2022-2023学年江苏省南京市高一下册5月月考数学模拟试题(含解析)一、选择题(共8小题,每题5分,共40分)1.若(-1+i )z =3+i ,则|z |=()A. B.8C.D.5【正确答案】C【分析】根据复数的乘、除法运算求出2i z =-+,结合复数的几何意义计算即可.【详解】由题意知,()()(3i)1i 3i 12i 1i 1i (1i)z +--+===---+-+--,所以z ==故选:C2.如图,A B C '''是斜二测画法画出的水平放置的ABC 的直观图,D ¢是B C ''的中点,且A D y '''∥轴,B C x '''∥轴,2A D ''=,2B C ''=,那么()A.AD 的长度大于AC 的长度B.A B C '''的面积为2C.ABC 的面积为4 D.π4ABC ∠=【正确答案】C【分析】结合斜二测画法的知识对选项进行分析,从而确定正确选项.【详解】依题意D ¢是B C ''的中点,且A D y '''∥轴,B C x '''∥轴,2A D ''=,2B C ''=,三角形A D C '''中,π4A D C '''=∠,三角形ADC 中,π2ADC ∠=,24''==AD A D ,1CD =,AC ==AD AC <,所以A 选项错误.12442ABCS =⨯⨯=,C 选项正确.1π221sin 24A B C S'''⎛⎫=⨯⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭,B 选项错误.由于π,1,4,2ADB BD AD BD AD ∠===≠,所以三角形ABC 不是等腰直角三角形,所以D 选项错误.故选:C3.已知两个非零向量a ,b 的夹角为60︒,且(2)a a b ⊥-,则2a b a b+=- ()A.3B.C.2D.【正确答案】B【分析】根据已知条件,结合数量积的运算律可推得a b =.进而根据数量积的运算律求出2a b += ,a b a -=,即可得出答案.【详解】由已知可得(2)0a a b ⋅-=,即2222cos 600a a b a a b -⋅=-︒= ,所以,a b =.所以,2a b +==,a b a -== ,所以,2a ba b +==-.故选:B.4.设,αβ是两个不同的平面,,l m 是两条不同的直线,则下列命题中正确的是()A.若,,l m αβαβ⊥⊂⊂,则l m ⊥B.若,l l αβ⊥⊥,则//αβC.若,m βαβ⊥⊥,则//m αD.若//αβ,且l 与α所成的角和m 与β所成的角相等,则//l m 【正确答案】B【分析】根据线线、线面、面面位置关系有关知识对选项进行分析,从而确定正确答案.【详解】A 选项,若,,l m αβαβ⊥⊂⊂,则l 与m 可能平行,所以A 选项错误.B 选项,两个平面垂直于同一个平面,则这两个平面平行,所以B 选项正确.C 选项,若,m βαβ⊥⊥,则m 可能含于α,所以C 选项错误.D 选项,若//αβ,且l 与α所成的角和m 与β所成的角相等,则可能l 与m 异面或相交,故选:B5.如图,ABCD 是圆柱的轴截面,32AB AD =,点E 在底面圆周上,且是AB 的中点,则异面直线AE 与BD 所成角的正切值为()A.2B.11C.13D.13【正确答案】A【分析】连接BE ,取AD 中点为M ,BE 中点为F ,记AB 中点为O ,连接OM ,OF ,MF ,AF ,根据题意,得到∠MOF 为异面直线AE 与BD 所成的角或所成角的补角,设3AD =,由题中条件,求出OM ,OF ,MF ,求出异面直线AE 与BD 所成角的余弦值,进而可求出正切值.【详解】连接BE ,取AD 中点为M ,BE 中点为F ,记AB 中点为O ,连接OM ,OF ,MF ,AF ,则//OM BD 且12OM BD =,//OF AE 且12OF AE =,则∠MOF 为异面直线AE 与BD 所成的角或所成角的补角,因为ABCD 是圆柱的轴截面,所以四边形ABCD 为矩形,且AD ⊥底面;设3AD =,由32AB AD =得2AB =,则BD =因为点E 在底面圆周上,且是AB 的中点,则AEB △为等腰直角三角形,所以2BE AE AB ===,因此102AF =,则2MF ===,又11322OM BD ==,1222OF AE ==,设异面直线AE 与BD 所成的角为θ,则22226cos cos 21313222OM OF MF MOF OM OF θ+-=∠====⋅,则143sin 13θ==,因此22tan22613θ====.