2023—2024学年高一第二学期期末检测数学2024.06一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合要求)1. 设复数z 满足i 1i z −=+,则i z =( ) A 2i + B. 2i −C. i −D. i【答案】B 【解析】【分析】根据复数的四则运算法则计算可得结果. 【详解】由i 1i z −=+可得12z i =+,所以()2212i i 12i i 2i i 22i i i i 1z +++====−+=−−. 故选:B2. 方程2ln 50x x +−=的解所在区间为( ) A. ()4,5 B. (3,4C. ()2,3D. ()1,2【答案】C 【解析】【分析】利用零点存在性定理分析判断即可.【详解】令()2ln 5f x x x =+−,()f x 在(0,)+∞上连续,且单调递增,对于A ,因为(4)8ln453ln 40f =+−=+>,(5)10ln555ln 50f =+−=+>, 所以()f x 的零点不在()4,5内,所以A 错误,对于B ,因为(4)0f >,(3)6ln351ln 30f =+−=+>, 所以()f x 的零点不在()3,4内,所以B 错误,对于C ,因为(3)0f >,(2)4ln25ln 210f =+−=−<,所以()f x 的零点在()2,3内,所以方程2ln 50x x +−=的解所在区间为()2,3,所以C 正确,.对于D ,因为(2)0f <,(1)2ln1530f =+−=−<, 所以()f x 的零点不在()1,2内,所以D 错误, 故选:C3. 数据63,65,70,73,76,78,80,84,88,90的45百分位数为( ) A. 73 B. 76C. 77D. 78【答案】B 【解析】【分析】根据百分位数的定义计算即可. 【详解】因为1045% 4.5×=,所以这10个数的45百分位数为第5个数76. 故选:B4. 已知平面向量()()1,0,1,2a b ==−,则a在b上的投影向量为( ) A. 12,55 −B. 12,55−C.D.【答案】A 【解析】.【详解】由()()1,0,1,2a b ==−可得11021a b ⋅=−×+×=−;b ==根据投影向量的定义可得a 在b 上的投影向量为112,555b b b b ba ==−=− ⋅.故选:A5. 如图,为了测量河对岸,A B 两点之间的距离,在河岸这边找到在同一直线上的三点,,C D E .从D 点测得67.5ADC ∠= ,从C 点测得45,75ACD BCE ∠=∠=,从E 点测得60BEC ∠=.若测得DCCE =,则,AB 两点的距离为( )百米.A.B.C.D. 3【答案】D 【解析】【分析】根据已知条件,结合三角形的性质,正弦定理,余弦定理,即可求解. 【详解】在ACD 中,67.5ADC ∠= ,45ACD ∠= , 则18067.54567.5DAC ∠=−−=,AC DC ==,在BCE 中,75BCE ∠= ,60BEC ∠=,CE =, 则180756045EBC ∠=−−= ,sin sin CE BCEBC BEC=∠∠,sin sin CE BEC BC EBC ∠∴==∠ , 在ABC中,ACBC =,18060ACB ACD BCE ∠=−∠−∠= ,则2222?·cos 9AB AC BC AC BC ACB =+−∠=,3AB ∴=.故选:D .6. 在正方体1111ABCD A B C D −中,,,,E F G H 分别是棱111,,,AA AB BC C D 的中点,下列结论正确的是( ). A. EF 1GD B. 1D E FG ⊥C. FG ⊥平面11BB D DD. 