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- 2021-06-10 发布
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数学(理)试卷
第Ⅰ卷(选择题部分,共60分)
一、 选择题:共12小题,每小题5分,共60分.在每个小题给出的四个选项中,只有一项是
符合题目要求的.
1.设=(﹣2,2,t),=(6,﹣4,5)分别是平面α,β的法向量.若α⊥β,则实数t的值是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
2.若两个向量,则平面ABC的一个法向量为( )
A.(﹣1,2,﹣1) B.(﹣1,2,1) C.(1,2,﹣1) D.(1,2,1)
3.如图是甲、乙、丙、丁四组人数的扇形统计图的部分结果,根据扇形统计图可以知道丙、丁两组人数之和为( )
A.150 B.250 C. 300 D. 400
4.盒子中有若干个红球和黄球,已知从盒中取出2个球都是红球的概率为,从盒中取出2个球都是黄球的概率是,则从盒中任意取出2个球恰好是同一颜色的概率是( )
A. B. C. D.
5.若向量,则“x=4”是的 ( )
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.
把12人平均分成两组,再从每组里任意指定正、副组长各一人,其中甲被指定为正组长的概率是( )
A. B. C. D.
7.下列命题中正确的是( )
A.对于任意两个事件A和B,都有P(A+B)= P(A)+ P(B)
B.若随机事件A发生的概率为P(A),则0≤ P(A) ≤1
C.命题“若平面向量共线,则方向相同”的逆否命题为真命题
D.命题“若a+b≥4,则a、b中至少有一个大于2”的逆命题是真命题.
8.设a、b是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,则下列命题中正确的是( )
A.若a∥b,a∥α,则b∥α B.若α⊥β,a∥α,则a⊥β
C.若α⊥β,a⊥β,则a∥α D.若a⊥b,a⊥α,b⊥β,则α⊥β
9.一个多面体的直观图和三视图所示,是的中点,一只蝴蝶在几何体内自由飞翔,则它飞入几何体内的概率为( )
A. B. C. D.
10.如图是用模拟方法估计圆周率π值的程序框图,P表示估计结果,
则图中空白框内应填入( )
A. B.
C. D.
11.已知A、B、C、D是同一球面上的四个点,其中△ABC是正三角形,AD⊥平面ABC,AD=2AB=2,则该球的表面积为( )
A. B. C. D.
12.已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为2,点M,N分别是棱A1D1,CD的中点,若P在平面ABCD内,点Q在线段BN上,若,则PQ长度的最小值为( )
A. B. C. D.
第Ⅱ卷(非选择题部分,共90分)
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.已知向量分别是直线l和平面α的方向向量和法向量,若cos〈〉=-,则l与α所成的角为 .
14. 已知5个正整数,它们的平均数是4,众数是3,5,则这5个数的方差为 .
15.如图,在棱长为1的正四面体PABC中,点A在侧面PBC内的投影为O,则O到底面ABC的距离为_________.
16.如图,四边形ABCD和ADPQ均为正方形,他们所在的平面互相垂直, 动点M在线段PQ上,E、F分别为AB、BC的中点,设异面直线EM与AF所成的角为θ,则cosθ的最大值为 .
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.(本小题满分10分)
设命题p:实数x满足(x﹣a)(x﹣2a)<0,其中a>0;
命题q:实数x满足(2x﹣16)(2x﹣2)≤0.
(1)若a=1,p,q都是真命题,求实数x的取值范围;
(2)若p是q的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
18. (本小题满分12分)
一个盒子里装有三张卡片,分别标记有数字1、2、3,这三张卡片除标记的数字外完全相同.随机有放回地抽取3次,每次抽取1张,将抽取的卡片上的数字依次记为a、b、c.
(1)求“抽取的卡片上的数字满足a+b=c”的概率;
(2)求“抽取的卡片上的数字a、b、c不完全相同”的概率.
19.(本小题满分12分)
某班20名学生某次数学考试成绩(单位:分)的频率分布直方图如图所示:
(1)求频率分布直方图中实数a的值;
(2)估计20名学生成绩的平均数;
(3)从成绩在[50,70)的学生中任选2人,求此2人的成绩不都在[60,70)中的概率.
20.(本小题满分12分)
如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是矩形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC=AD,点E是PC的中点.
(1)求证:PA∥平面BDE;
(2)求直线BD与平面PBC所成角的大小.
21. (本小题满分12分)
2015年12月,华中地区多个城市空气污染指数“爆表”,此轮污染为2015年以来最严重的污染过程,为了探究车流量与的浓度是否相关,现采集到华中某城市2015年12月份某星期星期一到星期日某一时间段车流量与的数据如表:
时间
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星期日
车流量x(万辆)
1
2
3
4
5
6
7
的浓度(微克/立方米)
28
30
35
41
49
56
62
(1)由散点图知与x具有线性相关关系,求关于x的线性回归方程;(提示数据: )
(2)(I)利用(1)所求的回归方程,预测该市车流量为12万辆时的浓度;
(II)规定:当一天内的浓度平均值在内,空气质量等级为优;当一天内的浓度平均值在
内,空气质量等级为良,为使该市某日空气质量为优或者为良,则应控制当天车流量不超过多少万辆?(结果以万辆为单位,保留整数)参考公式:回归直线的方程是,其中, .
