北京师大附中2020-2021学年下学期高一年级期末考试数学试卷

北京师大附中2020-2021学年下学期高一年级期末考试数学试卷

 

本试卷有三道大题,考试时长120分钟,满分150分。

一、选择题(每小题4分,共40分,每题均只有一个正确答案)

1. 若sinα<0,且cosα>0,则角α是

A. 第一象限角     B. 第二象限角        C. 第三象限角        D. 第四象限角

2. 已知正方形ABCD的边长为1,则=

A.             B. 1                    C.                 D. 2

3. 圆锥的母线长为5cm,底面半径为2cm,则圆锥的侧面积为

A. 20cm2        B. 10cm2            C. 28cm2            D. 14cm2

4. 已知向量a=(-1,3),b=(x,-1),a⊥b,则x的值是

A. 3                B.                 C. -3                D.

5. 如图,四边形ABCD是正方形,PA⊥平面ABCD,且PA=AB,则直线PB与直线CD所成角的大小是


A. 30°            B. 45°                C. 60°                D. 90°

6. 函数y=2sin(x–)的图象

A. 关于直线x=对称                B. 关于直线x=–对称

C. 关于点(,0)对称                D. 关于点(–,0)对称

7. 在△ABC中,a=2bcosC,那么这个三角形是

A. 等边三角形    B. 等腰三角形        C. 直角三角形        D. 不确定

8. 如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,若E,F,G,H分别是棱A1B1,BB1,CC1,C1D1的中点,则下列结论一定成立的是


A. 四边形EFGH是矩形                B. 四边形EFGH是正方形

C. BD∥HG                            D. 平面EFGH∥平面ABCD

9. 已知平面向量a,b满足|a|=,|b|=1,则“a–b与a+2b互相垂直“是“a⊥b“的

A. 充分而不必要条件                    B. 必要而不充分条件

C. 充分必要条件                        D. 既不充分也不必要条件

10. 如图,函数y=2sin(x+)(0<≤)在一个周期内的图象与y轴交于点(0,1)。P是其图象上的最高点,M、N是其图象与x轴的交点,则与的夹角的余弦值为


A. 0                B.                 C.                 D. 1

 

二、填空题(每小题5分,共25分)

11. 在△ABC中,B=30°,AB=15,BC=5,则AC=_______。

12. 如图,这个组合体是小张同学自己设计的一个小奖杯,计划送给小刘同学,以鼓励其认真努力的学习数学,已知该奖杯中的四棱柱的高为10cm,底面是长和宽分别为3cm、2cm的矩形,则该四棱柱的体积是________cm3;奖杯顶部两个球的半径分别为5cm和2cm,则这两个球的表面积之和为________cm2。


13. 我国魏晋时期的数学家刘徽在给《九章算术》作注时,想到了推算球体积的方法,创造了一个称为“牟合方盖“的立体图形。如图1所示,在一个正方体内作两个互相垂直的内切圆柱,其相交的部分,就是牟合方盖,如图2所示,牟合方盖恰好把正方体的内切球包含在内并且同球相切,刘徽指出,球体积与牟合方盖体积之比等于,若正方体的棱长为2,则“牟合方盖“的体积等于_________。


图1 图2

14. α和β是两个不同的平面,m和n是平面α及β外的两条不同直线,给出四个论断:

①m⊥n        ②α⊥β         ③n⊥β            ④m⊥α

以其中三个论断作为条件,余下一个论断作为结论,写出你认为正确的一个命题:________。

15. 如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E,F分别是棱BC,CC1的中点,P是侧面BB1C1C内一点,若A1P∥平面AEF,则下列说法正确的是________。


①线段A1P的最大值是

②A1P⊥B1D

③A1P与DE一定异面

④三棱锥B-A1PC1的体积为定值

(注:全部正确得5分,有漏选得3分,有错选或不选得0分)

 

三、解答题(共6小题,共85分。解答时写出文字说明,演算步骤或证明过程)

16. (本小题14分)

在△ABC中,b=2,A=,cosB=。

(I)求a的值;

(Ⅱ)求△ABC的面积。

17. (本小题12分)

在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为CC1中点。


(I)求证:BC1∥平面AD1E;

(Ⅱ)求证:A1D⊥平面ABC1D1。

18. (本小题14分)

已知函数f(x)=(2cos2x-1)sin2x+cos4x。

(I)求f();

(Ⅱ)求f(x)的最小正周期;

(III)求f(x)在区间(0,)上的最大值。

19. (本小题15分)

在△ABC中,sin2B+sin2C-sin2A=sinBsinC。

(I)求A的值;