平面1D EF 平面1GHC【答案】C 【解析】【详解】对于A ,连接111,,,EF D G A B D C ,如下图所示:因为,E F 分别是棱1,AA AB 的中点,所以1EF A B ∥,由正方体性质可得11A B D C ∥,因此可得1EF D C ∥,而11,D C GD 相交, 所以EF 1GD 错误,即A 错误;对于B ,取1DD 的中点M ,连接,,AM CM AC ,如下图所示:易知1AM D E ,FG AC ,所以MAC ∠即为异面直线1D E 与FG 所成的角(或其补角);不妨设正方体的棱长为2,则AM MC ==AC =,显然222AM AC MC +≠,可知MAC ∠不是直角,所以1D E 与FG 不垂直,即B 错误; 对于C ,连接11,,AC BD B D ,如下图所示:由正方体性质可得1BB ⊥平面ABCD ,而AC ⊂平面ABCD ,所以1BB AC ⊥; 因为ABCD 是正方形,所以BD AC ⊥,又1BB BD B ∩=,1,BB BD ⊂平面11BB D D ,所以AC ⊥平面11BB D D ,又因为,F G 分别是棱,AB BC 的中点,所以FG AC 可得FG ⊥平面11BB D D ,即C 正确; 对于D ,如下图所示:易知1D ∈平面1D EF ,且111D D C ∈,而11D C ⊂平面1GHC ,所以1D ∈平面1GHC ; 因此可得平面1D EF 与平面1GHC 有公共点1D ,可知两平面必有一条过1D 的共公交线; 因此平面1D EF 平面1GHC 是错误的,即D 错误. 故选:C7. 如图,在ABC 中,,D E 是BC 上的两个三等分点,12,9,60AB AC BAC ∠=== ,则AD AE ⋅的值为( )A. 50B. 80C. 86D. 110【答案】B 【解析】【分析】根据题意利用平向量基本定理将,AD AE 用,AB AC表示出来,然后利用数量积的运算律求解即可. 【详解】因为在ABC 中,,D E 是BC 上的两个三等分点,12,9,60AB AC BAC ∠=== ,所以1121()3333AD AB BD AB BC AB AC AB AB AC =+=+=+−=+ ,2212()3333AE AB BE AB BC AB AC AB AB AC =+=+=+−=+ ,所以21123333AD A C B A AEA AC B⋅=+⋅+ 2224129999AB AB AC AB AC AC =+⋅+⋅+2512144129819929=×+×××+× 32301880=++=.故选:B8. 已知ππcos cos sin cos 36αααα+=−,则πtan 24α+值( )A.B.C. 2D. 2【答案】D 【解析】【分析】先对ππcos cos sin cos 36αααα+=−利用诱导公式与两角和的余弦公式化简可得π2π,Z 6k k α=+∈,代入πtan 24α+ 中利用两角和的正切公式化简计算即可.【详解】因为ππcos cos sin cos 36αααα+=−, 所以πππππcos cos sin cos sin sin sin sin 36263αααααααα+=−=−−=+ , 所以ππcos cos sin sin 033αααα +−+=, 所以πcos(2)03α+=,所以ππ2π,Z 32k k α+=+∈, 所以π2π,Z 6k k α=+∈, 所以πππtan 2tan π(Z)446k k α +=++∈ππtan 46 +的ππtantan 46ππ1tan tan46+=−=2=故选:D二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18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6分,有选错的得0分,部分选对的得部分分)9. 在ABC 中,角A B C 、、所对的边为a b c 、、,根据下列条件解三角形,其中仅有一解的有( )A. 4,5,6a b c === B. 30,45,5A B c ===C. 2,45ab A == D. 3,2,60a b C ===【答案】ABD 【解析】【分析】对于A,B,D,根据三角形全等,易得三角形的形状唯一确定,故解唯一;对于C ,可用正弦定理,结合正弦函数的图象,说明符合条件的三角形有两解.【详解】对于A ,三角形中,已知三边,由三角形全等知,三角形的形状唯一确定,故仅有一解,即A 正确;对于B ,三角形中,已知两个角和夹边,由三角形全等知,三角形的形状唯一确定,故仅有一解,即B 正确;对于C2sin B=可得,sin B =b a >,则B A >,因sin B=>,结合正弦函数的图象可知角B 有两解,故C 错误; 对于D ,三角形中,已知两边和夹角,由三角形全等知,三角形的形状唯一确定,故仅有一解,即D 正确. 