内容正文:
2027届高二年级10月学情检测
数学
(时间:120 分钟 满分:150分)
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,只有一项是符合题目要求的,请把答案填涂在答题卡相应位置上.
1. 直线 的倾斜角是 ( )
A. B. C. D.
2. 椭圆的焦点的坐标为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
3. 已知圆的半径为2,圆心在轴的正半轴上,直线与圆相切,则圆的方程为
A. B.
C. D.
4. 圆与的公共弦长为( )
A. B. C. D.
5. 已知△ABC的顶点坐标为A(1,4),B(﹣2,0),C(3,0),则角B的内角平分线所在直线方程为( )
A. x﹣y+2=0 B. xy+2=0 C. xy+2=0 D. x﹣2y+2=0
6. “太极图”因其形状如对称的阴阳两鱼互抱在一起,故也被称为“阴阳鱼太极图”.如图是放在平面直角坐标系中的“太极图”.图中曲线为圆或半圆,已知点是阴影部分(包括边界)的动点.则的最小值为( )
A. B. C. D. 1
7. 已知圆,为圆内一点,将圆折起使得圆周过点(如图),然后将纸片展开,得到一条折痕,这样继续下去将会得到若干折痕,观察这些折痕围成的轮廓是一条圆锥曲线,则该圆锥曲线的方程为 ( )
A. B. C. D.
8. 瑞士数学家欧拉在《三角形的几何学》一书中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上.这条直线被称为欧拉线.已知的顶点,,,若直线l:与的欧拉线平行,则实数a的值为( )
A. -2 B. -1 C. -1或3 D. 3
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,请把答案填涂在答题卡相应位置上.全部选对得6分,部分选对得部分分,不选或有选错的得0分.
9. 对于直线.以下说法正确的有( )
A. 的充要条件是
B. 当时,
C. 直线一定经过点
D. 点到直线的距离的最大值为5
10. 已知,,动点满足,记的轨迹为,若过点的直线与交于,两点,直线与的另外一个交点为,则( )
A. 的面积的最大值为12
B. ,关于轴对称
C. 当时,
D. 直线的斜率的取值范围为
11. 月光石不能频繁遇水,因为其主要成分是钾钠硅酸盐.一块斯里兰卡月光石的截面可近似看成由半圆和半椭圆组成,如图所示,在平面直角坐标系,半圆的圆心在坐标原点,半圆所在的圆过椭圆的右焦点 ,椭圆的短轴与半圆的直径重合.若直线与半圆交于点A,与半椭圆交于点B,则下列结论正确的是( )
A. 椭圆的离心率是
B. 的周长存在最大值
C. 线段AB长度的取值范围是
D. 面积的最大值是
12. 一束光从光源射出,经轴反射后(反射点为),射到线段上处.
(1)若,求光从出发,到达点时所走过的路程;
(2)若,求反射光的斜率的取值范围;
(3)若,求光从出发,到达点时所走过的最短路程.
13. 已知圆与直线相切于点,圆心在轴上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若过点的直线与圆交于两点,当时,求直线的一般式方程;
(3)过点且不与轴重合的直线与圆相交于两点,为坐标原点,直线分别与直线相交于两点,记的面积为,求的最大值.
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2027届高二年级10月学情检测
数学
(时间:120 分钟 满分:150分)
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,只有一项是符合题目要求的,请把答案填涂在答题卡相应位置上.
1. 直线 的倾斜角是 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】将直线方程化简为斜截式方程,即可求出斜率,从而求解倾斜角.
【详解】因为,即,所以斜率为,
设直线的倾斜角为,
则,所以.
故选:D.
2. 椭圆的焦点的坐标为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【分析】利用椭圆的焦点求解公式求解即可.
【详解】解:因为椭圆方程为,,,
所以,且焦点在轴上,
所以焦点坐标为:,.
故选:B.
【点睛】本题考查椭圆的焦点坐标的求法,考查运算能力,属于基础题.
3. 已知圆的半径为2,圆心在轴的正半轴上,直线与圆相切,则圆的方程为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】设圆心坐标为,根据圆与直线相切可求出,进而得到圆心和半径,于是可得圆的方程.
【详解】由题意设圆心坐标为,
∵圆与直线相切,
∴,解得a=2.
∴圆心为,半径为,
∴圆C的方程为(x﹣2)2+y2=4,即.
故选D.
【点睛】求圆的方程时要把握两点:一是求出圆心的坐标;二是求出圆的半径,然后再根据要求写出圆的方程即可,求圆心坐标时注意圆的几何性质的应用,这样可以简化运算,提高解题的速度.
4. 圆与的公共弦长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】两圆作差即可求得公共弦的直线,点到直线的距离和勾股定理即可求解.