故选:A.本题主要考查求异面直线所成的角,根据异面直线的概念求解即可,属于常考题型.6.羽毛球运动是一项全民喜爱的体育运动,标准的羽毛球由16根羽毛固定在球托上,测得每根羽毛在球托之外的长为8cm,球托之外由羽毛围成的部分可看成一个圆台的侧面,测得顶璃所围成圆的直径是6cm,底部所围成圆的直径是2cm,据此可估算球托之外羽毛球所在曲面的展开图的圆心角为()A.2π3 B.3π4 C.π2 D.π3【正确答案】C【分析】由已知得出圆台的半径以及母线长,将圆台还原为圆锥,根据相似关系得出4x=.进而根据圆锥的侧面展开图,即可求出答案.【详解】由已知可得,圆台的母线长为8,下底面圆的半径为1,上底面圆的半径为3,将圆台补成圆锥,如图1所示:则羽毛所在曲面的面积为大、小圆锥的侧面积之差,设小圆锥母线长为x ,则大圆锥母线长为8x +,由相似得286x x =+,解得4x =.将该圆锥展开得到扇形如图2则小圆锥的半径4OA =,AB 的长为2π12π⨯=,所以估算球托之外羽毛所在的曲面展开图圆心角为2ππ42α==.故选:C.7.将顶点在原点,始边为x 轴非负半轴的锐角α的终边绕原点逆时针转过π3后,交单位圆于点3,5P y ⎛⎫- ⎪⎝⎭,则πsin 2α⎛⎫+⎪⎝⎭的值为()A.43310B.43310C.43310+ D.33410-【正确答案】A【分析】由已知可得45y =±,根据角α的范围,可知45y =.然后根据三角函数的定义得出角π3α+的三角函数值.进而根据诱导公式,以及两角差的余弦公式,即可得出答案.【详解】由已知可得22315y ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭,解得45y =±.因为锐角0,2πα⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则ππ5π,336α⎛⎫+∈ ⎪⎝⎭,所以45y =.根据三角函数的定义可得,π3cos 35α⎛⎫+=- ⎪⎝⎭,π4sin 35α⎛⎫+= ⎪⎝⎭,所以πππsin cos cos 233ααα⎛⎫⎛⎫+==+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ππππ3cos cos sin sin 333310αα⎛⎫⎛⎫=+++=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.故选:A.8.已知锐角三角形ABC 中,角,,A B C 所对的边分别为,,,a b c ABC 的面积为S ,且()22sin 2bc B S -⋅=,若a kc =,则k 的取值范围是()A.()1,2B.()0,3 C.()1,3 D.()0,2【正确答案】A【分析】根据面积公式,余弦定理和题干条件得到2cos c a c B =-,结合正弦定理得到2B C =,由ABC 为锐角三角形,求出ππ,32B ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,从而求出111cos 0,2222a c B k c -⎛⎫==-∈ ⎪⎝⎭,求出k 的取值范围.【详解】因为1sin 2S ac B =,所以()22sin 2sin b c B S ac B -⋅==,即22b c ac -=,所以2222cos ac c a c ac B +=+-,整理得:22cos ac a ac B =-,因为0a >,所以2cos c a c B =-,由正弦定理得:sin sin 2sin cos C A C B =-,因为()sin sin sin cos cos sin A B C B C B C =+=+,所以()sin sin cos cos sin sin C B C B C B C =-=-,因为ABC 为锐角三角形,所以B C -为锐角,所以C B C =-,即2B C =,由π0,2π0,22ππ0,22B B C B A B ⎧⎛⎫∈ ⎪⎪⎝⎭⎪⎪⎛⎫=∈⎨ ⎪⎝⎭⎪⎪⎛⎫=--∈⎪ ⎪⎝⎭⎩,解得:ππ,32B ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,因为a kc =,所以111cos 0,2222a c B k c -⎛⎫==-∈ ⎪⎝⎭,解得:()1,2k ∈,故选:A三角形相关的边的取值范围问题,通常转化为角,利用三角函数恒等变换及三角函数的值域等求出边的取值范围,或利用基本不等式进行求解.