江苏省苏州市第一中学2019-2020学年高一下学期期中数学试卷注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上第I 卷(选择题)一、选择题1.在△ABC 中,若1sin cos 2A B ==,则C ∠=( ) A.90°B.60°C.45°D.30°2.若直线a b ⊥,且直线//a 平面α,则直线b 与平面α的位置关系可能是( ) A.//b αB.相交C.b α⊂D.以上都有可能3.下列各直线中,与直线230x y --=相交的是( ) A.()2600ax ay a -+=≠ B.2y x = C.230x y +-=D.250x y -+=4.2020年5月20日,数学周练成绩出来之后,甲、乙两位同学的6次周练成绩如下表所示.计甲、乙的平均成绩分别为x 甲,x 乙,下列判断正确的是( )参考公式:方差2211()n i i s x x n ==-∑A.x x >甲乙,甲比乙成绩稳定B.x x <甲乙,乙比甲成绩稳定C.x x >甲乙,甲比乙成绩稳定D.x x <甲乙,甲比乙成绩稳定5.在平面直角坐标系xOy 中,若圆()()222x a y a -+-=与圆()2268x y +-=外切,则实数a 的值为( ) A.1B.2C.3D.46.在ABC ∆中,内角A , B , C 所对的边分别是a , b , c ,已知85b c =, 2C B =,则cos C =( )A.725 B. 725- C. 725± D. 24257.直线3y x m =-+与圆221x y += 在第一象限内有两个不同的交点,则m 的取值范围是( )A.2)B.C.⎝⎭D.1,3⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭8.如图,在底面为正方形,侧棱垂直于底面的四棱柱1111ABCD A B C D -中,122AA AB ==,则异面直线1A B 与1AD 所成角的余弦值为( )A.15B.25C.35D.45第II 卷(非选择题)二、填空题9.点关于直线−y −1=0的对称点是______.10.直线420mx y +-=与直线25120x y --=垂直,且点()1,P n 在直线420mx y +-=上,则n 的值是________.11.在平面直角坐标系xOy 中,若点A 到原点的距离为2,到直线x +y -2=0的距离为1,则满足条件的点A 的个数为______.三、解答题在锐角ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知3cos 24C =-. (Ⅰ)求sin C ;(Ⅱ)当2c a =,且b =a .13.某市电力公司为了制定节电方案,需要了解居民用电情况,通过随机抽样,电力公司获(1)求a , b 的值;(2)为了解用电量较大的用户用电情况,在第5、6两组用分层抽样的方法选取5户. ①求第5、6两组各取多少户?②若再从这5户中随机选出2户进行入户了解用电情况,求这2户中至少有一户月平均用电量在[]1000,1200范围内的概率.14.某学习小组对春季昼夜温差大小与某花卉种子发芽多少之间的关系进行研究,他们分别记录了3月11日至3月15日的每天昼夜温差与实验室每天每100颗种子浸泡后的发芽数,得到如下资料:(1)请根据3月12日至3月14日的三组数据,求出y 关于x 的线性回归方程ˆˆybx a =+ ; (2)若由线性回归方程得到的估计数据与所需要检验的数据误差均不超过2颗,则认为得到的线性回归方程是可靠的,试用3月11日与3月15日的两组数据检验,问(1)中所得的线性回归方程是否可靠?(参考公式:1221ˆni ii nii x y nxybxnx ==-=-∑∑,ˆ=-ay bx ) 15.如图,四棱锥P ABCD -中,PA ⊥底面ABCD ,四边形ABCD 为直角梯形,//AD BC ,AD CD ⊥.(1)求证:CD PD ⊥;(2)若2AD =,3BC =,F 为PD 中点,13BE BC =,求证://EF 平面PAB . 16.如图,在三棱锥P ABC -中,除棱PC 外,其余棱均等长,M 为棱AB 的中点,O 为线段MC 上靠近点M 的三等分点.(1)若PO MC ⊥,求证:PO ⊥平面ABC ;(2)试在平面PAB 上确定一点Q ,使得//OQ 平面PAC ,且//OQ 平面PBC ,并给出证明.17.已知直线l :43100x y ++=,半径为2的圆C 与l 相切,圆心C 在x 轴上且在直线l 的右上方.