内容正文:
2024级高一年级下学期期末考试
数学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
4.本卷命题范围:北师大版必修第二册.
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 已知复数,则( )
A. 的虚部为 B.
C. D.
2. ( )
A. B. C. D.
3. 在平行四边形中,为的中点,点在上,且,则( )
A. B.
C. D.
4. 已知,为两个不同的平面,,为两条不同的直线,则下列命题正确的是( )
A. 若,,则
B. 若,,,则
C. 若,,,则
D. 若,为异面直线,,,则
5. 在中,内角、、所对的边分别为、、,,,若,则( )
A. B. C. D.
6. 已知函数在区间上至少有3个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
7. 某中学开展劳动实习,学习制作模具加工,现将一个圆台加工成一个球体.已知圆台的上、下底面的半径之和为6,母线长为8,且母线与底面所成的角为,则得到的球的表面积的最大值为( )
A. B. C. D.
8. 已知是定义域为的奇函数,当时,,若,则零点的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
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. 已知角和的终边关于轴对称,则( )
A. B.
C. D.
10. 若是复数,则下列说法错误的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则或
11. 如图,在棱长为2的正方体中,为线段的中点,为线段上的动点(含端点),则下列结论正确的有( )
A. 过,,三点的平面截正方体所得的截面的面积为
B. 存点,使得直线平面
C. 当在线段上运动时,三棱锥体积不变
D. 的最小值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 用斜二测画法作出水平放置的正方形的直观图如图所示,则正方形与直观图的周长之比__________.
13. 已知角的终边上有一点,则______.
14. 费马点是在三角形中到三个顶点距离之和最小的点,具体位置取决于三角形的形状,如果三角形的三个内角均小于,费马点是三角形内部对三边张角均为的点;如果三角形有一个内角大于或等于,费马点就是该内角所在的顶点.已知中,角所对的边分别为,为费马点.若,则的值为______.
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. 已知向量.
(1)若,求实数的值;
(2)若与垂直,求实数值.
16. 已知,且均为锐角.
(1)求的值;
(2)求的值.
17. 已知函数,且.
(1)求的解析式;
(2)将的图象向右平移个单位长度,再将所得图象上每个点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变)得到函数的图象.当时,求不等式的解集.
18. 已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求角A的大小;
(2)若,,点D是边BC上的一点,且.求AD的长;
(3)若是锐角三角形,,点E为AB中点,求CE的取值范围.
19. 如图,在三棱柱中,底面是边长为3的等边三角形,,.
(1)证明:平面;
(2)求二面角的正弦值;
(3)若点是棱上的动点(包括端点),求直线与平面所成角的正弦值的取值范围.
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2024级高一年级下学期期末考试
数学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
4.本卷命题范围:北师大版必修第二册.
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. 已知复数,则( )
A. 的虚部为 B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由已知可得的虚部,即可判断;由复数模的运算即可判断;由共轭复数的定义即可判断;虚部不为0的复数不能比较大小,即可判断.
【详解】由已知可得的虚部为,故错误;
,故错误;
,故正确;
虚部不为0的复数不能比较大小,故错误.
故选:C.
2. ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】用诱导公式化简然后用两角和的正弦公式合并,然后由特殊角的三角函数求其值,即可解答.
【详解】
.
故选:A.
3. 在平行四边形中,为的中点,点在上,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】应用向量的加法减法及线性关系计算求解.
【详解】因为平行四边形中,为中点,点在上,且,
所以,
则.
故选:B.
4. 已知,为两个不同的平面,,为两条不同的直线,则下列命题正确的是( )
A. 若,,则
B. 若,,,则
C. 若,,,则
D. 若,为异面直线,,,则
【答案】C
【解析】
【分析】借助正方体中的空间关系,来举反例,判断ABD是错误的,故C正确.
【详解】
在正方体中,由于平面,平面,
但平面与平面不平行,故A错误;
同理,由于平面,平面,且
但平面与平面不平行,故B错误;
同理,由于平面,平面,且与是异面直线,
但平面与平面不平行,故D错误;
对于C,由,得,而,因此,C正确.
故选:C.
5. 在中,内角、、所对的边分别为、、,,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用二倍角公式求出的值,再利用正弦定理可求得的值.
【详解】因为为的内角,则,
由二倍角的余弦公式可得,解得,
由正弦定理可得,所以,.
故选:A.
