内容正文:
绝密★启用前
醴陵市第一中学高一下学期期末考试试题
数 学
满分150分,考试时间120分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题所给的四个选项中,有且只有一项是符合题目要求的)
1. 复数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. 已知是实数,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3. 若角的终边过点,则( )
A. B. 4 C. 6 D. 8
4. 已知,,则的值为( )
A. B. C. D.
5. 已知球O的半径R为2,一母线长与圆锥底面直径相等的圆锥位于球内,圆锥顶点在球面上,底面与球面相接,则该圆锥的体积为( )
A. B. C. D.
6. 设,是两条不同的直线,,是两个不同的平面,则下列命题不正确的是( )
A. 若,,,则
B. 若,,,则
C. 若,,,则
D. 若,,,则
7. 在中,内角所对的边分别为,已知,,,则( )
A. B. C. D.
8. 若函数在上单调,则实数的最大值为( )
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题所给的四个选项中,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. 如图,在棱长为2的正方体中,M,N分别是线段,上的动点(不含端点),且,则下列结论正确的是( )
A. 若,则直线与直线的夹角为
B. 三棱锥体积的最大值为
C. 存在,使得平面
D. 若,则三棱锥外接球的表面积为8π
10. 已知分别为内角的对边,下面四个结论正确的是( )
A. 若,且有一解,则
B. 在锐角中,不等式恒成立
C. 若,则为等腰三角形
D. 若,,则的最大值为
11. 已知的外接圆圆心为,且,,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D. 向量在向量上的投影向量为
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知平面向量满足,则的最大值是______.
13. 公元前世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派通过研究正五边形和正十边形的作图,发现了黄金分割值约为,这一数值也可以表示为.若,则___________.
14. 某湿地公园正在修建一个云星塔,其主体工程现已完成,由于还没有完全完工,周围由一圈铁皮围栏围着,塔与道路之间的距离无法直接测得,有同学选取了与塔底同一水平面内共线的三个点,,,且在点,,处测得塔顶端的仰角分别为,,,同时测得,(如下图),则塔的高度为________.
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知复数,,且是纯虚数.
(1)求的值及;
(2)设复数,在复平面上对应的点为,,若四边形是复平面内的平行四边形,求点对应的复数.
16. 已知向量,,,.
(1)若,求实数的值;
(2)若与共线,求与的夹角的余弦值.
17. 已知.
(1)求的单调递增区间;
(2)若对任意的恒成立,求的取值范围.
18. 如图,在四棱锥中,,,,E为棱的中点,平面.
(1)求证:平面平面;
(2)若二面角的大小为,求直线与平面所成角的正弦值.
19. 已知中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,其中.
(1)若,求的值;
(2)当取最大值时,记,求M;
(3)在(2)的条件下设,若时,对于任意的均有恒成立,求t的取值范围.
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绝密★启用前
醴陵市第一中学高一下学期期末考试试题
数 学
满分150分,考试时间120分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题所给的四个选项中,有且只有一项是符合题目要求的)
1. 复数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】B
【解析】
【分析】利用复数的乘法法则求出积,再求出该复数对应点的坐标并判断其所在象限即可.
【详解】复数,
所以复数在复平面内对应的点的坐标为
又,故点在第二象限,
所以复数在复平面内对应的点所在的象限为第二象限.
2. 已知是实数,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】D
【解析】
【分析】利用对数函数的单调性判断是否能推和是否能推即可得解.
【详解】当时,因为函数在单调递增,
所以,即,
所以或,故必要性不成立;
若“”,则或,
所以,或,
则,或,故充分性不成立,
所以是的既不充分也不必要条件.
故选:D.
3. 若角的终边过点,则( )
A. B. 4 C. 6 D. 8
【答案】C
【解析】
【分析】求出后再结合诱导公式、弦切互化可求三角函数式的值.
【详解】因为角的终边过点,故,
而
,
故选:C.
4. 已知,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】分析可知,利用平方关系分析可知,利用平方关系可求出的值,再利用切化弦可求得所求代数式的值.
【详解】因为,则,
因为,等式两边平方可得,
所以,故,所以,
所以,故,
因此,
故选:A.
5. 已知球O的半径R为2,一母线长与圆锥底面直径相等的圆锥位于球内,圆锥顶点在球面上,底面与球面相接,则该圆锥的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设圆锥的底面半径为,求得圆锥的高,由球的截面性质,运用勾股定理可得,由圆锥的体积公式可求体积.
【详解】如图,设圆锥的底面半径为,由题意知圆锥轴截面为正三角形,则圆锥的高为,
则,即,解得,
则圆锥的体积为.
故选:C.
