資源簡介 山東省濟南市2023-2024學年高一下學期7月期末學習質量檢測數學試題1.(2024高一下·濟南期末)已知為虛數單位,則復數的虛部是( )A. B. C. D.【答案】D【知識點】復數的基本概念;復數代數形式的乘除運算【解析】【解答】解:因為,所以,復數z的虛部是.故答案為:D.【分析】利用復數的除法運算法則和復數的虛部定義,從而得出復數的虛部.2.(2024高一下·濟南期末)從裝有兩個白球和兩個黃球的口袋中任取兩個球,下列各組事件中,是互斥事件的是( )A.“至少一個白球”與“至少一個黃球”B.“恰有一個白球”與“恰有兩個白球”C.“至多一個白球”與“至多一個黃球”D.“至少一個黃球”與“都是黃球”【答案】B【知識點】互斥事件與對立事件【解析】【解答】解:從裝有兩個白球和兩個黃球的口袋中任取兩個球,共有三種結果:兩白球,一白一黃,兩黃球,這三個事件是互斥事件,故B是正確;由于至少一個白球,包含事件有兩白球和一白一黃,又因為至少一個黃球包含兩黃球和一白一黃,當取到一白一黃時,此時這兩個事件同時發生,故A錯誤;由于至多一個白球,包含事件有一白一黃和兩黃球,又因為至多一個黃球包含一黃一白和兩白球,所以,當取到一白一黃時,此時兩個事件同時發生,故C錯誤;由于至少一個黃球,包含事件一白一黃和兩黃球,又因為都是黃球顯然是兩黃球,故D錯誤.故答案為:B.【分析】利用互斥事件不可能同時發生,從而逐項判斷找出是互斥事件的選項.3.(2024高一下·濟南期末)在中,記,,若,則( )A. B.C. D.【答案】A【知識點】平面向量的基本定理【解析】【解答】解:由已知得:,所以,.故答案為:A.【分析】根據已知條件和向量加法和數乘的運算法則,從而找出正確的選項.4.(2024高一下·濟南期末)若正三棱臺上底面邊長為,下底面邊長為,高為,則該棱臺的體積為( )A. B.2 C. D.【答案】C【知識點】臺體的體積公式及應用【解析】【解答】解:依題意,該三棱臺的上底面面積為,下底面面積為,故該棱臺的體積為.故答案為:C.【分析】根據已知條件和棱臺的體積公式,從而得出該棱臺的體積.5.(2024高一下·濟南期末)如圖,已知某頻率分布直方圖形成“右拖尾”形態,則下列結論正確的是( )A.眾數平均數中位數 B.眾數中位數平均數C.眾數平均數中位數 D.中位數平均數眾數【答案】B【知識點】頻率分布直方圖;眾數、中位數、平均數【解析】【解答】解:頻率直方圖呈“右拖尾”,最高峰偏左,眾數最小,平均數易受極端值的影響,與中位數相比,平均數總是在“拖尾”那邊,則平均數大于中位數,所以眾數中位數平均數.故答案為:B.【分析】根據平均數,中位數,眾數的概念結合圖形分析判斷即可.6.(2024高一下·濟南期末)已知兩條不同的直線,和兩個不同的平面,,則下列結論正確的是( )A.若,,則B.若,,則C.若,,,,則D.若,,,則與平行或異面【答案】D【知識點】空間中直線與直線之間的位置關系;直線與平面平行的判定;平面與平面平行的判定【解析】【解答】解:對于A:若,,則或與異面,故A錯誤;對于B:若,,則或,故B錯誤;對于C:若,,,,當與相交時,有,當與不相交時,或與相交,故C錯誤;對于D:若,,,則與平行或異面,故D正確.故答案為:D.【分析】根據已知條件和空間中線線、線面、面面的位置關系判斷,從而找出結論正確的選項.7.(2024高一下·濟南期末)某地區公共衛生部門為了了解本地區中學生的吸煙情況,對隨機抽出的200名學生進行調查.為了得到該敏感性問題的誠實反應,設計如下方案:每個被調查者先后拋擲兩顆骰子,調查中使用兩個問題:①第一顆骰子的點數是否比第二顆的大?②你是否經常吸煙?兩顆骰子點數和為奇數的學生如實回答第一個問題,兩顆骰子點數和為偶數的學生如實回答第二個問題.回答“是”的學生往盒子中放一個小石子,回答“否”的學生什么都不用做.若最終盒子中小石子的個數為57,則該地區中學生吸煙人數的比例約為( )A.0.035 B.0.07 C.0.105 D.0.14【答案】B【知識點】古典概型及其概率計算公式【解析】【解答】解:由題意,兩顆骰子點數和為奇數與偶數的概率相等,都為,則回答問題①②的人數均為,如果回答問題①,則擲兩次骰子所有可能情況有,,,,,,,,,,,,,,,,,,共18種可能,所得點數第一次比第二次大的有,,,,,,,,,共9種可能,所以在回答問題①的前提下,回答是的概率為,所以回答問題①時,大約有人回答“是”;所以回答問題②時,大約有人回答“是”,故該地區中學生吸煙人數的比例約為.故答案為:B.【分析】根據古典概型的知識得到回答問題①②的人數均為,求出點數第一次比第二次大的概率,則可推出第二個問題中回答“是”的人數,再結合古典概率公式得出該地區中學生吸煙人數的比例.8.(2024高一下·濟南期末)如圖,設,是平面內夾角為的兩條數軸,,分別是與軸、軸正方向同向的單位向量.若向量,則有序數對叫做點在坐標系中的坐標.