
?2022-2023學(xué)年江蘇省常州市金壇區(qū)高二下學(xué)期期中數(shù)學(xué)試題
一、單選題
1.已知隨機(jī)變量,且,,則的值為(????)
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用正態(tài)分布的對稱性即可.
【詳解】隨機(jī)變量,且,,
,,
.
故選:A.
2.已知兩條異面直線a,b上分別有4個點和7個點,則這11個點可以確定不同的平面?zhèn)€數(shù)為(????)
A.4 B.7 C.11 D.126
【答案】C
【分析】由題意,第1類,直線a分別與直線b上的7個點可以確定7個不同的平面;第2類,直線b分別與直線a上的4個點可以確定4個不同的平面,再根據(jù)分類計數(shù)原理,即可求解.
【詳解】分兩類情況討論:
第1類,直線a分別與直線b上的7個點可以確定7個不同的平面;
第2類,直線b分別與直線a上的4個點可以確定4個不同的平面.
根據(jù)分類加法計數(shù)原理知,共可以確定7+4=11個不同的平面.
故選:C.
3.若的展開式中不含項,則實數(shù)m的值為(????)
A. B. C.0 D.1
【答案】D
【分析】根據(jù)展開式中的項與項系數(shù)結(jié)合條件即得.
【詳解】,
二項式展開式的通項為:,
令時,;令時,,
所以的展開式中的系數(shù)為,
因為的展開式中不含項,
所以,解得:.
故選:D.
4.在4次獨立試驗中,事件A出現(xiàn)的概率相同,若事件A至少發(fā)生一次的概率是,則事件A在一次試驗中出現(xiàn)的概率為(????)
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】設(shè)事件A在一次試驗中出現(xiàn)的概率是,根據(jù)對立事件的概率求得事件A一次都不發(fā)生的概率,即可得,即可求得答案.
【詳解】設(shè)事件A在一次試驗中出現(xiàn)的概率是,由事件A至少發(fā)生次的概率為,
可知事件A一次都不發(fā)生的概率為,
由獨立事件同時發(fā)生的概率知,則,
故選:C .
5.將邊長為的正三角形沿邊上的高線折成的二面角,則點到邊的距離是(????)
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】在三棱錐中,取線段的中點,連接、,由題意可得,推導(dǎo)出,并計算出線段的長,即為所求.
【詳解】翻折前,因為是邊長為的等邊三角形,是邊上的高線,則為的中點,
且,,且,
翻折后,則有,,
在三棱錐中,由二面角的定義可得,
如下圖所示:
??
取線段的中點,連接、,
因為,,,、平面,
所以,平面,
因為平面,所以,,
在中,,,則,
因為為的中點,則,且,
所以,,
因為,為的中點,所以,,
因此,點到的距離為.
故選:A.
6.某考生回答一道四選一的單項選擇考題,假設(shè)他知道正確答案的概率為0.6,知道正確答案時,答對的概率為,而不知道正確答案時,猜對的概率為0.2,那么他答對題目的概率為(????)
A.0.8 B.0.68 C.0.6 D.0.2
【答案】B
【分析】根據(jù)條件概率和全概率公式求解即可.
【詳解】解:設(shè)“考生答對題目”為事件A,“考生知道正確答案”為事件B,
則,,,
.
故選:B.
7.學(xué)校環(huán)保節(jié)活動期間,某班有甲、乙、丙、丁四名學(xué)生參加了志愿者工作.將這四名學(xué)生分配到A,B,C三個不同的環(huán)保崗位,每個崗位至少分配一名學(xué)生,若甲要求不分配到B崗位,則不同的分配方案的種數(shù)為(????)
A.30 B.24 C.20 D.18
【答案】B
【分析】分兩種情況:一是有一個人與甲在同一個崗位,另一個是沒有人與甲在同一個崗位,再利用分類加法原理可求得結(jié)果.
【詳解】由題意可得有兩種情況:
①有一個人與甲在同一個崗位,則有種分配方案;
②沒有人與甲在同一個崗位,則種分配方案;
所以由分類加法原理可知共有不同的分配方案,
故選:B
8.如圖,長方體中,,P為線段上的動點,則以下結(jié)論中不正確的是(????)
??
