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2016-2017学年辽宁省辽河油田二中高二(上)期中数学试卷(理科)
一、选择题(每道小题5分,满分60分)
1.复数的虚部为( )
A.﹣4 B.4 C.4i D.﹣4i
2.若命题“p且q”为假,且“¬p”为假,则( )
A.“p或q”为假 B.q假 C.q真 D.p假
3.某科研小组共有5个成员,其中男研究人员3人,女研究人员2名,现选举2名代表,至少有1名女研究人员当选的概率为( )
A. B. C. D.以上都不对
4.阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,输出的S的值等于( )
A.18 B.20 C.21 D.40
5.已知双曲线my2﹣x2=1(m∈R)与椭圆+x2=1有相同的焦点,则该双曲线的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±3x
6.如图茎叶图记录了甲、乙两组各五名学生在一次英语听力测试中的成绩(单位:分),已知甲组数据的平均数为18,乙组数据的中位数为16,则x,y的值分别为( )
A.18,6 B.8,16 C.8,6 D.18,16
7.“4<K<9”是“方程+=1表示的图形为椭圆”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
8.某研究机构对儿童记忆能力x和识图能力y进行统计分析,得到如下数据:
记忆能力x
4
6
8
10
识图能力y
3
5
6
8
由表中数据,求得线性回归方程为,若某儿童的记忆能力为12时,则他的识图能力为( )
A.9.2 B.9.5 C.9.8 D.10
9.如图所示,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1,AB,CC1的中点分别为E,F,G,则EF与A1G所成的角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
10.若某公司从五位大学毕业生甲、乙、丙、丁、戊中录用三人,这五人被录用的机会均等,则甲或乙被录用的概率为( )
A. B. C. D.
11.在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥平面ABCD,AB=PD=a,E为侧棱PC的中点,又作DF⊥PB交PB于点F,则PB与平面EFD所成角为( )
A.90° B.60° C.45° D.30°
12.已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的左顶点与抛物线y2=2px(p>0)的焦点的距离为 4,且双曲线的一条渐近线与抛物线的准线的交点坐标为(﹣2,﹣1),则双曲线的焦距为( )
A.2 B. C. D.2
二、填空题(每道小题5分,满分20)
13.已知=1﹣i,其中i为虚数单位,a∈R,则a= .
14.欧阳修《卖油翁》中写到:(翁)乃取一葫芦置于地,以钱覆其口,徐以杓酌油沥之,自钱入孔入,而钱不湿,可见“行行出状元”,卖油翁的技艺让人叹为观止,若铜钱是直径为2cm的圆,中间有边长为0.5cm的正方形孔,若你随机向铜钱上滴一滴油,则油(油滴的大小忽略不计)正好落入孔中的概率为 .
15.以椭圆短轴的两个顶点为焦点,且过点A(4,﹣5)的双曲线的标准方程是 .
16.如图,正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,有AB=AA1,则AC1与平面BB1C1C所成的角的正弦值为 .
三、简答题(满分70分,其中17题10分,18~22题均为12分)
17.当实数m为何值时,复数z=(m2+m)+(m2﹣1)i是:
①实数; ②虚数; ③纯虚数.
18.某班有学生50人,其中男同学30人,用分层抽样的方法从该班抽取5人去参加某社区服务活动.
(1)求从该班男女同学在各抽取的人数;
(2)从抽取的5名同学中任选2名谈此活动的感受,求选出的2名同学中恰有1名男同学的概率.
19.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F并且经过点A(1,﹣2).
(1)求抛物线C的方程;
(2)过F作倾斜角为45°的直线l,交抛物线C于M,N两点,O为坐标原点,求△OMN的面积.
20.如图,已知四棱锥P﹣ABCD,底面ABCD为边长为2对的菱形,PA⊥平面ABCD,∠ABC=60°,E,F分别是BC,PC的中点.
(1)判定AE与PD是否垂直,并说明理由;
(2)若PA=2,求二面角E﹣AF﹣C的余弦值.
21.如图,四棱锥P﹣ABCD的底面为矩形,PA是四棱锥的高,PB与DC所成角为45°,F是PB的中点,E是BC上的动点.
(Ⅰ)证明:PE⊥AF;
(Ⅱ)若BC=2BE=2AB,求直线AP与平面PDE所成角的大小..
