絕密啟用前2021-2022學年廣東省廣州市華南師大附中高一(下)期末數(shù)學試卷  I卷(選擇題) 一、單選題(本大題共8小題,共24.0分。在每小題列出的選項中,選出符合題目的一項)復數(shù)其中為虛數(shù)單位,則(    )A.  B.  C.  D. 設全集,,則(    )A.  B.  C.  D. 某中學高二年級共有學生人,為了解他們的身體狀況,用分層抽樣的方法從中抽取一個容量為的樣本,若樣本中共有男生人,則該校高二年級共有女生(    )A.  B.  C.  D. 在空間中,下列說法正確的是(    )A. 垂直于同一直線的兩條直線平行 B. 垂直于同一直線的兩條直線垂直
C. 平行于同一平面的兩條直線平行 D. 垂直于同一平面的兩條直線平行位男生和位女生在周日去參加社區(qū)志愿活動,從該位同學中任取人,至少有名女生的概率為(    )A.  B.  C.  D. 如圖所示,中,點是線段的中點,是線段的靠近的三等分點,則(    )
A.  B.  C.  D. 若正實數(shù),滿足,則(    )A. 有最大值 B. 有最大值
C. 有最小值 D. 有最小值隨著社會的發(fā)展,人與人的交流變得廣泛,信息的拾取、傳輸和處理變得頻繁,這對信息技術的要求越來越高,無線電波的技術也越來越成熟,其中電磁波在空間中自由傳播時能量損耗滿足傳輸公式:,其中為傳輸距離,單位是,為載波頻率,單位是,為傳輸損耗亦稱衰減單位為若傳輸距離變?yōu)樵瓉淼?/span>倍,傳輸損耗增加了,則載波頻率變?yōu)樵瓉砑s倍參考數(shù)據(jù):,(    )A.  B.  C.  D.  二、多選題(本大題共4小題,共12.0分。在每小題有多項符合題目要求)某教練組為了比較甲、乙兩名籃球運動員的競技狀態(tài),選取了他們最近場常規(guī)賽得分制成如圖的莖葉圖,則從最近場比賽的得分看(    )
A. 甲的中位數(shù)大于乙的中位數(shù) B. 甲的平均數(shù)大于乙的平均數(shù)
C. 甲的競技狀態(tài)比乙的更穩(wěn)定 D. 乙的競技狀態(tài)比甲的更穩(wěn)定如圖所示,在正方體中,,分別為棱,的中點,其中正確的結論為(    )A. 直線是相交直線
B. 直線是平行直線
C. 直線是異面直線
D. 直線所成的角為已知甲罐中在四個相同的小球,標號,,;乙罐中有五個相同的小球,標號為,,現(xiàn)從甲罐、乙罐中分別隨機抽取個小球,記事件抽取的兩個小球標號之和大于,事件抽取的兩個小球標號之積大于,則(    )A. 事件發(fā)生的概率為
B. 事件發(fā)生的概率為
C. 事件發(fā)生的概率為
D. 從甲罐中抽到標號為的小球的概率為定義平面向量的一種運算如下:對任意的兩個向量,,令,下面說法一定正確的是(    )A. 對任意的,有
B. 存在唯一確定的向量使得對于任意向量,都有成立
C. 垂直,則共線
D. 共線,則的模相等II卷(非選擇題) 三、填空題(本大題共4小題,共12.0分)已知向量,的夾角為,,則______已知復數(shù),其中為虛數(shù)單位,且是實數(shù),則實數(shù)等于______ 中,角,的對邊分別是,,,的面積為,則中最大角的正切值是______在梯形中,,,,將沿折起,連接,得到三棱錐,則三棱錐體積的最大值為          ,此時該三棱錐的外接球的表面積為           四、解答題(本大題共6小題,共52.0分。解答應寫出文字說明,證明過程或演算步驟)已知的三個內角,,所對的邊分別為,,
;
,求某校高二年級一個班有名學生,將期中考試的數(shù)學成績均為整數(shù)分成六段:、、、、,得到如圖所示的頻率分布直方圖.

