内容正文:
绵阳中学高2025级高一下期第二学月月考数学试题
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. ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】,故D正确.
2. 若直线平面,直线平面,,则( )
A. 或与异面 B. C. 与异面 D. 与相交
【答案】B
【解析】
【分析】过作平面交平面于,过作平面交平面于,通过线面平行的性质定理、判定定理、平行公理可以判断出的位置关系.
【详解】如图,过作平面交平面于,过作平面交平面于,因为,所以.
因为,所以.
所以,又,所以,又,所以,所以.
故选:B
【点睛】本题考查了线面平行的性质定理和判定定理,考查了平行公理,考查了推理论证能力.
3. 已知向量满足,且满足,则的值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
【分析】利用向量模长的平方等于向量自身的数量积这一性质,将已知模长等式两边平方,代入已知模长数值即可求出的值.
【详解】 将两边平方,得: ,
代入已知,,可得,,
且,代入上式得: ,
整理计算得,即,因此的值为1.
4. 中,、、的对边分别为、、,若且,则的形状是( )
A. 顶角为的等腰三角形 B. 等边三角形
C. 等腰直角三角形 D. 直角三角形
【答案】C
【解析】
【分析】由推导得的平分线垂直于边,进而得,再由给定面积导出得解.
【详解】如图所示,在边、上分别取点、,使、,
以、为邻边作平行四边形,则,显然,
因此平行四边形为菱形,平分,而,
所以,即,于是得是等腰三角形,即,
令直线交于点,则是边的中点,,
而,因此,从而得,
综上,是等腰直角三角形.
故选:C
5. 已知是两条不重合的直线,是两个不重合的平面,下列说法错误的是( )
A. 若,则“”是“”的必要条件
B. 若,,则“”是“”的充分条件
C. 若,则“”是“”的充要条件
D. 若,则“”是“”的既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】利用线面垂直的性质可判断A;利用线面平行的判定和性质可判断B;利用线面垂直的性质和面面平行的判定可判断C;利用线面平行的性质可判断D.
【详解】对于A,若,则“”是“”的充分不必要条件,故A错误;
对于B,,,则“”“”“m,n平行或异面,
所以是的充分条件,故B正确;
对于C,,则“”“”,
则“”是“”的充要条件,故C正确;
对于D,,则“”“或”,
“”“m,n相交、平行或异面”,
所以“”是“”的既不充分也不必要条件,故D正确.
故选:A.
6. 在四面体中,已知,分别是,的中点,若,,,则与所成角的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】取中点,再根据平行得出异面直线所成角的正弦值即可求角.
【详解】取的中点,连结,.
因为,分别为,的中点,所以,,
所以为与所成的角或其补角.
因为,所以在中,,
所以,所以.
故选:D.
7. 如图,,是海面上位于东西方向相距海里的两个观测点,现位于点北偏东、点北偏西的点有一艘船发出求救信号,位于点南偏西且与点相距海里的点的救援船立即前往营救,其航行速度为30海里小时,则该救援船到达点最快所需时间为( )
A. 小时 B. 小时 C. 小时 D. 1小时
【答案】A
【解析】
【分析】先在中用正弦定理得出,再在中用余弦定理得出,路程除以速度即可求得时间.
【详解】由题意,在中,,,,
所以,由正弦定理可得,,
则,
又在中,,,
由余弦定理可得,
,所以,
因此救援船到达点需要的时间为小时.
8. 如图,正方体的棱长为1,线段上有两个动点、,且,则下列结论中正确的是( )
A. 线段上存在点、使得
B. 与的夹角为
C. 的面积与的面积相等
D. 三棱锥的体积为定值
【答案】D
【解析】
【分析】对A,利用异面直线的定义;对B,根据线面垂直性质得直线夹角;对C,根据三角形的高不相等;对D,直接计算体积.
【详解】选项A,如图所示,与为异面直线,故与也为异面直线,A错误;
选项B,连接
在正方体中,平面,
因为平面,所以,
因为,所以平面,
因为平面,所以,
同理可得,,
因为,所以平面,因为平面,
所以,故两直线夹角为,B错误;
选项C,由图可知,点B到EF的距离为,点A到EF的距离是底边上的高,
因为,所以点A到EF的距离为,
即点A和点B到EF的距离是不相等的,C错误;
选项D,连结BD交AC于O,在正方体中,平面,
因为平面,所以,
因为,所以平面,
即平面,则AO为三棱锥的高,,
因为,所以三棱锥的体积为为定值,D正确;
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. 设复数,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D. 若z是关于x的方程的根,则
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据复数的运算,模的定义,复数方程中根与系数的关系判断各选项.
