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必刷卷02-高一数学下学期期中仿真必刷模拟卷(人教A版2019)(解析版)_E015高中全科试卷_数学试题_必修2_03.期中测试_必刷卷02-高一数学下学期期中仿真必刷模拟卷(人教A版2019)

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必刷卷02-高一数学下学期期中仿真必刷模拟卷(人教A版2019)(解析版)_E015高中全科试卷_数学试题_必修2_03.期中测试_必刷卷02-高一数学下学期期中仿真必刷模拟卷(人教A版2019)
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期中检测卷 02 姓名:__________________ 班级:______________ 得分:_________________ 注意事项: 本试卷满分150分,考试时间120分钟,试题共22题.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自 己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置. 一、选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题 目要求的. 1.点C是线段AB靠近点B的三等分点,下列正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】根据共线向量的定义即可得结论. 【解答】解:由题,点C是线段AB靠近点B的三等分点, =3 =﹣3 ,所以选项A错误; =2 =﹣2 ,所以选项B和选项C错误,选项D正确. 故选:D. 【知识点】平行向量(共线)、向量数乘和线性运算 2.已知复数z满足z(3+i)=3+i2020,其中i为虚数单位,则z的共轭复数 的虚部为( ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简,然后利用共轭复数的概念得答案. 【解答】解:∵z(3+i)=3+i2020,i2020=(i2)1010=(﹣1)1010=1, ∴z(3+i)=4,∴z= , ∴ = , ∴共轭复数 的虚部为 , 故选:D. 【知识点】复数的运算3.如图, ▱ABCD中,∠DAB=60°,AD=2AB=2,延长AB至点E,且AB=BE,则 • 的值为( ) A.﹣1 B.﹣3 C.1 D. 【答案】C 【分析】利用图形,求出数量积的向量,然后转化求解即可. 【解答】解:由题意, ▱ABCD中,∠DAB=60°,AD=2AB=2, 延长AB至点E,且AB=BE, 可知 = + = , = ﹣ = ﹣2 , 所以 • =( )•( ﹣2 ) = ﹣2 ﹣2 =1. 故选:C. 【知识点】平面向量数量积的性质及其运算 4.设i是虚数单位,则2i+3i2+4i3+……+2020i2019的值为( ) A.﹣1010﹣1010i B.﹣1011﹣1010i C.﹣1011﹣1012i D.1011﹣1010i 【答案】B 【分析】利用错位相减法、等比数列的求和公式及其复数的周期性即可得出. 【解答】解:设S=2i+3i2+4i3+……+2020i2019. ∴iS=2i2+3i3+……+2020i2020.则(1﹣i)S=i+i+i2+i3+……+i2019﹣2020i2020. = =i+ = =﹣2021+i, ∴S= = . 故选:B. 【知识点】复数的运算 5.如图,在正方体ABCD﹣ABC D 中,异面直线AB与CD所成的角为( ) 1 1 1 1 1 A.30° B.45° C.60° D.135° 【答案】B 【分析】易知∠ABA 即为所求,再由△ABA 为等腰直角三角形,得解. 1 1 【解答】解:因为AB∥CD,所以∠ABA 即为异面直线AB与CD所成的角, 1 1 因为△ABA 为等腰直角三角形,所以∠ABA=45°. 