6. 已知函数在区间上至少有3个零点,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由已知可得,结合条件可得,求解即可.
【详解】因为,所以,
因为函数在区间上至少有3个零点,
所以,解得,所以的取值范围是.
故选:C.
7. 某中学开展劳动实习,学习制作模具加工,现将一个圆台加工成一个球体.已知圆台的上、下底面的半径之和为6,母线长为8,且母线与底面所成的角为,则得到的球的表面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】首先根据圆台的结构特征和边角关系求出圆台上下底面的半径,然后求出圆台的高,然后将等腰梯形补成等边三角形求出内切圆半径,即可求出球的表面积的最大值.
【详解】设圆台上、下底面的半径分别为,,则,
易知圆台的轴截面是一个等腰梯形,又母线与底面所成的角为,则等腰梯形的底角为.
由于,即,解得,,
则圆台的高为,将梯形补成边长为10的等边三角形,
所以该等边三角形的内切圆的半径为,
又,所以圆台加工成一个球体的半径最大值为,
所以球的表面积最大值为.
故选:B.
8. 已知是定义域为的奇函数,当时,,若,则零点的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】A
【解析】
【分析】根据函数的奇偶性以及对称性可得周期性,即可作出两函数图象,根据图象交点个数即可求解.
【详解】由于是定义域为的奇函数,故,故,
所以,当时,,
又由,可得,
故是周期函数,且周期为4,
当时,,则,
又,所以时,
当时,,则,
又由,得到,所以当时,,
当时,,则,
所以当时,,
故
在同一坐标系中,作出的图象如下,
又当时,,而,故当后,两个函数图象再无交点,
由函数图象可知:的图象有4个不同的交点,故有4个零点,
故选:A
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. 已知角和的终边关于轴对称,则( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【分析】根据题意,然后根据诱导公式逐项判断即可.
【详解】因为角和的终边关于x轴对称,可得.
对于A,由,A正确;
对于B,由,B错误;
对于C,由,C正确;
对于D,由,D错误.
故选:AC
10. 若是复数,则下列说法错误的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则或
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据复数的乘、除法运算即可判断A;举例说明,结合复数的乘方计算即可判断BCD.
【详解】A:设,由,
得,故A正确;
B:当时,满足,但,故B错误;
C:当时,满足,
但,故C错误;
D:当时,满足,但,故D错误.
故选:BCD.
11. 如图,在棱长为2的正方体中,为线段的中点,为线段上的动点(含端点),则下列结论正确的有( )
A. 过,,三点的平面截正方体所得的截面的面积为
B. 存在点,使得直线平面
C. 当在线段上运动时,三棱锥的体积不变
D. 的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据正方体的性质,结合线面平行、面面平行的判定定理和性质定理逐项判定可①②③确定ABC的正误,利用展开法和点距离的三角不等式,结合余弦定理计算可求得的最小值,进而判定D.
【详解】对于A,
∵正方体的对面互相平行,
∴过三点的平面截正方体的对面所得截线互相平行,
又∵为线段的中点,∴截面交BC于其中点G,
连接,则四边形即为所求截面,显然为等腰梯形,
且,
梯形的高,
面积为,故A正确;
如图所示,设为的中点,
因为,平面,平面,
所以平面,
假设直线平面,
又因为平面,
所以平面平面,
又因为平面,所以平面,
因为分别为正方形的边的中点,所以,
又因为,
所以,
所以四边形是平行四边形,所以,
而直线与平面相交,所以直线与平面相交,
这与平面矛盾,故假设直线平面不成立,故B错误.
∵,平面,不在平面内,
∴平面,
又∵,∴到平面AD1C的距离为定值,又∵的面积为定值,
∴当在线段上运动时,三棱锥的体积不变,故C正确;
将等腰直角三角形展开到与矩形在同一平面内,
,
当共线时取等号,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 用斜二测画法作出水平放置正方形的直观图如图所示,则正方形与直观图的周长之比__________.
【答案】
【解析】
【分析】设正方体的棱长,再利用画直观图的规则求出直观图的周长即可.
【详解】设正方形的边长为,则正方形的周长为,
直观图中,,则其周长为,
所以正方形与直观图的周长之比为.
故答案为:.
13. 已知角的终边上有一点,则______.
【答案】##
【解析】
【分析】根据三角函数的定义结合三角变换公式可求的值.