22.已知椭圆E: +=1(a>b>0)的离心率为,右焦点到直线y=x的距离为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)已知点M的坐标为(2,1),斜率为的直线l交椭圆E于两个不同点A,B,设直线MA与MB的斜率为k1,k2,求证:k1+k2为定值.
2016-2017学年辽宁省辽河油田二中高二(上)期中数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(每道小题5分,满分60分)
1.复数的虚部为( )
A.﹣4 B.4 C.4i D.﹣4i
【考点】复数的代数表示法及其几何意义.
【分析】先化简复数z,化简时要将分子、分母分别乘以分母的共轭复数,使分母实数化,进而可求出复数z的虚部.
【解答】解:∵复数==3﹣4i,
∴复数z的虚部为﹣4,
故选A.
2.若命题“p且q”为假,且“¬p”为假,则( )
A.“p或q”为假 B.q假 C.q真 D.p假
【考点】复合命题的真假.
【分析】根据复合命题真假之间的关系进行判断即可.
【解答】解:若“¬p”为假,则p为真命题.,
∵“p且q”为假,
∴q为假命题.,
故选:B
3.某科研小组共有5个成员,其中男研究人员3人,女研究人员2名,现选举2名代表,至少有1名女研究人员当选的概率为( )
A. B. C. D.以上都不对
【考点】等可能事件的概率.
【分析】先确定科研小组共有5个成员,选举2名代表的方法数,再求出至少有1名女研究人员当选的方法数,由此可求概率.
【解答】解:科研小组共有5个成员,选举2名代表,共有=10种方法,其中至少有1名女研究人员当选,共有=7种方法,
∴选举2名代表,至少有1名女研究人员当选的概率为
故选C.
4.阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,输出的S的值等于( )
A.18 B.20 C.21 D.40
【考点】循环结构.
【分析】算法的功能是求S=21+22+…+2n+1+2+…+n的值,计算满足条件的S值,可得答案.
【解答】解:由程序框图知:算法的功能是求S=21+22+…+2n+1+2+…+n的值,
∵S=21+22+1+2=2+4+1+2=9<15,S=21+22+23+1+2+3=2+4+8+1+2+3=20≥15.
∴输出S=20.
故选:B.
5.已知双曲线my2﹣x2=1(m∈R)与椭圆+x2=1有相同的焦点,则该双曲线的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x C.y=±x D.y=±3x
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】确定椭圆、双曲线的焦点坐标,求出m的值,即可求出双曲线的渐近线方程.
【解答】解:椭圆+x2=1的焦点坐标为(0,±2).
双曲线my2﹣x2=1(m∈R)的焦点坐标为(0,±),
∵双曲线my2﹣x2=1(m∈R)与椭圆+x2=1有相同的焦点,
∴=2,∴m=,
∴双曲线的渐近线方程为y=±x.
故选:A.
6.如图茎叶图记录了甲、乙两组各五名学生在一次英语听力测试中的成绩(单位:分),已知甲组数据的平均数为18,乙组数据的中位数为16,则x,y的值分别为( )
A.18,6 B.8,16 C.8,6 D.18,16
【考点】茎叶图.
【分析】利用中位数、平均数计算公式求解.
【解答】解:由茎叶图知,甲组数据为:9,12,10+x,24,27,
∵甲组数据的平均数为18,
∴5(9+12+10+x+24+27)=90,
解得y=8.
∵甲组数据为:9,15,10+y,18,24,乙组数据的中位数为16
∴10+y=16,解得y=6.
故选:C.
7.“4<K<9”是“方程+=1表示的图形为椭圆”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
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】求出方程+=1表示的图形为椭圆的k的范围,结合集合的包含关系判断即可.
【解答】解:∵方程+=1表示的图形为椭圆,
∴,解得:4<k<9且k≠,
故“4<K<9”是“方程+=1表示的图形为椭圆“的必要不充分条件,
故选:B.
8.某研究机构对儿童记忆能力x和识图能力y进行统计分析,得到如下数据:
记忆能力x
4
6
8
10
识图能力y
3
5
6
8
由表中数据,求得线性回归方程为,若某儿童的记忆能力为12时,则他的识图能力为( )
A.9.2 B.9.5 C.9.8 D.10
【考点】回归分析的初步应用.
【分析】利用样本点的中心在线性归回方程对应的直线上,即可得出结论.
【解答】解:由表中数据得,,
由在直线,得,
即线性回归方程为.