1 1 故选:B. 【知识点】异面直线及其所成的角 6.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若(a﹣2b)cosC=c(2cosB﹣cosA),△ABC的面 积为a2sin ,则C=( ) A. B. C. D. 【答案】C 【分析】先利用正弦定理将已知等式中的边化角,再结合两角和公式与三角形的内角和定理,可推出sinB =2sinA;然后利用三角形的面积公式、正弦定理,即可得解. 【解答】解:由正弦定理知, = = ,∵(a﹣2b)cosC=c(2cosB﹣cosA), ∴(sinA﹣2sinB)cosC=sinC(2cosB﹣cosA), 即sinAcosC+sinCcosA=2(sinBcosC+cosBsinC), ∴sin(A+C)=2sin(B+C),即sinB=2sinA. ∵△ABC的面积为a2sin , ∴S= bcsinA=a2sin , 根据正弦定理得, sinB•sinC•sinA=sin2A•sin , 化简得,sinB•sin cos =sinA•cos , ∵ ∈(0, ),∴cos >0, ∴sin = = , ∴ = ,即C= . 故选:C. 【知识点】正弦定理、余弦定理 7.在正方体ABCD﹣ABC D 中,下列四个结论中错误的是( ) 1 1 1 1 A.直线BC与直线AC所成的角为60° 1 B.直线BC与平面ADC所成的角为60° 1 1 C.直线BC与直线AD 所成的角为90° 1 1 D.直线BC与直线AB所成的角为90° 1 【答案】B 【分析】连接AB ,求出∠ACB 可判断选项A;连接BD ,找出点B 在平面ADC上的投影O,设直线 1 1 1 1 1 1 BC与平面ADC所成的角为 ,由cos = 可判断选项B;利用平移法找出选项C和D涉及 1 1 θ θ 的异面直线夹角,再进行相关运算,即可得解. 【解答】解:连接AB ,∵△ABC为等边三角形,∴∠ACB =60°,即直线BC与AC所成的角为60°,故 1 1 1 1选项A正确; 连接BD,∵AB=BC=CD=AD,∴四面体ABCD 是正四面体, 1 1 1 1 1 1 1 1 ∴点B 在平面ADC上的投影为△ADC的中心,设为点O,连接BO,OC,则OC= BC, 1 1 1 1 设直线BC与平面ADC所成的角为 , 1 1 θ 则cos = = = ≠ ,故选项B错误; 连接BC ,∵AD∥BC ,且BC⊥BC ,∴直线BC与AD 所成的角为90°,故选项C正确; θ 1 1 1 1 1 1 1 ∵AB⊥平面BCC B,∴AB⊥BC,即直线BC与AB所成的角为90°,故选项D正确. 1 1 1 1 故选:B. 【知识点】直线与平面所成的角、异面直线及其所成的角 8.如图,四边形ABCD为正方形,四边形EFBD为矩形,且平面ABCD与平面EFBD互相垂直.若多面体 ABCDEF的体积为 ,则该多面体外接球表面积的最小值为( ) A.6 B.8 C.12 D.16 π π π π 【答案】A 【分析】由题意可得AC⊥面EFBD,可得V =V +V =2V ,再由多面体ABCDEF的体积 ABCDEF C﹣EFBD A﹣EFBD A﹣EFBD 为 ,可得矩形EFBD的高与正方形ABCD的边长之间的关系,再由题意可得矩形EFBD的对 角线的交点为外接球的球心,进而求出外接球的半径,再由均值不等式可得外接球的半径的最小 值,进而求出外接球的表面积的最小值. 【解答】解:设正方形ABCD的边长为a,矩形BDEF的高为b, 因为正方形ABCD,所以AC⊥BD,设AC∩BD=O', 由因为平面ABCD与平面EFBD互相垂直,AC 面ABCD,平面ABCD∩平面EFBD=BD, ⊂所以AC⊥面EFBD,所以V =V +V =2V =2• S •CO'= • a•b• a ABCDEF C﹣EFBD A﹣EFBD A﹣EFBD EFBD = a2b, 由题意可得V = , ABCDEF 所以a2b=2 ;所以a2= , 矩形EFBD的对角线的交点O,连接OO',可得OO'⊥BD,而OO' 面EFBD, 而平面ABCD⊥平面EFBD,平面ABCD∩平面EFBD=BD, ⊂ 所以OO'⊥面EFBD, 可得OA=OB=OE=OF都为外接球的半径R, 所以R2=( )2+( a)2= + = + = + + ≥3 = 3× , 当且仅当 = 即b= 时等号成立. 