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江油中学2025级高一下6月教学质量检测
数学试题
考试时间:120分钟 总分:150
一、单选题:本大题共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. ( )
A. B. C. D.
2. 已知向量,满足,,则( )
A. B. C. D.
3. 已知棱台的上下底面均为有一个角为的菱形,且上下底面的边长分别为2和3,若该棱台的高为,则该棱台的体积为( )
A. B. C. D.
4. 已知为第二象限角,且,则( )
A. B. C. D.
5. 已知平面向量,不共线,且,则( )
A. , B. , C. , D. ,
6. 在中,角的对边分别是,若,则的面积为( )
A. B. 1 C. 5 D.
7. 如图,在中,为上一点,且满足,若,则的最小值是( )
A. 2 B. 4 C. D.
8. “不以规矩,不成方圆”.出自《孟子·离娄章句上》.“规”指圆规,“矩”指由相互垂直的长短两条直尺构成的角尺,用来测量、画圆和方形图案的工具.有一圆形木板,以“矩”量之,较长边为10cm,较短边为5cm,如图所示,将这个圆形木板截出一块三角形木板,三角形定点A,B,C都在圆周上,角A,B,C分别对应a,b,c,满足.若,且,则( )
A. B. △ABC周长为
C. △ABC周长为 D. 圆形木板的半径为
二、多选题:本大题共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.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 设,则( )
A. B. C. D.
10. 已知向量,,,则下列说法正确的是( )
A. B. 在上的投影向量为
C. 与夹角的余弦值为 D. 若与垂直,则实数
11. 点在所在的平面内,则以下说法正确的有( )
A. 若,则点为的外心(外接圆圆心)
B. 若,则动点的轨迹一定通过的重心
C. 若,,分别表示,的面积,则
D. 若,则点是的内心
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在答卷中的横线上.
12. 设向量,,若,则______.
13. 已知三点共线,则__________.
14. 已知球的体积为,点A,B,C,D均在球表面上,若为正三角形,且,则__________.
四、解答题:15题13分,16、17题各15分,18、19题各17分,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知在中,,,.
(1)求;
(2)设,两点满足:在的延长线上,,.若,求.
16. 如图,在三棱锥中,点在上,,,.
(1)求证:;
(2)若,,,.求直线与平面所成角的正弦值.
17. 在中,已知,.
(1)证明:为钝角三角形;
(2)若的面积为,求的周长.
18. 如图,在直三棱柱中,,,,分别为,的中点.
(1)证明:平面;
(2)设,直线与平面所成的角为,求直线到平面的距离.
19. 如图,在正方体中,为棱的中点,为棱的中点.
(1)连接并延长,交平面于点,求证:三点共线;
(2)点在棱的延长线上,且,求证:平面平面.
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江油中学2025级高一下6月教学质量检测
数学试题
考试时间:120分钟 总分:150
一、单选题:本大题共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. ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】
2. 已知向量,满足,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由和两边分别平方,解方程组即得的值.
【详解】由,得,即,①
由,得,即,②
由①②得.
3. 已知棱台的上下底面均为有一个角为的菱形,且上下底面的边长分别为2和3,若该棱台的高为,则该棱台的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】分别求出棱台的上底面面积和下底面面积,再根据棱台的体积公式求得该棱台的体积.
【详解】由题意,得棱台的上底面面积为,
下底面面积为,
所以该棱台的体积为.
4. 已知为第二象限角,且,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据条件,借助二倍角公式,求出,再根据同角三角函数关系式求出,代入即得答案.
【详解】由,得,
因为为第二象限角,所以,
所以,得,
因为为第二象限角,所以,,
所以,,
所以.
5. 已知平面向量,不共线,且,则( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【分析】由平面向量基本定理可得.
【详解】由题意可知平面向量不共线,且,
则.
6. 在中,角的对边分别是,若,则的面积为( )
A. B. 1 C. 5 D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据给定条件,利用正弦定理求出边长a,再利用余弦定理求,结合三角形面积公式求出面积即可求解.
【详解】在中,由正弦定理得:,
因此,
则,
而,由余弦定理可得,
即,解得或(舍去),
所以.
7. 如图,在中,为上一点,且满足,若,则的最小值是( )
A. 2 B. 4 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设,从而得到,结合已知有,应用三角形面积公式得,最后由向量数量积的运算律、基本不等式求向量模长的最值.
【详解】设,则,
所以,解得,
,则,
,当且仅当时,等号成立,
的最小值为.
