内容正文:
大庆实验中学实验二部2025级高一下学期阶段考试
数学试题
说明:1.请将答案填涂在答题卡的指定区域内;
2.满分150分,考试时间120分钟.
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)
1.复数,,为虚数单位,则复数在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.已知,,为三条不同的直线,,为两个不同的平面,则以下选项正确的是( )
A.若,,,,则
B.若,,则,是异面直线
C.若,,,则
D.若,,,则
3.已知点,,不共线,为平面外一点,下列能够确定,,,四点共面的是( )
A. B.
C. D.
4.如图,是平面外的一点,,,,分别为,的中点,且.则异面直线与所成的角的大小为( )
A. B. C. D.
5.正三棱柱的底面边长为3,高为,为上的点,,平面将该棱柱截成两个几何体,那么小的几何体与大的几何体的体积比值为( )
A. B. C. D.
6.《九章算术》中将底面是长方形且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥称为“阳马”.现有“阳马”如图所示,侧棱底面,且,点在棱上运动.则下列说法正确的是( )
A.存在点,使得
B.不存在点,使得平面
C.对于任意点,成立
D.对于任意点,平面平面成立
7.已知正方形的边长为,将沿对角线翻折,使二面角的大小为,则平面截三棱锥的外接球所得截面的面积为( )
A. B. C. D.
8.如图,已知正八面体中,其所有棱长均为,动点满足,则所有这样的点构成的平面截该正八面体所得截面的面积为( )
A.1 B.2 C. D.4
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分)
9.已知复数,则下列结论正确的有( )
A.对应的点在第四象限 B.
C.的共轭复数为 D.的虚部为1
10.已知向量,,则下列结论正确的是( )
A.若,则
B.若且,则
C.的最大值为
D.若在上的投影向量为,则向量与的夹角为
11.已知四棱锥中,平面,,,四棱锥的外接球的球心为.记四棱锥,的体积分别为,,三棱锥,的体积分别为,,则下列说法中正确的有( )
A.
B.
C.
D.若直线与平面所成的角的大小为,则的最大值为
三、填空题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
12.如图,是水平放置的的直观图,,,,则原的面积为__________.
13.已知二面角的大小为,二面角内一点到平面,的距离分别为3和6,则到直线的距离为__________.
14.在中,角,,的对边分别为,,,已知,且,点满足,,则的面积为__________.
四、解答题(本题型共5题,共77分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15.在中,角,,的对边分别为,,,,.
(1)求角;
(2)若是线段的中点,且,求.
16.如图所示,已知是圆的直径,为圆上一点(异于,),,,为圆所在平面外一点,且垂直于圆所在平面.
(1)求证:平面平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
17.如图,已知中,,,,,为线段上两点(包括端点),且.
(1)若,求的值;
(2)设,试将的面积表示为的函数,并求其最大值.
18.如图1,图2,在正方体中,为的中点.
(1)图1中,求二面角的正切值;
(2)图2中,已知,为的中点,点是线段上的动点,
①求证:;
②过且与垂直的截面与交于点,求三棱锥的体积的最小值.
19.如图,已知是边长为4的等边三角形,,分别是,的中点,将沿着翻折,使点到点处,得到四棱锥.
(1)设平面平面,证明:平面;
(2)当时,求平面与平面夹角的余弦值;
(3)若点在平面的射影在四边形的内部,四棱锥的体积,设点在线段上运动(不含端点),记直线与平面所成的角为,四棱锥的高为,求的取值范围.
大庆实验中学实验二部2025级高一下阶段考试
数学试题参考答案
一、单选题
1.D 2.C 3.C 4.B 5.C 6.D 7.A 8.B
二、多选题
9.BCD 10.ABD 11.ABD
三、填空题
12.6 13. 14.
14.解:由,
可得,即.又,所以.
因为,所以点O为△ABC的重心,
所以,所以,
两边平方得.
因为,所以,
于是,所以,
△AOC的面积为.
因为△ABC的面积是△AOC面积的3倍,故△ABC的面积为.