所以当x=12时,,即他的识图能力为9.5.
故选:B.
9.如图所示,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1,AB,CC1的中点分别为E,F,G,则EF与A1G所成的角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
【考点】异面直线及其所成的角.
【分析】以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出EF与A1G所成的角.
【解答】解:以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系,
设正方体ABCD﹣A1B1C1D1中棱长为2,
则E(2,0,1),F(2,1,0),A1(2,0,2),G(0,2,1),
=(0,1,﹣1),=(﹣2,2,﹣1),
设EF与A1G所成的角为θ,
则cosθ===,
∴θ=45°.
∴EF与A1G所成的角为45°.
故选:B.
10.若某公司从五位大学毕业生甲、乙、丙、丁、戊中录用三人,这五人被录用的机会均等,则甲或乙被录用的概率为( )
A. B. C. D.
【考点】互斥事件的概率加法公式.
【分析】设“甲或乙被录用”为事件A,则其对立事件表示“甲乙两人都没有被录取”,先求出,再利用P(A)=1﹣P()即可得出.
【解答】解:设“甲或乙被录用”为事件A,则其对立事件表示“甲乙两人都没有被录取”,则==.
因此P(A)=1﹣P()=1﹣=.
故选D.
11.在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥平面ABCD,AB=PD=a,E为侧棱PC的中点,又作DF⊥PB交PB于点F,则PB与平面EFD所成角为( )
A.90° B.60° C.45° D.30°
【考点】直线与平面所成的角.
【分析】以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DP为z轴,建立空间直角坐标系D﹣xyz,利用向量法能求出PB与平面EFD所成角.
【解答】解:以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DP为z轴,建立空间直角坐标系D﹣xyz,
D为坐标原点.P(0,0,a),B(a,a,0),
=(a,a,﹣a),又=(0,,),
=0+=0,
∴PB⊥DE.
由已知DF⊥PB,又DF∩DE=D,
∴PB⊥平面EFD,
∴PB与平面EFD所成角为90°.
故选:A.
12.已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的左顶点与抛物线y2=2px(p>0)的焦点的距离为 4,且双曲线的一条渐近线与抛物线的准线的交点坐标为(﹣2,﹣1),则双曲线的焦距为( )
A.2 B. C. D.2
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】根据题意,点(﹣2,﹣1)在抛物线的准线上,结合抛物线的性质,可得p=4,进而可得抛物线的焦点坐标,依据题意,可得双曲线的左顶点的坐标,即可得a的值,由点(﹣2,﹣1)在双曲线的渐近线上,可得渐近线方程,进而可得b的值,由双曲线的性质,可得c的值,进而可得答案.
【解答】解:根据题意,双曲线的一条渐近线与抛物线的准线的交点坐标为(﹣2,﹣1),
即点(﹣2,﹣1)在抛物线的准线上,又由抛物线y2=2px的准线方程为x=﹣,则p=4,
则抛物线的焦点为(2,0);
则双曲线的左顶点为(﹣2,0),即a=2;
点(﹣2,﹣1)在双曲线的渐近线上,则其渐近线方程为y=±x,
由双曲线的性质,可得b=1;
则c=,则焦距为2c=2
故选:D.
二、填空题(每道小题5分,满分20)
13.已知=1﹣i,其中i为虚数单位,a∈R,则a= 1 .
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】根据复数的代数运算性质,求出a的值即可.
【解答】解:∵ =1﹣i,
∴a+i=
∴a=﹣i=﹣i=1.
故答案为:1.
14.欧阳修《卖油翁》中写到:(翁)乃取一葫芦置于地,以钱覆其口,徐以杓酌油沥之,自钱入孔入,而钱不湿,可见“行行出状元”,卖油翁的技艺让人叹为观止,若铜钱是直径为2cm的圆,中间有边长为0.5cm的正方形孔,若你随机向铜钱上滴一滴油,则油(油滴的大小忽略不计)正好落入孔中的概率为 .
【考点】几何概型.
【分析】求出圆和正方形的面积,结合几何概型的概率公式进行计算即可.
【解答】解:正方形的面积S=0.5×0.5=0.25,
若铜钱的直径为2cm,则半径是1,圆的面积S=π×12=π,
则随机向铜钱上滴一滴油,则油(油滴的大小忽略不计)正好落入孔中的概率P==,
故答案为:.
15.以椭圆短轴的两个顶点为焦点,且过点A(4,﹣5)的双曲线的标准方程是 .
