内容正文:
2025-2026学年高一数学下学期期中模拟卷
(测试内容:三角函数、平面向量及其应用、复数)
1、 选择题:本大题共8小题,每小题5分,共计40分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的。
1.已知z=﹣2﹣i,则的虚部是( B )
A.2 B.﹣2 C.2i D.﹣2i
【解析】
由z=﹣2﹣i,得,∴(﹣2﹣i)(﹣2+2i)=4﹣4i+2i﹣2i2=6﹣2i,
则的虚部是﹣2.
2.下列命题:
①若都是非零向量,则;②的充要条件是且;③λ,μ为实数,若,则与共线;④若A、B、C、D是不共线的四点,则是四边形ABCD为平行四边形的充要条件.其中,假命题的个数是( C )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】
对于①:向量的数量积不满足结合律,故①错误;对于②:且或,
所以,且是的必要不充分条件,故②错误;对于③:当λ=μ=0时,与可以为任意向量,满足,但与不一定共线,故③错误;对于④:若A,B,C,D是不共线的四点,当时,则AB∥CD且,此时,四边形ABCD为平行四边形;当四边形ABCD为平行四边形时,由相等向量的定义可知,所以,若A,B,C,D是不共线的四点,则是四边形ABCD为平行四边形的充要条件,故④对.
3.已知,则与的夹角为( A )
A. B. C. D.
【解析】
设与的夹角为θ,θ∈[0,π],由题意可知,||=1,,则,即1+1+2×1×1×cosθ=3,解得.
4.( B )
A. B.﹣1 C. D.
【解答】
5.图1是古书《天工开物》中记载的筒车图.筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,在农业上得到广泛应用.在图2中,一个半径为2m的筒车按逆时针方向每分钟转1.5圈,筒车的轴心O距水面的高度为.设筒车上的某个盛水桶P(看作点)到水面的距离为d(单位:m)(若在水面下则d为负数),若以盛水桶P刚浮出水面时开始计时,d与时间t(单位:s)之间的关系为,则φ=( A )
A. B. C. D.
【解析】
因为筒车按逆时针方向每分钟转1.5圈,所以周期为,所以ω,因为筒车的轴心O距水面的高度为,筒车的半径为2m,所以,则,此时,又t=0时,d=0,则,即,而,则.
6.已知sin(α)cosα,则sin(2α)的值为( D )
A. B. C. D.
【解析】
因为sin(α)cosαsinαcosαcosαsinαcosα=sin(α)=cos(α),所以sin(2α)=cos(2α)=2cos2(α)﹣1=2×()2﹣1.
7.在△ABC中,AD为BC上的中线,G为AD的中点,M,N分别为线段AB,AC上的动点(不包括端点A,B,C),且M,N,G三点共线,若,,则λ+4μ的最小值为( C )
A. B. C. D.2
【解析】
如图所示,由题意()(),设,0<x<1,则x(1﹣x)λ(1﹣x),所以,,得,所以λ+4μ(λ+4μ)()(5),当且仅当,即,时等号成立,∴λ+4μ的最小值为.
8.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,则sinB=( D )
A. B. C. D.
【解析】
因为,所以3cosA3•,整理可得b2=c2﹣3a2,①
因为,可得,所以cosB,解得2b2=a2+c2,② 由①②可得,ca,b=2a,所以cosB,可得sinB.
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.已知复数z1=1+2i,z2=2﹣i,则下列选项正确的是( BCD )
A. B.|z1z2|=|z1||z2|
C. D.
【解析】
因为复数z1=1+2i,z2=2﹣i,所以(1+2i)2=﹣3+4i≠|z1|2,A错误;|z1z2|=|(1+2i)(2﹣i)|=|4+3i|=5,|z1|,|z2|,则|z1z2|=|z1||z2|,B正确;||=||=||=|i|=1,(z1+z2)2=(3+i)2=9+6i﹣1=8+6i,z2+2z1z2+z2=(1+2i)2+2(1+2i)(2﹣i)+(2﹣i)2=﹣3+4i+2(4+3i)+4﹣4i﹣1=8+6i,D正确.
10.已知平面向量,,满足||=||=||=||=2,则下列结论正确的是( BCD )
A.2 B.与的夹角为
C.|2|=2 D.()•()的最大值为6+4
【解析】
如图所示,设,,则,因为,即,所以△OAB是等边三角形,所以与的夹角为,所以,故A错误,B正确;因为4﹣4×2+4×4=12,故,故C正确;因为,设,则,所以,因为,所以,所以,所以当且仅当与反向时,取得最大值,且最大值为,故D正确.
11.如图,正方形ABCD的边长为2,E是BC中点,如图,点P是以AB为直径的半圆上任意点;,则下列结论正确的有( ACD )
A.λ最大值为1 B.μ最大值为1
C.最大值是2 D.最大值是
【解析】
如图所示,以AB中点O为原点,建立平面直角坐标系,则A(﹣1,0),D(﹣1,2),E(1,1),设∠BOP=α,则P(cosα,sinα),α∈[0,π],所以(cosα+1,sinα),,,1),由,得2λ=cosα+1,且λ+2μ=sinα,α∈[0,π],对于A:当α=0时,λmax=1,故A正确;对于B:,故B错误;对于C:,故C正确;对于D: φ)+2+2,故D正确.
