内容正文:
高一数学(配RJB版)
第三部分 综合检测
(满分:150分,时间:120分钟)
一、选择题(本 题 共8小 题,每 小 题5分,
共40分.在每小题给出的四个选项中,只有
一项是符合题目要求的.)
1.已知z(1-i)=-4i,i为虚数单位,则复数
z在复平面内对应的点在 ( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
2.sin46°cos16°-sin44°sin164°= ( )
A.-12 B.
1
2
C.32 D.-
3
2
3.设向量a=(3,1),b=(x,-3),若b⊥a,
则a-b与a的夹角为 ( )
A.30° B.60°
C.120° D.150°
4.在△ABC中,已知a=3,b=4,sinB=23
,
则sinA= ( )
A.34 B.
1
6
C.12 D.1
5.已知sinα-cosα=15
,则
sin2α+2cos2 π2+α
1-tan(π-α)
的值为 ( )
A.2425 B.-
24
25
C.-1825 D.
18
25
6.如图所示的是一个陀螺立体结构图.已知
底面圆的直径AB=12cm,圆柱体部分的
高BC=6cm,圆锥体部分的高CD=4cm,
则这个陀螺的表面积(单位:cm2)是 ( )
A.(144+12 13)π
B.(144+24 13)π
C.(108+12 13)π
D.(108+24 13)π
7.已知向量m= sinωx,32 ,n= 12,cosωx
(ω>0),设函数f(x)=m·n,若x=5π6
为f(x)图象的对称轴,π3
,0 为f(x)图
象的对称中心,且f(x)在区间 π12
,π
6 上
单调,则ω的值为 ( )
A.5 B.7
C.9 D.11
8.在《九章算术》中,将四个面都为直角三角
形的 三 棱 锥 称 之 为 鳖 臑.已 知 在 鳖 臑
A-BCD中,满足AB⊥平面BCD,且AB=
BD=5,BC=3,CD=4,则此鳖臑外接球
的表面积为 ( )
A.25π B.50π
C.100π D.200π
—14—
二、选择题(本题共3小题,每小题6分,共
18分.在每小题给出的选项中,有多项符合
题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得
部分分,有选错的得0分.)
9.已知a,b是两条不重合的直线,α,β是两个不
重合的平面,则下列说法正确的是 ( )
A.若α∩β=b,a⊂α,则直线a,b一定相交
B.若α∥β,a⊂α,则a∥β
C.若a∥b,b⊂α,则直线a平行于平面α
内的无数条直线
D.若α∥β,a⊂α,b⊂β,则a 与b 是异面
直线
10.函数f(x)=3sin(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)
的部分图象如图所示,则 ( )
A.f(x)=3sin2x+5π8
B.f(x)图象的一条对称轴方程是x=-5π8
C.f(x)图象的对称中心是kπ-π8
,0 (k∈Z)
D.函数y=fx+7π8 是偶函数
11.如图,在平行四边形
ABCD 中,AB=2AD
=2,∠BAD=π3
,AP
→
=2PC
→,延长DP交BC于点M,则 ( )
A.DP
→
=23AB
→
-13AD
→
B.AB
→
=4CM
→
C.AB
→·AD
→
=1
D.DP
→·AC
→
=83
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共
15分.)
12.已知复数z=m-1+(3-m)i(m∈R)对
应的点在x 轴上方,则 m 的取值范围是
.
13.已知某扇形的扇环如图所示,其中外弧线
的长为54cm,内弧线的长为18cm,连接
外弧 与 内 弧 的 两 端 的 线 段 的 长 均 为
16cm,则该扇环的面积为 cm2.
14.将函数f(x)=2(cosx+sinx)·cosx-1
的图象向左平移π
24
个单位得到g(x)的图
象,且当x∈ 11π24
,19π
12
时,关于x 的方
程g(x)-a=0有三个不等实根,则实数
a的取值范围为 .
四、解答题(本题共5小题,共77分.解答应
写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
15.(13分)在△ABC中,角A,B,C所对的边
分别为a,b,c,a=7,b=8,cosB=-17.
(1)求边长c与A;
(2)求△ABC的面积.
—24—
高一数学(配RJB版)
16.(15分)(2023·锦州高一期中)已知向量
m=cosx2
,sinx2 ,n=cosx2,-sinx2 .
(1)若m∥n,求x的值;
(2)已知f(x)=m·n,f(α)=-3 1010
,
f(β)=
5
5
,0<α<π,0<β<π,求α+β
的值.
17.(15分)已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)
A>0,ω>0,|φ|<
π
2 的部分图象如图
所示.
