阶段检测卷(五)一、填空题(每小题5分,共70分)1.(2013·山东卷改编)复数z =(2-i )2i (i 为虚数单位),则|z |=________.解析 z =3-4ii =-4-3i ,∴|z |=(-4)2+(-3)2=5. 答案 52.(2011·江苏卷)某老师从星期一到星期五收到的信件数分别为10,6,8,5,6,则该组数据的方差s 2=________.解析 由题意得该组数据的平均数为x =15(10+6+8+5+6)=7,所以方差为s 2=15[32+(-1)2+12+(-2)2+(-1)2]=3.2. 答案 3.23.(2011·江苏卷)从1,2,3,4这四个数中一次随机地取两个数,则其中一个数是另一个数的两倍的概率是________.解析 从中取出两个数共有{1,2},{1,3},{1,4},{2,3},{2,4},{3,4}6种情况.其中一个数是另一个数的两倍的情况共有{1,2},{2,4}2种,∴p =26=13. 答案 134.(2010·江苏卷)盒子里共有大小相同的3只白球,1只黑球.若从中随机摸出两只球,则它们颜色相同的概率是________.解析 四个球取出两球有6种等可能基本事件:(黑,白1),(黑,白2),(黑,白3),(白1,白2),(白1,白3),(白2,白3).两只球颜色相同有3种:(白1,白2),(白1,白3),(白2,白3).所以所求概率为P =36=12. 答案 125.(2013·安徽卷改编)设i 是虚数单位.z 是复数z 的共轭复数.若z ·z i +2=2z ,则z =________.解析 设z =a +b i ,a ,b ∈R ,代入z ·z i +2=2z ,整理得: (a 2+b 2)i +2=2a +2b i.则⎩⎨⎧ 2a =2,a 2+b 2=2b ,解得⎩⎨⎧a =1,b =1,因此z =1+i. 答案 1+i6.某校开展“爱我海西、爱我家乡”摄影比赛,9位评委为参赛作品A 给出的分数如茎叶图所示.记分员在去掉一个最高分和一个最低分后,算得平均分为91,复核员在复核时,发现有一个数字(茎叶图中的x )无法看清,若记分员计算无误,则数字x 应该是________. 解析 当x ≥4时,89+89+92+93+92+91+947=6407≠91,∴x <4,∴89+89+92+93+92+91+x +907=91,∴x =1.答案 17.(2012·辽宁卷改编)在长为12 cm 的线段AB 上任取一点C .现作一矩形,邻边长分别等于线段AC ,CB 的长,则该矩形面积大于20 cm 2的概率为________. 解析 设线段AC 的长为x cm ,则线段CB 的长为(12-x )cm ,那么矩形的面积为x (12-x )cm 2,由x (12-x )>20,解得2<x <10.又0<x <12,所以该矩形面积大于20 cm 2的概率为23.答案 238.(2013·辽宁卷改编)某班的全体学生参加英语测试,成绩的频率分布直方图如图,数据的分组依次为:[20,40),[40,60),[60,80),[80,100].若低于60分的人数是15,则该班的学生人数是________.解析 由频率分布直方图,低于60分的频率为(0.01+0.005)×20=0.3.所以该班学生人数150.3=50. 答案 509.(2013·北京卷改编)执行如图所示的程序框图,输出的S 值为________.解析 执行一次循环后S =23,i =1;执行第二次循环后,S =1321,i =2≥2,退出循环体,输出S 的值为1321. 答案 132110.(2012·淮阴、海门、天一中学联考)在圆x 2+y 2=4所围成的区域内随机取一个点P (x ,y ),则|x |+|y |≤2的概率为________.解析 |x |+|y |≤2表示的图形是正方形及其内部,用正方形的面积除以圆x 2+y 2=4的面积易得概率为2π.答案 2π11.如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =2,点E 为AD的中点,点F 在CD 上,若EF ∥平面AB 1C ,则线段EF 的长度等于________.解析 ∵EF ∥平面AB 1C ,EF ⊂平面ABCD ,平面ABCD ∩平面AB 1C =AC ,∴EF ∥AC ,又∵E 是AD 的中点,∴F 是CD 的中点,即EF 是△ACD 的中位线,∴EF =12AC =12×22= 2.