1、2020-2021学年上海市第三女子中学高二(下)期末数学试卷一、填空题(共12小题).1若,则n 2半径为1的球的表面积是 3在的二项展开式中,常数项是 4有6名同学排成一排照相,其中甲、乙两人相邻的排法共有 种(用数值表示)5面积为4的正方形绕其一边所在的直线旋转一周,所得的几何体的侧面积为 6如图,圆锥的侧面展开图恰好是一个半圆,则该圆锥的母线与底面所成的角的大小为 7有四个运动员,报名参加三个比赛项目,若每人限报一项,且每项至少一人报名,共有 不同的报名方法8已知一个长方体的长、宽、高的比为1:2:3,它的对角线长是,则这个长方体的体积为 9设某同学选择等级考科目时,选择物理科目的概率
2、为0.5,选择化学科目的概率为0.6,且这两个科目的选择相互独立,则该同学在这两个科目中至少选择一个的概率是 10已知空间中两条不同的直线m、n和平面,给出三个论断:mn;n;m请以其中两个论断作为条件,另一个为结论,写出一个真命题:若 ,则 (填写相应序号)11在半径为3的球面上有A、B、C三点,ABC90,BABC,球心O到平面ABC的距离是,则B、C两点的球面距离是 12在正方体ABCDA1B1C1D1的所有棱中,若任取其中两条,则它们所在的直线是异面直线的概率为 二、选择题13已知、是两个不同平面,m为内的一条直线,则“m”是“”的()A充分非必要条件B必要非充分条件C充要条件D非充分
3、非必要条件14九章算术中,称底面为矩形而有一侧棱垂直于底面的四棱锥为阳马,设AA1是正四棱柱的一条侧棱,如图,若阳马以该正四棱柱的顶点为顶点,以AA1为底面矩形的一边,则这样的阳马的个数是()A4B8C12D1615下列四个命题中真命题是()A空间中垂直于同一直线的两条直线互相平行B经过空间中的三个点有且只有一个平面C过球面上任意两点的大圆有且只有一个D过空间任一点与两条异面直线都垂直的直线有且只有一条16两人进行乒乓球比赛,先赢三局者获胜,决出胜负为止,则所有可能出现的情形(各人输赢局次的不同视为不同情形)共有()A10种B15种C20种D30种三、解答题17从某中学200名新生中随机抽取1
4、0名进行身高测量,得到的数据为:168、159、166、163、170、161、167、155、162、169(单位:cm),试估计该中学200名新生身高的平均值和中位数,并求身高大于165cm的概率估计值18已知nN*,n3,二项式(x2)n的展开式为a0+a1x+a2x2+anxn,其中a1,a2满足a23a1(1)求n;(2)求a0+a1+a2+an的值19如图,在一个圆锥内作一个内接圆柱(圆柱下底面在圆锥的底面上,圆柱上底面的圆在圆锥的侧面上),圆锥的母线长为4,AB、CD是底面的两条直径,且AB4,ABCD,圆柱与圆锥的公共点F恰好为其所在母线PA的中点,点O是底面的圆心(1)求圆柱
5、与圆锥的体积的比值;(2)求异面直线OF和PC所成角的大小20从1、3、5、7中任取2个数字,从0、2、4、6、8中任取2个数字,用这四个数字组成无重复数字的四位数,所有这些四位数构成集合M(1)求集合M中不含有数字0的元素的个数;(2)求集合M中含有数字0的元素的个数;(3)从集合M中随机选择一个元素,求这个元素能被5整除的概率21如图,在多面体ABCA1B1C1中,AA1、BB1、CC1均垂直于平面ABC,AA14,CC13,BB1ABACBC2(1)求点A到平面A1B1C1的距离;(2)求平面ABC与平面A1B1C1所成锐二面角的大小;(3)求这个多面体ABCA1B1C1的体积参考答案一
6、、填空题1若,则n10解:若,则n6+410故答案为:102半径为1的球的表面积是4解:由题意,半径为1的球的表面积是4124故答案为43在的二项展开式中,常数项是20解:由由62r0,得r3常数项是故答案为:204有6名同学排成一排照相,其中甲、乙两人相邻的排法共有 240种(用数值表示)解:因为甲、乙两人相邻,所以先将甲、乙两人进行捆绑,方法共有种,再将甲、乙两人看成整体进行排序共有种排法,所以共有种,故答案为:2405面积为4的正方形绕其一边所在的直线旋转一周,所得的几何体的侧面积为 8解:面积为4的正方形边长为2,正方形绕其一边所在的直线旋转一周,所得几何体是底面半径为2,母线长为2的
