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第1页(共1页)2022-2023学年北京市大兴区亦庄实验中学高一(下)期末数学试卷一、选择题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1.(4分)已知复数z=﹣i(2+i),则z的共轭复数为()A.1﹣2i B.2﹣i C.1+2i D.﹣1﹣2i2.(4分)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=,b=1,A=60°,则B等于()A.30° B.45° C.60° D.150°3.(4分)若圆柱的轴截面是一个正方形,其面积为4S,则它的一个底面面积是()A.4S B.4πS C.πS D.2πS4.(4分)如图,四棱锥P﹣ABCD中,M,N分别为AC,PC上的点,且MN∥平面PAD,则()A.MN∥PD B.MN∥PA C.MN∥AD D.以上均有可能5.(4分)在下列四个正方体中,A、B为正方体的两个顶点,M、N、Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ不平行的是()A. B. C. D.6.(4分)阅读下面题目及其证明过程,在横线处应填写的正确结论是()如图,四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是正方形,O是正方形ABCD的中心,PO⊥底面ABCD,E是PC的中点,求证:平面PAC⊥平面BDE.证明:因为PO⊥底面ABCD,所以PO⊥BD.又因为AC⊥BD,且AC∩PO=O,所以__________.又因为BD⊂平面BDE,所以平面PAC⊥平面BDE.A.BD⊥平面PBC B.AC⊥平面PBD C.BD⊥平面PAC D.AC⊥平面BDE7.(4分)在△ABC中,若ac=8,a+c=7,,则b=()A.25 B.5 C.4 D.8.(4分)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a2cosAsinB=b2sinAcosB,则△ABC的形状为()A.等腰直角三角形 B.直角三角形 C.等腰三角形或直角三角形 D.等边三角形9.(4分)为了测量河对岸两点C,D间的距离,现在沿岸相距2km的两点A,B处分别测得∠BAC=105°,∠BAD=60°,∠ABC=45°,∠ABD=60°,则C,D间的距离为()A. B.2 C. D.410.(4分)如图,四边形ABCD是圆柱的轴截面,E是底面圆周上异于A,B的一点,则下面结论中错误的是()A.AE⊥CE B.BE⊥DE C.DE⊥平面CEB D.平面ADE⊥平面BCE二、填空题共5小题,每小题5分,共25分.11.(5分)在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,异面直线AD,BD1所成角的余弦值为.12.(5分)如图,△A'O'B'为水平放置的△AOB斜二测画法的直观图,且O'A'=2,O'B'=3,则△AOB的周长为.13.(5分)在△ABC中,BC=6,AC=8,∠A=40°,则∠B的解的个数是个.14.(5分)在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且满足(b﹣a)(sinB+sinA)=c(sinB﹣sinC),则A=.15.(5分)如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,点P在面对角线AC上运动,下列四个命题中正确命题的序号是.①D1P∥平面A1BC1②平面PDB1⊥平面A1BC1③三棱锥A1﹣BPC1的体积不变④D1P⊥BD三、解答题共6小题,共85分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.16.(8分)已知复数z=m(m+2)+(m2+m﹣2)i.