二、多选题(共4小题,每题5分,共20分)9.已知i 为虚数单位,下列说法中正确的是()A.若复数z满足|i |z -=,则复数z 对应的点在以(1,0)为圆心,B.若复数z 满足||28i z z +=+,则复数158i z =-+C.若复数1z ,2z 满足12||||z z =,则1122z z z z ⋅=⋅D.若复数1z ,2z 满足12||||z z =,则2212z z =【正确答案】BC【分析】对于A ,结合复数的几何意义,即可求解,对于B ,结合复数模公式,以及复数相等的条件,即可求解,对于C ,结合共轭复数的定义,以及复数模公式,即可求解,对于D ,合特殊值法,即可求解.【详解】解:对于A ,复数z 满足|i |z -=z 对应的点在以(0,1)为半径的圆上,故A 错误,对于B ,令i z a b =+,a ,R b ∈,||28i +=+ z z ,∴||i 28i +=++=+z z a b ,即28a b ⎧⎪+=⎨=⎪⎩,解得158a b =-⎧⎨=⎩,158i ∴=-+z ,故B 正确,对于C ,2111||z z z ⋅=,2222||z z z ⋅=,12||||z z = ,∴则1122z z z z ⋅=⋅,故C 正确,对于D ,令11z =,2i z =,满足12||||z z =,但2212z z ≠,故D 错误.故选:BC .10.已知向量()4,3a =r ,a 在向量b上的投影向量为()2,4c =r ,则()A.a b c b⋅=⋅B.与b 方向相同的单位向量为525,55⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭或525,55⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭C.()b b a ⋅-的最小值为0D.a b -r r【正确答案】ABD【分析】根据已知条件可知//b c,设()2,4b c λλλ== ,利用数量积的坐标表示可判断A ;由b 的坐标可求与b方向相同的单位向量可判断B ,利用数量积的坐标运算求()b b a ⋅- 的最小值可判断C ;计算2a b -r r 的最小值,进而可得a b -r r 的最小值可判断D ,进而可得正确选项.【详解】由投影向量的定义可知:cos ,b c a a b b=⋅,可知//b c ,设()2,4b c λλλ== 对于A :423420a b λλλ⋅=⨯+⨯= ,224420c b λλλ⋅=⨯+⨯= ,所以a b c b ⋅=⋅,故选项A 正确;对于B:由于b == ,所以与b方向相同的单位向量为))2,42,4b b λλ=±=± 即525,55⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭或525,55⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭故选项B 正确;对于C :因为()24,43b a λλ-=--,所以()()()22122444320202052b b a λλλλλλλ⎛⎫⋅-=-+-=-=-- ⎪⎝⎭r r r 所以当12λ=时,()b b a ⋅- 的最小值为5-,故选项C 不正确;对于D :()42,34a b λλ-=-- 因为()()22224234204025a b λλλλ--+=-=-+ ()22015λ=-+,所以当1λ=时,a b -r rD 正确,故选:ABD.11.已知函数()h x =,则下列结论正确的是()A.()h x 在π[0,]3上单调递增B.()h x 的图象的一条对称轴方程为π2x =C.()h x 的最小正周期为π2D.()h x 的最大值为342【正确答案】BCD【分析】计算π()6h 与π()3h 的值判断A ;计算(π)()h x h x --判断B ;计算π()2h x +判断C ;化函数为()h x =,再求出最大值判断D 作答.