7、圆柱,所以该圆柱的侧面积为S侧2rl2228故答案为:86如图,圆锥的侧面展开图恰好是一个半圆,则该圆锥的母线与底面所成的角的大小为60解:设圆锥的母线长为R,底面半径为r,则:R2r,R2r,母线与底面所成角的余弦值,母线与底面所成角是60故答案为:607有四个运动员,报名参加三个比赛项目,若每人限报一项,且每项至少一人报名,共有 36不同的报名方法解:四个运动员分为3组共有种情况,将分好的3组分到三个比赛项目,共有种情况,有四个运动员,报名参加三个比赛项目,若每人限报一项,且每项至少一人报名,共有种情况故答案为:368已知一个长方体的长、宽、高的比为1:2:3,它的对角线长是,则这个长方体
8、的体积为 48解:设长方体的长宽高分别为 m,2m,3m(m0),由题意可得:,m24,m2,长方体的体积:Vm2m3m6m348故答案为:489设某同学选择等级考科目时,选择物理科目的概率为0.5,选择化学科目的概率为0.6,且这两个科目的选择相互独立,则该同学在这两个科目中至少选择一个的概率是0.8解:设某同学选择等级考科目时,选择物理科目的概率为0.5,选择化学科目的概率为0.6,且这两个科目的选择相互独立,该同学在这两个科目中至少选择一个的概率是:p1(10.5)(10.6)0.8故答案为:0.810已知空间中两条不同的直线m、n和平面,给出三个论断:mn;n;m请以其中两个论断作为条
9、件,另一个为结论,写出一个真命题:若 ,则 (填写相应序号)解:由mn,n,得m或m或m与相交,相交也不一定垂直,故由不能得到;由mn,m,得n或n,故由不能得到;由m,得m必垂直于平面内的任意一条直线,又n,所以mn,故由可得故答案为:,11在半径为3的球面上有A、B、C三点,ABC90,BABC,球心O到平面ABC的距离是,则B、C两点的球面距离是解:根据题意,ABC90,AC是小圆的直径所以过球心O作小圆的垂线,垂足O是AC的中点,|OC|,AC3,则BCOBOC3,则BOC,故B、C两点的球面距离l3;故答案为:12在正方体ABCDA1B1C1D1的所有棱中,若任取其中两条,则它们所在
10、的直线是异面直线的概率为 解:正方体有12条棱,从中取两条的方法数式,其中异面直线的方法数:124224,所以所在的直线是异面直线的概率为:,故答案为:二、选择题13已知、是两个不同平面,m为内的一条直线,则“m”是“”的()A充分非必要条件B必要非充分条件C充要条件D非充分非必要条件解:若m,m为内的一条直线,则或与相交,充分性不成立,若,m为内的一条直线,根据面面平行得性质可得m,必要性成立,m是的必要不充分条件,故选:B14九章算术中,称底面为矩形而有一侧棱垂直于底面的四棱锥为阳马,设AA1是正四棱柱的一条侧棱,如图,若阳马以该正四棱柱的顶点为顶点,以AA1为底面矩形的一边,则这样的阳马
11、的个数是()A4B8C12D16解:由题意可知,以AA1为底面矩形的一边,则矩形可以为矩形AA1B1B,矩形AA1D1D,故阳马可以为:C1AA1B1B,C1AA1D1D,D1AA1B1B,D1AA1D1D,CAA1B1B,CAA1D1D,DAA1B1B,DAA1D1D,所以阳马的个数是8个故选:B15下列四个命题中真命题是()A空间中垂直于同一直线的两条直线互相平行B经过空间中的三个点有且只有一个平面C过球面上任意两点的大圆有且只有一个D过空间任一点与两条异面直线都垂直的直线有且只有一条解:空间中垂直于同一直线的两条直线平行、相交或异面,故A错误;经过空间中不在同一直线上的三个点有且只有一个