的值;
用分層隨機抽樣的方法從中抽取一個容量為的樣本,已知甲同學的成績在,乙同學的成績在,求甲乙至少一人被抽到的概率.
如圖,在三棱柱中,側棱底面,的中點.
求證:平面;
求三棱柱的表面積.
已知,,的夾角為,函數(shù)
求函數(shù)最小正周期;
若銳角中,角,的對邊分別為,,且,求的取值范圍.已知平面四邊形,,,,現(xiàn)將沿邊折起,使得平面平面,此時,點為線段的中點.
求證:平面;
的中點,求與平面所成角的正弦值;
的條件下,求二面角的平面角的余弦值.
定義在上的函數(shù),如果滿足:對任意,存在常數(shù),都有成立,則稱上的有界函數(shù),其中稱為函數(shù)的上界.已知函數(shù)
時,求函數(shù)上的值域,并判斷函數(shù)上是否為有界函數(shù),請說明理由;
若函數(shù)上是以為上界的有界函數(shù),求實數(shù)的取值范圍;
,函數(shù)上的上界是,求的取值范圍.
答案和解析 1.【答案】 【解析】解:復數(shù)其中為虛數(shù)單位,則
故選:
利用復數(shù)模的計算公式求解.
本題考查復數(shù)代數(shù)形式的加減運算,考查復數(shù)模的求法,是基礎題.
 2.【答案】 【解析】解:全集,

故選:
利用補集定義能求出A.
本題考查集合的運算,考查補集定義、不等式性質等基礎知識,考查運算求解能力,是基礎題.
 3.【答案】 【解析】解:設女生總人數(shù)為人,由分層抽樣的方法可得:抽取女生人數(shù)為人,
,解得
故選:
由分層抽樣方法列方程求解即可.
本題主要考查了分層抽樣方法中的比例關系,屬于基礎題.
 4.【答案】 【解析】解:垂直于同一直線的兩條直線的位置關系有:平行、相交和異面,、不正確;
平行于同一平面的兩條直線的位置關系有:平行、相交和異面,不正確;
根據(jù)線面垂直的性質可知:D正確;
故選:
根據(jù)空間中線、面的位置關系理解判斷、、,根據(jù)線面垂直的性質判斷
本題考查線面平行或垂直的判斷方法,屬于基礎題.
 5.【答案】 【解析】解:有位男生和位女生在周日去參加社區(qū)志愿活動,從該位同學中任取人,
基本事件總數(shù),
至少有名女生包含的基本事件個數(shù)
至少有名女生的概率為
故選:
基本事件總數(shù),至少有名女生包含的基本事件個數(shù)由此能求出至少有名女生的概率.
本題考查概率的求法,涉及到古典概型、排列組合等基礎知識,考查運算求解能力、應用意識等核心素養(yǎng),是基礎題.
 6.【答案】 【解析】解:由題意可得:,,

故選:
利用向量共線定理、三角形法則即可得出結論.
本題考查了向量三角形法則、向量共線定理、平面向量基本定理,考查了推理能力,屬于基礎題.
 7.【答案】 【解析】解:正實數(shù),滿足,當且僅當時等號成立,
有最大值,A正確,C錯誤,
正實數(shù),滿足,,
當且僅當時等號成立,有最小值為,BD錯誤,
故選:
直接利用基本不等式判斷,利用乘法,再結合基本不等式判斷
本題考查基本不等式的性質以及應用,關鍵是掌握基本不等式的性質,屬于基礎題.
 8.【答案】 【解析】解:設是變化后的傳輸損耗,是變化后的載波頻率,是變化后的傳輸距離,
由題意可得:,
,
所以
所以,即
所以,
即載波頻率變?yōu)樵瓉砑s倍.
故選:
由題,由前后兩傳輸公式作差,結合題設數(shù)量關系及對數(shù)運算,即可得出結果.
本題考查了對數(shù)的基本運算,理解所給公式是解答本題的關鍵,屬于基礎題.
 9.【答案】 【解析】【分析】本題考查莖葉圖、中位數(shù)、平均數(shù)、方差,考查運算求解能力等數(shù)學核心素養(yǎng),屬于基礎題.
利用莖葉圖、中位數(shù)、平均數(shù)、方差的性質直接求解.【解答】解:對于,甲的中位數(shù)是:,
乙的中位數(shù)是:
甲的中位數(shù)大于乙的中位數(shù),故A正確;
對于,甲的平均數(shù)為:,
乙的平均數(shù)為:
甲的平均數(shù)小于乙的平均數(shù),故B錯誤;
由莖葉圖得甲的數(shù)據(jù)更集中,故甲的競技狀態(tài)比乙的更穩(wěn)定,故C正確,D錯誤.
故選:  10.【答案】 【解析】解:在正方體中,,分別為棱的中點,
中,直線是異面直線,故A錯誤;
中,直線是異面直線,故B錯誤;
中,直線是異面直線,故C正確;
中,以為原點,軸,軸,軸,建立空間直角坐標系,
設正方體中棱長為,
,,,
,,
,
直線所成的角為,故D正確.
故選:
中,直線是異面直線;在中,直線是異面直線;在中,直線是異面直線;在中,以為原點,軸,軸,軸,建立空間直角坐標系,利用向量法能求出直線所成的角為
本題考查命題真假的判斷,考查空間中線線、線面、面面間的位置關系等基礎知識,考查運算求解能力,是基礎題.
 11.【答案】 【解析】解:甲罐中在四個相同的小球,標號,,,;乙罐中有五個相同的小球,標號為,,
現(xiàn)從甲罐、乙罐中分別隨機抽取個小球,記事件抽取的兩個小球標號之和大于,事件抽取的兩個小球標號之積大于
對于,從甲罐、乙罐中分別隨機抽取個小球,基本事件總數(shù),
事件包含的基本事件有:,,,,,,,,,共個,
,故A錯誤;
對于,事件包含的基本事件有:,,,,,,共個,
,故B正確;
對于,事件包含的基本事件有,,,,共個,