【详解】A,,则,A正确;
B,,B错;
C,,C正确;
D,若z是关于x的方程的根,则是另一根,
所以,,,所以,D正确.
10. 已知三点A,B,C分别为,若存在点满足,则下列结论正确的是( )
A.
B. 在方向上的投影向量为
C. 若所有满足条件的点组成的平面区域的面积为16,且 ,则的最小值为9
D. 若,则三点共线
【答案】ACD
【解析】
【分析】向量数量积坐标运算计算判断A;由投影向量计算公式计算判断B;由A可知,结合题意根据矩形面积计算公式可得,由基本不等式计算判断C;由平面向量线性运算可得,判断D;.
【详解】选项A,由题,则,A正确;
选项B,,在方向上的投影向量为,B错误;
选项C,由A可知,,所以可以作为平面内一组基底,,
以为邻边的平行四边形面积为,
设,过点作,过点C作且,
设,连接并延长交于点,如图所示:
由题意可知点组成的平面区域为图中矩形,其面积为,
化简可得,
由基本不等式可知,所以,
因为,解得,当且仅当时等号成立,
所以的最小值为9,C正确.
选项D,若,则,
,即,
所以,故,则三点共线,D正确;
11. 四棱锥的底面为正方形,与底面垂直,,,动点在线段上,则( )
A. 存在点,使得
B. 的最小值为
C. 四棱锥的外接球表面积为
D. 点到直线的距离的最小值为
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A,直接说明当是的中点时即可;对于B,先证明,再说明等号能够取到即可;对于C,直接求出外接球的半径,再计算其表面积即可,对于D,设为在底面上的投影,并将点到直线的距离表示为的函数,然后求该函数的最小值即可.
【详解】对于A,当是的中点时,记正方形的中心为,
则分别为的中点,所以,
而与底面垂直,所以与底面垂直.
从而由在底面内,知,
而,在平面内交于点,故垂直于平面.
由于在平面内,故,从而A正确;
对于B,由于垂直于平面,在平面内,
故,而,和在平面内交于点,
故垂直于平面.
所以由在平面内,就有.
而,
故.
从而到直线的距离为,同理到直线的距离为.
所以.
当时,由于,
同理,故,,
所以,所以的最小值是,故B正确.
对于C,由于的外接球球心为的中点,故外接球的半径为的一半,即,所以外接球表面积为,故C错误;
对于D,设在底面上的投影为,
则,设,
则到直线的距离,且当时,等号成立,所以D正确.
故选:ABD.
【点睛】关键点点睛:本题的关键点在于恰当利用几何体的对称性,从而降低工作量,并可利用对称性观察出函数取得最值的点.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 一物体在力的作用下,由点移动到点,则力对该物体所做的功为___________.
【答案】23
【解析】
【分析】先由平面向量减法的坐标运算得出,再根据平面向量数量积的坐标运算公式求解即可.
【详解】由题意得,
所以力对该物体所做的功为.
13. 如图,某直径为海里的圆形海域上有四个小岛,已知小岛B与小岛C相距为5海里,,则小岛C、D相距为___________海里.
【答案】
【解析】
【分析】根据给定条件,利用圆内接四边形性质及正余弦定理求解.
【详解】依题意,,则,
在中,由正弦定理得,
由余弦定理,得,
即,而,解得,
所以小岛C、D相距为10海里.
14. 如图,有一个直径AB等于2的半圆,过点A作这个半圆所在平面的垂线,在垂线上取一点S,使AS=AB,点C为半圆上的一个动点,点M、N分别为A在SB、SC上的射影.当三棱锥的体积最大时,SC与平面ABC所成角的大小为______.
【答案】##
【解析】
【分析】根据题中所给的条件,可以确定出平面,进一步确定出平面,再求得平面,从而得到为三棱锥的高,由于为定值,要使三棱锥的体积最大,只要底面的面积最大即可,因为是斜边确定的直角三角形,根据基本不等式可以确定最值,最后再求得相应的边长,从而得到答案.
