内容正文:
高一数学
满分:150分 考试时间:120分钟
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区.
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹签字笔书写,字体工整、笔迹清晰.
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效.
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑.
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀.
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(i为虚数单位),则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意得,.
2. 在中,,,,则( )
A. 16 B. C. 9 D.
【答案】A
【解析】
【分析】方法一:建立平面直角坐标系,再根据平面向量数量积的坐标运算公式即可求解;方法二:根据平面向量线性运算及数量积的运算律即可求解.
【详解】方法一:坐标法.
以为原点,所在直线为轴,所在直线为轴,则,,.
,,
则.
方法二:利用向量关系.
.
由于,,
所以.
3. 如图所示,某测量人员在高为100m的山顶A处,测得地面同一直线上的B、C两点的俯角分别为和,则B、C两点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据锐角三角函数,分别求得,即可求解.
【详解】设山顶在地面的投影为,则,从看的俯角为,则,所以.
从看的俯角为,则,所以.
由于、在的同侧,则.
4. 《九章算术》中将正圆台称为“圆亭”.某中学数学社团仿照古制制作了“圆亭”模型,模型上、下底面周长分别为和,高为3,则该模型的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】应用圆台体积公式计算求解.
【详解】已知圆台上、下底面周长分别为和,则半径分别为,,高.
圆台体积公式为,
代入得:.
5. 用斜二测画法画出的水平放置的的直观图是边长为2的正三角形,则原的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据直观图面积与原图面积的关系即可求解.
【详解】由斜二测画法,直观图面积与原图面积的关系为,
已知直观图是边长为2的正三角形,其面积为,
所以原三角形面积为.
6. 对于简单凸多面体,满足欧拉公式:顶点数棱数面数.已知某正多面体的每个面都是正三角形,每个顶点连接4条棱,则该正多面体的棱数E为( )
A. 6 B. 12 C. 16 D. 20
【答案】B
【解析】
【分析】根据顶点数,棱数,面数之间的数量关系,结合欧拉公式列出方程即可求解.
【详解】因为过每个顶点的棱数为4,则,得;
每个面是正三角形,每条棱属于2个面,故,得;
代入欧拉公式:,解得.
7. 在锐角中,内角的对边分别为,已知,,且边上的中线长为,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由正弦定理及两角和的正弦公式得出,再根据三角形中线的向量表示及平面向量数量积的运算律得出,由三角形面积公式即可求解.
【详解】由已知条件,化简得.
由正弦定理得,,
又,所以,
所以,由于为锐角三角形,所以.
边上的中线长为,
设边上的中线长为,则,
所以
,
所以,
所以.
8. 已知非零向量,不共线,给出下列四个结论:
①若,则;
②若,则存在正实数,使得与垂直;
③“”是“与的夹角为锐角”的充分不必要条件;
④若,则“”是“与的夹角为”的充要条件.
其中正确结论的个数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】根据平面向量垂直的性质,结合平面向量数量积的运算性质、平面向量夹角公式逐一判断即可.
【详解】①由得,展开得,故,正确.
②若与垂直,,解得,
因、,故,不存在正实数,错误.
③,即,得,即与夹角为锐角(因为不共线),反之亦然,故为充要条件,不是充分不必要,错误.
④由,得,;反之亦然,故为充要条件,正确.
正确结论为①④,共2个.
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z满足(为虚数单位),且z是关于x的实系数一元二次方程的一个根,则下列说法正确的有( )
A. z的虚部为 B. 复数z的共轭复数为
C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据复数的乘除法运算及共轭复数的定义即可判断AB;将代入方程,列出方程组求解即可判断CD.
【详解】对于AB,由得,
其虚部为,共轭复数为2i,故A正确、B错误;
对于CD,实系数方程一根为,
代入原方程得,,
解得,,故C、D正确.
10. 如图,已知正三棱柱的所有顶点都在表面积为的球O的球面上,底面边长为a,侧棱长为h,则下列说法正确的有( )
A. 正三棱柱的外接球的球心O一定是上下底面中心连线的中点
B. 若底面边长,则侧棱长
C. 若侧棱长,则该正三棱柱的体积为
D. 该正三棱柱的侧面积的最大值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】由球表面积求得,由几何关系,正三棱柱的性质,三棱柱的体积公式及基本不等式结合选项分别判断即可求解.
【详解】由已知球表面积为得半径,
对于A,正三棱柱外接球球心为上下底面中心连线的中点,故A正确;
对于B,由几何关系得,即,
代入,得,故B正确;
对于C,若,则,体积,故C错误;
对于D,由得,
侧面积,
因为,
当且仅当时等号成立,
所以,故D正确.
11. 已知中,,点P为边BC上的动点,满足(,为实数),则下列说法正确的有( )
A. 的面积的最大值为 B. 当P为BC中点时,
C. 若的面积为面积的,则 D. 若,则的最小值为
【答案】ABC
【解析】
【分析】根据平面向量数量积的定义,平面向量数量积的运算律及三角形面积公式即可判断A;由平面向量数量积的运算律即可判断B;由三点共线即可判断C;由平面向量数量积的运算律即可判断D.