6. 设,是两条不同的直线,,是两个不同的平面,则下列命题不正确的是( )
A. 若,,,则
B. 若,,,则
C. 若,,,则
D. 若,,,则
【答案】B
【解析】
【详解】选项A:若,,,则可取的方向向量分别是平面的法向量,
两个垂直平面的法向量互相垂直,因此,即,A命题正确;
选项B:两个平面垂直时,分别在两个平面内的直线可以平行、斜交或异面,不一定垂直,
举例:墙面垂直地面,墙面内平行于墙脚交线的直线,与地面内平行于交线的直线互相平行,
并不垂直,因此B命题错误;
选项C:若,,可得,又,因此,C命题正确;
选项D:根据线面平行判定定理:n平行于平面α内的直线m,且,因此,D命题正确.
7. 在中,内角所对的边分别为,已知,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由正弦定理,角化边,求出,利用余弦定理即可求.
【详解】因为,
所以由正弦定理可得,所以,
又因为,所以,又,
所以由余弦定理.
故选:B
8. 若函数在上单调,则实数的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据单调区间求得,然后分,和,结合正弦函数单调性讨论即可得解.
【详解】由函数在上单调可知,得,
所以,所以,
当 时,,函数 在该区间不单调,故舍去,
因此只需考虑 的情况,
因为,所以,
当时,由正弦函数性质可知,要使在上单调,则,
所以即;
当时,要使在上单调,则,
所以即.
综上,的最大值为.
故选:C
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题所给的四个选项中,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. 如图,在棱长为2的正方体中,M,N分别是线段,上的动点(不含端点),且,则下列结论正确的是( )
A. 若,则直线与直线的夹角为
B. 三棱锥体积的最大值为
C. 存在,使得平面
D. 若,则三棱锥外接球的表面积为8π
【答案】ABC
【解析】
【分析】当时,分别为的中点,所以也是的中点.利用中位线定理及异面直线所成的角的定义求出直线与直线的夹角,判断A;将三棱锥体积表示成的函数,根据二次函数的最值求法求得三棱锥体积的最大值,判断B;当时,易得平面,可判断C正确;当时,求得三棱锥的外接球表面积,判断D.
【详解】对A,因为,所以
当时,分别为的中点,所以也是的中点.
过M作于Q,连接,则,所以.
因为,所以直线与直线的夹角等于直线与直线的夹角,即.
又因为,所以,故A正确.
对B,过M作于Q,
因为平面平面,平面平面,平面,
所以平面,即三棱锥的高为,
又,
所以三棱锥体积,
当时,,故B正确.
对C,当时,是的中点,所以也是的中点.
因为是的中点,所以.
又平面,平面,所以平面,故C正确.
对D,当时,,故Q为的中点,
又N为的中点,所以,,
所以Q到A,B,M,N的距离都为1,
即三棱锥外接球的球心为Q,球半径为1,所以外接球表面积,故D错误.
10. 已知分别为内角的对边,下面四个结论正确的是( )
A. 若,且有一解,则
B. 在锐角中,不等式恒成立
C. 若,则为等腰三角形
D. 若,,则的最大值为
【答案】BD
【解析】
【分析】根据余弦定理、二倍角公式、锐角三角形中角的范围、正弦函数的性质等知识逐项判断计算即可.
【详解】对于A:当时,有一解,此时;
而当时,有一解,此时,
所以当或时,有一解,所以A错误;
对于B:因为是锐角三角形,所以.
所以.因为在上单调递增,且,
所以,所以B正确;
对于C:因为,所以,即,
因为,所以或,
即或,所以为等腰三角形或直角三角形,所以C错误;
对于D:根据余弦定理得.
根据基本不等式的性质可得,解得,
当且仅当时取得最大值为,所以D正确;
故选:BD.
11. 已知的外接圆圆心为,且,,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D. 向量在向量上的投影向量为
【答案】ABD
【解析】
【分析】根据向量的线性运算判断A,利用直角三角形判断B,根据数量积的定义判断C,根据投影向量判断D.
【详解】由 可得,
整理得,A正确.
为的直径,,设,则,
所以为等边三角形,,B正确.
,C错误.
向量在向量上的投影向量为,D正确.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
12. 已知平面向量满足,则的最大值是______.
【答案】
【解析】
【分析】利用向量数量积不等式,结合取等号条件分析,可得最大值.
【详解】令,由已知,可得,且,
则,因为,所以,
因为,所以,
即,
又因为,所以,
当且仅当反向共线,同向共线,
即此时,满足,
因此的最大值为.
13. 公元前世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派通过研究正五边形和正十边形的作图,发现了黄金分割值约为,这一数值也可以表示为.若,则___________.
【答案】
【解析】
【分析】根据,,求得,代入求解.
【详解】因为,,
所以,,
所以,
,
故答案为:
14. 某湿地公园正在修建一个云星塔,其主体工程现已完成,由于还没有完全完工,周围由一圈铁皮围栏围着,塔与道路之间的距离无法直接测得,有同学选取了与塔底同一水平面内共线的三个点,,,且在点,,处测得塔顶端的仰角分别为,,,同时测得,(如下图),则塔的高度为________.
