内容正文:
30 专题逐一通关“滚动提升卷”(三)
专题逐一通关一至专题逐一通关四立体几何
题号
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(满分:150分 时间:120分钟)
一、选择题:本大题共8个小题,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.(2025·北京海淀三模)在复平面内,复数-i2 025对应的点位于
( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
√
2
D [原式=·-i2 025=-(i2)1 012·i=1-i-i=1-2i,
对应复平面的点为(1,-2),在第四象限.]
题号
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2.(2025·云南丽江三模)已知函数 f (x)=则f (2+log23)的值为( )
A.24 B.4
C.12 D.8
题号
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√
A [因为2+log23<4,所以f (2+log23)=f (3+log23),
又3+log23>4,所以f (3+log23)==23×=8×3=24.]
4
3.(2025·湖南邵阳一模)已知向量a=(-1,),b=(2,-),a与b的夹角为θ,则sin=( )
A. B.-
C.- D.
题号
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√
5
C [因为a·b=(-1)×2+×(-)=-2-3=-5,
|a|===2,|b|===,
所以cos θ===-.
所以sin=cos θ=-.]
题号
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4.(2025·湖南长沙二模)已知两个不同的平面α,β和两条不同的直线m,n满足m⊥α,n⊂β,则“m∥n”是“α⊥β”的( )
A.充要条件
B.充分不必要条件
C.必要不充分条件
D.既不充分也不必要条件
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√
7
B [因为两个不同的平面α,β和两条不同的直线m,n满足m⊥α,n⊂β,
所以m∥n,m⊥α时,则n⊥α,又n⊂β,所以α⊥β,即充分性成立;
若α⊥β,m⊥α,n⊂β,则m∥β或m⊂β,
则m∥n或m与n相交或异面,即必要性不成立,
所以“m∥n”是“α⊥β”的充分不必要条件.]
题号
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5.(2025·黑龙江哈尔滨模拟)已知Sn,Tn分别是等差数列{an},{bn}的前n项和,且=(n∈N*),则+=( )
A. B.
C. D.
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√
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C [因为{an},{bn}是等差数列,所以+====,又=(n∈N*),
所以+===.]
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6.(2025·河北石家庄模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,sin(B-A)=,=b2-a2,则sin C的值为( )
A. B.
C. D.
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√
11
C [因为=b2-a2,
由余弦定理可得=(a2+c2-2accos B)-a2=c2-2accos B,
所以c=4acos B,由正弦定理可得4sin Acos B=sin C=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B,
所以cos Asin B=3sin Acos B,①
所以sin(B-A)=cos Asin B-sin Acos B=,②
联立①②,可得sin Acos B=,故sin C=4sin Acos B=4×=.]
题号
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7.(2025·广东佛山二模)已知球O的表面积为12π,球面上有A,B,C,D四点,DA,DB,DC与平面ABC所成的角均为,若△ABC是正三角形,则AB=( )
A. B.
C.2 D.3
题号
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√
13
D [由题意,三棱锥D-ABC为正三棱锥,球O为该正三棱锥的外接球,设其半径为R,
因为球O的表面积为4πR2=12π,所以R=,设AB=t,即正三角形ABC的边长为t,
如图,取AB的中点H,连接DH,CH,作DE⊥CH,
根据正三棱锥的性质可知球心O在DE上,
题号
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根据线面角的定义知∠DCE=,则DE=CE,因为OD=OC=,CE=CH=×AB=t,所以OE=DE-DO=CE-R=t-,在Rt△OEC中,OC2=OE2+EC2,所以3=+,解得t=3或t=0,即AB=3.
