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- 2021-06-16 发布
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铁人中学2018级高二学年上学期期末考试
数学理科试题
试题说明:1、本试题满分150分,答题时间120分钟.
2、请将答案填写在答题卡上,考试结束后只交答题卡.
第Ⅰ卷 选择题部分
一、选择题(每小题只有一个选项正确,每小题5分,共60分.)
1. 若98与63的最大公约数为,二进制数化为十进制数为,则( )
A. 53 B. 54 C. 58 D. 60
【答案】C
【解析】
由题意知,,,,,
∴与63的最大公约数为7,
∴.
又,
∴,
.选C.
点睛:
求两个正整数的最大公约数时,可用较大的数字除以较小的数字,得到商和余数,然后再用上一式中的除数和得到的余数中较大的除以较小的,以此类推,当出现整除时,就得到要求的最大公约数.
2. 若命题“若,则”为真命题,则下列命题中一定为真命题的是( )
A. 若,则 B. 若,则 C. 若,则 D. 若,则
【答案】D
【解析】
【分析】
原命题与其逆否命题同真假,故找出题设命题的逆否命题即可.
【详解】命题“若,则”的逆否命题为:“若,则”,
因为原命题与其逆否命题同真假,
- 22 -
故由原命题为真命题可知其逆否命题为真命题,
故选:D
【点睛】本题考查命题真假的判断,考查命题间的真假关系,属于基础题.
3. 在同一平面直角坐标系中,经过伸缩变换后,曲线变为曲线,则曲线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
将代入曲线化简可得到式子.
【详解】将代入曲线方程得到.
故答案为B.
【点睛】本题考查了曲线的变换公式的应用,属于基础题.
4. “勾股定理”在西方被称为“毕达哥拉斯定理”,三国时期吴国的数学家赵爽创制了一幅“勾股圆方图”,用数形结合的方法给出了勾股定理的详细证明.如图所示的“勾股圆方图”中,四个相同的直角三角形与中间的小正方形拼成一个大正方形.若直角三角形中较小的锐角,现在向该大正方形区域内随机地投掷一枚飞镖,则飞镖落在阴影区域概率是( )
A. B. C. D.
- 22 -
【答案】D
【解析】
【分析】
设直角三角形的三条边长分别为,用表示出的关系,即可分别求出两个阴影部分的面积,即可根据几何概型概率的求法求得飞镖落在阴影区域概率.
【详解】直角三角形的三条边长分别为
则,
则两个阴影部分的面积和为
所以飞镖落在阴影区域概率为
故选:D
【点睛】本题考查了几何概型概率的求法,三角函数的化简求值,属于中档题.
5. 袋中装有3个黑球、2个白球、1个红球,从中任取两个,互斥而不对立的事件是( )
A. “至少有一个黑球”和“没有黑球” B. “至少有一个白球”和“至少有一个红球”
C. “至少有一个白球”和“红球黑球各有一个” D. “恰有一个白球”和“恰有一个黑球”
【答案】C
【解析】
【分析】
根据互斥事件与对立事件的定义即可判断.
【详解】对于A, “至少有一个黑球”和“没有黑球”不能同时发生,且必有一个发生,因而对立事件;
对于B, “至少有一个白球”和“至少有一个红球”可以同时发生,所以不是互斥事件;
对于C, “至少有一个白球”和“红球黑球各有一个”两个事件不能同时发生,且除这两个事件还有其他事件(如两个黑球)发生,所以两个事件为互斥事件,但为不对立事件
- 22 -
对于D, “恰有一个白球”和“恰有一个黑球”可以同时发生,所以不是互斥事件.
综上可知,C为正确选项
故选:C
【点睛】本题考查了互斥与对立事件的概念和判断,属于基础题.
6. “”是“方程表示椭圆”的
A. 充分必要条件 B. 充分不必要条件
C. 必要不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
由题意,方程表示一个椭圆,则,解得且,
所以“”是“方程”的必要不充分条件,故选C.
点睛:本题考查了椭圆的标准方程,其中熟记椭圆的标准的形式,列出不等式组是解答关键,此类问题解答中容易忽视条件导致错解,同时注意有时椭圆的焦点的位置,做到分类讨论.
7. 某校从参加高二年级学业水平测试的学生中抽出80名学生,其数学成绩(均为整数)的频率分布直方图如图,估计这次测试中数学成绩的平均分、众数、中位数分别是( )
A. 73.3,75,72 B. 72,75,73.3
C. 75,72,73.3 D. 75,73.3,72
【答案】B
【解析】
【分析】
- 22 -
根据频率分布直方图,结合平均数、众数、中位数的求法,即可得解.
