数学(理科)考生注意:1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色.墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.4.本卷命题范围:北师大版必修3,必修4,必修5,选修2-1第一章,第二章. 一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.在正方体中,( )1111ABCD A B C D -1AB AD BB ++=A. B. C. D.1AC1AC 1C A 1CA 2.在等差数列中,,则的公差为( ){}n a 2102,18a a =={}n a A.1B.2C.3D.43.图中阴影部分所表示的区域满足的不等式是()A. B. 220x y +-…220x y +->C.D.220x y +-…220x y +-<4.若直线的方向向量为,平面的法向量为,则下列四组向量中能使的是l m αnl α⊥()A. ()()1,0,1,1,0,1m n =-=B. ()()0,2,1,0,1,2m n ==-C.()()1,2,1,2,1,2m n =-=--D.()()2,1,1,4,2,2m n =-=--5.如图所示,程序框图的输出值()S =A.15B.22C.24D.286.“”是“关于的不等式有解”的( )1m >x ()210x m x m -++<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 7.已知,且,则( ) 2παπ<<1cos 9α=sin 2α=A. B. D. 23-238.给出命题:在中,若,则成等差数列.这个命题的逆命题,否命ABC 3B π=,,A B C 题,逆否命题中,真命题的个数是( )A.0B.1C.2D.39.将函数的图象向左平移个单位长度,再将各点的横坐标变为原来的,()3sin f x x =6π12纵坐标不变,得到函数的图象,则在上的值域为( ) ()g x ()g x 0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦A. B. C. D. []3,3-33,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦3,32⎡⎤-⎢⎥⎣⎦3,32⎡⎤⎢⎥⎣⎦10.已知均为正数,若,则当取得最小值时,的值为( ) ,x y 261x y+=3x y +x y +A.24B.4C.16D.1211.已知命题:已知,若数列是递增数列,则;命题p ()2*2n a n an n =-∈N {}n a 1a …:q若,),则的最小值是4,则下列命题为真命题的是( ) (0A ∈π4sin sin A A+A.B.C.D.p q ∨p q ∧()p q ⌝∧()p q ⌝∨12.在中,角所对的边分别为,已知,则ABC ,,A B C ,,a b c 2220,3b bc c a --==的面积的最大值为( )ABCA.3B.6C.D.二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.命题“”的否定是__________.*2,2n n n ∀∈>N 14.在空间直角坐标系中,点的坐标分别是,Oxyz ,,,A B C M ()()()2,0,2,2,1,0,0,4,1-,若四点共面,则__________.()0,,5m -,,,A B C M m =15.已知等边的边长为4,若,则__________.ABC 3CM BM =- AM AB ⋅=16.已知数列的前项和为,且满足,则{}n a n n S ()*123n n n S a n =-∈N 2022S =__________.三、解答题:本题共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)在中,角的对边分别为,已知. ABC ,,A B C ,,a b c cos cos cos 0b C c B A ++=(1)求;A(2)若的周长. 10,a b ==ABC 18.(本小题满分12分)已知:关于的不等式对任意实数都成立,:关于的方程p x 220ax ax -+>x q x2cos 0x a -=在区间上有解.[]0,π(1)若是真命题,求实数的取值范围;p a (2)若是真命题,是假命题,求实数的取值范围. p q ∨p q ∧a 19.(本小题满分12分)已知四棱锥的底面为直角梯形,底面M ABCD -,90,AB CD ADC MD ∠=⊥∥ ,且是的中点.ABCD 22,MD DC AD AB P ====MC(1)证明:平面;BP ∥MAD (2)求直线与平面所成角的正弦值. MB DBP 20.(本小题满分12分)某公司组织了丰富的团建活动,为了解员工对活动的满意程度,随机选取了100位员工进行问卷调查,并将问卷中的这100人根据其满意度评分值(百分制)按照分成6组,制成如图所示的频率分布直方图(这[40,50),[50,60),[60,70),,[90,100] 100人的评分值都分布在之间).[]40,100(1)求实数的值以及这100人的评分值的中位数;m (2)现从被调查的问卷满意度评分值在的员工中按分层抽样的方法抽取5人进行[)60,80座谈了解,再从这5人中随机抽取2人作主题发言,求抽取的2人恰在同一组的概率. 21.(本小题满分12分)如图,四棱柱的底面为矩形,为中点,平1111ABCD A B C D -ABCD 2,AD AB M =BC面平面. 11AA D D ⊥11,ABCD AA A D AD ==(1)证明:平面;1A D ⊥11ABB A (2)求二面角的平面角的余弦值. 1B A A M --22.(本小题满分12分) 在数列中,. {}n a 312111,2341n n a a a a a a n +=++++=+ (1)求的通项公式; {}n a (2)若,求的前项和. 11n n n b a a +={}n b n n S府谷中学2022-2023学年高二上学期期中考试数学(理科) 参考答案、提示及评分细则1.A ,故选A.111AB AD BB AB BC CC AC ++=++=2.B 设的公差为,则,解得.