成都市高一下期数学期末考试
四川省成都市第七中学2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷(解析版)
成都七中高2026届高一下期期末考试数学试题一.单项选择题:本大题共8小题，每小题5分，共计40分.每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.1.若2i z =-,则z z -=（）A.B.2iC.2D.4【答案】C 【解析】【分析】根据共轭复数写出z ，即可求出模长.【详解】2i z =- ，2i z ∴=+，即(2i)(2i)2i 2z z -=+--==.故选：C.2.若2,a a = 与b 夹角为60，且()b a b ⊥- ，则b = （）.A.32B.1C.D.2【答案】B 【解析】【分析】根据向量垂直，结合数量积的定义即可列方程求解.【详解】由()b a b ⊥- ，得20b a b ⋅-= ，故22cos600b b ⋅-=，故1b = 或0b = ，若0b = ，则,a b共线，不满足题意，故1b = ，故选：B3.已知tan 2α=，α为锐角，则πsin()4α+=（）. A.1010B.1010 C.31010-D.31010【答案】D 【解析】【分析】利用两角和的正弦公式把πsin()4α+展开，然后利用同角三角函数基本关系即可求解.【详解】πππ2sin(sin coscos sin (sin cos )4442ααααα+=+=+ ,，,α为锐角，sin 0,cos 0αα∴>>，sin tan 2cos ααα== ，sin 2cos αα∴=，又22sin cos 1αα+= sin ,cos 55αα∴==，即35sin cos 5αα+=，得0π2sin()31n cos 4201ααα+=+=.故选：D.4.将函数()sin f x x =的图象先向左平移π3个单位长度，再将得到的图象上所有点的横坐标扩大到原来的2倍，纵坐标不变，得到函数()g x 的图象，则()g x 的一条对称轴可能为（）.A.5π12B.π12C.5π3D.π3【答案】D 【解析】【分析】根据平移伸缩得到三角函数解析式再求对称轴即可.【详解】将函数()sin f x x =的图象先向左平移π3个单位长度，再将得到的图象上所有点的横坐标扩大到原来的2倍，纵坐标不变，得到函数()1πsin 23g x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，则对称轴为πππ,Z 232x k k +=+∈,所以对称轴为π2π,Z 3x k k =+∈，当0k =时对称轴为π3x =.故选：D.5.已知,,αβγ是三个不同的平面，,m n 是两条不同的直线，且m αβ⋂=，给出下列四个命题:①若//m n ，则//n α或//n β②若m n ⊥，则n α⊥或n β⊥③若,αβγβ⊥⊥，则//αγ④若,//n m n γβ⋂=，则//γα则上述命题中正确的个数为（）.A.0B.1C.2D.3【答案】B 【解析】【分析】利用直线、平面间的位置关系判断即可.【详解】对于①，若,//m m n αβ⋂=，则如图所示，第一种情况，n 在,αβ外，可得//n α或//n β；第二种情况，n 在β内，可得//n α；第三种情况，n 在α内，可得//n β，综上所述，//n α或//n β，故①正确；对于②，若,m m n αβ⋂=⊥，则n 与α相交或在α内，n 与β相交或在β内，故②错误；对于③，若m αβαβγβ⊥⋂=⊥，，，则,αγ相交或//αγ，故③错误；对于④，若,,//m n m n αβγβ⋂=⋂=，则//γα或γ与α相交，故④错误.故选：B.6.同时抛掷两枚质地均匀的六面骰子，则所得点数之差绝对值小于2的概率为（）.A.23B.59C.49D.13【答案】C 【解析】【分析】|根据古典概型计算即可.【详解】同时抛掷两枚质地均匀的六面骰子，则所得点数分别为,x y ，共有36种情况，点数之差绝对值小于2的情况有()()()()()()()()()()()()()()()()1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,2,1,3,2,4,3,5,4,6,5共16种点数之差绝对值小于2的概率为()1642369P x y -<==.故选：C.7.羌族是中国西部地区的一个古老民族，被称为“云朵上的民族”，其建筑颇具特色.碉楼是羌族人用来御敌、储存粮食柴草的建筑，一般多建于村寨住房旁.现有一碉楼，其主体部分可以抽象成正四棱台1111ABCD A B C D -，如图，已知该棱台的体积为311224m 8m 4m AB A B ==，，，则二面角1A AB C--的正切值为（）.A.3B.2C.D.32【答案】A 【解析】【分析】先求出正四棱台的高，再取正四棱台上下底面的中心为1,O O ，取11,AB A B 的中点,E M ，作1//MN OO 交OE 于点N ，则MEN ∠为二面角1A AB C --的平面角，即可求解．【详解】解：设正四棱台的高为h ，则(221843V h =++，得()12246416323h =++，得6h =，取正四棱台上下底面的中心为1,O O ，如图所示：取11,AB A B 的中点,E M ，作1//MN OO 交OE 于点N ，则MEN ∠为二面角1A AB C --的平面角，则184=6,22MN OO h EN -====，得6tan 32MN MEN EN∠===，故选：A8.在ABC 中，角A B C ，，所对的边分别为a b c ，，，已知160a A == ，，设O G ，分别是ABC 的外心和重心，则AO AG ⋅的最大值是（）A.12B.13 C.14D.16【答案】B 【解析】【分析】设D 为BC 边中点，连接OD ,作OH AC ⊥于H ，即H 为AC 中点，求得212AO AC AC ⋅= ，212AO AB AB ⋅= ，化解得221166AO AG AB AC +=⋅ ，再通过余弦定理及均值不等式即可求解.【详解】设D 为BC 边中点，连接OD ,作OH AC ⊥于H ，即H 为AC 中点，因为21|||cos |||||2AO AC AO AC OAC AH AC AC ⋅=⋅∠=⋅= ,同理21|||cos 2|AO AB AO AB OAB AB ⋅=⋅∠= ,则()221332AO AG AO AD AO AB AC ⎛⎫⋅=⋅=⋅+ ⎪⎝⎭()()222211113666AO AB AC AB b c =⋅+=+=+，在ABC 中，1,60a A ==︒，由余弦定理得2222cos60a b c bc ︒=+-，即221b c bc +=+，由均值不等式，2212bc b c bc +=+≥，所以1bc ≤（当且仅当1b c ==等号成立），所以()()()2211111116663AO AG c b bc ⋅=+=+≤+= .故选：B．二.多项选择题:本大题共3小题，每小题6分，共计18分.每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对得6分，选对但不全的得部分分，有选错的得0分.9.已知()()1,,2,3a b ==+λλr r，则（）.A.“1λ=”是“a ∥b”的必要条件B.“3λ=-”是“a ∥b”的充分条件C.“12λ=-”是“a b ⊥ ”的必要条件D.“12λ=”是“a b ⊥ ”的充分条件【答案】BC 【解析】【分析】对于AB ：根据向量平行的坐标表示结合充分必要条件分析判断；对于CD ：根据向量垂直的坐标表示结合充分必要条件分析判断.【详解】因为()()1,,2,3a b ==+λλr r，对于选项AB ：若a ∥b，则()23+=λλ，解得1λ=或3λ=-，可知a ∥b，等价于1λ=或3λ=-，若a ∥b ，不能推出1λ=，所以“1λ=”不是“a ∥b”的必要条件，故A 错误；若3λ=-，可以推出a ∥b ，所以“3λ=-”是“a ∥b”的充分条件，故B 正确；对于选项CD ：若a b ⊥，则230++=λλ，解得12λ=-，可知a b ⊥ ，等价于12λ=-，若a b ⊥ ，可以推出12λ=-，所以“12λ=-”是“a b ⊥ ”的必要条件，故C 正确；若12λ=，不能推出a b ⊥ ，“12λ=”不是“a b ⊥ ”的充分条件，故D 错误；故选：BC.10.已知一组样本数据()12201220,,,,x x x x x x ≤≤≤ 下列说法正确的是（）.A.该样本数据的第60百分位数为12x B.若样本数据的频率分布直方图为单峰不对称，且在右边“拖尾”，则其平均数大于中位数C.若样本数据的方差2022112520i i s x ==-∑，则这组样本数据的总和为100D.若由()21,2,,20i i y x i == 生成一组新的数据1220,,,y y y ，则这组新数据的平均值是原数据平均值的2倍【答案】BCD 【解析】【分析】根据题意，结合百分位数、数据方差，以及平均数与方差的性质，逐项判定，即可求解.【详解】对于A ，由200.612⨯=，可得第60百分位数为12132x x +，错误；对于B ，数据的频率分布直方图为单峰不对称，向右边“拖尾”，大致如图所示，由于“右拖”时最高峰偏左，中位数靠近高峰处，平均数靠近中点处，此时平均数大于中位数，正确；对于C ，由()11222202011252020i i i i s x x x ===∑-=∑-，则20202221150020i i i i x x x ==-=-∑∑，所以5x =,故这组样本数据的总和等于20100x =，正确；对于D ，若由()21,2,,20i i y x i == 生成一组新的数据1220,,,y y y ，则这组新数据的平均值是原数据平均值的2倍，正确．故选：BCD ．11.如图，在长方体ABCD A B C D -''''中，2,4,AB BC AA '===N 为棱C D ''中点，1,2D M P '=为线段A B '上一动点，下列结论正确的是（）.A.线段DP 长度的最小值为655B.存在点P ,使AP PC +=C.存在点P ，使A C '⊥平面MNP D.以B 为球心，176为半径的球体被平面AB C '所截的截面面积为6π【答案】AC 【解析】【分析】对于A ，在三角形中，由垂线段最短即可计算得到；对于B ，通过平面翻折，化空间到平面，利用两点之间线段最短计算出AP PC +的最小值，再与C ，依题意作出经过三点,,M N P 的平面，再证明A C '与平面垂直即得；对于D ，利用球的截面圆的性质，先通过等体积求得球心到平面的距离，再由垂径定理求出截面圆半径即得.【详解】对于A ，如图1，因A B A D ''===,BD =,故当DP A B ⊥'时，线段DP 长度最小，此时由等面积，1122DP ⨯⨯，解得655DP ==，故A 正确；对于B ，如图2，将平面A D CB ''旋转至平面11BC D A ',使之与平面A AB '共面，连接1AC 与A B '交于点1P ，此时1111AP PC AC +=为最小值.sinA BA '∠==,190A BC '∠=,故1cos cos(90)sinABC A BA A BA ''∠=∠+=-∠=-由余弦定理，2221122222cos 88(8AC ABC =+-⨯⨯∠=-⨯-=+,故1AC =>因此不存在这样的点P ，使AP PC +=B 错误；对于C ，如图3，取131,,22B E B F A G =='=''，连接FG 交A B '于P ，下证AC MN '⊥.连接D C ',由2D N D DD M DC''=='可得ND M D DC '' ,则得D C MN '⊥,因D A ''⊥平面DCC D '',因MN ⊂平面DCC D '',则D A MN ''⊥,因D C D A D ''''⋂=,,D C D A '''⊂平面A D C ''，故MN ⊥平面A D C ''，又A C '⊂平面A D C '',故A C MN '⊥.同理，A C EN '⊥,因MN EN N ⋂=,,MN EN ⊂平面MEN ,故A C '⊥平面MEN .下证//EF GM .取线段A G '的三等分点,J K ,取A D ''的中点H ，连接,,,EH HJ JF D K ',易证////,EH A B FJ EH A B FJ ''''==,则得EFJH ,得//EF JH ,易得//JH D K ',因//,D M GK D M GK ''=,得D MJK ' ,得//D K GM ',故得//EF GM .同理可得//MN FG ，因此,,,,M N E F G 五点共面．由A C '⊥平面MEN 可得A C '⊥面MNEFG .所以存在这样的点P 使A C '⊥面MNP ，故C正确；对于D ，如图4，以点B 为球心，176为半径的球面被面AB C '所截的截面为圆形，记其半径为r，则r =（*），其中d 为点B 到平面AB C '的距离．由B ABC B AB C V V --''=可得，1133ABC AB C S BB S d ''⨯⨯=⨯⨯ ，则122442132d ⨯⨯⨯==⨯，代入（*），得52r =，所以截面面积225ππ4S r ==，故D 错误．故选：AC.【点睛】关键点点睛：本题主要考查多面体中与动点有关的距离最值，截面性质问题，属于难题.解题关键在于处理距离和的最小值常常需要平面翻折，截面问题，一般应先作出截面，再根据条件分析截面性质，对于球的截面圆，常通过垂径定理求解.三.填空题:本大题共3小题，每小题5分，共计15分.12.习主席曾提出“绿水青山就是金山银山”的科学论断，为响应国家号召，农学专业毕业的小李回乡创业，在自家的田地上种植了,A B 两种有机生态番茄共5000株，为控制成本，其中A 品种番茄占40%.为估计今年这两种番茄的总产量，小李采摘了10株A 品种番茄与10株B 品种番茄，其中A 品种番茄总重17kg ，B 品种番茄总重23kg ，则小李今年共可收获番茄约_______kg .【答案】10300【解析】【分析】求解两种番茄的种植株数，利用比例即可求解.【详解】由题意，知A 品种番茄共40%5000=2000⨯株，B 品种番茄3000株，故共可收获番茄约172320003000103001010⨯+⨯=kg ，故答案为：1030013.已知三棱锥A BCD,ABC - 是边长为2的等边三角形，BCD △是面积为2的等腰直角三角形，且平面ABC ⊥平面BCD ，则三棱锥A BCD -的外接球表面积为_______.【答案】28π3##28π3【解析】【分析】判断出等腰直角三角形BCD △的直角，根据面面垂直的性质说明四边形1O EGO 为矩形，求出相关线段长，即可求得三棱锥外接圆半径，即可求得答案.【详解】由于ABC 是边长为2的等边三角形，故2BC =，BCD △是面积为2的等腰直角三角形，假设BDC ∠为直角，则BD DC ==112BCD S ==△不合题意；故DBC ∠或DCB ∠为直角，不妨设DBC ∠为直角，则2BD BC ==；设ABC 的中心为G ，E 为BC 的中点，则,,A G E 共线，且AE BC ⊥，由于平面ABC⊥平面BCD ，平面ABC ⋂平面BCD BC =，AE ⊂平面ABC ，故⊥AE 平面BCD ，设O 为三棱锥A BCD -的外接球球心，1O 为DC 中点，即为BCD △的外接圆圆心，连接1OO ，则1OO ⊥平面BCD ，则1OO AE ∥，连接1OG,O E ，则OG ⊥平面ABC ，AE ⊂平面ABC ,则OG AE ⊥，又⊥AE 平面BCD ，1O E ⊂平面BCD ，则1AE O E ⊥，则四边形1O EGO 为矩形，则112122323OG O E DB ,AG ====⨯=,故22273OA OG AG =+=，故三棱锥A BCD -的外接球表面积为228π4π3OA ⨯=，故答案为：28π314.在ABC 中，43AB AC AB AC P ⊥==，，，为斜边BC 上一动点，点Q 满足2PQ =，且AQ mAB nAC =+，则2m n +的最大值为______________.【答案】1323+【解析】【分析】取AB 中点D ，连接CD 交AQ 于点E ，由平面向量的线性运算得2AQ m n AE+=，过Q 作QF CD ∥交直线AB 于点,AQ AF F AEAD=，如图，当P 与B 重合，FQ 与P 相切时，AF AD取得最大值，即可求解．【详解】AB 中点D ，由题可知点Q 点在以P 为圆心，以2为半径的圆上，则2AQ mAB n AC mAD n AC =+=+；连接CD 交AQ 于点E ，()1AE AD AC λλ=+-，则()()1AQ AQ AQ AE AD AC AE AEλλ=⋅=⋅+- ，故2AQ m n AE+=．过Q 作QF CD ∥交直线AB 于点,AQ AF F AEAD=．如图，当P 与B 重合，FQ 与P 相切时，AF AD取得最大值．则3tan tan 2∠=∠=BFQ ADC，得sin ∠=BFQ ，得2,223sin 33BQ AB BF BF m n BFQAD +===+==∠．故答案为：1323+四.解答题:本大题共5小题，共计77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.如图，棱长为6的正方体1111ABCD A B C D -中，O 是AC 的中点，E 是1AA 的中点，点F 在AB上.（1）当F 是AB 的中点时，证明:平面//EFO 平面11A D C ;（2）当F 是靠近B 的三等分点时，求异面直线FO 与1AC 所成角的余弦值.【答案】（1）证明见解析（2）3015．【解析】【分析】（1）利用OF OE ，分别为11,BC A C A D 的中位线，得到//OF 平面11A D C ，//OE 平面11A D C ，借助面面平行的判定定理证明即可;（2）由1//OE A C 可知EOF ∠或其补角为异面直线FO 与1AC 所成角，借助余弦定理求出即可.【小问1详解】由正方体1111ABCD A B C D -可知，,O E 是1,AC AA 中点，所以1//,OE A C 因为11A D ⊂平面11,A D C OE ⊄平面11A D C ，所以//OE 平面11A D C .因为F 是AB 中点，O 是AC 中点，所以OF 为ABC 的中位线，故11////OF BC A D ．又由于1AC ⊂平面11,A D C OF ⊄平面11A D C ，所以//OF 平面11A D C ．又,,OE OF O OE OF =⊂ 平面EFO ，故平面//EFO 平面11A D C ．【小问2详解】由1//OE A C 知，异面直线FO 与1AC 所成角即为EOF ∠或其补角．由于1AA ⊥平面,,ABCD AB AO ⊂平面ABCD ，则1AA 与,AB AO 都垂直，所以90EAF EAO ∠=∠=︒，由题意得4AF =，在Rt EAF △中，由勾股定理可得5EF =．易得3AO AE ==，在Rt EAO △中，由勾股定理可得EO =在OAF △中，45CAB ∠=︒，由余弦定理得FO ==，在EOF 中，由余弦定理可得2222cos EF EO FO EO FO EOF =+-⋅⋅∠，代入解得cos 015EOF ∠==>．所以异面直线FO 与1AC 所成角的余弦值为3015．16.2024年4月26日，主题为“公园城市、美好人居”的世界园艺博览会在四川成都正式开幕，共建成113个室外展园，涵盖了英式、法式、日式、意式、中东、东南亚等全球主要园林风格，吸引了全球各地游客前来参观游玩.现从展园之一的天府人居馆中随机抽取了50名游客，统计他们的参观时间(从进入至离开该展园的时长，单位:分钟，取整数)，将时间分成[)[)[]455555658595 ，，，，，，五组，并绘制成如图所示的频率分布直方图.（1）求图中a 的值;（2）由频率分布直方图，试估计该展园游客参观时间的第75百分位数(保留一位小数);（3）由频率分布直方图，估计样本的平均数¯(每组数据以区间的中点值为代表).【答案】（1）0.015a =；（2）78.3（3）69x =．【解析】【分析】（1）应用频率和为1求参数；（2）应用频率分布直方图求百分位数步骤求解；（3）应用频率分布直方图求平均数步骤求解.【小问1详解】由样本频率分布直方图可知()0.0120.0250.035101a +++⨯=，解得0.015a =；【小问2详解】样本频率直方图前三组频率之和为()0.0100.0250.035100.70.75++⨯=<，前四组频率之和为()0.0100.0250.0350.015100.850.75+++⨯=>，所以样本数据的第七十五百分位数在第四组内，设其为x ，则()750.0150.700.75x -⨯+=，解得78.3=x ，所以样本数据的第七十五百分位数为78.3．由样本估计总体，估计该展园游客参观时间的第七十五百分位数也为78.3；【小问3详解】0.0110500.03510600.02510700.01510800.0151090x =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯，计算可得，样本的平均数69x =．17.甲、乙两位同学进行羽毛球比赛，并约定规则如下:在每个回合中，若发球方赢球，则得1分，并且下一回合继续由其发球;若发球方输球，则双方均不得分，且下一回合交换发球权;比赛持续三回合后结束，若最终甲乙得分相同，则为平局.已知在每回合中，甲获胜的概率均为23，各回合比赛结果相互独立，第一回合由甲发球.（1）求甲至少赢1个回合的概率;（2）求第二回合中有选手得分的概率;（3）求甲乙两人在比赛中平局的概率.【答案】（1）2627（2）59（3）427．【解析】【分析】（1）根据对立事件概率求法及乘法公式结合条件即得；（2）结合对立事件和独立事件，应用和事件求概率；（3【小问1详解】设事件=i A “第i 回合甲胜”，事件M =“甲至少赢一回合”，故M =“甲每回合都输”．i A 为i A 对立事件，()23i P A =，故()13i P A =．()()()()()()31231231261111327P M P M P A A A P A P A P A ⎛⎫=-=-=-=-=⎪⎝⎭，故甲至少赢1个回合的概率为2627．【小问2详解】设事件N =“第二回合有人得分”，由题可知1212N A A A A =⋃，且12A A 和12A A 互斥，则()()()()()()()1212121259P N P A A P A A P A P A P A P A =+=⋅+⋅=，故第二回合有人得分的概率为59．