【答案】60
【解析】
【分析】设,则可由余弦定理构建关于的方程,求出其解即可.
【详解】由题设,
设,则,
在中,由余弦定理有,
故,同理,
而,故,
所以,
故.
四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 已知复数,,且是纯虚数.
(1)求的值及;
(2)设复数,在复平面上对应的点为,,若四边形是复平面内的平行四边形,求点对应的复数.
【答案】(1),
(2)
【解析】
【分析】(1)由共轭复数以及复数的乘法,根据纯虚数的概念,建立方程,结合复数的几何意义,可得答案;
(2)根据平行四边形的性质,结合相等向量的坐标表示,以及复数的几何意义,可得答案.
【小问1详解】
因为,所以,所以,
因为是纯虚数,所以,解得,
所以,则,所以,
【小问2详解】
复数,在复平面上对应的点为,,则,
因为四边形是复平面内的平行四边形,所以,所以,
则点对应的复数为.
16. 已知向量,,,.
(1)若,求实数的值;
(2)若与共线,求与的夹角的余弦值.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)解法一:先求出的模,利用建立方程求解即得;解法二:设,利用条件求得的值,即得向量坐标,利用的坐标式计算求解即得;
(2)解法一:设,利用条件求得,即得,利用向量夹角的公式求解即得;解法二:由(1)中求得的的坐标,结合与共线求出,即得,再利用向量夹角的坐标式求解即可.
【小问1详解】
解法一:由可得,
因为,且,,
所以,
解得.
解法二:设,依题意可得解得或
当时,;
当时,
① 当时,,由,可得,解得;
② 当时,,
由,可得,解得.
综上,.
【小问2详解】
解法一:因为与共线,所以可设,即,
则有,解得,故.
由,可得,
又,
而,
故.
解法二:由(1)知,①当时,,,
因为与共线,所以,解得,
所以,, 则;
② 当时,,,
因为与共线,所以,解得,
所以,, 则
综上,与的夹角的余弦值为.
17. 已知.
(1)求的单调递增区间;
(2)若对任意的恒成立,求的取值范围.
【答案】(1)
(2).
【解析】
【分析】(1)根据两角和正弦公式、二倍角公式、辅助角公式化简可得,令,即可求得的单调递增区间.
(2)根据(1)化简可得,则原题等价于,即可,利用二倍角公式,对化简变形,结合均值不等式,即可求得答案.
【小问1详解】
化简得
.
令,解得,
所以单调递增区间为.
【小问2详解】
由(1)可得,
时,恒成立,
若,即恒成立,只需要即可,
,
令,因为,则,
所以,所以,
当时,
对于函数,
当且仅当,即时等号成立,
故则
所以.
18. 如图,在四棱锥中,,,,E为棱的中点,平面.
(1)求证:平面平面;
(2)若二面角的大小为,求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)
由平面,平面,得,
连接,由且,
所以四边形为平行四边形,
又,
所以平行四边形为正方形,所以,
又由且,
所以四边形为平行四边形,
则,所以,
又 平面,
所以平面,
由平面,所以平面平面;
(2)
【解析】
【分析】(1)根据线面垂直的性质于判定定理可证平面,结合面面垂直的判断定理即可证明;
(2)根据线面垂直的性质与判定定理可得为二面角的平面角,即,作,由面面垂直的性质确定为直线与平面所成的角,即可求解.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由平面,平面,所以,
又, 平面,
所以平面,又平面,所以,
故为二面角的平面角,即,
在中,,作,垂足为M,
由(1)知,平面平面,平面平面,平面,
所以平面,则为直线在平面上的投影,
所以为直线与平面所成的角,
在中,,所以,
在中,,
即直线与平面所成角的正弦值为
19. 已知中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,其中.
(1)若,求的值;
(2)当取最大值时,记,求M;
(3)在(2)的条件下设,若时,对于任意的均有恒成立,求t的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)根据诱导公式化简已知得,然后利用正弦定理并用两角和的正弦公式化简得,最后利用余弦定理求解即可;
(2)当取最大值时最小,利用基本不等式求得的最小值,然后利用同角三角函数关系求解,即可得解;
(3)将已知问题转化为,恒成立,设,利用正切函数的单调性求得,即,解不等式即可求解.
【小问1详解】
因为,
所以,即,
在中由正弦定理得:,
则,
所以,即,由正弦定理得.
由及余弦定理得;
【小问2详解】
由得A为锐角,则当最大时最小,
所以
当且仅当时,即时取最小值,此时,
故;
【小问3详解】
,则恒成立,
因为,所以,恒成立,
设,当时,是增函数,则,
又,设,则,解得,
所以,因为,所以.
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