A.當(dāng)時,直線BP與平面ABCD所成角的正弦值為
B.當(dāng)時,若平面的法向量記為,則
C.當(dāng)時,二面角的余弦值為
D.若,則
【答案】C
【分析】根據(jù)題意可知,以點為坐標(biāo)原點,所在直線分別為軸,軸,軸建立空間直角坐標(biāo)系,分別表示各點的坐標(biāo),然后利用空間向量求解二面角、線面角的方法計算各選項即可.
【詳解】如下圖所示:
??
以點為坐標(biāo)原點,所在直線分別為軸,軸,軸建立空間直角坐標(biāo)系;由,可知,
則,
設(shè),,
選項A,當(dāng)時,,所以,
所以,平面ABCD的法向量為,
所以直線BP與平面ABCD所成角的正弦值為:,故A正確;
選項B,當(dāng)時,,所以,
所以,
平面的法向量記為,由.,
由可知,,所以可取,
所以,故B正確;
選項C,當(dāng)時,,所以,
平面的法向量記為,
設(shè)平面的法向量記為,由.,
由可知,,所以可取,
所以二面角的余弦值為,
所以,故C錯誤;
選項D,若,,,
因為,
所以,所以,,
由,解得,所以,即,故D正確.
故選:C
二、多選題
9.在江蘇新高考方案中,選擇性考試科目有:物理、化學(xué)、生物、歷史、政治、地理共六門,學(xué)生根據(jù)高校要求,結(jié)合自身特長興趣,首先在物理、歷史2門學(xué)科中選擇1門,再從化學(xué)、生物、政治、地理4門學(xué)科中選擇2門,選中的3門學(xué)科作為選擇性考試科目參加考試.則下列說法正確的是(????)
A.若任意選科,則選法總數(shù)為
B.若政治必選,則選法總數(shù)為
C.若化學(xué)、地理至少選一門,則選法總數(shù)為
D.若歷史必選,生物、政治至多選一門,則選法總數(shù)為
【答案】ACD
【分析】根據(jù)題意利用分步計數(shù)原理與組合知識逐項分析判斷即可.
【詳解】在物理、歷史2門學(xué)科中選擇1門有種,在化學(xué)、生物、政治、地理4門學(xué)科中選擇2門有種,若任意選科,則選法總數(shù)為種,A正確;
若政治必選,還需從化學(xué)、生物、地理3門學(xué)科中選擇1門有,則選法總數(shù)為種,B錯誤;
若化學(xué)、地理至少選一門,兩門都選有1種,只選一門有,則選法總數(shù)為,C正確;
若歷史必選有種,生物、政治至多選一門有種,則選法總數(shù)為種,D正確.
故選:ACD.
10.設(shè),則結(jié)論正確的是(????)
A. B.
C. D.,,,,,,中最小的是
【答案】ABD
【分析】賦值法可判斷A,B;求出的通項可判斷C,D.
【詳解】對于A,令,則①,故A正確;
對于B,令,則②,
則②減①可得:,則,故B正確;
對于C,的通項為,
令,則,
令,則,所以,故C錯誤;
對于D,的通項為,
所以當(dāng)時,即,而,
又,
故,,,,,,中最小的是,故D正確.
故選:ABD.
11.“信息熵”是信息論中的一個重要概念,設(shè)隨機(jī)變量X的所有可能取值為,且,,定義X的信息熵,則下列說法中正確的是(????)
A.當(dāng)時,
B.當(dāng)且時,
C.若,則隨著n的減小而減小
D.當(dāng)時,隨著的增大而減小
【答案】ABC
【分析】根據(jù)給定的定義,逐項計算判斷作答.
【詳解】對于A,當(dāng)時,,,A正確;
對于B,當(dāng)時,,,B正確;
對于C,,,則隨著n的減小而減小,C正確;
對于D,當(dāng)時,,當(dāng)時,
,當(dāng)時,,兩者相等,D錯誤.
故選:ABC
12.在棱長為的菱形ABCD中,,將菱形ABCD沿對角線AC折成大小為的二面角,若折成的四面體的四個頂點均在球O的球面上,則下列結(jié)論正確的是(????)