【详解】对于A,由已知条件,得,
由,得,
平方得,得,.
,
由,得,则,
所以,故A正确.
对于B,当为中点时,,
则,故B正确.
对于C,由在上,设且,则与面积比等于,
由得,故C正确.
对于D,若,则,结合,得,为等边三角形.
,,
则
,
当时,取得最小值,故D错误.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,若与共线,则实数______.
【答案】##0.5
【解析】
【详解】由已知得,,
因为两向量共线,所以,解得.
13. 已知三棱锥的三条侧棱两两垂直,且三个侧面的面积分别为1,2,3,则该三棱锥的体积为________.
【答案】##
【解析】
【详解】由题意,设三条侧棱长分别为,,,且两两垂直,三个侧面为直角三角形,
其面积分别为,,,即,,.
三式相乘得,所以,
三棱锥的体积为.
14. 在平面斜坐标系中,,平面上任意一点P的斜坐标定义为:若,其中、分别为x轴、y轴正方向上的单位向量,则P的斜坐标为.已知点A的斜坐标为,点B的斜坐标为.若,则实数k的值为________.
【答案】6
【解析】
【分析】由斜坐标定义用、表示,再根据平面向量数量积的运算律列出方程即可求解.
【详解】因,所以,
由题意,.
,
已知、为单位向量,夹角为,故,
则,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. 已知,是夹角为的两个单位向量,设,.
(1)求证:与垂直;
(2)求向量与的夹角的大小.
【答案】(1)证明见解析
(2)(或)
【解析】
【分析】(1)根据平面向量数量积的运算律即可证明;
(2)由平面向量数量积的运算律及夹角的余弦公式即可求解.
【小问1详解】
由已知,
,
所以.
因为,是夹角为的单位向量,
所以,且,
代入得,
因此,与垂直
【小问2详解】
设向量与的夹角为,则.
先计算.
再计算,
所以;
,
所以.
于是,
因为,故(或).
16. 已知复数z满足,且z的共轭复数满足为纯虚数.
(1)求复数z;
(2)若复数,求w在复平面内对应点的坐标,并判断该点所在的象限.
【答案】(1)或
(2)当时,在复平面内对应点的坐标为,且该点位于第二象限;当时,在复平面内对应点的坐标为,该点位于第四象限.
【解析】
【分析】(1)设,其中,由题意可得,求解即可;
(2)由复数的运算可得,再代入(1)中的结论求解即可.
【小问1详解】
设,其中,
由,得,
又,
则.
因为为纯虚数,
所以实部为零,虚部不为零,即,
联立方程,解得.
当时,;当时,.
所以或.
【小问2详解】
由,而,
故.
当时,,
在复平面内对应点的坐标为,且该点位于第二象限;
当时,,
在复平面内对应点的坐标为,且该点位于第四象限.
综上,当时,在复平面内对应点的坐标为,且该点位于第二象限;
当时,在复平面内对应点的坐标为,该点位于第四象限.
17. 在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求角A的大小;
(2)若,求的周长的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据正弦定理,结合锐角三角形的性质进行求解即可;
(2)根据正弦定理,结合锐角三角形的性质、辅助角公式、正弦型函数的最值性质进行求解即可.
【小问1详解】
由正弦定理,得,
代入已知,得.
因为,,得,即.
又为锐角三角形,所以;
【小问2详解】
由正弦定理得,所以,.
因为,所以,即,
因为是锐角三角形,所以解得.
周长.
.
由于,则,从而,
,
所以周长的取值范围是.
18. 如图,在直三棱柱中,底面是直角三角形,,,侧棱.该直三棱柱内有一个圆柱,圆柱的下底面在直三棱柱的底面ABC上,上底面在直三棱柱的上底面上,且圆柱的侧面与直三棱柱的三个侧面都相切.
(1)求该圆柱的表面积;
(2)求该直三棱柱的外接球O的体积;
(3)点M是直三棱柱外接球表面上的动点,N是圆柱表面上的动点,记,R为外接球的半径,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)由三角形的内切圆半径及圆柱表面积公式即可求解;
(2)由球的体积公式即可求解;
(3)将的最大值,转化为求圆柱表面上的点到球心的距离的最大值的平方,结合图形及勾股定理即可求解.
【小问1详解】
在直三棱柱中,底面是等腰直角三角形,,,
所以,
的内切圆半径,
圆柱的高,
所以圆柱的表面积
.
【小问2详解】
直三棱柱的外接球球心位于上下底面外心连线的中点,
设外接圆的圆心为,
底面直角三角形外心是斜边的中点,则,
,所以,
外接球半径,
体积.
