2022-2023学年江苏省无锡外国语学校高一下学期3月第一次月考数学试题
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一、选择题:本题共8小题,每题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有是符合题目要求的.
1. 已知复数,则的虚部为( )
A. B. C. 1D. i
【答案】C
【解析】
【分析】根据复数的运算法则直接计算即可.
【详解】,则的虚部为1.
故选:C.
2. 在空间中,下列命题正确的是( )
A. 分别在两个平面内的直线叫做异面直线.
B. 三个点可以确定唯一一个平面
C. 过直线外一点有且只有一个平面和这条直线平行
D. 一条直线与平面平行,则它与平面内的无数条直线平行
【答案】D
【解析】
【分析】根据异面直线的定义判断A;
根据平面公理2可以判断B;
根据直线和平面平行的判断可以判断C;
根据直线和平面平行的性质可以判断D.
【详解】解:因为既不相交又不平行的直线才是异面直线,故A错误;
因为不共线的三个点可以确定唯一一个平面,故B错误;
因为过直线外一点有且只有一条直线和已知直线平行,但过这条直线的平面有无数个,
所以过直线外一点有无数个平面和这条直线平行,故C错误;
根据直线和平面平行的性质可知,如果一条直线与平面平行,那和它与平面内的无数条直线平行,故D正确.
故选:D.
3. 在中,,,,则的值等于( )
A. 20B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由题意得与的夹角为,由数量积公式直接计算即可得到答案.
【详解】中,,,,与夹角为,
则,
故选:B
【点睛】本题考查两个向量数量积的计算,属于简单题.
4. 在中,,则的值是( )
A. B. 1C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题设条件,利用余弦定理列出方程,即可求解.
【详解】由,可得,
因为,由余弦定理可得,解得.
故选:A.
5. 四棱锥的底面是平行四边形, ,,,则可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据向量的加法与减法法则计算即可.
【详解】解:如图,因为底面是平行四边形,所以,
所以根据向量加法与减法法则得,
故选:B
6. 向量=(k,12),=(4,5),=(10,k),若A,B,C三点共线,则k的值为( )
A. -2B. 11
C. -2或11D. 2或11
【答案】C
【解析】
【分析】求出的坐标即得解.
【详解】由题得=(4-k,-7),=(6,k-5),
由题知,
故(4-k)(k-5)-(-7)×6=0,
解得k=11或k=-2.
故选:C
【点睛】结论点睛:则.
7. 在中,已知,则的形状是( )
A. 等腰三角形B. 直角三角形C. 等边三角形D. 等腰或直角三角形
【答案】D
【解析】
【分析】利用余弦定理表示出和,代入已知等式整理可得到或,即可确定三角形的形状.
【详解】由余弦定理的:,,
代入中,
得,
等式两边同乘得:
,
移项合并得:,
整理得:,
即,
可得或,
则三角形等腰三角形或直角三角形,
故选:D.
【点睛】解决判断三角形的形状问题,一般将条件化为只含角的三角函数的关系式,然后利用三角恒等变换得出内角之间的关系式;或将条件化为只含有边的关系式,然后利用常见的化简变形得出三边的关系.另外,在变形过程中要注意A,B,C的范围对三角函数值的影响.
8. 在正方体中,和的中点分别为M,N.如图,若以A,M,N所确定的平面将正方体截为两个部分,则所得截面的形状为( )
A. 六边形B. 五边形C. 四边形D. 三角形
【答案】B
【解析】
【分析】根据平面的性质,延长线段到正方体的表面,找到平面与正方体棱的交点,连接起来即可判断.
【详解】如图,延长相交于点,
连接并延长,与相交于点,与的延长线相交于点,
连接,与相交于点,
连接,则五边形即为截面.
故选:B.
【点睛】本题主要考查平面的基本性质,属于基础题.
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,全部选时的得5分,有选的得0分.部分逸对的得3分.
9. 如图.正方体ABCD-A1B1C1D1中,若E,F.G分别是BC,CC1,B1C1的中点,O1,O2分别是四边形ADD1A1, A1B1C1D1的中心,则( )
A. A,C,O1,D1四点共面B. D,E,C,F四点共面
C. A,E,F,D1四点共面D. E,G,O1,O2四点共面
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据平面的性质的公理及推论进行判断.
【详解】如下图,根据题意可得是的中点,所以点在平面内,故A正确;F在平面外,故B错误;根据题中条件可确定,所以A,E,F,D1四点共面,故C正确;连接并延长交于,连接,可得,所以E,G,O1,O2四点共面,故D正确.
故选:ACD.
10. 以下命题中不正确是( )
A. 是共线的充要条件
B. 若,则存在唯一的实数,使得
C. 若,则
D. 若为平面的一组基底,则是构成平面的另外一组基底
【答案】ABC
【解析】
【分析】利用零向量与任意向量共线结合充要条件判断A的正误;利用平面向量的基本定理判断B;举反例可判断C;假设存在实数使得,解方程可判断D.