【详解】已知圆,圆,
两圆方程作差,得到其公共弦的方程为:,
而圆心到直线的距离为,
圆的半径为,所以,所以.
故选:D
5. 已知△ABC的顶点坐标为A(1,4),B(﹣2,0),C(3,0),则角B的内角平分线所在直线方程为( )
A. x﹣y+2=0 B. xy+2=0 C. xy+2=0 D. x﹣2y+2=0
【答案】D
【解析】
【分析】由已知可得|AB|=|BC|=5,所以角B的内角平分线所在直线方程为AC的垂直平分线,继而可以求得结果.
【详解】由已知可得|AB|=|BC|=5,
所以角B的内角平分线所在直线方程为AC的垂直平分线,
又线段AC中点坐标为(2,2),
则角B的内角平分线所在直线方程为y﹣2,
即x﹣2y+2=0.
故选:D.
【点评】本题考查直线的位置关系,考查垂直的应用,由|AB|=|BC|=5转化为求直线的AC的垂直平分线是关键,属于中档题.
6. “太极图”因其形状如对称的阴阳两鱼互抱在一起,故也被称为“阴阳鱼太极图”.如图是放在平面直角坐标系中的“太极图”.图中曲线为圆或半圆,已知点是阴影部分(包括边界)的动点.则的最小值为( )
A. B. C. D. 1
【答案】C
【解析】
【分析】转化为点与点连线的斜率,然后结合图像由直线与圆的位置关系求解.
【详解】
记,则为直线的斜率,
故当直线与半圆相切时,斜率最小,
设,则,解得或(舍去),
即的最小值为.
故选:C.
7. 已知圆,为圆内一点,将圆折起使得圆周过点(如图),然后将纸片展开,得到一条折痕,这样继续下去将会得到若干折痕,观察这些折痕围成的轮廓是一条圆锥曲线,则该圆锥曲线的方程为 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由图形可知结果为定值,进而根据椭图的定义推断出点的轨迹方程.
【详解】,,点关于折痕的对称点在圆周上,折痕为线段的垂直平分线,折痕与相交于点, 如图所示:
则有,可知,
所以点的轨迹是以为左、右焦点的椭圆,其中长轴,焦距,所以点的轨迹方程为,即折痕围成轮廓的圆锥曲线的方程为.
故选:A
8. 瑞士数学家欧拉在《三角形的几何学》一书中提出:任意三角形的外心、重心、垂心在同一条直线上.这条直线被称为欧拉线.已知的顶点,,,若直线l:与的欧拉线平行,则实数a的值为( )
A. -2 B. -1 C. -1或3 D. 3
【答案】B
【解析】
【分析】根据三角形顶点坐标得出重心与外心,求出三角形欧拉线,根据直线平行得解.
【详解】由的顶点,,知,
重心为,即,
又三角形为直角三角形,所以外心为斜边中点,即,
所以可得的欧拉线方程,即,
因为与平行,
所以,
解得,
故选:B
二、多项选择题:本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,请把答案填涂在答题卡相应位置上.全部选对得6分,部分选对得部分分,不选或有选错的得0分.
9. 对于直线.以下说法正确的有( )
A. 的充要条件是
B. 当时,
C. 直线一定经过点
D. 点到直线的距离的最大值为5
【答案】BD
【解析】
【分析】求出的充要条件即可判断A;验证时,两直线斜率之积是否为-1,判断B;求出直线经过的定点即可判断C;判断何种情况下点到直线的距离最大,并求出最大值,可判断D.
【详解】当时, 解得 或,
当时,两直线为 ,符合题意;
当时,两直线为 ,符合题意,故A错误;
当时,两直线为, ,
所以,故B正确;
直线即直线,故直线过定点,C错误;
因为直线过定点,当直线与点和的连线垂直时,到直线的距离最大,最大值为 ,
故D正确,
故选:BD.
10. 已知,,动点满足,记的轨迹为,若过点的直线与交于,两点,直线与的另外一个交点为,则( )
A. 的面积的最大值为12
B. ,关于轴对称
C. 当时,
D. 直线的斜率的取值范围为
【答案】ABD
【解析】
【分析】利用给定定义得到的轨迹并结合三角形面积公式判断A,利用角平分线定理逆定理结合对称性判断B,利用圆周角和圆心角以及垂径定理判断C,先求出直线和圆相切时的斜率情况,再求解取值范围判断D即可.
【详解】设,由可得,
,即,
所以的轨迹是以为圆心,3为半径的圆,记圆的圆心为,半径为.
