湖北省武漢市2024-2025學(xué)年高二數(shù)學(xué)上學(xué)期9月月考試題VIP

Page212024-2025學(xué)年高二上學(xué)期數(shù)學(xué)9月考試題（三）一、單選題（每題5分，共40分）1．已知復(fù)數(shù)是純虛數(shù)，則實(shí)數(shù)（

）A． B． C．0 D．12．有一個(gè)人在打靶中，連續(xù)射擊2次，事務(wù)“至少有1次中靶”的對(duì)立事務(wù)是（

）.A．至多有1次中靶B．2次都中靶C．2次都不中靶 D．只有1次中靶3．某中學(xué)實(shí)行了一次“網(wǎng)絡(luò)信息平安”學(xué)問競(jìng)賽，將參賽的100名學(xué)生成果分為6組，繪制了如圖所示的頻率分布直方圖，則成果在區(qū)間內(nèi)的學(xué)生有（

）A．15名 B．20名 C．25名 D．40名4．若m，n是互不相同的直線，是不重合的平面，則下列說法不正確的是（

）A．若，則B．若，則C．若，則D．若，則5．已知樣本數(shù)據(jù)，，…，的平均數(shù)和方差分別為3和56，若，則，，…，的平均數(shù)和方差分別是（

）A．12，115 B．12，224 C．9，115 D．9，2246．如圖，正方體中，點(diǎn)，，分別是，的中點(diǎn)，過點(diǎn)，，的截面將正方體分割成兩個(gè)部分，記這兩個(gè)部分的體積分別為，則（

）A． B． C． D．7．已知正方體的棱長(zhǎng)為為棱上的靠近點(diǎn)的三等分點(diǎn)，點(diǎn)在側(cè)面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)平面與平面和平面所成的角相等時(shí)，則的最小值為（

）A． B． C． D．8．如圖所示，是邊長(zhǎng)為3正三角形，，S是空間內(nèi)一點(diǎn)，分別是，的二面角，滿意，點(diǎn)D到直線SB的距離是1，則（

）

A． B． C． D．二、多選題(每題5分，共20分)9．在中，內(nèi)角所對(duì)的邊分別為，依據(jù)下列條件解三角形，其中有兩解的是（

）A．B．C． D．10．下列四個(gè)命題中，假命題有（

）A．對(duì)立事務(wù)確定是互斥事務(wù)B．若為兩個(gè)事務(wù)，則C．若事務(wù)彼此互斥，則D．若事務(wù)滿意，則是對(duì)立事務(wù)11．如圖，正方體的棱長(zhǎng)為，，，分別為，，的中點(diǎn)，則（

）A．直線與直線垂直B．直線與平面平行C．平面截正方體所得的截面面積為D．點(diǎn)與點(diǎn)B到平面的距離相等12．單位向量，，的兩兩夾角為，若實(shí)數(shù)，，滿意，則下列結(jié)論中正確的是（