(1)求圆C 的方程;(2)过点()1,0M 的直线与圆C 交于A ,B 两点(A 在x 轴上方),问在x 轴正半轴上是否存在定点N ,使得x 轴平分ANB ∠?若存在,请求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.四、新添加的题型,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,下列说法中正确的有( ) A.若cos cos cos a b cA B C==,则ABC 一定是等边三角形B.若cos cos a A b B =,则ABC 一定是等腰三角形C.若cos cos b C c B b +=,则ABC 一定是等腰三角形D.若222a b c +<,则ABC 一定是钝角三角形19.已知m ,n 表示两条不同直线,α表示平面,下列说法正确的是( ) A.若//m α,//n α,则//m n B.若m α⊥,n ⊂α,则m n ⊥ C.若m α⊥,n α⊥,则//m nD.若//m α,m n ⊥,则n α⊥20.如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,M ,N 分别为棱11C D ,1C C 的中点,则以下四个结论中,正确的有( )A.直线AM 与1CC 是相交直线B.直线BN 与1MB 是异面直线C.直线AM 与1A D 所成的角为90°D.直线MN 与AC 所成的角为60°21.已知点P ,Q 是圆O :221x y +=上的两个动点,点A 是直线l :0x y +=上的一定点,若PAQ ∠的最大值为90°,则点A 的坐标可以是( )A.B.1)C.0)D.1,1)22.在锐角ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,4b =,6c =,且sin a B =,则角A =________;若角A 的平分线为AD ,则线段AD 的长为________.参考答案1.A【解析】1.首先根据题中所给的条件,结合所给的三角函数值,根据三角形内角的取值范围,确定出60B =︒,30A =︒,再利用三角形内角和求得结果.△ABC 中,若1sin cos 2A B ==,,(0,)A B π∈, 则60B =︒,所以30A =︒,所以180306090C =︒-︒-︒=︒, 故选:A. 2.D【解析】2.作出正方体模型,从图形观察线面的位置关系,即可得答案;如图,在正方体中,令平面α为平面ABCD ,则直线b 与平面α的位置关系可能是平行、相交、在面内,故选:D. 3.C【解析】3.分别确定直线的斜率,利用两直线相交时,斜率不相等,就可以得出结论. 解:直线230x y --=的斜率为:2∴与直线230x y --=相交的直线的方程的斜率不等于2A ,B ,D 的斜率均为2,C 的斜率为2-故选:C . 4.D【解析】4.分别计算出平均成绩x 甲,x 乙,根据数据估计出乙比甲成绩稳定,从而求出答案.()1125110868313292104.676x =+++++≈甲, ()110811689123126113112.56x =+++++=乙, x x <甲乙,结合数据得:乙比甲成绩稳定, 故选:D . 5.C【解析】5.根据题意,求出两个圆的圆心以及半径,由圆与圆的位置关系可得222(6)a a +-=,解可得a 的值,即可得答案.根据题意,圆22()()2x a y a -+-=的圆心为(,)a a ,半径1r =,圆22(6)8x y +-=的圆心为(0,6),半径2r =若圆22()()2x a y a -+-=与圆22(6)8x y +-=相外切,则有222(6)a a +-=, 解可得:3a =; 故选:C. 6.A【解析】6.试题分析:据正弦定理结合已知可得,整理得55sin sin cos 8422C C C = sin2C=,故,由二倍角公式得.7.D【解析】7.求出直线过(0,1)时m 的值,以及直线与圆相切时m 的值,即可确定出满足题意m 的范围. 解:如图所示:当直线过(0,1)时,将(0,1)代入直线方程得:1m =;当直线与圆相切时,圆心到切线的距离d r =1=,解得:m =或m = 则直线与圆在第一象限内有两个不同的交点时,m的范围为1m <<. 故选:D .8.D【解析】8.由题意结合棱柱的几何特征可得1AD C ∠或其补角为异面直线1A B 与1AD 所成角,再结合余弦定理即可得解. 