【详解】由面ABC,得为SC与平面ABC所成的角,
由面ABC,面ABC,得,又,,所以面SAC,
又面SAC,得,
因为A在SC上的射影为N,所以,又,得面SBC,
又面SBC,面SBC,得,,
因为A在SB上的射影为M,所以,又,得面AMN,
因为AS=AB=2,所以,
在中,,
于是三棱锥S-AMN的体积,
当且仅当时等号成立,三棱锥S-AMN的体积取最大值,
此时,,即SC与平面ABC所成角的大小为.
故答案为:.
四、解答题:本题共5小题,共60分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 在平面直角坐标系中,已知.
(1)求平行四边形对角线的长;
(2)若存在轴上一点满足,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用平行四边形对角线向量等于两邻边向量之和,计算向量模长即得的长;
(2)先设轴上点的坐标,通过向量点积为0求出的坐标,再用向量夹角公式计算.
【小问1详解】
由已知点坐标可得:,
因为四边形为平行四边形,所以对角线,
因此;
【小问2详解】
设,则,
由得:,解得,即,
进而得,根据向量夹角公式:
.
16. 的内角的对边分别为,设.
(1)求;
(2)若,求锐角的面积的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由正弦定理和,可求解,求出;
(2)是锐角三角形和(1)得到,再由三角形的面积和正弦定理求出,求出面积范围.
【小问1详解】
因为,所以由正弦定理可得,
因为,则,可得,
即,所以.
【小问2详解】
因为是锐角三角形,由(1)知且,可得,
因为,所以,
由三角形面积公式得,
又由正弦定理且,
所以,
因为,所以,
故,则,
所以,
即面积的取值范围为.
17. 如图,在高为的四棱锥中,四边形ABCD是正方形,M,N分别是PD和BC的中点,.
(1)证明:∥平面PAB.
(2)求三棱锥的体积.
【答案】(1)
如图,取PA的中点E,连接EB,EM,
因为ME是△PAD的中位线,则∥,且
又因为N是BC的中点,则∥,且,
可得∥,且,
可知四边形MEBN是平行四边形,则∥,
且平面PAB,平面PAB,所以∥平面PAB.
(2)
【解析】
【分析】(1)取PA的中点E,连接EB,EM,可得∥,结合线面平行的判定定理分析证明;
(2)由题意可知:三棱锥的高为,利用转换顶点法求锥体体积.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
在高为的四棱锥中,因为M为PD的中点,
可知三棱锥的高为,
且,
所以三棱锥的体积.
18. 在中,角的对边分别是,边长,______(在以下条件中任选1个,将序号补充在答题卡横线上,并加以解答;选择多个条件时以第1种计分).
A. 若 B. 若
(1)求角的大小;
(2)若在内部且满足,,求线段的长度;
(3)求锐角的内切圆半径的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)先用正弦定理角化边,再整理出余弦定理标准式求,由内角范围锁定角度;
(2)向量和为零向量是重心,重心分中线2:1,先用面积求出,再用中线公式算中线长,按比例得;
(3)面积两种表达联立(为半周长),边角互化结合锐角约束求范围,进而求最值.
【小问1详解】
选A填入,因为 ,所以,
即,
因为,所以;
选B填入,因为,
所以,
因为,所以,
则,
因为,所以,
则.
【小问2详解】
因为在内部且满足,所以为的重心,
延长交于,有,,
则,
由(1)可知,代入得,
因为,
所以代入得,
则.
【小问3详解】
设的内切圆半径为,由得,
由(1)可知,
代入得;
由可得,
则;
因为为锐角三角形,所以,
所以,
则.
19. 如图,等边三角形和直角三角形,,,绕翻折,使点到达点.
(1)当PD=2时,求证:平面⊥平面;
(2)当时,求直线与平面所成角的正弦值;
(3)当三棱锥表面积最大时,求二面角的余弦值.
【答案】(1)设为中点,连接,
因为为等边三角形,所以,
因为,,,所以,
因为,所以,
因为,平面,所以平面,
因为平面,所以平面平面.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)取中点,通过线面垂直证明面面垂直;
(2)过作于,连接,证明平面,得出即为直线与平面所成角,解直角三角形得解;
(3)当三棱锥表面积最大时,作出二面角的平面角,利用余弦定理求解即可.
