摘要:
**基本信息**
高一年级第二学期数学期中测试卷,覆盖复数、向量、立体几何等核心知识,通过空间图形旋转(如第3题)、新定义运算(如第19题)等设计,考查数学抽象、空间观念与推理能力,适配期中阶段性评估需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|8/40|复数概念、向量共线|基础巩固,如第1题实数判断|
|多选题|3/18|圆台表面积、单位向量|能力提升,如第11题蚂蚁爬行最短路径|
|填空题|3/15|投影向量、外接球表面积|空间想象,如第14题三棱锥表面最短距离|
|解答题|5/77|圆锥表面积、新定义运算|创新应用,如第19题非零向量新运算|
内容正文:
密 封 线 内 不 得 答 题
座位号
姓 名
学 校
考场号
班 级
密 封 线
密 封 线 内 不 得 答 题
高一年级第二学期数学期中测试卷
(时间:120分钟 满分:150分)
一、单选题: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.下列复数中,是实数的是( )
A. B. C. D.
2.已知向量共线,则实数的值是( )
A.1 B. C.6 D.
3.以钝角三角形的较小边所在的直线为轴,其他两边旋转一周所得到的空间图形是( )
A.圆锥 B.两个圆锥组合体
C.圆柱 D.一个大圆锥挖去一个同底的小圆锥
4.向量与互相垂直,则( )
A.-18 B.18 C.-9 D.9
5.已知复数满足,则( )
A.0 B.1 C.-1 D.
6.如图,是水平放置的 的直观图,,,,则原的面积为( )
A.6 B. C.12 D.24
7.的内角A、B、C的对边分别为知,,,则( )
A. B. C.2 D.3
8.两个圆锥有等长的母线,它们的侧面展开图恰好拼成一个圆,若它们的侧面积之比为,则它们的体积比是( )
A. B. C. D.
二、多选题: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.若是直线上的一个单位向量,这条直线上的向量,,则下列说法正确的是( )
A. B. C.与的夹角为 D.
10.已知复数满足,则下列选项正确的是( )
A. B.复数的虚部为
C.在复平面内对应的点在第二象限 D.
11.如图所示的圆台,圆台的高为,上底面圆的半径为1,下底面圆的半径为2,则下列说法正确的是( )
A.该圆台轴截面面积为 B.该圆台的表面积为
C.该圆台的体积为
D.一只蚂蚁从点出发,沿着圆台表面爬行,最终到达的中点处,则爬行的最短路程为5
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.在复平面内,对应的点位于第_________象限.
13.已知向量,,则在上的投影向量的坐标为______.
14.如图,在三棱锥中,平面,,,
已知动点E从C点出发,沿四棱锥的外表面经过棱AD上一点到点B的最短距离为,则该棱锥的外接球的表面积为______.
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) 已知向量,,.
(1)求向量;
(2)证明:向量与共线;
(3)已知实数满足,求的值.
16.(15 分) 已知复数(其中且为虚数单位),且为纯虚数.
(1)求实数的值;
(2)若,求复数的模.
17.(15 分) 如图,已知圆锥的轴截面是边长为2的正三角形,是底面圆心.
(Ⅰ)求圆锥的表面积;
(Ⅱ)经过圆锥的高的中点作平行于圆锥底面的截面,求截得的圆台的体积.
18. (17 分) 在内角的对边分别为,
已知.
(1)求B;
(2)若,,求面积.
19.(17 分)对任意两个非零向量,,定义:
(1)若向量,,求的值;
(2)若单位向量,满足,求向量与的夹角的余弦值;
(3)若非零向量,满足,向量的夹角是锐角,且4是整数,求的取值范围.
第3 页 共4页 第4 页 共4页
第 1 页 共4页 第 2 页 共4页考 号
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高一年级第二学期数学期中测试卷参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
D
B
A
C
D
A
BC
AD
题号
11
答案
ACD
1.B
【分析】本题先判断1+i是虚数;是实数;是纯虚数;当时,是实数,当时,是纯虚数,再给出答案.