所以外接球的表面积为S=4 R2≥4 •3× =6 . 所以外接球的表面积最小值为6 . π π π 故选:A. π 【知识点】球的体积和表面积 二、多选题(本大题共4小题,每小题5分,选对得分,选错、少选不得分) 9.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a2=b2+bc,则角A可为( ) A. B. C. D. 【答案】BC 【分析】由已知利用余弦定理整理可得cosA= ,对于A,若A= ,可得b= <0,错误;对于B,若A= ,可得b= >0,对于C,若A= ,可得b= >0,对于D, 若A= ,可得c=0,错误,即可得解. 【解答】解:因为在△ABC中,a2=b2+bc, 又由余弦定理可得:a2=b2+c2﹣2bccosA, 所以b2+bc=b2+c2﹣2bccosA, 整理可得:c=b(1+2cosA), 可得:cosA= , 对于A,若A= ,可得:﹣ = ,整理可得:b= <0,错误; 对于B,若A= ,可得: = ,整理可得:b= >0, 对于C,若A= ,可得:cos = = ,整理可得:b= >0, 对于D,若A= ,可得:cos =﹣ = ,整理可得:c=0,错误. 故选:BC. 【知识点】余弦定理 10.如图,四边形ABCD为直角梯形,∠D=90°,AB∥CD,AB=2CD,M,N分别为AB,CD的中点,则 下列结论正确的是( ) A. B. C. D. 【答案】ABC 【分析】由向量的加减法法则、平面向量基本定理解决 【解答】解:由 ,知A正确; 由 知B正确;由 知C正确; 由N为线段DC的中点知 知D错误; 故选:ABC. 【知识点】向量数乘和线性运算、平面向量的基本定理 11.下列说法正确的有( ) A.任意两个复数都不能比大小 B.若z=a+bi(a R,b R),则当且仅当a=b=0时,z=0 C.若z,z C,且∈ z2+z∈2=0,则z=z=0 1 2 1 2 1 2 D.若复数z∈满足|z|=1,则|z+2i|的最大值为3 【答案】BD 【分析】通过复数的基本性质,结合反例,以及复数的模,判断命题的真假即可. 【解答】解:当两个复数都是实数时,可以比较大小,所以A不正确; 复数的实部与虚部都是0时,复数是0,所以B正确; 反例z=1,z=i,满足z2+z2=0,所以C不正确; 1 2 1 2 复数z满足|z|=1,则|z+2i|的几何意义,是复数的对应点到(0,﹣2)的距离,它的最大值为 3,所以D正确; 故选:BD. 【知识点】复数的模、复数的运算、虚数单位i、复数、命题的真假判断与应用 12.如图,已知ABCD﹣ABC D 为正方体,E,F分别是BC,AC的中点,则( ) 1 1 1 1 1 A. B. C.向量 与向量 的夹角是60° D.异面直线EF与DD 所成的角为45° 1【答案】ABD 【分析】在正方体ABCD﹣ABC D 中,建立合适的空间直角坐标系,设正方体的棱长为2,根据空间向量 1 1 1 1 的坐标运算,以及异面直线所成角的向量求法,逐项判断即可. 【解答】解:在正方体ABCD﹣ABC D 中,以点A为坐标原点,分别以AB,AD,AA 为x轴、y轴、z轴 1 1 1 1 1 建立空间直角坐标系, 设正方体的棱长为2,则A(0,0,0),A (0,0,2),B(2,0,0),B (2,0,2),C 1 1 (2,2,0),D(0,2,0),D(0,2,2), 1 所以 , 故 ,故选项A正确; 又 , 又 , 所以 , , 则 ,故选项B正确; , 所以 , 因此 与 的夹角为120°,故选项C错误; 因为E,F分别是BC,AC的中点, 1 所以E(2,1,0),F(1,1,1), 则 , 所以 , 又异面直线的夹角大于0°小于等于90°, 所以异面直线EF与DD 所成的角为45°,故选项D正确; 1 故选:ABD.