【小问3详解】设事件Q =“甲乙两人平局”，由题可知，只有0:0与1:1两种情况，因此123123Q A A A A A A =⋃，故()()()()()()()()()123123123123427P Q P A A A P A A A P A P A P A P A P A P A =+=+=，故甲乙两人平局的概率为427．18.记ABC 的内角A B C ，，的对边分别为a b c ，，，已知4,2,sin sin 2sin a c a A c C b B ==+=，D 是线段AC 上的一点，满足13AD AC =，过D 作一条直线分别交射线BA 、射线BC 于M N 、两点.（1）求b ，并判断ABC 的形状;（2）求BD 的长;（3）求BM BN ⋅的最小值.【答案】（1）b =，钝角三角形（2）2133（3）409【解析】【分析】（1）由正弦定理得b =cos 0A <，得到π2A >，ABC 是钝角三角形；（2）,BA BC 可作为一组基底，求出5cos ,cos 8BA BC B 〈〉== ，根据题目条件得到2133BD BA BC =+ ，平方后2BD，从而求出答案；（3）设,BM xBA BN yBC ==，根据向量共线得到()()1,0,1BD t BM tBN t =-+∈ ，由向量基本定理得到()21,313x y t t ==-，表达出()291BM BN BA BC t t⋅=⋅-⋅ ，其中50BA BC ⋅=>，由基本不等式求出最小值.【小问1详解】由正弦定理得，222sin sin 2s n 2i a a c A c C b B b ⇒+=+=，又4,2a c ==，解得b =．又因为22220b c a +-=-<，故222cos 02+-=<b c a A bc，因为0πA <<，故π2A >，所以ABC 是钝角三角形．【小问2详解】由平面向量基本定理，,BA BC可作为一组基底向量，且有2,4BA BC == ，2225cos ,cos 28a cb BA BC B ac+-〈〉===．由于13AD AC = ，所以()13BD BA BC BA -=- ，故2133BD BA BC =+ ．BD ==3===；【小问3详解】由题意可设,BM xBA BN yBC == ．由于,,M D N 三点共线，设MD tMN =，01t <<，故()BD BM t BN BM -=- ，故()()1,0,1BD t BM tBN t =-+∈．所以()21133BD t x BA ty BC BA BC =-⋅+⋅=+ ，由平面向量基本定理，解得()21,313x y t t ==-，所以()21,313BM BA BN BC t t ==-．因此()()21231391BM BN BA BC BA BC t t t t ⎛⎫⎛⎫⋅=⋅=⋅ ⎪ ⎪ ⎪--⋅⎝⎭⎝⎭，而||||cos 50BA BC BA BC B ⋅=⋅⋅=>，其中()11122t t t t -+-≤=，当且仅当1t t -=，即12t =时，等号成立，因此当12t =时，409BM BN ⋅= 为最小值．【点睛】平面向量解决几何最值问题，通常有两种思路：①形化，即用平面向量的几何意义将问题转化为平面几何中的最值或取值范围问题，然后根据平面图形的特征直接进行求解；②数化，即利用平面向量的坐标运算，把问题转化为代数中的函数最值与值域，不等式的解集，方程有解等问题，然后利用函数，不等式，方程的有关知识进行求解.19.如图，斜三棱柱111A B C ABC -中，90ABC ∠= ，四边形11ABB A 是菱形，D 为AB 中点，1A D ⊥平面ABC ，点1A 到平面11BCC B 1AA 与1CC 的距离为2.（1）求证:CB ⊥平面11ABB A ;（2）求1AC 与平面11BCC B 所成角的正弦值;（3）若E F ，分别为1AA AC ，的中点，求此斜三棱柱被平面1B EF 所截的截面面积.【答案】（1）证明见解析（2）155（3）53412．【解析】【分析】（1）根据线面垂直判定定理证明即可；（2）先根据线面垂直判定定理证明线面垂直，几何法得出线面角，再计算得出正弦值；（3）先找到截面，再计算截面即可.【小问1详解】因为1A D ⊥平面,ABC BC ⊂平面ABC ，故1A D BC ⊥．又由90ABC ∠=︒，即1,,AB BC AB A D D AB ⊥⋂=⊂平面11ABB A ,1A D ⊂平面11ABB A ，因此BC ⊥平面11ABB A ．【小问2详解】由于菱形11ABB A ，且1A D 为AB 的垂直平分线，因此可知1A AB △和11B A B 均为等边三角形．由BC ⊥平面11,ABB A BB ⊂平面1ABB A ，可得1BC BB ⊥，斜三棱柱进一步可得11B BCC 是矩形．此时作1111,A P BB AQ CC ⊥⊥，连接1,,PQ PC AC ．由题知，112,AQ A P =⊂平面11ABB A ，可得111,BC A P BC BB B BB ⊥⋂=⊂，平面11,BCC B BC ⊂平面11BCC B ，因此1AP ⊥平面11BCC B ，因此由题知，1,A P PQ PC =⊂平面11BCC B ，所以也有11,A P PQ A P PC ⊥⊥．因此，1ACP ∠为1AC 与平面11BB C C 所成角．在1Rt A PQ △中，1PQ ==，由矩形可知1BC PQ ==．由于1A P =1B AB △中，可以解得12,BB P =为1BB 中点，1BP =．所以，在Rt BCP △中，PC =1Rt ACP △中，1AC =．因此，111115sin ,5A P ACP AC AC ∠===与平面11BB C C所成角的正弦值为5．【小问3详解】延长1,EF C C 交于点M ，连接1MB ，交BC 于N ，连接FN ，如图，故四边形1B EFN 即为所得截面．上一问可知，菱形11ABB A 的边长为2，矩形11B BCC 中1BC =，平行四边形11ACC A中111112,AA CC AC AC AC =====．要计算截面1B EFN 的面积，首先研究1B EM △．在11A B E △中，由于11120EA B ∠=︒，由余弦定理可得1B E =,E F 为中点，因此12EM EF AC ===，此时有1MC AE ==，在直角11MB C中1MB N =为BC 的三等分点．因此1B EM △中，由余弦定理可得2221111cos 25EM MB EB EMB EM MB +-∠==⋅⋅，第21页/共21页所以可以计算得117sin 5EMB ∠=．设截面面积为S ，由于111,23MF ME MN MB ==，有11111115534sin sin 22612B EM NFM B EM S S S ME MB EMB MF MN EMB S =-=⋅⋅∠-⋅⋅∠==△△△因此，此斜三棱柱被平面1B EF 所截的截面面积为53412．。
2022-2023学年四川省成都市高一下册学期期末数学试题【含答案】
成都市2022-2023学年下学期第二次测评高一年级数学学科试题考试时间120分钟满分150分一、单选题：本大题共8小题，每小题5分，共40分12i12i -=+（）A.－1B.i- C.43i 55- D.43i 55+2.化简PA PB AB -+所得的结果是（）A.2ABB.2BAC.0D.PA3.已知4sin 5α=，则3πcos 2α⎛⎫+= ⎪⎝⎭（）A.35B.35-C.45D.45-4.下列化简不正确的是（）A.1cos82sin 52sin 82cos1282︒︒+︒︒=-B.1sin15sin 30sin 758︒︒︒=C.223cos 15sin 152︒-︒=D.tan 48tan 7231tan 48tan 72︒+︒=-︒︒5.在ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ．已知a =2，b =3，π3B =，则角A 为（）A.3π4B.π3C.π4D.π4或3π46.“石龙对石虎，金银万万五，谁能识得破，买进成都府”．这个民谣在彭山地区流传了三百多年，2020年彭山江口沉银遗址水下考古取得重大突破，出水文物超过10000件，实证确认了“张献忠江口沉银”以及“木鞘藏金”的传说“木鞘藏金”指的是可视为圆柱的木料内放置了一个可视为球体的金疙瘩，这个金疙瘩与木料的底面和侧面都相切，则这个金疙瘩的体积与该木鞘（这个圆柱体）的体积之比为（）A.13B.23C.15D.257.如图，在正方体ABCD A B C D -''''中，E 、F 分别为棱CC '、AB 的中点，则异面直线A D ''与EF 所成角的余弦值是（）A.63B.33C.22D.128.已知函数()44cos 2sin cos sin f x x x x x =--，则()f x 的最小正周期为（）A.2πB.πC.2π D.4π二、多选题：本大题共4小题，每小题5分，共20分9.已知复数ππsini cos 66z =+，则（）A.z 的虚部为3i 2B.z 在复平面内对应的点在第四象限C.z z z+= D.z 是关于x 的方程210x x -+=的一个根10.已知空间中,a b 是两条不同的直线，,αβ是两个不同的平面，则下列命题不正确的是（）A.,a b a b αα⊥⊥⇒∥B.,a a b b αα⊥⊥⇒∥C.,,a b a αβαβ⊂⊂⇒∥与b 异面D.,,b a b a βααββ⊥⋂=⊥⇒⊥11.下列四个命题为真命题的是（）A.若向量a 、b 、c ，满足//a b r r ，//b c，则//a cr r B.若向量()1,3a =- ，()2,6b =r ，则a 、b可作为平面向量的一组基底C.若向量()5,0a = ，()4,3b = ，则a 在b 上的投影向量为1612,55⎛⎫ ⎪⎝⎭D.若向量m 、n满足2m = ，3n = ，3m n ⋅= ，则7m n +=12.已知圆锥顶点为S ，高为1，底面圆O 的直径AB 长为22．若C 为底面圆周上不同于,A B 的任意一点，则下列说法中正确的是（）A.圆锥SO 的侧面积为62πB.SAC 面积的最大值为32C.圆锥SO 的外接球的表面积为9πD.若AC BC =，E 为线段AC 上的动点，则SE BE +的最小值为742+三、填空题：本大题共4小题，每小题5分，共20分13.已知tan 5α=，则224sin 3sin cos 4cos sin cos αααααα+=-____________.14.如图，在梯形ABCD 中，AD BC ∥，AB BC ⊥，1AD =，2AB =，3BC =，M ，N 分别为CD ，AD 的中点，则BM BN ⋅=______.15.如图所示，要在两山顶M N 、间建一索道，需测量两山顶M N 、间的距离.已知两山的海拔高度分别是1003MC =米和502NB =米，现选择海平面上一点A 为观测点，从A 点测得M 点的仰角60MAC ∠=︒，点N 的仰角30NAB ∠=︒以及45MAN ∠=︒，则MN 等于_________米.16.已知直四棱柱1111ABCD A B C D -，13,2,1,60AA AB AD BAD ∠====，底面ABCD 为平行四边形，侧棱1AA ⊥底面ABCD ，以1D 为球心，半径为2的球面与侧面11BCC B 的交线的长度为___________.四、解答题：本大题共6小题，共70分.其中17题10分，其余各题12分，解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤17.已知4a = ，8b = ，a 与b 的夹角为2π3．（1）求a b -；（2）当k 为何值时，()()2a b ka b +⊥- ．18.如图四边形ABCD 是矩形，AB ⊥平面BCE ，BE EC ⊥，点F 为线段BE 的中点.（1）求证：CE ⊥平面ABE ；（2）求证：//DE 平面ACF .19.已知函数()() sin (00π)f x A x A ωϕωϕ=+>><，，的部分图像如图所示.（1）求()f x 的解析式及对称中心；（2）先将()f x 的图像纵坐标缩短到原来的12倍，再向右平移π12个单位后得到()g x 的图像，求函数()y g x =在π3π124x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，上的单调减区间.20.如图，三棱柱111ABC A B C -中，111A B C △与11AB C △均是边长为2的正三角形，且16AA =．（1）证明：平面11AB C ⊥平面111A B C ；（2）求四棱锥11A BB C C -的体积．21.第31届世界大学生夏季运动会将于2022年6月在成都举行，需规划公路自行车比赛赛道，该赛道的平面示意图为五边形ABCDE （如图），根据自行车比赛的需要，需预留出AC ，AD 两条服务车道（不考虑宽度），DC ，CB ，BA ，AE ，ED 为赛道，已知23ABC AED π∠=∠=，3cos 5CAD ∠=，23km =BC ，42km =CD ，______．（注：km 为千米）请从①4BAC π∠=；②()33km =-AB 这两个条件中任选一个，补充在题干中，然后解答补充完整的问题．（1）求服务通道AD 的长；（2）在（1）的条件下，求折线赛道AED 的最大值（即AE ED +最大）．注：如果选择两个条件解答，按第一个解答计分．22.已知a b c ，，分别为ABC 三个内角A B C ，，的对边，222cos cos 1cos A C B +=+且1b =，（1）求B ；（2）若12AB AC ⋅< ，求11a c+的取值范围；（3）若O 为ABC 的外接圆，若PM PN 、分别切O 于点M N 、，求PM PN ⋅的最小值.成都市2022-2023学年下学期第二次测评高一年级数学学科试题考试时间120分钟满分150分一、单选题：本大题共8小题，每小题5分，共40分1.2i12i -=+（）A.－1B.i- C.43i 55- D.43i 55+B【分析】由复数的除法法则求解即可【详解】()()()()2i 12i 2i 5ii 12i 12i 12i 5----===-++-，故选：B2.化简PA PB AB -+所得的结果是（）A.2ABB.2BAC.0D.PAC【分析】根据向量加，减法运算，即可化简.【详解】0PA PB AB PA AB PB P P B B -++=-=-=.故选：C 3.已知4sin 5α=，则3πcos 2α⎛⎫+= ⎪⎝⎭（）A 35B.35-C.45D.45-C【分析】直接利用诱导公式求解.【详解】由题得3π4cos sin 25αα⎛⎫+== ⎪⎝⎭.故选：C4.下列化简不正确的是（）A.1cos82sin 52sin 82cos1282︒︒+︒︒=-B.1sin15sin 30sin 758︒︒︒=C.223cos 15sin 152︒-︒= D.tan 48tan 7231tan 48tan 72︒+︒=-︒︒D【分析】利用三角恒等变换的知识进行化简，从而确定正确答案.【详解】A 选项，cos82sin 52sin82cos128︒︒︒+︒()cos82sin 52sin 82co 18052s =︒︒︒︒-+︒cos82sin 52si 5s 2n82co -=︒︒︒︒()sin 528i 0221s n 3=︒︒=-︒=--，所以A 选项正确.B 选项，sin15sin 30sin 75︒︒︒()1111sin15sin 9015sin15cos15sin 302248=︒︒-︒=︒︒=︒=，B 选项正确.C 选项，223cos 15sin 15cos302︒-︒=︒=，C 选项正确.D 选项，()tan 48tan 72tan 4872tan12031tan 48tan 72︒+︒=︒+︒=︒=--︒︒，D 选项错误.故选：D5.在ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ．已知a =2，b =3，π3B =，则角A 为（）A.3π4B.π3C.π4D.π4或3π4C【分析】由正弦定理即可求解.【详解】由正弦定理sin sin a bA B=，得π2sinsin 23sin 23a B A b===，又a b <，所以A B <，所以A 为锐角，所以π4A =．故选：C ．6.“石龙对石虎，金银万万五，谁能识得破，买进成都府”．这个民谣在彭山地区流传了三百多年，2020年彭山江口沉银遗址水下考古取得重大突破，出水文物超过10000件，实证确认了“张献忠江口沉银”以及“木鞘藏金”的传说“木鞘藏金”指的是可视为圆柱的木料内放置了一个可视为球体的金疙瘩，这个金疙瘩与木料的底面和侧面都相切，则这个金疙瘩的体积与该木鞘（这个圆柱体）的体积之比为（）A.13B.23C.15D.25B【分析】设球的半径为r ，结合组合体的特征，利用圆柱和球的体积公式，求得圆柱和球的体积，即可求解.【详解】由题意，圆柱的木料内放置了一个可视为球体与木料的底面和侧面都相切，设内切球的半径为r ，可得343V r π=球，2322V r r r ππ=⋅=圆柱，所以23V V =球圆柱.故选：B.7.如图，在正方体ABCD A B C D -''''中，E 、F 分别为棱CC '、AB 的中点，则异面直线A D ''与EF 所成角的余弦值是（）A.63B.33C.22D.12A【分析】取CD 的中点G ，连接EG 、FG ，设正方体ABCD A B C D -''''的棱长为2，分析可知直线A D ''与EF 所成角为EFG ∠或其补角，计算出FG 、EF 的长，即可求得EFG ∠的余弦值.【详解】取CD 的中点G ，连接EG 、FG ，设正方体ABCD A B C D -''''的棱长为2，因为四边形ABCD 为正方形，则//AB CD 且2AB CD ==，F 、G 分别为AB 、CD 的中点，则//AF DG 且AFDG =，所以，四边形ADGF 为平行四边形，故//FG AD 且2FG AD ==，因为//A D AD ''，//A D FG ''∴，故直线A D ''与EF 所成角为EFG ∠或其补角，AD ⊥ 平面CDD C ''，EG ⊂平面CDD C ''，则AD EG ⊥，故FG EG ⊥，因为222EG CE CG =+=，226EF FG EG ∴=+=，所以，26cos 36FG EFG EF ∠===.因此，直线A D ''与EF 所成角的余弦值是63.故选：A.8.已知函数()44cos 2sin cos sin f x x x x x =--，则()f x 的最小正周期为（）A.2π B.πC.2π D.4πB【分析】利用平方关系、降幂及辅助角公式可得()2cos(2)4f x x π=+，根据三角函数性质求最小正周期.【详解】由题设，44()(cos sin )2sin cos cos 2sin 22cos(2)4f x x x x x x x x π=--=-=+，所以最小正周期为22T ππ==.故选：B二、多选题：本大题共4小题，每小题5分，共20分9.已知复数ππsini cos 66z =+，则（）A.z 的虚部为3i 2B.z 在复平面内对应的点在第四象限C.z z z +=D.z 是关于x 的方程210x x -+=的一个根BCD【分析】把复数化成13i 22z =+，利用复数的意义判断A ；求出z 、||z 判断BC ；利用复数的四则运算计算判断D 作答.【详解】依题意，复数13i 22z =+，复数z 的虚部为32，A 错误；13i 22z =-在复平面内对应的点13(,)22-在第四象限，B 正确；2213||()()122z =+=，1313(i)(i)12222z z +=++-=，则z z z +=，C 正确；22131313131(i)(i)1(i)i+1022222222z z -+=+-++=-+--=，即z 是关于x 的方程210x x -+=的一个根，D 正确.故选：BCD10.已知空间中,a b 是两条不同的直线，,αβ是两个不同的平面，则下列命题不正确的是（）A.,a b a b αα⊥⊥⇒∥B.,a a b b αα⊥⊥⇒∥C.,,a b a αβαβ⊂⊂⇒∥与b 异面D.,,b a b a βααββ⊥⋂=⊥⇒⊥BCD【分析】根据空间中的线与平面，以及平面与平面的位置关系即可逐一判断.【详解】A ：由垂直于同一平面的两直线平行，可知A 正确；B ：由a α⊥，a b ⊥r r可得b α∥或者b α⊂，故B 错误；C ：由a α⊂，b β⊂，αβ∥可得a 与b 异面或//a b ，故C 错误；D ：由βα⊥，b αβ= ，a b ⊥r r，当a α⊄时，不能得到a β⊥，只有当a α⊂时，才可以得到a β⊥，故D 错误.故选：BCD11.下列四个命题为真命题的是（）A.若向量a 、b 、c ，满足//a b r r ，//b c，则//a cr r B.若向量()1,3a =- ，()2,6b =r ，则a 、b可作为平面向量的一组基底C.若向量()5,0a = ，()4,3b = ，则a 在b 上的投影向量为1612,55⎛⎫⎪⎝⎭D.若向量m 、n满足2m = ，3n = ，3m n ⋅= ，则7m n += BC【分析】取0b =，可判断A 选项；利用基底的概念可判断B 选项；利用投影向量的概念可判断C 选项；利用平面向量数量积的运算性质可判断D 选项.【详解】对于A 选项，若0b = 且//a b r r ，//b c ，则a 、c不一定共线，A 错；对于B 选项，若向量()1,3a =- ，()2,6b =r ，则()1623⨯≠⨯-，则a 、b不共线，所以，a 、b可作为平面向量的一组基底，B 对；对于C 选项，因为向量()5,0a = ，()4,3b =，所以，a 在b上的投影向量为()2220cos ,4,325b a b a b a a b a b b b a b b⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅=⋅1612,55⎛⎫= ⎪⎝⎭，C 对；对于D 选项，因为向量m 、n满足2m = ，3n = ，3m n ⋅= ，则()2222492319m n m nm n m n +=+=++⋅=++⨯=，D 错.故选：BC.12.已知圆锥顶点为S ，高为1，底面圆O 的直径AB 长为22．若C 为底面圆周上不同于,A B 的任意一点，则下列说法中正确的是（）A.圆锥SO 的侧面积为62πB.SAC 面积的最大值为32C.圆锥SO 的外接球的表面积为9πD.