内容正文:
东辰中学高2025级高一下第三次月考
一、单选题
1. 已知复数z满足,则z在复平面内对应的点所在的象限为( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】A
【解析】
【分析】先利用复数的除法运算化简复数z,再根据其对应点的坐标判断所在象限.
【详解】由题意得复数,
复数z在复平面内对应的点为,该点位于第一象限.
2. ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】应用平面向量加法及减法运算.
【详解】.
3. 如图,一个水平放置的平面图形的斜二测直观图是直角梯形,且,,,则该平面图形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先根据已知条件求出直角梯形的面积,然后根据原平面图形的面积与直观图的面积之间的关系求出结果.
【详解】根据题意,该图形的直观图是直角梯形,
则其面积,
那么该平面图形的面积为.
故选:D.
4. 空间中有两个不同的平面和两条不同的直线,则下列说法中正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】D
【解析】
【分析】根据直线与平面的平行关系判断AB两个选项,根据直线与平面的垂直和平行关系判断CD两个选项.
【详解】对于A:若,则可能有,A错误;
对于B:若,则也可能异面或相交,B错误;
对于C:若,则与不一定垂直,且,则与不一定垂直,C错误;
对于D:若,则,又,则,D正确.
故选:D.
5. 中,角所对的边分别为,若,则( )
A. B. C. D. 或
【答案】A
【解析】
【分析】由正弦定理可得,再由边角关系确定角的大小即可.
【详解】由题意,在中,则,所以,
因为,所以或,又,所以.
故选:A
6. 已知向量与的夹角为120°,,,则向量在向量上的投影向量的模为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D.
【答案】A
【解析】
【详解】,即,即,解得或(舍去),则,所以向量在向量上的投影向量的模为.
7. 正方体中,直线与平面所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】设点为正方形的中心,由线面角的定义得直线与平面所成角即为,解直角三角形即可得解.
【详解】如图所示,设点为正方形的中心,所以,
因为平面,且平面,所以,
又因为,,平面,
所以平面,
所以直线与平面所成角即为,
不妨设正方体棱长为1,则,
所以.
故选:D.
8. 滕王阁,江南三大名楼之一,因初唐诗人王勃所作《滕王阁序》中的“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”而名传千古,流芳后世.如图,在滕王阁旁地面上共线的三点A,B,C处测得阁顶端点P的仰角分别为,,,且米,则滕王阁的高度( )米.
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】设,利用直角三角形边角关系、余弦定理建立方程,再解方程组求解作答.
【详解】设,在中,,,
在中,,,
在中,,,
在中,,
即,
在中,,
即 ,
由,得,
于是,解得,
所以滕王阁的高度.
二、多选题
9. 设,为复数,下列说法正确的是( ).
A. B.
C. 若,则 D. 若是实数,则为纯虚数
【答案】BC
【解析】
【分析】对于AD:举反例说明即可;对于B:根据乘法运算结合模长公式分析判断;对于C:根据共轭复数的定义结合模长公式分析判断.
【详解】设,,
对于选项A:例如,则,两者不相等,故A错误;
对于选项B:因为,且,
则,
即,故B正确;
对于选项C:若,则,
所以,故C正确;
对于选项D:例如是实数,则也为实数,故D错误;
故选:BC.
10. 在中,角所对的边分别为,则下列说法正确的是( )
A. 是的充要条件
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则为等腰三角形
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于A选项,结合三角形边角的性质和正弦定理边角互化,分别证明充分性与必要性即可判断;对于B选项,根据角度比例算出三个内角的具体值,再利用正弦定理得到三边的比例关系进行判断;对于C选项,通过正弦定理将边转化为角的正弦,结合三角恒等变换求出的值,进而得到角;对于D选项,利用正弦定理将边的平方比转化为正弦平方的比,再结合余弦定理化简,分析角、的关系判断三角形形状.
【详解】选项A,在中,根据大边对大角和正弦定理(为外接圆半径):,
因此是的充要条件.
选项B,若,结合内角和,得.
由正弦定理,B错误.