在該坐標系下,,,為不共線的三點,下列結論錯誤的是( )A.線段中點的坐標為B.重心的坐標為C.,兩點的距離為D.若,則,,三點共線【答案】C【知識點】平面向量數量積的坐標表示、模、夾角;平面向量的數量積運算;三點共線;平面內中點坐標公式;三角形五心【解析】【解答】解:根據題意,得出,,.對于A,設的中點為,則,故線段中點的坐標為,故A正確;對于B,設重心為,則,所以重心的坐標為,故B正確;對于C,因為,所以=則該坐標系中,兩點間的距離為:,故C錯誤;對于D,因為,,若,易得,則、、三點共線,若,變形可得,所以,所以,所以、、三點共線,綜上可得:若,則,,三點共線,故D正確.故答案為:C.【分析】依題意可得,,,根據平面向量的線性運算判斷出選項A和選項B;線表示出,再根據數量積的運算律判斷出選項C;根據向量共線定理判斷出選項D,從而找出結論錯誤的選項.9.(2024高一下·濟南期末)已知為虛數單位,復數,,則下列結論正確的是( )A.所對應的點在第一象限 B.所對應的點在第二象限C. D.【答案】B,C【知識點】復數在復平面中的表示;復數代數形式的乘除運算;復數代數形式的加減運算;共軛復數【解析】【解答】解:由復數,,則,所以它對應的點為,故A錯誤;由復數,,則,所以它對應的點為,故B正確;由復數,則所以,故C正確;由復數,則故D錯誤.故答案為:BC.【分析】利用復數的運算法則、共軛復數的定義、復數幾何意義和復數求模公式,從而逐項判斷找出結論正確的選項.10.(2024高一下·濟南期末)已知有限集為隨機試驗的樣本空間,事件為的子集,則事件相互獨立的充分條件可以是( )A. B.C. D.【答案】B,C,D【知識點】必要條件、充分條件與充要條件的判斷;互斥事件的概率加法公式;相互獨立事件的概率乘法公式;事件的包含與相等【解析】【解答】解:對于A,由,得若發生,則一定發生,所以事件不相互獨立,故A錯誤;對于B,由,可得,所以,所以事件相互獨立,故B正確;對于C,因為,所以事件相互獨立,所以事件相互獨立,故C正確;對于D,由,結合,得,所以事件相互獨立,故D正確.故答案為:BCD.【分析】根據已知條件和相互獨立事件的定義以及充分條件判斷方法,從而逐項判斷找出事件相互獨立的充分條件.11.(2024高一下·濟南期末)如圖所示,三棱錐中,,其余棱長均為.為棱的中點,將三棱錐繞旋轉,使得點,分別到達點,,且.下列結論正確的是( )A.平面B.C.直線與所成的角為D.點,,,,,在同一個直徑為的球面上【答案】A,C,D【知識點】異面直線所成的角;空間中直線與直線之間的位置關系;球內接多面體;直線與平面平行的判定【解析】【解答】解:如圖所示,因為,則四邊形為平行四邊形,則,平面,則平面,故A正確;因為三棱錐中,,其余棱長均為,則,,為棱的中點,則等腰三角形和等腰三角形中,,,則平面.由A知道,,則平面,,結合圖形可知不可能垂直,故B錯誤;根據旋轉特征,可知,四邊形為邊長為1的正方形,則,由,則與所成的角,,則為等邊三角形,所以,故C正確;由以上證明可知,將幾何體放在正方體中,如圖所示,且正方體棱長為1,因為,,,,,在上面正方體的外接球上,又因為正方體性質可知外接球直徑為,故D正確.故答案為:ACD.【分析】先畫出圖形,再根據線面平行判定定理,則判斷出選項A;先證明,再結合圖形,可得不可能垂直,則判斷出選項B;利用平移法找出直線與所成的角,再結合等邊三角形的性質得出直線與所成的角,則判斷出選項C;用補形成正方體的方法和勾股定理得出,,,,,在上面正方體的外接球的直徑,則判斷出選項D,從而找出結論正確的選項.12.(2024高一下·濟南期末)甲、乙兩名射擊運動員進行射擊比賽,甲的中靶概率為0.8,乙的中靶概率為0.7,現兩人各自獨立射擊一次,則至少一人中靶的概率為 .【答案】【知識點】互斥事件與對立事件;相互獨立事件的概率乘法公式【解析】【解答】解:設甲中靶為事件,乙中靶為事件,則至少有一人中靶的對立事件為兩人都沒有中靶,則至少有一人中靶的概率.故答案為:.【分析】利用已知條件和獨立事件同時發生的概率公式,再結合對立事件求概率公式,從而得出至少一人中靶的概率.13.(2024高一下·濟南期末)已知分別為內角的對邊,且,,則使得有兩組解的的值可以是 (寫出滿足條件的一個值即可).【答案】(答案不唯一,只要在區間上均可)【知識點】正弦定理的應用【解析】【解答】解:由正弦定理得,所以,要使有兩組解,則,解得,所以使得有兩組解的的值可以是.故答案為:(答案不唯一,只要在區間上均可).【分析】利用正弦定理求出的值,由題意可得,再結合正弦定理得出b的取值范圍,從而得出可以的取值.14.(2024高一下·濟南期末)在平行六面體中,底面是邊長為的菱形,,,且平面,均與底面垂直.點在側面上運動,若,則點的軌跡長為 .