【小问3详解】
设底面的内心为,
由球的几何性质,的取值范围为,
代入得,
即的最大值,等价于求圆柱表面上的点到球心的距离的最大值的平方,
设点在底面的投影为,到底面的竖直距离为,
,
当取最大值(即在圆柱上底面或下底面的圆周上)时,竖直分量最大;同时水平分量的最大值出现在底面内切圆圆周上,
因此的最大值必在圆柱上下底面的内切圆圆周上取得,
在中,内切圆半径,外接圆半径为,
内心到外心的距离为,
,
,
故.
19. 在中,角的对边分别为,已知.
(1)求的值;
(2)若,解答下列问题:
①当的面积为时,求AC边上的中线长;
②若点D在边上,且平分,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)①;②
【解析】
【分析】(1)由正弦定理及两角和的正弦公式即可求解;
(2)①由三角形面积公式及余弦定理得出和,再根据平面向量数量积的运算律即可求解;②由角平分线得出,,由余弦定理得,再由基本不等式即可求解.
【小问1详解】
根据已知,由正弦定理得,
因为,
所以,
由得,故.
【小问2详解】
①由(1)知,则,
由面积得,即,
又由余弦定理,
代入,得,
设的中点为,则,
,
故中线长为.
②由角平分线得,
又,得,,
则,
由余弦定理,即,
所以,,
由(当且仅当时取等号),得:
所以,
又为三角形边长,则,故
综上所述,的取值范围为.
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2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹签字笔书写,字体工整、笔迹清晰.
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试卷上答题无效.
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑.
5.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀.
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(i为虚数单位),则( )
A. B. C. D.
2. 在中,,,,则( )
A. 16 B. C. 9 D.
3. 如图所示,某测量人员在高为100m的山顶A处,测得地面同一直线上的B、C两点的俯角分别为和,则B、C两点的距离为( )
A. B. C. D.
4. 《九章算术》中将正圆台称为“圆亭”.某中学数学社团仿照古制制作了“圆亭”模型,模型上、下底面周长分别为和,高为3,则该模型的体积为( )
A. B. C. D.
5. 用斜二测画法画出的水平放置的的直观图是边长为2的正三角形,则原的面积为( )
A. B. C. D.
6. 对于简单凸多面体,满足欧拉公式:顶点数棱数面数.已知某正多面体的每个面都是正三角形,每个顶点连接4条棱,则该正多面体的棱数E为( )
A. 6 B. 12 C. 16 D. 20
7. 在锐角中,内角的对边分别为,已知,,且边上的中线长为,则的面积为( )
A. B. C. D.
8. 已知非零向量,不共线,给出下列四个结论:
①若,则;
②若,则存在正实数,使得与垂直;
③“”是“与的夹角为锐角”的充分不必要条件;
④若,则“”是“与的夹角为”的充要条件.
其中正确结论的个数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
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z满足(为虚数单位),且z是关于x的实系数一元二次方程的一个根,则下列说法正确的有( )
A. z的虚部为 B. 复数z的共轭复数为
C. D.
10. 如图,已知正三棱柱的所有顶点都在表面积为的球O的球面上,底面边长为a,侧棱长为h,则下列说法正确的有( )
A. 正三棱柱的外接球的球心O一定是上下底面中心连线的中点
B. 若底面边长,则侧棱长
C. 若侧棱长,则该正三棱柱的体积为
D. 该正三棱柱的侧面积的最大值为
11. 已知中,,点P为边BC上的动点,满足(,为实数),则下列说法正确的有( )
A. 的面积的最大值为 B. 当P为BC中点时,
C. 若的面积为面积的,则 D. 若,则的最小值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知向量,,若与共线,则实数______.
13. 已知三棱锥的三条侧棱两两垂直,且三个侧面的面积分别为1,2,3,则该三棱锥的体积为________.
14. 在平面斜坐标系中,,平面上任意一点P的斜坐标定义为:若,其中、分别为x轴、y轴正方向上的单位向量,则P的斜坐标为.已知点A的斜坐标为,点B的斜坐标为.若,则实数k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,是夹角为的两个单位向量,设,.
(1)求证:与垂直;
(2)求向量与的夹角的大小.
16. 已知复数z满足,且z的共轭复数满足为纯虚数.
(1)求复数z;
(2)若复数,求w在复平面内对应点的坐标,并判断该点所在的象限.
17. 在锐角中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知.
(1)求角A的大小;
(2)若,求的周长的取值范围.
18. 如图,在直三棱柱中,底面是直角三角形,,,侧棱.该直三棱柱内有一个圆柱,圆柱的下底面在直三棱柱的底面ABC上,上底面在直三棱柱的上底面上,且圆柱的侧面与直三棱柱的三个侧面都相切.
(1)求该圆柱的表面积;
(2)求该直三棱柱的外接球O的体积;
(3)点M是直三棱柱外接球表面上的动点,N是圆柱表面上的动点,记,R为外接球的半径,求的最大值.
19. 在中,角的对边分别为,已知.
(1)求的值;
(2)若,解答下列问题:
①当的面积为时,求AC边上的中线长;
②若点D在边上,且平分,求的取值范围.
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