选项C,由正弦定理,将化边为角:
左边,
因此原式得,
中,故,又,得.
选项D,由正弦定理,,交叉相乘得,结合余弦定理化简因式分解得:,
因此,即,为等腰三角形.
11. 如图,正方体的棱长为2,点M是其侧面上的一个动点(含边界),点P是线段上的动点,则( )
A. 存在点P,M,使得平面与平面PBD平行
B. 当P为棱的中点且时,则点M的轨迹长度为
C. 正方体可在棱长为9的正四面体内部自由转动
D. 当M为中点时,四棱锥M-ABCD外接球的内接正四面体的表面积为
【答案】ACD
【解析】
【分析】对于A,取中点为M,中点为可得相应平行平面;对于B,由题可得,后由平面几何知识可得轨迹长;对于C,求出棱长为9的正四面体的内切球的内接正方体的棱长,对比正方体的棱长即可作出结论;对于D,由题可确定外接球半径,进而可得外接球内接正方体边长,最后结合外接球的内接正四面体可由其内接正方体切割得到,可确定正四面体棱长.
【详解】对于A,如图取中点为M,中点为P,下证平面与平面平行.
因中点为M,中点为P,可得,又平面,平面,
则平面;又注意到,又平面,平面,
则平面,又平面,
则平面与平面平行,故A正确.
对于B,如图取中点为E,连接PE,由题可得,平面,
又平面,则.
因,则,
则点的轨迹为以E为圆心,半径为2的圆在平面内的部分,如图所示,
因,则,同理可得,
则,则点的轨迹长度为,故B错误;
对于C,棱长为9的正四面体的高为,底面外接圆半径为,内切球半径为,
则,解得,所以,
所以由等体积法有,,解得,
设棱长为的正方体内接于半径为的球内部,则,解得,
又因为正方体的棱长为2,满足,
所以正方体可在棱长为9的正四面体内部自由转动,故C正确;
对于D,如图取AC,BD交点为O,AD中点为G,连接MG,GO,MO,
由题可得,,又由题可得,
则,则O到四棱锥所有顶点距离均相等,则O为外接球球心,外接球半径为,
又正方体外接球半径为其体对角线长度一半,设外接球内接正方体边长为a,则.
又由图可得外接球的内接正四面体可由其内接正方体切割得到,
且内接正四面体棱长为内接正方体面对角线长度,即.
则内接正四面体表面积为,故D正确.
故选:ACD.
三、填空题
12. 向量 ,若 ,则实数 的值为_____.
【答案】
【解析】
【分析】根据向量平行的坐标运算求解.
【详解】因为向量 ,且 ,
所以.
故答案为:6.
13. 如图,在四边形中,,,,,,求四边形绕直线旋转一周所成几何体的表面积为______.
【答案】
【解析】
【分析】作出辅助线,求出各边长度,求出以为半径的圆的面积,以为母线和为半径的圆锥的侧面积,以为母线的圆台的面积,相加后得到答案.
【详解】作,,E,F为垂足,
因为,所以,
因为,所以,,
故,
又,,故,
,
由勾股定理得,
四边形绕直线旋转一周所成几何体的表面积分为三部分,
以为半径的圆的面积,
以为母线和为半径的圆锥的侧面积,
以为母线的圆台的侧面积
所以该几何体的表面积为.
故答案为:
14. 在平面凸四边形中,已知,,,,则的最小值为________.
【答案】
【解析】
【分析】设,在中,利用正弦定理求出,再根据数量积的定义结合三角函数的性质即可得解.
【详解】设,则,
在中,由正弦定理得,
所以,
在中,,,则,
所以
,
因为,所以,
所以,
所以的最小值为.
四、解答题
15. 已知向量,其中.
(1)若,求实数的值;
(2)若与的夹角为钝角,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)先求出,,然后再根据垂直关系即可求出;
(2)由与的夹角是钝角得到且与方向不相反,得到不等式组,求出实数的取值范围.
【小问1详解】
,
,解得.
【小问2详解】
由与的夹角为钝角,得且与方向不相反,
所以且,解得且.
所以实数的取值范围为.