若AC BC =，E 为线段AC 上的动点，则SE BE +的最小值为742+BCD【分析】对A ：根据圆锥的侧面积公式分析运算；对B ：根据题意结合三角形的面积公式分析运算；对C ：根据题意可得圆锥SO 的外接球即为SAB △的外接圆，利用正弦定理求三角形的外接圆半径，即可得结果；对D ：将平面ABC 与平面SAC 展开为一个平面，当,,S E B 三点共线时，SE BE +取到最小值，结合余弦定理分析运算.【详解】对A ：由题意可知：222,1,3OA OB SO SA SB SC SO OB ======+=，故圆锥SO 的侧面积为π236π⨯⨯=，A 错误；对B ：SAC 面积113sin 33sin sin 222SAC S SA SC ASC ASC ASC =⋅⋅∠=⨯⨯⨯∠=∠ ，在SAB △中，2223381cos 023233SA SB AB ASB SA SB +-+-∠===-<⋅⨯⨯，故ASB ∠为钝角，由题意可得：0ASC ASB <∠<∠，故当π2ASC ∠=时，SAC 面积的最大值为33sin 22ASC ∠=，B 正确；对C ：由选项B 可得：1cos 3ASB ∠=-，SAB ∠为钝角，可得222sin 1cos 3SAB SAB ∠=-∠=，由题意可得：圆锥SO 的外接球即为SAB △的外接圆，设其半径为R ，则2223sin 223AB R ASB ===∠，即32R =；故圆锥SO 的外接球的表面积为234π9π2⎛⎫⨯= ⎪⎝⎭，C 正确；对D ：将平面ABC 与平面SAC 展开为一个平面，如图所示，当,,S E B 三点共线时，SE BE +取到最小值，此时π2,2AC BC ACB ==∠=，在SAC ，2224333cos 023223AC SC AS ACS AC SC +-+-∠===>⋅⨯⨯，则ACS ∠为锐角，则26sin 1cos 3ACS ACS ∠=-∠=，在SBC △，则()π6cos cos cos sin 23SCB SCA ACB SCA ACS ⎛⎫∠=∠+∠=∠+=-∠=- ⎪⎝⎭，由余弦定理可得22262cos 342327423SB SC BC SC BC SCB ⎛⎫=+-⋅⋅∠=+-⨯⨯⨯-=+ ⎪ ⎪⎝⎭，则742SB =+，故SE BE +的最小值为742+，D 正确.故选：BCD.三、填空题：本大题共4小题，每小题5分，共20分13.已知tan 5α=，则224sin 3sin cos 4cos sin cos αααααα+=-____________.115-【分析】将分式的分子和分母同时除以2cos α，化简求值即可．【详解】tan 5α =，2224sin 3sin cos 4tan 3tan 425351154cos sin cos 4tan 45ααααααααα++⨯+⨯∴===----故115-14.如图，在梯形ABCD 中，AD BC ∥，AB BC ⊥，1AD =，2AB =，3BC =，M ，N 分别为CD ，AD 的中点，则BM BN ⋅=______.3【分析】建立平面直角坐标系，利用向量数量积的坐标表示可得.【详解】如图，分别以BC ，BA 所在直线为x 轴，y 轴建立直角坐标系，由题意，(0,0),(0,2),(1,2),(3,0)B A D C ，M ，N 分别为CD ，AD 的中点，所以1(2,1),(,2)2M N ，所以1(2,1),(,2)2BM BN == ，所以121232BM BN ⋅=⨯+⨯= ，故315.如图所示，要在两山顶M N 、间建一索道，需测量两山顶M N 、间的距离.已知两山的海拔高度分别是1003MC =米和502NB =米，现选择海平面上一点A 为观测点，从A 点测得M 点的仰角60MAC ∠=︒，点N 的仰角30NAB ∠=︒以及45MAN ∠=︒，则MN 等于_________米.1002【分析】先求得,AM AN ，再利用余弦定理求得MN .【详解】10031003sin 60,200sin 60AM AM ︒===︒，502502sin 30,1002sin 30AN AN ︒===︒，在三角形AMN 中，由余弦定理得()()22200100222001002cos 45MN =+-⨯⨯⨯︒1002=米.故100216.已知直四棱柱1111ABCD A B C D -，13,2,1,60AA AB AD BAD ∠====，底面ABCD 为平行四边形，侧棱1AA ⊥底面ABCD ，以1D 为球心，半径为2的球面与侧面11BCC B 的交线的长度为___________.π2【分析】根据已知，结合图形，利用弧长公式、勾股定理、线面垂直计算求解.【详解】如图，连接11D B ，直四棱柱1111ABCD A B C D -，2,1,60AB AD BAD ∠=== ，所以11111112,1,60C D B C B C D ∠===，在111B C D △中，由余弦定理有：22211111111112cos 60D B C D C B C D C B =+-⋅ ，代入数据，解得113D B =，所以222111111D B C B C D +=，即1111D B C B ⊥，又111BB D B ⊥，1111BB C B B = ，所以11D B ⊥平面11BCC B ，在平面11BCC B 上，以点1B 为圆心，作半径为1的圆，交棱11,BB CC 于点1,M C ，得到弧 1MC ，在 1MC 上任取一点与11,B D 都构成直角三角形，根据勾股定理可知弧 1MC 上任取一点到点1D 的长度为2，所以以1D 为球心，半径为2的球面与侧面11BCC B 的交线的长度为弧 1MC 的长，因为11π2BB C ∠=，所以根据弧长公式有：弧 1MC 的长度为ππ122⨯=.故答案为π2四、解答题：本大题共6小题，共70分.其中17题10分，其余各题12分，解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤17.已知4a = ，8b = ，a 与b 的夹角为2π3．（1）求a b -；（2）当k 为何值时，()()2a b ka b +⊥- ．（1）47a b -=（2）7k =-【分析】（1）利用平面向量数量积的运算性质可求得a b -的值；（2）由已知可得出()()20a b ka b +⋅-=，利用平面向量数量积的运算性质可求得实数k 的值.【小问1详解】解：因为4a = ，8b = ，a 与b 的夹角为2π3，则2π1cos 481632a b a b ⎛⎫⋅=⋅=⨯⨯-=- ⎪⎝⎭，所以，()()2222224216847a b a ba ab b -=-=-⋅+=-⨯-+=.【小问2详解】解：因为()()2a b ka b +⊥-，则()()()222212a b ka b ka k a b b+⋅-=+-⋅- ()161621264161120k k k =---⨯=--=，解得7k =-.18.如图四边形ABCD 是矩形，AB ⊥平面BCE ，BE EC⊥，点F 为线段BE 的中点.（1）求证：CE ⊥平面ABE ；（2）求证：//DE 平面ACF .（1）证明见解析（2）证明见解析【分析】（1）利用线面垂直的判定定理可得答案；（2）连接BD 交AC 于O 点，连接FO ，由中位线定理可得//FO DE ，再由线面平行的判定定理可得答案.【小问1详解】因为AB ⊥平面BCE ，EC ⊂平面BCE ，所以AB EC ⊥，因为BE EC ⊥，AB BE B = ，、⊂AB BE 平面ABE ，所以CE ⊥平面ABE ；连接BD 交AC 于O 点，连接FO ，所以O 点为BD 中点，因为点F 为线段BE 的中点，所以//FO DE ，因为FO ⊂平面ACF ，DE ⊄平面ACF ，所以//DE 平面ACF .19.已知函数()()sin (00π)f x A x A ωϕωϕ=+>><，，的部分图像如图所示.（1）求()f x 的解析式及对称中心；（2）先将()f x 的图像纵坐标缩短到原来的12倍，再向右平移π12个单位后得到()g x 的图像，求函数()y g x =在π3π124x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，上的单调减区间.（1）()π2sin 23f x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭，对称中心为ππ023k ⎛⎫- ⎪⎝⎭，，Z k ∈（2）π3π24⎡⎤⎢⎥⎣⎦，【分析】(1)由函数的图像的顶点坐标求出A ，由周期求出ω，由五点法作图求出ϕ的值，可得()f x 的解析式，再利用三角函数的图像得出对称中心.(2)由题意利用函数()()sin f x A x =+ωϕ的图像变换规律，求得()g x 的解析式，再利用余弦函数的单调性得出结论.根据函数()()sin (00π)f x A x A ωϕωϕ=+>><，，的部分图像，可得2A =，32π5π4123πω⋅=+，2ω∴=．再根据五点法作图，5ππ2122ϕ⨯+=，π3ϕ∴=-，故有()π2sin 23f x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭．根据图像可得，0π3⎛⎫- ⎪⎝⎭，是()f x 的图像的一个对称中心，故函数的对称中心为ππ023k ⎛⎫- ⎪⎝⎭，，Z k ∈.【小问2详解】先将()f x 的图像纵坐标缩短到原来的12，可得πsin 23y x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭的图像，再向右平移12π个单位，得到sin 2sin 2cos 212π32ππy x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫=--=-=- ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦的图像，即()cos 2g x x =-，令2ππ22πk x k -≤≤，Z k ∈，解得πππ2k x k -≤≤，Z k ∈，可得()g x 的减区间为πππ2k k ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦，，Z k ∈，结合π3π124x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，，可得()g x 在4π312π⎡⎤⎢⎥⎣⎦，上的单调递减区间为π3π24⎡⎤⎢⎥⎣⎦，．20.如图，三棱柱111ABC A B C -中，111A B C △与11AB C △均是边长为2的正三角形，且16AA =．（1）证明：平面11AB C ⊥平面111A B C ；（2）求四棱锥11A BB C C -的体积．（1）证明见解析（2）2【分析】（1）取11B C 的中点O ，连接AO ，1A O ，利用勾股定理证明1AO AO ⊥，易得1AO ⊥平面111A B C ，再根据面面垂直判定定理即可证明；（2）由（1）可证明AO 为三棱柱的高，利用同底等高的椎体与柱体的关系，通过割补法即可求解.【小问1详解】取11B C 的中点O ，连接AO ，1A O ．∵111A B C △与11AB C △均是边长为2的正三角形，∴11AO B C ⊥，111AO B C ⊥，13AO AO ==．∴1AOA ∠为二面角111A B C A --的平面角．∵16AA =，∴22211A O AO A A +=，∴1AO AO ⊥．因为1AO AO ⊥，111AO B C ⊥，11O AO B C ⋂=，11,AO B C ⊂平面11AB C 所以1AO ⊥平面111A B C ，又1A O ⊂平面111A B C ，∴平面11AB C ⊥平面111A B C ．【小问2详解】111111111112A BB C C ABC A B C A A B C A A B C V V V V ----=-=由（1）知，1AO AO ⊥，11AO B C ⊥．∵111AO B C O ⋂=，11B C ⊂平面111A B C ，1A O ⊂平面111A B C ，∴AO ⊥平面111A B C ．∴AO 为三棱锥111A A B C -的高．∴111111113431334A ABC A B C V S AO -=⨯⨯=⨯⨯⨯= ．∴四棱锥11A BB C C -的体积为2．21.第31届世界大学生夏季运动会将于2022年6月在成都举行，需规划公路自行车比赛赛道，该赛道的平面示意图为五边形ABCDE （如图），根据自行车比赛的需要，需预留出AC ，AD 两条服务车道（不考虑宽度），DC ，CB ，BA ，AE ，ED 为赛道，已知23ABC AED π∠=∠=，3cos 5CAD ∠=，23km =BC ，42km =CD ，______．（注：km 为千米）请从①4BAC π∠=；②()33km =-AB 这两个条件中任选一个，补充在题干中，然后解答补充完整的问题．（1）求服务通道AD 的长；（2）在（1）的条件下，求折线赛道AED 的最大值（即AE ED +最大）．注：如果选择两个条件解答，按第一个解答计分．（1）52km（2）106km 3【分析】（1）选择条件①由正弦定理得32AC =，选择条件②由余弦定理得32AC =，再结合余弦定理可得AD 的长；（2）根据余弦定理结合均值不等式即可求角线段和最大值．【小问1详解】解：若选择条件①，在△ABC 中，由正弦定理得：sin sin AC BC ABC BAC =∠∠，即232sin sin 34=AC ππ，解得32AC =；若选择条件②，在△ABC 中，由余弦定理得：2222cos AC AB BC AB BC ABC=+-⋅⋅∠即()()()()2222332323323cos 183=-+-⨯-⨯⋅=AC π解得32AC =；在△ACD 中，由余弦定理得2222cos CD AD AC AC AD CAD =+-⋅⋅∠，即()()222342322325=+-⨯⨯AD AD 解得52AD =或725=-AD （舍去）∴服务通道AD 的长为52km ．【小问2详解】在△ADE 中，由余弦定理得：2222cos =+-⋅⋅∠AD AE ED AE DE AED ，∴()22252AE ED AE DE =++⋅，即()250AE ED AE ED =+-⋅，∵22AE ED AE ED +⎛⎫⋅≤ ⎪⎝⎭，∴()23504+≤AE ED ，∴1063+≤AE ED （当且仅当563AE ED ==时取等号）∴折线赛道AED 的最大值为106km 3．22.已知a b c ，，分别为ABC 三个内角A B C ，，的对边，222cos cos 1cos A C B +=+且1b =，（1）求B ；（2）若12AB AC ⋅< ，求11a c+的取值范围；（3）若O 为ABC 的外接圆，若PM PN 、分别切O 于点M N 、，求PM PN ⋅的最小值.（1）2B π=；（2）()22,+∞；（3）2324-.【分析】（1）由题目条件可证得222sin sin sin A C B +=,可得ABC 为直角三角形，可求出2B π=.（2）由数量积的定义可求得2102c <<，设sin ,cos ,0,4c a πθθθ⎛⎫==∈ ⎪⎝⎭，则11sin cos sin cos a c θθθθ++=，令()sin cos 2sin ,1,24t t πθθθ⎛⎫=+=+∈ ⎪⎝⎭，则()21122,1,211t t a c t t t +==∈--，判断出21y t t =-的单调性，即可得出答案.（3）用PO 分别表示出PM PN ⋅ ，结合均值不等式即可求出答案.【小问1详解】因为222cos cos 1cos A C B +=+，则2221sin 1sin 11sin A C B -+-=+-，所以222sin sin sin A C B +=，则222a c b +=，所以ABC 为直角三角形，所以2B π=.【小问2详解】221cos 2AB AC AB AC A AB c ⋅=⋅⋅==< ，所以2102c <<，而221a c +=，所以设sin ,cos ,0,4c a πθθθ⎛⎫==∈ ⎪⎝⎭，所以1111sin cos sin cos sin cos a c θθθθθθ++=+=，令()sin cos 2sin ,1,24t t πθθθ⎛⎫=+=+∈ ⎪⎝⎭，又因为()22sin cos 12sin cos ,t θθθθ=+=+所以21sin cos 2t θθ-=，所以()2112,1,21t t a c t +=∈-，令()222,1,211t y t t t t ==∈--，因为1t t -在()1,2t ∈上单调递增，所以21y t t =-在()1,2t ∈上单调递减，所以222122y >=-.所以11a c +的取值范围为()22,+∞【小问3详解】ABC 的外接圆的半径为r ，12r OA OC ===，设(),P m n ，则2222214PN PM PO ON PO ==-=-，其中214PO >，所以()2cos ,2cos 1PM PN PM PN PM PN PM PN NPO ⋅=⋅⋅=⋅⋅∠- ，而2222214cos PO PN NPO PO PO -∠==，222114214PO PM PN PO PO ⎛⎫- ⎪⎛⎫⋅=-⋅- ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭2213238424PO PO +-≥-=，当且仅当342PO -=取等.所以PM PN ⋅ 的最小值为2324-.关键点点睛：本题考查向量相关的取值范围问题，考查面较广，涉及了基本不等式、函数值域、正弦定理、三角函数等，需要对知识掌握熟练且灵活运用.考查学生的运算能力和逻辑推理能力，属于难题.。
四川省成都市新都区2023-2024学年高一下学期期末测试数学试题(含答案)
成都市新都区2023-2024学年高一下学期期末测试数学试题本试卷分选择题和非选择题两部分．满分150分，考试时间120分钟．注意事项：1．答题前，务必将姓名、考场号、座位号填写在答题卡规定的位置上，并将考生条形码粘贴在规定的位置上．2．答选择题时，必须使用2B 铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号．3．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色墨迹签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上．4．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效．5．考试结束后，将试题卷带走，仅将答题卡交回．第Ⅰ卷（选择题，满分58分）一、单项选择题（本大题共8个小题，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．已知复数z 满足：（i 为虚数单位），则z 为（ ）A ．B ．C．D ．2．在直角坐标平面内，的三顶点的坐标分别为，，，则的面积为（）A ．120B ．60C ．30D ．153．将函数图像上的所有点的横坐标变为原来的倍（纵坐标不变），再将图象向左平移后得函数的图象，则函数的解析式为（ ）A ．B ．C ．D ．4．在正四棱锥的所有棱长均相等，E 为PC 的中点，则异面直线BE 与AC 所成角的余弦值为（）()20241i 23i z +=+31i 2-31i 2+15i 22+51i 22+ABC △()1,1A --()7,2B -()3,7C ABC △()sin f x x =12π6()g x ()g x ()1πsin 26g x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭()πsin 23g x x ⎛⎫=-⎪⎝⎭()πsin 26g x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭()πsin 23g x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭P ABCD -ABCD5．在直角坐标平面内，已知，，，，以y 轴为旋转轴，将四边形ABCD 旋转一周，得一个旋转体，则此旋转体的表面积为（）A ．B ．C ．D ．6．中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，，交AC 于点D ，且，则a 的值为（）A ．BC ．6D ．37．八角星纹是大汶口文化中期彩陶纹样中具有鲜明特色的花纹．八角星纹常绘于彩陶盆和豆的上腹，先于器外的上腹施一圈红色底衬，然后在上面绘并列的八角星形的单独纹样．八角星纹以白彩绘成，黑线勾边，中为方形或圆形，且有向四面八方扩张的感觉，八角星纹延续的时间较长，传播范围亦广，在长江以南的时间稍晚的崧泽文化的陶豆座上也屡见刻有八角大汶口文化八角星纹．图2是图1抽象出来的图形，在图2中圆中各个三角形（如）为等腰直角三角形，点O 为圆心，中间部分是正方形且边长为2，定点A ，B 所在位置如图所示，则的值为（ ）A ．14B ．12C ．10D ．88．四面体ABCD 中，若，，，则此四面体的外接球的表面积()0,1A -()4,1B --()4,4C -()0,1D 16π36π76π96πABC △120ABC ∠=︒c =BD BC ⊥1BD =ACD △AB AO ⋅DA DB DC ===3BC =5π6BAC ∠=为（ ）A ．B ．C ．D ．二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对得6分，部分选对得部分分，有选错的得0分．）9．设都是复数，i 是虚数单位，则下列结论中一定成立的是（ ）A ．方程无复数解B ．若，则C．D ．10．下列命题正确的是（ ）A ．一个三棱锥被过三条侧棱的中点的平面所截，截得的两部分为一个三棱台和一个小三棱锥，则此三棱台与小三棱锥的体积比为7B ．圆锥被过其顶点的某平面所截，截面形状为一个三角形，若圆锥的底面半径，高，则截面三角形面积的最大值为48C ．圆锥被过其顶点的某平面所截，截面形状为一个三角形，若圆锥的底面半径，高，则截面三角形面积的最大值为48D ．若一个平行六面体被某平面所截，所得截面形状为四边形，则此四边形至少有一组对边互相平行11．的内心为P ，外心为O ，重心为G ，若，，下列结论正确的是（）A ．的内切圆半径为B ．C ．D ．第Ⅱ卷（非选择题，满分92分）三、填空题（本题共3小题，每小题5分，共15分，把答案填在答题卡上）12．若，则的值为______．13．