【答案】 【知識點】平面與平面垂直的判定【解析】【解答】解:首先證明,,,則,如下圖所示:設,,在平面內取一點,過點作直線,過點作直線,由面面垂直的性質定理可得平面,平面,因為,即,所以可得,又因為,且平面,可得,又因為平面,均與底面垂直,平面平面,所以平面,在平行六面體中,則平面,又因為底面是邊長為的菱形,,連接,則為邊長為的等邊三角形,取的中點,連接,則,且,因為平面,所以,又因為,平面,所以平面,又因為點在側面上運動,則平面,所以,又因為,所以,所以點在以為圓心,半徑的圓(圓弧)上,在、分別取點、,使得,則,且,又因為,所以點在弧上,且圓心角,所以點的軌跡長為.故答案為:.【分析】先證明,,,則,從而得到平面,取的中點,連接,從而證出直線平面,進而確定的長,則點在以為圓心,半徑的圓(圓弧)上,從而確定圓心角,進而求出點P的軌跡長.15.(2024高一下·濟南期末)某學校組織“泉城知識答題競賽”,滿分100分,共有100人參賽,其成績均落在區間內,將成績數據分成,,,,5組,制成如圖所示的頻率分布直方圖.(1)求的值并估計參賽學生成績的分位數;(2)從成績低于70分的學生中,用按比例分配的分層抽樣抽取6人.從這6人中任選2人,求此2人分數都在的概率.【答案】(1)解:由題意,,解得,因為所以參賽學生成績的分位數在區間上,設為,則,解得,所以參賽學生成績的分位數為分.(2)解:由題意,區間有人,設為,區間有人,設為,從這6人中任選2人,則共種,其中都在有種,所以2人分數都在的概率為.【知識點】古典概型及其概率計算公式;用樣本估計總體的百分位數【解析】【分析】(1)根據頻率之和為求出的值,再根據百分位數的定義估計出參賽學生成績的分位數.(2)先利用分層抽樣求出各層的人數,再利用列舉法結合古典概率公式得出此2人分數都在的概率.(1)由題意,,解得,因為,所以參賽學生成績的分位數在區間上,設為,則,解得,所以參賽學生成績的分位數為分;(2)由題意,區間有人,設為,區間有人,設為,從這6人中任選2人,有共種,其中都在有種,所以2人分數都在的概率為.16.(2024高一下·濟南期末)已知內角,,的對邊分別為,,,且滿足.(1)求;(2)若,,求的周長.【答案】(1)解:因為,由正弦定理得,則,又因為,所以,且,所以,又因為,所以.(2)解:由(1)知,因為,由正弦定理得,由余弦定理得,則,解得,所以,故的周長為.【知識點】兩角和與差的正弦公式;正弦定理的應用;余弦定理的應用;三角形中的幾何計算【解析】【分析】(1)由正弦定理得,再根據和,從而得出角A的值.(2)由正弦定理得,由余弦定理得的值,再結合三角形的周長公式得出的周長.(1)因為,所以由正弦定理得,即,又因為,所以,且,所以,由因為,所以.(2)由(1)知,因為,所以由正弦定理得,由余弦定理得,即,解得,所以,故的周長為.17.(2024高一下·濟南期末)如圖1,在菱形中,是邊長為2的等邊三角形,將沿對角線翻折至的位置,得到圖2所示的三棱錐.(1)證明:;(2)若二面角的平面角為,求直線與平面所成角的正弦值.【答案】(1)證明:取的中點為,連接、,由為菱形,所以,,又因為,平面,所以平面,又因為平面,所以.(2)解:過點作于點,連接,由(1)平面,又因為平面,所以,又因為,平面,所以平面,所以為直線與平面所成角,由(1)可知,,所以為二面角的平面角,所以,在中,,,所以,又因為,所以,所以直線與平面所成角的正弦值為.【知識點】直線與平面垂直的判定;直線與平面所成的角;二面角及二面角的平面角【解析】【分析】(1)取的中點為,連接、,從而證出平面,再結合線面垂直的定義證出.(2)過點作于點,連接,從而證出直線平面,則為直線與平面所成角,再由(1)可知為二面角的平面角,從而求出相應線段的長度,再由銳角三角函數的定義得出直線與平面所成角的正弦值.(1)取的中點為,連接、,由為菱形,所以,,又,平面,所以平面,又平面,所以;(2)過點作于點,連接,由(1)平面,又平面,所以,又,平面,所以平面,所以為直線與平面所成角,由(1)可知,,所以為二面角的平面角,所以,在中,,,所以,又,所以,所以直線與平面所成角的正弦值為.18.(2024高一下·濟南期末)如圖,內角的對邊分別為,為邊上一點,且,.(1)已知.(ⅰ)求的值;(ⅱ)若,求的面積;(2)求的最小值.【答案】(1)解:(ⅰ)由題意得,,因為,,所以,,所以,所以.(ⅱ)由(ⅰ)得,在中,,所以,又因為,所以,所以.(2)解:由正弦定理得,由(1)得,故,令,因為,所以,所以,則,當且僅當時,即當時取等號,所以的最小值為.【知識點】基本不等式在最值問題中的應用;二倍角的余弦公式;正弦定理的應用;三角形中的幾何計算【解析】【分析】(1)(ⅰ)根據化簡結合角的關系以及倍角公式,從而得出的值.(ⅱ)先求出的長,從而可得的長,再結合三角形的面積公式求出的值,再結合(ⅰ)中結論得出的面積.(2)先利用正弦定理化邊為角,再根據化簡,結合基本不等式求最值的方法得出的最小值.