12、平面,故B错误;过球的一个直径的两个端点的大圆有无数个,故C错误;过空间任一点作两条异面直线的平行线,则所作的两条直线确定一个平面,过该点与所确定的平面垂直的直线有且只有一条,故过空间任一点与两条异面直线都垂直的直线有且只有一条,故D正确故选:D16两人进行乒乓球比赛,先赢三局者获胜,决出胜负为止,则所有可能出现的情形(各人输赢局次的不同视为不同情形)共有()A10种B15种C20种D30种解:第一类:三局为止,共有2种情形;第二类:四局为止,共有26种情形;第三类:五局为止,共有212种情形;故所有可能出现的情形共有2+6+1220种情形故选:C三、解答题17从某中学200名新生中随机抽取1
13、0名进行身高测量,得到的数据为:168、159、166、163、170、161、167、155、162、169(单位:cm),试估计该中学200名新生身高的平均值和中位数,并求身高大于165cm的概率估计值解:将数据从小到大排序得155,159,161,162,163,166,167,168,169,170故其平均值为164,其中位数为164.5,身高大于165cm的概率估计值为18已知nN*,n3,二项式(x2)n的展开式为a0+a1x+a2x2+anxn,其中a1,a2满足a23a1(1)求n;(2)求a0+a1+a2+an的值解:(1)nN*,n3,二项式(x2)n的展开式为a0+a1x
14、+a2x2+anxn,其中a1,a2满足a23a1,(2)n23(2)n1,解得n13(2)令x1,可得 a0+a1+a2+an(12)13119如图,在一个圆锥内作一个内接圆柱(圆柱下底面在圆锥的底面上,圆柱上底面的圆在圆锥的侧面上),圆锥的母线长为4,AB、CD是底面的两条直径,且AB4,ABCD,圆柱与圆锥的公共点F恰好为其所在母线PA的中点,点O是底面的圆心(1)求圆柱与圆锥的体积的比值;(2)求异面直线OF和PC所成角的大小解:(1)连接PO,则,圆锥的体积为:;F是PA的中点,且AB4,圆柱的底面直径为2,圆柱的侧棱长为,圆柱的体积为:;则圆柱与圆锥的体积的比值为;(2)由题可知,
15、OC,OB,OP三直线两两垂直,分别以这三直线为x,y,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则:O(0,0,0),A(0,2,0),P(0,0,),F(0,1,),C(2,0,0),则,所以cos,异面直线OF和PC所成的角的大小为arccos20从1、3、5、7中任取2个数字,从0、2、4、6、8中任取2个数字,用这四个数字组成无重复数字的四位数,所有这些四位数构成集合M(1)求集合M中不含有数字0的元素的个数;(2)求集合M中含有数字0的元素的个数;(3)从集合M中随机选择一个元素,求这个元素能被5整除的概率【解答】(1)从1、3、5、7中任取2个数字为,从2、4、6、8中任取2个数字为,
16、组成无重复数字的四位数;(2)从1、3、5、7中任取2个数字为,必选0,所以从2、4、6、8中任取1个数字为,0不排首位,先给0选个位置,剩余数字全排为;故含有数字0的元素的个数为432;(3)能被5整除分情况讨论:选5不选0:108,选0不选5:72,0,5都选:120,所以能被5整除得方法数:108+72+120300,所以能被5整除的概率21如图,在多面体ABCA1B1C1中,AA1、BB1、CC1均垂直于平面ABC,AA14,CC13,BB1ABACBC2(1)求点A到平面A1B1C1的距离;(2)求平面ABC与平面A1B1C1所成锐二面角的大小;(3)求这个多面体ABCA1B1C1的
17、体积解:(1)以点A为坐标原点,建立空间直角坐标系如图所示,则,所以,设平面A1B1C1的法向量为,则,即,令y1,则z2,故,所以点A到平面A1B1C1的距离为;(2)由(1)可知,平面A1B1C1的法向量为,又平面ABC的一个法向量为,所以,又平面ABC与平面A1B1C1所成的角为锐二面角,所以平面ABC与平面A1B1C1所成锐二面角的大小为;(3)过点B1作B1EAB交AA1于点E,过点B1作B1FBC交CC1于点F,取AB的中点P,连结BP,则BPAC,因为AA1平面ABC,且BP平面ABC,则BPAA1,又AA1ACA,AA1,AC平面AA1C1C,所以BP平面AA1C1C,故多面体ABCA1B1C1的体积为