故选:ABD.10. 连续抛掷两次骰子,“第一次抛掷,结果向上的点数小于3”记为事件A ,“第二次抛掷,结果向上的点数是偶数”记为事件B ,“两次拋掷,结果向上的点数之和为奇数”记为事件C ,则下列叙述中正确的有( ) A. A 与B 互斥 B. A 与C 相互独立 C. B 与C 对立 D. ()23P A B +=【答案】BD 【解析】【分析】AC 选项,列举出事件A ,B 和事件C 中的基本事件,得到A B ∩≠∅,B C ∩≠∅,判断出AC错误;B 选项,利用()()()P AC P A P C =作出判断;D 选项,列举出事件A B +中的基本事件,求出概率. 【详解】A 选项,事件A 中的基本事件有()()()()()()1,1,1,2,1,3,1,4,1,5,1,6,()()()()()()2,1,2,2,2,3,2,4,2,5,2,6事件B 中的基本事件有()()()()()()1,2,2,2,3,2,4,2,5,2,6,2,()()()()()()1,4,2,4,3,4,4,4,5,4,6,4,()()()()()()1,6,2,6,3,6,4,6,5,6,6,6,故A B ∩≠∅,事件A 和事件B 不互斥,A 错误;B 选项,连续抛掷两次骰子,共有36种情况,其中事件A 中的基本事件数为12,故()121363P A ==, 事件C 中的基本事件有()(()()()()()()()()()()1,2,1,4,1,6,2,1,2,3,2,5,3,2,3,4,3,6,4,1,4,3,4,5,()()()()()()5,2,5,4,5,6,6,1,6,3,6,5,共18种情况,故()181362P C ==, 事件AC 中的基本事件有()()()()()()1,2,1,4,1,6,2,1,2,3,2,5,共9种情况,故()61366P AC ==, 由于()()()P AC P A P C =,故A 与C 相互独立,B 正确;C 选项,由AB 选项知,B C ∩≠∅,事件B 与事件C 不互斥,故不对立,C 错误;D 选项,事件A B +中的基本事件有()()()()()()1,1,1,2,1,3,1,4,1,5,1,6,()()()()()()2,1,2,2,2,3,2,4,2,5,2,6,()()()()3,2,4,2,5,2,6,2, ()()()()3,4,4,4,5,4,6,4,()()()()3,6,4,6,5,6,6,6,共24种情况,故()242363P A B +==,D 正确. 故选:BD11. 如图,正方形ABCD 的中心为O ,边长为4,将其沿对角线AC 折成直二面角D AC B ′−−,设M 为AD ′的中点,N 为BC 的中点,则下列结论正确的有( )A. 三棱锥D ABC ′−的外接球表面积为32πB. 直线MN 与平面ABC 所成角的正切值为12 C. 点C 到平面OMND. 三角形MON 沿直线MN【答案】ACD 【解析】【分析】对于A B ,可利用几何法快速解决;对于C ,可利用等体积法;对于D ,旋转体为两个底面重合的圆锥构成的组合体.【详解】对于A ,由于OAOC OB OD ′===,所以O 为三棱锥D ABC ′−的球心,表面积为2432ππ=,A 正确;对于B ,过M 作MH ⊥AC 于H ,则MH ⊥平面ABC ,所以∠MNH 即为直线MN 与平面ABC 所成的角;易知MH,NH,所以tan MNH ∠B 错误;对于C ,由M ONC C MON V V −−=,所以11233OMN h S =⋅,又MN =,所以的1cos2MON ∠=−,sin MON ∠,所以1222OMN S =××= C 到平面OMN 的距离h=,C 正确;对于D ,过O 作OT ⊥MN 于T ,则旋转体体积是以OT 为底面半径,以TM 为高的圆锥的体积的两倍,所以123V π=×,D 正确;故选:ACD.【点睛】思路点睛:本题考查立体几何的综合问题,解决本题中的问题涉及的思路主要有: (1)利用球的定义找球心,并求球的体积; (2)运用几何法求线面角的大小; (3)利用等体积法求三棱锥的高; (4)掌握常见的几何体的体积公式.