内容正文:
2025—2026学年度第一学期高二段考试题
数 学
第Ⅰ卷 (选择题)
一、单选题:本题共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.
1. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 椭圆的焦点坐标为( )
A. B.
C. D.
3. 两条平行直线和间的距离为,则分别为( )
A B. C. D.
4. 甲、乙两人投篮的命中率分别为和,且他们投篮互不影响,若两人分别投篮一次,则至少有一人投中的概率为( )
A. B.
C. D.
5. 设,为椭圆的两个焦点,为上一点且在第一象限,若为等腰三角形,则的面积为( )
A. B. C. D.
6. 已知圆的方程为,直线与圆相交于M、N两点且,则的值为( )
A. B. C. D. 10
7. 已知圆:(,为常数)与:.若圆心与关于直线对称,则圆与的位置关系为( )
A. 内含 B. 相交 C. 相切 D. 相离
8. 已知双曲线的两个焦点分别为,,过右焦点作直线l,交右支于A,B两点,以AB为直径的圆过,若,则双曲线C的离心率的平方为( )
A. B. C. D.
二、多选题:本题共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.全部选对的得6分,有选错的得0分.
9 已知直线和圆,则( )
A. 直线l恒过定点
B. 存在k使得直线l与直线垂直
C 直线l与圆O相交
D. 若,直线l被圆O截得的弦长为4
10. 从装有除颜色外完全相同的2个红球(编号为1,2)和2个白球(编号为3,4)的口袋中不放回地依次随机摸出2个球,表示事件“恰有1个白球”,表示事件“恰有2个白球”,表示事件“取到了编号为1的小球”,则下列结论正确的是( )
A. 事件,互为对立事件 B.
C. D. 事件,为相互独立事件
11. 椭圆:的左、右焦点分别为,点P在椭圆上,点在以为圆心,的长轴长为直径的圆上,则下列说法正确的是( )
A. 椭圆的离心率为
B. 的最大值为8
C. 过点的直线与椭圆只有一个公共点,此时直线方程为和
D. 的最小值为
第Ⅱ卷 (非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若抛物线上的点P的横坐标为3,则点P到焦点的距离是______.
13. 以双曲线的离心率为半径,以右焦点为圆心的圆与双曲线的渐近线相切,则的值为__________.
14. 已知三棱锥四个顶点在球面上,,是边长为的正三角形,,分别是,的中点,,则此球的半径是______.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知椭圆的离心率为是椭圆的右顶点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且倾斜角为直线与椭圆交于A、B两点,求.
16. 已知四棱锥,平面,底面是矩形,,,,分别是与的中点.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
17. 为提高中学生的网络安全意识和信息技术能力,某中学组织了一次信息技术创新比赛,参赛选手两人为一组,需要在规定时间内独自对两份不同的加密文件进行解密,每份文件只有一次解密机会.已知甲每次解开密码的概率为,乙每次解开密码的概率为,每次是否解开密码也互不影响.已知:甲成功解密一份文件的概率为,乙成功解密两份文件的概率为.
(1)求的值;
(2)求甲、乙两次解密过程中一共解开密码至多两次的概率.
18. 如图,在四棱锥中,为等边三角形,平面平面,为的中点.
(1)求证:;
(2)求平面和平面夹角的余弦值;
(3)若直线与平面所成角的正弦值为,求实数的值.
19. 在平面直角坐标系中,满足到、距离之和为定值的点的轨迹为曲线,且点在曲线上.过点且不平行于x轴的直线与曲线交于点A、B,AB的中点为G,过点A,B分别作直线l:的垂线,垂足分别为C、D,l与x轴的交点为E.
(1)求的方程;
(2)证明:;
(3)记CG与AE的交点为M,DG与BE的交点为N,求四边形MGNE面积的最大值.
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2025—2026学年度第一学期高二段考试题
数 学
第Ⅰ卷 (选择题)
一、单选题:本题共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.
1. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据给定条件,求出直线斜率,进而求出其倾斜角.
【详解】直线的斜率,倾斜角范围为,
所以直线的倾斜角为.
故选:B
2. 椭圆的焦点坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】化椭圆的方程为,结合椭圆的几何性质,即可求解.
【详解】由椭圆化为标准方程为,
可得,则,可得,且焦点在轴上,
所以椭圆的焦点坐标为.
故选:C.
3. 两条平行直线和间的距离为,则分别为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】由两直线平行可推出,再根据平行线间距离公式可计算.
【详解】由题意可得,
再由平行线的距离公式得.
故选:B
4. 甲、乙两人投篮的命中率分别为和,且他们投篮互不影响,若两人分别投篮一次,则至少有一人投中的概率为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据相互独立事件的概率和对立事件的概率公式计算.
【详解】至少有一人投中的概率为.
故选:D
5. 设,为椭圆的两个焦点,为上一点且在第一象限,若为等腰三角形,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由椭圆标准方程可得,,,根据题意得或,结合图形,利用椭圆的定义求出的三边长,即可求得其面积
【详解】由椭圆:可得,, ,
因为上一点且在第一象限,则
由等腰三角形,则可得或,
当时,,
此时的面积为:;
当时,,不合题意,舍去.
综上,可得的面积为.
故选:C.
6. 已知圆的方程为,直线与圆相交于M、N两点且,则的值为( )
A. B. C. D. 10
【答案】A
【解析】
【分析】由题设易得圆心为,半径为,,,进而根据列方程求解即可.