(若球心O在DE的延长线上时,3=+,求得t=3,此时AB=3)]
题号
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8.(2025·四川巴中三模)已知函数 f (x)及其导函数 f '(x)的定义域均为R,记g(x)=f '(x),若 f (2x+1)与g(x+2)均为偶函数,则下列选项错误的是( )
A.g(i)=0
B.f (x)和g(x)是周期为4的周期函数
C.g(x+1)为奇函数
D.f (x)的图象关于点(2,0)对称
题号
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√
16
D [因为g(x+2)为偶函数,所以g(-x+2)=g(x+2),即g(x)=g(4-x),所以函数g(x)的图象关于x=2对称,则g(1)=g(3),
又f (2x+1)为偶函数,所以f (-2x+1)=f (2x+1),即f (x)=f (-x+2),两边求导得f '(x)=-f '(-x+2),
即g(x)=-g(2-x),g(x)的图象关于(1,0)对称,
则g(x+1)的图象关于原点对称,g(x+1)为奇函数,故C正确;
题号
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g(1)=0,g(0)=-g(2),
由以上分析,得g(4-x)=-g(2-x),
即有g(x+2)=-g(x),
即g(x+4)=-g(x+2)=g(x),且g(x+2)+g(x)=0,
所以g(x)是周期为4的函数,g(1)+g(3)=0,
故g(i)=506[g(1)+g(2)+g(3)+g(4)]+g(1)=g(1)=0,故A正确;
对于B,由于g(-x+2)=g(x+2),则f (x+2)=-f (-x+2)+c,
题号
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由于f (x)=f (-x+2),
故f (x+2)=-f (-x+2)+c=-f (x)+c,
所以f (x+4)=-f (x+2)+c=-[-f (x)+c]+c=f (x),因此f (x)是以4为周期的周期函数,B正确;
对于D,由于g(x)=g(4-x),则f (x)=-f (4-x)+d,故f (x)的图象关于对称,由于d不一定为0,故D错误.]
题号
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二、选择题:本大题共3个小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9.(2025·山西晋城二模)已知圆锥的顶点为S,AB为底面直径,△SAB是面积为1的直角三角形,则( )
A.该圆锥的母线长为
B.该圆锥的体积为π
C.该圆锥的侧面积为π
D.该圆锥的侧面展开图的圆心角为π
题号
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√
√
√
20
ABD [设该圆锥的母线长为l,如图所示,
因为轴截面SAB是面积为1的直角三角形,即∠ASB为直角,
所以l2=1,解得l=,A正确;
设该圆锥的底面圆心为O,在△SAB中,SA=SB=,所以AB=2,
则圆锥的高SO=1,所以该圆锥的体积V=π×12×1=π,
侧面积为πrl=π×1×=π,B正确、C错误;
设该圆锥的侧面展开图的圆心角为α,则α=2π×1,
所以α=π,D正确.]
题号
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10.(2025·海南海口模拟)已知函数 f (x)=sin(ω>0)图象的相邻两条对称轴之间的距离为,g(x)=sin,则( )
A.f (x)的最小正周期为π
B.f (x)的图象关于点对称
C.将g(x)的图象向左平移个单位长度可得到 f (x)的图象
D.f (x)与g(x)的图象关于y轴对称
题号
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√
√
22
AD [对于A,因为相邻对称轴之间的距离为,故最小正周期为=2×=π,故A正确;
对于B,由A可得ω=2,故f (x)=sin,
而f =sin=-≠0,故f (x)的图象不关于点对称,故B错误;
题号
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对于C,将g(x)的图象向左平移个单位长度后,
所得图象对应的解析式为y=sin=sin=
-sin≠f (x),故g(x)的图象向左平移个单位长度得不到f (x)的图象,故C错误;
对于D,g(x)=sin=-sin,
而f (-x)=sin=-sin=g(x),
所以f (x)与g(x)的图象关于y轴对称,故D正确.]
题号
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11.(2025·湖南长沙三模)已知函数 f (x)=x2+ax-bln x,则下列说法正确的有( )
A.当a=1,b=1时,曲线y=f (x)在x=1处的切线方程为y=2x
B.当a=0时,f (x)有极小值
C.若x>0时,f '(x)(x-1)≥0恒成立,则f (x)在(1,+∞)上单调递增
D.若x>0时,f '(x)(x2-3x+2)≥0恒成立,则f (x)的极小值为-8+4ln 2
题号
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√
√
√
25
ACD [对于A,当a=1,b=1时,f (x)=x2+x-ln x,
则f (1)=2,且f '(x)=2x+1-,
则k切=f '(1)=2,故曲线y=f (x)在x=1处的切线方程为y-2=2(x-1),即y=2x,故A正确;
对于B,当a=0时,f '(x)=2x-=,当b≤0时,恒有f '(x)>0,
此时函数f (x)在(0,+∞)上单调递增,故没有极值,即B错误;
对于C,当x∈(1,+∞)时,由题设易得f '(x)≥0,即函数f (x)在(1,+∞)上单调递增,故C正确;
题号
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对于D,f '(x)=2x+a-=,因为x>0时,f '(x)(x2-3x+2)
≥0恒成立,
故f '(x)=0与方程x2-3x+2=0有相同的根,即2x2+ax-b=0的两个实数根为1,2,
由可得a=-6,b=-4,故f (x)=x2-6x+4ln x,
则f '(x)=2x-6+==,
题号
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由f '(x)>0,得0<x<1或x>2,由f '(x)<0,可得1<x<2,
故f (x)在(0,1)和(2,+∞)上单调递增;在(1,2)上单调递减,
故函数 f (x)在x=1处取得极大值 f (1)=-5<0,在x=2处取得极小值
f (2)=-8+4ln 2,故D正确.]