【知识点】异面直线及其所成的角 三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在横线上) 13.已知正方形ABCD的边长为2,点P满足 = ( + ),则| |= ; • = . 【分析】根据向量的几何意义可得P为BC的中点,再根据向量的数量积的运算和正方形的性质即可求出. 【解答】解:由 = ( + ),可得P为BC的中点, 则|CP|=1, ∴|PD|= = , ∴ • = •( + )=﹣ •( + )=﹣ 2﹣ • =﹣1, 故答案为: ,﹣1. 【知识点】平面向量数量积的性质及其运算 14.若虛数z、z 是实系数一元二次方程x2+px+q=0的两个根,且 ,则pq= . 1 2 【答案】1 【分析】设z =a+bi,则z =a﹣bi,(a,b R),根据两个复数相等的充要条件求出z ,z ,再由根与系 1 2 1 2 数的关系求得p,q的值. ∈ 【解答】解:由题意可知z 与z 为共轭复数,设z=a+bi,则z=a﹣bi,(a,b R且b≠0), 1 2 1 2 又 ,则a2﹣b2+2abi=a﹣bi, ∈ ∴(2a+b)+(a+2b)i=1﹣i,∴ ,解得 . ∴z= + i,z= i,(或z= + i,z= i). 1 2 2 1 由根与系数的关系,得p=﹣(z+z)=1,q=z•z=1, 1 2 1 2 ∴pq=1. 故答案为:1. 【知识点】复数的运算 15.已知平面四边形ABCD中,AB=AD=2,BC=CD=BD=2 ,将△ABD沿对角线BD折起,使点A到 达点A'的位置,当A'C= 时,三棱锥A﹣BCD的外接球的体积为 . 【分析】由题意画出图形,找出三棱锥外接球的位置,求解三角形可得外接球的半径,再由棱锥体积公式 求解. 【解答】解:记BD的中点为M,连接A′M,CM,可得A′M2+CM2=A′C2,则∠A′MC=90°, 则外接球的球心O在△A′MC的边A′C的中垂线上, 且过正三角形BCD的中点F,且在与平面BCD垂直的直线m上, 过点A′作A′E⊥m于点E,如图所示, 设外接球的半径为R,则A′O=OC=R, ,A′E=1, 在Rt△A′EO中,A′O2=A′E2+OE2,解得R= . 故三棱锥A﹣BCD的外接球的体积为 . 故答案为: . 【知识点】球的体积和表面积 16.已知一圆锥底面圆的直径为3,圆锥的高为 ,在该圆锥内放置一个棱长为a的正四面体,并且正四 面体在该几何体内可以任意转动,则a的最大值为 . 【分析】根据题意,该四面体内接于圆锥的内切球,通过内切球即可得到a的最大值. 【解答】解:依题意,四面体可以在圆锥内任意转动,故该四面体内接于圆锥的内切球,设球心为P,球的半径为r,下底面半径为R,轴截面上球与圆锥母线的切点为Q,圆锥的轴截 面如图: 则OA=OB= , 因为SO= , 故可得:SA=SB= =3, 所以:三角形SAB为等边三角形, 故P是△SAB的中心, 连接BP,则BP平分∠SBA, 所以∠PBO=30°; 所以tan30°= ,即r= R= × = , 即四面体的外接球的半径为r= . 另正四面体可以从正方体中截得,如图: 从图中可以得到,当正四面体的棱长为a时,截得它的正方体的棱长为 a, 而正四面体的四个顶点都在正方体上, 故正四面体的外接球即为截得它的正方体的外接球, 所以2r= AA= a= a, 1 所以a= . 即a的最大值为 . 故答案为: .【知识点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台) 四、解答题(本大题共6小题,共70分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程 或演算步骤) 17.在四边形ABCD中,AB∥CD,AD=BD=CD=1. (1)若AB= ,求BC; (2)若AB=2BC,求cos∠BDC. 