【详解】解:1+i是虚数,不是实数;是实数;是纯虚数;当时,是实数,当时,是纯虚数.
故选:B.
【点睛】本题考查复数的分类,是基础题
2.C
【分析】利用向量平行的坐标运算,即可得答案;
【详解】向量共线,
,
故选:C.
3.D
【分析】由旋转体的概念判断.
【详解】如图,钝角三角形,以较小边所在直线为轴旋转一周形成的几何体,是以为母线的大圆锥挖去以为母线的小圆锥所得.
故选:D.
4.B
【分析】根据题意列式计算即可.
【详解】因为向量与互相垂直,
所以,解得.
故选:B
5.A
【分析】先通过复数除法将,化简为,再利用复数相等求解.
【详解】因为,
所以,
所以,
所以.
故选:A
【点睛】本题主要考查复数的基本运算和复数相等,还考查了运算求解的能力,属于基础题.
6.C
【分析】根据斜二测画法画出原图,从而计算出原图的面积.
【详解】根据斜二测画法的知识画出原图如下图所示,
则原的面积为.
故选:C.
7.D
【详解】由余弦定理,得,解得(舍去).故选D.
8.A
【分析】
设圆锥母线长为,小圆锥半径为、高为,大圆锥半径为,高为,根据侧面积之比可得,再由圆锥侧面展开扇形圆心角的公式得到,利用勾股定理得到关于的表达式,从而将两个圆锥的体积都表示成的表达式,求出它们的比值即可.
【详解】
设圆锥母线长为,侧面积较小的圆锥半径为,
侧面积较大的圆锥半径为,它们的高分别为、,
则,得,
因为两圆锥的侧面展开图恰好拼成一个圆,
所以,得,
再由勾股定理,得,
同理可得,
所以两个圆锥的体积之比为:
.
故选:A.
9.BC
【分析】根据条件可得,进而可判断ABC,然后利用向量数量积的概念可判断D.
【详解】因为,,
所以,故A错误,B正确,C正确;
所以,故D错误.
故选:BC.
10.AD
【分析】对A,由复数除法求得,根据共轭复数的概念判断;对B,根据复数的虚部的概念判断;对C,计算,根据复数的几何意义判断;对D,根据计算判断.
【详解】对于A:由得,所以,A正确;
对于B:复数的虚部是,B错误;
对于C:,对应的点为,在第四象限,C错误;
对于D:,D正确;
故选:AD.
11.ACD
【分析】利用圆台的表面积公式和体积公式,梯形的面积公式计算即可判断A,B,C项;将圆台侧面展开,利用弧长公式和勾股定理即可求解.
【详解】对于A,圆台轴截面为等腰梯形,其中,
则其面积为:,故A正确;
对于B,由图知,圆台的母线长,
则圆台的表面积为:,故B错误;
对于C,该圆台的体积为,故C正确;
对于D,将圆台沿着母线展开,得到如图的扇环形,由题意,蚂蚁爬行的最短路程为的长.
因劣弧的长为,故的弧度数为,
又点是的中点,故,由勾股定理,,故D正确.
故选:ACD.
12.一
【分析】先根据复数的乘法运算求出复数,再根据复数的几何意义即可得解.
【详解】,
所以对应的点为,位于第一象限.
故答案为:一.
13.
【分析】
直接根据投影向量的公式求解即可.
【详解】
,,
则在上的投影向量为.
故答案为:
14.
【分析】先展开平面图,根据最短距离,利用余弦定理求得,然后将该棱锥补成一个长方体求得其外接球的半径,进而代入球的表面积公式求解即可.
【详解】三棱锥的部分平面展开图如图所示:
设,由题意得:,,
在中,由余弦定理得:,
即,即,
解得或(舍去),如图所示:
该棱锥的外接球即为长方体的外接球,
则外接球的半径为:,
所以该棱锥的外接球的表面积为.