15.解:(1)由正弦定理可知,
∴,
∴,
又,,
∴,
∵,∴,
∵,∴
(2)由(1)及余弦定理得,即①,
又因为,则,
则,
即,
所以②,
由得,
所以;
16.【详解】(1)证明:∵,,
∴.
∵AB是圆O的直径,C为圆上一点,∴.
又∵,且PA,
∴.
∵
∴;
(2)如图所示,过点A作于点D,
∵,,
∴,
又,PC,
∴.
∴∠ACD即为直线AC与平面PBC所成角.
∵,,可得.
∴
即直线AC与平面PBC所成角的正弦值为.
17.解:(1)由题意可知:,,,
若,则,,可得,
所以.
(2)若,则,,,
在△ACM中,由正弦定理可得,
则,
在△BCN中,由正弦定理可得,则
可得△MCN的面积
,
因为,则,
当,即时,取到最大值.
18.解:(1)法一:综合法
如图所示,过A作交CM的延长线于O,连结.
∵⊥平面ABCD,∴AO是在平面ABCD内的射影,
∵CM平面ABCD,∴,∵
∴CM⊥平面,∵平面,∴,
∴为二面角的平面角.
设正方体的棱长为1.
∵M是AB的中点,且,则在直角△AMF中,,,
,,,
∴二面角的正切值为.
法二:坐标法
不妨设正方体的棱长为2,以D为空间直角坐标系坐标原点,DA,DC,分别为x轴、y轴、z轴,建立空间直角坐标系,则
,,,
易知,平面ACM的法向量为.
设平面的法向量为,,
则,令,得,,所以
设锐二面角的平面角为θ,则,
所以,即二面角的正切值为.
(2)①
如图所示,设T为BC的中点,连接DT交MC于R,
∵,,,
∴,
∴,
∴,即,∴,
又∵⊥平面ABCD,MC平面ABCD,∴,
又∵,∴MC⊥平面,
∵DP平面
∴
①法二:同(1)建立空间直角坐标系,则
,,,,
所以
又因为,
所以,即.
②由①知MC⊥平面
∵ER平面,∴,设,
又∵DP⊥平面MEC,∴DE就是三棱锥D-MCE的高
∴,
∵,且,∴,
即,∵,
∴
当且仅当,即时取等号,
此时
,解得,即.
即三棱锥P-MCE的体积的最小值为.
19.(1)证明:∵D,E分别是AB,AC的中点,
∴
又DE平面PBC,BC平面PBC,
∴DE∥平面PBC,
又∵平面PDE∩平面PBC=1,DE平面PDE,
∴,
又∵l平面BCED,DE平面BCED,
∴l∥平面BCED.
(2)法一:坐标法
取BC中点N,连,则M为DE的中点,
在平面APN内,过M作,
在等边△ABC中,由,得,
又,所以,
所以,,所以DE⊥平面APN,
又Mz平面APN,所以,
所以Mz,AN,DE两两垂直,以M为坐标原点,
直线MN,ME,Mz分别为x,y,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
设,
则,,,,,,,
则,,
又,则,所以,解得,
则,所以,
则,,,
设平面PDB的一个法向量为,
则,令,得,
设平面PDE的法向量为,则,
令,得,
所以,
所以平面PDB与平面PDE夹角的余弦值为.
法二:几何+向量法
由已知,在翻折过程中,,.当时,
易知,又,由勾股定理得,
.
取PD中点G,连接EG,因为△PDE是等边三角形,
所以,
所以向量与向量的夹角即为平面PDB与平面PDE夹角(或补角),且,.
设向量与向量的夹角为γ,,
同时
所以
所以平面PDB与平面PDE夹角的余弦值为.
(3)因为点P在平面BCED内的射影在四边形BCED内部,
所以,由,得到,
因为,所以,
则,又,
所以,则,所以,
则,,,,
因为点Q在线段BC上运动(不含端点),设,
,,设平面PDE的法向量为
则,即,令,
所以
所以,所以
所以,
因为,
所以
(其中m,cosθ没有关联)
所以的取值范围是.
学科网(北京)股份有限公司
$