如图,连接1D C ,AC ,11//A D BC ,11A D BC =,四边形11A BCD 为平行四边形,11//D C A B ,1AD C ∴∠或其补角为异面直线1A B 与1AD 所成角,在1AD C 中,由已知可得11AD DC ==AC =,∴22214cos 5AD C +-∠==. ∴异面直线1A B 与1AD 所成角的余弦值为45. 故选:D. 9.(2,−2)【解析】9.利用对称轴的性质布列方程组,即可得到结果.设点M (﹣1,1)关于直线l :x ﹣y ﹣1=0对称的点N 的坐标(x ,y ) 则MN 中点的坐标为(x−12,y+12), 利用对称的性质得:K MN =y−1x+1=﹣1,且 x−12﹣y+12﹣1=0, 解得:x=2,y=﹣2, ∴点N 的坐标(2,﹣2), 故答案为(2,﹣2). 10.2-【解析】10.利用两条直线相互垂直的充要条件、直线的交点即可得出. 解:直线420mx y +-=与直线25120x y --=垂直,垂足为(1,)n ,∴2145m -⨯=-,25120n --=,420m n +-=, 解得10m =,2n =-,故答案为:2-.11.3【解析】11.点A 到原点的距离为2,所以点A 在以原点为圆心,2为半径的圆上,圆心O(0,0)+y -2=0的距离为:1=.所以圆上到直线+y -2=0的距离为1的点共3个.故答案为:3.12.解:(Ⅰ) sin 4C =.(Ⅱ)a =.【解析】12.试题(Ⅰ)又二倍角公式2cos 212sin C C =-,又因为在ABC ∆中,sin 0C >,即可求得sin C 的值;(Ⅱ)在ABC ∆中,2c a =由正弦定理得sin 2sin C A =,由(Ⅰ)知,sin A =又因ABC ∆是锐角三角形, 所以可求得cos A ,cos C ,又sin sin()sin cos cos sin B A C A C +A C =+=,代入数值即可求出sin B 的值,然后由正弦定理sin sin a b A B=,即可求得a 的值. 试题解析:(Ⅰ)由已知可得2312sin 4C -=-.所以27sin 8C =. 因为在ABC ∆中,sin 0C >,所以sin 4C =.(Ⅱ)因为2c a =,所以1sin sin 28A C ==.因为ABC ∆是锐角三角形,所以cos C =,cos A =. 所以sin sin()B A C =+sin cos cos sin A C A C =+8484=⨯+=.由正弦定理可得:sin sin a B A=,所以a =. 13.(1)6,0.12a b ==;(2)①第5、6两组的频数分别为3和2;②710.【解析】13.试题分析:(1)由频率分布直方图,可知第5组的频率为0.00062000.12b =⨯=,由样本容量是50,可得500.126a =⨯=;(2)根据第56、两组的频数比为3:2,由分层抽样原理可知第56、两组分别抽取3户与2户,用列举法求出这5户中随机选出2户的可能结果,共10种,其中2户中至少有一户月平均用电量在[]1000,1200范围内的结果,有7种,由古典概型概率公式可得结果.试题解析:(1)根据频率分布直方图,可知第5组的频率为0.00062000.12⨯=,即0.12b =,又样本容量是50,所以500.126a =⨯=.(2)①因为第5、6两组的频数比为3:2,所以在第5、6两组用分层抽样的方法选取的5户中,第5、6两组的频数分别为3和2.②记“从这5户中随机选出2户中至少有一户月平均用电量在[1000,1200]范围内”为事件A ,第5组的3户记为123,,a a a ,第6组的2户记为12,b b ,从这5户中随机选出2户的可能结果为:12131112232122313212,,,,,,,,,a a a a a b a b a a a b a b a b a b b b , 共计10个,其中2户中至少有一户月平均用电量在[1000,1200]范围内的结果为:11122122313212,,,,,,a b a b a b a b a b a b b b ,共计7个.所以()710P A =, 答:这2户中至少有一户月平均用电量在[1000,1200]范围内的概率为710. 14.(1)532y x =-;(2)线性回归方程可靠;【解析】14. (1)计算横、纵坐标的平均值,利用最小二乘法得到线性回归方程的系数,写出线性回归方程;(2)利用线性回归方程,计算两个变量对应的y 值,与检验数据的误差比较即可. 