(1)(ⅰ)由題意得,,因為,,所以,,所以,所以;(ⅱ)由(ⅰ)得,在中,,所以,又,所以,所以;(2)由正弦定理得,由(1)得,故,令,因為,所以,所以,則,當且僅當,即時取等號,所以的最小值為.19.(2024高一下·濟南期末)給定三棱錐,設的四個頂點到平面的距離所構成的集合為,若中元素的個數為,則稱為的階等距平面,稱為的階等距集.(1)若為三棱錐,滿足,,求出的1階等距平面截該三棱錐所得到的截面面積(求出其中的一個即可);(2)如圖所示,是棱長為的正四面體.(ⅰ)若為的1階等距平面且1階等距集為,求的所有可能取值以及相對應的的個數;(ⅱ)已知是的4階等距平面,點與點,,分別位于兩側.是否存在,使的4階等距集為,其中點到的距離為?若存在,求出截所得的平面多邊形的最大邊長;若不存在,說明理由.【答案】(1)解:情形一:分別取,,的中點,,,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,則所求截面面積為等腰三角形的面積,等于;情形二:分別取,,,的中點,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,取中點,連接,,由,又因為,平面,可知直線平面,平面,則,所以,故四邊形是邊長為1的正方形,則所求截面面積為正方形的面積等于1;情形三:分別取,,,的中點,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,設,則,三式相加可得,故,則,在等腰三角形中,,則等腰三角形的面積為,則所求截面面積為菱形的面積,等于等腰三角形的面積的兩倍,為,所以本題答案可以為中的任意一個.(2)解:(i)情形一:分別取,,的中點,,,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,為正四面體高的一半,等于,因為正四面體有4個面,這樣的1階等距平面平行于其中一個面,有4種情況;情形二:分別取的中點,,,,將此正四面體放置到棱長為1的正方體中,則為正方體棱長的一半,等于,由于正四面體的六條棱中有3組對棱互為異面直線,這樣的1階等距平面平行于其中一組異面直線,有3種情況,綜上所述,當的值為時,有4個;當的值為時,有3個.(ii)存在,截所得的平面多邊形的最大邊長為.在線段上分別取一點,,,使得,則平面為滿足題意的的4階等距平面,故.又因為,由余弦定理可得,,,因為,故截所得的平面多邊形的最大邊長為.【知識點】棱錐的結構特征;異面直線的判定;余弦定理的應用;三角形中的幾何計算【解析】【分析】(1)分三種情形討論求解:情形一:分別取,,的中點,,,可證出平面為的一個1階等距平面;情形二:取,,,的中點,可證出平面為的一個1階等距平面;情形三:取,,,的中點,可證出平面為的一個1階等距平面.(2)(ⅰ)可分兩種情形討論:情形一:取,,的中點,,,可說明平面為的一個1階等距平面;情形二:取的中點,,,,由正四面體的性質也可求解.(ⅱ)找到滿足題意的的4階等距平面,即在線段上分別取一點,,,使得,再結合解三角形知識得出存在滿足條件的平面,并求出平面截所得的平面多邊形的最大邊長.(1)情形一:分別取,,的中點,,,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,則所求截面面積為等腰三角形的面積,等于.情形二:分別取,,,的中點,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,取中點,連接,,由,又,平面,可知直線平面,平面,則,則,故四邊形是邊長為1的正方形,則所求截面面積為正方形的面積等于1.情形三:分別取,,,的中點,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面.設,則,三式相加可得,故.則.在等腰三角形中,,則等腰三角形的面積為.則所求截面面積為菱形的面積,等于等腰三角形的面積的兩倍,為.所以本題答案可以為中的任意一個.(2)(i)情形一:分別取,,的中點,,,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,為正四面體高的一半,等于.由于正四面體有4個面,這樣的1階等距平面平行于其中一個面,有4種情況:情形二:分別取的中點,,,,將此正四面體放置到棱長為1的正方體中,則為正方體棱長的一半,等于.由于正四面體的六條棱中有3組對棱互為異面直線,這樣的1階等距平面平行于其中一組異面直線,有3種情況.綜上,當的值為時,有4個;當的值為時,有3個.(ii)存在,截所得的平面多邊形的最大邊長為.在線段上分別取一點,,,使得,則平面為滿足題意的的4階等距平面,故.又,由余弦定理可得,,,因為,故截所得的平面多邊形的最大邊長為.1 / 1山東省濟南市2023-2024學年高一下學期7月期末學習質量檢測數學試題1.