内容正文:
高一数学
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
考试时间为120分钟,满分150分
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. 已知一个弹簧振子的运动方程为,则该弹簧振子的振幅、初相分别是( )
A. 振幅是4,初相是 B. 振幅是3,初相是
C. 振幅是4,初相是 D. 振幅是3,初相是
【答案】C
【解析】
【分析】由型函数的性质求解.
【详解】由弹簧振子的运动方程为,得,,,即该弹簧振子的振幅是4、初相是.
2. 已知,是两条不同的直线,,是两个不同的平面,则下列命题错误的是( )
A. 若,,则
B. 若,,,则与平行或异面
C. 若,,则
D. 若,,,则
【答案】D
【解析】
【分析】根据空间中的位置关系,逐项分析判断即可得解.
【详解】对于A,若,,则,故A正确;
对于B,若,,,则或,异面,故B正确;
对于C,若,,则,故C正确;
对于D,如图,在正方体中,,
平面,平面,
而平面与平面不垂直,故D错误.
3. 已知平面向量,满足,,且,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】因为,
所以,即,
又,,
所以,
则向量在向量上的投影向量为:
.
4. 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,,,将该平面图形绕其直角腰边旋转一周得到一个圆台,则该圆台的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据直观图还原该平面图形,结合台体的体积公式运算求解.
【详解】在直观图中,因为,,,
则,,
在原图中,,,,即圆台的高为.
所以圆台的体积为.
5. 已知,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】应用诱导公式及同角三角函数关系计算,再结合角的范围求解.
【详解】.
因为,所以,
又因为,所以,所以.
所以,
故.
6. 已知是空间的一组基底,则不能与构成另一组基底的是( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【分析】三向量可作为基底等价于不共面,待定系数后方程组有解则共面.
【详解】对于A,假设存在实数,,使得,
则,方程组无解,即不存在实数,使得上式成立,
所以,,不共面,能构成一组基底.
对于B,假设存在实数,,使得,
则,方程组无解,即不存在实数,使得上式成立,
所以,,不共面,能构成一组基底.
对于C,假设存在实数,,使得,
则,解得,即存在实数,使得上式成立,
所以,,共面,不能构成一组基底.
对于D,假设存在实数,,使得,
则,方程组无解,即不存在实数,使得上式成立,
所以,,不共面,能构成一组基底.
7. 在正三棱锥中,棱的中点为,棱的中点为,棱的中点为,经过点,,的截面一定是( )
A. 三角形 B. 矩形 C. 梯形 D. 菱形
【答案】B
【解析】
【分析】取的中点,得四边形为经过点,,的截面,即可求解.
【详解】如图,取的中点,连接,,,.因为棱的中点为,棱的中点为,
所以.同理,所以,
所以四边形为经过点,,的截面.
因为棱的中点为,棱的中点为,棱的中点为,所以,,
所以,所以四边形是平行四边形.
因为三棱锥是正三棱锥,所以,所以,
所以四边形是矩形,即经过点,,的截面一定是矩形.
8. 如图,为了测量两山顶,间的距离,飞机沿水平方向在,两点进行测量,,,,在同一个铅垂平面内.测得到,的俯角和分别为,,到,的俯角分别为,,同时测得.则山顶,之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先在中利用角度关系求得 ,再在中利用正弦定理求得 ,最后在中由已知夹角 及两边 、,用余弦定理求出 .
【详解】在中,,,所以.
由余弦定理,得,即,
在中,,由正弦定理,得,
所以.
在中,,由余弦定理得,,
即,即.
所以,之间的距离为.
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. 已知平面向量,,则( )
A. 当时,
B. 存在,使
C. 与向量共线的单位向量是
D. 当向量与向量的夹角为锐角时,
【答案】AD
【解析】
【详解】对于A,因为,所以,解得,故A正确;
对于B,,若,则,
即,,故不存在,使,故B错误;
对于C,与共线的单位向量有两个,为,故C错误;
对于D,当与的夹角为锐角时,且,不共线,
即且,解得,故D正确.
10. 已知函数的部分图象如图所示,且图中阴影部分的面积为,则( )
A. 是函数的一个周期
B.
C. 不等式的解集为,
D. 将的图象向右平移个单位长度得到的图象所对应的函数是偶函数
【答案】ABD
【解析】
【分析】由,得,由,得,所以再依次判断选项即可.
【详解】对于A,由题意及函数的图象可知,.设函数的最小正周期为,
则阴影部分的面积为,则.因为的最小正周期为,
所以也是的一个周期,故A正确.
对于B,因为,所以.因为,即,
所以.因为,
所以,所以,故B正确.
不等式,即,所以,,
解得,,故C错误.
将的图象向右平移个单位长度后,
所得图象的函数解析式为,为偶函数,故D正确.
故选:ABD.