【详解】由频率分布直方图可知,
平均数为
众数为最高矩形底边的中点,即
中为数为:
可得
所以中为数为
综上可知,B为正确选项
故选:B
【点睛】本题考查了频率分布直方图的应用,平均数、众数、中位数的计算,属于基础题.
8. 阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,则输出S的值为( )
A. -10 B. 6
C. 14 D. 18
【答案】B
【解析】
模拟法:输入;
不成立;
不成立
成立
输出,故选B.
- 22 -
考点:本题主要考查程序框图与模拟计算的过程.
9. 已知椭圆上有一点,,是椭圆的左、右焦点,若为直角三角形,则这样的点有( )
A. 3个 B. 4个 C. 6个 D. 8个
【答案】C
【解析】
分析】
由为直角三角形,分直角的三种情况,分别得出符合要求的点,可得选项.
【详解】当为直角时,这样的点有2个,如下图中的点;
当为直角时,这样的点有2个,如下图中的点;
当为直角时,因为椭圆中,所以这样的点有2个,如下图中的点,
所以符合条件为直角三角形的点有6个,
故选:C.
【点睛】本题考查椭圆的标准方程和椭圆的简单的几何性质,注意对条件分类讨论,属于基础题.
10. 已知双曲线与双曲线,给出下列说法,其中错误的是( )
A. 它们的焦距相等 B. 它们的焦点在同一个圆上
C. 它们的渐近线方程相同 D. 它们的离心率相等
【答案】D
- 22 -
【解析】
由两双曲线的方程可得 的半焦距 相等,它们的渐近线方程相同,的焦点均在以原点为圆心,为半径的圆上,离心率不相等,故选D.
11. 把正方形沿对角线折起,当以四点为顶点的棱锥体积最大时,直线和平面所成的角的大小为( )
A. 90° B. 60 C. 45° D. 30°
【答案】C
【解析】
【分析】
先记正方形的对角线与交于点,根据折起后的图形,得到当平面时,三棱锥的体积最大,从而推出为直线和平面所成的角,根据题中条件,即可求出线面角.
【详解】记正方形的对角线与交于点,
将正方形沿对角线折起后,如图,
当平面时,三棱锥的体积最大.
为直线和平面所成的角,
∵因为正方体对角线相互垂直且平分,
所以在中,,
∴直线和平面所成的角大小为45°.
故选:C.
- 22 -
【点睛】本题主要考查求线面角,以及三棱锥体积最大的问题,熟记线面角的概念,以及三棱锥的结构特征即可,属于常考题型.
12. 已知抛物线:,直线及上一点,抛物线上有一动点P到的距离为,P到的距离为,则的最小值为( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 9
【答案】C
【解析】
【分析】
根据抛物线的定义,将P到的距离为转化为P到的距离,即可由三点共线时取得距离最小值,解得的最小值.
【详解】抛物线,则其焦点坐标为,准线方程为
设动点P到准线的距离为, P到焦点的距离为
由抛物线定义可知则
由题意可知抛物线上的动点P到的距离为
则
因为P到的距离为
则
当在同一条直线上时取得最小值此时
即
所以
故选:C
【点睛】本题考查了抛物线定义的简单应用,抛物线中线段的最小值求法,属于基础题.
第II卷 非选择题部分
二、填空题(每小题5分,共20分.)
- 22 -
13. 某班共有56名学生,现将所有学生随机编号,用系统抽样的方法抽取一个容量为4的样本,已知12号、26号、54号同学在样本中,则样本中还有一名同学的编号是__________.
【答案】40
【解析】
【分析】
先求出组距,然后根据已知的第二个样本的编号,求得第三个样本的编号.
【详解】从名学生中抽取名,组距为,由于抽取到第二个编号为号,故第三个样本的编号为号.
【点睛】本小题主要考查系统抽样的知识,先求得系统抽样的组距,然后根据已知来求得未知的样本编号,属于基础题.
14. 已知正方体中,E为的中点,则异面直线AE与BC所成角的余弦值为 .
【答案】
【解析】
【详解】
连接DE,设AD=2,易知AD∥BC,∴∠DAE就是异面直线AE与BC所成角,
在△RtADE中,由于DE=,AD=2,可得AE=3,∴cos∠DAE==.
15. 下列说法中正确的个数是_________.
(1)命题“若,则方程有实数根”的逆否命题为“若方程无实数根,则”.
(2)命题“,”的否定“,”.
(3)若为假命题,则,均为假命题.