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共计15分。
12.已知向量,,则在方向上的投影向量的坐标为 .
【解析】
由,,得,所以在方向上的投影向量的坐标为:.
13.设函数f(x)=cos(ωx)(ω>0),若f(x)≤f()对任意的实数x都成立,则ω的最小值为 .
【解析】
函数f(x)=cos(ωx)(ω>0),若f(x)≤f()对任意的实数x都成立,可得:,k∈Z,解得ω,k∈Z,ω>0,则ω的最小值为:.
14.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若b=2,1,点P是△ABC的重心,且AP,则a= .或
【解析】
∵,∴ 整理得,解得或sinA=2(舍去),∵0<A<π,∴,或.又∵点P是△ABC的重心,∴(),∴2(22+2||•||cosA),∵,整理得c2+4ccosA﹣24=0.当时,c2+2c﹣24=0,得c=4,此时,解得;当时,c2﹣2c﹣24=0,得c=6,此时,解得.
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.(本小题满分13分)已知复数z1=5+10i,复数z2在复平面内对应的点为Z(3,﹣4).
(1)若复数z2是关于x的方程x2+mx+n﹣1=0的一个根,m、n∈R,求m+n的值;
(2)若复数z满足,求复数z的共轭复数.
【解答】
(1)z2=3=4i,z2=3﹣4i,因为复数z2是关于x的方程x2+mx+n=1=0的一个根,所以(3﹣4i)2+m(3﹣4i)+n﹣1=0,即3m+n﹣8﹣(4m+24)i=0,即,解得m=﹣6,n=26,所以m+n=20;
(2)由题意可得,∴.
16.(本小题满分15分)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且(sinA+sinB)(a﹣b)=c(sinC).
(1)求A;
(2)若,D是线段AC上的一点,∠ABD=∠CBD,,求c.
【解析】
(1)因为,所以,即,所以,又A为三角形内角,所以;
(2)设,则∠ABC=2θ,所以cos∠ABC,解得,所以,所以,再由得c.
17.(本小题满分15分)如图,已知△ABC、△DEF均为等边三角形,△ABC的边长为,D、E、F分别为BE、CF、AD的中点.
(1)用基底表示向量;
(2)延长AD与BC交于点M,延长AE与BC交于点N,求||.
【解析】
(1)∵△ABC、△DEF均为等边三角形,△ABC的边长为,D、E、F分别为BE、CF、AD的中点,∴ ,∴(1﹣8)24,∴用基底表示向量得:.
(2)延长AD与BC交于点M,延长AE与BC交于点N,则A,D,M三点共线,设s,则,又M,B,C三点共线,∴,解得,∴,∴M为BC上靠近B得三等分点,,∵A,E,N三点共线,∴设t,则,又N,B,C三点共线,∴,解得,∴,∴,∴||的大小为:.
18.(本小题满分17分)已知函数f(x)=sin4x+cos4x.
(1)求f(x)的对称中心;
(2)将函数y=f(x)的图象上所有的点向下平行移动个单位长度,然后保持各点的纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,得到函数y=g(x)的图象.
(i)求的值域;
(ii)当时,恒成立,求实数a的取值范围.
【解析】
(1)f(x)=sin4x+cos4x=(sin2x+cos2x)2﹣2sin2xcos2x,令,得,所以f(x)的对称中心为;
(2)由已知可得,
,令sin2x=t,则,根据二次函数的性质可知,当时,;当t=1时,,所以函数的值域为;
(ii)原不等式等价于,也即,即恒成立,
①当a=0时,恒成立,显然成立,故a=0符合题意;
②当a>0时,令,由可得t∈[0,π],此时﹣1≤cost≤1,0≤sint≤1,所以2acost+sint≥﹣1•2a+0,当且仅当cost=﹣1且sint=0即t=π时等号成立,所以的最小值为﹣2a,若要满足不等式恒成立则﹣2a>a﹣4,得,则;
③当a<0时,同理可得2acost+sint≥2a,当且仅当t=0时等号成立,所以的最小值为2a,若要满足不等式恒成立则2a>a﹣4,得a>﹣4,则﹣4<a<0,综上所述,a的取值范围为.
19.(本小题满分17分)定义:若非零向量,函数f(x)的解析式满足f(x)=asinx+bcosx,则称f(x)为的伴随函数,为f(x)的伴随向量.
(1)若向量为函数的伴随向量,求;
(2)若函数f(x)为向量的伴随函数,在△ABC中,,f(A)=1,且,求AB+AC的值;
(3)若函数f(x)为向量的伴随函数,关于x的方程在[0,2π]上有且仅有四个不相等的实数根,求实数m的取值范围.