22. (本小题满分12分)
已知正方体中,点是四边形内(含边界)任意一点, 是中点.
(1)求证:AC⊥BP;
(2)当CQ⊥AP且AP与平面ABCD所成角的正弦值为时,
求二面角P-AD-C的余弦值.
数学(理)试卷 答案
1-12:C A B A A B B D C B D C
13.30° 14. 15. 16.
12解:如图,取AD中点O,则MO⊥面ABCD,即MO⊥OP,
∵PM=,∴OP==1,
∴点P在以O为圆心,1以半径的位于平面ABCD内的半圆上.
可得O到BN的距离减去半径即为PQ长度的最小值,
作OH⊥BN于H,△BON的面积为:S△BON=2×2﹣=,
∴==,解得OH=,
∴PQ长度的最小值为:OH﹣OP==.故选:C.
17.解:(1)当a=1时,(x﹣1)(x﹣2)<0解得1<x<2,………………1分
(2x﹣16)(2x﹣2)≤0解得2≤2x≤16,即1≤x≤4,………………2分
所以当p,q都是真命题时,解得1<x<2,………………4分
故实数x的取值范围为(1,2);………………5分
(2)命题p:a<x<2a,因为p是q的充分不必要条件,所以(a,2a)⫋[1,4],………………7分
,解得1≤a≤2,………………9分
故实数a的取值范围为[1,2].………………10分
18.【解答】解:(Ⅰ)所有的可能结果(a,b,c)共有27种,
而满足a+b=c的(a,b,c)有(1,1,2)、(1,2,3)、(2,1,3),共计3个,
故“抽取的卡片上的数字满足a+b=c”的概率为=.………………6分
(Ⅱ)满足“抽取的卡片上的数字a,b,c完全相同”的(a,b,c)有:
(1,1,1)、(2,2,2)、(3,3,3),共计三个,
故“抽取的卡片上的数字a,b,c完全相同”的概率为=,
∴“抽取的卡片上的数字a,b,c不完全相同”的概率为1﹣=.………………12分
19.解:(1)由(0.2a+0.3a+0.7a+0.6a+0.2a)×10=1,解得a=;………………2分
(2)20名学生的平均成绩估计为:(0.2×55+0.3×65+0.7×75+0.6×85+0.2×95)×10×=76.5分;
………………………………………………………………………………………………………………6分
(3)成绩在[50,70]内的学生共有(0.2+0.3)×10××20=5人,设为a、b、C、D、E,其中成绩在[60,70]内的有3人,即C、D、E,………………………………8分
从这5人中任选2人,共有(a,b)、(a,C)、(a,D)、(a,E)、(b,C)、(b,D)、(b,E)、(C,D)、(C,E)、(D,E)10种,其中都在[60,70]内的有3种,不都在[60,70]内的有10﹣3=7种,……………………10分
根据古典概型概率公式得:………………………………12分
20.解:(1)证明:连结AC,BD,交于点O,连结OE,
∵底面ABCD是矩形,∴O是AC的中点,
∵点E是PC的中点,∴OE∥PA,……………………………2分
∵OE⊂平面BDE,PA⊄平面BDE,
∴PA∥平面BDE.……………………………4分
(2)解:∵在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是矩形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,
∴以D为原点,DA,DC,DP所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,
设PD=DC=AD=2,则B(2,2,0),D(0,0,0),P(0,0,2),C(0,2,0),
=(﹣2,﹣2,0),=(2,2,﹣2),=(0,2,﹣2),……………………………7分
设平面PBC的法向量=(x,y,z),
由有取 ……………………………9分
设直线BD与平面PBC所成角为θ,
∴,……………………………11分
所以直线BD与平面PBC所成角为30° ……………………………12分
21.解(1)由数据可得: ……………………………1分
……………………………2分
, ……………………………4分
,(注:用另一个公式求运算量小些)……………………………5分
故关于的线性回归方程为. ……………………………6分
(2) (ⅰ)当车流量为12万辆时,即时, .……………………………8分
故车流量为12万辆时, 的浓度为91微克/立方米.……………………………9分
(ⅱ)根据题意信息得: ,即, …………………………11分
故要使该市某日空气质量为优或为良,则应控制当天车流量在13万辆以内.…………………12分
22. (1)证明:在正方体中,AC⊥BD,DD1⊥平面ABCD,
则DD1⊥AC 又BD∩DD1=D,
则AC⊥平面
BP⫋
∴AC⊥BP……………………………4分
(2)如图以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AB=2,则A(2,0,0),C(0,2,0),Q(1,2,2)
设P(x,y,z),显然x、y、z>0则
∵CQ⊥AP ∴ ∴x=2z-2………………5分
易知,平面ABCD的法向量为………………6分
化简得,故………………8分
设平面PAD的法向量为
由有取 ………………10分
………………11分
∵二面角P-AD-C为锐二面角,
∴二面角P-AD-C的余弦值为.………………12分