(2024高一下·濟南期末)已知為虛數單位,則復數的虛部是( )A. B. C. D.2.(2024高一下·濟南期末)從裝有兩個白球和兩個黃球的口袋中任取兩個球,下列各組事件中,是互斥事件的是( )A.“至少一個白球”與“至少一個黃球”B.“恰有一個白球”與“恰有兩個白球”C.“至多一個白球”與“至多一個黃球”D.“至少一個黃球”與“都是黃球”3.(2024高一下·濟南期末)在中,記,,若,則( )A. B.C. D.4.(2024高一下·濟南期末)若正三棱臺上底面邊長為,下底面邊長為,高為,則該棱臺的體積為( )A. B.2 C. D.5.(2024高一下·濟南期末)如圖,已知某頻率分布直方圖形成“右拖尾”形態,則下列結論正確的是( )A.眾數平均數中位數 B.眾數中位數平均數C.眾數平均數中位數 D.中位數平均數眾數6.(2024高一下·濟南期末)已知兩條不同的直線,和兩個不同的平面,,則下列結論正確的是( )A.若,,則B.若,,則C.若,,,,則D.若,,,則與平行或異面7.(2024高一下·濟南期末)某地區公共衛生部門為了了解本地區中學生的吸煙情況,對隨機抽出的200名學生進行調查.為了得到該敏感性問題的誠實反應,設計如下方案:每個被調查者先后拋擲兩顆骰子,調查中使用兩個問題:①第一顆骰子的點數是否比第二顆的大?②你是否經常吸煙?兩顆骰子點數和為奇數的學生如實回答第一個問題,兩顆骰子點數和為偶數的學生如實回答第二個問題.回答“是”的學生往盒子中放一個小石子,回答“否”的學生什么都不用做.若最終盒子中小石子的個數為57,則該地區中學生吸煙人數的比例約為( )A.0.035 B.0.07 C.0.105 D.0.148.(2024高一下·濟南期末)如圖,設,是平面內夾角為的兩條數軸,,分別是與軸、軸正方向同向的單位向量.若向量,則有序數對叫做點在坐標系中的坐標.在該坐標系下,,,為不共線的三點,下列結論錯誤的是( )A.線段中點的坐標為B.重心的坐標為C.,兩點的距離為D.若,則,,三點共線9.(2024高一下·濟南期末)已知為虛數單位,復數,,則下列結論正確的是( )A.所對應的點在第一象限 B.所對應的點在第二象限C. D.10.(2024高一下·濟南期末)已知有限集為隨機試驗的樣本空間,事件為的子集,則事件相互獨立的充分條件可以是( )A. B.C. D.11.(2024高一下·濟南期末)如圖所示,三棱錐中,,其余棱長均為.為棱的中點,將三棱錐繞旋轉,使得點,分別到達點,,且.下列結論正確的是( )A.平面B.C.直線與所成的角為D.點,,,,,在同一個直徑為的球面上12.(2024高一下·濟南期末)甲、乙兩名射擊運動員進行射擊比賽,甲的中靶概率為0.8,乙的中靶概率為0.7,現兩人各自獨立射擊一次,則至少一人中靶的概率為 .13.(2024高一下·濟南期末)已知分別為內角的對邊,且,,則使得有兩組解的的值可以是 (寫出滿足條件的一個值即可).14.(2024高一下·濟南期末)在平行六面體中,底面是邊長為的菱形,,,且平面,均與底面垂直.點在側面上運動,若,則點的軌跡長為 .15.(2024高一下·濟南期末)某學校組織“泉城知識答題競賽”,滿分100分,共有100人參賽,其成績均落在區間內,將成績數據分成,,,,5組,制成如圖所示的頻率分布直方圖.(1)求的值并估計參賽學生成績的分位數;(2)從成績低于70分的學生中,用按比例分配的分層抽樣抽取6人.從這6人中任選2人,求此2人分數都在的概率.16.(2024高一下·濟南期末)已知內角,,的對邊分別為,,,且滿足.(1)求;(2)若,,求的周長.17.(2024高一下·濟南期末)如圖1,在菱形中,是邊長為2的等邊三角形,將沿對角線翻折至的位置,得到圖2所示的三棱錐.(1)證明:;(2)若二面角的平面角為,求直線與平面所成角的正弦值.18.(2024高一下·濟南期末)如圖,內角的對邊分別為,為邊上一點,且,.(1)已知.(ⅰ)求的值;(ⅱ)若,求的面積;(2)求的最小值.19.(2024高一下·濟南期末)給定三棱錐,設的四個頂點到平面的距離所構成的集合為,若中元素的個數為,則稱為的階等距平面,稱為的階等距集.(1)若為三棱錐,滿足,,求出的1階等距平面截該三棱錐所得到的截面面積(求出其中的一個即可);(2)如圖所示,是棱長為的正四面體.(ⅰ)若為的1階等距平面且1階等距集為,求的所有可能取值以及相對應的的個數;(ⅱ)已知是的4階等距平面,點與點,,分別位于兩側.是否存在,使的4階等距集為,其中點到的距離為?若存在,求出截所得的平面多邊形的最大邊長;若不存在,說明理由.答案解析部分1.【答案】D【知識點】復數的基本概念;復數代數形式的乘除運算【解析】【解答】解:因為,所以,復數z的虛部是.故答案為:D.【分析】利用復數的除法運算法則和復數的虛部定義,從而得出復數的虛部.2.