欧拉公式：（i 是虚数单位，）是由瑞士著名数学家欧拉发现的，被誉为“数学中的天桥”．根据欧拉公式，可求出的最大值为______．14．如图，平面四边形ABCD 中，，，，，沿AC 将折起成直二面角（折起后原来平面图形的D 点变为空间图形的P 点），则折起后四面体PABC 的内切球半径为______．四、解答题（本题共5小题，共77分．解答应写文字说明、证明过程或验算步骤．）48π16π12π4π12,,z z z 2350z z -+=368i z z -=+32i z =+1212z z z z =22z z=8r =6h =6r =8h =ABC △5AB AC ==6BC =ABC △32r =6550PA PB PC ++= 6550OA OB OC ++= 1124OG =5sin cos 4αα+=sin 2αi cos isin x e x x =+x ∈R i 1x e -3AD BC ==4AB =AB BC ⊥AD AC ⊥ADC △P AC B --已知函数，其中，且函数的图像的对称中心与对称轴的距离的最小值为．（1）求的解析式；（2）求在区间上的值域．16．（本小题15分）如图，边长为6的正中，点D 在边AC 上，且，点M 在线段BD 上．（1）若，求的值；（2）若，求x 及的值．17．（本小题15分）在中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若．（1）求角C 的大小；（2）设D 是AB 上一点，且，，且，求的面积．18．（本小题17分）如图，四棱锥中，底面ABCD 是边长为4的菱形，，，E 为PA 中点，AC 与BD 交点为O ．（1）求证：平面EBD ；（2）．求证：平面平面PAC ；（3）若，求点C 到平面ABE 的距离．()21cos cos 2f x x x x ωωω=+-0ω>()f x π4()f x ()f x π0,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦ABC △2AD DC =BD m AB nAC =+m n +2AM xAB xAC =+cos AMC ∠ABC △cos 2cos B b aC c c+=2BD DA =1CD =2sin 3sin B A =ABC △P ABCD -4PD PB ==60BAD ∠=︒PC ∥EBD ⊥PA PC =（1）若对恒成立，求的值；（2）求的值域；（3）正五棱锥的所有棱长均为2，求此正五棱锥的表面积．成都市新都区2023-2024学年高一下学期期末测试数学试题参考答案一、单选题：1~8．B C D D C BA A 二、多选题：9．BC 10．ACD 11．ABD三、填空题：12． 13．2 14．四、解答题：15．【详解】（1）．函数的图像的对称中心与对称轴的距离的最小值为．周期为，则，∵，∴所以即为所求函数的解析式．（2）∵，∴由正弦型函数的图像可得即为所求值域．16．【详解】（1）∵，而∴，则即为所求．（2）∵，得，∴，又∵，∴()2sin 3sin cos x x p x q =+x ∀∈R p q +()sin 5sin xf x x=91623()211πcos cos 2cos 2sin 2226f x x x x x x x ωωωωωω⎛⎫=+-=+=+ ⎪⎝⎭()f x π44ππ4T ==2ππ2ω=0ω>1ω=()πsin 26f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭()f x π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦ππ7π2,666x ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦()π1sin 2,162f x x ⎛⎫⎡⎤=+∈- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦23BD AD AB AB AC =-=-+BD m AB nAC=+ 123m n =-⎧⎪⎨=⎪⎩13m n +=-2AD DC =2AD DC = 32AC AD =2AM xAB xAC =+ 3232AM xAB x AD xAB xAD=+⋅=+∵M 、B 、D 三点共线，∴，则即为所求x 的值．则，∴∴∴，同理可求：∴∴即为所求．【注：也可以利用余弦定理解三角形求解．】17．【详解】（1）∵，由正弦定理知：∴∵，，∴，∵，．（2）由题意得，，，，【法一】在中，，在中，，∵，∴，化简得．31x x +=14x =1142AM AB AC =+ 1142CM AM AC AB AC=-=- ()()()222211111634216444AMAB AC AB ACAB AC ⎛⎫=+=++⋅= ⎪⎝⎭AM = CM =()()2211271644AM CM AB AC ⋅=-=-cos cos ,AM CM AMC AM CM AM CM⋅∠===⋅cos 2cos B b a C c c +=cos sin 2sin cos sin sin B B AC C C+=()sin cos sin sin cos sin 2sin sin cos sin cos sin cos sin B C B C B C A AC C C C C C C++===sin 0A ≠sin 0C ≠1cos 2C =0πC <<π3C =13AD c =23DB c =1CD =ACD △22119cos 23c b ADC c +-∠=BCD △22419cos 43c a CDB c +-∠=πADC BDC ∠+∠=cos cos ADC BDC ∠=-∠2222233a b c +-=在中，，∴，整理得．【注：此法还可以抓住顶点A 或B 在相应的两个三角形分别使用余弦定理可得，只要正确，都应相应给分．】【法二】∵，∴∴∵且得：又∵，则，∴，则∴，即为的面积．18．【详解】（1）设，连结EO ，∵E 为PA 中点，O 为AC 中点，∴，又∵平面EBD ，平面EBD ，∴平面EBD ；（2）连结PO ，∵，O 为BD中点，∴，又∵底面ABCD 为菱形，∴，∵，∴平面PAC ，又∵平面EBD ，∴平面平面PAC ；（3）由（2）得：，由，同理可得：∴面ABCD 可求：，∴而中，，可求：，ABC △222222cos c a b ab C ab ab =+-=+-()22222233a b a b ab +-=+-22429a b ab ++=2BD DA =()123CD CA CB=+ ()()()()22222211124444cos 999CD CA CB CA CBCA CB b a ab C ⎡⎤⎡⎤=+=++⋅=++⎣⎦⎢⎥⎣⎦1CD = π3C =22429a b ab ++=2sin 3sin B A =23b a =2139a =2913a =21sin 2ABC S ab C ===△ABC △AC BD O = EO PC ∥EO ⊂PC ⊄PC ∥PD PB =PO BD ⊥AC BD ⊥PO AC O = BD ⊥BD ⊂EBD ⊥PO BD ⊥PA PC =PO AC ⊥PO ⊥AC =4BD =PO =111243226C ABE E ABC PO V V AC OB --==⨯⨯⨯⨯=⨯=PAB △4AB =PA =4PB =可求：而，则则C 到平面ABE 的距离．19．【详解】（1）∵∴，则．即为所求．【注：还可以代值，构造方程组求解】如：时，；时，，解得，则．即为所求．（2）由，【或】∵，∴，【或】∴即为所求值域．（3）∵，∵，∴，∴（舍）或（舍）或，∴∴12EAB PAB S S ==△△13C ABE EAB C ABE V S d --=△4C ABE -=C ABE d -=()sin 3sin 2sin 2cos cos 2sin x x x x x x x=+=+()()2222sin cos 2cos 1sin sin 4cos 1x x x x x =+-=-41p q =⎧⎨=-⎩3p q +=π2x =10q -=+π6x =13124p q ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭41p q =⎧⎨=-⎩3p q +=()()42sin 23sin 516cos 12cos 1sin sin x x x f x x x x x+===⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-+()()2sin 44cos 22cos 21sin x x f x x x x+==⋅⋅⋅⋅⋅⋅=+-sin 0x ≠[)2cos 0,1x ∈[)cos 21,1x ∈-()5,54f x ⎡⎫∈-⎪⎢⎣⎭3sin 34sin 3sin θθθ=-+3ππ2π2πsin sin cos 1021010⎛⎫=-= ⎪⎝⎭32πππ4sin 3sin 12sin 101010-+=-πsin110=πsin 10=πsin 10=πcos5=πcot 5=∴，而∴12π52cot 225S ⎡⎤=⋅⋅=⎢⎥⎣⎦底252S ==侧S S S =+=表底侧。
2023_2024学年四川省成都市成华区高一下册期末数学模拟测试卷(附答案)
2023_2024学年四川省成都市成华区高一下册期末数学模拟测试卷一、单选题1．复数（为虚数单位）的共轭复数是（ ）11i -i A ．B ．C ．D ．11i 22-11i 22+11i 22-+11i 22--【正确答案】A【分析】先将化简后，再求出其共轭复数即可.11i -【详解】因为，11i 11i1i (1i)(1i)22+==+--+所以其共轭复数为.11i 22-故选：A.2．已知向量满足，且，则（ ）,a b 1a b ⋅= 22a b == a b -=r rA B C ．1D ．12【正确答案】B【分析】转化为平面向量的数量积可求出结果.【详解】a b -=r r ===故选：B3．设是两条不同的直线，是两个不同的平面，则下列结论中正确的是（ ）,m n ,αβA ．若，则B ．若，则,m n n α∥∥//m α,m n αα∥∥m n ∥C ．若，则D ．若，则,,m n m n αβ∥∥∥αβ∥,,m n αβαβ⊥⊥⊥m n⊥【正确答案】D【分析】由空间中的线面关系，结合特例法判断ABC ，根据两平面的法向量的位置关系判断两直线的位置关系判断.D 【详解】对于A ，若，则或，错误；,m n n α∥∥//m αm α⊂对于B ，若，的位置关系不确定，可以平行、相交、异面直线，错误；,m n αα∥∥,m n 对于C ，若，则或者相交，错误；,,m n m n αβ∥∥∥αβ∥αβ，对于D ，若，可得的方向向量分别是的法向量，因为，所以,m n αβ⊥⊥,m n ,αβαβ⊥的法向量垂直，所以的方向向量垂直，则，正确.,αβ,m n m n ⊥故选：D.4．在中，，则（ ）ABC2,30AB AC B ===A =A ．或B ．C ．或D ．120 30120105 15105【正确答案】C【分析】由余弦定理求出，再由余弦定理求出，根据三角形内角和可得答案.BC C 【详解】由余弦定理得，2222cos30AC AB BC AB BC =+-⋅⋅所以，2244BC BC =+-220BC -+=得或，1=BC 1BC =当时，1=BC 222cos 2BC AC AB C BC AC +-=⋅==因为，所以，，0180C <<45C =A =105当时，，1BC =222cos 2BC AC ABC BC AC +-=⋅==因为，所以，，0180C << 135C = A =15所以或.A =105A =15故选：C5．在平行四边形中，为对角线上靠近点的三等分点，延长交于，ABCD E AC C DE BC F 则（ ）DF =A ．B ．12AB AD- 12AB AD+C ．D ．12AB AD -12AB AD +【正确答案】A【分析】根据三角形相似推出为的中点，再根据平面向量的线性运算可得答案.F BC 【详解】易知，，所以，又，所以，即为ADE CFE !!12CF CE AD AE ==BC AD =12CF BC=F的中点，BC 所以.DF AF AD AB BF AD =-=+- 12AB AD AD =+- 12AB AD=-故选：A6．在中，若，，则的形状为（ ）ABC 222sin sin sin A C B =-()2cos AB BC AC C =-ABC A ．等边三角形B ．等腰直角三角形C ．钝角三角形D ．有一个内角为的直角三角形60【正确答案】D【分析】由正弦定理推出，结合推出，，可90C =()2cos AB BC AC C =-2AB BC =60B =得答案.【详解】由以及正弦定理得，即，则222sin sin sin A C B =-222BC AB AC =-222BC AC AB +=，，，BC AC ⊥90C = cos 0C =又，所以，，，即的形状为有()2cos AB BC AC C =-2AB BC =1cos 2BC B AB ==60B = ABC 一个内角为的直角三角形.60︒故选：D.7．在直三棱柱中，，则直线与所111ABC A B C -190,1,2CAB AB AC AA ∠====1AC 1BA 成角的余弦值为（ ）A B C D 【正确答案】B 【分析】连接、交于，取的中点，连、，可得（或其补角是1AC 1A C D BC E DE AE ADE ∠直线与所成的角），计算可得答案.1AC 1BA 【详解】连接、交于，取的中点，连、，1AC 1A C D BC E DE AE则，则或其补角是直线与所成的角，1//DE BA ADE ∠1AC 1BA 在直三棱柱中，，因为，111ABC A B C -1AA AB ⊥12AA=AB =所以，1BA ===112DE BA ==在直三棱柱中，，因为，，111ABC AB C -1A A AC ⊥12A A =1AC =所以1A C ==AD =因为，所以，，90,1CAB AB AC ∠===3BC ==1322AE BC ==在中，.ADE V 222cos 2ADDE AE ADE AD DE +-=⋅Ð=所以直线与.1AC 1BA故选：B.8．如图，设是平面内相交成的两条数轴，分别是与轴，轴正方向同向的,Ox Oy 60︒21,e ex y 单位向量，若向量，则把有序数对叫做向量在坐标系中的坐标，12OP xe ye =+ (),x y OP Oxy 记作．若，则的值为(),OP x y =u u u r()()12cos ,1,1,sin ,OP OP θθ== π3π,22θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭121,2OP OP ⋅=- θ（ ）A ．B ．C ．D ．3π4π5π44π3【正确答案】B【分析】利用平面向量数量积的定义可求得的值，由题意得出12e e ⋅ ，利用平面向量数量积的运算性质可求得答案.221121=cos si ,n O e P OP e e e θθ+=+ 【详解】由平面向量数量积的定义可得，2121211cos 60122e e e e ⋅=⋅=⨯=由题意可得()()12cos ,1,1,sin ,OP OP θθ==π3π,22θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭121,2OP OP ⋅=- 221121=cos si ,n O e P OP e e e θθ+=+ 所以，()()()221212112122cos sin cos sin co s +s +1in O e e e e e e e P OP e θθθθθθ=+⋅+=⋅+⋅ ，()2sin s 11+cos cos in 12θθθθ=++=-设，+cos ==sin t θθ4θπ⎛⎫+ ⎪⎝⎭因为，所以，π3π,22θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭π3π7π,444θ⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭，，πsin 4θ⎡⎛⎫+∈-⎢⎪⎝⎭⎣)=t ⎡∈⎣由()2sin sin 11+cos cos 12θθθθ++=-可得，221114012322t t t t ⎛⎫++=-⇒+⎪-+= ⎝⎭解得（舍去），，3=t -=1t -由，0sin sin +cos 112cos 1c s os in θθθθθθ=-⇒+=⇒=因为所以π3π,,22θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭π,θ=故选：B.二、多选题9．已知复数为虚数单位，下列说法正确的是（ ）121i,23i,i z z =-=-+A ．在复平面内对应的点位于第四象限12z z +B ．若，则()()12i i ,z a z b a b +=+∈R 3ab =-C ．若是关于的方程的一个根，则1z x ()20,x px q p q ++=∈R 0p q +=D ．若向量分别对应的复数为，则向量对应的复数为,OA OB 12,z z AB 34i-【正确答案】BC【分析】对于A ，求出，根据复数的坐标可得A 错误；对于B ，根据复数的运算以及复12z z +数相等的条件可得B 正确；对于C ，将代入方程，根据复数相等的条件可得C 正确；对于1z D ，根据复数的向量表示可得D 错误.【详解】对于A ，在复平面内对应的点位于第二象限，故A 错误；1212i z z +=-+(1,2)-对于B ，由得，得，()12i iz a z b +=+()()1i i 23i i a b -+=-++()()11i 23i a a b ++-=-++得，得，，所以，故B 正确；1213a a b +=-⎧⎨-=+⎩3a =-1b =3ab =-对于C ，因为是关于的方程的一个根，11i z =-x ()20,x px q p q ++=∈R 所以，即，得，故C 正确；()21i (1i)0p q -+-+=()2i 0p q p +-+=0p q +=对于D ，因为向量分别对应的复数为，,OA OB12,z z 所以，()21,23i 1i 34iAB OB OA z z =--=-+--=-+对应的复数为，故D 错误.AB34i -+故选：BC10．已知为的外接圆圆心，，下列说法正确的是（ ）O ABC 2,AB AC AO AO AC+== A ．三点共线,,B O C B ．60B =C ．AB =D ．向量在向量上的投影向量为BA BC 34BC u uu r 【正确答案】ACD【分析】作出图，根据平面向量的基本定理运算判断选项A ，利用圆周角的性质判断得，再结合是等边三角形，可判断得，从而得可判90BAC ∠= AOC 60ACB ∠= 30ABC ∠= 断选项B ，在直角三角形中，利用三角函数列式计算可判断选项C ，根据投影的概念，再结合三角函数计算可判断选项D.【详解】如图，根据平行四边形法则，即，2AB AC AB BD AD AO +=+==2AD AO =所以为的中点，即为与的交点，O AD O AD BC 所以为的中点，所以三点共线，故A 正确；O BC ,,B O C 因为为的外接圆圆心，所以为圆的直径，O ABC BC O 所以，所以，90BAC ∠=12AO BC = 又，所以是等边三角形，AO AC = AOC 所以，，故B 错误；60ACB ∠=30ABC ∠=在中，，所以C 正确；Rt ABC △tan 60ABAC=AB =作于点，则向量为向量在向量上的投影向量，AE BC ⊥E BE BA BC因为，所以，sin 60BABC=BA =34BC = 所以，即向量在向量上的投影向量为，故D 正确.34BE BC = BA BC 34BC u uu r 故选：ACD11．已知函数的部分图象如图所示，下列说法正确()()sin 0,0,2πf x A x A ωϕωϕ⎛⎫=+>>< ⎪⎝⎭的是（ ）A ．112A ωϕ=B ．函数的图象关于直线对称()f x 56x =C ．函数在上单调递增()f x 25,34⎡⎤⎢⎥⎣⎦D ．将函数的图象向左平移个单位后得到函数的图象，则为偶函数2x f ω⎛⎫ ⎪⎝⎭π12()g x ()g x 【正确答案】AD【分析】根据图象求出，得A 正确；由以及正弦函数的性质可,,A ωϕπ()2sin 2π3f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭得B 不正确；C 错误；根据图象变换规律得D 正确.【详解】由图可知，，所以，，2A =11143124T =-=1T =2π2π2π1T ω===由五点作图法可得，得，1π2π122ϕ⋅+=π3ϕ=所以，故A 正确；22π1π12123A ωϕ⋅==⨯由以上知，，，π()2sin 2π3f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭55π()2sin 2π2sin 2π0663f ⎛⎫=⋅+== ⎪⎝⎭所以函数的图象不关于直线对称，故B 不正确；()f x 56x =由，得，因为在上不单调，2534x ≤≤5ππ17π2π336x ≤+≤sin y x =5π17π,36⎡⎤⎢⎣⎦所以函数在上不单调，故C 错误；()f x 25,34⎡⎤⎢⎥⎣⎦，2x f ω⎛⎫ ⎪⎝⎭π()2sin 2π3x f x ⎛⎫==+ ⎪⎝⎭将函数的图象向左平移个单位后得到函数2x f ω⎛⎫ ⎪⎝⎭π2sin 23x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭π12()g x 的图象，则为偶函数，故D 正确.ππ2sin 22cos 2123x x⎡⎤⎛⎫=++= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()g x 故选：AD12．魏晋时期著名数学家刘徽解释了《九章算术-商功》中记录的空间几何体“堑堵、阳马、鳖臑”的形状和产生过程，即：“邪解立方得两堑堵，邪解堑堵，其一为阳马，一为鳖臑，阳马居二，鳖臑居一，不易之率也”，其意思是：把正方体或长方体斜向分解成两个堑堵，再把堑堵斜向分解得到一个阳马和一个鳖臑，两者的体积比为定值．