故选B.{}n a d 112,918a d a d +=+=2d =3.B 图中直线对应的方程是,由于直线是虚线,故排除A ,C 选项.当220x y +-=时,,所以点在不等式所对应的区0,0x y ==200220⨯+-=-<()0,0220x y +-<域,所以阴影部分所表示的区域满足的不等式是.故选B. 220x y +->4.D 若,则,在选项D 中,,所以.故选D.l α⊥m n ∥ 2n m =- m n ∥5.A 由程序框图,数据初始化:;第一次循环:;第二1,014i S ==<3,314i S ==<次循环:;第三次循环:;此时不成立,结束循环,5,814i S ==<7,15i S ==14S …输出值为15.故选A.S 6.A 若关于的不等式有解,则二次函数与x ()210x m x m -++<()21y x m x m =-++轴有2个交点,所以,解得,所以“”是“关于的x ()2Δ[1]40m m =-+->1m ≠1m >x 不等式有解”的充分不必要条件.故选A.()210x m x m -++<7.B 由题得,因为,所以2214212sin,sin ,sin 292923ααα-=∴=∴=±2παπ<<.故选B. 2,sin 2223πααπ<<∴=8.D 原命题中,若,则,所以成等差数列,故3B π=223A CB B ππ+=-==,,A B C 原命题是真命题,所以其逆否命题是真命题.原命题的逆命题是“在中,若成ABC ,,A B C 等差数列,则”,由成等差数列,得,因为3B π=,,A B C 2B A C =+,所以,所以逆命题是真命题,所以否命题也是真命题.故选3A B C B π++==3B π=D.9.C 由题意可得函数,又,所以,()3sin 26g x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦72,666x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦所以,所以.故选C. 1sin 2,162x π⎛⎫⎡⎤+∈- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()3,32g x ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦10.C 因为,所以261x y+=,当且仅当()2618233661224x y x y x y x y y x ⎛⎫+=++=++++= ⎪⎝⎭…,即时取等号,又因为,所以,所以.182x y y x =3y x =261x y+=4,12x y ==16x y +=故选C.11.D 要使数列是递增数列,只要,解得,所以为假命{}n a 221224a a -<-32a <p 题;因为,所以,所以,当且仅当“()0,A π∈sin 0A >4sin 4sin A A +=…”时等号成立,而,故不等式取等号条件不成立,故为假命题.从而sin 2A =(]sin 0,1A ∈q 为真命题.故选D.()p q ⌝∨12.A 由,得.因为,所以2220b bc c --=2b c =2222259cos 24b c a c A bc c+--==,当时,211sin 222ABC S bc A c ==⋅ =25c =的面积取最大值3.故选.ABC A 13. 将改为,将改为.*2,2n n n ∃∈N …*n ∀∈N *n ∃∈N 22n n >22n n …14.6 ,又四点共面,则()()()0,1,2,2,4,3,2,,7AB AC AM m =-=--=--,,,A B C M 存在,使得,即,即,x y ∈R AM x AB y AC =+()()()2,,70,1,22,4,3m x y --=-+--解得. 22,4,723,y m x y x y -=-⎧⎪=+⎨⎪-=--⎩6m =15.14 由题意,,故点为线段上靠近点的四等分点,故3CM BM =-M BC B ()11,cos0cos1204414142BM AM AB AB BM AB AB AB BM AB ⎛⎫=∴⋅=+⋅=+=⨯+⨯⨯-= ⎪⎝⎭16.当时,,所以,当时,202211143⎛⎫- ⎪⎝⎭1n =11123a a =-113a =-2n …①,又②,②-①得,整理111123n n n S a ---=-123n n n S a =-1111233n n n n na a a --=-+-得,所以()1223n n n a a n -+=….()()()2022123420212022246202020222222233333S a a a a a a =++++++=+++++10112202211193112114319⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎛⎫⎣⎦=⨯=- ⎪⎝⎭-17.解:(1)由正弦定理得,sin cos sin cos cos 0B C C B A A +=即,()sin cos 0B C A A ++=则. sin cos 0A A A=因为,所以,()0,A π∈sin 0A ≠所以,得. cos A =34A π=(2)由(1)知,,又,34A π=10,a b ==所以由余弦定理可得,210072c ⎛=+-⨯ ⎝即,解得(舍)或. 212280c c +-=14c =-2c =所以三角形的周长为10212++=+18.解:(1)对于,当时,不等式恒成立;p 0a =20>当时,若关于的不等式对任意实数都成立,则0a ≠x 220ax ax -+>x 解得. 20,Δ80,a a a >⎧⎨=-<⎩08a <<综上,若是真命题,则实数的取值范围是. p a [)0,8(2)对于,因为,所以,即, q 0x π……1cos 1x -……22cos 2x -……所以若是真命题,则实数的取值范围是.q a 22a -……又因为是真命题,是假命题, p q ∨p q ∧所以与一个是真命题,一个是假命题.p q 当真假时,解得;p q 08,22,a a a <⎧⎨<->⎩或…28a <<当假真时,解得.p q 08,22,a a a <⎧⎨-⎩或………20a -<…综上,实数的取值范围是.a [)()2,02,8-⋃19.