【考点】双曲线的标准方程.
【分析】求出椭圆短轴的两个顶点,可得双曲线的焦点,再利用双曲线的定义求出2a,即可求出双曲线的标准方程.
【解答】解:椭圆短轴的两个顶点为(0,±3),
∴双曲线的焦点为(0,±3).
∵双曲线过点A(4,﹣5),
∴2a==2,
∴a=,
∵c=3,
∴b==2,
∴所求双曲线的标准方程是.
故答案为:.
16.如图,正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,有AB=AA1,则AC1与平面BB1C1C所成的角的正弦值为 .
【考点】直线与平面所成的角.
【分析】根据题,过取BC的中点E,连接C1E,AE,证明AE⊥面BB1C1C,故∴∠AC1E就是AC1与平面BB1C1C所成的角,解直角三角形AC1E即可.
【解答】解:取BC的中点E,连接C1E,AE
则AE⊥BC,
正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,
∴面ABC⊥面BB1C1C,
面ABC∩面BB1C1C=BC,
∴AE⊥面BB1C1C,
∴∠AC1E就是AC1与平面BB1C1C所成的角,
在Rt△AC1E中,∵AB=AA1,
sin∠AC1E=.
故答案为:.
三、简答题(满分70分,其中17题10分,18~22题均为12分)
17.当实数m为何值时,复数z=(m2+m)+(m2﹣1)i是:
①实数; ②虚数; ③纯虚数.
【考点】复数的基本概念.
【分析】①由复数z的虚部等于0求解m的值;
②由复数z的虚部不等于0求解m的值;
③复数z的实部等于0且虚部不等于0联立求解m的值.
【解答】解:①当m2﹣1=0,即m=±1时,z是实数;
②当m2﹣1≠0,即m≠±1时,z是虚数;
③当m2+m=0,且m2﹣1≠0,即m=0时,z是纯虚数.
18.某班有学生50人,其中男同学30人,用分层抽样的方法从该班抽取5人去参加某社区服务活动.
(1)求从该班男女同学在各抽取的人数;
(2)从抽取的5名同学中任选2名谈此活动的感受,求选出的2名同学中恰有1名男同学的概率.
【考点】列举法计算基本事件数及事件发生的概率.
【分析】(Ⅰ)按照分层抽样的方法:各层被抽到的比例相同解答;
(Ⅱ)利用列举法分别明确从选出的5人中随机选出2名同学进行访谈和选出的两名同学中恰有一名男同学的所以可能,利用古典概率公式解答.
【解答】解:(1)抽取的5人中男同学的人数为5×=3人,女同学的人数为5﹣3=2人.
(2)记3名男同学为A1,A2,A3,2名女同学为B1,B2.
从5人中随机选出2名同学,所有可能的结果有A1A2,A1A3,A1B1,A1B2,A2A3,A2B1,A2B2,A3B1,A3B2,B1B2,共10个.
用C表示:“选出的两名同学中恰有一名男同学”这一事件,则C中的结果有6个,它们是A1B1,A1B2,A2B1,A2B2,A3B1,A3B2,
所以 选出的两名同学中恰有一名男同学的概率P(C)==.
19.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F并且经过点A(1,﹣2).
(1)求抛物线C的方程;
(2)过F作倾斜角为45°的直线l,交抛物线C于M,N两点,O为坐标原点,求△OMN的面积.
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】(1)把点A(1,﹣2)代入抛物线C:y2=2px(p>0),解得p即可得出.
(2)F(1,0).设M(x1,y1),N(x2,y2).直线l的方程为:y=x﹣1.与抛物线方程联立可得根与系数的关系,利用弦长公式可得:|MN|=.利用点到直线的距离公式可得:原点O到直线MN的距离d.利用△OMN的面积S=即可得出.
【解答】解:(1)把点A(1,﹣2)代入抛物线C:y2=2px(p>0),可得(﹣2)2=2p×1,解得p=2.
∴抛物线C的方程为:y2=4x.
(2)F(1,0).
设M(x1,y1),N(x2,y2).
直线l的方程为:y=x﹣1.
联立,
化为x2﹣6x+1=0,
∴x1+x2=6,x1x2=1.
∴|MN|===8.
原点O到直线MN的距离d=.
∴△OMN的面积S===2.