【详解】函数()h x =,对于A ,当π[0,3x ∈时,ππ()(63h h ==,则()h x 在π[0,]3上不单调,A 错误;对于B ,(π)()0h x h x --=-=,于是()h x 的图象的一条对称轴方程为π2x =,B 正确;对于C ,π()()2h x f x +==+=,显然不存在比π2小的正常数a ,使得()()h a x h x +=恒成立,于是()h x 的最小正周期为π2,C 正确;对于D ,()h x ==,令|sin 2|[0,1]t x =∈,则函数y =在[0,1]上单调递增,当1t =时,34max 2y ==,所以当|sin 2|1x =,即ππ(Z)42k x k =+∈时,()h x 取得最大值342.故选:BCD12.如图,在边长为2的正方形123SG G G 中,E ,F 分别是1223G G G G ,的中点,D 是EF 的中点,将13SG E SG F ,分别沿SE ,SF 折起,使13,G G 两点重合于G ,下列说法正确的是()A.若把2G EF 沿着EF 继续折起,2G 与G 恰好重合B.SG EF⊥C.四面体S GEF -D.点G 在面SEF 上的射影为△SEF 的重心【正确答案】ABC【分析】根据22GE GF G E G F ===,可说明2G 与G 恰好重合,判断A ;根据线面垂直的性质定理可判断B ;将四面体S GEF -补成长方体,可求得其外接球半径,进而求得外接球体积,判断C ;根据线面垂直证明线线垂直,说明点G 在面SEF 上的射影为三角形的高的交点,判断D .【详解】对于A ,因为22GE GF G E G F ===,故把2G EF 沿着EF 继续折起,2G 与G 恰好重合,A 正确;对于B ,因为GE GF =,D 是EF 的中点,故GD EF ⊥;又,,SG GE SG GF GE GF G ⊥⊥= ,故SG ⊥平面GEF,而EF ⊂平面GEF,故SG EF ⊥,又,,SG GD G SG GD =⊂ 平面SGD ,所以EF ⊥平面SDG ,SG ⊂平面SDG ,所以,B SG EF ⊥正确;对于C ,由翻折的性质可知,,,GE GF GS 两两垂直,将其补成相邻三条棱长为1,1,2的长方体,则长方体外接球和四面体外接球相同,其体对角线长l ==,所以长方体外接球的半径为2R =,故外接球的体积为346π32V ⎛⎫=⋅= ⎪ ⎪⎝⎭,故C 正确;对于D ,因为,,GE GF GS 两两互相垂直,故SG ⊥平面GEF ,则SG EF ⊥,设P 为点G 在平面SEF 上的射影,连接EP,SP ,则GP EF ⊥,而,,SG GP G SG GP =⊂ 平面SGP ,故EF ⊥平面SGP,SP ⊂平面SGP,故EF SP ⊥,同理可证SF EP ⊥,即点P 为三角形SEF 高线的交点,所以点G 在平面SEF 上的射影为SEF 的垂心,故D 错误,综上,正确答案为ABC ,故选:ABC三、填空题(共4小题,每题5分,共20分)13.如图,二面角l αβ--等于120︒,A 、B 是棱l 上两点,BD 、AC 分别在半平面α、β内,AC l ⊥,BD l ⊥,且2AB AC BD ===,则CD 的长等于________.【正确答案】4【分析】根据二面角的定义,结合空间向量加法运算性质、空间向量数量积的运算性质进行求解即可.【详解】由二面角的平面角的定义知,120BD AC =︒ ,∴cos ,22cos1202BD AC BD AC BD AC ⋅==⨯⨯︒=- ,由AC l ⊥,BD l ⊥,得0AC BA ⋅= ,0BD BA ⋅= ,又DC DB BA AC =++,∴()22222222DC DB BA AC DB BA AC DB BA DB AC BA AC=++=+++⋅+⋅+⋅ ()2222222122216BD AC =++-⋅=-⨯-= ,所以4DC = ,即4CD =.故4.14.已知,a b 均为单位向量,且夹角为3π,若向量c 满足(2)()0c a c b -⋅-= ,则||c 的最大值为_________.【正确答案】2【分析】根据平面向量数量积的运算性质和定义,结合平面向量数量积不等式进行求解即可,【详解】2(2)()0(2)20c a c b c c a b a b -⋅-=⇒⋅++⋅= -,因为,a b 均为单位向量,且夹角为3π,所以有221(2)2110(2)12c c a b c a b c ⋅++⨯⨯⨯=⇒⋅+=+ -,(2)2c a b c a b c c ⋅+≤⋅+=== ,即(2)c a b ⋅+≤ ,而2(2)1c a b c ⋅+=+ ,所以有27373122c c -+≤⇒≤≤ ,因此||c 的最大值为2,故215.