【分析】(1)直接利用余弦定理的应用求出结果; (2)利用余弦定理的应用建立等量关系式,进一步求出结果. 【解答】解:(1)在四边形ABCD中,AD=BD=CD=1.若AB= , 所以:cos∠ADB= = , 由于AB∥CD, 所以∠BDC=∠ABD, 即cos∠BDC=cos∠ABD= , 所以BC2=BD2+CD2﹣2•BD•CD•cos∠BDC= = , 所以BC= . (2)设BC=x,则AB=2BC=2x, 由余弦定理得:cos∠ADB= = ,cos∠BDC= = = , 故 , 解得 或﹣ (负值舍去). 所以 . 【知识点】余弦定理 18.(1)已知z=1﹣2i,z=3+4i,求满足 = + 的复数z. 1 2 (2)已知z,ω为复数,(1+3i)﹣z为纯虚数,ω= ,且|ω|=5 .求复数ω. 【分析】(1)把z,z 代入 = + ,利用复数代数形式的乘除运算化简求出 ,进一步求出z; 1 2 (2)设z=a+bi(a,b∈R),利用复数的运算及(1+3i)•z=(1+3i)(a+bi)=a﹣3b+(3a+b)i 为 纯 虚 数 , 可 得 , 又 ω= = i , |ω|=5 , 可 得 ,即可得出a,b,再代入可得ω. 【解答】解:(1)由z=1﹣2i,z=3+4i, 1 2 得 = + = = , 则z= ; (2)设z=a+bi(a,b∈R), ∵(1+3i)•z=(1+3i)(a+bi)=a﹣3b+(3a+b)i为纯虚数, ∴ . 又ω= = = i,|ω|=5 , ∴ . 把a=3b代入化为b2=25,解得b=±5,∴a=±15. ∴ω=±( i)=±(7﹣i).【知识点】复数的运算 19.如图,墙上有一壁画,最高点A离地面4米,最低点B离地面2米.观察者从距离墙x(x>1)米,离 地面高a(1≤a≤2)米的C处观赏该壁画,设观赏视角∠ACB= . (1)若a=1.5,问:观察者离墙多远时,视角 最大? θ θ (2)若tan = ,当a变化时,求x的取值范围. θ 【分析】(1)首项利用两角和的正切公式建立函数关系,进一步利用判别式确定函数的最大值; (2)利用两角和的正切公式建立函数关系,利用a的取值范围即可确定x的范围. 【解答】解:(1)如图,作CD⊥AF于D,则CD=EF, 设∠ACD= ,∠BCD= ,CD=x,则 = ﹣ , α β θ α β 在Rt△ACD和Rt△BCD中,tan = ,tan = , α β 则tan =tan( ﹣ )= = (x>0), θ α β 令u= ,则ux2﹣2x+1.25u=0, ∵上述方程有大于0的实数根,∴△≥0, 即4﹣4×1.25u2≥0,∴u≤ ,即(tan ) = , max θ ∵正切函数y=tanx在(0, )上是增函数, ∴视角 同时取得最大值, θ 此时,x= = , ∴观察者离墙 米远时,视角 最大; θ (2)由(1)可知,tan = = = , 即x2﹣4x+4=﹣a2+6a﹣ θ4,∴(x﹣2)2=﹣(a﹣3)2+5, ∵1≤a≤2, ∴1≤(x﹣2)2≤4, 化简得:0≤x≤1或3≤x≤4, 又∵x>1, ∴3≤x≤4. 【知识点】解三角形 20.如图,已知复平面内平行四边形ABCD中,点A对应的复数为﹣1, 对应的复数为2+2i, 对应的复 数为4﹣4i. (Ⅰ)求D点对应的复数; (Ⅱ)求平行四边形ABCD的面积. 【分析】(I)利用复数的几何意义、向量的坐标运算性质、平行四边形的性质即可得出. (II)利用向量垂直与数量积的关系、模的计算公式、矩形的面积计算公式即可得出. 【解答】解:(Ⅰ)依题点A对应的复数为﹣1, 对应的复数为2+2i, 得A(﹣1,0), =(2,2),可得B(1,2). 又 对应的复数为4﹣4i,得 =(4,﹣4),可得C(5,﹣2). 设D点对应的复数为x+yi,x,y R. 得 =(x﹣5,y+2), =(﹣2,﹣2). ∈ ∵ABCD 为平行四边形,∴ = ,解得x=3,y=﹣4, 故D点对应的复数为3﹣4i.