北京师大附中2020—2021学年上学期高二年级期末考试数学试卷

 

本试卷考试时长120分钟,满分150分。

一、选择题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。

1.在复平面内,复数对应的点位于( )

(A)第一象限 (B)第一象限 (C)第一象限 (D)第一象限

2.椭圆的离心率为( )

(A)
(B)
(C)

D

3的展开式中x2的系数是( )

(A)8 (B)7 (C)6 (D)4

4.某批数量很大的产品的次品率为p,从中任意取出4件,则其中恰好含有3件次品的概率是( )

(A) p3 (B)p31-p (C)
(D)

5.已知抛物线的焦点为F,点P在抛物线上且横坐标为3,则|PF|等于( )

(A)4 (B)6 (C)8 (D) 10

6.已知双曲线
的一条渐近线方程为,一个焦点坐标为(20),则双曲线C的方程为( )

(A)
(B) (C)
(D)

7.已知mn表示两条不同直线,α表示平面,下列说法正确的是( )

(A)mαnα,则mn (B)mαnα,则mn

(C)mαmn,则nα (D)mα mn,则nα

8.已知F1F2是椭圆的左,右焦点,AC的左顶点,点P在过A且斜率为的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为( )

(A)
(B)
(C)
(D)

9.万历十二年,中国明代音乐理论家和数学家朱载堉在其著作《律学新说》中,首次用珠算开方的办法计算出了十二个半音音阶的半音比例,这十二个半音音阶称为十二平均律.十二平均律包括六个阳律(黄钟、太族、姑洗、蕤宾、夷则、无射)和六个阴律(大吕、夹钟、仲吕、林钟、南吕、应钟).现从这十二平均律中取出2个阳律和2个阴律,排成一个序列,组成一种旋律,要求序列中的两个阳律相邻,两个阴律不相邻,则可组成不同的旋律( )

(A) 450 (B) 900 (C) 1350 (D) 1800

10.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,在正方形DD1C1C中有一动点P,满足PD1PD,则直线PB与平面DD1C1C所成角中最大角的正切值为( )

(A)1 (B)
(C)
(D)

 

二、填空题
6小题,每小题5分,共30分。

11.若复数z=i·1-i),则|z|=____________

12.若直线2x-y-5=0与直线x+ay+3=0相互垂直,则实数a=____________

13.盒子里有20个形状、大小、质地相同的小球,其中有8个白色的,6个红色的,6个黑色的,从盒子里任意取出一个球,已知这个球不是黑球,则取出的球是红球的概率是____________

14.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,设AD=AA1=1AB=2,则________________________.


15.已知椭圆C1,抛物线C2的焦点均在x轴上,C1的中心和C2的顶点均为坐标原点.右表给出坐标的五个点中,有两个点在C1上,另有两个点在C2上.则椭圆C1的方程为____________ C1的左焦点到C2的准线之间的距离为____________.

x

1

3

-2

4

y

0

-4

16.已知曲线C的方程,有以下说法:

①曲线C过原点

②曲线Cx轴有两个交点

③曲线C关于x轴,y轴对称

P(xy)为曲线C上任意一点,则|y|≤1

请写出所有正确的序号________________

 

三、解答题
6小题,共80分。解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程。

17.某工厂生产一种汽车的元件,该元件是经过ABC三道工序加工而成的,ABC三道工序加工的元件合格率分别为,已知每道工序的加工都相互独立,三道工序加工都合格的元件为一等品;恰有两道工序加工合格的元件为二等品;其它的为废品,不进入市场.

(I)生产一个元件,求该元件为一等品的概率;

(II)生产一个元件,求该元件为二等品的概率;

(III)若从该工厂生产的这种元件中任意取出3个元件进行检测,求至少有2个元件是一等品的概率。

18.已知三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC=AB=BC= AC=2.

(I)求证:平面PAC⊥平面ABC

(II)求二面角A-PC-B的余弦值;

(III)若点M在线段PC上,满足,点N在线段PB上,且BMAN,求的取值范围.


192019年底,北京2022年冬奥组委会启动志愿者全球招募,仅一个月内报名人数便突破60万,其中青年学生约有50万人.现从这50万青年学生志愿者中,按男女分层抽样随机选取20人进行英语水平测试,所得成绩(单位:分)统计结果用茎叶图记录如下:


(I)试估计在这50万青年学生志愿者中,英语测试成绩在80分以上的女生人数;

(II)从选出的8名男生中随机抽取2人,记其中测试成绩在70分以上的人数为X,求X的分布列和数学期望;

(III)为便于联络,现将所有的青年学生志愿者随机分成若干组(每组人数不少于5000),并在每组中随机选取m个人作为联络员,要求每组的联络员中至少有1人的英语测试成绩在70分以上的概率大于90%.根据图表中数据,以频率作为概率,给出m的最小值.(结论不要求证明)

20.如图,在四棱锥M-ABCD中,ABCD,∠ADC=BMC=90°MB=MC,平面BCM⊥平面ABCD

(I)求证:CD∥平面ABM

(II)求证:AC⊥平面BCM

(III)在棱AM上是否存在一点E,使得二面角E-BC-M的大小为?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.