如图,直三棱柱111ABC A B C -的上、下底面为等腰直角三角形,AB AC ==,90BAC ∠=︒,侧棱长为4,P 为线段11A B 上的动点,则当二面角A BC P --的正切值为4时,三棱锥11A A C P -的外接球的体积为__________.【正确答案】742π【分析】根据已知条件,作1//PM AA ,交AB 于M ,过M 作MN BC ⊥,连接PC ,即可得出PNM ∠二面角A BC P --的平面角,进而根据已知得出P 的位置.根据三棱锥的性质,将三棱锥补为长方体,求出长方体的体对角线的长,即可得出半径,根据体积公式,即可得出答案.【详解】如图作1//PM AA ,交AB 于M ,则14PM AA ==,过M 作MN BC ⊥,连接,PC PN .因为1AA ⊥平面ABC ,所以PM ⊥平面ABC ,则PNM ∠二面角A BC P --的平面角.因为,二面角A BC P --的正切值为4,所以4PM MN=,所以1MN =,2MB ,所以,22AM =122A P =可把三棱锥11A A C P -补成棱长为32224的长方体,则三棱锥11A A C P -的外接球的半径为222(32)(22)44222R ++==.所以,三棱锥11A A C P -的外接球的体积为3442π32⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭.故答案为.16.在ABC ∆中,若3AC =,11112sin tan sin tan B B A A+=++,则ABC 的周长的最大值为__________.【正确答案】6+6+【分析】根据已知切化弦,整理可得sin sin sin (12cos 2sin )A C B A A +=++.由正弦定理角化边,整理可得π314a c A ⎡⎤⎛⎫+=++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦.然后即可根据角的范围得出答案.【详解】由11112sin tan sin tan B B A A +=++可得1cos 1cos 2sin sin sin sin B A B B A A +=++,两边同乘sin sin A B 得,sin sin cos sin sin cos 2sin sin A A B B B A A B +=++.两边同加sin cos B A 得,sin sin cos sin cos sin 2sin cos 2sin sin A A B B A B B A A B ++=++,即sin sin()sin 2sin cos 2sin sin A A B B B A A B ++=++.又sin()sin(π)sin A B C C +=-=,则sin sin sin (12cos 2sin )A C B A A +=++.设角A ,B ,C 对应的边分别为a ,b ,c ,且3b =,由正弦定理角化边可得π(12cos 2sin )314a c b A A A ⎡⎤⎛⎫+=++=++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦.所以,π4A =时,a c +取得最大值3+336++=+故答案为.6+四、解答题(共6小题,共70分)17.已知ABC ∆的角A 、B 、C 所对的边分别是a 、b 、c ,设向量(,)m a b = ,(sin ,n B =sin )A ,(2,2)p b a =-- .(1)若//m n ,求证:ABC ∆为等腰三角形;(2)若m p ⊥,边长2c =,角π3C =,求ABC ∆的面积.【正确答案】(1)见解析(2【详解】⑴因为,所以sin sin a A b B =,即··22a b a b R R=,其中R 是ABC ∆的外接圆半径,所以a b =,所以ABC ∆为等腰三角形.⑵因为m p ⊥,所以()()220a b b a -+-=.由余弦定理可知,()22243a b ab a b ab =+-=+-,即()2340ab ab --=解方程得:4ab =(1ab =-舍去)所以11sin 4sin 223S ab C π==⨯⨯=18.如图,三棱柱111ABC A B C -中,E 为1BC 中点,F 为1AA 中点.(1)求证:EF ∥平面ABC ;(2)若1EF BB AC ⊥⊥,平面11ABB A ,求证:1BB ⊥平面ABC .