(Ⅱ) =(2,2), =(4,﹣4), 可得: =0,∴ . 又| |=2 , =4 . 故平行四边形ABCD的面积= =16. 【知识点】复数的代数表示法及其几何意义 21.如图所示,等腰梯形ABFE是由正方形ABCD和两个全等的Rt△FCB和Rt△EDA组成,AB=1,CF= 2.现将Rt△FCB沿BC所在的直线折起,点F移至点G,使二面角E﹣BC﹣G的大小为60°. (1)求四棱锥G﹣ABCE的体积; (2)求异面直线AE与BG所成角的大小. 【分析】(1)推导出GC⊥BC,EC⊥BC,从而∠ECG=60°.连接DG,推导出DG⊥EF,由BC⊥EF, BC⊥CG,得BC⊥平面DEG,从而DG⊥BC,进而DG⊥平面ABCE,DG是四棱锥G﹣ABCE的 高,由此能求出四棱锥G﹣ABCE的体积. (2)取DE的中点H,连接BH、GH,则BH∥AE,∠GBH既是AE与BG所成角或其补角. 由此能求出异面直线AE与BG所成角的大小. 【解答】解:(1)由已知,有GC⊥BC,EC⊥BC,所以∠ECG=60°. 连接DG,由CD=AB=1,CG=CF=2,∠ECG=60°,有DG⊥EF , 由BC⊥EF,BC⊥CG,有BC⊥平面DEG,所以,DG⊥BC , ① 由①②知,DG⊥平面ABCE,所以DG就是四棱锥G﹣ABCE的高, ② 在Rt△CDG中, . 故四棱锥G﹣ABCE的体积为: . (2)取DE的中点H,连接BH、GH, 则BH∥AE,故∠GBH既是AE与BG所成角或其补角. 在△BGH中, , , 则 .故异面直线AE与BG所成角的大小为 . 【知识点】异面直线及其所成的角、棱柱、棱锥、棱台的体积 22.如图,四边形MABC中,△ABC是等腰直角三角形,AC⊥BC,△MAC是边长为2的正三角形,以AC 为折痕,将△MAC向上折叠到△DAC的位置,使点D在平面ABC内的射影在AB上,再将△MAC向下 折叠到△EAC的位置,使平面EAC⊥平面ABC,形成几何体DABCE. (1)点F在BC上,若DF∥平面EAC,求点F的位置; (2)求直线AB与平面EBC所成角的余弦值. 【分析】(1)点F为BC的中点,设点D在平面ABC内的射影为O,连接OD,OC,取AC的中点H,连 接 EH,由题意知EH⊥AC,EH⊥平面ABC,由题意知DO⊥平面ABC,得DO∥平面EAC,取 BC的中点F,连接OF,则OF∥AC,从而OF∥平面EAC,平面DOF∥平面EAC,由此能证明 DF∥平面EAC. (2)连接OH,由OF,OH,OD两两垂直,以O为坐标原点,OF,OH,OD所在直线分别 为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出直线AB与平面EBC所成角的余弦值. 【解答】解:(1)点F为BC的中点, 理由如下:设点D在平面ABC内的射影为O,连接OD,OC, ∵AD=CD,∴OA=OC, ∴在Rt△ABC中,O为AB的中点, 取AC的中点H,连接 EH,由题意知EH⊥AC, 又平面EAC⊥平面ABC,平面EAC∩平面ABC=AC, ∴EH⊥平面ABC,由题意知DO⊥平面ABC, ∴DO∥EH,∴DO∥平面EAC, 取BC的中点F,连接OF,则OF∥AC, 又OF 平面EAC,AC 平面EAC,∴OF∥平面EAC, ∵DO∩OF=O,∴平面DOF∥平面EAC, ⊄ ⊂∵DF 平面DOF,∴DF∥平面EAC. (2)连接OH,由(1)可知OF,OH,OD两两垂直, ⊂ 以O为坐标原点,OF,OH,OD所在直线分别为x,y,z轴,建立如图所示空间直角坐标系, 则B(1,﹣1,0),A(﹣1,1,0),E(0,1,﹣ ),C(1,1,0), ∴ =(2,﹣2,0), =(0,2,0), =(﹣1,2,﹣ ), 设平面EBC的法向量 =(a,b,c), 则 ,取a= ,则 =( ,0,﹣1), 设直线与平面EBC所成的角为 , θ 则sin = = = . θ ∴直线AB与平面EBC所成角的余弦值为cos = = . θ 【知识点】直线与平面平行、直线与平面所成的角