對于,從甲罐中抽到標號為的小球的概率為,故D錯誤.
故選:
對于,從甲罐、乙罐中分別隨機抽取個小球,基本事件總數(shù),利用列舉法求出事件包含的基本事件有個,從而;對于,利用列舉法求出事件包含的基本事件有個,從而;對于,利用列舉法求出事件包含的基本事件有個,從而對于,從甲罐中抽到標號為的小球的概率為
本題考查概率的求法,考查古典概型、列舉法等基礎知識,考查運算求解能力,是基礎題.
 12.【答案】 【解析】解:設
對于,對任意的
,故A正確;
對于,假設存在唯一確定的向量使得對于任意向量,
故有成立,即恒成立,
對任意,恒成立,而此方程組無解,故B錯誤;
對于,若垂直,則,設,
,


,故C錯誤;
對于,若共線,則,設,


,
共線,則的模相等,故D正確.
故選:
表示出,判斷;假設存在唯一確定的向量使得對于任意向量,都有成立,由此列方程組能判斷;若垂直,則,設,分別表示出,判斷;若共線,則,設,分別表示出,判斷
本題考查命題真假的判斷,考查新定義、平面向量運算法則等基礎知識,考查運算求解能力,是基礎題.
 13.【答案】 【解析】解:由向量,的夾角為,,

,
故答案為:
先由已知條件求出,然后結合向量模的運算求解即可.
本題考查了平面向量數(shù)量積運算,重點考查了平面向量的模的運算,屬基礎題.
 14.【答案】 【解析】解:,,

是實數(shù),
,得
故答案為:
利用復數(shù)代數(shù)形式的乘除運算化簡,再由虛部為求得的值.
本題考查復數(shù)代數(shù)形式的乘除運算,考查復數(shù)的基本概念,是基礎的計算題.
 15.【答案】 【解析】解:,,的面積為,

,
為最大角,,此時;
不為最大角,,又,為最大角,
由余弦定理得:,
,
再由正弦定理得:

,

綜上,中最大角的正切值為
故答案為:
利用三角形的面積公式表示出三角形的面積,把,及已知的面積代入求出的值,分兩種情況考慮:當為最大角時,利用特殊角的三角函數(shù)值求出的度數(shù),進而確定出的值,即為三角形中最大角的正切值;當不為最大角時,根據(jù)小于得到為最大角,求出的度數(shù),利用余弦定理得到,把,的值代入求出的長,再由的值,利用正弦定理求出的值,同時利用余弦定理表示出,把,的值代入求出的值,進而確定出的值,即為最大角的正切值,綜上,得到所求三角形中最大角的正切值.
此題屬于解三角形的題型,涉及的知識有:正弦、余弦定理,三角形的面積公式,同角三角函數(shù)間的基本關系,三角形的邊角關系,以及特殊角的三角函數(shù)值,利用了分類討論的數(shù)學思想,熟練掌握定理及公式是解本題的關鍵.
 16.【答案】  【解析】【分析】本題考查了三棱錐體積的最大值和外接球的表面積,屬于中檔題.
注意到三棱錐體積最大時,平面平面,可知以為頂點時,為三棱錐的高,然后利用正余弦定理可得各棱長可得體積;利用球心到平面的距離、外接圓半徑和球的半徑滿足勾股定理可得球半徑,然后可得表面積.【解答】解:過點,垂足為

