内容正文:
2025-2026学年两校高一年第二学期数学质量检测
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 在 中,若 ,,,则
A. B. C. D.
2. 某学校有2500名学生,其中高一1000人,高二900人,高三600人,为了了解学生的身体健康状况,采用分层抽样的方法,若从本校学生中抽取100人,从高一和高三抽取样本数分别为、,且直线与以为圆心的圆交于、 两点,且,则圆 的方程为( )
A. B.
C. D.
3. 若z1=1+2i,z2=-1+i,且z+z2=z1,则z的共轭复数=
A. B.
C. D.
4. 在中,,分别为线段 ,上的点,直线,交于点,且满足,则( )
A. B. C. D.
5. 《九章算术》中有如下问题:“今有圆亭(圆亭可看作圆台),下周三丈,上周二丈,高一丈.”则该圆亭的侧面积为( )
A. 平方丈 B. 平方丈
C. 平方丈 D. 平方丈
6. 如图,等边三角形的中线与中位线相交于,已知是绕旋转过程中的一个图形,下列命题中,错误的是
A. 恒有⊥
B. 异面直线与不可能垂直
C. 恒有平面⊥平面
D. 动点在平面上的射影在线段上
7. 某市有一宝塔主体是由圆柱、棱柱、球等几何体构成,如图所示.为了测量宝塔的高度,某数学兴趣小组在宝塔附近选择楼房 作为参照物,楼房高为,在楼顶A处测得地面点处的俯角为 ,宝塔顶端 处的仰角为,在处测得宝塔顶端 处的仰角为 ,其中在一条直线上,则该宝塔的高度 ( )
A. B.
C. D.
8. 我国古代数学名著《九章算术》中,将底面是直角三角形的直三棱柱(侧棱垂直于底面的三棱柱)称之为“堑堵”.如图,三棱柱为一个“堑堵”,底面是以 为斜边的直角三角形且,,点在棱上,且,当的面积取最小值时,三棱锥 的外接球表面积为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
9. 下列说法正确的是( )
A. 复数z满足
B. ,,,则,中至少一个为0
C. 复数z满足,则最大值为
D. 的虚部为
10. 已知等腰 , ,取, 中点, ,将沿翻折至,使得为正三角形,若底面,则下列说法正确的是( )
A. 四棱锥 存在外接球 B.
C. D. 四棱锥 的体积为
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:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知i是虚数单位,若是纯虚数,则实数____
13. 已知四面体的所有棱长均为,M,N分别为棱的中点,F为棱 上异于A,B的动点.有下列结论:
①线段的长度为1;
②当F为棱 中点时,点C到面的距离为;
③周长的最小值为;
④三棱锥的体积为定值.
其中正确结论的序号为_____________.
14. 已知,为椭圆与双曲线的公共左,右焦点,为它们的一个公共点,且,O为坐标原点,,分别为椭圆和双曲线的离心率,则的最大值为_________.
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. “费马点”是由十七世纪法国数学家费马提出并征解的一个问题.该问题是:“在一个三角形内求作一点,使其与此三角形的三个顶点的距离之和最小.”意大利数学家托里拆利给出了解答,当的三个内角均小于时,使得的点O即为费马点;当有一个内角大于或等于时,最大内角的顶点为费马点.试用以上知识解决下面问题:已知a,b,c分别是三个内角A,B,C的对边,且,点P为的费马点.
(1)求A;
(2)若,求的值;
(3)若,求的最大值.
16. 已知函数, .
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)求的最小正周期;
(Ⅲ)求使取得最大值的x的集合.
17. 如图,在三棱柱中,为棱的中点,平面.
(1)试确定点的位置,并证明平面;
(2)若是等边三角形, ,,且平面平面,求四面体的体积.
18. 已知函数 是R上的奇函数.
(1)求实数的值,并判断函数的单调性(单调性不需要证明);
(2)若对,都有成立,求实数的取值范围.
(3)设为常数,且 ,若函数在区间上存在零点,求实数的取值范围.
19. 如图;在三棱柱 中;侧面为矩形.
(1)若 面;,,求证:;
(2)若二面角的大小为 ;,且;设直线和平面所成角为;问当 变化过程中能否取到;若能;请证明;若不能请说明理由.