【答案】B【知識點】互斥事件與對立事件【解析】【解答】解:從裝有兩個白球和兩個黃球的口袋中任取兩個球,共有三種結果:兩白球,一白一黃,兩黃球,這三個事件是互斥事件,故B是正確;由于至少一個白球,包含事件有兩白球和一白一黃,又因為至少一個黃球包含兩黃球和一白一黃,當取到一白一黃時,此時這兩個事件同時發生,故A錯誤;由于至多一個白球,包含事件有一白一黃和兩黃球,又因為至多一個黃球包含一黃一白和兩白球,所以,當取到一白一黃時,此時兩個事件同時發生,故C錯誤;由于至少一個黃球,包含事件一白一黃和兩黃球,又因為都是黃球顯然是兩黃球,故D錯誤.故答案為:B.【分析】利用互斥事件不可能同時發生,從而逐項判斷找出是互斥事件的選項.3.【答案】A【知識點】平面向量的基本定理【解析】【解答】解:由已知得:,所以,.故答案為:A.【分析】根據已知條件和向量加法和數乘的運算法則,從而找出正確的選項.4.【答案】C【知識點】臺體的體積公式及應用【解析】【解答】解:依題意,該三棱臺的上底面面積為,下底面面積為,故該棱臺的體積為.故答案為:C.【分析】根據已知條件和棱臺的體積公式,從而得出該棱臺的體積.5.【答案】B【知識點】頻率分布直方圖;眾數、中位數、平均數【解析】【解答】解:頻率直方圖呈“右拖尾”,最高峰偏左,眾數最小,平均數易受極端值的影響,與中位數相比,平均數總是在“拖尾”那邊,則平均數大于中位數,所以眾數中位數平均數.故答案為:B.【分析】根據平均數,中位數,眾數的概念結合圖形分析判斷即可.6.【答案】D【知識點】空間中直線與直線之間的位置關系;直線與平面平行的判定;平面與平面平行的判定【解析】【解答】解:對于A:若,,則或與異面,故A錯誤;對于B:若,,則或,故B錯誤;對于C:若,,,,當與相交時,有,當與不相交時,或與相交,故C錯誤;對于D:若,,,則與平行或異面,故D正確.故答案為:D.【分析】根據已知條件和空間中線線、線面、面面的位置關系判斷,從而找出結論正確的選項.7.【答案】B【知識點】古典概型及其概率計算公式【解析】【解答】解:由題意,兩顆骰子點數和為奇數與偶數的概率相等,都為,則回答問題①②的人數均為,如果回答問題①,則擲兩次骰子所有可能情況有,,,,,,,,,,,,,,,,,,共18種可能,所得點數第一次比第二次大的有,,,,,,,,,共9種可能,所以在回答問題①的前提下,回答是的概率為,所以回答問題①時,大約有人回答“是”;所以回答問題②時,大約有人回答“是”,故該地區中學生吸煙人數的比例約為.故答案為:B.【分析】根據古典概型的知識得到回答問題①②的人數均為,求出點數第一次比第二次大的概率,則可推出第二個問題中回答“是”的人數,再結合古典概率公式得出該地區中學生吸煙人數的比例.8.【答案】C【知識點】平面向量數量積的坐標表示、模、夾角;平面向量的數量積運算;三點共線;平面內中點坐標公式;三角形五心【解析】【解答】解:根據題意,得出,,.對于A,設的中點為,則,故線段中點的坐標為,故A正確;對于B,設重心為,則,所以重心的坐標為,故B正確;對于C,因為,所以=則該坐標系中,兩點間的距離為:,故C錯誤;對于D,因為,,若,易得,則、、三點共線,若,變形可得,所以,所以,所以、、三點共線,綜上可得:若,則,,三點共線,故D正確.故答案為:C.【分析】依題意可得,,,根據平面向量的線性運算判斷出選項A和選項B;線表示出,再根據數量積的運算律判斷出選項C;根據向量共線定理判斷出選項D,從而找出結論錯誤的選項.9.【答案】B,C【知識點】復數在復平面中的表示;復數代數形式的乘除運算;復數代數形式的加減運算;共軛復數【解析】【解答】解:由復數,,則,所以它對應的點為,故A錯誤;由復數,,則,所以它對應的點為,故B正確;由復數,則所以,故C正確;由復數,則故D錯誤.故答案為:BC.【分析】利用復數的運算法則、共軛復數的定義、復數幾何意義和復數求模公式,從而逐項判斷找出結論正確的選項.10.【答案】B,C,D【知識點】必要條件、充分條件與充要條件的判斷;互斥事件的概率加法公式;相互獨立事件的概率乘法公式;事件的包含與相等【解析】【解答】解:對于A,由,得若發生,則一定發生,所以事件不相互獨立,故A錯誤;對于B,由,可得,所以,所以事件相互獨立,故B正確;對于C,因為,所以事件相互獨立,所以事件相互獨立,故C正確;對于D,由,結合,得,所以事件相互獨立,故D正確.故答案為:BCD.【分析】根據已知條件和相互獨立事件的定義以及充分條件判斷方法,從而逐項判斷找出事件相互獨立的充分條件.11.【答案】A,C,D【知識點】異面直線所成的角;空間中直線與直線之間的位置關系;球內接多面體;直線與平面平行的判定【解析】【解答】解:如圖所示,因為,則四邊形為平行四邊形,則,平面,則平面,故A正確;因為三棱錐中,,其余棱長均為,則,,為棱的中點,則等腰三角形和等腰三角形中,,,則平面.