河北省保定市部分高中2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期開學(xué)考試數(shù)學(xué)試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1河北省保定市部分高中2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期開學(xué)考試數(shù)學(xué)試題一?選擇題：本題共8小題，每小題5分，共40分.在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的.1.若復(fù)數(shù)滿足，則（）A. B. C. D.【答案】C【解析】因為，所以.故選：C.2.已知的三個頂點分別為，且，則（）A.2 B.3 C.4 D.5【答案】D【解析】由可得，，因，故，解得.故選：D.3.若是空間的一個基底，則下列向量不共面的為（）A. B.C. D.【答案】B【解析】依題意，是空間的一個基底，A選項，由于，所以共面，A選項錯誤.B選項，由于不存在實數(shù)，使得，所以不共面，所以B選項正確.C選項，由于，所以共面，C選項錯誤.D選項，由于，所以共面，D選項錯誤.故選：B.4.已知平面的一個法向量為，點在外，點在內(nèi)，且，則點到平面的距離（）A.1 B.2 C.3 D.【答案】A【解析】由題得.故選：A.5.續(xù)航能力關(guān)乎無人機(jī)的“生命力”，太陽能供能是實現(xiàn)無人機(jī)長時續(xù)航的重要路徑之一.某大學(xué)科研團(tuán)隊利用自主開發(fā)的新型靜電電機(jī)，成功研制出僅重克的太陽能動力微型無人機(jī)，實現(xiàn)純自然光供能下的持續(xù)飛行.為激發(fā)同學(xué)們對無人機(jī)的興趣，某校無人機(jī)興趣社團(tuán)在校內(nèi)進(jìn)行選拔賽，8名參賽學(xué)生的成績依次為，則這組數(shù)據(jù)的上四分位數(shù)（也叫第75百分位數(shù)）為（）A.93 B.92 C. D.【答案】D【解析】8名學(xué)生的成績從低到高依次為，且，故上四分位數(shù)為.故選：D.6.在中，角的對邊分別為，若，則（）A.6 B.4 C.3 D.2【答案】B【解析】因為，所以，而，在中，，所以，故，由余弦定理得，代入得，，故，故，故B正確.故選：B.7.某人忘記了一位同學(xué)電話號碼的最后一個數(shù)字，但確定這個數(shù)字一定是奇數(shù)，隨意撥號，則撥號不超過兩次就撥對號碼的概率為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】設(shè)第次撥號撥對號碼.撥號不超過兩次就撥對號碼可表示，所以撥號不超過兩次就撥對號碼的概率為.故選：B.8.已知圓錐在正方體內(nèi)，，且垂直于圓錐的底面，當(dāng)該圓錐的底面積最大時，圓錐的體積為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】取的中點，分別記為，連接，如圖所示，根據(jù)正方體的性質(zhì)易知六邊形為正六邊形，此時的中點為該正六邊形的中心，且平面，當(dāng)圓錐底面內(nèi)切于正六邊形時，該圓錐的底面積最大.設(shè)此時圓錐的底面圓半徑為，因為，所以，所以，圓錐的底面積，圓錐的高，所以圓錐的體積.故選：C.二?多選題：本題共3小題，每小題6分，共18分.在每小題給出的選項中，有多項符合題目要求.全部選對的得6分，部分選對的得部分分，有選錯的得0分.9.已知是兩條不同的直線，是一個平面，則下列命題為真命題的有（）A.若，則B.若，則C.若，則或D.若，相交，則【答案】BC【解析】對于A，若，，則直線可能相交或平行或異面，故A錯誤.對于B，若，則，故B正確.對于C，若，則或，故C正確.對于D，若相交，則或與相交，故D錯誤.故選：BC.10.已知事件兩兩互斥，若，則（）A. B.C. D.【答案】BCD【解析】對于A，因為事件兩兩互斥，所以，故A錯誤.對于B，由，得，故B正確.對于D，由，得，故D正確.對于C，因為，所以C正確.故選：BCD.11.已知厚度不計的容器是由半徑為，圓心角為的扇形以一條最外邊的半徑為軸旋轉(zhuǎn)得到的，下列幾何體中，可以放入該容器中的有（）A.