16. 如图,四边形为圆内接四边形,,,.
(1)求;
(2)若,求的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
是的内角,,,
.
在中,由余弦定理得 ,
代入,,,得 ,
整理得 ,解得(不符合边长要求,舍去).
由正弦定理得 ,
.
【小问2详解】
四边形为圆内接四边形,,
,.
在中,由余弦定理得 ,
代入,,,得 ,
整理得 ,解得(不符合边长要求,舍去).
的面积 .
17. 在如图所示的几何体中,平面平面ABCD,四边形ADNM是矩形,四边形ABCD为梯形,,,.
(1)求证:平面MBC;
(2)已知直线AN与BC所成角为60°,求点C到平面MBD的距离
【答案】(1)证明见解析;
(2).
【解析】
【分析】取CD的中点E,连接BE、NE,根据题意可得平面,平面,利用面面平行的判定定理和性质即可证明;
(2)根据题意知四边形为菱形,可得直线AN与BC所成角为,利用余弦定理求出AM,进而求出,结合三棱锥等体积法即可求出点C到平面MBD的距离.
【小问1详解】
由题意得,
取CD的中点E,连接BE、NE,则且,
故四边形是平行四边形,所以,
又平面,所以平面,
又且,且,
则且,故四边形是平行四边形,
所以,又平面,所以平面,
由得,平面平面,
因为平面,所以平面;
【小问2详解】
因为矩形平面,所以平面,
又,所以四边形为菱形,
则,直线AN与AE所成角为,
设AM的长为x,则,
在中,由余弦定理,得,
即,由解得,
所以,得,
在中,,
所以的高为,故,
设点C到平面MBD的距离为h,
则,
由,得,解得.
即点C到平面MBD的距离为.
【点睛】
18. 如图所示,的顶点是我国在南海的三个战略岛屿,各岛屿之间建有资源补给站,在图中的、、点上.岛屿到补给站的距离为岛屿到的,岛屿和岛屿到补给站的距离相等,补给站在靠近岛屿的的三等分点上.设.
(1)用表示,
(2)如果海里,且,求岛屿到补给站的距离;
(3)若三个岛屿围成的的面积为平方公里,且满足,求岛屿和岛屿之间距离的最小值.
【答案】(1);
(2)岛屿到补给站的距离
(3)岛屿和岛屿之间距离的最小值为公里.
【解析】
【分析】(1)利用向量的加减法法则,结合图形即可得解;
(2)利用向量垂直的向量表示与数量积运算法则求得,从而再次利用数量积运算法则即可得解.
(3)由,化简得到,结合正弦定理得到,利用三角形的面积公式,求得,进而求得的最小值,得到答案.
【小问1详解】
依题意,得,因为点为中点,所以,
又在靠近岛屿的的三等分点上所以,
又,所以,
;
【小问2详解】
依题意,得,,
所以,即,
所以,则,
又,所以,
所以
,
所以岛屿到补给站的距离;
【小问3详解】
由,可得,
即,
可得,即,
设,由正弦定理知,
而
,
所以,
因为,所以,得,
所以当,即时,取得最小值,
即的最小值为,所以岛屿和岛屿之间距离的最小值为公里.
19. 如图,是圆O的直径,点C是圆O上的动点,过点A的直线垂直于圆O所在的平面.
(1)证明:;
(2)已知,设点C关于直线的对称点为D.
(i)求二面角的余弦值;
(ii)若及其内部存在点Q使得四面体与五面体的体积相等,求的最小值.
【答案】(1)证明见解析;
(2)(i);(ii).
【解析】
【分析】(1)由题可得平面,据此可完成证明;
(2)(i)由对称性可得,如图,过做PB垂线,垂足为F,可得为二面角的平面角,然后由余弦定理可得答案;(ii)延长PQ,交于M,如图做,可得到平面距离为.设,由题,如图延长,使延长线交于E,做.由,结合设,可得到平面距离为,到平面距离为,然后由四面体与五面体的体积相等,可得,则,据此可得答案.
【小问1详解】
因是圆O的直径,点C是圆O上的动点,则.