故选:C
8. “不以规矩,不成方圆”.出自《孟子·离娄章句上》.“规”指圆规,“矩”指由相互垂直的长短两条直尺构成的角尺,用来测量、画圆和方形图案的工具.有一圆形木板,以“矩”量之,较长边为10cm,较短边为5cm,如图所示,将这个圆形木板截出一块三角形木板,三角形定点A,B,C都在圆周上,角A,B,C分别对应a,b,c,满足.若,且,则( )
A. B. △ABC周长为
C. △ABC周长为 D. 圆形木板的半径为
【答案】B
【解析】
【分析】利用正、余弦定理结合面积公式分析运算即可.
【详解】对于D:由题意可得:圆形木板的直径,
即半径,故D错误;
对于A:由正弦定理,可得,故A错误;
对于B、C:由题意可得:,解得,
因为,则,可知为锐角,可得,
余弦定理,即,
解得,所以△ABC周长为,故B正确,C错误;
故选:B.
二、多选题:本大题共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.全部选对得6分,选对但不全的得部分分,有选错的得0分.
9. 设,则( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
【详解】对于A选项,复数的共轭复数,因此,A选项正确.
对于B选项,复数的模,因此,B选项错误.
对于C选项,∵ ,
∴ ,该选项正确.
对于D选项,
∵ 分子,分母,
∴ ,是实数,故,该选项正确.
10. 已知向量,,,则下列说法正确的是( )
A. B. 在上的投影向量为
C. 与夹角的余弦值为 D. 若与垂直,则实数
【答案】AC
【解析】
【详解】对A,,则,故A正确;
对B,在上的投影向量为,故B错误;
对C,与夹角的余弦值为,故C正确;
对D,,若与垂直,
则,解得,故D错误.
11. 点在所在的平面内,则以下说法正确的有( )
A. 若,则点为的外心(外接圆圆心)
B. 若,则动点的轨迹一定通过的重心
C. 若,,分别表示,的面积,则
D. 若,则点是的内心
【答案】BCD
【解析】
【分析】A选项,计算出,⊥,同理可得⊥,⊥,则点为的垂心;B选项,作出辅助线,得到,故点在中线上,故向量一定经过的重心;C选项,作出辅助线,得到,从而得到所以,故;D选项,作出辅助线,得到,故⊥,并得到在的平分线上,同理可得,在的平分线上.
【详解】A选项,,即,故⊥,
同理可得⊥,⊥,则点为的垂心,A错误;
B选项,过点作⊥于点,取的中点,连接,
则,,
则,
故点在中线上,故向量一定经过的重心,B正确;
C选项,如图,分别为的中点,
,
则,故,
所以,
故,C正确;
D选项,分别表示方向上的单位向量,
故,
,故⊥,
由三线合一可得,在的平分线上,同理可得,在的平分线上,
则点是的内心,D正确.
故选:BCD
【点睛】结论点睛:点为所在平面内的点,且,则点为的重心,
点为所在平面内的点,且,则点为的垂心,
点为所在平面内的点,且,则点为的外心,
点为所在平面内的点,且,则点为的内心,
三、填空题:本大题共3小题,每小题5分,共15分.把答案填在答卷中的横线上.
12. 设向量,,若,则______.
【答案】3
【解析】
【分析】
根据,由,利用坐标运算求解.
【详解】向量,,
因为,
所以,即,
解得 .
故答案为:3
【点睛】本题主要考查平面向量数量积运算,属于基础题.
13. 已知三点共线,则__________.
【答案】4
【解析】
【分析】根据题意,求得,结合向量共线的坐标表示,列出方程,即可求解.
【详解】由点,可得,
因为三点共线,所以,可得,解得.
14. 已知球的体积为,点A,B,C,D均在球表面上,若为正三角形,且,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据球的体积得出球的半径,由正三棱锥的对称性得出球心的位置,然后由勾股定理,列方程组求解.
【详解】由球的体积公式,,解得,
设的外心为,连接,
由题意知为该三棱锥的高,所以该三棱锥的外接球的球心在上,
不妨设在线段上,连接,
设的边长为,由正弦定理可得,,
再设,由题知,,
解得(负值表示球心在线段的延长线上,实际情况如右图),
所以,
由三角形面积公式,.
四、解答题:15题13分,16、17题各15分,18、19题各17分,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知在中,,,.
(1)求;
(2)设,两点满足:在的延长线上,,.若,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由已知两边及夹角,先用余弦定理求第三边,再用余弦定理求;
(2)建立坐标系,设出点坐标,由平行关系得点的坐标,利用垂直条件求参数,由长度解出,再计算.