(1)证明:取的中点为,连接,因为分别是的中点,MD Q ,PQ AQ ,P Q ,MC MD 所以,又,所以, 1,2PQ DC PQ DC =∥1,2AB DC AB DC =∥,PQ AB PQ AB =∥所以四边形是平行四边形,所以,ABPQ BP AQ ∥又平面平面,所以平面.BP ⊄,MAD AQ ⊂MAD BP ∥MAD (2)解:因为底面,所以两两互相垂直,90,ADC MD ∠=⊥ ABCD ,,DA DC DM 以为坐标原点,以分别为轴,轴,轴的正方向,建立空间直角坐D ,,DA DC DMx y z 标系如图所示,则,,则()()()()0,0,0,2,0,0,0,2,0,2,1,0D A C B ()()0,0,2,0,1,1M P ,()()()2,1,2,2,1,0,0,1,1MB DB DP =-==设平面的一个法向量为,所以DBP (),,m x y z = 0,0,m DB m DP ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩即令,则. 20,0,x y y z +=⎧⎨+=⎩1x =()1,2,2m =-设直线与平面所成角为,则,即直线与平MB DBP θ44sin 339MB m MB mθ⋅-===⨯⋅MB 面所成角的正弦值为. DBP 4920.解:(1)由,解得. ()0.0050.0100.0300.0250.010101m +++++⨯=0.020m =中位数设为,则,解得. x ()0.050.10.2700.030.5x +++-⨯=75x =(2)易得满意度评分值在内有20人,抽得样本为2人,记为, [)60,7012,a a 满意度评分值在内有30人,抽得样本为3人,记为, [)70,80123,,b b b 记“5人中随机抽取2人作主题发言,抽出的2人恰在同一组”为事件, A 基本事件有,()()()()()()121112132122,,,,,,,,,,,a a a b a b a b a b a b 共10个,()()()()23121323,,,,,,,a b b b b b b b 包含的基本事件个数为4个,A 所以. ()42105P A ==21.(1)证明:因为底面是矩形,ABCD 所以,又平面平面,平面平面AB AD ⊥11AA D D ⊥ABCD 11AA D D ⋂平面,,ABCD AD AB =⊂ABCD 所以平面,又平面, AB ⊥11AA D D 1A D ⊂11AA D D 所以,1AB A D ⊥因为,所以,11AA A D AD ==22211AA A D AD +=所以, 11AA A D ⊥又平面, 11,,AA AB A AA AB ⋂=⊂11ABB A 所以平面.1A D ⊥11ABB A (2)取的中点,连接,因为, AD O 1AO 11A A A D =所以,又平面平面, 1A O AD ⊥11AA D D ⊥ABCD 平面平面平面, 11AA D D ⋂1,ABCD AD A O =⊂11AA D D 所以平面,连接,又底面为矩形,所以, 1A O ⊥ABCD OM ABCD OM AD ⊥所以两两互相垂直,1,,OM AD OA 以为坐标原点,为轴的正方向建立空间直角坐标系,设,O 1,,OM OD OA ,,x y z 1AB =则,所以()()()()10,1,0,0,1,0,0,0,1,1,0,0A D A M -.()()()110,1,1,0,1,1,1,1,0AA A D AM ==-= 由(1)知平面,所以是平面的一个法向量.1A D ⊥11ABB A 1A D 11ABB A 设平面的一个法向量为,则 1A AM (),,n x y z = 10,0,n AA n AM ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ 即令,则. 0,0,y z x y +=⎧⎨+=⎩1x =()1,1,1n =- 设二面角的平面角为,则 1B A A M --θ11cos A D n A D nθ⋅===⋅ 由图可知二面角的平面角为锐角, 1B A A M --所以二面角. 1B A A M --22.解:(1)因为,则31212341nn a a a a a n +++++=+ 当时,, 1n =12122a a ==当时,, 2n (31)12234n n a a a a a n -++++= 与相减,得,31212341nn a a a a a n +++++=+ 11n n n a a a n +=-+所以,又,所以,121n n n a a n ++=+212a =()1221n n a n n a n ++=+…所以当时,,3n (1322122141136)nn n n n a a a n n n a a a a a a n n ---++=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=- 当时,满足上式,当时,上式不成立,2n =1n =所以1,1,1, 2.6n na n n =⎧⎪=+⎨⎪⎩…(2)由(1)知()()12,1,136,2,12n n n n b n a a n n +=⎧⎪==⎨⎪++⎩…因为,()()3611361212n n n n ⎛⎫=- ⎪++++⎝⎭所以当时,,1n =12S =当时,2n …1111112363636344512n S n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-+-++- ⎪ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 111111113623623614344512322n n n n ⎛⎫⎛⎫=+-+-++-=+-=- ⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭显然当时,上式成立,所以.1n =36142n S n =-+。