- 22 -
(4)“”是“直线:与直线:平行”的充要条件.
【答案】1
【解析】
分析】
根据命题与逆否命题的定义可判断(1);根据特称命题的否定即可判断(2);由复合命题真假的关系可判断(3);根据两条直线平行时的斜率关系可判断(4).
【详解】对于(1),命题“若,则方程有实数根”的逆否命题为“若方程无实数根,则”,所以(1)正确;
对于(2),命题“,”的否定“,”,所以(2)错误;
对于(3),若为假命题,则、中至少有一个为假命题,所以(3)错误;
对于(4),当时, 直线:与直线:,则且,所以是“”是“直线:与直线:平行”的充分条件;当“直线:与直线:平行”时,则,解得或,所以“”是“直线:与直线:平行”的充分不必要条件.所以(4)错误.
综上可知,正确的为(1)
故答案为:1
【点睛】本题考查了命题与逆否命题的关系,特称命题的否定形式,复合命题真假的判断及充分必要条件的判断,属于基础题.
16. 已知双曲线E:的右顶点为A,抛物线C:的焦点为若在E的渐近线上存在点P,使得,则双曲线E的离心率的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】
- 22 -
求出双曲线的右顶点和渐近线方程,抛物线的焦点坐标,可设,以及向量的垂直的条件:数量积为0,再由二次方程有实根的条件:判别式大于等于0,化简整理,结合离心率公式即可得到所求范围.
【详解】双曲线E:的右顶点为,
抛物线C:的焦点为,
双曲线的渐近线方程为,
可设,
即有,,
可得,
即为,
化为,
由题意可得,
即有,
即,
则.
由,可得.
故答案为
- 22 -
【点睛】对于双曲线的离心率是双曲线最重要的几何性质,求双曲线的离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:①求出,代入公式;②只需要根据一个条件得到关于的齐次式,结合转化为的齐次式,然后等式(不等式)两边分别除以或转化为关于的方程(不等式),解方程(不等式)即可得 (的取值范围).
三、解答题(第17题10分,其它每题12分,共70分.)
17. 在直角坐标系xOy中,直线的参数方程为(t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线的极坐标方程为,直线与曲线C交于两点.
(1)求直线的普通方程和曲线C的直角坐标方程;
(2)求.
【答案】(1)直线l的方程为y=x+1,曲线C的方程为1;(2).
【解析】
分析】
(Ⅰ)消去参数,即可求得直线的普通方程,利用极坐标与直角坐标的互化公式,即可得到曲线的直角坐标方程;
(Ⅱ)将直线的参数方程代入曲线的直角坐标方程,利用直线参数方程中参数的几何意义,即可求解.
【详解】(Ⅰ)由直线的参数方程为,消去参数,可得直线的方程为,由曲线的极坐标方程,根据,曲线的方程为.
- 22 -
(Ⅱ)将(参数),代入1,得,
设所对应的参数分别为,则,
则.
【点睛】本题主要考查了参数方程与普通方程,以及极坐标方程与直角坐标方程的互化,以及直线的参数方程的应用,其中解答中熟记互化公式,合理利用直线的参数方程中参数的几何意义是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.
18. 如表是某位同学连续5次周考的历史、政治的成绩,结果如下:
周次
1
2
3
4
5
历史(x分)
79
81
83
85
87
政治(y分)
77
79
79
82
83
参考公式:,,表示样本均值.
(1)求该生5次月考历史成绩的平均分和政治成绩的方差;
(2)一般来说,学生的历史成绩与政治成绩有较强的线性相关关系,根据上表提供的数据,求两个变量的线性回归方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
(1)利用所给数据,即可求该生5次月考历史成绩的平均分和政治成绩的方差;
- 22 -
(2)利用最小二乘法求出线性回归直线的方程的系数,写出回归直线的方程,得到结果.
【详解】(1)历史成绩的平均数.
,
政治成绩的方差,
(2),,
,
,
.
所以两个变量的线性回归方程是.
【点睛】本题考查平均数、方差的求解,以及线性回归方程的求解,在求解时,熟练运用公式,仔细运算,属于基础题.
19. 把一颗骰子投掷2次,观察出现的点数,并记第一次出现的点数为,第二次出现的点数为,试就方程组解答下列各题:
(1)求方程组只有一个解的概率;
(2)求方程组只有正数解的概率.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】
(1)先求得投掷骰子出现的所有情况总数.将方程组求解,根据方程组只有一个解时,未知数系数不为0,先求得系数为0的情况,根据对立事件的概率求法即可求得方程组只有一个解的概率.