【详解】由三角函数的定义,知,所以,
.
故答案为:
14. 费马点是在三角形中到三个顶点距离之和最小的点,具体位置取决于三角形的形状,如果三角形的三个内角均小于,费马点是三角形内部对三边张角均为的点;如果三角形有一个内角大于或等于,费马点就是该内角所在的顶点.已知中,角所对的边分别为,为费马点.若,则的值为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据已知求,进而有且费马点在内部,,再应用三角形面积公式列方程得,再由向量数量积的定义求目标式的值.
【详解】由,显然最大角,且,
所以为小于的钝角,且,
所以费马点在内部,且,
所以,
则,
所以,
由.
故答案为:
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. 已知向量.
(1)若,求实数的值;
(2)若与垂直,求实数的值.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)根据向量平行的坐标表示即可列方程求解;
(2)根据向量垂直的坐标表示以及数量积的运算律,即可化简求解.
【小问1详解】
由于,若,则满足,解得;
【小问2详解】
与垂直,则,
即,
故,
化简可得,解得或.
16. 已知,且均为锐角.
(1)求的值;
(2)求的值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据同角关系求解的值,即可根据二倍角公式以及和差角公式求解;
(2)根据余弦的和差角公式即可求解.
【小问1详解】
均为锐角, ,,
故,
又,,
,
,
故;
【小问2详解】
,
,,
.
17. 已知函数,且.
(1)求的解析式;
(2)将的图象向右平移个单位长度,再将所得图象上每个点的横坐标变为原来的2倍(纵坐标不变)得到函数的图象.当时,求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据特殊值计算结合角的范围求解;
(2)先根据平移伸缩得出,再结合二倍角余弦公式化简应用单调性解三角不等式即可.
【小问1详解】
因为,所以,,可得,,
又,所以,所以.
【小问2详解】
将的图象向右平移个单位长度得的图象,
再将图象上每个点的横坐标变为原来的2倍得到的图象,所以,所以原不等式化为.
令,,则,不等式化为,
所以,所以,
所以,
结合函数在上的图象得,
所以,即不等式的解集为.
18. 已知的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且.
(1)求角A的大小;
(2)若,,点D是边BC上的一点,且.求AD的长;
(3)若是锐角三角形,,点E为AB的中点,求CE的取值范围.
【答案】(1)
(2);
(3).
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,利用余弦定理求解.
(2)由已知求出,再在中由余弦定理列式求出.
(3)由已知结合正切函数的性质求出的范围,再用正弦定理求出的范围,进而用含的表达式表示并求出范围.
【小问1详解】
在中,由,得,
由余弦定理得,而,
所以.
【小问2详解】
由(1)得,
由点D是边BC上的一点,且,得,
在中,由余弦定理得,
即,所以.
【小问3详解】
在锐角中,,则,,
由正弦定理得,
在中,点E为AB的中点,,
由余弦定理得,
所以CE的取值范围是.
19. 如图,在三棱柱中,底面是边长为3的等边三角形,,.
(1)证明:平面;
(2)求二面角的正弦值;
(3)若点是棱上的动点(包括端点),求直线与平面所成角的正弦值的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)由勾股定理得到,即可求证;
(2)取的中点,证明是二面角的平面角,即可求解;
(3)过点作,交的延长线于点,证明点到平面的距离为,直线与平面所成角的正弦值为,分析的最大、最小值,即可求解.
【小问1详解】
证明:在中,,,,所以,所以,
在中,,,,所以,所以,
又,平面,,所以平面.
【小问2详解】
如图,连接,取的中点,连接.
因为平面,平面平面,平面,所以,
因为,,所以,
因为,,是的中点,所以,,
所以是二面角的平面角.
在等边中,,,所以,
在中,因为,,所以,
在平行四边形中,,
所以,,
在中,,
所以,
故二面角的正弦值为.
【小问3详解】
如图,过点作,交延长线于点.
因为,,,,平面,所以平面.
因为平面,所以.
又,,,平面,
所以平面,,
所以.
因为,平面,平面,所以平面.
又因为点在棱上,所以点到平面的距离为,
所以直线与平面所成角的正弦值为,
当时,最短,为,
可得直线与平面所成角的正弦值的最大值为,
当点与重合时,最长,为4,
可得直线与平面所成角的正弦值的最小值为,
故直线与平面所成角的正弦值的取值范围为.
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