故答案为:
15.(13分)
(1)
(2)证明见解析
(3),
【分析】(1)利用平面向量加法的坐标表示可求得向量的坐标;
(2)利用平面向量共线的坐标表示可证得结论成立;
(3)利用平面向量线性运算的坐标表示可得出关于、的方程组,即可解出这两个未知数的值.
【详解】(1)由题意可得. (3分)
(2)
因为向量,,所以, (5分)
所以向量与共线. (8分)
(3)因为,所以, (10分)
可得方程组, (12分)
解得. (13分)
16.(15分)
(1);(2).
【分析】(1)先根据,求出,结合纯虚数的特点可求;
(2)把代入,利用复数的除法运算化简复数,结合模长公式求出模长.
【详解】(1)因为,所以, (2分)
又为纯虚数,所以, (4分)
解得. (6分)
因为,所以 (7分)
(2)由(1)知:,
所以, (12分)
所以. (15分)
17.(15分)
(I);(II).
【分析】(I)由公式计算;
(II)圆台体积等于大圆锥体积减去小圆锥体积.
【详解】(Ⅰ)∵r=1,=2,
∴ (3分)
; (7分)
(Ⅱ)设圆锥的高为h,则h=,r=1,
∴小圆锥的高=, 小圆锥的底面半径=, (11分)
. (15分)
18.(17分)
(1)
(2)
【分析】(1)由正弦定理求得即可得解;
(2)首先有,结合余弦定理求出,再结合三角形面积公式即可求解.
【详解】(1)∵,由正弦定理得, (3分)
, (5分)
∴,
∴,∴. (7分)
(2)因为,由正弦定理得, (9分)
由余弦定理得, (12分)
解得或(舍去),(13分)
∴, (14分)
∴. (17分)
19.(17分)
(1)
(2)
(3)
【分析】(1)先求出向量的坐标,再根据题目所给定义求出的值.
(2)根据所给条件求出的值,再利用向量夹角的余弦值公式计算即可.
(3)结合条件得出的范围、向量与的夹角的余弦值的范围,再根据题目所给定义和题目条件,求出的值,将转化为,即可求出的取值范围.
【详解】(1)因为,,所以,(2分)
所以,
故的值为. (5分)
(2)因为向量、是单位向量,所以,, (6分)
由,
可得, (8分)
解得, (9分)
由,可得, (10分)
,
故向量与的夹角的余弦值为. (12分)
(3)设向量与的夹角为,由题意可知,则,
因为,所以,. (13分)
因为,所以,. (14分)
因为是整数,所以,
所以,, (15分)
而 ,即,所以, (16分)
因为,
,所以,即,
故的取值范围为. (17分)
答案第1页,共2页
试卷第1页,共2页
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高一年级第二学期数学期中测试卷 双向细目表
题号 题型 分值 知识点 难度系数
1 单选题 5 复数的分类 0.94
2 单选题 5 平面向量共线定理 0.94
3 单选题 5 空间几何体 0.94
4 单选题 5 平面向量的数量积 0.94
5 单选题 5 复数的相等 0.85
6 单选题 5 直观图 0.85
7 单选题 5 余弦定理解三角形 0.65
8 单选题 5 柱、锥、台的体积 0.65
9 多选题 6 平面向量的线性运算 0.94
10 多选题 6 复数的几何意义 0.85
11 多选题 6 柱、锥、台的表面积,柱、锥、台的体积 0.65
12 填空题 5 在各象限内点对应复数的特征,判断复数对应的点所在的象限 0.94
13 填空题 5 投影向量 0.85
14 填空题 5 多面体与球体内切外接问题 0.65
15 解答题 13 用向量证明线段垂直,平面向量共线定理证明线平行问题 0.85
16 解答题 15 求复数的模,复数代数形式的四则运算 0.85
17 解答题 15 棱台表面积的有关计算,台体体积的有关计算 0.85
18 解答题 17 余弦定理,三角形面积公式及其应用 0.65
19 解答题 17 向量新定义 0.65
Sheet2
Sheet3
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