由A知道,,則平面,,結合圖形可知不可能垂直,故B錯誤;根據旋轉特征,可知,四邊形為邊長為1的正方形,則,由,則與所成的角,,則為等邊三角形,所以,故C正確;由以上證明可知,將幾何體放在正方體中,如圖所示,且正方體棱長為1,因為,,,,,在上面正方體的外接球上,又因為正方體性質可知外接球直徑為,故D正確.故答案為:ACD.【分析】先畫出圖形,再根據線面平行判定定理,則判斷出選項A;先證明,再結合圖形,可得不可能垂直,則判斷出選項B;利用平移法找出直線與所成的角,再結合等邊三角形的性質得出直線與所成的角,則判斷出選項C;用補形成正方體的方法和勾股定理得出,,,,,在上面正方體的外接球的直徑,則判斷出選項D,從而找出結論正確的選項.12.【答案】【知識點】互斥事件與對立事件;相互獨立事件的概率乘法公式【解析】【解答】解:設甲中靶為事件,乙中靶為事件,則至少有一人中靶的對立事件為兩人都沒有中靶,則至少有一人中靶的概率.故答案為:.【分析】利用已知條件和獨立事件同時發生的概率公式,再結合對立事件求概率公式,從而得出至少一人中靶的概率.13.【答案】(答案不唯一,只要在區間上均可)【知識點】正弦定理的應用【解析】【解答】解:由正弦定理得,所以,要使有兩組解,則,解得,所以使得有兩組解的的值可以是.故答案為:(答案不唯一,只要在區間上均可).【分析】利用正弦定理求出的值,由題意可得,再結合正弦定理得出b的取值范圍,從而得出可以的取值.14.【答案】 【知識點】平面與平面垂直的判定【解析】【解答】解:首先證明,,,則,如下圖所示:設,,在平面內取一點,過點作直線,過點作直線,由面面垂直的性質定理可得平面,平面,因為,即,所以可得,又因為,且平面,可得,又因為平面,均與底面垂直,平面平面,所以平面,在平行六面體中,則平面,又因為底面是邊長為的菱形,,連接,則為邊長為的等邊三角形,取的中點,連接,則,且,因為平面,所以,又因為,平面,所以平面,又因為點在側面上運動,則平面,所以,又因為,所以,所以點在以為圓心,半徑的圓(圓弧)上,在、分別取點、,使得,則,且,又因為,所以點在弧上,且圓心角,所以點的軌跡長為.故答案為:.【分析】先證明,,,則,從而得到平面,取的中點,連接,從而證出直線平面,進而確定的長,則點在以為圓心,半徑的圓(圓弧)上,從而確定圓心角,進而求出點P的軌跡長.15.【答案】(1)解:由題意,,解得,因為所以參賽學生成績的分位數在區間上,設為,則,解得,所以參賽學生成績的分位數為分.(2)解:由題意,區間有人,設為,區間有人,設為,從這6人中任選2人,則共種,其中都在有種,所以2人分數都在的概率為.【知識點】古典概型及其概率計算公式;用樣本估計總體的百分位數【解析】【分析】(1)根據頻率之和為求出的值,再根據百分位數的定義估計出參賽學生成績的分位數.(2)先利用分層抽樣求出各層的人數,再利用列舉法結合古典概率公式得出此2人分數都在的概率.(1)由題意,,解得,因為,所以參賽學生成績的分位數在區間上,設為,則,解得,所以參賽學生成績的分位數為分;(2)由題意,區間有人,設為,區間有人,設為,從這6人中任選2人,有共種,其中都在有種,所以2人分數都在的概率為.16.【答案】(1)解:因為,由正弦定理得,則,又因為,所以,且,所以,又因為,所以.(2)解:由(1)知,因為,由正弦定理得,由余弦定理得,則,解得,所以,故的周長為.【知識點】兩角和與差的正弦公式;正弦定理的應用;余弦定理的應用;三角形中的幾何計算【解析】【分析】(1)由正弦定理得,再根據和,從而得出角A的值.(2)由正弦定理得,由余弦定理得的值,再結合三角形的周長公式得出的周長.(1)因為,所以由正弦定理得,即,又因為,所以,且,所以,由因為,所以.(2)由(1)知,因為,所以由正弦定理得,由余弦定理得,即,解得,所以,故的周長為.17.【答案】(1)證明:取的中點為,連接、,由為菱形,所以,,又因為,平面,所以平面,又因為平面,所以.(2)解:過點作于點,連接,由(1)平面,又因為平面,所以,又因為,平面,所以平面,所以為直線與平面所成角,由(1)可知,,所以為二面角的平面角,所以,在中,,,所以,又因為,所以,所以直線與平面所成角的正弦值為.【知識點】直線與平面垂直的判定;直線與平面所成的角;二面角及二面角的平面角【解析】【分析】(1)取的中點為,連接、,從而證出平面,再結合線面垂直的定義證出.(2)過點作于點,連接,從而證出直線平面,則為直線與平面所成角,再由(1)可知為二面角的平面角,從而求出相應線段的長度,再由銳角三角函數的定義得出直線與平面所成角的正弦值.(1)取的中點為,連接、,由為菱形,所以,,又,平面,所以平面,又平面,所以;(2)過點作于點,連接,由(1)平面,又平面,所以,又,平面,所以平面,所以為直線與平面所成角,由(1)可知,,所以為二面角的平面角,所以,在中,,,所以,又,所以,所以直線與平面所成角的正弦值為.18.【答案】(1)解:(ⅰ)由題意得,,因為,,所以,,所以,所以.