答案212.从个位数与十位数之和为奇数的两位数中任取一个,其个位数为0的概率是________.解析 ①个位数为1,3,5,7,9时,十位数为2,4,6,8;个位数为0,2,4,6,8时,十位数为1,3,5,7,9,共45个.②个位数为0时,十位数为1,3,5,7,9,共5个,个位数为0的概率是545=19. 答案 1913.(2013·湖北卷改编)阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,输出的结果i =________.解析 第一次循环:a =5,i =2;第二次循环:a =16,i =3;第三次循环a =8,i =4;第四次循环:a =4,i =5,循环终止,输出i =5. 答案 514.(2013·安徽卷改编)某班级有50名学生,其中有30名男生和20名女生,随机询问了该班五名男生和五名女生在某次数学测验中的成绩,五名男生的成绩分别为86,94,88,92,90,五名女生的成绩分别为88,93,93,88,93①这种抽样方法是一种分层抽样;②这种抽样方法是一种系统抽样;③这五名男生成绩的方差大于这五名女生成绩的方差;④该班男生成绩的平均数小于该班女生成绩的平均数,则以上说法一定正确的是________.解析 若抽样方法是分层抽样,男生、女生分别抽取6人、4人,所以①错;由题目看不出是系统抽样,所以②错;这五名男生成绩的平均数,x 男=15(86+94+88+92+90)=90,这五名女生成绩的平均数x 女=15(88+93+93+88+93)=91,故这五名男生成绩的方差为s 2甲=15(42+42+22+22+02)=8,这五名女生成绩的方差为s 2乙=15(32+22+22+32+22)=6.显然③正确,④错. 答案 ③ 二、解答题(共90分)15.(本小题满分14分)如图,在四棱锥P -ABCD 中,PD ⊥底面ABCD ,底面ABCD 是直角梯形,DC ∥AB , ∠BAD =90°,且AB =2AD =2DC =2PD =4,E 为P A 的中点.(1)求证:DE ∥平面PBC ; (2)求证:DE ⊥平面P AB .证明 (1)设PB 的中点为F ,连接EF 、CF ,EF ∥AB ,DC ∥AB ,所以EF ∥DC ,且EF =DC =12AB .故四边形CDEF 为平行四边形,可得ED ∥CF . 又ED ⊄平面PBC ,CF ⊂平面PBC ,故DE∥平面PBC.(2)因为PD⊥底面ABCD,AB⊂平面ABCD,所以AB⊥PD.又因为AB⊥AD,PD∩AD=D,AD⊂平面P AD,PD⊂平面P AD,所以AB⊥平面P AD.ED⊂平面P AD,故ED⊥AB.又PD=AD,E为P A的中点,故ED⊥P A;P A∩AB=A,P A⊂平面P AB,AB⊂平面P AB,所以ED⊥平面P AB.16.(本小题满分14分)(2013·南京、盐城模拟)如图,正方形ABCD所在的平面与三角形CDE所在的平面交于CD,AE⊥平面CDE,且AB=2AE.(1)求证:AB∥平面CDE;(2)求证:平面ABCD⊥平面ADE.证明(1)正方形ABCD中,AB∥CD,又AB⊄平面CDE,CD⊂平面CDE,所以AB∥平面CDE.(2)因为AE⊥平面CDE,且CD⊂平面CDE,所以AE⊥CD,又正方形ABCD中,CD⊥AD,且AE∩AD=A,AE、AD⊂平面ADE,所以CD⊥平面ADE,又CD⊂平面ABCD,所以平面ABCD⊥平面ADE.17.(本小题满分14分)(2013·苏州质检)如图,在直三棱柱ABC -A1B1C1中,已知∠B与AB1的交点,N为棱B1C1ACB=90°,M为A的中点,(1)求证:MN∥平面AA1C1C;(2)若AC=AA1,求证:MN⊥平面A1BC.证明(1)连接AC1,因为M为A1B与AB1的交点,所以M是AB1的中点,又N为棱B1C1的中点.所以MN∥AC1,又因为AC1⊂平面AA1C1C,MN⊄平面AA1C1C,所以MN∥平面AA1C1C.(2)因为AC =AA 1,所以四边形AA 1C 1C 是正方形,所以AC 1⊥A 1C ,又AC 1∥MN ,所以A 1C ⊥MN . 又因为ABC -A 1B 1C 1是直三棱柱,所以CC 1⊥平面ABC ,因为BC ⊂平面ABC ,所以CC 1⊥BC .