【解析】
(1)因为=2(sinxcosx)﹣4cosx ,则,故;
(2)因为f(x)为向量的伴随函数,所以2sin(x),
所以,可得,因0<A<π,则,故,解得,因B+C=π﹣A,则,又,代入解得①,由正弦定理,,可得AC=4sinB,AB=4sinC,代入①,可得AC•AB=16sinBsinC=6②,又由余弦定理,BC2=AC2+AB2﹣2AC•ABcosA,可得AC2+AB2﹣AC•AB=12③,于是(AB+AC)2=AB2+AC2+2AC•AB=12+3AC•AB=30,解得;
(3)因为f(x)为向量的伴随函数,所以f(x)=2sinx+cosx,由,可得,即,当或时,;当时,,作出函数在[0,2π]上的图象,如图所示. 因方程在[0,2π]上有且仅有四个不相等的实数根,等价于函数y=m与函数的图象在[0,2π]上有四个交点.由图知,当或21<m<3时,两函数有四个交点.故实数m的取值范围为∪(21,3).
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(测试内容:三角函数、平面向量及其应用、复数)
1、 选择题:本大题共8小题,每小题5分,共计40分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的。
1.已知z=﹣2﹣i,则的虚部是( )
A.2 B.﹣2 C.2i D.﹣2i
2.下列命题:
①若都是非零向量,则;②的充要条件是且;③λ,μ为实数,若,则与共线;④若A、B、C、D是不共线的四点,则是四边形ABCD为平行四边形的充要条件.其中,假命题的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.已知,则与的夹角为( )
A. B. C. D.
4.( )
A. B.﹣1 C. D.
5.图1是古书《天工开物》中记载的筒车图.筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,在农业上得到广泛应用.在图2中,一个半径为2m的筒车按逆时针方向每分钟转1.5圈,筒车的轴心O距水面的高度为.设筒车上的某个盛水桶P(看作点)到水面的距离为d(单位:m)(若在水面下则d为负数),若以盛水桶P刚浮出水面时开始计时,d与时间t(单位:s)之间的关系为,则φ=( )
A. B. C. D.
6.已知sin(α)cosα,则sin(2α)的值为( )
A. B. C. D.
7.在△ABC中,AD为BC上的中线,G为AD的中点,M,N分别为线段AB,AC上的动点(不包括端点A,B,C),且M,N,G三点共线,若,,则λ+4μ的最小值为( )
A. B. C. D.2
8.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且,,则sinB=( )
A. B. C. D.
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.已知复数z1=1+2i,z2=2﹣i,则下列选项正确的是( )
A. B.|z1z2|=|z1||z2|
C. D.
10.已知平面向量,,满足||=||=||=||=2,则下列结论正确的是( )
A.2 B.与的夹角为
C.|2|=2 D.()•()的最大值为6+4
11.如图,正方形ABCD的边长为2,E是BC中点,如图,点P是以AB为直径的半圆上任意点;,则下列结论正确的有( )
A.λ最大值为1 B.μ最大值为1
C.最大值是2 D.最大值是
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共计15分。
12.已知向量,,则在方向上的投影向量的坐标为 .
13.设函数f(x)=cos(ωx)(ω>0),若f(x)≤f()对任意的实数x都成立,则ω的最小值为 .
14.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若b=2,1,点P是△ABC的重心,且AP,则a= .
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.(本小题满分13分)已知复数z1=5+10i,复数z2在复平面内对应的点为Z(3,﹣4).
(1)若复数z2是关于x的方程x2+mx+n﹣1=0的一个根,m、n∈R,求m+n的值;
(2)若复数z满足,求复数z的共轭复数.
16.(本小题满分15分)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且(sinA+sinB)(a﹣b)=c(sinC).
(1)求A;
(2)若,D是线段AC上的一点,∠ABD=∠CBD,,求c.
17.(本小题满分15分)如图,已知△ABC、△DEF均为等边三角形,△ABC的边长为,D、E、F分别为BE、CF、AD的中点.
(1)用基底表示向量;
(2)延长AD与BC交于点M,延长AE与BC交于点N,求||.
18.(本小题满分17分)已知函数f(x)=sin4x+cos4x.
(1)求f(x)的对称中心;
(2)将函数y=f(x)的图象上所有的点向下平行移动个单位长度,然后保持各点的纵坐标不变,横坐标变为原来的2倍,得到函数y=g(x)的图象.
(i)求的值域;
(ii)当时,恒成立,求实数a的取值范围.
19.(本小题满分17分)定义:若非零向量,函数f(x)的解析式满足f(x)=asinx+bcosx,则称f(x)为的伴随函数,为f(x)的伴随向量.
(1)若向量为函数的伴随向量,求;
(2)若函数f(x)为向量的伴随函数,在△ABC中,,f(A)=1,且,求AB+AC的值;
(3)若函数f(x)为向量的伴随函数,关于x的方程在[0,2π]上有且仅有四个不相等的实数根,求实数m的取值范围.
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