如图，在长方体被平面截得两个“堑堵”，其中一个“堑堵”又被平面1111ABCD A B C D -11ABC D 11BCC ADD -截为一个“阳马”和一个“鳖臑”，则下列说法正确的是（ ）1D BC1D ABCD-11D BCC -A ．“阳马”是一个底面为矩形，且有一条侧棱垂直于底面的四棱锥，“鳖臑”1D ABCD -为四个面全是直角三角形的三棱锥11D BCC -B ．“阳马”的体积是“鳖臑”的体积的2倍1D ABCD -11D BCC -C ．“阳马”的最长棱和“鳖臑”的最长棱不相等1D ABCD -11D BCC -D ．若，“鳖臑”的所有顶点都在同一球面上，且该球的表面积为，则1AB =11D BCC -5π长方体的体积的最大值为21111ABCD A B C D -【正确答案】ABD【分析】对于A ，根据长方体的性质结合线面垂直的性质和判定分析判断，对于B ，根据棱锥的体积公式计算判断，对于C ，计算出各个棱长后分析判断，对于D ，根据鳖臑”的外接球就是长方体的外接球，求出长方体的对角线11D BCC -1111ABCD A B C D -【详解】对于A ，因为四边形是矩形，平面，所以“阳马”是ABCD 1DD ⊥ABCD 1D ABCD -一个底面为矩形，且有一条侧棱垂直于底面的四棱锥，因为平面，平面，所以，同理可得，11D C ⊥11BCC B 1BC ⊂11BCC B 111D C BC ⊥1BC D C ⊥又因为，，所以都为直角三角形，111D C CC ⊥1BC C C ⊥111111,,,BCC BCD BC D D C C 所以“鳖臑”为四个面全是直角三角形的三棱锥，正确，11D BCC -对于B ，设，则，1,,AB a AD b AA c ===111133D ABCD ABCD V S DD abc -=⋅=，1111111113326D BCC BCC V S D C bca abc-=⋅=⨯= 所以“阳马”的体积是“鳖臑”的体积的2倍，正确，1D ABCD -11D BCC -对于C ，设，则“阳马”的最长棱为，“鳖1,,AB a AD b AA c ===1D ABCD -1D B =臑”的最长棱为，11D BCC -1D B =所以“阳马”的最长棱和“鳖臑”的最长棱相等，错误，1D ABCD -11D BCC -对于D ，设“鳖臑”的外接球的半径为，则由“鳖臑”的外接球的表面积11D BCC -R 11D BCC -为，得，解得5π24π5πR =R =因为“鳖臑”的外接球与长方体的外接球是同一个球，所以11D BCC -1111ABCD A B C D -12D B R ==设，则，，所以，即，当且仅1,BC x AA y ==2215x y ++=224x y +=2242x y xy =+≥2xy ≤当时取等号，x y ==则长方体的体积为，当且仅当1111ABCD A B C D -2V xy =≤x y ==所以长方体的体积的最大值为2，正确，1111ABCD A B C D -故选：ABD 三、填空题13．已知一个圆锥的底面半径为3，高为4，则该圆锥的侧面积为 ．【正确答案】15π【分析】求出圆锥的母线长即可得侧面积．【详解】由题意底面半径为，高为，则母线长为，3r =4h=5l ==所以侧面积为．3515S rl πππ==⨯⨯=故．15π14．若复数（，为虚数单位），且，则的最小值为i z x y =+,x y ∈R i221x y +=3iz -．【正确答案】2【分析】根据复数的几何意义可求出结果.【详解】因为，所以复数对应的点的轨迹是单位圆，||1z ==z 又的几何意义是圆上的动点与定点之间的距离，3iz -221x y +=(,)x y (0,3)所以的最小值为.3iz -12=故答案为.215．已知函数在上有且仅有一个零点，则的值为 ()()πsin 4f x x ωω⎛⎫=+∈ ⎪⎝⎭N [)0,πω．【正确答案】1【分析】令，，求出，再根据在上有且仅有一个零点列式可求ππ4x k ω+=Z k ∈x ()f x [)0,π出结果.【详解】令，，得，，ππ4x k ω+=Z k ∈ππ4k x ω-=Z k ∈因为函数在上有且仅有一个零点，()()πsin 4f x x ωω⎛⎫=+∈ ⎪⎝⎭N [)0,π所以，得，ππ4<ππ2π4πωω⎧-⎪⎪⎪⎨⎪-⎪≥⎪⎩3744ω<≤又，所以.N ω∈1ω=故答案为.116．已知边长为2的菱形中，是边所在直线上的一点，则ABCD 30,DAB E ∠=AD 的取值范围为 ．EB EC ⋅【正确答案】[)0,∞+【分析】取的中点，连接，利用平面向量的运算可得，结BC Q EQ 221(4)4EB EC EQ CB ⋅=- 合菱形的几何性质可得答案.【详解】取的中点，连接，则，BC Q EQ 2EB EC EQ +=所以，2222211[()()](4)144EB EC EB EC EB EC EQ CB EQ ⋅=+--=-=-当且仅当时，有最小值，则有最小值，EQ BC ⊥EQ 21EQ - 此时菱形的面积，1112sin 3022221222EQ BC AB AD EQ EQ ⨯=⨯⨯⨯⨯⇒⨯=⨯⨯⨯⨯⇒= 最小值为，21EQ - 110-=因为是边所在直线上的一点，所以无最大值，无最大值，E AD EQ 21EQ - 的取值范围为，EB EC ⋅[)0,∞+故[)0,∞+四、解答题17．已知向量．()()4,,2,1,a m b m ==-∈R(1)若，求；a b ⊥m (2)若与的夹角为锐角，求的取值范围．a b m 【正确答案】(1)8m =(2)且.8m <2m ≠-【分析】（1）由可求出结果；0a b ⋅=（2）根据且、不共线列式可求出结果.0a b ⋅>a b 【详解】（1）若，则，即，.a b ⊥ 0a b ⋅=80-=m 8m =（2）若与的夹角为锐角，则且、不共线，a b 0a b ⋅>a b 由，得，即，0a b ⋅>80m ->8m <假设、共线，则，即，a b42m -=2m =-所以当与的夹角为锐角时，且.a b 8m <2m ≠-18．已知，且π0,4α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭sin cos αα+=(1)求的值；tan α(2)若，求的值．()()10,π,tan 22βαβ∈+=-αβ+【正确答案】(1)13(2)3π4αβ+=【分析】（1）根据已知条件求出和，可得；sin αcos αtan α（2）根据求出，再根据角的范围可得结果.()()tan 2tan αβαβα⎡⎤+=++⎣⎦()tan αβ+【详解】（1）因为，所以，化简得sin cos αα+=()22sin cos αα+=，32sin cos 5αα=因为，所以，π0,4α⎛⎫∈ ⎪⎝⎭cos sin αα>所以，cos sin αα-===所以cos α==sin α==所以.sin 1tan cos 3ααα===（2）由（1）知，，所以1tan 3α=()()tan 2tan αβαβα⎡⎤+=++⎣⎦()()tan tan 1tan tan αβααβα++=-+所以，解得，()()1tan 13121tan 3αβαβ++-=-+()tan 1αβ+=-因为，，所以，0πβ<<π02α<<3π02αβ<+<所以.3π4αβ+=19．如图，在三棱锥中，， 在上，且．-P ABC 90,1,2ABC AB BC ∠===O AC BO AC ⊥(1)求三棱锥与三棱锥的体积之比；P ABO -P BCO -(2)若点在上，且．证明：平面．D PC 15PD PC=//OD PAB 【正确答案】(1).1:4(2)证明见解析【分析】（1）转化为底面积之比可求出结果；（2）由，可得平面.//OD PA //OD PAB 【详解】（1）因为，所以90,1,2ABC AB BC ∠=== AC ==因为，所以，所以BO AC ⊥1122AB BC BO AC⋅=⋅AB BC BO AC ⋅==所以，AO ===OC ==所以，::1:4ABOBCO S S AO OC ==!!所以.::1:4P ABO P BCO ABOBCO V V S S --==!!（2）由（1）知，，又，15AO AC =15PD PC=所以，又平面，平面，//OD PA OD ⊄PAB PA ⊂PAB 所以平面．//OD PAB20．已知函数．()ππsin sin cos 44f x x x x x⎛⎫⎛⎫=+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(1)求的最小正周期和对称中心；()f x(2)已知锐角的三个角的对边分别为，若，求周长ABC ,,A B C ,,a b c ()4f A a ==ABC 的最大值．【正确答案】(1)的最小正周期为，对称中心为.()f x πππ,026k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭()k ∈Z (2)12【分析】（1）化简，根据正弦函数的最小正周期公式和对称中心可求出结果；()f x（2）由为锐角得，根据的范围求出的最大值后可得周长的()f A =A π3A =B sin sin BC +最大值.【详解】（1）()ππsin sin cos 44f x x x x x⎛⎫⎛⎫=+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ππππsin cos cos sin sin cos cos sin sin cos 4444x x x x x x⎫⎛⎫=+-+⎪⎪⎭⎝⎭sin cos x x x x x x ⎫=+⎪⎪⎭)22sin cos sin cos x x x x =-+12sin 22x x =+.πsin(23x =-的最小正周期为，()f x 2ππ2=令，，得，，π2π3x k -=Z k ∈ππ26k x =+Z k ∈所以的对称中心为.()f x ππ,026k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭()k ∈Z（2）由为锐角三角形，，()f A =πsin(23A -=ABC π02A <<所以，所以，.ππ2π2333A -<-<ππ233A-=π3A=因为，，所以，同理得，4a =π3A=sin sin a B b B A ===c C =所以2πsin sin sin sin 3B C B B ⎛⎫+=+- ⎪⎝⎭2π2πsin sin cos cos sin 33B B B=+-，1sin sin 2B B B =++3sin 2B B =π6B ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭因为，且，所以，2ππ032C B <=-<π02B <<ππ62B <<所以，ππ2π363B <+<所以当，即时，π6B +π2=π3B =sin sin B C +从而取得最大值为.4sin )a b c B C ++=++12即周长的最大值为.ABC 1221．如图，已知正方体的棱长为分别为的中点．1111ABCD A B C D -2,,E F ,BC CD(1)求证：平面平面；1D AF ⊥1D DE (2)记直线与平面所成角为，直线与平面所成角为，求的余弦1D F 1DDE 1θ1D A 1D DE 2θ12θθ+值．【正确答案】(1)证明见解析【分析】（1）利用平面几何知识推出，再根据线面垂直的判定得平面，AF DE ⊥AF ⊥1D DE最后根据面面垂直的判定定理得平面平面；1D AF ⊥1D DE （2）根据平面，得，，在中，由余弦定理可求出AF ⊥1D DE 11FD G θ=Ð12AD G θ=Ð1AD F △结果.【详解】（1）在正方形中，设与交于，ABCD AF DE G 因为分别为的中点．所以，，,E F ,BC CD 1tan 2∠=DAF 1tan 2EDF ∠=所以，所以，DAF EDF =ÐÐπ2DAF ADG EDF ADG +=+=ÐÐÐÐ所以，即，π2AGD =ÐAF DE ⊥在正方体中，因为平面，平面，1111ABCD A B C D -1D D ⊥ABCD AF ⊂ABCD 所以，又，平面，1D D AF ⊥1DD DE D = 1,DD DE ⊂1D DE 所以平面，又平面，AF ⊥1D DE AF ⊂1D AF 所以平面平面.1D AF ⊥1D DE （2）由（1）知，平面，所以，，AF ⊥1D DE 11FD G θ=Ð12AD G θ=Ð因为正方体的棱长为，所以，，1111ABCD A B C D -21AD =1D F =AF =所以.121cos()cos AD F θθ+=Ð22211112AD D F AF AD D F +-=⋅==22．高新体育中心体育馆（图1）是成都大运会乒乓球项目比赛场馆，该体育馆屋顶近似为正六边形，屋底近似为正六边形．ABCDEF 111111A B C D EF(1)如图2，已知该体育馆屋顶上有三点用电缆围成了三角形形状，测得，,,A M N 75MAN ∠=米，求该电缆的长度；45,50AMN AM ∠== (2)如图3，若在建造该体育馆时在馆底处的垂直方向上分别有号塔吊，若1号111,,B D E 1,2,3塔吊（点处）驾驶员观察2号塔吊（点处）驾驶员的仰角为号塔吊驾驶员观察32B 2D 30,2 号塔吊（点处）驾驶员的仰角为，且1号塔吊高米，2号塔吊比1米，2E 45 a 则3号塔吊高多少米?（塔吊高度以驾驶员所在高度为准）．【正确答案】(1)米.50+(2)米.1a⎛ ⎝【分析】（1）根据正弦定理求出三角形边长，可得三角形周长；（2）在直角梯形中，过作，垂足为，求出米，在1122B D D B 2B 212B M D D ^M 112B D B M a ==直角梯形中，过作，垂足为，求出米，再由1122E D D E 2D 212D N E E ^N 2E N =可得结果.1222B B D M E N ++【详解】（1）因为，，所以，75MAN ∠= 45AMN ∠=60ANM ∠= ()sin sin 75sin 4530MAN ∠==+ sin 45cos30cos 45sin30=+o o oo.12==由正弦定理得，得sin sin MN AM MAN ANM =ÐÐsin sin AM MANMN ANM ⋅=ÐÐ==，sin sin AN AM AMN ANM =ÐÐsin sin AM AMNAN ANM=ÐÐ==所以该电缆的长度为.50AM MN AN ++=++50=+（2）在直角梯形中，过作，垂足为，1122B D D B 2B 212B M D D ^M 则米，，米，12B B a =2230D B M =Ð2D M=所以米，所以米，22tan 30D MB M a === 112B D B M a ==所以正六边形米，111111A B C D EF =在直角梯形中，过作，垂足为，1122E D D E 2D 212D N E E ^N 则米，，所以米，2D N=2245E D N =Ð2E N =所以3号塔吊高为米.1a a ⎛=+ ⎝。
2024届四川省成都市温江区数学高一下期末考试试题含解析
2024届四川省成都市温江区数学高一下期末考试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、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，再选涂其它答案标号。
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。
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。
在每个小题给出的四个选项中，恰有一项是符合题目要求的1．如图，扇形OAB 的圆心角为90︒，半径为1，则该扇形绕OB 所在直线旋转一周得到的几何体的表面积为（ ）A ．34π B ．2π C ．3π D ．4π2．在△ABC 中，AC 2=，BC ＝1，∠B ＝45°，则∠A ＝（ ） A ．30°B ．60°C ．30°或150°D ．60°或120°3．如果a ＜b ＜0，那么下列不等式成立的是（ ） A ．11<a bB ．2ab<bC ．22ac <bcD ．22a ab b >>4．当点(3,2)P 到直线120mx y m -+-=的距离最大时，m 的值为（ ） A ．3 B ．0C ．1-D ．15．若实数满足，则的取值范围为（ ） A ．B ．C ．D ．6．已知集合3{|}U x y x ==，9{|log }A x y x ==，{|2}x B y y ==-，则()=U A C B ⋂（ ）A ．∅B ．RC ．{|0}x x >D ．{0}7．如图，若长方体1111ABCD A B C D -的六个面中存在三个面的面积分别是2,3,6，则该长方体中线段1BD 的长是（ ）A ．14B ．27C ．28D ．328．已知A(2,4)与B(3,3)关于直线l 对称，则直线l 的方程为 ( )． A ．x ＋y ＝0 B ．x －y ＝0 C ．x －y ＋1＝0D ．x ＋y －6＝09．已知n S 为等比数列{}n a 的前n 项和，1a 1=，23a a 8=-，则6S (= ) A ．1283B ．24-C ．21-D ．1110．下列说法不正确的是（ ） A ．圆柱的侧面展开图是一个矩形 B ．圆锥过轴的截面是一个等腰三角形C ．平行于圆台底面的平面截圆台，截面是圆面D ．直角三角形绕它的一边旋转一周形成的曲面围成的几何体是圆锥 二、填空题：本大题共6小题，每小题5分，共30分。
【新结构】2023-2024学年四川省成都市蓉城名校高一下学期期末联考数学试题+答案解析
【新结构】2023-2024学年四川省成都市蓉城名校高一下学期期末联考数学试题❖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.已知，则()A. B. C. D.2.()A. B. C. D.3.在中，，，，则()A. B.16 C.32 D.4.一个水平放置的平面图形OABC按斜二测画法得到的直观图如图所示.已知，，则平面图形OABC的面积为()A.3B.6C.D.5.把函数的图象向左平移个单位长度，再把横坐标变为原来的倍纵坐标不变，得到函数的图象，下列关于函数的说法正确的是()A.函数的最小正周期B.函数在区间上单调递减C.函数是奇函数D.函数在区间上的最大值为6.某一时段内，从天空降落到地面上的雨水，未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度，称为这个时段的降雨量单位：小时降雨量的等级划分如下：24小时降雨量精确到降雨等级小雨中雨大雨暴雨在一次降雨过程中，用一个侧棱的三棱柱容器收集的24小时的雨水如图所示，当侧面水平放置时，水面恰好过AC，BC，，的中点.则这24小时的降雨量的等级是()A.小雨B.中雨C.大雨D.暴雨7.如图，圆锥PO的底面直径和高均为12，过PO上一点作平行于底面的截面，以该截面为底面挖去一个圆柱，我们称该圆柱为圆锥的内接圆柱.则该圆锥的内接圆柱侧面积的最大值为()A. B. C. D.8.在中，，，点P满足，且，则()A. B. C. D.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。
全部选对的得6分，部分选对的得2分，有选错的得0分。
9.已知m，n是两条不同的直线，是平面，若，，则m，n的关系可能为()A.平行B.垂直C.相交D.异面10.的内角A，B，C的对边分别为a，b，c，下列结论正确的是()A.若，则角B.存在A，B，C，使成立C.若，则为等腰或直角三角形D.若，，，则有两解11.如图，在正方体中，E为棱AB上的动点，平面，F为垂足，下列结论正确的是()A. B.三棱锥的体积为定值C. D.与AC所成的角为三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分。
四川省成都市第七中学2023-2024学年高一下学期期末考试数学试卷