）A．的最大值是 B．的最大值是C．的最大值是 D．的最大值是三、填空題（每題5分，共20分）13．2024年是全面貫徹黨的二十大精神的開局之年，某中學(xué)為了解老師學(xué)習(xí)“黨的二十大精神”的狀況，接受比例支配分層隨機(jī)抽樣的方法從高一、高二、高三的老師中抽取一個(gè)容量為30的樣本，已知高一年級(jí)有老師80人，高二年級(jí)有老師72人，高三年級(jí)有老師88人，則高一年級(jí)應(yīng)抽取人.14．在平行六面體中，°，則=．15．設(shè)的內(nèi)角所對(duì)的邊分別為，已知，點(diǎn)在邊上，，且，則的面積為．16．如圖，正四棱錐P-ABCD的底面邊長(zhǎng)和高均為2，M是側(cè)棱PC的中點(diǎn).若過AM作該正四棱錐的截面，分別交棱PB?PD于點(diǎn)E?F（可與端點(diǎn)重合），則四棱錐P-AEMF的體積的取值范圍是.四、解答題（共70分）17．已知三條直線，，．(1)若，且過點(diǎn)，求、的值；(2)若，求、的值．18．（1）寫出點(diǎn)到直線的距離公式并證明.（2）證明：點(diǎn)到直線的距離恒小于．19．某足球俱樂部舉辦新一屆足球賽,按競(jìng)賽規(guī)則,進(jìn)入淘汰賽的兩支球隊(duì)假如在120分鐘內(nèi)未分出輸贏,則需進(jìn)行點(diǎn)球大戰(zhàn).點(diǎn)球大戰(zhàn)規(guī)則如下:第一階段,雙方各派5名球員輪番罰球,雙方各罰一球?yàn)橐惠?球員每罰進(jìn)一球則為本方獲得1分,未罰進(jìn)不得分,當(dāng)分差拉大到即使落后一方剩下的球員全部罰進(jìn)也不能追上的時(shí)候,競(jìng)賽即宣告結(jié)束,剩下的球員無需出場(chǎng)罰球.若5名球員全部罰球后雙方得分一樣,則進(jìn)入其次階段,雙方每輪各派一名球員罰球,直到出現(xiàn)某一輪一方罰進(jìn)而另一方未罰進(jìn)的局面,則罰進(jìn)的一方獲勝.設(shè)甲、乙兩支球隊(duì)進(jìn)入點(diǎn)球大戰(zhàn),由甲隊(duì)球員先罰球,甲隊(duì)每位球員罰進(jìn)點(diǎn)球的概率均為,乙隊(duì)每位球員罰進(jìn)點(diǎn)球的概率均為.假設(shè)每輪罰球中,兩隊(duì)進(jìn)球與否互不影響,各輪結(jié)果也互不影響.(1)求每一輪罰球中,甲、乙兩隊(duì)打成平局的概率;(2)若在點(diǎn)球大戰(zhàn)的第一階段,甲隊(duì)前兩名球員均得分而乙隊(duì)前兩名球員均未得分,甲隊(duì)短暫以2:0領(lǐng)先,求甲隊(duì)第5個(gè)球員需出場(chǎng)罰球的概率.20．如圖，四棱錐中，平面，梯形滿意，，且，，為中點(diǎn)，，.(1)求證：，，，四點(diǎn)共面；(2)求二面角的正弦值.21．如圖，在多面體中，四邊形為正方形，平面，，，是線段上的一動(dòng)點(diǎn)，過點(diǎn)和直線的平面與，分別交于，兩點(diǎn).(1)若為的中點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中作出線段，并說明，的位置及作法理由；(2)線段上是否存在點(diǎn)，使得直線與平面所成角的正弦值為？若存在，求出的長(zhǎng)；若不存在，請(qǐng)說明理由.22．某校愛好小組在如圖所示的矩形區(qū)域內(nèi)實(shí)行機(jī)器人攔截挑戰(zhàn)賽，在處按方向釋放機(jī)器人甲，同時(shí)在處按方向釋放機(jī)器人乙，設(shè)機(jī)器人乙在處勝利攔截機(jī)器人甲，兩機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)．