(2)根据正数解的要求解不等式组,即可求得的取值范围,结合总数情况即可得解.
- 22 -
【详解】事件的基本事件有36个.
由方程组可得
(1)方程组只有一个解,需满足
即 ,而 的事件有共3个
所以方程组只有一个解的概率为
(2)方程组只有正数解,需且
即或
其包含的事件有13个:
因此所求的概率为.
【点睛】本题考查了古典概型概率的求法,方程组的解法及方程组解的要求,属于基础题.
20. 已知抛物线:的焦点,上一点到焦点的距离为5.
(1)求的方程;
(2)过作直线,交于,两点,若直线中点的纵坐标为-1,求直线的方程.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】
法一:利用已知条件列出方程组,求解即可
法二:利用抛物线的准线方程,由抛物线的定义列出方程,求解即可
法一:由可得抛物线焦点的坐标,设出两点的坐标,利用点差法,求出线段中点的纵坐标为,得到直线的斜率,求出直线方程
- 22 -
法二:设直线的方程为,联立直线与抛物线方程,设出两点的坐标,通过线段中点的纵坐标为,求出即可
【详解】法一:抛物线: 的焦点的坐标为,由已知
解得或∵,
∴∴的方程为.
法二:抛物线的准线方程为由抛物线的定义可知解得
∴的方程为.
2.法一:由(1)得抛物线C的方程为,焦点
设两点的坐标分别为,则
两式相减,整理得
∵线段中点的纵坐标为
∴直线的斜率
直线的方程为即
分法二:由(1)得抛物线的方程为,焦点
设直线的方程为由
消去,得设两点的坐标分别为,
- 22 -
∵线段中点的纵坐标为∴解得
直线的方程为即
【点睛】本题主要考查了直线与抛物线相交的综合问题,对于涉及到中点弦的问题,一般采用点差法能直接求出未知参数,或是将直线方程设出,设直线方程时要注意考虑斜率的问题,此题可设直线的方程为,就不需要考虑斜率不存在,将直线方程与抛物线方程联立,利用条件列出等量关系,求出未知参数.
21. 如图,在四棱柱中,点和分别为和的中点,侧棱底面.
(1)求证://平面;
(2)求二面角的正弦值
【答案】(1)证明见解析(2)
【解析】
【分析】
(1)根据题意,以为坐标原点建立空间直角坐标系,写出各个点的坐标,可通过证明与平面的法向量垂直,来证明//平面.
(2)根据(1)中建立的平面直角坐标系,分别求得平面的法向量与平面的法向量,即可求得两个平面夹角的余弦值,结合同角三角函数关系式即可求得二面角的正弦值.
- 22 -
【详解】(1)证明:根据题意,以为坐标原点,为轴,为轴,为轴建立如下图所示的空间直角坐标系:
点和分别为和的中点, ,
则,则
,则
所以
依题意可知为平面的一个法向量
而
所以
又因为直线平面
所以平面
(2)
设为平面的法向量,
则,即
不妨设,可得
设为平面的一个法向量,
- 22 -
则,又,得
不妨设可得
因此有,
于是
所以二面角的正弦值为
【点睛】本题考查了利用空间直角坐标系,证明直线与平面的平行,利用法向量求平面与平面的夹角,属于基础题.
22. 设椭圆:的离心率为,椭圆上一点到左右两个焦点、的距离之和是4.
(1)求椭圆的方程;
(2)已知过的直线与椭圆交于、两点,且两点与左右顶点不重合,若,求四边形面积的最大值.
【答案】(1);(2)6.
【解析】
【分析】
(1)首先可根据题意得出,然后根据得出,最后通过计算出的值并写出椭圆方程;
(2)首先可以设、,然后根据直线过点设出直线方程,再然后联立直线方程与椭圆方程,根据韦达定理得出以及,再然后结合题意得出四边形是平行四边形以及其面积,最后通过计算即可得出结果.
- 22 -
【详解】(1)因为椭圆上一点到左右两个焦点、的距离之和是4,
所以,,
因为,所以,
所以椭圆C方程为.
(2)设,,
因为直线过点,所以可设直线方程为,
联立方程,消去可得:,
化简整理得,
其中,
,,
因为,所以四边形是平行四边形,
设平面四边形的面积为,
则,
设,则,
所以,
因为,所以,,
所以四边形面积的最大值为6.
【点睛】本题考查椭圆的方程的求法以及直线与椭圆相交的相关问题,可利用椭圆的、、三者之间的联系求椭圆方程,考查韦达定理的灵活应用,考查计算能力,考查化归与转化思想,是难题.
- 22 -
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