【详解】对于A,当时,则,则,共线成立,但当,共线时,推不出,所以是,共线的充分不必要条件,故A不正确;
对于B,当时,,不存在唯一的实数,使得,故B不正确;
对于C,已知,若,则,故C不正确;
对于D,假设存在实数使得,则,所以,因为不共线,所以无解,故不共线,故是构成平面的另外一组基底.
故选:ABC.
11. 是虚数单位,下列说法中正确的有( )
A. 若复数满足,则
B. 若复数,满足,则
C. 若复数,则可能是纯虚数
D. 若复数满足,则对应的点在第一象限或第三象限
【答案】AD
【解析】
【分析】
A选项,设出复数,根据共轭复数的相关计算,即可求出结果;
B选项,举出反例,根据复数模的计算公式,即可判断出结果;
C选项,根据纯虚数的定义,可判断出结果;
D选项,设出复数,根据题中条件,求出复数,由几何意义,即可判断出结果.
【详解】A选项,设,则其共轭复数为,
则,所以,即;A正确;
B选项,若,,满足,但不为;B错;
C选项,若复数表示纯虚数,需要实部为,即,但此时复数表示实数,故C错;
D选项,设,则,
所以,解得或,则或,
所以其对应的点分别为或,所以对应点的在第一象限或第三象限;D正确.
故选:AD.
12. 已知是边长为2的等边三角形,是上的点,,是的中点,与交于点,那么( )
A. B. C. D.
【答案】ACD
【解析】
【分析】以为原点,所在的直线为轴,建立平面直角坐标系,写出、、、、的坐标,可得的坐标,从而判断选项;
设,由、、三点共线,可设,解得和的值,进而确定点的坐标,可判断选项和;
由为等边三角形,可判断选项.
【详解】以为原点,所在的直线为轴,建立如图所示的平面直角坐标系,
则,,,,,,,
,,
,即选项正确;
设,则点,,
、、三点共线,
不妨设,即,,,
,
解得,,
,,即点为的中点,故选项正确;
为等边三角形,且为的中点,,即,故选项错误;
为的中点,为的中点,
,,
,即选项正确.
故选:.
【点评】本题考查平面向量在几何中的应用,遇到规则图形,一般通过建立坐标系,借助平面向量的坐标运算可简化试题,考查学生的逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.
二、填空题:本题4小题,每小题5分,共20分.
13. 在中,,,,则的外接圆半径为___________.
【答案】
【解析】
【分析】
利用余弦定理求出,并求出,再利用正弦定理可求得的外接圆半径.
【详解】由余弦定理可得,
,则为锐角,所以,,
因此,的外接圆半径为.
故答案为:.
【点睛】方法点睛:在解三角形的问题中,若已知条件同时含有边和角,但不能直接使用正弦定理或余弦定理得到答案,要选择“边化角”或“角化边”,变换原则如下:
(1)若式子中含有正弦的齐次式,优先考虑正弦定理“角化边”;
(2)若式子中含有、、的齐次式,优先考虑正弦定理“边化角”;
(3)若式子中含有余弦的齐次式,优先考虑余弦定理“角化边”;
(4)代数式变形或者三角恒等变换前置;
(5)含有面积公式的问题,要考虑结合余弦定理求解;
(6)同时出现两个自由角(或三个自由角)时,要用到三角形的内角和定理.
14. 下列说法正确的序号有___________
①平面的厚度是5cm;②经过一条直线和一个点确定一个平面
③三条两两相交的直线一定在同一个平面内;
④直线l与平面有两个公共点的,则
【答案】④
【解析】
【分析】根据平面的概念及平面的基本性质的公理及推论可进行判定.
【详解】由平面的概念知平面无宽窄,无厚度,故①错误;根据经过一条直线和这条直线外一点有且只有一个平面知②错误;当三条直线交于一点时,可不在同一平面内,故③错误;根据如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内知④正确.
故答案为:④
15. 如图,在△ABC中,E为边AC上一点,且,P为BE上一点,且满足,则最小值为_______.
【答案】
【解析】
【分析】利用向量共线的推论可得,再由,利用基本不等式即可求解.
【详解】由,所以,
又因为三点共线,
所以,
所以,
当且仅当,时取等号.
故答案为:
【点睛】本题考查了基本不等式求最值、向量共线定理的推论,在利用基本不等式求最值时,需验证等号成立的条件,属于基础题.
16. 设复数2-i和3-i的辐角主值分别为,则 ________
【答案】.
【解析】
【分析】根据题意,得到,结合两角和的正切公式及 的范围,即可求解.
【详解】解:由题意可得:且,,
所以 .
又因为,
所以.
故答案为:.
四、解答题,本题共6小题,共70分.
17. 已知复数,,为虚数单位.
(1)若复数,在复平面上对应的点在第四象限,求实数a的取值范围;
(2)若,求的共轭复数
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
(1)化简复数,再由复数在复平面上对应的点在第四象限,列出不等式组,即可求解;
(2)由复数的除法运算法则,化简得,再根据共轭复数的概念,即可求解.
