4 高一数学下学期期中模拟试卷(新高考题型 提高卷2)-2023-2024学年高一数学下学期期中期末高效复习(人教A版必修第二册)
展开考试范围:第六章平面向量及其应用;第七章复数;第八章立体几何初步
一、单选题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.(2023春·安徽马鞍山·高二安徽省马鞍山市第二十二中学校考学业考试)在中,点D是AB的中点,则( )
A.B.
C.D.
【答案】D
【详解】因为点D是AB的中点,
所以
所以
故选:D.
2.(2023·福建漳州·统考三模)已知复数为复数的共轭复数,且满足,在复平面内对应的点在第二象限,则( )
A.B.C.1D.
【答案】C
【详解】设,在复平面内对应的点在第二象限,故,
则,即,
由,得,结合,解得,
则,故.
故选:C.
3.(2022春·浙江绍兴·高二校考学业考试)法国罗浮宫玻璃金字塔外表呈正四棱锥形状(如图所示),已知塔高,底宽,则塔身的表面积(精确到是 (可能用到的参考数据:,
A.B.
C.D.
【答案】C
【详解】如图,正四棱锥,底面,,,
则,所以,
作,则
所以该塔身的表面积
故选:.
4.(2023春·陕西西安·高一西北工业大学附属中学校考阶段练习)对于任意的平面向量,下列说法正确的是( )
A.若且,则B.若,且,则
C.若且,则D.
【答案】C
【详解】对A,若且,则当为零向量时,与不一定共线,即A错误;
对B,若,则,
又,所以,
因为与的夹角不一定相等,所以不一定成立,即B错误;
对C,若且,则,即C正确;
对D,因为与共线,与共线,
所以不一定成立,即D错误.
故选:C.
5.(2023春·内蒙古呼和浩特·高三统考阶段练习)已知两个圆锥有公共底面,且两个圆锥的顶点和底面的圆周都在同一个球面上,若圆锥底面面积是这个球面面积的,则这两个圆锥中,体积较小者的高与体积较大者的高的比值为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【详解】
如图,设圆锥与圆锥公共底面圆心为,两圆锥公共底面圆周上一点,底面半径,
设球心为,球的半径,
由已知,,∴,
∴在直角中,,
∵底面积相同的圆锥,高较大者体积较大,
∴体积较小圆锥的高,
体积较大圆锥的高,
∴体积较小者的高与体积较大者的高的比值为.
故选:A.
6.(2023·全国·高三专题练习)如图所示,正六边形的边长为2,若P为该正六边形边上的动点,则的取值范围为( )
A.[2,6]B.[-2,6]C.[4,12]D.[-4,12]
【答案】B
【详解】解:建立如图所示的坐标系:
因为正六边形的边长为2,
所以,,,
设,
则,
所以,
由题意可知,
所以,
所以,
即.
故选:B
7.(2023春·河南·高三洛阳市第三中学校联考开学考试)在中,若内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,的平分线交AC于点D,且,则周长的最小值为( )
A.7B.C.D.4
【答案】C
【详解】由题可得,,即,
又,所以,则,
因为,所以,则,
所以,即,
又因为,,
所以,整理得,
所以,
解得或(舍去),
所以,当且仅当时,等号成立,
则,
故周长的最小值为.
故选:C.
.
8.(2023·上海·高二专题练习)如图,棱长为1的正方体中,为线段的中点,、分别为体对角线和棱上任意一点,则的最小值为( )
A.B.C.D.2
【答案】D
【详解】如图,连接,取中点,过作面,垂足为,
在正方体中,平面,且平面,
平面平面,
平面平面,且平面,
平面,
为的中点,
,
故,而对固定点,当时,最小,
此时由面,面,,又,
,且面,故面,又面,
则面面,根据三棱锥特点,可知,而易知为等腰直角三角形,可知为等腰直角三角形,
.
故选:D.
二、多选题(本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.)
9.(2023·全国·高三专题练习)若复数z满足,则( )
A.B.z的实部为1C.D.
【答案】BD
【详解】由得:,因此A错误,实部为1,则B正确,,故C错误,,故D正确.