因垂直于圆O所在的平面,平面,则.
因平面,,则平面,又平面,
则;
【小问2详解】
(i)如图连接,因D为点C关于直线的对称点,结合圆为对称图形,可得.如图,过做PB垂线,垂足为F,因,
则.从而为二面角的平面角.
因,,则为等边三角形,则.
因垂直于圆O所在的平面,平面,则.
则.
由(1)可得为直角三角形,
则,
又由对称性可得,则四边形面积为.
则;
(ii)延长PQ,交于M,如图做,因垂直于圆O所在的平面,平面,则.又平面,,
则平面,则到平面距离为.
设,由题,如图延长,使延长线交于E,做.
因,则,.
注意到,则.
设,则到平面距离为.
因垂直于圆O所在的平面,则为点P到平面距离,
则到平面距离为.
由题可得.
注意到,.
则,
因,则.
由(1)可得,则,
则
,此时.
则最小值为.
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东辰中学高2025级高一下第三次月考
一、单选题
1. 已知复数z满足,则z在复平面内对应的点所在的象限为( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
2. ( )
A. B. C. D.
3. 如图,一个水平放置的平面图形的斜二测直观图是直角梯形,且,,,则该平面图形的面积为( )
A. B. C. D.
4. 空间中有两个不同的平面和两条不同的直线,则下列说法中正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
5. 中,角所对的边分别为,若,则( )
A. B. C. D. 或
6. 已知向量与的夹角为120°,,,则向量在向量上的投影向量的模为( )
A. 1 B. 2 C. 4 D.
7. 正方体中,直线与平面所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
8. 滕王阁,江南三大名楼之一,因初唐诗人王勃所作《滕王阁序》中的“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”而名传千古,流芳后世.如图,在滕王阁旁地面上共线的三点A,B,C处测得阁顶端点P的仰角分别为,,,且米,则滕王阁的高度( )米.
A. B. C. D.
二、多选题
9. 设,为复数,下列说法正确的是( ).
A. B.
C. 若,则 D. 若是实数,则为纯虚数
10. 在中,角所对的边分别为,则下列说法正确的是( )
A. 是的充要条件
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则为等腰三角形
11. 如图,正方体的棱长为2,点M是其侧面上的一个动点(含边界),点P是线段上的动点,则( )
A. 存在点P,M,使得平面与平面PBD平行
B. 当P为棱的中点且时,则点M的轨迹长度为
C. 正方体可在棱长为9的正四面体内部自由转动
D. 当M为中点时,四棱锥M-ABCD外接球的内接正四面体的表面积为
三、填空题
12. 向量 ,若 ,则实数 的值为_____.
13. 如图,在四边形中,,,,,,求四边形绕直线旋转一周所成几何体的表面积为______.
14. 在平面凸四边形中,已知,,,,则的最小值为________.
四、解答题
15. 已知向量,其中.
(1)若,求实数的值;
(2)若与的夹角为钝角,求实数的取值范围.
16. 如图,四边形为圆内接四边形,,,.
(1)求;
(2)若,求的面积.
17. 在如图所示的几何体中,平面平面ABCD,四边形ADNM是矩形,四边形ABCD为梯形,,,.
(1)求证:平面MBC;
(2)已知直线AN与BC所成角为60°,求点C到平面MBD的距离
18. 如图所示,的顶点是我国在南海的三个战略岛屿,各岛屿之间建有资源补给站,在图中的、、点上.岛屿到补给站的距离为岛屿到的,岛屿和岛屿到补给站的距离相等,补给站在靠近岛屿的的三等分点上.设.
(1)用表示,
(2)如果海里,且,求岛屿到补给站的距离;
(3)若三个岛屿围成的的面积为平方公里,且满足,求岛屿和岛屿之间距离的最小值.
19. 如图,是圆O的直径,点C是圆O上的动点,过点A的直线垂直于圆O所在的平面.
(1)证明:;
(2)已知,设点C关于直线的对称点为D.
(i)求二面角的余弦值;
(ii)若及其内部存在点Q使得四面体与五面体的体积相等,求的最小值.
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