题号
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三、填空题:本大题共3个小题,每小题5分,共15分.
12.(2025·甘肃武威一模)命题“∃x∈[1,4],使x2+x-2>0成立”的否定是_______________________________.
题号
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∀x∈[1,4],x2+x-2≤0 [命题“∃x∈[1,4],使x2+x-2>0成立”的否定是“∀x∈[1,4],x2+x-2≤0”.]
∀x∈[1,4],λx2+x-2≤0
29
13.(2025·湖南长沙模拟)等比数列{an}的前n项和记为Sn,若an>0,S3=3,S12=65S6,则S9=________.
题号
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219 [设数列{an}的首项为a1,公比为q.
因为S12=65S6,所以S12=S6+S6·q6=(1+q6)S6=65S6,
因为an>0,所以q>0,所以S6≠0.
所以q6+1=65⇒q6=64,
所以q3=8.
于是S9=S3·(1+q3+q6)=3(1+8+64)=219.]
219
30
14.(2025·辽宁鞍山一模)在锐角△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,S为△ABC的面积,4S+3a2=3b2+3c2,则的取值范围为________.
题号
1
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(1,10) [由4S+3a2=3b2+3c2,则3b2+3c2-3a2=2bcsin A,
故cos A==sin A,
由A是△ABC的内角,则tan A=3,
(1,10)
31
所以sin A=,cos A=,
由正弦定理得,===,
由△ABC是锐角三角形,
所以tan C=-tan(A+B)=-=>0且tan B>0,
解得tan B>,
题号
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令x=tan B>,设g(x)==10-,
当x>时,g(x)单调递增,故g(x)>g=1,
而g(x)<10,故1<g(x)<10.]
题号
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19
四、解答题:本大题共5个小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)(2025·河北石家庄一模)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a2=3,S5=25.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=3nan,求数列{bn}的前n项和Tn.
题号
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[解] (1)设等差数列{an}的公差为d,
则
解得a1=1,d=2,所以an=2n-1.
(2)由(1)得bn=3nan=(2n-1)·3n,
所以Tn=1×3+3×32+5×33+…+(2n-3)·3n-1+(2n-1)·3n,①
3Tn=1×32+3×33+5×34+…+(2n-3)·3n+(2n-1)·3n+1.②
①-②,得-2Tn=3+2×(32+33+…+3n)-(2n-1)·3n+1=3+-(2n-1)·3n+1=(2-2n)·3n+1-6.
所以Tn=(n-1)·3n+1+3.
题号
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16.(15分)(2025·山西大同三模)已知f (x)=sin x(sin x+cos x).
(1)求函数f (x)的最小正周期及单调递增区间;
(2)设a∈[0,π],若函数y=f (x)和y=f (x+a)在有相同的最大值,求a的取值范围.
[解] (1) f (x)=sin x(sin x+cos x)=+sin 2x=sin+,所以函数f (x)的最小正周期为T===π.
由2kπ-≤2x-≤2kπ+,k∈Z,
得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z,
所以f (x)的单调递增区间为,k∈Z.
题号
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(2)当x∈,得-≤2x-≤,
所以y=f (x)在上的最大值为,
则y=f (x+a)=sin+在上的最大值也是.
由2(x+a)-=2kπ+,k∈Z,得a=kπ+-x,k∈Z,
因为x∈,所以kπ-≤a≤kπ+,k∈Z,
又a∈[0,π],所以0≤a≤或π≤a≤π.
