内容正文:
高一数学
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:人教A版必修第二册第六章~第八章.
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. 若一个几何体由6个面围成,则该几何体可能是( )
A. 六棱锥 B. 五棱柱 C. 四棱台 D. 圆台
2. 复数的虚部为( )
A. 4 B. C. 3 D.
3. 在中,点满足,点满足,则( )
A. B.
C. D.
4. 已知正方形的边长为,则其水平放置的直观图的面积为( )
A. B. C. D.
5. 已知一个三角形的三条高的长度分别为,,,则该三角形是( )
A. 锐角三角形 B. 直角三角形 C. 钝角三角形 D. 等腰三角形
6. 已知,是复数,,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
7. 在正三棱锥中,侧面的面积为底面的面积的,则二面角的正切值为( )
A. B. C. D.
8. 在中,,若对任意,恒成立,则的最小值为( )
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,是两条不同的直线,,,是三个不同的平面,则下列命题正确的是( )
A. 若,,,则,是异面直线
B. 若,,,则
C. 若,,则与可能相交
D. 若,,则
10. 已知的内角所对的边分别为,,,则( )
A.
B. 的外接圆面积为
C. 若,则满足条件的三角形仅有个
D. 周长的最大值为
11. 如图,在正四棱台中,,侧面积为,则下列说法正确的是( )
A. 该棱台的体积为
B. 点到平面的距离为
C. 直线与所成角的余弦值为
D. 该棱台的外接球的表面积为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知单位向量满足,则的夹角为______.
13. 如图,海平面上位于信息中心的正东方向且与相距25海里的处有一艘渔船遇险,在原地等待救援,甲船位于信息中心的南偏西方向且与相距15海里的处,现甲船以30海里/小时的速度沿直线去营救渔船,则甲船到达处需要________小时.
14. 已知正方体的棱长为3,点是侧面上的一个动点(含边界),点是棱上靠近的三等分点,若,则点的轨迹长度为________.
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. 已知复数.
(1)若复数为纯虚数,求的值;
(2)若复数在复平面内对应的点位于第四象限,求的取值范围.
16. 已知平面向量,,且.
(1)求在上的投影向量的坐标;
(2)若向量与的夹角是钝角,求实数的取值范围.
17. 如图,圆锥的表面积为,是底面圆的一条直径,是的中点,,是底面圆上的两点,,劣弧的长为,.
(1)若一只蚂蚁从点出发,沿圆锥侧面爬行一圈回到点,求该蚂蚁爬行的最短路程;
(2)求证:平面.
18. 如图,在四棱锥中,底面是矩形,平面平面,是的中点,,,设平面交于.
(1)求证:为的中点;
(2)求证:平面平面;
(3)若二面角的余弦值为,求直线与平面所成角的正切值.
19. 如图,的内角,,的对边分别为,,,点满足,点满足,与交于.
(1)求的值;
(2)若是锐角三角形,,,求的取值范围;
(3)若,的面积为11,求的最小值.
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高一数学
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:人教A版必修第二册第六章~第八章.
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. 若一个几何体由6个面围成,则该几何体可能是( )
A. 六棱锥 B. 五棱柱 C. 四棱台 D. 圆台
【答案】C
【解析】
【分析】分别计算每个选项中几何体的总面数,筛选出总面数为6的几何体.
【详解】对于A:六棱锥有1个底面+6个侧面,共个面,A错误;
对于B:棱柱总面数 = 侧面数 + 2个底面,五棱柱有5个侧面+2个底面,共个面,B错误;
对于C:棱台总面数 = 侧面数 + 2个底面,四棱台有4个侧面+2个底面,共个面,C正确;
对于D:圆台有上底面、下底面、侧面共3个面,D错误.
2. 复数的虚部为( )
A. 4 B. C. 3 D.
【答案】B
【解析】
【分析】由复数的乘方化简后根据复数的定义判断.
【详解】,虚部为.
3. 在中,点满足,点满足,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意结合平面向量基本定理即可求解.
【详解】
已知且,所以,
则,故A正确.
4. 已知正方形的边长为,则其水平放置的直观图的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据斜二测画法规则进行求解计算即可.
【详解】由斜二测画法规则可知,其水平放置的直观图是底为4,高为的平行四边形,
所以直观图的面积为.
5. 已知一个三角形的三条高的长度分别为,,,则该三角形是( )
A. 锐角三角形 B. 直角三角形 C. 钝角三角形 D. 等腰三角形
【答案】A
【解析】
【分析】由面积结合三条高表示三边长确定是最大边,对应最大角为,由余弦定理判断的符号,确定三角形形状.
【详解】设三角形面积为,三边长对应高分别为,
由三角形面积公式可得三边长为: ,
因为,因此是最大边,对应最大角为,
由余弦定理: ,由 得,
即最大角为锐角,因此该三角形是锐角三角形.
6. 已知,是复数,,若,则的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先求再由利用三角不等式求解即可
【详解】
∵,
,
即.