故选:BD
10.(2023春·江苏常州·高一常州市北郊高级中学校考阶段练习)如图,设Ox,Oy是平面内相交成60°角的两条数轴,,分别是与x轴、y轴正方向同向的单位向量.若向量,则把有序数对叫做向量在坐标系xOy中的坐标.若在坐标系xOy中,,则下列结论正确的是( )
A.B.C.D.与的夹角为
【答案】BCD
【详解】,故A错,C对,,故B对,
,由于,故,故D对.
故选:BCD
11.(2023·山西晋中·统考二模)如图,在棱长为1的正方体中,则( )
A.B.三棱锥与三棱锥体积相等
C.与平面所成角的正弦值为D.点到平面的距离为
【答案】BCD
【详解】对于A,因为,所以异面直线与AC所成的角就是与AC所成的角.
因为,所以为等边三角形,,
即异面直线与AC所成的角为,故A错误;
对于B,易知.,
又,所以,故B正确;
对于C,连接,BD.
因为AC⊥平面,平面,所以.
同理可得,又,AC,平面,
所以平面,与平面所成的角θ为的余角,
,故C正确;
对于D,由C项知,,
所以与平面所成角的正弦值为,
所以到平面的距离为,故D正确.
故选:BCD.
12.(2023·全国·高一专题练习)锐角△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c,其外接圆O的半径,点D在边BC上,且,则下列判断正确的是( )
A.B.△BOD为直角三角形
C.△ABC周长的取值范围是(3,9]D.AD的最大值为
【答案】ABD
【详解】由题知,,由正弦定理可得,又△ABC为锐角三角形,所以,A正确;
连接OC,在中由余弦定理可得,又,所以,
在中,由余弦定理得,所以,即,故B正确;
△ABC周长
因为△ABC为锐角三角形,故,所以,所以,
所以,所以,故C错误;
易知,当A、O、D三点共线时取得最大值,所以AD的最大值为,D正确.
故选:ABD
三、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分,其中第16题第一空2分,第二空3分.)
13.(2023·全国·高三专题练习)欧拉是十八世纪伟大的数学家,他巧妙地把自然对数的底数、虚数单位i、三角函数和联系在一起,得到公式,这个公式被誉为“数学的天桥”,根据该公式,可得_________.
【答案】
【详解】因为,
所以,
所以.
故答案为:.
14.(2023春·上海·高二校联考阶段练习)如图,已知正三棱柱的底面边长与侧棱长相等.蚂蚁甲从A点沿表面经过棱、爬到点,蚂蚁乙从B点沿表面经过棱爬到点.设,,若两只蚂蚁各自爬过的路程最短,则______
【答案】
【详解】如图所示,
将三棱柱沿着侧棱展开,又因为正三棱柱的底面边长与侧棱长相等,则同理
所以,
又因为,所以
所以.
故答案为:.
15.(2023·河南洛阳·洛阳市第三中学校联考一模)已知向量,,,若,,则在方向上的投影是______.
【答案】##
【详解】因为向量,,,所以.
因为,,所以,即,解得(负值舍去),
所以,,所以,
所以在方向上的投影为,
故答案为:
16.(2023秋·山东潍坊·高三统考期中)在中,点是上的点,平分面积是面积的2倍,且,则实数的取值范围为________;若的面积为1,当最短时,______.
【答案】 ##
【详解】由面积是面积的2倍,即,
如上图,过作交延长线于,又平分,
所以,即,且,故,
若,又,则且,,
△中,,可得,故;
由角平分线性质知:,则,
若,则,
又,即,则,故,
所以,可得,
由,
令,则,
所以时,即,此时,即.
故答案为:,.
四、解答题(本题共6小题,共70分,其中第17题10分,其它每题12分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.(2023春·全国·高一专题练习)已知复数.
(1)若的实部与的模相等,求a的值;
(2)若复数在复平面上的对应点在第四象限,求a的取值范围.
【答案】(1)或
(2)
【详解】(1)依题意,,
因为的实部与的模相等,
所以,整理得,
解得或,
所以或.