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2025-2026学年两校高一年第二学期数学质量检测
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 在 中,若 ,,,则
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由正弦定理构造方程即可求得结果.
【详解】由正弦定理得:
本题正确选项:
【点睛】本题考查正弦定理解三角形的问题,属于基础题.
2. 某学校有2500名学生,其中高一1000人,高二900人,高三600人,为了了解学生的身体健康状况,采用分层抽样的方法,若从本校学生中抽取100人,从高一和高三抽取样本数分别为、,且直线与以为圆心的圆交于、两点,且,则圆的方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据分层抽样的定义进行求解,,利用点到直线的距离公式,求出到直线的距离,可得半径,即可得出结论.
【详解】解:由题意,,,,
直线,即,
则到直线的距离为,
直线与以为圆心的圆交于,两点,且,
,
圆的方程为,
故选:C.
3. 若z1=1+2i,z2=-1+i,且z+z2=z1,则z的共轭复数=
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由复数的加减法运算得到z=,由共轭复数的概念得到结果.
【详解】由题意知z1=1+2i,z2=-1+i,故z+(-1+i)=1+2i,即z=,则.
故选A.
【点睛】若复数的代数形式已知,则根据共轭复数的定义可以写出,再进行复数的四则运算.必要时,需通过复数的运算先确定出复数的代数形式,再根据共轭复数的定义求;若,它的共轭复数,则.互为共轭的两个复数在复平面内所对应的点关于实轴对称,特别地,实数和它的共轭复数在复平面内所对应的点重合,且在实轴上.
4. 在中,,分别为线段,上的点,直线,交于点,且满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据平面向量基本定理,结合向量共线得出相关线段比例关系,进而根据三角形的面积公式求解.
【详解】
已知,由共线,设,
,故,
,则,
,
,故,故;
设,则,即,则,
,解得,
由得出,故,
由知,设到的距离为,则,
由知,设到的距离为,则,即,
.
5. 《九章算术》中有如下问题:“今有圆亭(圆亭可看作圆台),下周三丈,上周二丈,高一丈.”则该圆亭的侧面积为( )
A. 平方丈 B. 平方丈
C. 平方丈 D. 平方丈
【答案】B
【解析】
【分析】由条件求圆台的底面半径和侧棱长,再由圆台侧面积公式求解.
【详解】如图,ABCD是圆台的轴截面,O,H分别为AB,CD的中点,
则 ,过点C作于G,
由题意知丈,丈, 丈,
得BC=(丈),
所以该圆亭的侧面积为
所以(平方丈).
6. 如图,等边三角形的中线与中位线相交于,已知是绕旋转过程中的一个图形,下列命题中,错误的是
A. 恒有⊥
B. 异面直线与不可能垂直
C. 恒有平面⊥平面
D. 动点在平面上的射影在线段上
【答案】B
【解析】
【详解】对A来说,DE⊥平面,∴⊥;
对B来说,∵E、F为线段AC、BC的中点,∴EF∥AB,∴∠A′EF就是异面直线A′E与BD所成的角,当(A'E)2+EF2=(A'F)2时,直线A'E与BD垂直,故B不正确;
对C来说,因为DE⊥平面,DE平面,∴平面⊥平面,故C正确;
对D来说,∵A′D=A′E,∴DE⊥A′G,∵△ABC是正三角形,∴DE⊥AG,又A′G∩AG=G,∴DE⊥平面A′GF,从而平面ABC⊥平面A′AF,且两平面的交线为AF,∴A'在平面ABC上的射影在线段AF上,正确;
故选B
7. 某市有一宝塔主体是由圆柱、棱柱、球等几何体构成,如图所示.为了测量宝塔的高度,某数学兴趣小组在宝塔附近选择楼房作为参照物,楼房高为,在楼顶A处测得地面点处的俯角为 ,宝塔顶端处的仰角为,在处测得宝塔顶端处的仰角为,其中在一条直线上,则该宝塔的高度 ( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由已知条件解三角形 得CM,再解求CD即可.
【详解】,
在中,易得,
在 中,易得,
由正弦定理得:,
在中,.