為等腰梯形,,,
,
由余弦定理得,即,
,
,
易知,當平面平面時,三棱錐體積最大,
此時,平面,
易知,,
,

為外接球球心,半徑為,
平面,,
到平面的距蘺
的外接圓半徑,
,
,

故答案為:  17.【答案】解:由正弦定理得,
因為
所以,
又因為,
所以,
,
所以
由余弦定理,,
可得,解得 【解析】本題考查正弦定理及余弦定理在解三角形中的綜合應用,考查了計算能力和轉化思想,屬于基礎題.
正弦定理,三角函數(shù)恒等變換化簡已知等式可得,結合,可求的值.
由已知利用余弦定理即可解得的值.
 18.【答案】解:由題意可得,解得:
因為總體共名學生,樣本容量為,因此抽樣比為
其中分數(shù)段有人,
分數(shù)段有人,
所以在分數(shù)段中抽取人,
分數(shù)段抽取人,
設甲被抽到的事件為,乙被抽到的事件為,
,
則甲乙至少一人被抽到的概率為 【解析】利用頻率分布直方圖中各個小矩形面積之和為即可求出的值;
設甲被抽到的事件為,乙被抽到的事件為,求出相應的概率,然后可以根據(jù)對立事件求解.
本題考查頻率分布直方圖求頻數(shù)、頻率,分層抽樣,相互獨立事件的概率,是基礎題.
 19.【答案】證明:連接,交,連接,
在三棱柱中,四邊形是平行四邊形,
中點,
的中點,,
平面,平面,
平面D.
側棱底面,,的中點,,,

,
三棱柱的表面積 【解析】連接,交,連接,推導出,由此能證明平面D.
根據(jù)表面積公式即可求出.
本題考查線面平行的證明,考查三棱柱表面積的求法,考查空間中線線、線面、面面間的位置關系等基礎知識,考查運算求解能力,是中檔題.
 20.【答案】解:由于,,
所以,
函數(shù);
所以函數(shù)的最小正周期為
由于,即;
由于該三角形為銳角三角形,
所以,
所以
,
由于,所以,
,
所以

 【解析】直接利用向量的坐標運算和向量的夾角求出三角函數(shù)的關系式,進一步利用正弦型函數(shù)的性質的應用求出函數(shù)的最小正周期;
利用正弦定理和三角函數(shù)的關系式的變換和正弦型函數(shù)的性質的應用求出結果.
本題考查的知識要點:三角函數(shù)的關系式的變換,向量的夾角的運算,正弦型函數(shù)的性質,正弦定理的應用,主要考查學生的運算能力和數(shù)學思維能力,屬于中檔題.
 21.【答案】證明:因為,,所以為等邊三角形,
因為的中點,所以
中點,連接,,則,
因為平面平面,平面平面平面,
所以平面,又平面,所以
因為,,,平面,所以平面,
因為平面,所以,
又因為,平面,所以平面
解:過點,垂足為如圖所示,

知,平面
因為平面,所以,所以平面,
所以與平面所成角.
知,平面,平面,所以
中,,
因為的中點,所以
中,,
中,,
中,
所以由同角三角函數(shù)的基本關系得
所以與平面所成角的正弦值為
的中點為,連接,因為為線段的中點,
所以,
知,平面,所以平面平面
所以
過點,垂足為,連接,,,平面,
所以平面平面,所以
所以為二面角的平面角.
中,,
知,為等邊三角形,為線段的中點,
所以
知,平面,平面所以,
中,,由知,,
,解得
因為平面,平面,所以
中,

所以二面角的平面角的余弦值為 【解析】根據(jù)等腰三角形的三線合一定理及線面垂直的性質定理,再利用線面垂直的性質定理及線面垂直的判定定理即可求解;
根據(jù)線面垂直的性質及線面垂直的判定定理,再利用線面角的定義及勾股定理,結合銳角三角函數(shù)的定義即可求解;
根據(jù)線面垂直的性質及線面垂直的判定定理,再利用面面角的定義及勾股定理,結合等面積法及銳角三角函數(shù)的定義即可求解.
本題考查空間向量的應用,考查學生的運算能力,屬于中檔題.
 22.【答案】解:時,
因為上遞減,所以
的值域為故不存在常數(shù),使成立
所以函數(shù)上不是有界函數(shù).
由題意知,上恒成立.
,
上恒成立

,,由,
,
所以上遞減,上遞增,
上的最大值為,上的最小值為
所以實數(shù)的取值范圍為
,

上遞減,

,即時,,
此時,
,即時,,
此時,
綜上所述,當時,的取值范圍是;
時,的取值范圍是 【解析】時,易知上遞減,有,再有給出的定義判斷;
由函數(shù)上是以為上界的有界函數(shù),結合定義則有上恒成立,再轉化為上恒成立即可;
據(jù)題意先研究函數(shù)上的單調性,確定函數(shù)的范圍,即分別求的最大值和最小值,根據(jù)上界的定義,不小于最大值,從而解決.
本題主要考查情境題的解法,在解決中要通過給出的條件轉化為已有的知識和方法去解決,本題主要體現(xiàn)了定義法,恒成立和最值等問題,綜合性強,要求學生在學習中要有恒心和毅力.
 

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