若點(diǎn)在矩形區(qū)域內(nèi)（包含邊界），則挑戰(zhàn)勝利，否則挑戰(zhàn)失敗．已知米，為中點(diǎn)，競(jìng)賽中兩機(jī)器人勻整速直線運(yùn)動(dòng)方式行進(jìn)，記與的夾角為（），與的夾角為（）．（1）若兩機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方向的夾角為，足夠長(zhǎng)，機(jī)器人乙挑戰(zhàn)勝利，求兩機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路程和的最大值；（2）已知機(jī)器人乙的速度是機(jī)器人甲的速度的倍．（i）若，足夠長(zhǎng)，機(jī)器人乙挑戰(zhàn)勝利，求．（ii）如何設(shè)計(jì)矩形區(qū)域的寬的長(zhǎng)度，才能確保無論的值為多少，總可以通過設(shè)置機(jī)器人乙的釋放角度使機(jī)器人乙挑戰(zhàn)勝利？參考答案：1．B【分析】由純虛數(shù)的定義得出實(shí)數(shù).【詳解】，因?yàn)閺?fù)數(shù)是純虛數(shù)，所以，且，解得.故選：B2．C【分析】依據(jù)對(duì)立事務(wù)的概念可得結(jié)果.【詳解】依據(jù)對(duì)立事務(wù)的概念，連續(xù)射擊2次，事務(wù)“至少有1次中靶”的對(duì)立事務(wù)是“2次都不中靶”.故選：C.3．B【分析】先依據(jù)頻率分布直方圖的性質(zhì)，求得的值，再依據(jù)樣本中成果在區(qū)間內(nèi)的頻率×參賽的100名學(xué)生即可求解．【詳解】由頻率分布直方圖可知，得，所以成果在區(qū)間內(nèi)的學(xué)生出名．故選：B．4．D【分析】由線面的位置關(guān)系以及面面平行的判定定理以及面面垂直的關(guān)系逐一推斷選項(xiàng)即可.【詳解】對(duì)于A：由線面平行的性質(zhì)可知，故A正確；對(duì)于B：垂直于同一個(gè)平面的兩條直線平行，故B正確；對(duì)于C：平面內(nèi)兩條相交直線分別和另一個(gè)平面平行，則兩個(gè)平面平行，故C正確；對(duì)于D：，則或或或與相交，故D錯(cuò)誤；故選：D5．D【分析】依據(jù)平均數(shù)和方差的性質(zhì)求解：若數(shù)據(jù)，，…，的平均數(shù)和方差分別為和，則數(shù)據(jù)，，…，的平均數(shù)和方差分別為和.【詳解】若數(shù)據(jù)，，…，的平均數(shù)和方差分別為和，則數(shù)據(jù)，，…，的平均數(shù)和方差分別為和.題中，樣本數(shù)據(jù)，，…，的平均數(shù)和方差分別為3和56，，則，，…，的平均數(shù)為，方差為.故選：D.6．C【分析】如圖所示，過點(diǎn)，，的截面下方幾何體轉(zhuǎn)化為一個(gè)大的三棱錐，減去兩個(gè)小的三棱錐，上方部分，用總的正方體的體積減去下方的部分體積即可.【詳解】作直線，分別交于兩點(diǎn)，連接分別交于兩點(diǎn)，如圖所示，過點(diǎn)，，的截面即為五邊形，設(shè)正方體的棱長(zhǎng)為，因?yàn)辄c(diǎn)，，分別是，的中點(diǎn)所以，即，因?yàn)椋詣t過點(diǎn)，，的截面下方體積為：，∴另一部分體積為，∴.故選：C.7．A【分析】以為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系，設(shè)，依據(jù)二面角的空間向量坐標(biāo)公式表達(dá)平面與平面和平面所成的角，再化簡(jiǎn)結(jié)合的取值范圍求解即可.【詳解】如圖，以為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系，正方體棱長(zhǎng)為3，