(ⅱ)由(ⅰ)得,在中,,所以,又因為,所以,所以.(2)解:由正弦定理得,由(1)得,故,令,因為,所以,所以,則,當且僅當時,即當時取等號,所以的最小值為.【知識點】基本不等式在最值問題中的應用;二倍角的余弦公式;正弦定理的應用;三角形中的幾何計算【解析】【分析】(1)(ⅰ)根據化簡結合角的關系以及倍角公式,從而得出的值.(ⅱ)先求出的長,從而可得的長,再結合三角形的面積公式求出的值,再結合(ⅰ)中結論得出的面積.(2)先利用正弦定理化邊為角,再根據化簡,結合基本不等式求最值的方法得出的最小值.(1)(ⅰ)由題意得,,因為,,所以,,所以,所以;(ⅱ)由(ⅰ)得,在中,,所以,又,所以,所以;(2)由正弦定理得,由(1)得,故,令,因為,所以,所以,則,當且僅當,即時取等號,所以的最小值為.19.【答案】(1)解:情形一:分別取,,的中點,,,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,則所求截面面積為等腰三角形的面積,等于;情形二:分別取,,,的中點,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,取中點,連接,,由,又因為,平面,可知直線平面,平面,則,所以,故四邊形是邊長為1的正方形,則所求截面面積為正方形的面積等于1;情形三:分別取,,,的中點,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,設,則,三式相加可得,故,則,在等腰三角形中,,則等腰三角形的面積為,則所求截面面積為菱形的面積,等于等腰三角形的面積的兩倍,為,所以本題答案可以為中的任意一個.(2)解:(i)情形一:分別取,,的中點,,,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,為正四面體高的一半,等于,因為正四面體有4個面,這樣的1階等距平面平行于其中一個面,有4種情況;情形二:分別取的中點,,,,將此正四面體放置到棱長為1的正方體中,則為正方體棱長的一半,等于,由于正四面體的六條棱中有3組對棱互為異面直線,這樣的1階等距平面平行于其中一組異面直線,有3種情況,綜上所述,當的值為時,有4個;當的值為時,有3個.(ii)存在,截所得的平面多邊形的最大邊長為.在線段上分別取一點,,,使得,則平面為滿足題意的的4階等距平面,故.又因為,由余弦定理可得,,,因為,故截所得的平面多邊形的最大邊長為.【知識點】棱錐的結構特征;異面直線的判定;余弦定理的應用;三角形中的幾何計算【解析】【分析】(1)分三種情形討論求解:情形一:分別取,,的中點,,,可證出平面為的一個1階等距平面;情形二:取,,,的中點,可證出平面為的一個1階等距平面;情形三:取,,,的中點,可證出平面為的一個1階等距平面.(2)(ⅰ)可分兩種情形討論:情形一:取,,的中點,,,可說明平面為的一個1階等距平面;情形二:取的中點,,,,由正四面體的性質也可求解.(ⅱ)找到滿足題意的的4階等距平面,即在線段上分別取一點,,,使得,再結合解三角形知識得出存在滿足條件的平面,并求出平面截所得的平面多邊形的最大邊長.(1)情形一:分別取,,的中點,,,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,則所求截面面積為等腰三角形的面積,等于.情形二:分別取,,,的中點,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,取中點,連接,,由,又,平面,可知直線平面,平面,則,則,故四邊形是邊長為1的正方形,則所求截面面積為正方形的面積等于1.情形三:分別取,,,的中點,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面.設,則,三式相加可得,故.則.在等腰三角形中,,則等腰三角形的面積為.則所求截面面積為菱形的面積,等于等腰三角形的面積的兩倍,為.所以本題答案可以為中的任意一個.(2)(i)情形一:分別取,,的中點,,,由中位線性質可知,此時平面為的一個1階等距平面,為正四面體高的一半,等于.由于正四面體有4個面,這樣的1階等距平面平行于其中一個面,有4種情況:情形二:分別取的中點,,,,將此正四面體放置到棱長為1的正方體中,則為正方體棱長的一半,等于.由于正四面體的六條棱中有3組對棱互為異面直線,這樣的1階等距平面平行于其中一組異面直線,有3種情況.綜上,當的值為時,有4個;當的值為時,有3個.(ii)存在,截所得的平面多邊形的最大邊長為.在線段上分別取一點,,,使得,則平面為滿足題意的的4階等距平面,故.又,由余弦定理可得,,,因為,故截所得的平面多邊形的最大邊長為.1 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