(Ⅱ)再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择两个作为已知,求BC边上的中线AD的长度。

条件①:b=8;条件②:S△ABC=10;条件③:cosB=。

注:如果选择多组条件分别解答,按第一个解答计分。

20. (本小题15分)

已知四棱锥P-ABCD的底面为直角梯形,AB∥DC,∠DAB=90°,PA⊥平面ABCD,且PA=AD=DC=AB=1,M是棱PB上的动点。


(I)求证:平面PAD⊥平面PCD;

(Ⅱ)若PD∥平面ACM,求的值;

(Ⅲ)当M是PB中点时,设平面ADM与棱PC交于点N,求截面ADNM的面积。

21. (本小题15分)

已知集合Sn={X|X=(x1,x2,…,xn),xi∈R,i=1,2,…,n},称xi为X的第i个分量,对于Sn的元素A=(a1,a2,…,an),B=(b1,b2,…,bn),定义A与B的两种乘法分别为:

A×B=(a1b2– a2b1,a2b3– a3b2…,anb1– a1bn),

A*B=(a1a2+b1b2,a2a3+b2b3…,ana1+bnb1)。

给定函数f(x),定义Sn上的一种变换F(X,f)=(f(x1),f(x2),…,f(xn))。

(I)设f(x)=|x|,A=(1,0,-1),B=(-1,0,1),求F(A,f)×F(B,f)和F(A,f)*F(B,f);

(Ⅱ)设f(x)=sinx,g(x)=cosx,对于X=(x1,x2,…,xn),设A0=F(X,f),B0=G(X,g)。对任意k∈N且k≤n-1,定义Ak+1=Ak×Bk,Bk+1=Ak*Bk。

(i)当n=3时,求证:A2中为0的分量个数不可能是2个;

(i)若X=(x1,x2,…,xn)的任一分量都只能取x或-x,设An-1的第1个分量为(x),求(x)的最小正周期的最小值,并求出此时所有的X。

 

 

参考答案

一、选择题(每小题4分,共40分,每题均只有一个正确答案)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

D

B

B

C

B

C

B

A

C

C

 

二、填空题(每小题5分,共25分)

11. 5 12. 60cm3,116cm2 13.

14. m⊥,n⊥β,⊥βm⊥n或m⊥n,m⊥,n⊥β⊥β

15. ①④(注:全部正确得5分,有漏选得3分,有选错或不选得0分)

 

三、解答题(共5小题,共85分。解答时写出文字说明,演算步骤或证明过程)

16. (本小题14分)

(1)a=5;(II)S△ABC=15。

17. (本小题14分)

(I)略;

(II)略。

18. (本小题14分)

解:(I)f()=-

(II)因为f(x)=(2 cos2 x-1)sin 2x+cos 4x=cos 2x sin 2x+cos4x

=(sin4x+cos4x)=sin(4x+),所以f(x)的最小正周期为,

(III)当x=时,最大值为。

19. (本小题14分)

答案:A=,AD=

20. (本小题14分)

(I)略;

(Ⅱ)=;

(Ⅲ)截面ADNM的面积是。

21. 答案:

(I)f(A)=f(B)=(1,0,1),f(A)×f(B)=(0,0,0)。

f(A)*f(B)=(0,0,2);

(II)由已知可得A1=(sin(x1-x2),sin(x2-x3),sin(x3-x1)),

B1=(cos(x1-x2),cos(x2-x3),cos(x3-x1)),进而有

A2=(sin(x1-2x2+x3),sin(x2-2x3+x1),sin(x3-2x1+x2)),

假设有且只有两个元素为0,则不妨设前两个为0,即有

x1-2x2+x3=k1,x2-2x3+x1=k2,k2,k1∈Z,则有

x3-2x1+x2=-[(x1-2x2+x3)+(x2-2x3+x1)]=–(k1+k2),因此有

sin(x3-2x1+x2)=0,所以假设不成立;因此,所证命题成立。

(III)因为A0=(sinx1,sinx2,…sin xn),B0=cosx1,cosx2,….cosxn),

A1=(sin(x1-x2),sin(x2-x3),… sin(xn-x1)),

B1=(cos(x1-x2),cos(x2 -x3),… cos(xn-x1)),

由已知可知|xi–x i+1|≤2|x|,i=1,2,…n,xn+1=x1(式1),同理在A2和B2中正弦和余弦函数的角度值绝对值小于等于4|x|,依此类推,则Ak和Bk中正弦和余弦函数的角度值绝对值小于等于2k|x|,因此,An-1中第一个元素(x)=sinx的满足||≤2n-1,因此无论正负,当||=2n-1时(x)=sinx的最小正周期取最小值为。

此时需满足式1要求,x和-x相间,X=(x,-x,x,-x…),(-x,x,-x,x……)。


 

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