(1)求f(x)的解析式;
(2)先将f(x)的图象向左平移π12
个单位
长度,再将所得图象上所有点的横坐标伸
长到原来的2倍,得到函数g(x)的图象.
当x∈ -π6
,π
6
时,求g(x)的值域.
—34—
18.(17分)如图1,在梯形ABCD 中,AD∥
BC,∠ABC=60°,AB=AD=2,BC=3,
点E 在线段BC 上,BE=2EC,将△ABE
沿AE 翻折至△PAE 的位置,连接PD,
点F为PD 的中点,连接CF,如图2.
(1)在线段AD 上是否存在一点Q,使平
面PAE∥平面FQC? 若存在,请确定点
Q 的位置,若不存在,请说明理由;
(2)当平面PAE⊥平面 AECD 时,求三
棱锥P-AEF 的体积.
19.(17分)如图,在直三棱柱 ABC-A1B1C1
中,∠ACB=90°,且AC=BC=CC1=2,
点P 为线段B1C上的动点.
(1)当P 为线段B1C 的中点时,求证:平
面ABP⊥平面AB1C;
(2)当直线AP 与平面BCC1B1 所成角的
正切值为3 2
2
时,求二面角P-AB-C 的余
弦值.
—44—
过点A1 作A1O⊥CC1,垂足为O.
因为平面ACC1A1⊥平面BCC1B1,
平面ACC1A1∩平面BCC1B1=CC1,
A1O⊂平面ACC1A1,
所以A1O⊥平面BCC1B1,
所以四棱锥A1-BB1C1C的高为A1O.
因为A1C⊥平面ABC,AC,BC⊂平面ABC,
所以A1C⊥BC,A1C⊥AC,
又A1B=AB,BC为公共边,
所以△ABC与△A1BC全等,所以A1C=AC.
设A1C=AC=x,则A1C1=x,
所以O 为CC1 中点,OC1=
1
2AA1=1
,
又A1C⊥AC,所以A1C2+AC2=AA12,
即x2+x2=22,解得x= 2,即A1C1= 2,
所以A1O= A1C12-OC12= (2)2-12=1,
所以四棱锥A1-BB1C1C的高为1.
【易误警示】
[示例1] 解析 连接 AC,A1C1,A1B,AD1,D1C,A1P(图
略).因为AA1∥CC1,AA1=CC1,所以四边形AA1C1C 是
平行四边形,所以 AC∥A1C1.又因为 AC⊄平面 A1BC1,
A1C1⊂平 面 A1BC1,所 以 AC∥平 面 A1BC1.同 理 可 证
AD1∥平面A1BC1.又因为AC⊂平面ACD1,AD1⊂平面
ACD1,且AC∩AD1=A,所以平面 ACD1∥平面 A1BC1.
因为A1P⊂平面 A1BC1,所以 A1P∥平面 ACD1,故②正
确.因为BC1∥AD1,所以BC1∥平面ACD1,所以点P 到
平面ACD1 的距离不变.又因为VAD1PC =VPACD1,所以三
棱锥A D1PC 的 体 积 不 变,故 ① 正 确.连 接 DB,DC1,
DP,B1D(图略).因为DB=DC1,所以当P 为BC1 的中点
时才 有 DP⊥BC1,故 ③ 错 误.因 为 BB1⊥平 面 ABCD,
AC⊂平 面 ABCD,所 以 AC⊥BB1.又 因 为 AC⊥BD,
BB1∩BD=B,BB1,BD⊂平面BB1D1D,所以 AC⊥平面
BB1D1D.因为B1D⊂平面BB1D1D,所以B1D⊥AC.同理
可证B1D⊥AD1.又 因 为 AC⊂平 面 ACD1,AD1⊂平 面
ACD1,AC∩AD1=A,所 以 B1D⊥平 面 ACD1.又 因 为
B1D⊂平 面 PDB1,所 以 平 面 PDB1⊥平 面 ACD1,故 ④
正确.
答案 ①②④
[示例2] D 若α∥β,则由m⊥平面α,n⊥平面β,可得m∥n,
这与m,n是异面直线矛盾,故α与β相交.
设α∩β=a,过空间内一点P,作m'∥m,n'∥n,则 m'与n'
相交,m'与n'确定的平面为γ.因为l⊥m,l⊥n,所以l⊥
m',l⊥n',所以l⊥γ.
因为m⊥α,n⊥β,所以m'⊥α,n'⊥β,
所以a⊥m',a⊥n',所以a⊥γ.