則，，，設(shè)，則，，由正方體的性質(zhì)可得平面的一個(gè)法向量為，平面的一個(gè)法向量，設(shè)平面的法向量，則，即，取，則，，故，又平面與平面和平面所成的角相等，故，即，故，即，.①當(dāng)，即時(shí)，因?yàn)椋?，又，則，，此時(shí).②當(dāng)，即時(shí)，因?yàn)?，所以，又，故，此時(shí)，故當(dāng)時(shí)取最小值.綜上的最小值為.故選：A8．D【分析】先求得，依據(jù)二面角以及解直角三角形等學(xué)問分別求得和，由此求得正確答案.【詳解】由于，所以，由余弦定理得，則，而為銳角，所以，，同理可求得.

設(shè)平面，且平面，過作，垂足為，過作，垂足為，連接，由于平面，所以，由于平面，所以平面，由于平面，所以，所以，同理可證得，依題意，即，設(shè)，則，所以，，，所以三點(diǎn)共線，而平面，所以，，，連接，過作，垂足為，則，所以，所以

，由兩邊平方得，即，為銳角，故解得.由兩邊平方得，即，為銳角，故解得，所以.

故選：D【點(diǎn)睛】求解二面角有關(guān)問題，關(guān)鍵是利用二面角的定義作出二面角的平面角.常用的方法有定義法和線面垂直法.定義法是：在交線上任取一點(diǎn)，過這點(diǎn)在兩個(gè)面內(nèi)分別引交線的垂線，這兩條射線所成的角就是二面角的平面角.線面垂直法是：自二面角的一個(gè)面上的一點(diǎn)向另一個(gè)面引垂線，再由垂足向交線作垂線，連線后得到二面角的平面角.9．BC【分析】對(duì)于A，干脆推斷即可；對(duì)于B，，結(jié)合即可推斷；對(duì)于C，，結(jié)合即可推斷；對(duì)于D，，結(jié)合即可推斷.【詳解】對(duì)于A，因?yàn)?，所以，所以只有一解；故A錯(cuò)誤；對(duì)于B，因?yàn)椋杂烧叶ɡ淼?，因?yàn)椋?，所以，所以有兩解（，或），故B正確；對(duì)于C，因?yàn)椋杂烧叶ɡ淼?，即，因?yàn)?，所以有兩解（，或，），故C正確；對(duì)于D，因?yàn)椋杂烧叶ɡ淼?，由于，故，所以只有一解，故D錯(cuò)誤；故選：BC10．BCD【分析】依據(jù)對(duì)立事務(wù)和互斥事務(wù)的關(guān)系可推斷A；依據(jù)事務(wù)的和事務(wù)的概率可推斷B；舉反例可推斷C，D,【詳解】對(duì)于A，因?yàn)閷?duì)立事務(wù)確定是互斥事務(wù)，A正確；對(duì)B，當(dāng)且僅當(dāng)A與B互斥時(shí)才有，對(duì)于隨意兩個(gè)事務(wù)，滿意，B不正確；對(duì)C，若事務(wù)彼此互斥，不妨取分別表示擲骰子試驗(yàn)中的事務(wù)“擲出1點(diǎn)”，“擲出2點(diǎn)”，“擲出3點(diǎn)”，則，所以C不正確；對(duì)于D，例如，袋中有大小相同的紅、黃、黑、藍(lán)4個(gè)球，從袋中任摸一個(gè)球，設(shè)事務(wù)A={摸到紅球或黃球}，事務(wù)B={摸到黃球或黑球），滿意，但事務(wù)A與B不互斥，也不對(duì)立，D錯(cuò)誤，故選：BCD.11．BCD【分析】以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，、、所在直線分別為、、軸建立空間直角坐標(biāo)系，利用空間向量法可推斷ABD選項(xiàng)；作出截面，計(jì)算出截面面積，可推斷C選項(xiàng).【詳解】以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，、、所在直線分別為、、軸建立如下圖所示的空間直角坐標(biāo)系，則、、、、、、、、、、，對(duì)于A選項(xiàng)，，，則，所以直線與直線不垂直，故A錯(cuò)誤；對(duì)于B選項(xiàng)，設(shè)平面的法向量為，，，則，取，可得，，所以，即，因?yàn)槠矫妫矫?，故B正確；對(duì)于C選項(xiàng)，連接、、，因?yàn)椤⒎謩e為、的中點(diǎn)，則，且，所以四邊形為平行四邊形，則，所以，所以、、、四點(diǎn)共面，故平面截正方體所得截面為，且，同理可得，，所以四邊形為等腰梯形，分別過點(diǎn)、在平面內(nèi)作，，垂足分別為、，如下圖所示：因?yàn)椋?，，所以，故，，因?yàn)?，，，則四邊形為矩形，所以，，故，故梯形的面積為，故C正確；對(duì)于D選項(xiàng)，，則點(diǎn)到平面的距離為，，則點(diǎn)到平面的距離為，所以點(diǎn)與點(diǎn)到平面的距離相等，故D正確.故選：BCD.12．AC【分析】利用特例可推斷BD的正誤，利用判別式的非負(fù)可推斷A的正誤，利用基本不等式可推斷C的正誤.【詳解】由題設(shè)有.因?yàn)椋?，整理得到：，所以，整理得到，故即，所以，所以即，?dāng)時(shí)，，，故的最大值是，故A正確.取，此時(shí)滿意，但，故B錯(cuò)誤.因?yàn)椋?，?dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立.所以，故，故，故，當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立，故的最大值是，故C正確.對(duì)于D，取，，則，而此時(shí)，又，而，故，故D錯(cuò)誤.故選：AC.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛：本題中單位向量，，的兩兩夾角為，故它們可構(gòu)成空間向量的一個(gè)基底，對(duì)于所得的多變量的恒等關(guān)系，可利用基本不等式轉(zhuǎn)化，也可以將其中一個(gè)變量看成主變量，從而可推斷方程有解的角度分析問題.13．10【分析】依據(jù)高一年級(jí)老師所占的比例抽取即可.【詳解】高一年級(jí)老師所占的比例為：，則高一年級(jí)應(yīng)抽取的老師人數(shù)為：.故答案為：10.14．【分析】利用空間向量基本定理，得到，即可求出.【詳解】在平行六面體中，.因?yàn)?，所?所以.故答案為：15．【分析】一方面有，另一方面由此即可算出的正弦值，結(jié)合以及三角形面積公式即可求解.【詳解】如下圖所示：