(1)若z是纯虚数,求实数m的值;(2)若z在复平面内对应的点位于第四象限,求实数m的取值范围.17.(13分)如图,在三棱锥P﹣ABC中,E、F、G、H分别是AB、AC、PC、BC的中点,且PA=PB,AC=BC.(1)证明:AB⊥PC;(2)证明:平面PAB∥平面FGH.18.(15分)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且bcosA﹣asinB=0.D是AB的中点,AC=2,CD=2.(Ⅰ)求∠A的大小;(Ⅱ)求a的值.19.(15分)《九章算术》中对一些特殊的几何体有特定的称谓,例如:将底面为直角三角形的直三棱柱称为堑堵,将一堑堵沿其一顶点与相对的棱刨开,得到一个阳马(底面是长方形,且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥)和一个鳖臑(四个面均为直角三角形的四面体).在如图所示的堑堵中,已知AB=3,BC=4,AC=5.当阳马C1﹣ABB1A1体积等于24时,求:(Ⅰ)堑堵ABC﹣A1B1C1的侧棱长;(Ⅱ)鳖臑C1﹣ABC的体积;(Ⅲ)阳马C1﹣ABB1A1的表面积.20.(16分)在△ABC中,a+b=11,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求:(Ⅰ)a的值;(Ⅱ)sinC和△ABC的面积.条件①:c=7,cosA=﹣;条件②:cosA=,cosB=.注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.21.(18分)如图,在四棱锥S﹣ABCD中,底面ABCD是边长为2的菱形,∠ABC=60°,SAD为正三角形.侧面SAD⊥底面ABCD,E、F分别为棱AD、SB的中点.(Ⅰ)求证:AF∥平面SEC(Ⅱ)求证:平面ASB⊥平面CSB(Ⅲ)在棱SB上是否存在一点M,使得BD⊥平面MAC?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.

2022-2023学年北京市大兴区亦庄实验中学高一(下)期末数学试卷参考答案与试题解析一、选择题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1.(4分)已知复数z=﹣i(2+i),则z的共轭复数为()A.1﹣2i B.2﹣i C.1+2i D.﹣1﹣2i【分析】利用复数乘法计算法则计算即可.【解答】解:z=﹣i(2+i)=﹣2i﹣i2=1﹣2i,所以z的共轭复数为z=1+2i.故选:C.【点评】本题主要考查复数的四则运算,以及共轭复数的定义,属于基础题.2.(4分)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a=,b=1,A=60°,则B等于()A.30° B.45° C.60° D.150°【分析】由已知利用正弦定理可得sinB=,根据大边对大角可求B为锐角,进而可求B的值.【解答】解:因为a=,b=1,A=60°,所以由正弦定理,可得=,可得sinB=,又a>b,可得B为锐角,所以B=30°.故选:A.【点评】本题考查了正弦定理,大边对大角在解三角形中的应用,考查了计算能力和转化思想,属于基础题.3.(4分)若圆柱的轴截面是一个正方形,其面积为4S,则它的一个底面面积是()A.4S B.4πS C.πS D.2πS【分析】根据圆柱的轴截面是正方形,且轴截面面积是4S,出圆柱底面圆的直径,代入面积公式计算.【解答】解:∵圆柱的轴截面是一个正方形,且此正方形的面积为4S,故此正方形的边长为2,故此圆柱的底面直径为2,故此圆柱的底面半径为,故圆柱的底面面积为:πS,故选:C.【点评】本题考查的知识点是旋转体,其中熟练掌握圆柱的几何特征是解答的关键.4.(4分)如图,四棱锥P﹣ABCD中,M,N分别为AC,PC上的点,且MN∥平面PAD,则()A.MN∥PD B.MN∥PA C.MN∥AD D.