【小问1详解】
在中,,,.
由余弦定理可知,
故. 再由余弦定理得.
【小问2详解】
以为原点,为轴正方向建立平面直角坐标系如图:
则,,由,得.
在延长线上,设,则,,,
设,则.
由,得,故.
于是.
已知,则,则.
代入得,而,
故.
16. 如图,在三棱锥中,点在上,,,.
(1)求证:;
(2)若,,,.求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明:
因为且,,且,
所以平面.
因为平面,所以.
又,,平面,
平面,平面,
所以平面,
故.
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意可得,,再结合线面垂直的性质定理证明即可;
(2)法一:建立空间直角坐标系,求解向量和平面的法向量,再结合向量法求解线面夹角;法二:利用体积法解出设点到平面的距离为,进而计算线面夹角.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
如图所示,以为原点,所在直线为轴,所在直线为轴,过点且垂直于平面的直线为轴,建立空间直角坐标系,
可得, , , .
因为 且 ,所以.
所以,,.
设平面 的法向量 ,则,
可得,令,则:,,即.
设与平面所成的角为:
所以
,
所以与平面所成的角为.
法二:在 中,,
在 中,,
由(1)知,则.
在 中,.
在 中,.
,
为直角三角形,则.
设点到平面的距离为,与平面所成角为,
由得:
,即,
解得:.
所以.
17. 在中,已知,.
(1)证明:为钝角三角形;
(2)若的面积为,求的周长.
【答案】(1)证明:由,则,
又,得,则,
由两角和的余弦公式,,
结合可知,
则异号,必然一个为负,一个为正.
又,即中必有一个是钝角;
(2)
【解析】
【分析】(1),结合题设得出,然后由两角和的余弦展开得到,进而得解;
(2)先推出三角形面积公式的变形式,解得,由正弦定理进而得出,然后列余弦定理和面积公式的关于的方程组求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
方法一:由正弦定理和三角形的面积公式,
,
(是外接圆半径)
又,,则,解得,
又,则,
由余弦定理,即,
又,则,
于是,即,
,解得,
故周长为.
方法二:由,则,
即,
由正弦定理可得,,
由三角形面积公式,,
得到,则,其余同上.
18. 如图,在直三棱柱中,,,,分别为,的中点.
(1)证明:平面;
(2)设,直线与平面所成的角为,求直线到平面的距离.
【答案】(1)由题意证明如下:
如图,作出符合题意的图形,连接,
在中,,分别为,中点,∴,
∵平面,平面,
∴平面.
(2)距离为1.
【解析】
【分析】(1)通过证明,即可得出结论;
(2)方法一:设出,建立空间直角坐标系并表达出各点的坐标,得出向量与面的一个法向量的表达式,根据直线与平面所成的角为求出参数,借助几何关系即可求出到面的距离.
方法二:利用直线与平面所成的角为,求出,借助几何关系即可求出到面的距离.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
法一:由题意及(1)得,
在直三棱柱中,,设,
四边形与四边形是矩形,
∴,,,
建立空间直角坐标系,如下图所示,
得到,,,,,
∴,面的一个法向量为,
∵直线与平面所成的角为,
设直线与平面所成的角为
∴
解得,∴,,,,,
∵面,∴由几何知识得,到面的距离为.
法二:由题意及(1)得,
在直三棱柱中,,,
四边形与四边形是矩形,
∴,,,
∵,平面,平面,平面,
∴平面,,
∴由几何知识得,即为直线与平面所成的角,
直线与平面所成的角为,
在中,,分别为,中点,,
∴直线与平面所成的角为,即,
在Rt中,,,,
∴,
在Rt中,,,
为等腰直角三角形,过点作,
则点为中点,,,
由几何知识得,到面的距离即为.
19. 如图,在正方体中,为棱的中点,为棱的中点.
(1)连接并延长,交平面于点,求证:三点共线;
(2)点在棱的延长线上,且,求证:平面平面.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【解析】
【小问1详解】
点直线,直线平面,所以点平面.
又因为点平面,所以点为平面与平面的公共点,
又因为平面平面,故点在直线上.
故三点共线.
【小问2详解】
取的中点,连接,
因为为棱的中点,所以,
又因为,所以.
又,所以四边形为平行四边形,
所以.
因为,
所以四边形为平行四边形,
所以,所以,
又因为平面平面,所以平面.
因为,
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,平面,
所以平面平面.
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