20.如图,已知四棱锥P﹣ABCD,底面ABCD为边长为2对的菱形,PA⊥平面ABCD,∠ABC=60°,E,F分别是BC,PC的中点.
(1)判定AE与PD是否垂直,并说明理由;
(2)若PA=2,求二面角E﹣AF﹣C的余弦值.
【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的性质.
【分析】(1)判断垂直.证明AE⊥BC.PA⊥AE.推出AE⊥平面PAD,然后证明AE⊥PD.
(2)由(1)知AE,AD,AP两两垂直,以A为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,求出相关点的坐标,求出平面AEF的一个法向量,平面AFC的一个法向量.通过向量的数量积求解二面角的余弦值.
【解答】解:(1)垂直.
证明:由四边形ABCD为菱形,∠ABC=60°,
可得△ABC为正三角形.
因为E为BC的中点,所以AE⊥BC.
又BC∥AD,因此AE⊥AD.
因为PA⊥平面ABCD,AE⊂平面ABCD,
所以PA⊥AE.
而PA⊂平面PAD,AD⊂平面PAD且PA∩AD=A,
所以AE⊥平面PAD,又PD⊂平面PAD,
所以AE⊥PD.
(2)由(1)知AE,AD,AP两两垂直,以A为坐标原点,
建立如图所示的空间直角坐标系,又E,F分别为BC,PC的中点,∴A(0,0,0),,,D(0,2,0),P(0,0,2),,,
所以,.
设平面AEF的一个法向量为,则,
因此,取z1=﹣1,则.
因为BD⊥AC,BD⊥PA,PA∩AC=A,
所以BD⊥平面AFC,故为平面AFC的一个法向量.
又,所以.
因为二面角E﹣AF﹣C为锐角,所以所求二面角的余弦值为.
21.如图,四棱锥P﹣ABCD的底面为矩形,PA是四棱锥的高,PB与DC所成角为45°,F是PB的中点,E是BC上的动点.
(Ⅰ)证明:PE⊥AF;
(Ⅱ)若BC=2BE=2AB,求直线AP与平面PDE所成角的大小..
【考点】用空间向量求直线与平面的夹角;向量语言表述线线的垂直、平行关系;用空间向量求直线间的夹角、距离.
【分析】(Ⅰ)建立空间直角坐标系,求出各点的坐标,以及向量PE,AF的坐标,得到其数量积为0即可证明结论.
(Ⅱ)先根据条件求出D的坐标以及,的坐标,进而求出平面PDE的法向量的坐标,再代入向量的夹角计算公式即可得到答案.
【解答】解:(Ⅰ) 建立如图所示空间直角坐标系.设AP=AB=2,BE=a
则A(0,0,0),B(0,2,0),P(0,0,2),F(0,1,1),E(a,2,0)
于是,,,
则,
所以AF⊥PE.…
(Ⅱ)若,则,,
=(2,2,﹣2),
设平面PDE的法向量为=(x,y,z),
由,得:,令x=1,则,
于是,而
设直线AP与平面PDE所成角为θ,
则sinθ==.
∴直线AP与平面PDE所成角为60°.
22.已知椭圆E: +=1(a>b>0)的离心率为,右焦点到直线y=x的距离为.
(1)求椭圆E的方程;
(2)已知点M的坐标为(2,1),斜率为的直线l交椭圆E于两个不同点A,B,设直线MA与MB的斜率为k1,k2,求证:k1+k2为定值.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(1)右焦点(c,0),则=,又,a2=b2+c2,联立解出即可得出.
(2)设直线l的方程为:y=x+m,与椭圆方程联立可得:x2+2mbx+2m2﹣4=0,设A(x1,y1),B(x2,y2).k1+k2=+=,分子=+,把根与系数的关系代入即可得出.
【解答】(1)解:右焦点(c,0),则=,又,a2=b2+c2,
联立解得c=,a=2,b=2.
∴椭圆E的方程为=1.
(2)证明:设直线l的方程为:y=x+m,联立,
化为:x2+2mbx+2m2﹣4=0,设A(x1,y1),B(x2,y2).
则x1+x2=﹣2m,x1x2=2m2﹣4.又k1=,k2=.
∴k1+k2=+=,
分子=+=x1x2+(m﹣2)(x1+x2)﹣4(m﹣1)=2m2﹣4+(m﹣2)(﹣2m)﹣4(m﹣1)=0,
∴k1+k2=0,为定值.