以上均有可能【分析】直接利用直线与平面平行的性质定理推出结果即可.【解答】解:四棱锥P﹣ABCD中,M,N分别为AC,PC上的点,且MN∥平面PAD,MN⊂平面PAC,平面PAC∩平面PAD=PA,由直线与平面平行的性质定理可得:MN∥PA.故选:B.【点评】本题考查直线与平面平行的性质定理的应用,基本知识的考查.5.(4分)在下列四个正方体中,A、B为正方体的两个顶点,M、N、Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ不平行的是()A. B. C. D.【分析】利用线面平行判定定理可知B、C、D均不满足题意,从而可得答案.【解答】解:对于选项B,由于AB∥MQ,结合线面平行判定定理可知B不满足题意;对于选项C,由于AB∥MQ,结合线面平行判定定理可知C不满足题意;对于选项D,由于AB∥NQ,结合线面平行判定定理可知D不满足题意;所以选项A满足题意,故选:A.【点评】本题考查空间中线面平行的判定定理,利用三角形中位线定理是解决本题的关键,注意解题方法的积累,属于中档题.6.(4分)阅读下面题目及其证明过程,在横线处应填写的正确结论是()如图,四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是正方形,O是正方形ABCD的中心,PO⊥底面ABCD,E是PC的中点,求证:平面PAC⊥平面BDE.证明:因为PO⊥底面ABCD,所以PO⊥BD.又因为AC⊥BD,且AC∩PO=O,所以__________.又因为BD⊂平面BDE,所以平面PAC⊥平面BDE.A.BD⊥平面PBC B.AC⊥平面PBD C.BD⊥平面PAC D.AC⊥平面BDE【分析】推导出PO⊥BD,AC⊥BD,从而BD⊥平面PAC.由此能证明平面PAC⊥平面BDE【解答】证明:因为PO⊥底面ABCD所以PO⊥BD.又因为AC⊥BD,且AC∩PO=O,所以BD⊥平面PAC.又因为BD⊂平面BDE,所以平面PAC⊥平面BDE.故选:C.【点评】本题考查面面垂直的证明,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力、推理论证能力,是中档题.7.(4分)在△ABC中,若ac=8,a+c=7,,则b=()A.25 B.5 C.4 D.【分析】结合余弦定理与完全平方和公式,进行运算,得解.【解答】解:由余弦定理知,b2=a2+c2﹣2accosB=(a+c)2﹣2ac﹣2accosB=49﹣2×8﹣2×8×=25,所以b=5.故选:B.【点评】本题考查解三角形,熟练掌握余弦定理是解题的关键,考查运算求解能力,属于基础题.8.(4分)设△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a2cosAsinB=b2sinAcosB,则△ABC的形状为()A.等腰直角三角形 B.直角三角形 C.等腰三角形或直角三角形 D.等边三角形【分析】利用正弦定理化简,整理后得到sin2A=sin2B,进而得到2A=2B或2A+2B=π,即可确定出三角形形状.【解答】解:已知等式利用正弦定理,化简得:ba2cosA=ab2cosB,整理得:acosA=bcosB,即sinAcosA=sinBcosB,∴2sinAcosA=2sinBcosB,即sin2A=sin2B,∴2A=2B或2A+2B=π,即A=B或A+B=,则△ABC为等腰三角形或直角三角形.故选:C.【点评】此题考查了正弦定理,二倍角的正弦函数公式,熟练掌握正弦定理是解本题的关键,属于基础题.9.(4分)为了测量河对岸两点C,D间的距离,现在沿岸相距2km的两点A,B处分别测得∠BAC=105°,∠BAD=60°,∠ABC=45°,∠ABD=60°,则C,D间的距离为()A. B.2 C. D.4【分析】根据题意,在△ABC中由正弦定理求得DA,在△DAC中由余弦定理求得DC.