对于A选项,,选项A正确;
对于B选项,如图,圆关于轴对称,,在轴上,
直线与圆交于,两点,直线与圆交于,两点,
由题可知,,
由角分线定理逆定理得,故,
又根据圆的对称性可知,,关于轴对称,选项B正确;
对于C选项,当时,,
而,则为等腰三角形,
过作于,则,
则,由垂径定理可得,选项C错误;
对于D选项,当直线与圆相切时,连接,
得到,此时,,由勾股定理得,
由锐角三角函数的定义得,
由斜率的几何意义得此时直线的斜率为,根据圆的对称性可知,
得到直线斜率的取值范围为,选项D正确.
故选:ABD.
11. 月光石不能频繁遇水,因为其主要成分是钾钠硅酸盐.一块斯里兰卡月光石的截面可近似看成由半圆和半椭圆组成,如图所示,在平面直角坐标系,半圆的圆心在坐标原点,半圆所在的圆过椭圆的右焦点 ,椭圆的短轴与半圆的直径重合.若直线与半圆交于点A,与半椭圆交于点B,则下列结论正确的是( )
A. 椭圆的离心率是
B. 的周长存在最大值
C. 线段AB长度的取值范围是
D. 面积的最大值是
【答案】ACD
【解析】
【分析】A选项,先求出半圆和椭圆的方程,从而得到,,得到离心率;C选项,数形结合得到AB长度的取值范围;D选项,设,则,设,则,从而得到的面积,由基本不等式求出最大值;B选项,表达出的周长等于,当时,的周长最大,但是,故B错误.
【详解】由题意知,半圆的方程为,
设椭圆方程为,则,
所以,故椭圆方程为,
A选项,椭圆离心率,故A正确;
C选项,当时,,
当时,,此时重合,不合要求,
又与半圆交于点A,与半椭圆交于点B
所以线段长度的取值范围是,C正确;
D选项,由题意得的面积,设,则,
所以,
设,则,所以,
故,
,
当且仅当,即时,等号成立,故D正确,
B选项,的周长等于,
则当时,的周长最大,但是,所以的周长没有最大值,B错误.
故选:ACD
12. 一束光从光源射出,经轴反射后(反射点为),射到线段上处.
(1)若,求光从出发,到达点时所走过的路程;
(2)若,求反射光的斜率的取值范围;
(3)若,求光从出发,到达点时所走过的最短路程.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)先求出关于轴的对称点,则光所走过的路程为;
(2)根据 ,可得反射光斜率的取值范围;
(3)当的横坐标,光所走过的最短路程为点到直线的距离.当的横坐标,光所走过的最短路程为点.
【小问1详解】
关于轴的对称点,,
由 ,则此时,
所以光所走过的路程即.
【小问2详解】
对于线段,令其端点,
则,
所以反射光斜率的取值范围是.
【小问3详解】
若反射光与直线垂直,则由.
①当,即时,光所走过的最短路程为点到直线的距离,
所以路程.
②当,即时,光所走过的最短路程为线段,其中,
所以.
综上:.
13. 已知圆与直线相切于点,圆心在轴上.
(1)求圆的标准方程;
(2)若过点的直线与圆交于两点,当时,求直线的一般式方程;
(3)过点且不与轴重合的直线与圆相交于两点,为坐标原点,直线分别与直线相交于两点,记的面积为,求的最大值.
【答案】(1) ;
(2)或;
(3).
【解析】
【分析】(1)由题意,设圆方程为,根据直线与圆的位置关系和两直线的位置关系可得,解之即可求解;
(2)根据几何法求弦长可得圆心到直线的距离为,易知当直线斜率不存在时满足题意;当斜率不存在时,设直线方程,利用点线距公式计算建立关于k的方程,解之即可求解;
(3)直线方程联立圆的方程,解得,同理可得,则,结合基本不等式计算即可求解.
【小问1详解】
由题可知,设圆的方程为,圆心为,
由直线与圆相切于点,
得,解得,
所以圆的方程为;
【小问2详解】
设圆心到直线的距离为d,
∵,∴,.
①当直线斜率不存在时,,满足到直线的距离;
②当直线斜率存在时:设方程:,即,
,整理得,解得,
,即,
综上:直线的一般式方程为或;
【小问3详解】
由题意知,,
设直线的斜率为,则直线的方程为,
由,得,
解得或,则点A的坐标为,
又直线的斜率为,同理可得:点的坐标为,
由题可知:,
,
又,同理,
,
当且仅当时等号成立,
的最大值为.
【点睛】方法点睛:解答圆锥曲线的最值问题的方法与策略:
(1)几何转化代数法:若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用圆锥曲线的定义、图形、几何性质来解决;
(2)函数取值法:若题目的条件和结论的几何特征不明显,则可以建立目标函数,再求这个函数的最值(或值域),常用方法:配方法;基本不等式法;单调性法;三角换元法;导数法等,要特别注意自变量的取值范围.
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