成都七中高 2026 届高一下期期末考试数学试题一. 单项选择题: 本大题共 8 小题, 每小题 5 分, 共计 40 分. 每小题给出的四个选项中, 只有一项是符合题目要求的.1. 若z=2−i ,则|z−z|=（） .A. √2B. 2iC. 2D. 42. 若|a⃗|=2,a⃗与b⃗⃗夹角为60∘ ,且b⃗⃗⊥(a⃗−b⃗⃗) ,则|b⃗⃗|=（）.A. √32B. 1C. √3D. 23. 已知tanα=2,α为锐角,则sin(α+π4)=（） .A. −√1010B. √1010C. −3√1010D. 3√10104. 将函数f(x)=sinx的图象先向左平移π3个单位长度,再将得到的图象上所有点的横坐标扩大到原来的 2 倍,纵坐标不变,得到函数g(x)的图象,则g(x)的一条对称轴可能为（）.A. 5π12B. π12C. 5π3D. π35. 已知α,β,γ是三个不同的平面, m,n是两条不同的直线,且α∩β=m ,给出下列四个命题: ①若m//n ,则n//α或n//β②若m⊥n ,则n⊥α或n⊥β③若α⊥β , γ⊥β ,则α//γ④若γ∩β=n,m//n ,则γ//α则上述命题中正确的个数为（）.A. 0B. 1C. 2D. 36. 同时抛掷两枚质地均匀的六面骰子, 则所得点数之差绝对值小于 2 的概率为（）.A. 23B. 59C. 49D. 137. 羌族是中国西部地区的一个古老民族, 被称为“云朵上的民族”, 其建筑颇具特色. 碉楼是羌族人用来御敌、储存粮食柴草的建筑, 一般多建于村寨住房旁. 现有一碉楼, 其主体部分可以抽象成正四棱台ABCD−A1B1C1D1 ,如图,已知该棱台的体积为224 m3,AB=8 m ,A1B1=4 m ,则二面角A1−AB−C的正切值为（）.A. 3B. 3√22 C. √3 D. 328. 在 △ABC 中,角 A,B,C 所对的边分别为 a,b,c ,已知 a =1,A =60∘ ,设 O,G 分别是 △ABC 的外心和重心,则 AO ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅AG⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的最大值是（ ） A. 12 B. 13 C. 14 D. 16二. 多项选择题: 本大题共 3 小题, 每小题 6 分, 共计 18 分. 每小题给出的四个选项中, 有多项符合题目要求. 全部选对得 6 分, 选对但不全的得部分分, 有选错的得 0 分.9. 已知 a ⃗⃗=(1,λ),b ⃗=(λ+2,3) ,则（ ）.A. “ λ=1 ” 是 “ a⃗⃗//b ⃗ ” 的必要条件 B. “ λ=−3 ” 是 “ a ⃗⃗//b ⃗ ” 的充分条件 C. “ λ=−12 ” 是 “ a ⃗⃗⊥b ⃗ ” 的必要条件 D. “ λ=12 ” 是 “ a ⃗⃗⊥b ⃗ ” 的充分条件 10. 已知一组样本数据 x 1,x 2,⋯,x 20,(x 1≤x 2≤⋯≤x 20) 下列说法正确的是（ ）.A. 该样本数据的第 60 百分位数为 x 12B. 若样本数据的频率分布直方图为单峰不对称, 且在右边 “拖尾”, 则其平均数大于中位数C. 若样本数据的方差 s 2=120∑x i 220i=1−25 ,则这组样本数据的总和为 100D. 若由 y i =2x i (i =1,2,⋯,20) 生成一组新的数据 y 1,y 2,⋯,y 20 ,则这组新数据的平均值是原数据平均值的 2 倍11. 如图,在长方体 ABCD −A ′B ′C ′D ′ 中, AB =BC =2,AA ′=4,N 为棱 C ′D ′ 中点,D ′M =12,P 为线段 A ′B 上一动点,下列结论正确的是（ ）. A. 线段 DP 长度的最小值为 6√55B. 存在点 P ,使 AP +PC =2√3C. 存在点 P ,使 A ′C ⊥ 平面 MNPD. 以 B 为球心, 176 为半径的球体被平面 AB ′C 所截的截面面积为 6π 三. 填空题: 本大题共 3 小题, 每小题 5 分, 共计 15 分.12. 习主席曾提出 “绿水青山就是金山银山” 的科学论断, 为响应国家号召, 农学专业毕业的小李回乡创业, 在自家的田地上种植了 A, B 两种有机生态番茄共 5000 株, 为控制成本,其中 A 品种番茄占 40% . 为估计今年这两种番茄的总产量,小李采摘了 10 株 A 品种番茄与 10 株 B 品种番茄,其中 A 品种番茄总重 17 kg, B 品种番茄总重 23 kg ,则小李今年共可收获番茄约 kg .13. 已知三棱锥 A −BCD,△ABC 是边长为 2 的等边三角形, △BCD 是面积为 2 的等腰直角三角形,且平面 ABC ⊥ 平面 BCD ,则三棱锥 A −BCD 的外接球表面积为 .14. 在 △ABC 中, AB ⊥AC,AB =4,AC =3,P 为斜边 BC 上一动点,点 Q 满足 |PQ |=2 ,且 AQ⃗⃗⃗⃗⃗⃗=mAB⃗⃗⃗⃗⃗⃗+nAC ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,则 2m +n 的最大值为 .四. 解答题: 本大题共 5 小题, 共计 77 分. 解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15. (13 分) 如图,棱长为 6 的正方体 ABCD −A 1B 1C 1D 1 中, O 是 AC 的中点, E 是 AA 1 的中点,点 F 在 AB 上.(I) 当 F 是 AB 的中点时,证明: 平面 EFO// 平面 A 1D 1C ;(II) 当 F 是靠近 B 的三等分点时,求异面直线 FO 与 A 1C 所成角的余弦值.16. (15 分) 2024 年 4 月 26 日, 主题为“公园城市、美好人居” 的世界园艺博览会在四川成都正式开幕, 共建成 113 个室外展园, 涵盖了英式、法式、日式、意式、中东、东南亚等全球主要园林风格, 吸引了全球各地游客前来参观游玩. 现从展园之一的天府人居馆中随机抽取了 50 名游客, 统计他们的参观时间 (从进入至离开该展园的时长, 单位: 分钟, 取整数),将时间分成[45,55),[55,65),⋯,[85,95]五组,并绘制成如图所示的频率分布直方图.(I) 求图中a的值;(II) 由频率分布直方图, 试估计该展园游客参观时间的第 75 百分位数 (保留一位小数);(III) 由频率分布直方图,估计样本的平均数x(每组数据以区间的中点值为代表).17. (15 分) 甲、乙两位同学进行羽毛球比赛, 并约定规则如下: 在每个回合中, 若发球方赢球, 则得 1 分, 并且下一回合继续由其发球; 若发球方输球, 则双方均不得分, 且下一回合交换发球权; 比赛持续三回合后结束, 若最终甲乙得分相同, 则为平局.,各回合比赛结果相互独立,第一回合由甲发球.已知在每回合中,甲获胜的概率均为23(I) 求甲至少赢 1 个回合的概率;(II) 求第二回合中有选手得分的概率;(III) 求甲乙两人在比赛中平局的概率.18. (17 分) 记 △ABC 的内角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c ,已知 a =4,c =2 , asinA +csinC =2bsinB.D 是线段 AC 上的一点,满足 AD =13AC ,过 D 作一条直线分别交射线 BA 、射线 BC 于 M 、N 两点.(I) 求 b ,并判断 △ABC 的形状;(II) 求 BD 的长;(III) 求 BM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⋅BN⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的最小值.19. (17 分) 如图,斜三棱柱 A 1B 1C 1−ABC 中, ∠ABC =90∘ ,四边形 ABB 1A 1 是菱形, D 为 AB 中点, A 1D ⊥ 平面 ABC ,点 A 1 到平面 BCC 1B 1 的距离为 √3,AA 1 与 CC 1 的距离为 2 . (I) 求证: CB ⊥ 平面 ABB 1A 1 ;(II) 求 A 1C 与平面 BCC 1B 1 所成角的正弦值;(III) 若 E,F 分别为 AA 1,AC 的中点,求此斜三棱柱被平面 B 1EF 所截的截面面积.。
成都市2024届数学高一下期末达标测试试题含解析
成都市2024届数学高一下期末达标测试试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置． 3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符． 4．作答选择题，必须用2B 铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B 铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。
在每个小题给出的四个选项中，恰有一项是符合题目要求的1．如图，在圆内随机撒一把豆子，统计落在其内接正方形中的豆子数目，若豆子总数为，落在正方形内的豆子数为，则圆周率的估算值是（ ）A ．B ．C ．D ．2．在锐角ABC 中，内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若2sin a b A =，则B 等于（ ）A ．75︒B ．60︒C ．45︒D ．303．在∆ABC 中，222sin sin sin sin sin A B C B C +-≤．则的取值范围是（ ）A ．（0，6π] B ．[6π，π） C ．（0，3π] D ．[3π，π） 4．已知β为锐角，角α的终边过点（3，4），sin （α+β2，则cosβ＝（） A ．3210B ．210C ．7210 D ．210或7210 5．已知函数f ：R +→R +满足：对任意三个正数x ，y ，z ，均有f （3xyzxy yz zx ++）3f x f y f z ++=（）（）（）.设a ，b ，c 是互不相等的三个正数，则下列结论正确的是（ ）A ．若a ，b ，c 是等差数列，则f （a ），f （b ），f （c ）一定是等差数列B ．若a ，b ，c 是等差数列，则f （1a ），f （1b ），f （1c ）一定是等差数列 C ．若a ，b ，c 是等比数列，则f （a ），f （b ），f （c ）一定是等比数列 D ．若a ，b ，c 是等比数列，则f （1a ），f （1b ），f （1c）一定是等比数列 6．已知数列满足，，则的值为（ ） A ．2B ．-3C ．D ．7．中国古代的“礼”“乐”“射”“御”“书”“数”合称“六艺”.某校国学社团准备于周六上午9点分别在6个教室开展这六门课程讲座，每位同学只能选择一门课程，则甲乙两人至少有人选择“礼”的概率是（ ） A ．56B ．2536C ．13D ．11368．以n S ,T n 分别表示等差数列{}{}n b n a ，的前n 项和，若S 73n n nT n =+，则55a b 的值为A ．7B ．214C ．378 D ．239．某大学数学系共有本科生1 000人，其中一、二、三、四年级的人数比为4∶3∶2∶1，要用分层抽样的方法从所有本科生中抽取一个容量为200的样本，则应抽取三年级的学生人数为（ ） A ．80B ．40C ．60D ．2010．甲、乙两人约定晚6点到晚7点之间在某处见面，并约定甲若早到应等乙半小时，而乙还有其他安排，若他早到则不需等待，则甲、乙两人能见面的概率（ ） A ．38B ．34C ．35D ．45二、填空题：本大题共6小题，每小题5分，共30分。
2024届四川省成都实验外国语学校数学高一下期末考试试题含解析
2024届四川省成都实验外国语学校数学高一下期末考试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、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，再选涂其它答案标号。
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。
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。
在每个小题给出的四个选项中，恰有一项是符合题目要求的1．在120︒的二面角内，放置一个半径为3的球，该球切二面角的两个半平面于A ，B 两点，那么这两个切点在球面上的最短距离为（ ） A ．π B ．3π C ．2πD ．3π2．在等差数列中，，，则数列的前5项和为（ ）A ．13B ．16C ．32D ．353．若关于x 的不等式220x ax +->在区间[]1,5上有解,则a 的取值范围是（ ） A ．23,5⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭B ．23,15⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C ．()1,+∞D ．23,5⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦4．下列函数中，在区间()0,∞+上单调递增的是（ ）A ．12y x =B ．12xy ⎛⎫= ⎪⎝⎭C ．12log xy =D ．1y x=5．以下有四个说法：①若A 、B 为互斥事件，则()()1P A P B +<； ②在ABC ∆中，a b >，则cos cos A B <； ③98和189的最大公约数是7；④周长为P 的扇形，其面积的最大值为28P ；其中说法正确的个数是（ ） A ．0 B ．1 C ．2D ．36．设函数()222646cos x x xf x x xπ⎛⎫-++ ⎪⎝⎭=+的最大值为M ，最小值为m ，则M 与m 满足的关系是（ ）A ．2M m -=B ．2M m +=C ．4M m -=D ．4M m +=7．过曲线的左焦点1F 且和双曲线实轴垂直的直线与双曲线交于点A ,B ,若在双曲线的虚轴所在的直线上存在—点C ,使得90ACB ︒∠=,则双曲线离心率e 的最小值为（ ） A ．312+ B ．31+C ．512+ D ．51+8．已知平面α⊥平面β，n αβ=，点A α∈，A n ∉，直线AB n ，直线AC n ⊥，直线m α，m β，则下列四种位置关系中，不一定成立的是（ ） A ．AB m ∥B ．AC m ⊥C ．AB β∥D ．AC β⊥9．甲、乙两人在相同条件下，射击5次，命中环数如下： 甲 9.8 9.9 10.1 10 10.2 乙9.410.310.89.79.8根据以上数据估计（ ） A ．甲比乙的射击技术稳定 B ．乙.比甲的射击技术稳定 C ．两人没有区别D ．两人区别不大10．过点(3,2)M -且与直线290x y +-=平行的直线方程是（ ） A ．280x y -+= B ．270x y -+= C ．240x y ++=D ．210x y +-=二、填空题：本大题共6小题，每小题5分，共30分。
四川省成都市2022-2023学年高一下学期期末数学试题(教师版)
2022~2023学年度下期高中2022级期末考试数学考试时间120分钟，满分150分注意事项：1．答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”．2．选择题使用2B 铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案；非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效．3．考试结束后由监考老师将答题卡收回．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.下面有四个命题：①{}{}33x x ⊆≥；②若{R 2a B x x ==∈≥+，则a B ∈；③若a -不属于N *，则a 属于N *；④若{{,A x y B y y ====，则A B=其中真命题的个数为（）A.0个 B.1个C.2个D.3个【答案】B 【解析】【分析】根据子集概念判断①，由元素与集合关系判断②③，化简集合A ,B 判断④.【详解】①由子集概念知{}{}33x x ⊆≥正确；②因为2<+，所以a B ∉，故错误；③当0a =时，0N *-∉，0N *∉，故错误；④因为{[]{[]1,1,0,1A x y B y y ===-===，所以A B ≠，故错误.故选：B2.已知正实数x ，y 满足2x y xy +=，则22xy x y --的最小值为（）A.2B.4C.8D.9【答案】C 【解析】【分析】由已知可得121x y+=，再利用基本不等式求最值可得答案.【详解】因为正实数x ，y 满足2x y xy +=，所以121x y+=，则()1242222448y x xy x y x y x y x y x y ⎛⎫--=+=++=++≥+=⎪⎝⎭，当且仅当2y x =且121x y+=，即2x =，4y =时取等号.故选：C.3.幂函数()()233mf x m m x =--在区间()0,∞+上单调递减，则下列说法正确的是（）A.4m =B.()f x 是减函数C.()f x 是奇函数D.()f x 是偶函数【答案】C 【解析】【分析】根据幂函数的定义及单调性可判断AB ，再由奇函数的定义判断CD.【详解】函数()()233mf x m m x =--为幂函数，则2331m m --=，解得4m =或1m =-.当4m =时，()4f x x =在区间()0,∞+上单调递增，不满足条件，排除A ；当1m =-时，()1f x x -=在区间()0,∞+上单调递减，满足题意.函数()1f x x -=在(),0∞-和()0,∞+上单调递减，但不是减函数，排除B ；因为函数定义域关于原点对称，且1()()f x f x x-==--，所以函数()f x 是奇函数，不是偶函数，故C 正确，D 错误.故选：C.4.标准的围棋共19行19列,361个格点，每个点上可能出现“黑”“白”“空”三种情况，因此有3613种不同的情况，而我国北宋学者括在他的著作《梦溪笔谈》中，也论过这个问题，他分析得出一局围棋不同的变化大约有“连书万字五十二”，即5210000，下列数据最接近36152310000的()lg30.477»是（）A.3710-B.3610-C.3510-D.3410-【答案】B 【解析】【分析】根据题意，结合对数的运算，即可得到结果.【详解】由题意，对于36152310000，有36136152523lg lg3lg10000361lg352410000=-=⨯-⨯3610.47752435.803=⨯-⨯=-，所以36135.8035231010000-≈，分析选项B 中3610-与其最接近.故选：B. 5.已知π5sin 45x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭，则πcos 23x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭（）A.23310- B.23310C.33410+ D.33410【答案】D 【解析】【分析】利用两角差的正弦公式展开再平方得到sin 235x =，从而求出cos 2x ，再由两角差的余弦公式计算可得.【详解】因为π5sin 45x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭，所以ππ5sin cos cos sin 445x x -=，所以()25sin cos 25x x -=，即()2211sin cos 2sin cos 25x x x x +-=，所以sin 235x =，则4cos 25x ==±，所以πππcos 2cos 2cos sin 2sin 333x x x ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭413525412=+=±±⨯⨯.故选：D6.已知ABC 中，角,,A B C 对应的边分别为,,a b c ，D 是AB 上的三等分点（靠近点A ）且1CD =，()sin ()(sin sin )a b A c b C B -=+-，则2+a b 的最大值是（）A.B. C.2D.4【答案】A 【解析】【分析】先利用正弦定理的边角变换与余弦定理可求得ACB ∠，再设ACD θ∠=，利用正弦定理与正弦函数的和差角公式得到π2)3a b θ+=+，从而得解.【详解】因为()sin ()(sin sin )a b A c b C B -=+-，由正弦定理得()()()a a b c b c b -=+-，则222a ab c b -=-，即222a b c ab +-=，所以2221cos 22a b c ACB ab +-∠==，(0,π)ACB ∠∈，则π3ACB ∠=，设ACD θ∠=，则π3BCD θ∠=-，且π03θ<<，在ACD 中，sin sin AD CDAθ=，则sin sin AD A θ⋅=，在BCD △中，πsin sin()3BD CDB θ=-，则πsin sin()3BD B θ⋅=-，又223c BD AD ==，即π(sin 2sin )sin sin()33c A B θθ+=+-，又由正弦定理知2sin c R ACB =∠=（R 为ABC 的外接圆半径），所以3113π(sin 2sin )sin sin sin cos sin()3223223A B θθθθθ+=+-=+=+，则π(2sin 4sin )sin()63R A R B θ+=+，即π2)3a b θ+=+，又ππ2π333θ<+<，故当ππ32θ+=，π6θ=时，max (2)a b +=故选：A7.已知O 为ABC 的外心，A 为锐角且22sin 3A =，若AO AB AC αβ=+ ，则αβ+的最大值为（）A.13B.12C.23D.34【答案】D 【解析】【分析】依题意建立直角坐标系，设ABC 外接圆的半径3R =，从而求得所需各点坐标，进而利用向量相等求得A 点坐标，代入ABC 外接圆的方程得到()18932αβαβ+=+，由此利用基本不等式即可得解.【详解】以BC 边所在的直线为x 轴，BC 边的垂直平分线为y轴建立直角坐标系，如图，（D 为BC 边的中点），由外接圆的性质得BOD COD BAC ∠=∠=∠，因为BAC ∠为锐角且sin 3BAC ∠=，所以1cos 3BAC ∠==，设外接圆的半径3R =，则OA OB OC 3===，因为1cos cos 3OD A COD OC =∠==，所以1OD =，DC ==，所以()B -，()C ，()0,1O ，设(),A m n ，则ABC 外接圆的方程为：()2219x y +-=，因为AO AB AC αβ=+，所以()()(),1,,m n m n m n αβ--=--+-.则()()1m m m n n nαβαβ⎧-=--+⎪⎨-=--⎪⎩，解得)111m n βααβαβ⎧-=⎪⎪+-⎨-⎪=⎪+-⎩，则)1,11A βααβαβ⎛⎫-- ⎪ ⎪+-+-⎝⎭，代入外接圆方程得：()()()()22228911βαβααβαβ---+=+-+-，整理得：()18932αβαβ+=+，由基本不等式得：()2189322αβαβ+⎛⎫+≤+ ⎪⎝⎭，当且仅当αβ=取等号.化简得：()()281890αβαβ+-++≥，解得34αβ+≤或32αβ+≥，由图知：1αβ+<，所以34αβ+≤，故αβ+的最大值为34.故选：D.8.如图，在棱长为3的正方体1111ABCD A B C D -中，点P 是平面11ABC内一个动点，且满足12DP PB +=+，则直线1B P 与直线1AD 所成角的余弦值的取值范围为（）A.10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦ B.10,3⎡⎤⎢⎥⎣⎦ C.1222⎡⎢⎣⎦D.13,22⎡⎢⎣⎦【答案】A 【解析】【分析】求得点P 的轨迹是平面11A BC 内以点O 为圆心，半径为1的圆，可得111////AD BC B M ，进而可得出题中所求角等于直线1B M 与直线1B P 的夹角，然后过点O 作OH ⊥平面ABCD 于点H ，过点H 作HN BC ⊥于点N ，连接ON ，找出使得1PB M ∠最大和最小时的位置，进而可求得所求角的余弦值的取值范围.