又因为l⊄α,l⊄β,所以l与a 不重合,所以l∥a.
第二部分 新知预习
作业(十六) 空间向量及其线性运算
知识点1
【即学即练】
1.ABC 容易判断D是假命题,共线的单位向量是相等向量
或相反向量.
2.D A中,单位向量长度相等,方向不确定;
B中,|a|=|b|只能说明a,b的长度相等而方向不确定;
C中,向量不能比较大小.
知识点2
【即学即练】
1.C PM→-PN→+MN→=NM→+MN→=NM→-NM→=0.
2.AB A中,A1D1
→-A1A→-AB→=AD1→-AB→=BD1→;
B中,BC→+BB1→-D1C1→=BC1→+C1D1→=BD1→;
C中,AD→-AB→-DD1→=BD→-DD1→=BD→-BB1→=B1D→≠BD1→;
D中,B1D1
→-A1A→+DD1→=BD→+AA1→+DD1→=BD1→+AA1→
≠BD1
→.
知识点3
【即学即练】
1.B MN→=MA→+AB→+BN→=12a+(b-a)+
1
2
(c-b)=
-12a+
1
2b+
1
2c.
2.解析 BE→=12(BP
→+BD→)=12(-b+BA
→+BC→)
=-12b+
1
2
(PA→-PB→+PC→-PB→)
=-12b+
1
2
(a+c-2b)=12a-
3
2b+
1
2c.
答案 12a-
3
2b+
1
2c
第三部分 综合检测
1.D z=-4i1-i=
-4i(1+i)
2 =2-2i
,对应的复平面的坐标为
(2,-2),在第四象限.故选D.
2.B sin46°cos16°-sin44°sin164°=sin46°cos16°-
cos46°sin16°=sin(46°-16°)=sin30°=12
,故选B.
3.B 因为向量a=(3,1),b=(x,-3),b⊥a,
所以 3x-3=0,解得x= 3,所以b=(3,-3),则a-b=
(0,4),设a-b与a 的夹角为θ,则cosθ=
(a-b)·a
a-b a =
4
4×2=
1
2
,因为θ∈[0,π],所以θ=π3
,即θ=60°,故选B.
4.C 由正弦定理 asinA=
b
sinB
可得sinA=asinBb =
3×23
4
=12.
5.A 由sinα-cosα=15
平方得1-2sinαcosα=125⇒2sinα
·
cosα=2425
,
sin2α+2cos2 π2+α
1-tan(π-α) =
2sinαcosα+2sin2α
1+tanα
=2sinα
(cosα+sinα)
cosα+sinα
cosα
=2sinαcosα=2425.
6.C 由题意可得圆锥体的母线长为l= 62+42=2 13,
所以圆 锥 体 的 侧 面 积 为 1
2
·12π·2 13=12 13π,
圆柱体的侧面积为12π×6=72π,圆柱的底面面积为π×
62=36π,所以此陀螺的表面积为12 13π+72π+36π=
(108+12 13)π(cm2),故选C.
7.A f(x)=m·n=12sinωx+
3
2cosωx=sin ωx+
π
3
(ω>0),
∵f(x)的 一 条 对 称 轴 为 x=5π6
,f(x)一 个 对 称 中 心
为 π
3
,0 ,
∴
(2n+1)T
4 =
5π
6-
π
3=
π
2
,n∈N,
∴ω=2n+1,n∈N,
∴ω为正奇数.
—06—
高一数学(配RJB版)
∵函数f(x)在区间 π12
,π
6 上具有单调性,
∴π6-
π
12≤
T
2
,∴π12≤
1
2
·2π
ω
,∴0<ω≤12,
又∵ π3
,0 为f(x)图象的对称中心,
∴π3ω+
π
3=kπ⇒ω=3k-1
(k∈Z),
∴ω=2,5,8,11,又ω为正奇数,∴ω=5或11,
∴当ω=11时,f(x)=sin11x+π3 ,
当x∈ π12
,π
6 时,11x+π3∈ 5π4,13π6 ,
此时与f(x)在 π12
,π
6 上单调矛盾;
综上可得ω=5,故选A.
8.B 由BD=5,BC=3,CD=4,∴BD2=BC2+CD2,即有
BC⊥CD,又AB⊥平面BCD,所以AB,BC,CD 两两互相
垂直,该鳖臑如图所示.
图形可以补形为长方体,该鳖臑的外接球即该长方体的外
接球,AD 是长方体的体对角线,也是外接球的直径,设外
接球半径为R,则(2R)2=32+42+52=50,所以鳖臑的外
接球表面积为4πR2=50π.
