陕西省西安市西工大附高2022-2023学年高一下学期期中考试数学试题(含解析)

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陕西省西安市西工大附高2022-2023学年高一下学期期中考试数学试题(含解析)

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西工大附高2022-2023学年高一下学期期中考试
数学试卷
一、单项选择题:(本题共8小题,每小题3分,共24分,在每小题给出的四个选项中,
1.复数(i为虚数单位),则z在复平面内对应的点所在象限为(  )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.已知a,b为两条不重合的直线,,为两个不重合的平面,其中正确的命题为(  )
A., B.,
C.,, D.,
3.已知向量,,若,则实数(  )
A.2 B. C.或4 D.4
4.如图,正方形的边长为1,它是水平放置的一个平面图形的直观图,则原图形的周长是(  )
A. B.8 C.6 D.
5.复数z满足,则的最大值为(  )
A. B.1 C. D.
6.已知中,,,则此三角形为(  )
A.直角三角形 B.等边三角形
C.钝角三角形 D.等腰直角三角形
7.在《九章算术 商功》中将上、下底面均为正方形的正棱台称为方亭,在方亭中,,方亭的体积为,则侧面的面积为(  )
A. B. C. D.
8.如图:正方体的棱长为2,E为的中点,过点D作正方体截面使其与平面平行,则该截面的面积为(  )
A. B. C. D.
二、多项选择题:(本题共4小题,每小题3分,共12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3分,部分选对的得1分,有选错的得0分.)
9.下列说法中正确的是(  )
A.向量,不能作为平面内所有向量的一组基底
B.非零向量,,满足且与同向,则
C.对于任意向量,,必有
D.对于任意向量与,不等式恒成立
10.下列命题中的真命题是(  )
A.设,是复数,若,则
B.设,是复数,若,则
C.若z为复数,则
D.已知m,n为实数,(i为虚数单位)是关于x的方程的一个根,则
11.在棱长为2的正方体中,AC与BD交于点O,则(  )
A.平面
B.三棱锥的体积为
C.三角形是锐角三角形
D.三棱锥的四个面都是直角三角形
12.下列命题中正确的是(  )
A.用一个平面去截棱锥,底面和截面之间的部分叫做棱台
B.圆柱形容器底半径为5cm,两直径为5cm的玻璃球都浸没在容器的水中,若取出这两个小球,则容器内水面下降的高度为
C.已知圆锥的母线长为10,侧面展开图的圆心角为,则该圆锥的体积为
D.已知三棱锥的所有棱长均为2,若球O经过三棱锥各棱的中点,则到O的表面积为
三、填空题:(本题共6小题,每小题4分,共24分.)
13.已知平面向量,满足,,且,则与的夹角为______.
14.在锐角中,角A、B所对的边长分别为a、b,若,则角A等于______.
15.设i为虚数单位,则______.
16.正四棱锥的底面边长和各侧棱长都为,点S、A、B、C、D都在同一个球面上,则该球的体积为______.
17.如图所示,正方体的棱长为2,E、F分别为,AB的中点,点P是正方体表面上的动点,若平面,则点P在正方体表面上运动所形成的轨迹长度为______.
18.在中,已知角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若,则角B的最大值为______.
四、解答题:(本题共4小题,共40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。)
19.(10分)(1)关于x的方程(i是虚数单位)有实根,求实数a的值.
(2)复数,若z为纯虚数(i是虚数单位),求实数m的值.
20.(10分)如图:在正方体中,M为的中点.
(1)求证:平面;
(2)在线段上是否存在一点N,使得平面平面,说明理由.
21.(10分)如图,正三棱锥是某正方体的一部分,其所有顶点都是原正方体的顶点,已知,,点M,N分别为MA,BC的中点,一只蚂蚁从点M出发,沿三棱锥表面爬行到点N,求:
(1)该三棱锥的体积;
(2)蚂蚁爬行的最短路线长.
22.(10分)如图,一块三角形铁片,的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,.
(1)求大小.
(2)若,,现在这块铁片中间发现一个小洞,记为点D,且,.如果过点D作一条直线分别交AB,AC于点E,F,并沿直线EF裁掉,求剩下的四边形面积的最大值.
西工大附高2022-2023学年高一下学期期中考试
数学试卷
参考答案
1.因为复数,
则z在复平面内对应点,所在象限为第四象限,故选:D.
2. a,b为两条不重合的直线,,为两个不重合的平面,
对于A,,与b平行或异面,故A错误;
对于B,,与b相交、平行或异面,故B错误;
对于C,由线面平行的判定定理得:,,,故C正确;
对于D,,或,故D错误.故选:C.
3.∵向量,,,
∴,
则或,故选:C.
4. B.
5.设,a,,
∵,
∴,表示以为圆心,1为半径的圆,
表示单位圆上的点与距离之和的最大值,即原点与距离加半径,
则的最大值为.故选:D.
6.设M为AC中点,则,
所以,即为等腰三角形,
又,
所以,
所以,
所以,可得,
综上可知三角形为等边三角形.
故选:B.
7.设方亭的高为h,因为,方亭的体积为,
所以,解得,如图,
过作,垂足为E,连接AC,,过作,垂足为F,
易知四边形 为等腰梯形,且,,,,,
因为侧面为等腰梯形,所以,
所以侧面的面积为.故选:A.
8. B.
9.对于A,因为向量,,所以,、共线,不能作为一组基底,选项A正确;
对于B,因为向量是既有大小又有方向的,不能比较大小,所以选项B错误;
对于C,根据向量加法的几何意义知,对于任意向量,,必有,选项C正确;
对于C,根据平面向量的数量积,且,所以对于任意向量,,必有,选项D正确.
故选:ACD.
10.对于A,,则,故A正确;
对于B,,
与互为共轭复数,即,故B正确;
对于C,不妨设,
则,
,,故C错误;
对于D,(i为虚数单位)是关于x的方程的一个根,
则也是关于x的方程的一个根,
故,解得,
故,故D正确.故选:ABD.
11. ABD.
12. BC.
13.设,夹角为,则由平面向量数量积的定义可得,
因为,,,
所以,
因为,
所以.
14.利用正弦定理化简已知等式得:,
∵,
∴,
∵A为锐角,
∴.
15.