【解答】解:因为∠ABD=60°,∠BAD=60°,所以△ABD是正三角形,所以AB=BD=DA=2km,因为△ABC中,∠ABC=45°,∠BAC=105°,所以∠ACB=30°,利用正弦定理得=,AC===2,△ACD中,∠CAD=105°﹣60°=45°,所以CD2=AC2+AD2﹣2AC•AD•cos45°=+22﹣2×2×2×=4,所以CD=2,即C、D间的距离为2km.故选:B.【点评】本题主要考查了正弦和余弦定理的应用问题,也考查了运算求解能力和分析推理能力,是基础题.10.(4分)如图,四边形ABCD是圆柱的轴截面,E是底面圆周上异于A,B的一点,则下面结论中错误的是()A.AE⊥CE B.BE⊥DE C.DE⊥平面CEB D.平面ADE⊥平面BCE【分析】选项A,由BC⊥AE,AE⊥BE,知AE⊥平面BCE,得解;选项B,由AD⊥BE,AE⊥BE,知BE⊥平面ADE,得解;选项C,采用反证法,假设DE⊥平面CEB,结合AE⊥平面CEB,知DE∥AE,不符合题意;选项D,由AE⊥平面BCE,再根据面面垂直的判定定理,得证.【解答】解:选项A,∵BC⊥平面ABE,∴BC⊥AE,∵AE⊥BE,BC∩BE=B,BC、BE⊂平面BCE,∴AE⊥平面BCE,∴AE⊥CE,即选项A正确;选项B,∵AD⊥平面ABE,∴AD⊥BE,∵AE⊥BE,AD∩AE=A,AD、AE⊂平面ADE,∴BE⊥平面ADE,∴BE⊥DE,即选项B正确;选项C,若DE⊥平面CEB,∵AE⊥平面CEB,∴DE∥AE,这与过一点有且仅有一条直线垂直于同一个平面矛盾,即选项C错误;选项D,∵AE⊥平面BCE,AE⊂平面ADE,∴平面ADE⊥平面BCE,即选项D正确.故选:C.【点评】本题考查空间中线与面的垂直关系,熟练掌握线与面垂直的判定定理或性质定理是解题的关键,考查空间立体感、推理论证能力,属于中档题.二、填空题共5小题,每小题5分,共25分.11.(5分)在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,异面直线AD,BD1所成角的余弦值为.【分析】以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出异面直线AD,BD1所成角的余弦值.【解答】解:以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系,设正方体ABCD﹣A1B1C1D1中棱长为1,则A(1,0,0),D(0,0,0),B(1,1,0),D1(0,0,1),=(﹣1,0,0),=(﹣1,﹣1,1),设异面直线AD,BD1所成角为θ,则cosθ==.∴异面直线AD,BD1所成角的余弦值为.故答案为:.【点评】本题考查异面直线所成角的余弦值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.12.(5分)如图,△A'O'B'为水平放置的△AOB斜二测画法的直观图,且O'A'=2,O'B'=3,则△AOB的周长为12.【分析】根据斜二测画法得到三角形OAB为直角三角形,且其底面边长0B=3,高OA=2O'A'=4,AB=5,然后求三角形的周长即可.【解答】解:根据斜二测画法得到三角形OAB为直角三角形,底面边长0B=3,高OA=2O'A'=4,∴AB==5,∴直角三角形OAB的周长为3+4+5=12.故答案为:12..【点评】本题主要考查平面图形的直观图的应用,要求熟练掌握斜二测画法的边长关系,比较基础.13.(5分)在△ABC中,BC=6,AC=8,∠A=40°,则∠B的解的个数是2个.【分析】利用正弦定理求出sinB的值,并估算其范围,即可得解.【解答】解:由正弦定理知,,所以sinB===sin40°,因为30°<40°<45°,所以sin30°<sinB<sin45°,即<sinB<,又B∈(0°,180°),所以B有两解.故答案为:2.【点评】本题考查三角形解的个数的判断,熟练掌握正弦定理是解题的关键,考查运算求解能力,属于基础题.14.