三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)12. 已知一个正四棱台的体积为3152cm ,上、下底面边长分别为4cm 6cm 、,则棱台的高为__________cm .【答案】6 【解析】【分析】根据棱台的体积公式计算即可.【详解】设棱台高为h ,由棱台的体积公式知(163V h S Sh =++′⇒,其中S S ′、分别为上下底面面积. 故答案为:613. 若复数z 满足2i 1z −=,则z 的最小值是__________. 【答案】1 【解析】【分析】利用复数的模的几何意义,理解等式表示的动点轨迹图形为圆形,由图易得动点到原点的距离最小值即得.【详解】如图,设复数z 对应的点为Z ,则由2i 1z −=可知点Z 到点(0,2)A 的距离为1, 即点Z 的轨迹为以点(0,2)A 为圆心,以1为半径的圆,而z 则表示动点Z 到原点的距离,由图可知,圆上与原点距离最小的点为1(0,1)Z ,故z 的最小值是1. 故答案为:1.14. 已知ABC 的面积为S)2AB AC S ⋅=,则A ∠=__________.;若2B C ∠=∠,延长CB 至点D ,使得BD AC =,则tan ADC ∠=__________. 【答案】 ①. π3 ②. 【解析】【分析】化简2SAC =⋅即可求得A ∠,结合A ∠的度数以及2B C ∠=∠即可求得4π2π99BC ∠=∠=,,通过设AB x =即可用x 表示出各边长度,结合三角恒等变换化简即可求得tan ADC ∠的值;【详解】由题得12sin cos 2bc A bc A ×,tan A ∴, 因为0πA <<,所以π3A = ; 由π,23ABC ∠=∠=∠可得4π2π99B C ∠=∠=,, 设AB x =,由正弦定理可知sin sin AC AB BC=,所以4πsin92πsin9AC x BD ==, 如图所示:过A 作AE BC ⊥,交BC 的于E 点,4πsin2π4π9sin sin sin 2π99sin 9AE AC C xx ==×=, 4πcos cos 9BE AB ABC x =∠=,所以4πsin4π9cos 2π9sin 9DE BD BE AC BE x x =+=+=+在Rt ADE 中可算得4π4π4πsinsinsin999tan 4π2π4π5π5ππsin 2cos cos 2sin cos 4π99918186cos 2π9sin 9x AE ADC DE x x ∠====++++ , 故答案为:π3四、解答题(本大题共5小题,共77分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤) 15. 已知()()0,1,1,2a b ==−.设()2,AB a b BC a b λλ=+=+∈R. (1)若,,A B C 三点共线,求λ值; (2)若AB BC ⊥,求λ的值. 【答案】(1)12λ=(2)125λ=−. 的【解析】【分析】(1)利用向量共线的坐标表示计算可得12λ=; (2)根据向量垂直的坐标表示可求得125λ=−. 【小问1详解】因为()()()20,121,22,5AB a b =+=+−=−, ()()()0,1,21,2BC a b λλλ=+=+−=−+,又因为,,A B C 三点共线,所以AB BC,则()2215λ−×+=−×, 解得12λ=. 【小问2详解】由AB BC ⊥,可得0AB BC ⋅=,即()()()12520λ−−++=解得125λ=−. 16. 某保险公司为了给年龄在20~70岁的民众提供某种医疗保障,设计了一款针对某疾病的保险.现从10000名参保人员中随机抽取100名进行分析,并按年龄段[)[)[)[)[]20,30,30,40,40,50,50,60,60,70分成了五组,其频率分布直方图如图所示,每人每年所交纳的保费与参保年龄如下表所示:年龄 [)20,30[)30,40[)40,50[)50,60[]60,70保费(单位:元)x2x3x5x7x(1)若采用分层抽样的方法,从年龄段在[)30,40和[)40,50内的参保人员中共抽取6人进行问卷调查,再从中选取2人进行调查对该种保险的满意度,求这2人中恰好有1人年龄段在[)30,40内的概率. (2)由于10000人参加保险,该公司每年为此项保险支出的各种费用为200万元.