7. 在正三棱锥中,侧面的面积为底面的面积的,则二面角的正切值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】取的中点,连接,说明即为二面角的平面角,设,根据侧面的面积为底面的面积的,求出,再利用余弦定理解即可.
【详解】如图,取的中点,连接,
因为,所以,
所以即为二面角的平面角,
设,则,
由,得,所以,
则,
在中,由余弦定理得,
所以,所以,
即二面角的正切值为.
8. 在中,,若对任意,恒成立,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】依题意建立平面直角坐标系,根据向量坐标的数量积运算,及恒成立条件得到,进而根据二次函数的性质即可求出的最小值.
【详解】以为原点,以所在的直线为轴,建立如下图所示的平面直角坐标系,
设,,,,
则,,,,
则,对任意恒成立,
又对任意恒成立,则,
则,
所以的最小值为.
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,是两条不同的直线,,,是三个不同的平面,则下列命题正确的是( )
A. 若,,,则,是异面直线
B. 若,,,则
C. 若,,则与可能相交
D. 若,,则
【答案】BC
【解析】
【分析】由空间线线、线面、面面的位置关系,及面面平行、面面垂直的性质定理逐项判断即可.
【详解】对于A,由,,,可得,异面或平行,错误;
对于B,因为,,
所以,又,所以,正确;
对于C,由,,可得与相交或平行,正确;
对于D,由,,可得或相交或,错误.
10. 已知的内角所对的边分别为,,,则( )
A.
B. 的外接圆面积为
C. 若,则满足条件的三角形仅有个
D. 周长的最大值为
【答案】AC
【解析】
【分析】利用正弦定理、余弦定理求解判断ABC;利用余弦定理,结合基本不等式求解判断D.
【详解】对于A,由于,结合正弦定理得,
在中,有,所以,
则有,即,
又因为,,所以
又因为,所以,故A正确;
对于B,已知,,由正弦定理得,其中为外接圆的半径,
则,解得,外接圆面积,故B错误;
对于C,已知,,,
由余弦定理,代入数据得,
化简得,解得,舍去负值,则,所以只有一个正解,
因此满足条件的三角形仅有个,故C正确;
对于D,已知,,
由余弦定理,代入数据得,
化简得,
由基本不等式得,当且仅当时取等号,
则,解得,
因此周长的最大值为,故D错误.
11. 如图,在正四棱台中,,侧面积为,则下列说法正确的是( )
A. 该棱台的体积为
B. 点到平面的距离为
C. 直线与所成角的余弦值为
D. 该棱台的外接球的表面积为
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据正棱台的性质求得斜高、高、侧棱长,由体积公式计算体积判断A,把棱台补成棱锥后利用体积法得点到平面 距离判断B,根据定义求得异面直线所成角的余弦值判断C,确定外接球球心所在位置,求出外接球半径后计算表面积判断D.
【详解】对于A,由已知,,
如图,于,平面于,由在上,连接,
所以正四棱台的侧面积为,
所以,
又,所以,
所以正四棱台的体积为,A正确;
对于B,把正四棱台的侧棱延长交于点得正四棱锥,分别是正四棱台上、下底中心(对角线交点),则是棱锥的高(在上),
,,
因为,所以平面是正四棱锥的中截面,所以,,
是等边三角形,,
设到平面即平面的距离为,所以,
又,,
因为,所以,解得,B正确;
对于C,取中点,连接,则与平行且相等,所以是平行四边形,所以,所以是直线与所成角或其补角,
,
,又,
在中,C错;
对于D,由正棱台性质知其外接球球心在直线上,是等腰直角三角形,,而(是的一条中位线),即,过的中点,作交直线于点,则,即为外接球球心,
,,
又,所以,
所以,所以,所以,
所以外接球表面积为,D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知单位向量满足,则的夹角为______.
【答案】##
【解析】
【详解】由,得,
所以,
因为,所以,
解得,
因为,所以.
13. 如图,海平面上位于信息中心的正东方向且与相距25海里的处有一艘渔船遇险,在原地等待救援,甲船位于信息中心的南偏西方向且与相距15海里的处,现甲船以30海里/小时的速度沿直线去营救渔船,则甲船到达处需要________小时.
【答案】##
【解析】
【分析】利用余弦定理求出,结合行驶速度即可求得所需时间.
【详解】在中,由题意得:海里,海里,
因在南偏西,在正东,因此。
由余弦定理, ,
即,
故 得海里,
因甲船速度为30海里/小时,因此甲船到达处所需时间小时。
14. 已知正方体的棱长为3,点是侧面上的一个动点(含边界),点是棱上靠近的三等分点,若,则点的轨迹长度为________.
【答案】
【解析】
【分析】求出点的轨迹是以为圆心,2为半径的圆在正方形内的圆弧,求出轨迹长度;
【详解】
由题意
在上,取,则
由正方体的性质可知平面,又平面,
则,
则,
即点的轨迹是以为圆心,2为半径的圆在正方形内的圆弧,
如图设圆弧与交于,,
所以,则,
则弧长为
故点的轨迹长度为.