棱長為的正方體B.底面半徑和高均為的圓錐C.棱長均為的四面體D.半徑為的球【答案】AC【解析】設(shè)扇形所在圓的半徑為，對于A，設(shè)正方體的棱長為，如圖，則可容納的最長對角線，解得，故A正確.對于C，如圖，取三段圓弧的中點，則四面體的棱長均為2m，所以可以容納，故C正確.對于B，如圖，同選項C的分析，的外接圓半徑為，所以不可以容納，故B錯誤.對于D，如圖，設(shè)球的半徑為，按正中間剖開所得的軸截面，如圖，可知圓與圓內(nèi)切，，解得，所以不可以容納，故D錯誤.故選：AC.三?填空題：本題共3小題，每小題5分，共15分.把答案填在答題卡中的橫線上.12.《九章算術(shù)》中將正四棱臺稱為方亭，現(xiàn)有一方亭體積為13，則該方亭的高是______.【答案】3【解析】設(shè)正四棱臺的高為.因為，所以方亭的體積，解得.13.在空間直角坐標(biāo)系中，為的中點，則異面直線與所成角的余弦值為______.【答案】【解析】依題意可得，則，故異面直線與所成角的余弦值為.14.在中，點在邊上，，則的外接圓的半徑為______.【答案】【解析】設(shè)，則，由，得，即，又，所以，即，又，所以，所以，則，所以，所以，則外接圓的半徑為.四?解答題：本題共5小題，共77分.解答應(yīng)寫出文字說明?證明過程或演算步驟.15.某高中為了解本校高二年級學(xué)生的體育鍛煉情況，隨機(jī)抽取100名學(xué)生，統(tǒng)計他們每天體育鍛煉的時間，并以此作為樣本，按照進(jìn)行分組，得到如圖所示的頻率分布直方圖.已知樣本中體育鍛煉時間在內(nèi)的學(xué)生有10人.（1）求頻率分布直方圖中和的值；（2）估計樣本數(shù)據(jù)的中位數(shù)和平均數(shù)（求平均數(shù)時，同一組中的數(shù)據(jù)以該組區(qū)間的中點值為代表）.解：（1）由題意可知，學(xué)生每天體育鍛煉的時間在[50，60）內(nèi)的頻率為，則，由各組頻率之和為1，可知，解得.（2）前3組的頻率之和為，前4組的頻率之和為，所以樣本數(shù)據(jù)的中位數(shù)在第4組，設(shè)為，所以，解得，估計樣本數(shù)據(jù)的中位數(shù)是72分鐘；估計平均數(shù)分鐘.16.在中，角的對邊分別是，已知.（1）證明：.（2）若的面積為1，求.解：（1）由可得，故，,即,由正弦定理可得，故.（2）由可得，故,結(jié)合得,故，又,故，故，由余弦定理可得.17.如圖，在四棱錐中，已知底面是邊長為的菱形，，且平面，垂足為.（1）證明：平面.（2）求直線與平面所成角的正弦值.解：（1）連接，因為平面，平面，所以，，，由勾股定理得，，因為，所以.又四邊形是菱形，，所以是正三角形，所以.由，得是正三角形，.所以，即.由平面，平面，可得.因為，平面，所以平面.（2）以為坐標(biāo)原點，的方向分別為軸的正方向，建立空間直角坐標(biāo)系，如圖所示.因為，所以，則，，設(shè)是平面的一個法向量，由得取，可得.設(shè)直線與平面所成的角為，則，即直線與平面所成角的正弦值為.18.在正四棱柱中，已知，點分別在棱上，且四點共面，.（1）若，記平面與底面的交線為，證明：.（2）若，記四邊形的面積為，求的最小值.解：（1）連接，因為，所以，則.在正四棱柱中，易知，所以四邊形是平行四邊形，從而.又平面，平面，所以平面.又平面，平面平面，所以.（2）由正四棱柱對面平行，根據(jù)面面平行的性質(zhì)可得，即四邊形為平行四邊形.以為坐標(biāo)原點，，的方向分別為軸的正方向，建立空間直角坐標(biāo)系，如圖所示.，則，，，化簡可得.因為，所以，整理得.由，可得.，易知在上單調(diào)遞減，所以當(dāng)時，，當(dāng)且僅當(dāng)時，取得最小值.19.給定平面上一個圖形D，以及圖形D上的點，如果對于D上任意的點P，為與P無關(guān)的定值，我們就稱為關(guān)于圖形D的一組穩(wěn)定向量基點.（1）已知為圖形D，判斷點是不是關(guān)于圖形D的一組穩(wěn)定向量基點；（2）若圖形D是邊長為2的正方形，是它的4個頂點，P為該正方形上的動點，求的取值范圍；（3）若給定單位圓及其內(nèi)接正2024邊形為該單位圓上的任意一點，證明是關(guān)于圓的一組穩(wěn)定向量基點，并求的值.解：（1）點不是關(guān)于的一組穩(wěn)定向量基點