16.正四棱锥的底面边长和各侧棱长都为 ,
点S、A、B、C、D都在同一个球面上,
则该球的球心恰好是底面的中心,球的半径是1,体积为 .
17.如图所示,分别取,的中点M,N,连接,,MN,MF,EN.
∵点F为线段AB的中点,∴四边形是平行四边形,
∴,而平面,平面,
∴平面,
同理可得平面,而,
∴平面平面,
∴点P在正方体表面上运动所形成的轨迹为,
其长度,
故答案为:.
18.由余弦定理,代入,得,
整理得),
则,
当仅当时取“”,
由因为,所以,
所以角B的最大值为.
故答案为:.
19.(1),
则,
∵关于x的方程(i是虚数单位)有实根,
∴,解得.
(2),z为纯虚数,
则,解得,
故实数m的值为.
20.证明:(1)连结BD交AC于O,连结MO,
∵为正方体,底面为正方形,
∴O为BD的中点,
∵M为的中点,在中,OM是的中位线,
所以,
又平面,平面,
∴平面;
解:(2)上的中点N即满足平面平面,
∵N为的中点,M为的中点,∴,且,
∴四边形为平行四边形,∴,
∵平面,平面,
∴平面;
由(1)知平面,
又∵,
∴平面平面.
21.(1)∵,,
∴,,,
∴,,,
∵,∴平面,
∴三棱锥的体积为.
(2)情况一,如图,连接MN,线段MN的长度即蚂蚁爬行的最短路线长,
中,,,,
由余弦定理得,
即,解得;
情况二,如图,连接MN,AN,线段MN的长度即蚂蚁爬行的最短路线长,
∵,,,
由余弦定理得,
∵,
∴,则,
∵,
∴蚂蚁爬行的最短路线长为.
22.(1).
由正弦定理得.
∴,
∴,
∵,∴;
(2)因为,
则,
因为,,可得,
而,
于是,可得,
所以
,当时取等号,
所以,
,时取等号,
即剩下的四边形面积的最大值为.
所以剩下的四边形面积的最大值为.

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