A.折成的四面體體積的最大值為
B.當(dāng)折成的四面體表面積最大時,
C.當(dāng)時,球O的體積為
D.當(dāng)時,球O的表面積為
【答案】BD
【分析】選項A,根據(jù)菱形的性質(zhì),求得邊長,結(jié)合二面角的定義,表示出四面體的高,結(jié)合三棱錐的體積公式以及三角函數(shù)的性質(zhì),可得答案;
選項B,由題意,只需求側(cè)面兩個全等三角形的面積最大值,利用面積公式求得夾角,根據(jù)余弦定理,可得答案;
選項C、D,根據(jù)外接球的性質(zhì),確定球心,利用幾何性質(zhì),結(jié)合勾股定理,求得半徑,可得答案.
【詳解】由題意,可作圖如下:
??
選項A,,,則為等邊三角形,
取的中點,則,同理可知,為等邊三角形,,
且,,
二面角的平面角為,
設(shè)點到平面的距離為,則,
,當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立,
即四面體的體積的最大值是,故A不正確;
選項B,,
,,,
,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號,
此時四面體的表面積最大,最大值為,此時,
在中,由余弦定理可得,
,解得,故B正確;
選項C,設(shè)分別為的外心,則,
在平面內(nèi)過點作的垂線與過點作的垂線交于點,如下圖:
??
,,,平面,平面,
平面,,
,,平面,平面,
同理可得平面,則為四面體的外接球球心,
連接,,,,,
,,
平面,平面,,
,即球心的半徑為,
球的體積為,故C不正確;
選項D,由C可得當(dāng)時,,,
平面,平面,,
,即球的半徑為,
球的表面積為,故D正確.
故選:BD.
三、填空題
13.若能被13整除,則m的最小正整數(shù)取值為 .
【答案】12
【分析】由于,利用二項式定理展開可求得結(jié)果.
【詳解】
因為能被13整除,
所以是13的倍數(shù)時,能被13整除,
所以m的最小正整數(shù)取值為12,
故答案為:12
四、雙空題
14.隨機(jī)變量的分布列如表所示,設(shè),則 , .
0
1
【答案】
【分析】先由的分布列求得,再利用期望與方差的性質(zhì)即可得解.
【詳解】依題意,得,
因為,
所以,.
故答案為:;.
五、填空題
15.我們把各位數(shù)字之和為6的四位數(shù)稱為“四位合六數(shù)”(如1203、1005均是四位合六數(shù)),則在“四位合六數(shù)”中首位為1的不同的“四位合六數(shù)”共有 個.
【答案】21
【分析】首位為1,則后三位數(shù)字之和為5,然后分類排列即可求解.
【詳解】由題知后三位數(shù)字之和為5,
當(dāng)一個位置為5時有005,050,500,共3個;
當(dāng)兩個位置和為5時有014,041,410,401,140,104,023,032,302,320,203,230,共12個;
當(dāng)三個位置和為5時有113 , 131 , 311 , 122 , 212,221,共6個;
所以一共有21個.
故答案為: 21.
16.如圖,三棱柱的各條棱長均為是2,側(cè)棱與底面ABC所成的角為60°,側(cè)面底面ABC,點P在線段上,且平面平面,則 .
??
【答案】
【分析】取中點,連接,,由已知可得,,兩兩垂直,以為坐標(biāo)原點,,,為坐標(biāo)軸建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,設(shè),求得平面與平面的一個法向量,可求得結(jié)論.
【詳解】側(cè)面底面,則點在平面上的射影在直線上,
為直線與底面所成的角,
,三棱柱的各條棱長均為2,
是等邊三角形,
取中點,連接,,則,
∵側(cè)面底面,側(cè)面底面,面,
所以面,
如圖所示,以為坐標(biāo)原點,建立的空間直角坐標(biāo)系,
則,
故,
設(shè),則,
設(shè)平面的一個法向量為, 則,令,則,,
平面的一個法向量為,
設(shè)平面的一個法向量為,則,令,則,,
平面的一個法向量為,
平面平面,∴,
,,
.
故答案為:.
【點睛】關(guān)鍵點點睛:取中點,證明,,兩兩垂直,是解決本題的關(guān)鍵.
六、解答題
17.有甲、乙兩只不透明的袋子,其中甲袋放有3個紅球,2個白球,乙袋放有2個紅球,3個白球,且所有球的大小和質(zhì)地均相同.