(2)因为,又在复平面上的对应点在第四象限,
所以解得,
所以a的取值范围是.
18.(2023春·河北沧州·高一校考阶段练习)已知向量满足,且.
(1)求;
(2)求与的夹角.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1),故,
.
(2),设与的夹角为,,
则,,故.
19.(2023春·全国·高一专题练习)如图所示,圆锥SO的底面圆半径,母线.
(1)求此圆锥的体积和侧面展开图扇形的面积;
(2)过点O在圆锥底面作OA的垂线交底面圆圆弧于点P,设线段SO中点为M,求异面直线AM与PS所成角的余弦值
【答案】(1);
(2)
【详解】(1)圆锥SO的底面圆半径,母线,所以圆锥的高为,
所以圆锥的体积
圆锥的侧面展开图扇形的面积
(2)在圆锥中,作,交于,则异面直线AM与PS所成角为,
,,,
所以,
所以异面直线AM与PS所成角的余弦值为.
20.(2023春·全国·高一专题练习)在临港滴水湖畔拟建造一个四边形的露营基地,如图ABCD所示.为考虑露营客人娱乐休闲的需求,在四边形ABCD区域中,将三角形ABD区域设立成花卉观赏区,三角形BCD区域设立成烧烤区,边AB、BC、CD、DA修建观赏步道,边BD修建隔离防护栏,其中米,米,.
(1)如果烧烤区是一个占地面积为9600平方米的钝角三角形,那么需要修建多长的隔离防护栏(精确到0.1米)?
(2)考虑到烧烤区的安全性,在规划四边形ABCD区域时,首先保证烧烤区的占地面积最大时,再使得花卉观赏区的面积尽可能大,则应如何设计观赏步道?
【答案】(1)247.4m
(2)应使得,来修建观赏步道.
【详解】(1),
解得:,
因为C是钝角,所以.
由余弦定理得:
,
故需要修建247.4m的隔离防护栏;
(2)解法一:,
当且仅达时取到等号,此时m,设,,
在中,,
解得:,
故
,
因为,所以,
故当,即时,取的最大值为1,
,
当且仅当时取到等号,此时
答:修建观赏步道时应使得,.
解法二:,
当且仅达时取到等号,此时,
设,.则由余弦定理,
,
故由平均值不等式,,
从而,
等号成立当且仅当.
答:修建观赏步道时应使得,.
21.(2023秋·陕西西安·高二西安市铁一中学校考期末)如图,在四棱锥中,底面是矩形,,,底面.
(1)当为何值时,平面?证明你的结论;
(2)若在边上至少存在一点,使,求的取值范围.
【答案】(1),证明见详解;(2)
【详解】(1)当时,四边形为正方形,则.
因为平面,平面,
所以,
又,平面,平面
所以平面.
故当时,平面.
(2)设是符合条件的边上的点.
因为平面,平面
所以,
又,,平面,平面
所以平面,
因为平面,
所以.
因此,点应是以为直径的圆和边的一个公共点.
则半径, 即.
所以.
22.(2022春·浙江·高一校联考阶段练习)已知梯形中,,,E为线段上一点(不在端点),沿线段将折成,使得平面平面.
(1)当点E为CD的中点时,证明:平面平面;
(2)若与平面所成角的正弦值为,求平面与平面所成的锐二面角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(1)当点为的中点时,由题得,故,,且都在平面中,故平面.又平面,故
平面平面
(2)
如图过作交于点,连,则平面平面,平面平面,,平面,故平面
所以是直线在平面上的投影
直线与平面所成角即为直线与直线所成角,即为
,又,
在Rt中,,
在Rt中,,则
,
在中,
,则
所以平面平面,平面平面,,平面,故平面
法1:由上易证平面平面
所以是的投影三角形
设平面与平面所成的锐二面角为
则
法2:分别取的中点,连接
易证平面平面
所以平面与平面所成的锐二面角即为二面角所成角
由上可得平面,且可得中,
中,
过作交于点,连
由平面,且面
所以又,可证面
所以
所以为二面角的平面角
在Rt中,
所以
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