故选:B
8. 我国古代数学名著《九章算术》中,将底面是直角三角形的直三棱柱(侧棱垂直于底面的三棱柱)称之为“堑堵”.如图,三棱柱为一个“堑堵”,底面是以为斜边的直角三角形且,,点在棱上,且,当的面积取最小值时,三棱锥 的外接球表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】利用基本不等式可求的面积最小值为18,再根据几何体的特征可得为外接球的直径,从而可求外接球表面积.
【详解】解法一:由“堑堵”的定义可知,为直角三角形,
故,
易知,又,,
所以平面,而 平面,于是得.
设, ,则,
则,,,
由,得,整理得,
所以,
所以
,
当且仅当,即时的面积取得最小值18.
此时.
设三棱锥 的外接球半径为,
因为,,故线段为外接球的直径,
故所求外接球的表面积.
故选:D.
解法二:令,则,,,
又因为 平面,所以,又.
所以平面 ,所以.
的面积
当且仅当时,取最小值,
此时,.
在三棱锥 中,因为,取中点为,
则,
故为三棱锥 的外接球的球心,
所以为外接球直径,.
故选:D.
【点睛】本题考查空间中几何图形面积的计算、几何体外接球的表面积计算,注意根据几何体的特征合理确定球心的位置,本题属于较难题.
二、多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
9. 下列说法正确的是( )
A. 复数z满足
B. ,,,则,中至少一个为0
C. 复数z满足,则最大值为
D. 的虚部为
【答案】BC
【解析】
【分析】对于A:取特殊值复数z=i,否定结论;对于B:设.直接计算即可判断;对于C:设复数 ,利用圆的性质计算可得;对于D:求出.即可判断.
【详解】对于A:取复数z=i,则,不满足.故A不正确;
对于B:设.
则,
所以,则或.
所以,中至少一个为0.故B正确;
对于C:设复数 ,其对应的点为.
由可得:表示点Z在以为圆心,1为半径的圆上.
表示点Z到的距离.
由圆的性质可得:.
因为,所以.即最大值为 .故C正确;
对于D:因为.
所以的虚部为.故D错误.
故选:BC.
10. 已知等腰 , ,取, 中点,,将沿翻折至,使得为正三角形,若底面,则下列说法正确的是( )
A. 四棱锥 存在外接球 B.
C. D. 四棱锥 的体积为
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据折叠前后的线段关系,线面垂直的性质,为正三角形,结合勾股定理可得,从而可判断四棱锥 是否存在外接球,即可判断A;利用四边形内的角度关系,结合余弦定理与可得线段的值,即可判断B;根据空间向量数量积的运算性质计算的值,即可判断C;求解四边形的面积,计算四棱锥 的体积,即可判断D.
【详解】由题意可知 ,,
因为为正三角形,,
所以,
又底面,所以,
则,故四棱锥 的外接球球心为,故A正确;
由于,则,
所以在平面中,,则①,
在中,由余弦定理得:②,
在中,由余弦定理得:③,
由①②③可得
又,所以,,故B正确;
由③可得,则为锐角,所以,
所以,
因为,
则
,故C错误;
由可得,
则四边形的面积
故四棱锥 的体积为,故D正确.
故选:ABD.
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:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知i是虚数单位,若是纯虚数,则实数____
【答案】1
【解析】
【分析】利用复数的除法运算化简复数,根据复数为纯虚数求得的值.
【详解】依题意,为纯虚数,故.
【点睛】本小题考查复数的除法运算、乘法运算,考查纯虚数的概念,考查运算求解能力,属于基础题.
13. 已知四面体的所有棱长均为,M,N分别为棱的中点,F为棱上异于A,B的动点.有下列结论:
①线段的长度为1;
②当F为棱中点时,点C到面的距离为;
③周长的最小值为;
④三棱锥的体积为定值.
其中正确结论的序号为_____________.
【答案】①②
【解析】
【分析】由正四面体结合勾股定理求出即可判断①;通过等体积法即可判断②;通过展开图求出的最小值即可判断③;由为定值,点F到平面的距离随着点F的变化而变化即可判断④.