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. 已知复数.
(1)若复数为纯虚数,求的值;
(2)若复数在复平面内对应的点位于第四象限,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据纯虚数的定义列出方程求出,再根据复数的模的计算公式即可得解;
(2)根据复数的几何意义列出不等式组,解之即可.
【小问1详解】
由题意可知,
因为为纯虚数,则,解得,
所以,;
【小问2详解】
,
因为在复平面内对应的点位于第四象限,所以,
解得或,
即的取值范围是.
16. 已知平面向量,,且.
(1)求在上的投影向量的坐标;
(2)若向量与的夹角是钝角,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先由向量垂直坐标点积为算出,得到,再求,套用投影向量公式代入求值;
(2)先化简两个向量坐标,钝角满足数量积小于且不共线反向,先列式点积不等式求,再由平行条件算出并剔除,合并取值范围.
【小问1详解】
因为,所以,解得,
所以,,,,
所以在上的投影向量为
所以在上的投影向量的坐标为.
【小问2详解】
,,
因为向量与的夹角是钝角,则,且与不平行,
所以,解得,
又与不平行,则,所以,
所以实数的取值范围为.
17. 如图,圆锥的表面积为,是底面圆的一条直径,是的中点,,是底面圆上的两点,,劣弧的长为,.
(1)若一只蚂蚁从点出发,沿圆锥侧面爬行一圈回到点,求该蚂蚁爬行的最短路程;
(2)求证:平面.
【答案】(1)
(2)证明:连接,,,
因为,分别为,的中点,所以,
又因为平面,平面,所以平面.
因为劣弧的长为,则,
因为,则,所以为等边三角形,
所以,所以四边形为平行四边形,所以,
又因为平面,平面,所以平面,
又因为,,平面,所以平面平面,
因为平面,所以平面.
【解析】
【分析】(1)先利用圆锥的表面积公式求出及圆锥的侧面展开图是一个圆心角为,再利用勾股定理求出展开图中扇形的弦长即可;
(2)先通过证,,得到平面,平面,再根据面面平行的判定定理证得平面平面,进而利用面面平行的性质得到平面.
【小问1详解】
由题意可知该圆锥的表面积,
又,
,
解得,,
该圆锥的侧面展开图是一个圆心角为,则
,
则该圆锥的侧面展开图是一个圆心角为,半径为的扇形,
所以该扇形的弦长为,即该蚂蚁爬行的最短路程为.
【小问2详解】
略
18. 如图,在四棱锥中,底面是矩形,平面平面,是的中点,,,设平面交于.
(1)求证:为的中点;
(2)求证:平面平面;
(3)若二面角的余弦值为,求直线与平面所成角的正切值.
【答案】(1)证明:连接,,因为四边形是矩形,所以,
又平面,平面,所以平面,
又平面,平面平面,所以,所以,
因为是的中点,所以为的中点.
(2)证明:因为,是的中点,所以,
因为平面平面,平面平面,平面,且,
所以平面,
又平面,所以,
因为,且,平面,所以平面.
因为平面,所以平面平面.
(3)
【解析】
【分析】(1)先根据线面平行的判定证明平面,再根据线面平行的性质,及矩形的性质证明,进而根据三角形的性质即可证明结论;
(2)先根据等腰三角形的性质证明,再根据线面垂直的判定及性质证明,从而根据线面垂直的判定及面面垂直的判定即可证明结论;
(3)先确定直线与平面所成的角,再证明为二面角的平面角,从而得到,再结合余弦定理,勾股定理,正切函数的定义即可求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
【小问3详解】
过点作,垂足为,设中点为,连接,,
因为平面平面,平面平面,平面,
所以平面,所以为直线与平面所成角,
由(1)易得,,所以四边形是平行四边形,所以,
所以为直线与平面所成角.
由(2)知平面,又平面,所以,
又,所以为二面角的平面角,即,
设,在中,由余弦定理得,解得,
所以,,,
又,所以,
所以,即直线与平面所成角的正切值为.
19. 如图,的内角,,的对边分别为,,,点满足,点满足,与交于.
(1)求的值;
(2)若是锐角三角形,,,求的取值范围;
(3)若,的面积为11,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)6.
【解析】
【分析】(1)设,结合已知条件和向量共线定理即可求解;
(2)由(1)知,两边同时平方得,再利用正弦定理得,求出,即可得到的范围,进而可以求出;
(3)设,先在中,利用余弦定理得,再利用的面积为11,得到,最后通过同角三角函数的公式列出,即可求出.
【小问1详解】
设,
由题意,,
所以,
因为,,三点共线,所以,解得,
所以.
【小问2详解】
由(1)知,因为,,
所以,
由正弦定理得,所以,
因为是锐角三角形,解得,
所以,所以,
所以,
所以,即的取值范围为.
【小问3详解】
由(1)可知,则,又,所以,
设,则,
在中,由余弦定理得,
因为的面积为11,则,
又,则,
因为,所以,整理得,
将其看作关于的一元二次方程,则,
解得,故的最小值为6.
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