【详解】连接1B D 交平面11A BC 于点O ，延长线段CB 至点M ，使得CB BM =，连接1B M 、OM 、PM ，如下图所示：已知在正方体1111ABCD A B C D -中，1DD ⊥底面1111D C B A ，11AC ⊂平面1111D C B A ，111DD AC ∴⊥，又 四边形1111D C B A 为正方形，所以，1111AC B D ⊥，1111DD B D D ⋂= ，11A C ∴⊥平面11B DD ，1B D ⊂ 平面11B DD ，111B D A C ∴⊥，同理11B D A B ⊥，1111A C A B A = ，1B D ∴⊥平面11A BC ，三棱锥111B A B C -的体积为11131193322B A BC V -=⨯⨯=，(11123933242A B C S =⨯=△，111111933393222B A BC V B O O -=⨯⨯==，可得11133B O B D ==，所以，线段1B D 的长被平面11A BC 与平面1AD C 三等分，且与两平面分别垂直，而正方体1111ABCD A B C D -的棱长为3，所以13OB =，3OD =其中1PO B D ⊥，不妨设OP x =，由题意可1213PB PD +=+，22123213x x +++=1x =，所以，点P 在平面11A BC 内以点O 为圆心，半径为1的圆上.因为111////AD BC B M ，所以，直线1B M 与直线1B P 的夹角即为直线1B P 与直线1AD 所成角.接下来要求出线段1B M 与PM 的长，然后在1B PM △中利用余弦定理求解.如图，过点O 作OH ⊥平面ABCD 于点H ，过点H 作HN BC ⊥于点N ，连接ON ，根据题意可知2OH =，1HN BN ==，且ON MN ⊥，所以，5ON =，24521OM =+=如图所示，121OP OP ==，当点P 在1P处时，1PB M ∠最大，当点P 在2P 处时，1PB M ∠最小.这两种情况下直线1B P 与直线1B M 夹角的余弦值最大，为111cos sin 2PB M PB O ∠=∠=；当点P 在点O 处时，1PB M ∠为直角，此时余弦值最小为0.综上所述，直线1B P 与直线1AD 所成角的余弦值的取值范围是10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦.故选：A.【点睛】本题考查异面直线所成角的取值范围的求解，解题的关键就是确定点P 的轨迹，考查推理能力与计算能力，属于难题.二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．9.已知i 是虚数单位，复数()()()2111i z m m m =-++∈R ，()2cos isin z θθθ=+∈R ，则（）A.任意m ∈R ，均有12z z >B.任意1m ≥，均有10z ≥C.存在m ∈R ，使得12z z = D.存在m ∈R ，使得1221z z -=-【答案】AD 【解析】【分析】利用复数的概念、相等的条件、模长公式一一判定即可.【详解】根据复数的概念可知()()()2111i 1z m m m =-++≥不能与实数比大小，故B 错误；由复数的模长公式可得121z z ===，易知()()2221011m m ⎧-≥⎪⎨+≥⎪⎩，且不能同时取得等号，故121z z >=，即A 正确；12z z -即动点E ()21,1m m -+到动点F ()cos ,sin θθ的距离，显然E 在抛物线()211yx =++上，F 在单位圆上，如图所示，当0,45m θ==- 时，12z z -1=，故D 正确；若存在m ∈R ，使得12z z =，则21cos 1sin m m θθ-=⎧⎨+=⎩，由上知()()22222111cos sin m m θθ-++>=+，即上述方程组无解，故C 错误；故选：AD10.在ABC 中，角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，下列命题是真命题的是（）A.若cos cos a B b A =，则ABC 为等腰三角形B.若π4B =，c =65b =，则ABC 只有一解C.若()cos 2cos 0b A a c B +-=，则π3B =D.若ABC 为锐角三角形，则()()222222sin cos a b c A ab c B+->+-【答案】ACD 【解析】【分析】对于A 、C ：根据题意结合正弦定理运算分析即可；对于B ：根据三角形解得个数的结论分析判断；对于D ：根据题意结合正弦函数单调性分析判断.【详解】对于选项A ：由cos cos a B b A =，由正弦定理可得sin cos sin cos A B B A =，则()sin 0A B -=，因为0,πA B <<，则ππA B -<-<，可得0A B -=，即A B =，所以ABC 为等腰三角形，故A 正确；对于选项B ：若π4B =，c =65b =，则6sin 15c B c =<<=所以ABC 有两解，故B 错误；对于选项C ：若()cos 2cos 0b A a c B +-=，有正弦定理可得()sin cos sin 2sin cos 0B A A C B +-=，则()sin 2sin cos B A C B +=，即sin 2sin cos C C B =，因为(),0,πB C ∈，则sin 0C >，可得1cos 2B =，所以π3B =，故C 正确；对于选项D ：若ABC 为锐角三角形，则π2A B π<+<，可得π2A B >-，且π0,2A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，ππ0,22B ⎛⎫-∈ ⎪⎝⎭，则sin y x =在π0,2⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增，所以πsin sin cos 2A B B ⎛⎫>-=⎪⎝⎭，又因为π0,2A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，则222cos 02a b cA ab+-=>，可得2220a b c +->，所以()()222222sin cos a b c A ab c B +->+-，故D 正确．故选：ACD.11.已知函数()sin cos sin cos f x x x x x =+-，则下列说法正确的是（）A.()f x 是以π2为周期的周期函数B.()f x 在5π,π4⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减C.()f x 的值域为[]0,1D.存在两个不同的实数()0,3a ∈，使得()f x a +为偶函数【答案】BD 【解析】【分析】A 选项，验证()π2f x f x ⎛⎫+≠ ⎪⎝⎭，得到A 错误B 选项，根据5π,π4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，sin 0,cos 0x x <<，得到()()sin cos sin cos f x x x x x =-+-，换元后得到()()221111222t g t t t =--+=-++，利用复合函数单调性求出答案；C 选项，令πsin cos 0,4m x x x ⎛⎫⎡=+=+∈ ⎪⎣⎝⎭，此时得到21sin cos 2m x x -=，换元后得到()()221111222m u m m m =-++=--+，由m ⎡∈⎣求出值域；D选项，由()()f x a f x a -+=+得到只需ππsin sin 44x a x a ⎛⎫⎛⎫-++=++ ⎪ ⎝⎭⎝⎭且()()sin 22sin 22x a x a +=-+，从而得到22ππ,Z 24k a k =-∈且33π,Z 4k a k =∈，结合()0,3a ∈，解不等式，得到相应的：2113,22k ⎛⎫∈⎪⎝⎭且2k Z ∈，且31,2,3k =，验证后得到答案.【详解】πππππsin cos sin cos 22222f x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+++-++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭()cos sin sin cos x x x x f x =-+≠，所以函数()f x 的周期不为π2，故选项A 错误；5π,π4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，sin 0,cos 0x x <<，故()()sin cos sin cos f x x x x x =-+-，令sin cos x x t +=，则πsin cos 4t x x x ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭，因为5π,π4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，所以π53π,π442x ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦，故1t ⎡⎤∈-⎣⎦，且t 在5π,π4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦单调递减，又21sin cos 2t x x -=，故()()221111222t g t t t =--+=-++，开口向下，对称轴为1t =-，故()2122t g t t =--+在1⎡⎤-⎣⎦单调递增，由复合函数满足同增异减可知：()f x 在5π,π4x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦单调递减，B 正确；令πsin cos 0,4m x x x ⎛⎫⎡=+=+∈ ⎪⎣⎝⎭，若[]π2π,2ππ4x k k +∈+，Z k ∈，即π3π2π,2π44x k k ⎡⎤∈-+⎢⎥⎣⎦，Z k ∈时，sin cos m x x =+，两边平方得：222sin 2sin cos cos 12sin cos m x x x x x x =++=+，故21sin cos 2m x x -=，若(]π2ππ,2π2π4x k k +∈++，Z k ∈，即3π7π2π,2π44x k k ⎛⎤∈++ ⎥⎝⎦，Z k ∈时，此时()sin cos m x x =-+，两边平方得：222sin 2sin cos cos 12sin cos m x x x x x x=++=+此时21sin cos 2m x x -=，综上：对于x ∈R ，均有21sin cos 2m x x -=，所以()sin cos sin cos f x x x x x =+-变形为()()221111222m u m m m =-++=--+，因为m ⎡∈⎣，所以当1m =时，()u m 取得最大值，最大值为1，其中()110122u =-+=，11122u =-+=-，因为1122<-，故()u m 最小值为12，综上：()f x 的值域为1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦，C 错；()π1sin cos sin cos sin 242f x x x x x x x ⎛⎫=+-=+- ⎪⎝⎭，则()()π1sin 2242f x a x a x a ⎛⎫+=++-+ ⎪⎝⎭，假设()f x a +为偶函数，则()()f x a f x a -+=+，()()π1π1sin 22sin 224242x a x a x a x a ⎛⎫⎛⎫-++--+=++-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，只需ππsin sin 44x a x a ⎛⎫⎛⎫-++=++ ⎪ ⎝⎭⎝⎭且()()sin 22sin 22x a x a +=-+，由ππ44x a x a ⎛⎫⎛⎫-++=++⎪ ⎝⎭⎝⎭可得：1πππ44x a x a k -++=+++，1k Z ∈①，或22πππ,Z 44x a x a k k -+++++=∈②，其中由①得：1π2k x =-，1k Z ∈，不能对所有x 恒成立，舍去；由②得：22ππ,Z 24k a k =-∈，由()()sin 22sin 22x a x a +=-+可得：332222π,Z x a x a k k +-+=∈③，由③得：33π,Z 4k a k =∈，故需要保证22ππ,Z 24k a k =-∈与33π,Z 4k a k =∈同时成立，令()2ππ0,324k -∈，解得：2113,22k ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭且2k Z ∈，令()3π0,34k ∈，解得：3120,πk ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭且3Z k ∈，故31,2,3k =，取31k =，此时3ππ44k a ==，此时令2πππ244k a =-=，解得：21131,22k ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭，符合要求，取32k =，此时3ππ42k a ==，此时令2πππ242k a =-=，解得：23N 2k =∉，舍去，取33k =，此时3π3π44k a ==，此时令2ππ3π244k a =-=，解得：21132,22k ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭，符合要求，综上：存在两个不同的实数()0,3a ∈，使得()f x a +为偶函数，π4a =，3π4就是这两个实数，D 正确．故选：BD ．【点睛】sin cos ,sin cos ,sin cos x x x x x x +-三者的关系如下：()2sin cos 12sin cos x x x x +=+，()2sin cos 12sin cos x x x x -=-，()()22sin cos sin cos 4sin cos x x x x x x +--=，当题目中同时出现三者或三者中的两者时，通常用换元思想来解决.12.勒洛四面体是一个非常神奇的“四面体”，它能像球一样来回滚动．勒洛四面体是以正四面体的四个顶点为球心，以正四面体的棱长为半径的四个球的相交部分围成的几何体．如图所示，设正四面体ABCD 的棱长为2，则下列说法正确的是（）A.勒洛四面体能够容纳的最大球的半径为622-B.勒洛四面体被平面ABC 截得的截面面积是(2π-C.勒洛四面体表面上交线AC 的长度为2π3D.勒洛四面体表面上任意两点间的距离可能大于2【答案】ABD 【解析】【分析】A 选项：求出正四面体ABCD 的外接球半径，进而得到勒洛四面体的内切球半径，得到答案；B 选项，作出截面图形，求出截面面积；C 选项，根据对称性得到交线AC 所在圆的圆心和半径，求出长度；D 选项，作出正四面体对棱中点连线，在C 选项的基础上求出长度.【详解】A 选项，先求解出正四面体ABCD 的外接球，如图所示：取CD 的中点G ，连接,BG AG ，过点A 作AF BG ⊥于点F ，则F 为等边ABC 的中心，外接球球心为O ，连接OB ，则,OA OB 为外接球半径，设OA OB R ==，由正四面体的棱长为2，则1CG DG ==，3BG AG ==1333FG BG ==，22333BF BG ==22126333AF AG FG =-=-=，63OF AF R R =-=-，由勾股定理得：222OF BF OB +=，即222262333R R ⎛⎫⎛-+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，解得：62R =，此时我们再次完整的抽取部分勒洛四面体，如图所示：图中取正四面体ABCD 中心为O ，连接BO 交平面ACD 于点E ，交 AD 于点F ，其中 AD 与ABD △共面，其中BO 即为正四面体外接球半径62R =，设勒洛四面体内切球半径为r ，则622r OF BF BO ==-=-，故A 正确；B 选项，勒洛四面体截面面积的最大值为经过正四面体某三个顶点的截面，如图所示：面积为(2221π333322222344⎛⎫⨯⨯⨯-⨯+⨯= ⎪ ⎪⎭⎝，B 正确；C 选项，由对称性可知：勒洛四面体表面上交线AC 所在圆的圆心为BD 的中点M ，故MA MC ==2AC =，由余弦定理得：2221cos23AM MC AC AMC AM MC +-∠===⋅，故1arccos3AMC ∠=，故交线AC 13，C 错误；D 选项，将正四面体对棱所在的弧中点连接，此时连线长度最大，如图所示：连接GH ，交AB 于中点S ，交CD 于中点T ，连接AT ，则ST ===则由C 选项的分析知：TG SH ==，所以2GH =+=，故勒洛四面体表面上两点间的距离可能大于2，D 正确.故选：ABD.【点睛】结论点睛：勒洛四面体考试中经常考查，下面是一些它的性质：①勒洛四面体上两点间的最大距离比四面体的棱长大，是对棱弧中点连线，最大长度为22a a ⎫->⎪⎪⎭，②表面6个弧长之和不是6个圆心角为60︒的扇形弧长之和，其圆心角为1arccos 3，半径为32a .三、填空题：本题共4小题，每小题5分，共20分．13.已知函数()()22cos 2R f x x x a a =+∈，当π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时，()f x 的最大值是4，则=a _____．【答案】1【解析】【分析】化简()f x ，根据π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，结合三角函数的性质得到当ππ262x +=时，()f x 取得最大值为34a +=，即可得出答案.【详解】()2π2cos 21cos 222sin 216f x x x a x x a x a ⎛⎫=++=+++=+++ ⎪⎝⎭因为π0,2x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，ππ7π2,666x ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦，当ππ262x +=时，()f x 取得最大值为34a +=，则1a =.故答案为：114.对任意两个非零的平面向量α 和β，定义αβαβββ⋅=⋅，若平面向量a 、b 满足0≥> a b ，a 与b 的夹角π0,4θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，且a b 和b a 都在集合2n n ⎧⎫∈⎨⎬⎩⎭Z 中，则a b = ___________【答案】32【解析】【分析】由题意可设m ∈Z ，Z t ∈，2m a b = ，2t b a = ，得21cos ,142mt θ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭，对m ，t 进行赋值即可得出m ，t 的值，进而得出结论．【详解】因为cos |Z 2a a b n a b n b b b θ⋅⎧⎫==∈∈⎨⎬⋅⎩⎭ ，故cos |Z 2b n b a n a θ⎧⎫=∈∈⎨⎬⎩⎭．又由0a b ≥> ，则1a b ≥，01b a<≤ ，可设m ∈Z ，Z t ∈，令2m a b = ，2t b a = ，且0m t ≥>，又夹角π0,4θ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭，所以21cos ,142mt θ⎛⎫=∈ ⎪⎝⎭，对m ，t 进行赋值即可得出31m t =⎧⎨=⎩，所以322m a b == ．故答案为：32．15.在ABC中，60,2,BAC AB BC ∠=︒==，BAC ∠的角平分线交BC 于D ，则AD =_________．【答案】2【解析】【分析】方法一：利用余弦定理求出AC ，再根据等面积法求出AD ；方法二：利用余弦定理求出AC ，再根据正弦定理求出,B C ，即可根据三角形的特征求出．【详解】如图所示：记,,AB c AC b BC a ===，方法一：由余弦定理可得，22222cos 606b b +-⨯⨯⨯= ，因为0b >，解得：1b =+由ABC ABD ACD S S S =+ 可得，1112sin 602sin 30sin 30222b AD AD b ⨯⨯⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯ ，解得：13212AD b +==+．故答案为：2．方法二：由余弦定理可得，22222cos 606b b +-⨯⨯⨯= ，因为0b >，解得：1b =+由正弦定理可得，62sin 60sin sin b B C==，解得：62sin 4B =，2sin 2C =，因为1+>>45C = ，180604575B =--= ，又30BAD ∠=o ，所以75ADB ∠= ，即2AD AB ==．故答案为：2．【点睛】本题压轴相对比较简单，既可以利用三角形的面积公式解决角平分线问题，也可以用角平分定义结合正弦定理、余弦定理求解，知识技能考查常规．16.如图，直四棱柱1111ABCD A B C D -中，底面ABCD 为平行四边形，11,2,2,60AB AD AA BAD ===∠=︒，点P 是半圆弧 11A D 上的动点(不包括端点)，点Q 是半圆弧 BC上的动点(不包括端点)，若三棱锥P BCQ -的外接球表面积为S ，则S 的取值范围是__．【答案】25π,13π4⎡⎫⎪⎢⎣⎭【解析】【分析】先由余弦定理求出3BD =，从而得到AB BD ⊥，确定BC 的中点E 为三棱锥P BCQ -的外接球球心O 在平面BCQ 的投影，再证明出M 为AD 的中点，N 为11B C 的中点，即EN ⊥平面ABCD ，故球心在线段EN 上，从而确定当点P 与点N 重合时，三棱锥P BCQ -的外接球半径最小，点P 与1A 或1D 重合，此时PN 最长，故三棱锥P BCQ -的外接球半径最大，画出图形，求出相应的外接球半径和表面积，最后结合点P 是半圆弧 11A D 上的动点(不包括端点)，故最大值取不到，求出表面积的取值范围.