【详解】
∵四面体所有棱长均为,∴四面体为正四面体,
对于①,作平面,垂足为O,连接,∵四面体为正四面体,∴O为的中心,∴且,
取中点G,连接 ,则,则平面,∵,
∴,∴,∵平面平面,
∴,∴,①正确;
对于②,当F为棱中点时,设点C到面的距离为h,由①知,又,则,
,,到平面的距离,
由得,解得,②正确;
对于③,将等边三角形与沿展开,可得展开图如图所示,则 ,当且仅当F为中点时取等号,
∵四边形为菱形,M,N分别为中点,∴,∴,在四面体中,周长的最小值为 ,③错误;
对于④,三棱锥的体积等于三棱锥的体积,因为为定值,而点F到平面的距离随着点F的变化而变化,所以④错误.
故答案为:①②.
14. 已知,为椭圆与双曲线的公共左,右焦点,为它们的一个公共点,且,O为坐标原点,,分别为椭圆和双曲线的离心率,则的最大值为_________.
【答案】
【解析】
【分析】由题意可知,由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可知,由勾股定理可得三边关系,由离心率的定义可得,再利用向量法即可求出最大值.
【详解】由题意可设椭圆和双曲线的方程分别为,
因为二者共焦点,所以,
如图,设,由椭圆和双曲线的定义可知,
由此解得,由题意知,
所以,
故在中,由勾股定理可知,代入的表达式可得,
由离心率的定义可得,设,则,
所以问题转化为求的最大值,
设,由可得,
当且仅当两向量同向共线时即取等号,所以的最大值为.
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. “费马点”是由十七世纪法国数学家费马提出并征解的一个问题.该问题是:“在一个三角形内求作一点,使其与此三角形的三个顶点的距离之和最小.”意大利数学家托里拆利给出了解答,当的三个内角均小于时,使得的点O即为费马点;当有一个内角大于或等于时,最大内角的顶点为费马点.试用以上知识解决下面问题:已知a,b,c分别是三个内角A,B,C的对边,且,点P为的费马点.
(1)求A;
(2)若,求的值;
(3)若,求的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)法一:根据二倍角公式计算结合正弦定理计算求解;法二:根据二倍角公式计算结合两角和差正弦公式计算求解;
(2)应用面积相等列式计算结合平面向量数量积公式计算求解;
(3)应用费马点的定义结合平面向量基本定理有,应用余弦定理结合基本不等式计算得出最值.
【小问1详解】
法一:因为,
所以,
即,
整理得:,
所以由正弦定理可得,所以;
法二:因为,且,
所以,
所以,整理得,
因为,所以,所以.
【小问2详解】
由(1)可得,,所以三个内角都小于,
则由费马点的定义可知:,
设,由,
得,整理得:,
所以;
【小问3详解】
由费马点的定义可知:,
设,则,
又,所以由平面向量基本定理有.
由余弦定理可得:,
,,
因为,所以,
所以有,化简可得:,
将代入上式,化简得.
因为,当且仅当结合解得时等号成立,
设,所以,解得或,
因为,所以,所以,即的最大值为.
16. 已知函数, .
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)求的最小正周期;
(Ⅲ)求使取得最大值的x的集合.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ) ;(Ⅲ).
【解析】
【分析】(Ⅰ)由,令求解;
(Ⅱ)根据,利用周期公式求解;
(Ⅲ)根据,令求解.
【详解】(Ⅰ)因为,
所以.
(Ⅱ)因为,
所以,,
所以,的最小正周期为 .
(Ⅲ)因为,
所以的最大值为2.
当且仅当时,即时,取得最大值,
所以使取得最大值的x的集合为.
17. 如图,在三棱柱中,为棱的中点,平面.
(1)试确定点的位置,并证明平面;
(2)若是等边三角形, ,,且平面平面,求四面体的体积.
【答案】(1)延长,交的延长线于点N;证明见解析;
(2).
【解析】
【分析】(1)延长,交的延长线于点N,由平面的基本性质可得点N即为所求,然后利用棱柱的性质及线面平行的判定定理即证;
(2)取线段的中点G,由题可得是三棱锥的高,然后利用三角形面积公式及棱锥的体积公式即求.
【小问1详解】
延长,交的延长线于点N.
∵, 平面,
∴平面.
又∵,∴平面,点N即为所求.
连接,交直线 于点O,连接OM.
∵,∴.