9.BC 对于 A,若α∩β=b,a⊂α,则a∥b或a 与b 相 交,
A错误;
对于B,若α∥β,a⊂α,由面面平行的性质可知存在c⊂β使
得a∥c,由线面平行的判定可得a∥β,B正确;
对于C,若a∥b,b⊂α,则因为在α内存在无数条直线和b
平行,故直线a平行于平面α内的无数条直线,故C正确.
对于D,若α∥β,a⊂α,b⊂β,则a∥b或a 与b是异面直线,
故D错误.故选BC.
10.BD 由函数f(x)=3sin(ωx+φ)的图象知,
1
2T=
3π
8-
-π8 =12π,所 以 T=π,即2πω =π,解 得ω=2,所 以
f(x)=3sin(2x+φ),因为f -
π
8 =3sinφ-π4 =3,
所以φ-
π
4=
π
2+2kπ
,k∈Z,即φ=
3π
4+2kπ
,k∈Z,因为
0<φ<π,所以φ=
3π
4
,f(x)=3sin2x+3π4 .
对选项A,因为f(x)=3sin2x+3π4 ,故A错误.
对选项B,f -5π8 =3sin -5π4+3π4 =3sin -π2 =
-3,故B正确.
对选项C,令2x+3π4=kπ
,k∈Z,解得x=kπ2-
3π
8
,k∈Z,
所以f(x)的对称中心是 kπ2-
3π
8
,0 ,k∈Z,故C错误.
对选项D,设g(x)=f x+7π8 =3sin 2x+7π4+3π4 =
3sin2x+5π2 =3cos2x,
则g(x)的定义域为 R,g(-x)=3cos(-2x)=3cos2x=
g(x),
所以g(x)为偶函数,故D正确.
11.ACD 依题意,因为在平行四边形ABCD 中,AB=2AD
=2,∠BAD=π3
,AP→=2PC→,
所以AD
CM=
AP
PC=
DP
PM=2
,即 M 为BC 的中点,
所以DP→=23DM
→=23(DC
→+CM→)=23AB
→-13AD
→,故 A
正确;
因为AB→,CM→不共线,所以AB→=4CM→错误,故B错误;
AB→·AD→=2×1×cosπ3=1,故C正确;
DP→·AC→= 23AB
→-13AD
→ ·(AB→+AD→)= 23AB→2+
1
3AB
→·AD→-13AD
→2=83,故D正确.
12.解析 复数z=m-1+(3-m)i(m∈R)在复平面上对应
的点的坐标为(m-1,3-m),如果该点落在x轴上方,则
有3-m>0,解得m<3.
答案 (-∞,3)
13.解析 设该扇形内弧半径为rcm,
由弧长公式和已知可得54
18=
r+16
r
,解得r=8cm,
则外弧半径为8+16=24(cm),
所以该扇环的面积为1
2×54×24-
1
2×18×8=576
(cm2).
答案 576
14.解析 因 为 f(x)=2(cosx+sinx)·cosx-1=
sin2x+cos2x= 2sin2x+π4 ,
所以g(x)= 2sin2x+π24 +π4 = 2sin2x+π3 ,
因为x∈ 11π24
,19π
12 ,所以2x+π3∈ 5π4,7π2 ,
当2x+ π3 ∈
5π
4
,3π
2 时,g(x)递 减 且 g(x)∈
- 2,-1 ;
当2x+ π3 ∈
3π
2
,5π
2 时,g(x)递 增 且 g(x)∈
- 2,2 ;
当2x+ π3 ∈
5π
2
,7π
2 时,g(x)递 减 且 g(x)∈
- 2,2 ,因为g(x)-a=0有三个不等实根,所以a∈
- 2,-1 .
即实数a的取值范围为(- 2,-1].
答案 - 2,-1
15.解析 (1)因为a=7,b=8,cosB=-17
,
由余弦定理可得b2=a2+c2-2accosB,
即82=72+c2-2×7c× -17 ,
解得c=3或c=-5(舍去),
又B∈ π2
,π ,所以sinB= 1-cos2B=4 37 ,
利用正弦定理得 a
sinA=
b
sinB
,
即 7
sinA=
8
4 3
7
,
解得sinA= 32
,
—16—
又A∈ 0,π2 ,所以∠A=π3.
(2)由a=7,c=3,sinB=4 37
,
所以S△ABC=
1
2acsinB=6 3.
16.解析 (1)∵m∥n,
∴cosx2
· -sinx2 -sinx2·cosx2=0,
即sinx=0,∴x=kπ,k∈Z.