【详解】(1)由题意,复数,
则
因为复数在复平面上对应的点在第四象限,
所以,解得,
即实数的取值范围.
(2)由,
所以.
【点睛】与复数的几何意义相关问题的一般步骤:
(1)先根据复数的运算法则,将复数化为标准的代数形式;
(2)把复数问题转化为复平面内的点之间的关系,依据复数与复平面上的点一一对应,列出相应的关系求解.
18. 已知向量与的夹角为,,.
(1)求;
(2)若,求实数的值.
【答案】(1)2;(2).
【解析】
【分析】
(1)根据条件可求出,进而求出,然后根据进行向量数量积的运算即可求出的值;
(2)根据可得出,然后进行数量积的运算即可求出的值.
【详解】(1),,
,
;
(2),
,解得.
19. 如图,在几何体 ABCDEF中,四边形ABCD为平行四边形,G为FC的中点,平面ABFE∩平面CDEF=EF
(1)证明:AF//平面BDG
(2)证明:AB//EF
【答案】(1)证明见解析.
(2)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)连接AC交BD于O,连接OG.利用三角形的中位线定理,再利用线面平行的判定定理即可证明AF//平面BDG;
(2)利用线面平行的性质定理即可证明出AB//EF.
【小问1详解】
连接AC交BD于O,连接OG.
因为四边形ABCD为平行四边形,所以AC、BD互相平分.
又G为FC的中点,所以OG为三角形ACF的中位线,所以.
因为面,面,所以AF//平面BDG.
【小问2详解】
因为四边形ABCD为平行四边形,所以AB//CD.
因为面,面,所以AB//平面.
因为面,面面=EF.
所以AB//EF.
20. 在△ABC中,已知b+a,点M是BC中点,
(1)求A的值.
(2)若,求直线AM的最大值
【答案】(1);
(2).
【解析】
【分析】(1)利用正弦定理和三角恒等变换化简b=acs C+csin A即得解;
(2)由余弦定理和基本不等式得b2+c2≤6,由已知得=,平方后利用基本不等式即得解
【小问1详解】
解:因为b+a,
即b-acsC,
所以b=acs C+csin A,
根据正弦定理得sin B=sin Acs C+sin Csin A,
所以sin(A+C)=sin Acs C+sin Csin A,
所以sin Acs C+cs Asin C=sin Acs C+sin Csin A,
所以cs Asin C=sin Csin A.
因为sin C≠0,所以tan A=.
又0<A<π,所以A=
【小问2详解】
解:在△ABC中,由余弦定理得b2+c2-bc=3.
因为bc≤,当且仅当b=c时取等号,
所以b2+c2≤6.
因为AM是BC边上的中线,
所以=,两边平方得||2=(b2+c2+bc)≤=××(b2+c2),
当且仅当b=c=时,中线AM的长度取得最大值.
21. 已知向量,,函数
(1)当m=0时,求的值
(2)若f(x)的最小值为-1,求实数m的值,
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】先把函数解析式化简得到.
(1)直接带入求解;(2)对m分类讨论,分别求出对应的最小值,即可求出m.
【小问1详解】
因为,,所以,,
所以
因为,所以,所以.
所以.
当m=0时,.
【小问2详解】
令,则,则
当时,,无解;
当时,,解得:;
当时,不能取得,无解;
综上所述:.
22. 某农场有一块等腰直角三角形的空地ABC,其中斜边BC的长度为400米,为迎接“五一“观光游,欲在边界BC上选择一点P,修建现赏小径PM,PN,其中M,N分别在边界AB,AC上,小径PM,PN与边界BC的夹角都是60°,区域PMB和区域PNC内种植郁金香,区域AMPN内种植月季花,
(1)探究“赏小径PM,PN的长度之和是否为定值?请说明理由
(2)为深度体验观赏,准备在月季花区域内修建小径MN,当点P在何处时,三条小径(PM,PN,MN)的长度之和最小?
(3)求郁金香区域面积之和的最小值.
【答案】(1)400;
(2)P点是MN的中点,;
(3).
【解析】
【分析】(1)在和中分别利用正弦定理即可求得PM与PN的长度之和;
(2)在中利用MN边的余弦定理,再根据两边的积与和的基本不等式求解即可;
(3) 由(1)可知PM=,,进而表达出与,并利用PB+PC=BC为定值,利用基本不等式求解即可.
【小问1详解】
解:在中,=180°-60°-45°=75°,
由正弦定理可得:,
即==,
同理可得,
所以=为定值;
【小问2详解】
解:在中,由余弦定理可得:
,
即,
所以,,
又由(1)有=,
故,当且仅当时等号成立.
故当P点是MN的中点时,三条小径(PM,PN,MN)的长度之和最小,最小为;
【小问3详解】
解:由(1)可知PM=,
故=,
同理可得:,
所以=====.
当且仅当PB=PC=200时取得最小值.
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