综上,a的取值范围为∪.
题号
1
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2
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17.(15分)(2025·湖南益阳三模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知a=1,且bcos A-cos B=1.
(1)若C=,求A;
(2)若△ABC是锐角三角形,求△ABC周长的取值范围.
题号
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[解] (1)由a=1,可得bcos A-acos B=a,即sin Bcos A-sin Acos B=sin A,
所以sin(B-A)=sin A,则B-A=A或(B-A)+A=π(舍),
所以B=2A,
当C=时,由A+B+C=π,可得A=.
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(2)由正弦定理可得==,
所以b=,c=,
b+c===
=
=2cos A+cos 2A+2cos2A
=4cos2A+2cos A-1=4-.
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易知
可得<A<,因此cos A∈,
易知4-在上单调递增,所以b+c∈(1+,2+),可得周长范围为(2+,3+).
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18.(17分)(2025·天津和平区三模)如图,已知正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面边长为2,侧棱AA1=3,E,H分别是B1C1,BC延长线上的点,且CB=CH,C1B1=C1E.
(1)求平面ABB1A1与平面BD1E的夹角的正弦值;
(2)求直线B1H与平面BD1E所成角的正弦值;
(3)求点A到平面BD1E的距离.
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[解] (1)因为四棱柱ABCD-A1B1C1D1为正四棱柱,所以AA1⊥底面ABCD,又因为AB⊥AD,
所以以A为坐标原点,AB,AD,AA1为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则A(0,0,0),B(2,0,0),
D1(0,2,3),H(2,4,0),E(2,4,3),
所以=(-2,2,3),=(0,4,3),
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易知平面ABB1A1的一个法向量为n1=(0,1,0),
设平面BD1E的法向量为n2=(x,y,z),
则
令z=4,则y=-3,x=3,
所以平面BD1E的一个法向量为n2=(3,-3,4),
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设平面ABB1A1与平面BD1E的夹角为θ,
则cos θ=|cos<n1,n2>|===,
所以平面ABB1A1与平面BD1E的夹角的正弦值为sin θ===.
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(2)由(1)可得B1(2,0,3),所以=(0,4,-3),
设直线B1H与平面BD1E所成的角为α,
所以sin α=|cos<,n2>|===,
所以直线B1H与平面BD1E所成角的正弦值为.
(3)由(1)可得=(2,0,0),则A到平面BD1E的距离为==.
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19.(17分)(2025·广东广州三模)已知函数f (x)=ln(x+1)-ax-a2.
(1)当a=4时,求曲线f (x)在(0,f (0))处的切线方程;
(2)讨论函数f (x)的单调性;
(3)若f (x)存在极大值,且极大值不大于-3-ln 2,求实数a的取值范围.
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[解] (1)当a=4时,f (x)=ln(x+1)-4x-16,f '(x)=-4,
则f (0)=ln 1-16=-16,f '(0)=-4=-3,所以切线方程为y+16=-3(x-0),化简得3x+y+16=0.
(2)由f (x)=ln(x+1)-ax-a2,可得f '(x)=-a,则x+1>0,即函数定义域为(-1,+∞),
当a≤0时,f '(x)=-a>0恒成立,
所以f (x)在(-1,+∞)上单调递增.
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当a>0时,令f '(x)>0,即-a>0,解得x<-1+,
因为定义域为(-1,+∞),
所以-1<x<-1+;令f '(x)<0,可得x>-1+,
所以f (x)在上单调递增,在上单调递减.
综上所述:
当a≤0时,f (x)在(-1,+∞)上单调递增;
当a>0时,f (x)在上单调递增,在上单调递减.
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(3)由(2)可知当a≤0时,函数无极值点,当a>0时,函数在x=-1+处有极大值,
可得f ≤-3-ln 2,代入得ln+a-1-a2≤-3-ln 2,化简得a2-a+ln a-2-ln 2≥0,
令g(a)=a2-a+ln a-2-ln 2(a>0),则g'(a)=2a-1+=,
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因为2a2-a+1=2+>0,所以g'(a)>0,g(a)在(0,+∞)上单调递增,
因为g(2)=22-2+ln 2-2-ln 2=0,所以a2-a+ln a-2-ln 2≥0,解得a≥2,
所以实数a的取值范围是[2,+∞).
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