11. 如图,在正方体中,点在线段上运动(包括端点),则下列结论正确的是( )
A. 直线与是异面直线
B. 异面直线与所成角的取值范围是
C. 若,则的最小值为
D. 当直线与直线相交时,交点在靠近的三等分点处
【答案】BCD
【解析】
【分析】对于A,由于线段与是正方体的对角面的两条对角线,可判断;
对于B,由或其补角为异面直线与所成角即可判断;
对于C,将面和面沿着展开至同一平面,可知当,,三点共线时,取得最小值.
对于D,通过平面,设垂足为,通过等体积计算,可判断选项.
【详解】对于A,线段与是正方体的对角面的两条对角线,
所以直线与共面,故A错误;
对于B,在正方体中,易知为等边三角形,
则.
,或其补角为异面直线与所成角,
则异面直线与所成角的取值范围为,故B正确;
对于C,如图,将面和面沿着展开至同一平面,
则当,,三点共线时,取得最小值.
,且,,则.
又,,
即的最小值为,故C正确;
对于D,如图,连接,记.
在正方体中,平面,
又平面,.
在正方形中,,
又,,平面,
平面.
平面,,同理得.
,,平面,平面.
又平面平面,平面,设交点为.
直线与直线相交,交点为.
又,设正方体的棱长为2,
则,
解得.又,
当直线与直线相交时,交点在靠近的三等分点处,故D正确.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. __________.
【答案】
【解析】
【详解】
.
13. 已知点为所在平面内一点,若,则_______.
【答案】
【解析】
【分析】通过向量分解构造平行四边形,再将与的面积用面积来表示,从而求得面积比.
【详解】过点A作,,则,
以,为邻边作平行四边形,
所以,,
可得,,
所以.
14. 如图,一块边长为的正方形铁片上有四块阴影部分.将这些阴影部分裁下来,然后用余下的四个全等的等腰三角形加工成一个正四棱锥形容器.当时,正四棱锥外接球的体积为__________.
【答案】
【解析】
【分析】应用正四棱锥几何特征,再结合外接球性质结合球的体积公式计算求解.
【详解】设加工成的正四棱锥形容器为,为底面的中心,如图.
当时,由题意,得正四棱锥的底面边长,斜高,,
所以正四棱锥的高.
设正四棱锥外接球的半径为,球心为,则,点在直线上,且在正四棱锥外.
所以,解得.
所以正四棱锥外接球的体积为.
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. 如图,在平行六面体中,,,.
(1)以,,为基底向量,表示向量,;
(2)求证:;
(3)求的长.
【答案】(1),
(2)证明:因为,,,
所以,.
由(1)得
,
所以,即.
(3)
【解析】
【分析】(1)利用空间向量的加减法,将目标向量分解为基底向量的线性组合;
(2)将两向量表达式代入数量积,利用已知边长和夹角展开计算,由点积为零证明垂直;
(3)计算目标向量模的平方,展开后代入已知数据,开方得长度.
【小问1详解】
在中,由空间向量的减法运算,得. .
【小问2详解】
略.
【小问3详解】
由(1)知,
所以
,
所以.
16. 已知的三内角,,的对边分别为,,,.
(1)求角的大小;
(2)若的面积等于,为线段的中点,当中线最短时,求的周长.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由正弦定理以及条件边化角得,再结合辅助角公式即可求解.
(2)先由面积公式得,再在中,由余弦定理结合基本不等式即可得中线的最小值,进而可得长,即可求解.
【小问1详解】
在中,已知,
由正弦定理得.
因为,,所以.
所以,
即.
又,,则,
所以.
【小问2详解】
由(1)知,
则,所以.
在中,由余弦定理,
得,
当且仅当,即,时,等号成立.
所以,
故,即,
所以当中线最短时,的周长为.
17. 如图所示正四棱锥,为侧棱上的点,且.
(1)记平面平面,证明:;
(2)侧棱上是否存在一点,使得平面.若存在,求的值;若不存在,试说明理由.
【答案】(1)
在正四棱锥中,,平面,平面,
则平面,而平面,平面平面,
所以.
(2)存在,.
【解析】
【分析】(1)证明平面,再根据线面平行的性质即可得证.
(2)连接交于,连接,取中点,过作的平行线交于,连接,证明平面平面,再根据面面平行的性质即可得出结论.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
在侧棱上存在一点,使平面,满足.
理由如下:连接交于,连接,则为中点,
取中点,又,则,
过作的平行线交于,连接,在中,有,
由平面PAC,平面PAC,得平面PAC,而,则,
又,平面,平面,则平面,
又,平面,因此平面平面,
又,得平面,所以存在,且.
18. 已知函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)若方程在上的根从小到大依次为,,,,求的值;
(3)设,记在上的最小值为,求.
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)利用三角恒等变换将化为正弦型函数,再求单调区间.
(2)先求出方程在上的所有根,再求的值.
(3)根据的单调性对分三种情况讨论:、和.
【小问1详解】
.
令,,解得,,
所以的单调递增区间为,.