(1)先隨機(jī)取一只袋子,再從該袋中隨機(jī)取1個球,求取出的該球是白球的概率;
(2)先從甲袋中任取2個球放入乙袋中,再從乙袋中任取2個球,求從乙袋中取出的2個球均為紅球的概率.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)利用條件概型和全概率公式求解即可;
(2)由全概率公式求解即可;
【詳解】(1)先隨機(jī)取一只袋子,記“取到的是甲袋”為事件,“取到的是乙袋”為事件,
再從袋中隨機(jī)取1個球,“取出的該球是白球”為事件B,
則事件B有兩類:取到的是甲袋且從中取出的是白球,
取到的是乙袋且從中取出的是白球,即,
因為與互斥,所以,
由概率的乘法公式得,
又因為,,,,
所有
先隨機(jī)取一只袋子,
再從該袋中隨機(jī)取1個球,取出的該球是白球的概率為
(2)記“從甲袋中取出2個紅球”為事件,“從甲袋中取出2個白球”為事件,“從甲袋中取出1個紅球和1個白球”為事件,“從乙袋中取出的2個球均為紅球”為事件D,
顯然,事件,,兩兩互斥,且正好為“從甲袋中任取2個球”的樣本空間,
由全概率公式得
,
先從甲袋中任取2個球放入乙袋中,再從之乙袋中任取2個球,則從乙袋中取出的2個球均為紅球的概率為
18.有5名男運(yùn)動員和3名女運(yùn)動員,從中選出5名運(yùn)動員,參加“籃球、排球、足球、羽毛球、乒乓球”這5種不同的球類競賽,每名運(yùn)動員只能參加一個球類項目競賽,且每個球類項目競賽都要有人參加,求符合下列條件的選法種數(shù).(用數(shù)字作答)
(1)有女運(yùn)動員參賽,且參賽的女運(yùn)動員人數(shù)必須少于參賽的男運(yùn)動員人數(shù);
(2)女運(yùn)動員指定參加排球競賽,男運(yùn)動員必須參賽但不能參加足球競賽.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)(2)利用分步乘法計數(shù)原理與排列組合的知識,先選再排即可得解,注意考慮特殊運(yùn)動員的安排情況.
【詳解】(1)因為有女運(yùn)動員參賽,且參賽的女運(yùn)動員人數(shù)必須少于參賽的男運(yùn)動員人數(shù),
所以選出的5名運(yùn)動員可以是2名女運(yùn)動員和3名男運(yùn)動員,也可以是1名女運(yùn)動員和4名男運(yùn)動員,
則有種情況,
再將選出來的運(yùn)動加分配到各個項目中,則有種方法,
所以符合要求的選法種數(shù)為.
(2)因為女運(yùn)動員指定參加排球競賽,男運(yùn)動員必須參賽但不能參加足球競賽,
所以先從除去該女運(yùn)動員和該男運(yùn)動員的6人中任選3人,有種情況,
再安排男運(yùn)動員參賽的項目,有種情況,
最后選出的3人對余下的3個項目進(jìn)行全排列,有種情況,
則符合要求的選法種數(shù)為.
19.已知在二項式的展開式中,前三項的系數(shù)成等差數(shù)列.
(1)求展開式中的有理項;
(2)求展開式中系數(shù)最大的項.
【答案】(1),,
(2),
【分析】(1)利用二項式展開式中前三項系數(shù)成等差數(shù)列得出,然后利用通項公式即可求出有理項;
(2)由(1)設(shè)展開式中第項的系數(shù)最大,則滿足,求解不等式組即可.
【詳解】(1)在的展開式中,
前三項的系數(shù)分別依次為,,,
前三項的系數(shù)成等差數(shù)列,所以,
整理得,解得或(不合題意舍去),
則展開式中的通項為:
,
要求有理項,則需為整數(shù),即,4,8,
則有理項分別為:,
,.
(2)由(1)知,此二項式為,
設(shè)展開式中第項的系數(shù)最大,
則,即,解得,
當(dāng)時,,
當(dāng)時,,
所以第項和第項的系數(shù)同時達(dá)到最大,
故展開式中系數(shù)最大的項為,.
20.如圖,直角梯形ABCD與等腰直角三角形ABP所在的平面互相垂直,且,,,,.
??
(1)求證:;
(2)求直線PC與平面ABP所成角的余弦值;
(3)線段PA上是否存在點E,使得平面EBD?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)證明見解析;
(2);
(3)存在;.
【分析】(1)取AB的中點為O,利用線面垂直的判定、性質(zhì)推理作答.
(2)以O(shè)為原點建立空間直角坐標(biāo)系,利用空間向量求出線面角的正弦作答.
