),y≥x3}不为“类圆集”,即A错误;

对于B,若B={a|a=(x,y),y≤lnx},对于任意的G(x4,y4),H(x5,y5)满足y4≤lnx4,y5≤lnx5,则OG,OH∈B,

函数y=lnx如下图,显然线段GH上任意一点E(x6,y6),都有y6≤lnx6,即OD∈B;

故可得集合B={a|a=(x,y),y≤lnx}为“类圆集”,即B正确;

对于C,集合C={a|a=(x,y),y≥x9.AD

【解析】解:根据题意,如图:以点A为坐标原点,建立平面直角坐标系,

其中:A(0,0),B(2,1),C(1,0),D(0,2),

所以AB=(2,1),CD=(−1,2),AC=(1,0),AD=(0,2),

依次分析选项:

对于A,由于AB⋅CD=2×(−1)+1×2=0,所以AB⊥CD,A正确;

对于B,根据投影向量的定义,结合图象,CD在AC方向上的投影向量为−AC,B错误;

对于C,cos<AD,CD>=AD⋅CD|AD||CD|=42×10.ABD

【解析】解:对于A项,抽取的样本里男生有100×35=60人,所以A项正确;

对于B项,由题可知,每一位学生被抽中的可能性为1004000=140,所以B项正确;

对于C项,估计该学校学生身高的平均值为x−=175×35+160×25=169,所以11.ACD

【解析】解:由题意可知:正八面体的棱长为AB=2,OB=2,EO=BE2−OB2=2,

对于A项,设该正八面体内切球的半径为r,

由正八面体的体积可得8×13×12×2×2×32×r=2×13×2×2×2,解得r=63,

所以它的内切球表面积为4π×(63)2=8π3,故A项正确;

对于选项B:由题意可知:OA=OB=OC=OD=2,且OE=2,

结合对称性可知:点O为正八面体外接球的球心,则正八面体外接球的半径R=2,

所以正八面体外接球的体积为43πR3=82π3,故B项错误;

对于选项C:由题意可知:EB/​/DF,

且EB⊄平面ADF,DF⊂平面ADF,可得EB/​/平面ADF,

则点P到平面ADF的距离即为点B到平面ADF的距离,

所以V三棱锥F−ADP=V三棱锥P−ADF=V三棱锥B−ADF=V三棱锥F−ABD=13×12×2×2×2=212.8

【解析】解:∵a>0,b>0,∴log2a+log4b2=log13.3

【解析】解:由余弦定理得:b2=a2+c2−2accosB,

即36=a2+c2+14.2π(2【解析】解:根据题意可知,等边圆锥的轴截面为等边三角形SAB,且AB=2,SO=3,

设等边圆柱轴截面是边长为2r的正方形,可知OC=r,如下图所示:

当圆柱体积最大时,等边圆柱内切于等边圆锥,

此时易知△ACD~△AOS,即ACAO=CDSO,可得1−r1=2r3,

解得r=2315.解:(1)当x=π2时,a=(cos3π4,sin3π4)=(−22,22),

b=(cosπ4,sinπ4)=(22,22)【解析】(1)根据向量数量积的坐标运算直接计算;

(2)根据向量数量积的坐标运算和辅助角公式得f(x)=−2sin(x−π616.解:(1)成绩在区间(50,60)的频率为0.2,n=50.2=25,

由频率分布直方图可得第4组的频率为:

1−0.2−0.24−0.36−0.08=0.12,故x=0.012.

(2)先估计所抽取的25名学生成绩的平均数为:

(55×0.02+65×0.024+75×0.036+85×0.012+95×0.008)×10=71.4(分),

估计全年级学生竞赛成绩的平均数为71.4;

(3)得分成绩在[80,90)有0.012×10×25=3(人),

这组的3名学生分别为a,b,c,

得分在区间[90,100]有0.008×10×25=2(人),

这组的2名学生分别为d,e,

随机抽取两人,所以可能的结果为:

(a,b),(a,c),(a,d),(a,e),(b,c),(b,d),(b,e),(c,d),(c,e),(d,e),共10种,

所抽取的两人中至少有一人的得分在区间[90,100]的结果为:

(a,d),(a,e),(b,d),(b,e),(c,d),(c,e),(d,e),共7种,

故所抽取的两人中至少有一人的得分在区间[90,100]的概率是【解析】(1)由成绩在区间(50,60)的频率为0.2,求得样本容量,频率分布直方图中频率和为1求得x;

(2)根据频率分布直方图估计平均数;

(3)列出所有可能的事件,结合古典概型公式可得所求概率.

17.解:(1)由acsinA+4sinC=4csinA,得a2c+4c=4ac,

结合c≠0,化简得a2+4=4a,即(a−2)2=0,可得a=2.

根据sinA2+cosA=1,可得sinA2+1−2sin2A2=1,

即sinA2(2sinA2−1)=0,所以sinA2=12或sinA2=0,结合A2∈(0,π2),可得A=π3;

(2)由S△ABC=12bcsinA=34bc=32,解得bc=2,

由余弦定理a2=b2+c2−2bccosπ【解析】(1)根据acsinA+4sinC=4csinA,利用正弦定理推导出a2c+4c=4ac,由此求得边a的值,然后根据sinA2+cosA=1求得sinA2,可得角A的大小;

(2)由余弦定理和三角形面积公式求得b2+c2=6且bc=2,然后根据AD=18.解:(1)证明:在△BCD中,CD=4,BC=2,∠BCD=π3,

由余弦定理可得BD2=CD2+BC2−2CD⋅BCcosπ3=12,即BD=23;

满足BD2+BC2=CD2,即BD⊥BC;

又AD//BC,所以BD⊥AD;

同理可得DF⊥AD,

因为BD⊥AD,DF⊥AD,BD,DF⊂平面BDF,BD∩DF=D,

所以AD⊥平面BDF,

又BF⊂平面BDF,所以AD⊥BF;

又因为BC/​/EF,BC=EF=2,所以四边形BCEF是平行四边形;

因此BF/​/CE,

所以AD⊥CE.

(2)若平面ADEF⊥平面ABCD,由(1)知BD⊥AD,DF⊥AD,

所以可得BD⊥平面ADEF,DF⊂平面ADEF,所以BD⊥DF,

且BD=DF=23,BF=26,

由勾股定理可知AB=AF=27,

取BF的中点为G,连接AG,DG,如下图所示:

易知AG⊥BF,DG⊥BF,即可得∠AGD即为二面角A−BF−D的平面角,

显然AG=AB2−BG2=22,DG=6,又AD=4,

在△ADG中,cos∠AGD=AG2+DG2−A【解析】(1)利用余弦定理计算可得BD=23,再利用勾股定理可得BD⊥BC,同理可得DF⊥AD,由线面垂直判定定理可证明AD⊥平面B

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