【小问2详解】
作出的图象和直线,如图.
因为,所以,即,
所以,或,,
解得或,.
由图可知,的图象与直线在内有5个交点,
则所有根从小到大依次为,,,,.
所以,,,,
所以
.
【小问3详解】
当时,有,在上单调递增,
所以在上单调递增,得;
当时,有,
在上单调递增,在上单调递减,
所以在上单调递增,在上单调递减,且左端点值小于右端点值,得;
当时,有,且,
在上单调递增,在上单调递减,且右端点值小于或等于左端点值,
此时的最小值为.
综上,
19. 如图,在直三棱柱中,为的中点,,且.
(1)证明:平面;
(2)若,二面角的平面角为.
①求与平面所成角的正弦值;
②点在面内,且三棱锥的体积为,求点轨迹的长度.
【答案】(1)在直三棱柱中,平面,由平面,得,
由为的中点,,得,又,平面,
所以平面
(2)①;②.
【解析】
【分析】(1)利用线面垂直的性质、判定推理得证.
(2)①建立空间直角坐标系,利用面面角的法向量列式求出,再利用线面角的向量法求解;②利用三棱锥体积求出点到平面的距离,再由向量法求距离求出轨迹方程,进而求出轨迹长度.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
①在直三棱柱中,,则直线两两垂直,
以为原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系,设,
则,,
设平面的法向量,则,取,得,
而平面的法向量,由二面角的平面角为,
得,解得,,,
设与平面所成角为,则,
所以与平面所成角的正弦值为.
②由(1)得,则,
由三棱锥的体积为,得到平面的距离为,
由点在侧面上,设,则,
因此到平面的距离为,
点轨迹方程为,而,
则在侧面上的轨迹是线段,所以的轨迹长度为.
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1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
考试时间为120分钟,满分150分
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. 已知一个弹簧振子的运动方程为,则该弹簧振子的振幅、初相分别是( )
A. 振幅是4,初相是 B. 振幅是3,初相是
C. 振幅是4,初相是 D. 振幅是3,初相是
2. 已知,是两条不同的直线,,是两个不同的平面,则下列命题错误的是( )
A. 若,,则
B. 若,,,则与平行或异面
C. 若,,则
D. 若,,,则
3. 已知平面向量,满足,,且,则向量在向量上的投影向量为( )
A. B. C. D.
4. 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,,,将该平面图形绕其直角腰边旋转一周得到一个圆台,则该圆台的体积为( )
A. B. C. D.
5. 已知,,则( )
A. B. C. D.
6. 已知是空间的一组基底,则不能与构成另一组基底的是( )
A. , B. , C. , D. ,
7. 在正三棱锥中,棱的中点为,棱的中点为,棱的中点为,经过点,,的截面一定是( )
A. 三角形 B. 矩形 C. 梯形 D. 菱形
8. 如图,为了测量两山顶,间的距离,飞机沿水平方向在,两点进行测量,,,,在同一个铅垂平面内.测得到,的俯角和分别为,,到,的俯角分别为,,同时测得.则山顶,之间的距离为( )
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. 已知平面向量,,则( )
A. 当时,
B. 存在,使
C. 与向量共线的单位向量是
D. 当向量与向量的夹角为锐角时,
10. 已知函数的部分图象如图所示,且图中阴影部分的面积为,则( )
A. 是函数的一个周期
B.
C. 不等式的解集为,
D. 将的图象向右平移个单位长度得到的图象所对应的函数是偶函数
11. 如图,在正方体中,点在线段上运动(包括端点),则下列结论正确的是( )
A. 直线与是异面直线
B. 异面直线与所成角的取值范围是
C. 若,则的最小值为
D. 当直线与直线相交时,交点在靠近的三等分点处
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. __________.
13. 已知点为所在平面内一点,若,则_______.
14. 如图,一块边长为的正方形铁片上有四块阴影部分.将这些阴影部分裁下来,然后用余下的四个全等的等腰三角形加工成一个正四棱锥形容器.当时,正四棱锥外接球的体积为__________.
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. 如图,在平行六面体中,,,.
(1)以,,为基底向量,表示向量,;
(2)求证:;
(3)求的长.
16. 已知的三内角,,的对边分别为,,,.
(1)求角的大小;
(2)若的面积等于,为线段的中点,当中线最短时,求的周长.
17. 如图所示正四棱锥,为侧棱上的点,且.
(1)记平面平面,证明:;
(2)侧棱上是否存在一点,使得平面.若存在,求的值;若不存在,试说明理由.
18. 已知函数.
(1)求函数的单调递增区间;
(2)若方程在上的根从小到大依次为,,,,求的值;
(3)设,记在上的最小值为,求.
19. 如图,在直三棱柱中,为的中点,,且.
(1)证明:平面;
(2)若,二面角的平面角为.
①求与平面所成角的正弦值;
②点在面内,且三棱锥的体积为,求点轨迹的长度.
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