(5分)在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且满足(b﹣a)(sinB+sinA)=c(sinB﹣sinC),则A=.【分析】首先利用正弦定理角化边,然后结合余弦定理求得∠A的余弦值,最后确定∠A的大小即可.【解答】解:由题意结合正弦定理可得:,即,结合余弦定理可得,则.故答案为:.【点评】本题主要考查正弦定理及其应用,余弦定理及其应用,特殊角的三角函数等知识,属于基础题.15.(5分)如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,点P在面对角线AC上运动,下列四个命题中正确命题的序号是①②③.①D1P∥平面A1BC1②平面PDB1⊥平面A1BC1③三棱锥A1﹣BPC1的体积不变④D1P⊥BD【分析】证明平面AD1C∥平面A1BC1后可判断A,证明DB1⊥平面A1BC1后可判断B,由AC∥平面A1BC1可判断C,取P是AC与BD交点时可判断D.【解答】解:对于①.连接AD1,CD1,A1B,BC1,A1C1,如图,正方体中由AA1与CC1平行且相等得平行四边形ACC1A1,所以AC∥A1C1,又AC⊄平面A1BC1,A1C1⊂平面A1BC1,所以AC∥平面A1BC1,同理AD1∥平面A1BC1,AC∩AD1=A,AC,AD1⊂平面AD1C,所以平面AD1C∥平面A1BC1,D1P⊂平面AD1C,所以D1P∥平面A1BC1,①正确;对于②.连接BD,B1D1,正方体中DD1⊥平面A1B1C1D1,A1C1⊂平面A1B1C1D1,所以DD1⊥A1C1,又正方形A1B1C1D1中,A1C1⊥B1D1,DD1∩B1D1=D1,DD1,B1D1⊂平面BB1D1D,所以A1C1⊥平面BB1D1D,而DB1⊂平面BB1D1D,所以A1C1⊥DB1,同理A1B⊥DB1,A1C1∩A1B=A1,A1C1,A1B⊂平面A1BC1,所以DB1⊥平面A1BC1,而DB1⊂平面PDB1,所以平面PDB1⊥平面A1BC1,②正确;对于③.由A的证明知AC∥平面A1BC1,P∈AC,P到平面A1BC1的距离不变,因此三棱锥P﹣A1BC1体积不变,即三棱锥A1﹣BPC1的体积不变,③正确;对于④.当P是AC与BD交点时,因为BB1∥AA1∥DD1,BB1=AA1=DD1,所以四边形BDD1B1为平行四边形,又因为BB1⊥底面ABCD,BD⊂平面ABCD,所以BB1⊥BD,所以四边形BDD1B1为矩形,在矩形BDD1B1中,BD⊥D1D,D1D∩D1P=D1,D1P和BD显然不垂直,④错误.故答案为:①②③.【点评】本题考查线线垂直、线面垂直与面面垂直的关系是解题关键.解题时对三个垂直的间相互转化需熟练掌握,属中档题.三、解答题共6小题,共85分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程.16.(8分)已知复数z=m(m+2)+(m2+m﹣2)i.(1)若z是纯虚数,求实数m的值;(2)若z在复平面内对应的点位于第四象限,求实数m的取值范围.【分析】(1)若z是纯虚数,则实部为0,虚部不为0,列方程组求解即可.(2)若z在复平面内对应的点位于第四象限,则实部大于0,虚部小于0,列不等式组求解即可.【解答】解:(1)若复数是纯虚数,则,解得,所以m=0.(2)复数z在复平面内对应的点位于第四象限,则,解得0<m<1,故实数m的取值范围是(0,1).【点评】本题主要考查纯虚数的定义,以及复数的几何意义,属于基础题.17.(13分)如图,在三棱锥P﹣ABC中,E、F、G、H分别是AB、AC、PC、BC的中点,且PA=PB,AC=BC.(1)证明:AB⊥PC;(2)证明:平面PAB∥平面FGH.【分析】(1)连结CE,由三线合一可得AB⊥CE,AB⊥PE,故而AB⊥平面PCE,于是AB⊥PC;(2)根据中位线定理可得AB∥FH,PB∥GH,从而得出平面PAB∥平面FGH.【解答】(1)证明:连接EC,∵AC=BC,PA=PB,E是AB的中点,∴EC⊥AB,AB⊥PE,又PE⊂平面PCE,CE⊂平面PCE,PE∩CE=E,∴AB⊥面PEC,又PC⊂平面PCE,∴AB⊥PC.