又∵M为线段的中点,
∴,即M为线段NB的中点.
在三棱柱中,四边形为平行四边形,
∴O为线段中点,
∴OM为中位线,
∴.
又∵平面,平面,
∴平面.
【小问2详解】
取线段的中点G,连接.
由条件知,为等边三角形,
∴,且.
∵平面平面,平面 平面,平面,
∴平面,即是三棱锥的高.
又∵,∴.
由(1)知,,,
∴,
∴四面体的体积.
18. 已知函数 是R上的奇函数.
(1)求实数的值,并判断函数的单调性(单调性不需要证明);
(2)若对,都有成立,求实数的取值范围.
(3)设为常数,且 ,若函数在区间上存在零点,求实数的取值范围.
【答案】(1),在R上单调递增,理由见解析
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据函数为奇函数得到,从而得到方程,求出,并利用复合函数单调性和函数奇偶性得到函数单调递增;
(2)不等式变形为,根据的单调性得到,故得到,换元得到,分 和时,求出;
(3)求出有唯一零点0,得到在区间上有解,显然,令,只需求出的最小值,,根据单调性得到当时,取得最小值,求出的最小值为,从而得到答案.
【小问1详解】
由题意得,
即,
故,即,
所以,解得,负值舍去;
函数在R上单调递增,理由如下:
显然在上单调递增,
又在上单调递增,
由复合函数单调性值,在上单调递增,
又是R上的奇函数,且为连续函数,故在R上单调递增;
【小问2详解】
对,都有,
即,
由(1)可知在单调递增,
故,
所以只需,
即,
令,则,
因为,所以,则,
,
当 时,恒成立,
当时,,其中,
故;
【小问3详解】
在R上单调递增,且 ,
故有唯一零点0,故,函数在区间上有解,
显然,当时,等号成立,
要求的最小值,且在区间上始终有解,
令,只需求出的最小值,
,
随着的增大,增大,
,先减小,后增大,
且当时,,
,
故,
故当时,取得最小值,
解得,
故的最小值为,
故,
实数的取值范围是.
【点睛】方法点睛:对于求不等式成立时的参数范围问题,一般有三个方法,一是分离参数法, 使不等式一端是含有参数的式子,另一端是一个区间上具体的函数,通过对具体函数的研究确定含参式子满足的条件.二是讨论分析法,根据参数取值情况分类讨论,三是数形结合法,将不等式转化为两个函数,通过两个函数图像确定条件.
19. 如图;在三棱柱 中;侧面为矩形.
(1)若 面;,,求证:;
(2)若二面角的大小为 ;,且;设直线和平面所成角为;问当 变化过程中能否取到;若能;请证明;若不能请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)不能取到,理由见解析
【解析】
【分析】(1)由 面可得 ,再由线面垂直的判定定理可得 面,推出,由,可得,进而可得面,即可求证,
(2)根据二面角以及线面角的定义可得为二面角的平面角,为直线和平面所成角,,令,,,结合不等式求解最值即可得出答案.
【小问1详解】
证明:由 平面, 平面,所以 ,
又 ,, 平面 ,所以 平面,
平面,所以,
在中,设,则, ,
所以,,
由,,
所以,
所以,又,平面 ,则平面 ,
平面 ,所以.
【小问2详解】
在平面中,过点作直线,
因为底面为矩形,所以 ,
所以为二面角的平面角,且,
又,平面,所以 平面,
在平面 中,过点作,垂足为,连接,
因为 平面,平面 ,所以,
又, 平面, 平面.所以平面.
所以为直线和平面所成角,即,
所以为点到平面的距离,且,又
则,
由,,可得,,,,
所以,,,,,
所以(当且仅当时,取等号),
所以直线与平面所成角的正弦值最大值为,
又,所以取不到.
【点睛】方法点睛:立体几何中最值问题,一般可从三个方面处理解决:一是函数法,即根据题中信息直接建立函数关系式,或通过空间向量的坐标运算建立函数关系式,转化为函数的最值问题求解,最后根据函数的形式,选择利用函数的性质、基本不等式或导数求最值;二是根据几何体的结构特征,变动态为静态,直观判断求解;三是将几何体平面化,如利用展开图,在平面几何图中直观求解.
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