解:(1)由表中数据,求得1(111312)123x =⨯++=, 1(253026)273y =⨯++=,3972x y =, 31112513301226977ii i x y ==⨯+⨯+⨯=∑,322221111312434i i x==++=∑,23432x =; 由公式求得12219779725ˆ4344322n ii i i ni i x y nxy b x nx ==--===--∑∑, 5271232a y bx =-=-⨯=-, 所以y 关于x 的线性回归方程为532y x =-; (2)当10x =时,5ˆ103222y =⨯-=,|2223|2-<; 同样,当8x =时,5ˆ83172y =⨯-=,|1716|2-<; 所以,该研究所得到的线性回归方程是可靠的.15.(1)证明见解析;(2)证明见解析.【解析】15.(1)根据已知中PA ⊥底面ABCD ,四边形ABCD 为直角梯形,//AD BC ,AD C ⊥,结合线面垂直的定义及线面垂直的判定定理,我们易得到结论; (2)根据已知中2AD =,3BC =,F 为PD 中点,13BE BC =,取PA 的中点G ,连接EG ,FG ,AE ,BG ,我们易得到//EF BG ,结合线面平行的判定定理,即可得到答案.解:(1)PA ⊥底面ABCD ,CD ⊂底面ABCD ,PA CD ∴⊥,又AD CD ⊥,AD PA A ⋂=,AD ⊂平面PAD ,PA ⊂平面PADCD 平面PAD又由PD ⊂平面PADCD PD ∴⊥;(2)取PA 的中点G ,连接EG ,FG ,AE ,BG则112GF AD ==,且//GF AD 113BE BC ==,且//BE AD 故BE GF =且//BE GF故四边形BEGF 为平行四边形则//EF BG又EF ⊂/平面PAB ,BG ⊂平面PAB故//EF 平面PAB16.(1)证明见解析;(2)Q 为线段MP 上靠近M 点的三等分点时,//OQ 平面PAC ,且//OQ 平面PBC【解析】16.(1)由已知条件推导出CM AB ⊥,PM AB ⊥,从而AB ⊥平面PMC ,进而AB PO ⊥.又PO MC ⊥,由此能证明PO ⊥平面ABC .(2)Q 为线段MP 上靠近M 点的三等分点时,//OQ 平面PAC ,且//OQ 平面PBC ,利用平行线等分线段成比例性质进行证明.(1)证明:由题意得:O 为ABC 的中心,则CM AB ⊥, M 为棱AB 的中点,PA PB =,PM AB ∴⊥,又PM CM M ⋂=,PM ⊂平面PMC ,CM ⊂平面PMC ,AB ∴⊥平面PMC ,又PO ⊂平面PMC ,AB PO ∴⊥.又PO MC ⊥,MC AB M =,MC ⊂平面ABC ,AB 平面ABCPO ∴⊥平面ABC(2)解:O 为线段MC 上靠近点M 的三等分点,Q ∴为线段MP 上靠近M 点的三等分点时,//OQ 平面PAC ,且//OQ 平面PBC 证明如下:MQ MO QP OC=,//OQ PC ∴,又OQ ⊂/平面PAC ,PC ⊂平面PAC , //OQ ∴平面PAC//OQ PC ,又OQ ⊂/平面PBC ,PC ⊂平面PBC ,//OQ ∴平面PBC .17.(1)224x y +=;(2)存在,()4,0N【解析】17.(1)设出圆心C 坐标,根据直线l 与圆C 相切,得到圆心到直线l 的距离d r =,确定出圆心C 坐标,即可得出圆C 方程;(2)当直线AB x ⊥轴,则x 轴平分ANB ∠,当直线AB 斜率存在时,设直线AB 方程为()1y k x =-,联立圆与直线方程,消去y 得到关于x 的一元二次方程,利用韦达定理表示出两根之和与两根之积,由若x 轴平分ANB ∠,则AN BN k k =-,求出t 的值,确定出此时N 坐标即可.(1)设圆心()5,02C a a ⎛⎫>- ⎪⎝⎭, ∵直线l :43100x y ++=,半径为2的圆C 与l 相切,∴d r =,即41025a +=, 解得:0a =或5a =-(舍去),则圆C 方程为224x y +=;(2)当直线AB x ⊥轴,则x 轴必平分ANB ∠,此时N 可以为x 轴上任一点,当直线AB 与x 轴不垂直时,设直线AB 的方程为()()10y k x k =-≠,(),0N t ,()11,A x y ,()22,B x y , 由()2241x y y k x ⎧+=⎪⎨=-⎪⎩得()22221240k x k x k +-+-=,经检验>0∆, ∴212221k x x k +=+,212241k x x k -=+,若x 轴平分ANB ∠,设N 为(),0t ,则AN BN k k =-,即()()1212110k x k x x t x t --+=--,整理得:()12122(1)20x x t x x t -+++=,即()2222242(1)2011k k t t k k -+-+=++, 解得:4t =,综上,当点()4,0N ,使得x 轴平分ANB ∠.18.ACD【解析】18.