【正确答案】(1)见解析(2)见解析【分析】(1)取BC 中点M ,连接AM ,EM ,证明四边形EFAM 为平行四边形,可得EF AM ∥,再根据线面平行的判定定理即可得证;(2)易得1BB AM ⊥,根据线面垂直的性质可得1BB AC ⊥,再根据线面垂直的判定定理即可得证.【小问1详解】证明:取BC 中点M ,连接AM ,EM ,因为1BCC 中,E 为1BC 中点,M 为BC 中点,所以112EM CC =且1EM CC ∥,三棱柱111ABC A B C -中,11AA CC =且11AA CC ∥,因为F 为1AA 中点,所以ME AF =且ME AF ∥,所以四边形EFAM 为平行四边形,所以EF AM ∥,又因为AM ⊂平面ABC ,EF ⊄平面ABC ,所以EF ∥平面ABC ;【小问2详解】证明:因为1EF BB ⊥,由(1)知EF AM ∥,所以1BB AM ⊥,因为AC ⊥平面111,ABB A BB ⊂平面11ABB A ,所以1BB AC ⊥,又因为AM AC A = ,,AM AC ⊂平面ABC ,所以1BB ⊥平面ABC .19.如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为正方形,PD ⊥平面,ABCD PD AD =,M 为线段PC 上的动点,N 为线段BC 的中点.(1)若M 为线段PC 的中点,证明:平面PBC ⊥平面MND ;(2)若PA 平面MND ,试确定点M 的位置,并说明理由.【正确答案】(1)证明见解析(2)点M 为线段PC 的三等分点,且靠近点C 处,理由见解析【分析】(1)根据题意结合线面垂直的性质、判定定理可证DM ⊥平面PBC ,进而证明结果;(2)利用线面平行的性质定理理解分析.【小问1详解】因为底面ABCD 为正方形,PD AD =,所以,PD CD BC CD =⊥.因为M 为线段PC 中点,所以在平面PCD 中,DM PC ⊥.因为PD ⊥底面,ABCD BC⊂ 底面ABCD ,所以PD BC ⊥.又,,BC CD PD CD D PD ⊥⋂=⊂平面,PCD CD ⊂平面PCD ,所以BC ⊥平面PCD .因为DM ⊂平面PCD ,所以BC DM ⊥.又,,DM PC PC BC C PC ⊥⋂=⊂平面,PBC BC ⊂平面PBC ,所以DM ⊥平面PBC .因为DM ⊂平面MND ,所以平面PBC ⊥平面MND .【小问2详解】如图,连接AC ,交DN 于点O ,连接OM .因为在正方形ABCD 中,N 为线段BC 中点,AD BC ∥,所以12CO CN AO AD ==,即2AO CO =.因为PA 平面,MND PA ⊂平面PAC ,平面PAC 平面MND OM =,所以PA OM ∥,所以12CM CO MP OA ==,即12CM MP =,所以点M 为线段PC 的三等分点,且靠近点C 处.20.在ABC 中,已知3AB AC BA BC ⋅=⋅ .(1)求证:tan 3tan B A =;(2)若cos 5C =,求A 的值.【正确答案】(1)见解析;(2)4π.【分析】【详解】试题解析:(1)∵3AB AC BA BC ⋅=⋅uu u r uuu r uu r uu u r ,∴cos =3cos AB AC A BA BC B ,即cos =3cos AC A BC B .由正弦定理,得=sin sin AC BC B A,∴sin cos =3sin cos B A A B .又∵0A B π<+<,∴cos 0,cos 0>>A B .∴sin sin =3cos cos B A B A⋅即tan 3tan B A =.(2)∵5cos 05C <C <π=,,∴sin 5C =.∴tan 2C =.∴()tan 2A B π⎡-+⎤=⎣⎦,即()tan 2A B +=-.∴tan tan 21tan tan A B A B +=--.由(1),得24tan 213tan A A =--,解得1tan =1 tan =3A A -,.∵cos 0A >,∴tan =1A .∴=4A π.考点:(1)向量的数量积的定义与正弦定理;(2)已知三角函数值,求角.21.如图,我市有一条从正南方向OA 通过市中心O 后向北偏东60︒的OB 方向的公路,现要修建一条地铁L ,在OA 、OB 上各设一站A ,B ,地铁线在AB 部分为直线段,现要求市中心O 到AB 的距离为6km .(1)若10km OA =,求O ,B 之间的距离;(2)求A ,B 之间距离最小值.