(3)確定點E的位置,利用空間位置關(guān)系的向量證明推理判斷作答.
【詳解】(1)取AB的中點為O,連接DO,PO,由,得,
又四邊形ABCD為直角梯形,且,,,,
則四邊形OBCD為正方形,,又,平面POD,
因此平面POD,又平面POD,
所以.
??
(2)且平面PAB,又平面平面ABCD,且平面平面,
則平面ABCD,平面,有,即有OA,OD,OP兩兩垂直,
以點O為原點,OD、OA、OP分別為x、y、z軸的空間直角坐標(biāo)系,
由等腰直角,,,得,
則,
即,平面PAB的一個法向量為,設(shè)直線PC與平面PAB所成的角為,
因此,即,
所以所求直線PC與平面ABP所成角的余弦值為.
(3)線段PA上存在點E,且當(dāng)時,使得平面EBD.
由,得,則,,
設(shè)平面EBD的法向量為,則,令,得,
又,則,而平面EBD,因此平面EBD,
所以點E滿足時,有平面EBD.
21.某校為了普及科普知識,增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),在全校組織了一次科普知識競賽.經(jīng)過初賽、復(fù)賽,甲、乙兩個代表隊(每隊3人)進(jìn)入了決賽.規(guī)定每人回答一個問題,答對者為本隊贏得10分,答錯者得0分.假設(shè)甲隊中3人答對的概率分別為,,,乙隊中每人答對的概率均為,且各人回答正確與否相互之間沒有影響,用表示甲隊的總得分.
(1)求的分布列和數(shù)學(xué)期望;
(2)求甲、乙兩隊總得分之和等于30分且甲隊獲勝的概率.
【答案】(1)分布列見解析;期望為
(2)
【分析】(1)由題意知的所有可能取值為0,10,20,30,求得相應(yīng)的概率,列出分布列,利用期望的公式,即可求解;
(2)記“甲隊得30分,乙隊得0分”為事件A,“甲隊得20分,乙隊得10分”為事件B,根據(jù)A,B為互斥事件,求得和,結(jié)合,即可求解.
【詳解】(1)解:由題意知的所有可能取值為0,10,20,30,
可得,
,
,
,
所以隨機(jī)變量的分布列為
0
10
20
30
P
所以數(shù)學(xué)期望.
(2)解:記“甲隊得30分,乙隊得0分”為事件A,“甲隊得20分,乙隊得10分”為事件B,則A,B為互斥事件,
可得,
,
則,
所以甲、乙兩隊總得分之和等于30分且甲隊獲勝的概率為.
22.如圖,三角形ABC是圓柱底面圓的內(nèi)接三角形,PA為圓柱的母線,M,N分別是AC和PA的中點,平面平面PAB,.
??
(1)求證:;
(2)求三棱錐和圓柱的體積之比;
(3)求平面PBC與平面MBN所成的銳二面角的大?。?br />
【答案】(1)證明見解析
(2)
(3)
【分析】(1)根據(jù)面面垂直的性質(zhì)可得平面PBC,結(jié)合線面垂直的判斷定理和性質(zhì)分析證明;
(2)根據(jù)體積公式運(yùn)算求解;
(3)建系,利用空間向量求二面角的大小.
【詳解】(1)因為PA為圓柱的母線,則平面ABC,平面ABC,可得,
取PB邊的中點為D,連接AD,因為,則,
平面PAB,且平面平面PAB,平面平面,
所以平面PBC,
且平面PBC,則
,且AD,平面PAB,
所以平面PAB,
且平面PAB,所以.
(2)因為平面ABC,則,
又因為,則為底面圓的直徑,則,
所以
(3)以B點作為坐標(biāo)原點,直線BA、BC分別為x、y軸,過點B作平面ABC的垂線,并以此垂線作為z軸,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系.
???
則,,,,,,
可得,,,.
設(shè)平面PBC和平面MBN的法向量分別為,,
可得,取,則,,即
可得,取,則,,即
設(shè)平面PBC與平面MBN所成的銳二面角為,
則,
又因為,所以,即平面PBC與平面MBN所成的銳二面角為.
這是一份2023-2024學(xué)年江蘇省常州市金壇區(qū)高二上學(xué)期期中數(shù)學(xué)試題(含解析),共21頁。試卷主要包含了單選題,多選題,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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