(2)连接FH,∵F,G,H分别是AC,PC,BC的中点,∴FH∥AB,又AB⊄平面FGH,FH⊂平面FGH,∴AB∥平面FGH,同理可得PB∥平面FGH,又AB∩PB=B,AB⊂平面PAB,PB⊂平面PAB,∴平面PAB∥平面FGH.【点评】本题考查了线面平行,面面平行的判定,属于中档题.18.(15分)已知在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且bcosA﹣asinB=0.D是AB的中点,AC=2,CD=2.(Ⅰ)求∠A的大小;(Ⅱ)求a的值.【分析】(Ⅰ)利用正弦定理得,进而求得A;(Ⅱ)在△ACD和△ABC中分别使用余弦定理,计算a的值.【解答】解:(Ⅰ)因为,由正弦定理得:,因为sinB>0,所以,得,因为A∈(0,π),所以;(Ⅱ)在△ACD中,由余弦定理得:,即AD2﹣2AD﹣8=0,解得:AD=4(负值舍去),则AB=8,在△ABC中,由余弦定理得:,所以,所以.【点评】本题考查了正弦定理和余弦定理的综合应用,属于中档题.19.(15分)《九章算术》中对一些特殊的几何体有特定的称谓,例如:将底面为直角三角形的直三棱柱称为堑堵,将一堑堵沿其一顶点与相对的棱刨开,得到一个阳马(底面是长方形,且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥)和一个鳖臑(四个面均为直角三角形的四面体).在如图所示的堑堵中,已知AB=3,BC=4,AC=5.当阳马C1﹣ABB1A1体积等于24时,求:(Ⅰ)堑堵ABC﹣A1B1C1的侧棱长;(Ⅱ)鳖臑C1﹣ABC的体积;(Ⅲ)阳马C1﹣ABB1A1的表面积.【分析】(Ⅰ)设堑堵ABC﹣A1B1C1的侧棱长为x,根据阳马C1﹣ABB1A1体积等于24求解即可;(Ⅱ)根据棱锥的体积计算即可;(Ⅲ)分别计算C1﹣ABB1A1的侧面积与底面积,相加即可.【解答】解:(Ⅰ)因为AB=3,BC=4,AC=5,所以AB2+BC2=AC2.所以△ABC为直角三角形.设堑堵ABC﹣A1B1C1的侧棱长为x,则,则,所以x=6,所以堑堵ABC﹣A1B1C1的侧棱长为6;(Ⅱ)因为,所以,所以鳖臑C1﹣ABC的体积为12;(Ⅲ)因为,,,所以阳马C1﹣ABB1A1的表面积为.【点评】本题考查了三棱锥的体积与表面积的计算,属于中档题.20.(16分)在△ABC中,a+b=11,再从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求:(Ⅰ)a的值;(Ⅱ)sinC和△ABC的面积.条件①:c=7,cosA=﹣;条件②:cosA=,cosB=.注:如果选择条件①和条件②分别解答,按第一个解答计分.【分析】选择条件①(Ⅰ)由余弦定理求出(a+b)(a﹣b)=49+2b,再结合a+b=11,即可求出a的值,(Ⅱ)由正弦定理可得sinC,再根据三角形的面积公式即可求出,选择条件②(Ⅰ)根据同角的三角函数的关系和正弦定理可得==,再结合a+b=11,即可求出a的值,(Ⅱ)由两角和的正弦公式求出sinC,再根据三角形的面积公式即可求出.【解答】解:选择条件①(Ⅰ)由余弦定理得a2=b2+c2﹣2bccosA,即a2﹣b2=49﹣14b×(﹣)=49+2b,∴(a+b)(a﹣b)=49+2b,∵a+b=11,∴11a﹣11b=49+2b,即11a﹣13b=49,联立,解得a=8,b=3,故a=8.(Ⅱ)在△ABC中,sinA>0,∴sinA==,由正弦定理可得=,∴sinC===,∴S△ABC=absinC=×8×3×=6.选择条件②(Ⅰ)在△ABC中,sinA>0,sinB>0,C=π﹣(A+B),∵cosA=,cosB=,∴sinA==,sinB==,由正弦定理可得=,∴==,∵a+b=11,∴a=6,b=5,故a=

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