【小问1详解】
略.
【小问2详解】
,,,平面,
平面,由平面,
,,
过作于,连接,
平面,,又,平面,
平面,即为直线与平面所成角,
在等腰三角形中,,
所以,
则,
所以,
设直线与平面所成角为,故.
【小问3详解】
设,
则,
即①
令②
①②2得,
取最大值时,即三棱锥的表面积最大时,,代入①式得,
过作,连接,且,过作,交于,如图,
则二面角的平面角为,
因为,
,,
所以.
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绵阳中学高2025级高一下期第二学月月考数学试题
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. ( )
A. B. C. D.
2. 若直线平面,直线平面,,则( )
A. 或与异面 B. C. 与异面 D. 与相交
3. 已知向量满足,且满足,则的值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
4. 中,、、的对边分别为、、,若且,则的形状是( )
A. 顶角为的等腰三角形 B. 等边三角形
C. 等腰直角三角形 D. 直角三角形
5. 已知是两条不重合的直线,是两个不重合的平面,下列说法错误的是( )
A. 若,则“”是“”的必要条件
B. 若,,则“”是“”的充分条件
C. 若,则“”是“”的充要条件
D. 若,则“”是“”的既不充分也不必要条件
6. 在四面体中,已知,分别是,的中点,若,,,则与所成角的度数为( )
A. B. C. D.
7. 如图,,是海面上位于东西方向相距海里的两个观测点,现位于点北偏东、点北偏西的点有一艘船发出求救信号,位于点南偏西且与点相距海里的点的救援船立即前往营救,其航行速度为30海里小时,则该救援船到达点最快所需时间为( )
A. 小时 B. 小时 C. 小时 D. 1小时
8. 如图,正方体的棱长为1,线段上有两个动点、,且,则下列结论中正确的是( )
A. 线段上存在点、使得
B. 与的夹角为
C. 的面积与的面积相等
D. 三棱锥的体积为定值
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. 设复数,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.
D. 若z是关于x的方程的根,则
10. 已知三点A,B,C分别为,若存在点满足,则下列结论正确的是( )
A.
B. 在方向上的投影向量为
C. 若所有满足条件的点组成的平面区域的面积为16,且 ,则的最小值为9
D. 若,则三点共线
11. 四棱锥的底面为正方形,与底面垂直,,,动点在线段上,则( )
A. 存在点,使得
B. 的最小值为
C. 四棱锥的外接球表面积为
D. 点到直线的距离的最小值为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 一物体在力的作用下,由点移动到点,则力对该物体所做的功为___________.
13. 如图,某直径为海里的圆形海域上有四个小岛,已知小岛B与小岛C相距为5海里,,则小岛C、D相距为___________海里.
14. 如图,有一个直径AB等于2的半圆,过点A作这个半圆所在平面的垂线,在垂线上取一点S,使AS=AB,点C为半圆上的一个动点,点M、N分别为A在SB、SC上的射影.当三棱锥的体积最大时,SC与平面ABC所成角的大小为______.
四、解答题:本题共5小题,共60分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15. 在平面直角坐标系中,已知.
(1)求平行四边形对角线的长;
(2)若存在轴上一点满足,求.
16. 的内角的对边分别为,设.
(1)求;
(2)若,求锐角的面积的取值范围.
17. 如图,在高为的四棱锥中,四边形ABCD是正方形,M,N分别是PD和BC的中点,.
(1)证明:∥平面PAB.
(2)求三棱锥的体积.
18. 在中,角的对边分别是,边长,______(在以下条件中任选1个,将序号补充在答题卡横线上,并加以解答;选择多个条件时以第1种计分).
A. 若 B. 若
(1)求角的大小;
(2)若在内部且满足,,求线段的长度;
(3)求锐角的内切圆半径的最大值.
19. 如图,等边三角形和直角三角形,,,绕翻折,使点到达点.
(1)当PD=2时,求证:平面⊥平面;
(2)当时,求直线与平面所成角的正弦值;
(3)当三棱锥表面积最大时,求二面角的余弦值.
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