为使公司不亏本,则年龄段[)50,60的参保人员每人每年需要缴纳的保费至少为多少元? 【答案】(1)815(2)250元. 【解析】【分析】(1)先由概率和为1求出a 的值,再利用分层随机抽样的概念确定在[)30,40和在[)40,50内的抽取人数,结合古典概型知识即可求得答案.(2)求出保险公司每年收取的保费为100004x ×,所以要使公司不亏本,则1000042000000x ×≥,解不等式即可求得答案. 【小问1详解】由()0.0070.0160.0250.02101a ++++×=得0.032a =, 设“抽取2人中恰好有1人年龄段在[)30,40内”为事件M .由题设可知,年龄在[)30,40和[)40,50内的频率分别为0.16和0.32,则抽取的6人中,年龄在[)30,40内的有2人,年龄在[)40,50内的有4人.记年龄在[)30,40内2位参保人员为,a b ,年龄在[)40,50的4位参保人员为,,,A B C D ,则从6人中任取2人,样本空间()()()()()()()()()Ω{,,,,,,,,,,,,,,,,,a b a A a B a C a D b A b B b C b D =,()()()()()(),,,,,,,,,,,}A B A C A D B C B D C D 共包含15个样本点,()()()()()()()(){},,,,,,,,,,,,,,,M a A a B a C a D b A b B b C b D =共包含8个样本点,所以()815P M =. 【小问2详解】保险公司每年收取的保费为:()100000.070.1620.3230.2550.27100004x x x x x x +×+×+×+×=×,所以要使公司不亏本,则1000042000000x ×≥,即4200x ≥,解得50x ≥,所以年龄段[)50,60需要缴纳的保费至少为250元.17. 已知函数()2ππsin 2sin 22cos 233f x x x x=++−+−. (1)当π0,2x∈时,求函数()f x 的值域;(2)求函数()f x 在区间[]0,2π上的所有零点之和.【答案】(1)1 − ;(2)9π2. 【解析】【分析】(1)利用三角恒等变换整理可得()π214f x x=+−,再根据正弦函数单调性可得其值域;(2)求出函数()f x 在区间[]0,2π上的所有零点即可得结果. 【小问1详解】易知()2ππsin 2sin 22cos 233f x x x x=++−+−ππππsin2coscos2sin sin2cos cos2sin cos213333x x x x x =++−+−sin2cos2121x x x+−=−因为π0,2∈x ,所以ππ5π2,444x +∈ ,由正弦函数单调性可得πsin 24x+∈,则()f x 的值域为1 −−【小问2详解】因为[]0,2πx ∈,所以ππ17π2,444x +∈,由()0f x =得πsin 24x+所以ππ3π9π11π17π2,,,,444444x +=,解得π5π0,,π,,2π44x =,所以函数()f x 在区间[]0,2π上的所有零点之和为π5π9π0π2π442++++=. 18. 如图,在斜三棱柱111ABC A B C 中,侧面11ABB A 为菱形,1160,22A AB AB A CBC ∠==== ,90,ACB M ∠= 为AB 中点,1AC 与1AC 的交点为N .(1)求证:MN //平面11BCC B ; (2)求证:1A M ⊥平面ABC ; (3)求二面角1B AA C −−的正弦值. 【答案】(1)证明见解析 (2)证明见解析 (3【解析】分析】(1)利用线线平行推得线面平行即得;(2)由等边三角形1AA B 证1A M AB ⊥,再由勾股定理逆定理证1A M MC ⊥,由线线垂直推导线面垂直即得;(3)作CH AB ⊥,证CH ⊥平面1A AB ,作1HK AA ⊥,证1AA CK ⊥,得HKC ∠为二面角1B AA C −−的平面角,由题设求得,CH HK 即得.【小问1详解】【如图(1),连接1BC .