又因为∠ACB =90°,所以AC ⊥BC ,因为CC 1∩AC =C ,所以BC ⊥平面AA 1C 1C ,又AC 1⊂平面AA 1C 1C , 所以BC ⊥AC 1,因为MN ∥AC 1,所以MN ⊥BC ,又MN ⊥A 1C , 又BC ∩A 1C =C ,所以MN ⊥平面A 1BC .18.(本小题满分16分)如图,在边长为4的菱形ABCD 中,∠DAB =60°,点E 、F 分别在边CD 、CB 上,点E 与点C 、D 不重合,EF ⊥AC ,EF ∩AC =O ,沿EF 将△CEF 翻折到△PEF 的位置,使平面PEF ⊥平面ABFED .(1)求证:BD ⊥平面POA ;(2)记三棱锥P -ABD 体积为V 1,四棱锥P -BDEF 体积为V 2,且V 1V 2=43,求此时线段PO 的长.(1)证明 在菱形ABCD 中,∵BD ⊥AC , ∴BD ⊥AO .∵EF ⊥AC ,∴PO ⊥EF ,∵平面PEF ⊥平面ABFED ,平面PEF ∩平面ABFED =EF ,且PO ⊂平面PEF . ∴PO ⊥平面ABFED , ∵BD ⊂平面ABFED , ∴PO ⊥BD .∵AO ∩PO =O ,AO ,PO ⊂平面POA .∴BD ⊥平面POA . (2)解 设AO ∩BD =H由(1)知,PO ⊥平面ABFED ,PO =CO .∴PO 是三棱锥P -ABD 的高及四棱锥P -BDEF 的高 ∴V 1=13S △ABD ·PO ,V 2=13S 梯形BFED ·PO ∵V 1V 2=43∴S 梯形BFED =34S △ABD =34S △BCD∴S △CEF =14S △BCD∵BD ⊥AC ,EF ⊥AC ,∴EF ∥BD ,∴△CEF ∽△CDB ∴⎝ ⎛⎭⎪⎫CO CH 2=S △CEF S △BCD =14∴CO =12CH =12AH =12×23= 3 ∴线段PO 的长为 3.19.(本小题满分16分)(2013·扬州调研)如图,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,底面△ABC是等边三角形,D 为AB 中点. (1)求证:BC 1∥平面A 1CD ;(2)若四边形BCC 1B 1是矩形,且CD ⊥DA 1,求证:三棱柱ABC -A 1B 1C 1是正三棱柱.证明 (1)连接AC 1,设AC 1与A 1C 相交于点O ,连接DO ,则O 为AC 1中点, ∵D 为AB 的中点,∴DO ∥BC 1∵BC 1⊄平面A 1CD ,DO ⊂平面A 1CD ∴BC 1∥平面A 1CD ;(2)∵等边△ABC ,D 为AB 的中点,∴CD ⊥AB ∵CD ⊥DA 1,DA 1∩AB =D ,∴CD ⊥平面ABB 1A 1 ∵BB 1⊂平面ABB 1A 1,∴BB 1⊥CD , ∵四边形BCC 1B 1是矩形,∴BB 1⊥BC ∵BC ∩CD =C ,∴BB 1⊥平面ABC ∵底面△ABC 是等边三角形 ∴三棱柱ABC -A 1B 1C 1是正三棱柱.20.(本小题满分16分)(2012·苏锡常镇调研)如图1所示,在Rt△ABC中,AC=6,BC=3,∠ABC=90°,CD为∠ACB的平分线,点E在线段AC上,CE=4.如图2所示,将△BCD沿CD折起,使得平面BCD⊥平面ACD,连接AB,设点F是AB的中点.图1图2(1)求证:DE⊥平面BCD;(2)若EF∥平面BDG,其中G为直线AC与平面BDG的交点,求三棱锥B -DEG的体积.(1)证明如图(1)∵CE=4,∠DCE=30°,过点D作AC的垂线交于点M,则DM=3,EM=1,∴DE=2,CD=2 3.则CD2+DE2=EC2,∴∠CDE=90°,DE⊥DC.在图(2)中,又∵平面BCD⊥平面ACD,平面BCD∩平面ACD=CD,DE⊂平面ACD,∴DE⊥平面BCD.图(1)图(2)(2)解在图(2)中,∵EF∥平面BDG,EF⊂平面ABC,平面ABC∩平面BDG=BG,∴EF∥BG.∵点E在线段AC上,CE=4,点F是AB的中点,∴AE=EG=CG=2.作BH⊥CD交于H.∵平面BCD⊥平面ACD,∴BH⊥平面ACD.由条件得BH=3 2.S△DEG=13S△ACD=13×12AC·CD·sin 30°= 3.三棱锥B -DEG的体积V=13S△DEG·BH=13×3×32=32.。