(2)f(x)=m·n=cos2 x2-sin
2 x
2=cosx
,
∵f(α)=-3 1010
,∴cosα=-3 1010
,
∵0<α<π,∴sinα= 1010
,且π
2<α<π
,①
∵f(β)=
5
5
,∴cosβ=
5
5
,
∵0<β<π,∴sinβ=
2 5
5
,且0<β<
π
2
,②
∴sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ=
10
10 ×
5
5 +
-3 1010 ×2 55 =- 22,
由①②知π2<α+β<
3π
2
,∴α+β=
5π
4.
17.解析 (1)根据图象可得A=4,
T
2=
7π
36-
π
36=
π
6
,则1
2
· 2π
ω =
π
6
,因为ω>0,
所以ω=6.将 π36
,0 代入f(x)的解析式,
得4sin6×π36+φ =0,则6×π36+φ=kπ,k∈Z,
得φ=-
π
6+kπ
,k∈Z.
因为|φ|<
π
2
,所以φ=-
π
6
,
所以f(x)=4sin6x-π6 .
(2)由(1)知f(x)=4sin 6x-π6 ,将f(x)的图象向左
平 移 π
12
个 单 位 长 度 得 y=4sin 6x+π2-
π
6 =
4sin6x+π3 ,再将所得图象上所有点的横坐标伸长到
原来的2倍,得g(x)=4sin3x+π3 的图象,
因为x∈ -π6
,π
6 ,
所以3x+π3∈ -
π
6
,5π
6 ,
则-12≤sin3x+
π
3 ≤1,所以-2≤4sin3x+π3 ≤4,
故g(x)在 -π6
,π
6 上的值域为 -2,4 .
18.解析 (1)当Q 是AD 的中点时,平面PAE∥平面FQC,
理由如下:
如图,连接FQ,CQ,
依题意得AD∥EC,且AD=2,EC=1,
则AQ∥CE,AQ=CE,
所以四边形AECQ 是平行四边形,则AE∥CQ,
又AE⊂平面PAE,CQ⊄平面PAE,
所以CQ∥平面PAE,
因为Q,F 分别为AD,PD 的中点,
所以PA∥QF,
又PA⊂平面PAE,QF⊄平面PAE,
所以QF∥平面PAE,
因为QF,CQ⊂平面FQC,QF∩CQ=Q,
所以平面PAE∥平面FQC.
(2)取AE 的中点M,连接DM,
因为BE=2EC,BC=3,∠ABC=60°,则BE=2=AB,
所以△PAE 为边长为2的等边三角形,
则S△PAE=
1
2×2×2×
3
2= 3
,
因为AM=1,AD=2,∠MAD=60°,所以由余弦定理得
MD= 1+4-2×1×2×12= 3
,
所以在△AMD 中,MD2+AM2=AD2,则AE⊥MD,
因为平面PAE⊥平面AECD,平面PAE∩平面AECD=
AE,MD⊂平面AECD,所以 MD⊥平面PAE,
因为F 为PD 的中点,
所以F 到平面PAE 的距离h=12MD=
3
2
,
所以VP-AEF=VF-PAE=
1
3S△PAE
·h=13× 3×
3
2=
1
2.
19.(1)证明 由题意,AC⊥CC1,AC⊥BC,BC∩CC1=C,
BC,CC1⊂平面BCC1B1,故AC⊥平面BCC1B1,
∵BP⊂平面BCC1B1,∴AC⊥BP,
∵P 为B1C的中点,
∴B1C⊥BP,且AC∩B1C=C,AC,B1C⊂平面AB1C,
∴BP⊥平面AB1C,
又∵BP⊂平面ABP,∴平面ABP⊥平面AB1C.
(2)解析 由(1)得AC⊥平面BCC1B1,所以直线AP 与
平面BCC1B1 所成的角即为∠APC,
故tan∠APC=ACPC=
3 2
2
,解得PC=2 23 .
作PM⊥BC,MN⊥AB,连接PN,如图.
则PM⊥平面ABC,又AB⊂平面ABC,故PM⊥AB.
又PM∩MN=M,PM,MN⊂平面PMN,故 AB⊥平面
PMN,故∠PNM 为二面角P-AB-C 的平面角,
又PM=MC=PC
2
=23
,BM=BC-MC=43
,故 MN=
BM
2
=2 23
,故 cos∠PNM = MNPN =
MN
MN2+PM2
=
2 2
3
8
9+
4
9
= 63
,
即二面角P-AB-C 的余弦值为 63.
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