由三棱柱111ABC A B C 可知侧面11AAC C 为平行四边形,所以N 为1AC 中点; 又因为M 为AB 中点,所以MN //1BC ,又MN ⊄平面111,BB C C BC ⊂平面11BB C C ,所以MN //平面11BB C C ; 【小问2详解】如图(2),连接1,MC A B .由菱形11ABB A 可知12A AAB ==,因为160A AB ∠= ,可得1AA B 为等边三角形;因M 是AB 中点,则1A M AB ⊥,且1A M =90ACB ∠= 可得,112MC AB ==; 因为12AC =,则有22211A M MC AC +=,即1A M MC ⊥, 又,MC ABM MC ∩=⊂平面,ABC AB 平面ABC ,故1A M ⊥平面ABC ; 【小问3详解】由(2)可知1A M ⊥平面ABC ,因为1A M ⊂平面1A AB ,所以平面1A AB ⊥平面ABC ; 如图(3),过点C 作CH AB ⊥,垂足为H ,过H 作1HK AA ⊥,垂足为K ,连接CK . 因为CH ⊂平面,ABC 平面1A AB 平面ABC AB =,所以CH ⊥平面1A AB ,因为1AA ⊂平面1,A AB HK ⊂平面1A AB ,所以1,CH AA CH HK ⊥⊥;因为1,,HK AA HK CHH CH ⊥∩=⊂平面,CHK HK ⊂平面CHK ,所以1AA ⊥平面CHK , 又CK ⊂平面CHK ,所以1AA CK ⊥,所以HKC ∠为二面角1B AA C −−的平面角.在Rt ABC △中,90,2,1ACB AB BC ∠=== ,可得32CHAH =,在Rt AHK 中,1,60HK AA HAK ⊥∠=,可得sin HK AH HAK ∠== 在Rt CHK △中,CH HK ⊥,可得2tan 3CH HKCHK ∠==,因为π0,2HKC ∠∈ ,所以sin HKC ∠=,即二面角1B AA C −−【点睛】关键点点睛:本题主要考查线面垂直的判定和应用,以及运用几何法求解二面角,属于较难题. 解题关键在于深刻把握线面垂直的判定定理,执果索因,寻找线线垂直条件;求二面角的关键在于找到一个平面中的一点在另一个平面的射影,为作出平面角奠定基础.19. 如图所示,已知ABC 是以AB 为斜边的等腰直角三角形,在ABD △中,6,3AD BD ==,2DE EB =.(1)若135ADB ∠= ,求ABC 的面积; (2)①求26cos AB AB ABD ∠−⋅的值; ②求2CE 的最大值.【答案】(1)454+(2)①27;②412+. 【解析】【分析】(1)利用余弦定理求解边长,再利用等腰三角形的性质求解面积即可; (2)①利用余弦定理求解即可;②在ABD △中,由正弦定理可得BC AB =,在BCE 中,由余弦定理得()2412CE θϕ−+,结合三角函数求解最值即可. 【小问1详解】在ABD △中,由余弦定理得,2369263cos13545AB =+−××=+且ABC 是等腰直角三角形,则22111452244ABC S AC CB AC AB =⋅===+【小问2详解】 ①设,0πADB ∠θθ=<<,因为6,3AD BD ==,由余弦定理可得,2222936cos 26AB BD AD AB ABD AB BD AB∠+−+−==⋅, 227cos 6AB AB ABD ∠−∴=,即26cos 27AB AB ABD ∠−⋅=; ②在ABD △中,2222cos 4536cos AB AD BD AD BD ADB ∠θ=+−⋅⋅=−, 由正弦定理可得sin sin AD ABABD ∠θ=,则sin sin 6sin AB ABD AD ∠θθ==,2,1DE EB EB =∴=,又BC AB =, 在BCE 中,由余弦定理得()2222cos 45CEBC BE BC BE ABD =+−⋅⋅+∠)221121cos sin 2AB AB ABD ABD +−⋅∠−∠ ()22211271cos sin 16sin 226AB AB AB ABD AB ABD AB θ −+−∠−∠=+−−2111416sin 6sin 12cos 322AB θθθ=++=−+ ()412θϕ−+(其中ϕ为锐角,且tan 2ϕ=), 由0πθ<<可得πϕθϕϕ−<−<−,所以当π2θϕ−=时,即π2θϕ=+时,2CE 取得最大值412+。