21.已知椭圆的离心率为,左、右顶点分别为AB,点M是椭圆C上异于AB的一点,直线AMy轴交于点P.

(I)求椭圆C的方程;

(II)若点P在椭圆C的内部,求直线AM的斜率的取值范围;

(III)设椭圆C的右焦点为F,点Qy轴上,且∠PFQ= 90°,求证:AQBM

22.已知椭圆的左顶点A与上顶点B的距离为

( I)求椭圆C的方程和焦点的坐标。

( II)P在椭圆C上,且点P不在x轴上,线段AP的垂直平分线与y轴相交于点Q,若△PAQ为等边三角形,求点P的横坐标.

 

 

参考答案

一、选择题
10小题,每小题4分,共40分。

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

A

D

C

C

B

C

B

D

B

D

 

二、填空题
6小题,每小题5分,共30分。

11 122; 13

141 15 16.②③;

 

三、解答题
6小题,共80分。解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程。

17.解:(I)不妨设元件经AB,C三道工序加工合格的事件分别为ABC.

所以.

则该元件为一等品的概率为.

(II)设事件D生产一个元件,该元件为二等品

由已知ABC是相互独立事件.

根据事件的独立性、互斥事件的概率运算公式,

.

所以生产一个元件,该元件为二等品的概率为

(III)生产一个元件,该元件为一等品的概率为.

设事件E任意取出3个元件进行检测,至少有2个元件是一等品,则


.

所以至少有2个元件是一等品的概率为

18.解:

(I)


AC的中点为O,连接BOPO.由题意

PA=PB=PC=
PO =1,AO=BO=CO=1

因为在△PAC中,PA=PCOAC的中点

所以POAC

因为在△POB中,PO=1OB=1PB=

所以POOB

因为AC
OB=OACOB 平面ABC

所以PO⊥平面ABC

因为PO
平面PAC

所以平面PAC⊥平面ABC

(II)PO⊥平面ABCOBAC,如图建立空间直角坐标系,则


O(0,0,0),C(1,0,0),B(0,1,0)A(-1,0,0)P(0,0,1)

OB⊥平面APC,故平面APC的法向量为=(010)

=1-10), =10-1

设平面PBC的法向量为,则


得:

x=1,得y=1z=1,即
=(1
11)

,由于二面角A-PC-B是锐二面角,所以二面角A-PC-B的余弦值是

III)设,则



μ是关于λ的单调递增函数,

时,
所以.

19.解:(I)由图表可知,测试成绩在80分以上的女生有2人,占比为

故在这50万青年学生志愿者中,英语测试成绩在80分以上的女生约为万人.

(II)由图表知,选取的8名男生中,成绩在70分以上的有3人,70分及其以下的有5人,

由题意,随机变量X的所有可能取值为:012.

.

所以随机变量X的分布列为:

X

0

1

2

P

所以

(III)m的最小值为4

20.证明:(I)因为ABCD

AB

平面ABM

CD
平面ABM

所以CD∥平面ABM

(II)AB的中点N,连接CN

在直角梯形ABCD中,

易知AN=BN=CD=
,且CNAB

RtCNB中,由勾股定理得BC=2.

在△ACB中,由勾股定理逆定理可知ACBC.

又因为平面BCM⊥平面ABCD

且平面BCM
平面ABCD=BC

所以AC⊥平面BCM …………7

(III)BC的中点O,连接OMON


所以ONAC

因为AC⊥平面BCM

所以ON⊥平面BCM

因为BM=MC

所以OMBC

如图建立空间直角坐标系O-xyz

M(0,0,1),B(0,1,0),C(0-1,0),A(2,-1,0),


易知平面BCM的一个法向量为m=(100)

假设在棱AM上存在一点E,使得二面角E-BC-M的大小为

不妨设0≤λ≤1),

所以=2-2λλ-2λ),

n=xyz)为平面BCE的一个法向量,


x=λz=2λ-2,所以n=λ02λ-2).

从而.

解得
λ=2.

因为0≤λ1,所以λ=
.

由题知二面角E-BC-M为锐二面角,

所以在棱AM上存在一点E,使得二面角E-BC-M的大小为

此时.

21.解:(I)由题意,得c2=a2-2

解得a=2c=
,所以椭圆C的方程为.

( II)P(0m),由点P在椭圆C的内部,得

又因为A(-20)

所以直线AM的斜率

又因为M是椭圆C上异于AB的一点,

所以.

(III)由题意,设Q(0y1)M(x0y0),其中x0≠±2


直线AM的方程为

x=0,得点P的坐标为

由∠PFQ=90°,得

所以

,解得,所以.

因为

所以

kBM=kAQ,即AQ//BM

22.解:(I)依题意,有

所以b2 =2

所以椭圆方程为

所以

焦点坐标分别为,

(II)P(x0,y0),则,且A(-2,0)x0≠±2y0≠0

设线段PA中点为M,所以

因为PAMQ,所以

因为直线PA的斜率

所以直线MQ的斜率

又直线MQ的方程为

x=0,得到

因为

所以

因为△PAQ为正三角形,

所以|AP|=|AQ|,即

化简,得到,解得(舍)

即点P的横坐标为.

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