【详解】因为1,2,60AB AD BAD ==∠=︒，由余弦定理得：2212cos 14432BD AB AD AB AD BAD =+-⋅∠=+-⨯=因为222AB BD AD +=，由勾股定理逆定理得：AB BD ⊥，直四棱柱1111ABCD A B C D -中，底面为平行四边形，故BD ⊥CD ，点Q 是半圆弧 BC上的动点(不包括端点)，故BC 为直径，取BC 的中点E ，则E 为三棱锥P BCQ -的外接球球心O 在平面BCQ 的投影，设 BC 与AD 相交于点M ， 11A D 与11B C 相交于点N ，连接EM ，ED ，则EM =ED因为60BCD ∠=︒，故30CBD ∠=︒，260DEM DBC ∠=∠=︒，故三角形DEM 为等边三角形，1122DM DE BC AD ===，即M 为AD 的中点，同理可得：N 为11B C 的中点，连接EN ，则EN ⊥平面ABCD ，故球心在线段EN 上，显然，当点P 与点N 重合时，三棱锥P BCQ -的外接球半径最小，假如点P 与1A 或1D 重合，此时PN 最长，故三棱锥P BCQ -的外接球半径最大，如图1，点P 与点N 重合，连接OC ，设ON R =，则OE =2-R ，OC R =，由勾股定理得：222OE EC OC +=，即()2221R R -+=，解得：54R =，此时外接球表面积为2254ππ4R =；如图2，当点P 与1A 或1D 重合时，连接11,,A O A N OC ，其中1A N ==，设OE h =，则2ON h =-，由勾股定理得：1AO ==OC ===，解得：32h =，此时外接球半径为2OC ==，故外接球表面积为134π13π4⨯=，但因为点P 是半圆弧 11A D 上的动点(不包括端点)，故最大值取不到，综上：S 的取值范围是25π,13π4⎡⎫⎪⎢⎣⎭.故答案为：25π,13π4⎡⎫⎪⎢⎣⎭【点睛】几何体外接球问题，通常要找到几何体的一个特殊平面，利用正弦定理或几何性质找到其外心，求出外接圆的半径，进而找到球心的位置，根据半径相等列出方程，求出半径，再求解外接球表面积或体积.四、解答题：本题共6小题，共70分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．17.已知复数1i z m =+（i 是虚数单位，R m ∈），且(3i)z ⋅+为纯虚数（z 是z 的共轭复数）（1）求实数m 及z ；（2）设复数20231i a z z-=，且复数1z 对应的点在第二象限，求实数a 的取值范围．【答案】（1）3m =-，z =（2）1,33⎛⎫- ⎪⎝⎭【解析】【分析】（1）根据复数代数形式的乘法运算化简(3i)z ⋅+，再根据复数的概念得到方程（不等式）组，求出m 的值，即可求出z ，从而求出其模；（2）根据复数的乘方及代数形式的除法运算化简1z ，再根据复数的几何意义得到不等式组，解得即可.【小问1详解】∵1i z m =+，∴1i z m =-，∴i)(1i)(3i)(3)(13)i z m m m +=-+=++-，(3+i)z ⋅为纯虚数，∴30130m m +=⎧⎨-≠⎩，解得3m =-，故13i z =-，则z ==【小问2详解】2023450533i i i i ⨯+===- ，()()()()20231i 1+3i i i 331=i 13i 13i 1+3i 1010a a a a a z z ∴+-+-+===+--，复数1z 所对应的点在第二象限，∴301031010a a -⎧<⎪⎪⎨+⎪>⎪⎩，解得133a -<<，故实数a 的取值范围为1,33⎛⎫- ⎪⎝⎭.18.如图所示，在ABC 中，D 为BC 边上一点，且2BD DC =，过D 的直线EF 与直线AB 相交于E 点，与直线AC 相交于F 点（E ，F 两点不重合）.（1）用AB ，AC表示AD ；（2）若AE AB λ= ，AF AC μ=，求2λμ+的最小值.【答案】（1）1233AD AB AC =+ （2）83【解析】【分析】（1）根据平面向量线性运算法则计算可得；（2）根据（1）的结论，转化用AE ，AF 表示AD，根据D 、E 、F 三点共线找出等量关系，再利用基本不等式计算可得；【小问1详解】因为2BD DC = ，所以22AD AB AC AD -=- ，化简得1233AD AB AC =+ ；【小问2详解】因为AE AB λ= ，AF AC μ=，1233AD AB AC =+ ，所以3231A E D A A F μλ=+，由图可知0λ>，0μ>又因为D 、E 、F 三点共线，所以12133λμ+=，所以()124448223333333μλλμλμλμλμ⎛⎫+=+⋅+=++≥+=⎪⎝⎭，当433μλλμ=，即423μλ==时，2λμ+取最小值83.19.设()()sin cos R f x x x x =+∈.（1）判断函数2π2y fx ⎡⎤⎛⎫=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦的奇偶性，并写出最小正周期；（2）求函数()π4y f x f x ⎛⎫=-⎪⎝⎭在π[0,]2上的最大值.【答案】（1）非奇非偶函数，π（2）12+【解析】【分析】（1）根据三角函数恒等变换化简2π2y f x ⎡⎤⎛⎫=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦，结合函数奇偶性的定义以及正弦函数的周期，即可求得答案；（2）化简()π4y f x f x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，结合π[0,]2x ∈，求得ππ3π2[,]444x -∈-，结合正弦函数的性质，即可求得答案.【小问1详解】由题意得()πsin cos )4f x x x x =+=+，故222ππ3π)]2sin ()4422πx x x y f⎡⎤⎛⎫==+ ⎪⎢⎥⎝⎣=+⎦++⎭3π1cos(2)1sin 22x x =-+=-，令()1sin 2g x x =-，x ∈R ,由于()1sin 2()1sin 2g x x x -=--=+不恒等于()g x ，也不等于()g x -，故2π2y fx ⎡⎤⎛⎫=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦为非奇非偶函数，其最小正周期为2ππ2=；【小问2详解】由题意可得()π)]()π44y f x x x f x ⎛⎫=-= ⎭+⎪⎝22(1cos 2)2cos sin 222x x x x x-=+=+πsin(2422x =-+，因为π[0,]2x ∈，所以ππ3π2[,444x -∈-，故π2)2sin(142[,]x -∈-，故πsin(2)42x -+的最大值为212+，即函数()π4y f x f x ⎛⎫=-⎪⎝⎭在π[0,]2上的最大值为12+.20.某游戏厂商对新出品的一款游戏设定了“防沉迷系统”，规则如下：①3小时内（含3小时）为健康时间，玩家在这段时间内获得的积累经验值E （单位：EXP ）与游玩时间t （单位：小时）满足关系式：22020E t t a=++()0t >；②3到5小时（含5小时）为疲劳时间，玩家在这段时间内获得的经验值为0（即累计经验值不变）；③超过5小时的时间为不健康时间，累积经验值开始损失，损失的经验值与不健康时间成正比例关系，正比例系数为50.（1）当2a =时，写出累计经验值E 与游玩时间t 的函数关系式()E f t =，并求出游玩6小时的累积经验值；（2）该游戏厂商把累计经验值E 与游玩时间t 的比值称为“玩家愉悦指数”，记为()H t ，若0a >，且该游戏厂商希望在健康时间内，这款游戏的“玩家愉悦指数”不低于24，求实数a 的取值范围.【答案】（1）22040,03()109,3535950,5t t t f t t t t ⎧++<≤⎪=<≤⎨⎪->⎩，(6)59f =（EXP ）.（2）1,5⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【解析】【分析】（1）根据题意结合分段函数分析运算；（2）根据题意可得当03t <≤时，20()2024aH t t t=++≥恒成立，利用参变分离结合二次函数分析运算.【小问1详解】由题意可得：当03t <≤时，则2()2020f t t t a =++，且2(3)3203206920f a a =+⨯+=+；当35t <≤时，则()6920f t a =+；当5t >时，则()()69205055020319f t a t t a =+--=-++；综上所述：22020,03()2069,355020319,5t t a t f t a t t a t ⎧++<≤⎪=+<≤⎨⎪-++>⎩.若2a =，则22040,03()109,3535950,5t t t f t t t t ⎧++<≤⎪=<≤⎨⎪->⎩，所以(6)35950659f =-⨯=（EXP ）.【小问2详解】由（1）可得：22020,03()2069,355020319,5t t a t f t a t t a t ⎧++<≤⎪=+<≤⎨⎪-++>⎩，则()2020,032069(),352031950,5at t t f t a H t t t t a t t ⎧++<≤⎪⎪+⎪==<≤⎨⎪+⎪->⎪⎩，由题意可得：当03t <≤时，20()2024aH t t t=++≥恒成立，整理得24200t t a -+≥对任意03t <≤恒成立，因为2420y t t a =-+的开口向上，对称轴(]20,3t =∈，则2t =时，2420y t t a =-+取到最小值204a -，可得2040a -≥，解得15a ≥，所以实数a 的取值范围为1,5⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭.21.如图，在我校即将投入使用的新校门旁修建了一条专门用于跑步的红色跑道，这条跑道一共由三个部分组成，其中第一部分为曲线段ABCD ，该曲线段可近似看作函数()()sin 0,0,0πy A x A ωϕωϕ=+>><<，[]4,0x ∈-的图象，图象的最高点坐标为()1,2C -.第二部分是长为1千米的直线段DE ，//DE x 轴.跑道的最后一部分是以O 为圆心的一段圆弧 EF.（1）若新校门位于图中的B 点，其离AF 的距离为1千米，一学生准备从新校门笔直前往位于O 点的万象楼，求该学生走过的路BO 的长；（2）若点P 在弧 EF上，点M 和点N 分别在线段OF 和线段OE 上，若平行四边形OMPN 区域为学生的休息区域，记POF θ∠=，请写出学生的休息区域OMPN 的面积S 关于θ的函数关系式，并求当θ为何值时，S 取得最大值.【答案】（1千米（2）43π23πsin 203633S θθ⎛⎫⎛⎫=+-<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；π6θ=【解析】【分析】（1）由图可知2A =，34T =，利用2πT ω=求出ω，再代入点()1,2C -求出解析式，即可求出B 点的坐标，进而可求BO 的长；（2）由已知可求出E 点坐标，进而得到圆O 的半径OE 的长和π6EOD ∠=，利用正弦定理和三角形面积公式即可求出PNO S ，进而得到平行四边形OMPN 的面积S 关于θ的函数关系式，利用正弦函数的性质即可求出最大值.【小问1详解】解：由条件知，2A =，又因为()()1434T =---=，则2π12T ω==，所以π6ω=.又因为当1x =-时，有π2sin 26y ϕ⎛⎫=-+= ⎪⎝⎭，且()0,πϕ∈，所以2π3ϕ=.所以曲线段ABCD 的解析式为π2π2sin 63y x ⎛⎫=+⎪⎝⎭，[]4,0x ∈-.由π2π2sin 163y x ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭，即()π2ππ2π636x k k +=+∈Z ，或()π2π5π2π636x k k +=+∈Z 解得()1312x k k =-+∈Z ，又因为[]4,0x ∈-，所以0k =，13x =-，所以()3,1B -；或()2112x k k =+∈Z ，无论k 为何值都不符合[]4,0x ∈-，舍去，所以OB ==BO 的长为千米.【小问2详解】由题可知，当0x =时，π2π2sin 063y ⎛⎫=⨯+= ⎪⎝⎭(D 则(E，2OE ==，π6EOD ∠=，所以3πEOF ∠=.在PNO 中，2OP OE ==，π2ππ33PNO ∠=-=，NPO θ∠=，2πππ33NOP θθ∠=--=-，则由正弦定理sin sin sin OP ON PNPNO NPO NOP==∠∠∠πsin sin 3ON PNθθ==⎛⎫- ⎪⎝⎭，故可得4343π333ON PN θθ⎛⎫==- ⎪⎝⎭，，故134343πsin 24333PNO S NP NO PNO θθ⎛⎫=⋅⋅⋅∠=⨯⨯- ⎪⎝⎭△2π1sin cos sin 32θθθθθ⎫⎛⎫=-=-⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭11ππ2cos 22034443633θθθθ⎫⎛⎫⎫=⨯+-=+-<<⎪ ⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，即ππ22063PNO S S θθ⎛⎫⎫==+<< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭△，当π6θ=时，πsin 216θ⎛⎫+= ⎪⎝⎭，此时S 取得最大值.【点睛】已知()()()0,0f x Asin x A ωϕω+=＞＞的部分图象求其解析式时，A 比较容易看图得出，困难的是求待定系数ω和ϕ，常用如下两种方法：（1）由2πT ω=即可求出ω；确定ϕ时，若能求出离原点最近的右侧图象上升（或下降）的“零点”横坐标0x ，则令00x ωϕ+=（或0πx ωϕ+=），即可求出ϕ.（2）代入点的坐标，利用一些已知点（最高点、最低点或零点）坐标代入解析式，再结合图形解出ω和ϕ，若对A ，ω的符号或对ϕ的范围有要求，则可用诱导公式变换使其符合要求.22.如图，斜三棱柱111ABC A B C -中，AC BC =，D 为AB 的中点，1D 为11A B 的中点，平面ABC ⊥平面11ABB A ．（1）求证：直线1//A D 平面11BC D ；（2）设直线1AB 与直线1BD 的交点为点E ，若三角形ABC 是等边三角形且边长为2，侧棱12AA =，且异面直线1BC 与1AB 互相垂直，求异面直线1A D 与1BC 所成角；（3）若12,2AB AC BC A AB ===∠=，在三棱柱111ABC A B C -内放置两个半径相等的球，使这两个球相切，且每个球都与三棱柱的三个侧面及一个底面相切．求三棱柱111ABC A B C -的高．【答案】（1）证明见解析（2）23arctan3（3）2369+【解析】【分析】（1）证明出四边形11A D BD 为平行四边形，从而11//A D BD ，得到线面平行；（2）先证明出E 为三等分点，然后运用余弦定理求出1AB 可得；（3）因为在三棱柱111ABC A B C -内放置两个半径相等的球，使这两个球相切，且每个球都与三棱柱的三个侧面及一个底面相切，故小球的半径即为三棱柱直截面的内切圆的半径，利用面积公式得到内切圆半径，画出立体几何图形，结合相关关系求出三棱柱的高.【小问1详解】斜三棱柱111ABC A B C -中，1D 为11A B 的中点，D 为AB 的中点，所以11111122A D AB AB BD ===，且11A D BD //，所以四边形11A D BD 为平行四边形，所以11//A D BD ，因为1BD ⊂平面11BC D ，1A D ⊄平面11BC D ，所以1//A D 平面11BC D ；【小问2详解】因为AC =BC ，D 为AB 的中点，所以CD ⊥AB ，因为平面ABC ⊥平面11ABB A ，交线为AB ，CD ⊂平面ABC ，所以CD ⊥平面11ABB A ，故11C D ⊥平面11ABB A ，所以111C D AB ⊥,又1BC 与1AB 互相垂直，1111BC C D C ⋂=,111,BC C D ⊂面11BC D 故1AB ⊥面11BC D ,得11⊥AB BD .即11B D E 为直角三角形，在11ABB A 中，1,D D 为中点，11//A D BD ，所以E 为1AB 的三等分点，设1B E t =，由余弦定理可得：()2222221111111111117322cos 21232t B E AB A B AA t A B A B D AB A B t ⎛⎫+- ⎪+-⎝⎭∠====⋅⨯⨯解之：2t =，所以11π,6A B A ∠=故112D E =11111113//,,.22D E B D A B AB BD EB AB ∴==∴=11C D ⊥平面11ABB A ，111,C D BD ∴⊥在11BD C △中，11tan 3D BC ∠=.1A D 与1BC 所成的角为23arctan .3【小问3详解】过B 作1BP AA ⊥于P ，过P 作1FP CC ⊥于F ，连BFBPF ∴ 为直截面，小球半径为BPF △的内切圆半径因为2,2AB AC BC ===，所以222AC BC AB +=，故AC ⊥BC ，则112CD AB ==设2,BP t =所以2AP t =，由222AB BP AP =+解得63t =，2326,33BP AP ==；由最小角定理112cos cos cos 263A AC A AB BAC ∠=∠∠=⨯1sin 3PF AC A AC =∠=由CD ⊥面11ABB A ,易知1BP CC ⊥，23BF PF BP ∴===内切圆半径为：13r =则12362sin .9h r r r A AB +=++∠=解该角的余弦值，或根据直角三角形锐角三角函数求出该角的正弦，余弦或正切值，得到答案.。
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B C A 成都市高一下期调研考试——数学 一、选择题（每题5分，共50分） 1. 已知0a b <<，则下列不等式正确的是（ ）
A ．22a b <
B ．1
1a b < C ．22a b < D ． 2ab b <
2. 如图，一个“半圆锥”的正视图是边长为2的正三角形，侧视图是直角 三角形， 俯视图是半圆及其圆心，这个几何体的体积为（ ）
A ．
33π B ．23π C ．36π D ．3π
3．等差数列{}n a 的前n 项和为n S ，若22S =，410S =，则6S 等于( ） Ａ．12 Ｂ．18
Ｃ．24 Ｄ．42 4. 已知a ＞0,b ＞0，a 1+b 3=1，则a+2b 的最小值为( )
A.7+26
B.23
C.7+23
D.14
5. 如图，要测出山上石油钻井的井架BC 的高，从山脚A 测得60AC =m ， 井顶B 的仰角45α︒=，井底C 的仰角15︒，则井架的高BC 为（ ）
A ．202m
B ．302m
C ．203m
D ．303m 6.△ABC 中，若()()0CA CB AC CB +⋅+=，则△ABC 为（ ）
A 正三角形
B 等腰三角形
C 直角三角形
D 无法确定 7. 已知两个等差数列{}n a 和{}n b 的前n 项和分别为A n 和n B ，且
7453n n A n B n +=+， 则使得
n n a b 为整数的正整数n 的个数是（ ） A ．2 B ．3 C ．4 D ．5
8.设△ABC 的内角A,B,C 的对边分别为,,a b c ，若()cos a b c C =+，则△ABC 的形状是（ ）
A.等腰三角形
B.等边三角形
C.直角三角形
D.锐角三角形
9. 函数y=log 2x+log x (2x)的值域是( )
A .(]1,--∞
B .[)+∞,3
C .[]3,1-
D .(][)+∞--∞,31,
10. 在△ABC 中，,E F 分别是AC ，AB 的中点，且32AB AC =，若
BE t CF <恒成立，
则t 的最小值为（ ）
A ． 78
B ． 67
C ．45
D ．43 二、填空题（每题5分，共25分）
11. 不等式
201
x x -+≤的解集是 . 12.等差数列}{n a 中，240,30,1849===-n n S a S ，则n 的值为 . 13.函数2cos sin y x x =+的最大值是 ．
14. 若方程21
1x kx x -=-有两个实数根，则实数k 的取值范围是 .
15.下列命题：
①ABC ∆中，若A B <,则cos2cos2A B <；
②若A ，B ，C 为ABC ∆的三个内角，则C B A ++14的最小值为π9 ③已知16sin 62sin 6
n n a n ππ
=++()n N *∈，则数列{}n a 中的最小项为193； ④若函数2()log (1)f x x =+，且0a b c <<<，则
()()()f a f b f c a b c <<； ⑤函数22()25413f x x x x x =-++-+的最小值为29. 其中所有正确命题的序号是
三、解答题（16—19题每题12分，20题13分，21题14分，共75分） 16. {}n a 是公比大于1的等比数列,n S 是{}n a 的前n 项和.若37S =,且13a +,23a ,34a +构成等差数列.
（Ⅰ）求{}n a 的通项公式.
（Ⅱ）令22log n n b a =，求数列{}n b 的前n 项和n T .
17．在ABC
∆中，内角A、B、C的对边分别为a、b、c,已知a、b、c成等比
数列，且
3 cos
4
B=.
（Ⅰ）求
11
tan tan
A C
+的值；
（Ⅱ）设
3
2
BA BC=,求a、c的值.
18. 已知定义在R 上的函数2()(3)2(1)f x x a x a =--+-(其中a R ∈). （Ⅰ）解关于x 的不等式()0f x >;
（Ⅱ）若不等式()3f x x ≥-对任意2x >恒成立,求a 的取值范围.
19. 设数列{}n a 的前n 项和为,n S 已知11,a =142n n S a +=+
（1）设12n n n b a a +=-，证明数列{}n b 是等比数列 （2）求数列{}n a 的通项公式。
20. 已知ABC △的周长为21+，且sin sin 2sin A B C +=
． （1）求边c 的长；
（2）若ABC △的面积为1sin 6
C ，求角C 的度数．
21.已知数列{}n a 中，1123111,23()2n n n a a a a na a n N *++=+++⋅⋅⋅+=∈ （Ⅰ）求数列{}n a 的通项n a ； （Ⅱ）求数列{}2n n a 的前n 项和n T ； （Ⅲ）若存在n N *∈，使得(1)n a n λ≤+成立，求实数λ的最小值.。