根据正弦定理,三角函数恒等变换的应用逐一判断各个选项即可.解:对于A ,若cos cos cos a b c A B C==,则sin sin sin cos cos cos A B C A B C ==,即tan tan tan A B C ==,即A B C ==,即ABC 是等边三角形,故正确;对于B ,若cos cos a A b B =,则由正弦定理得2sin cos 2sin cos r A A r B B =,即sin 2sin 2A B =,则22A B =或22180A B +=︒,即A B =或90A B +=︒,则ABC 为等腰三角形或直角三角形,故错误;对于C ,若cos cos b C c B b +=,所以sin cos sin cos sin B C C B B +=,所以sin()sin sin B C A B +==,即A B =,则ABC 是等腰三角形,故正确;对于D ,ABC 中,222a b c +<,又2222cos c a b ab C =+-,所以cos 0C <∴角C 为钝角,但ABC 一定是钝角三角形,故正确;故选:ACD .19.BC【解析】19.根据空间线面位置关系的定义、性质和判定定理进行判断对于A ,当//m α,//n α时,m ,n 可能平行,可能相交,也有可能异面,所以A 错误; 对于B ,当m α⊥,n ⊂α时,由线面垂直的定义可知m n ⊥,所以B 正确;对于C ,当m α⊥,n α⊥时,由线面垂直的性质定理可知//m n ,所以C 正确;对于D ,当//m α,m n ⊥时,直线n 与平面α,有可能平行,可能相交不一定垂直,所以D 错误,故选:BC20.BCD【解析】20.对于A,B ,由异面直线的定义直接判断即可;对于C ,连接1AD ,可证得1A D ⊥平面1AD M ,从而可得结论;对于D ,连接1CD ,由于1ACD △为正三角形,由此可作判断 解:由异面直线的定义可知,直线AM 与1CC 是异面直线,直线BN 与1MB 是异面直线,所以A 错误,B 正确;对于C ,连接1AD ,因为11C D ⊥平面11AA D D ,所以111C D A D ⊥, 因为11A D AD ⊥,1111AD C D D =,所以1A D ⊥平面1AD M ,所以1A D AM ⊥,所以直线AM 与1A D 所成的角为90°,所以C 正确; 对于D ,连接1CD ,则MN ∥1CD ,所以1ACD ∠(或补角)为MN 与AC 所成的角,因为1ACD △为正三角形,所以160ACD ∠=︒,所以直线MN 与AC 所成的角为60°,所以D 正确, 故答案为:BCD21.AC【解析】21.设点A 坐标为()t t ,当AP 、AQ 均为圆切线时90PAQ ∠=︒,从而得到||OA =,即可求得A 的坐标;解:设点A 坐标为()t t -,当AP 、AQ 均为圆切线时90PAQ ∠=︒,此时四边形PAQO 为正方形,则||OA =22)2t t +=,解得0t =,t =,故A ,)B, 故选:AC .22.3π【解析】22.首先根据正弦定理,求得sin sin a B b A ==,将4b =代入,得到sin A =,结合三角形的形状,求得3A π=;利用内角平分线定理得到32BD DC =,利用向量知识得到2355=+AD AB AC ,利用向量的平方和向量模的平方相等,结合向量数量积公式求得结果. 根据正弦定理得sin sin a b A B=,所以sin sin a B b A ==,因为4b =,所以sin 2A =,且三角形为锐角三角形, 所以3A π=; 由三角形内角平分线定理可得6342BD AB DC AC ===, 所以2355=+AD AB AC , 所以22222234129()55252525AD AD AB AC AB AB AC AC ==+=+⋅+ 41294323664cos 16252532525π=⨯+⨯⨯⨯+⨯=,所以5AD =.故答案为:①3π;②5.。