一方面：由，得．另一方面：設(shè)，則，由..結(jié)合以上兩方面得，整理得，則，且留意到，即，所以的面積為．故答案為：.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵在于發(fā)覺以及，，由此找到轉(zhuǎn)換已知條件的橋梁，進(jìn)而順當(dāng)求解.16．【分析】首先證明一個(gè)結(jié)論：在三棱錐中，棱，，上取點(diǎn)，，，則，再設(shè)設(shè)，，分析可得，，，與，間的關(guān)系，再由換元法結(jié)合對(duì)勾函數(shù)的單調(diào)性求得答案．【詳解】首先證明一個(gè)結(jié)論：在三棱錐中，棱，，上取點(diǎn)，，，則，設(shè)與平面所成角為，則;再來解答本題：設(shè)，，,則，，，，，則，，，則，，令，則，，，，，當(dāng)時(shí)，函數(shù)單調(diào)遞減，當(dāng)時(shí)，函數(shù)單調(diào)遞增，故最小值為2，當(dāng)時(shí)，都取到最大值，則，（當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)，取最小值），，，故答案為：，．17．(1)或；(2)【分析】（1）由直線垂直的特征及直線過的點(diǎn)可得關(guān)于a、b的方程組，即可得解；（2）由直線平行的特征求解a，b，再代入驗(yàn)證即可.【詳解】（1）因?yàn)?，，且，所以，又直線過點(diǎn)，所以，所以，所以，所以或；（2）若，則，解得，當(dāng)時(shí)，，也即，，也即，滿意，所以若，.18．見詳解【分析】依據(jù)點(diǎn)到直線的距離公式得，分與兩種狀況探討，再結(jié)合配方，放縮可證．【詳解】證明：∵與不同時(shí)為0，∴由點(diǎn)到直線的距離公式得當(dāng)時(shí)，，當(dāng)時(shí)，，綜上，對(duì)隨意的，點(diǎn)到直線的距離恒小于．19．(1)(2)【分析】(1)每一輪罰球中兩隊(duì)打成平局的狀況有兩種:甲、乙均未罰進(jìn)點(diǎn)球,或甲、乙均罰進(jìn)點(diǎn)球.(2)甲隊(duì)第5個(gè)球員需出場(chǎng)罰球,則前四輪罰球甲、乙兩隊(duì)分差不能超過1分,即四輪罰球結(jié)束時(shí)比分可能為2:1或2:2或3:2.【詳解】（1）設(shè)每一輪罰球中,甲隊(duì)球員罰進(jìn)點(diǎn)球的事務(wù)為,未罰進(jìn)點(diǎn)球的事務(wù)為;乙隊(duì)球員罰進(jìn)點(diǎn)球的事務(wù)為,未罰進(jìn)點(diǎn)球的事務(wù)為.設(shè)每一輪罰球中,甲、乙兩隊(duì)打成平局的事務(wù)為C,由題意,得在每一輪罰球中兩隊(duì)打成平局的狀況有兩種:甲、乙均未罰進(jìn)點(diǎn)球,或甲、乙均罰進(jìn)點(diǎn)球,則,故每一輪罰球中,甲、乙兩隊(duì)打成平局的概率為.（2）因?yàn)榧钻?duì)第5個(gè)球員需出場(chǎng)罰球,則前四輪罰球甲、乙兩隊(duì)分差不能超過1分,即四輪罰球結(jié)束時(shí)比分可能為2:1或2:2或3:2.①比分為2:1的概率為.②比分為2:2的概率為.③比分為3:2的概率為.綜上,甲隊(duì)第5個(gè)球員需出場(chǎng)罰球的概率為.20．(1)證明見解析(2)【分析】（1）如圖建立空間直角坐標(biāo)系，求出點(diǎn)的坐標(biāo)即可得到，，，令，依題意得到方程組，解得、，即可得證；（2）利用空間向量法求出二面角的余弦值，再依據(jù)同角三角函數(shù)的基本關(guān)系計(jì)算可得；【詳解】（1）證明：以點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，向量??方向分別為??軸的正方向建立坐標(biāo)系，則，，，，，，所以，因?yàn)?，設(shè)，則，所以，解得，所以，同理可得，∴，，，令，則，∴，∴，∴，∴???四點(diǎn)共面.（2）解：由（1）可知，，，∴，.設(shè)平面的一個(gè)法向量為，則，即，則，令，則.取平面的一個(gè)法向量為，則，所以，∴二面角的正弦值為.21．(1)作圖見解析，為的中點(diǎn)，為靠近點(diǎn)的三等分點(diǎn)，理由見解析(2)存在，【分析】（1）依據(jù)線面平行的性質(zhì)定理得到，再結(jié)合為的中點(diǎn)即可得到為的中點(diǎn)，依據(jù)面面平行的性質(zhì)得到平分，再依據(jù)角平分