【正确答案】(1)3)km 13(2)【分析】(1)过O 作OE AB ⊥于点E ,根据勾股定理求得8AE =,进而得出4cos 5OAE ∠=,3sin 5OAE ∠=.根据两角差的正弦公式得出433sin 10OBE -∠=.由正弦定理,即可得出答案;(2)设AOE α∠=,0120α︒<<︒,根据已知表示出,AE BE ,得出6tan 6tan(120)AB αα=+︒-.化简即可得出11sin(230)24AB α=-︒-,然后根据α的范围,即可得出最大值时α的取值,代入即可得出答案.【小问1详解】过O 作OE AB ⊥于点E ,如图所示:市中心O 到AB 的距离为6km ,即6OE =.因为10OA =,所以228AE OA OE =-=,所以4cos 5OAE ∠=,3sin 5OAE ∠=.又60OBE OAE ∠=︒-∠,则sin sin(60)OBE OAE ∠=︒-∠433sin 60cos cos 60sin 10OAE OAE -=︒∠-︒∠=.在AOB 中,由正弦定理得sin sin OA OB OBE OAE =∠∠103433510OB =-,解得20(433)13OB =,故O ,B 之间的距离为20(433)km 13+.【小问2详解】由已知可得,120AOB ∠=︒,设AOE α∠=,0120α︒<<︒,则6tan AE α=,6tan(120)BE α=︒-,所以,6tan 6tan(120)AB αα=+︒-[]6tan1201tan tan(120)αα=︒-︒-sin sin(120)631cos cos(120)αααα⎡⎤︒-=--⋅⎢⎥︒-⎣⎦cos1203363cos cos(120)cos cos(120)αααα︒=-=︒-︒-.又cos cos(120)αα︒-cos (cos120cos sin120sin )ααα=︒+︒11sin(230)24α=-︒-,0120α︒<<︒,所以,30230210α︒︒-︒<-<,所以,当60α=︒时,11cos cos(120)sin(230)24ααα︒-=-︒-的最大值为111244-=,所以,AB的最小值为3314=,故A ,B之间距离最小值为.22.如图,在多面体ABCDE 中,平面ACD ⊥平面ABC ,BE ⊥平面ABC ,ABC 和ACD 均为正三角形,4AC =,BE =.(1)在线段AC 上是否存在点F ,使得BF ∥平面ADE ?说明理由;(2)求平面CDE 与平面ABC 所成的锐二面角的正切值.【正确答案】(1)存在,理由见解析(2)132【分析】(1)记AC 中点为M ,连结DM ,根据线面平行的判定定理即可得出结论;(2)连结CG ,过点B 作CG 的垂线,连结EH ,作出平面CDE 与平面ABC 所成的二面角的平面角,解三角形,即可求得答案.【小问1详解】记AC 中点为M ,连结DM ,ACD 为正三角形,4AC =,则DM AC ⊥,且23DM =因为平面ACD ⊥平面ABC ,平面ACD 平面ABC AC =,DM ⊂平面ACD ,所以DM ⊥平面ABC ,又因为BE ⊥平面ABC ,所以DM BE ∥.延长,MB DE 交于点G ,则AG 为平面ADE 与平面ABC 的交线,因为3BE =,故2DM BE =,所以B 为MG 的中点,取AM 中点F ,连结BF ,则BF AG ∥,因为AG ⊂平面ADE ,BF ⊄平面ADE ,所以BF ∥平面ADE .即线段AC 上存在点F ,当14AF AC = 时,BF ∥平面ADE .【小问2详解】连结CG ,则CG 为平面CDE 与平面ABC 的交线,在平面ABC 内,过点B 作CG 的垂线,垂足为H .连结EH ,因为BE ⊥平面ABC ,CG ⊂平面ABC ,故BE CG ⊥,,,BE BH B BE BH =⊂ 平面BEH ,故CG ⊥平面BEH ,EH ⊂平面BEH ,故CG EH ⊥,则BHE ∠为平面CDE 与平面ABC 所成的二面角的平面角.ABC 为正三角形,4AC =,故23BM =23BG BM ==,且30,150MBC GBC ∠=∴∠= ,故在GBC 中,2222cos 121624(522GC BG BC BG BC GBC =+-⋅∠=+-⨯⨯-=,故CG =,而1sin1502BGC SBC BG =⨯⨯= ,故2BGC BH CG S ==,又因为12BE DM ==所以tan 2BE BHE BH ∠==,即平面CDE 与平面ABC 所成的锐二面角的正切值为132.。