详解】由圆:,即,
则圆心为,半径为,,
在圆中,由于,,
则,
而圆心到直线的距离为,
由,则,解得.
故选:A
7. 已知圆:(,为常数)与:.若圆心与关于直线对称,则圆与的位置关系为( )
A. 内含 B. 相交 C. 相切 D. 相离
【答案】B
【解析】
【分析】根据条件求出 的圆心 ,再根据 圆心的距离即可判断.
【详解】圆的方程为,
依题意,,
因为圆心与关于直线对称,
所以,又,,,,
,所以两个圆相交;
故选:B.
8. 已知双曲线的两个焦点分别为,,过右焦点作直线l,交右支于A,B两点,以AB为直径的圆过,若,则双曲线C的离心率的平方为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】结合题意与双曲线定义得到,,再结合余弦定理建立齐次方程求解离心率即可.
【详解】因为,所以,即,
令,得到,,
由双曲线定义得,,
因为以AB为直径的圆过,所以,
故,得到,
整理得,解得,
则,,
在中,由余弦定理得,
得,
整理得,则,故A正确.
故选:A
二、多选题:本题共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.全部选对的得6分,有选错的得0分.
9. 已知直线和圆,则( )
A. 直线l恒过定点
B. 存在k使得直线l与直线垂直
C. 直线l与圆O相交
D. 若,直线l被圆O截得的弦长为4
【答案】BC
【解析】
【分析】利用直线系方程求出直线所过定点坐标判断A、C;求出使得直线与直线垂直的值判断B;根据弦长公式求出弦长可判断D.
【详解】解:对于A、C,由,得,令,解得,
所以直线恒过定点,故A错误;
因为直线恒过定点,而,即在圆内,
所以直线l与圆O相交,故C正确;
对于B,直线的斜率为,则当时,满足直线与直线垂直,故B正确;
对于D,时,直线,圆心到直线的距离为,
所以直线l被圆O截得的弦长为,故D错误.
故选:BC.
10. 从装有除颜色外完全相同的2个红球(编号为1,2)和2个白球(编号为3,4)的口袋中不放回地依次随机摸出2个球,表示事件“恰有1个白球”,表示事件“恰有2个白球”,表示事件“取到了编号为1的小球”,则下列结论正确的是( )
A. 事件,互为对立事件 B.
C. D. 事件,为相互独立事件
【答案】BCD
【解析】
【分析】除了事件与事件,还有事件“恰有2个红球”可判断A;求得总的基本事件的个数,再求得事件,事件,事件包含的基本事件的个数,利用古典概型概率公式求得概率可判断BCD.
【详解】因为在一次取球中,事件与事件不可能同时发生,
除了这两个基本事件外,还有事件“恰有2个红球”,故和不为对立事件,故A错误;
因为从袋子中随机地取出2个球,共有,,,,,,,
,,,,,12种情况,
事件包含8个基本事件,事件包含6个基本事件,事件包含4个基本事件,
则,,,
所以事件,为相互独立事件,故BCD正确.
故选:BCD.
11. 椭圆:的左、右焦点分别为,点P在椭圆上,点在以为圆心,的长轴长为直径的圆上,则下列说法正确的是( )
A. 椭圆的离心率为
B. 的最大值为8
C. 过点的直线与椭圆只有一个公共点,此时直线方程为和
D. 的最小值为
【答案】ACD
【解析】
【分析】由题设结合离心率公式直接计算即可求解判断A;由椭圆定义结合基本不等式即可求解判断B;设直线方程并与椭圆方程联立,利用判别式即可计算求解判断C;利用椭圆定义数形结合转化得到即可计算得解.
【详解】由题可得,所以,故A正确;
由题可得,所以,当且仅当时等号成立,
所以的最大值为4,故B错误;
因为,所以点在椭圆C外,
显然过点的直线与椭圆只有一个公共点,则直线斜率存在,设该直线方程为,即,
联立,
则或,
所以过点与椭圆只有一个公共点的直线方程为或,
即和,故C正确;
,以为圆心,且的长轴长为直径的圆的半径为2,如图,
所以
所以的最小值为.故D正确;
故选:ACD
第Ⅱ卷 (非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 若抛物线上的点P的横坐标为3,则点P到焦点的距离是______.
【答案】5
【解析】
【分析】直接利用抛物线的定义,求解即可.
【详解】解:抛物线的焦点,准线为,由P的横坐标为3,所以P到准线的距离为5,故点P到焦点的距离是5.
故答案为:5.
13. 以双曲线的离心率为半径,以右焦点为圆心的圆与双曲线的渐近线相切,则的值为__________.
【答案】##
【解析】
【分析】根据给定条件,求出双曲线渐近线方程、离心率及右焦点坐标,再利用圆的切线性质列式计算得解.
【详解】双曲线的渐近线为,离心率,右焦点,
依题意,,所以.
故答案为:
14. 已知三棱锥四个顶点在球面上,,是边长为的正三角形,,分别是,的中点,,则此球的半径是______.
【答案】##
【解析】
【分析】根据题意结合余弦定理求得,进而可得两两垂直,可以把三棱锥P-ABC转化为边长为1的正方体,利用正方体的性质求外接球的半径.
【详解】设,则,
因为,则,
在中,因为,则,
由余弦定理可得,
即,解得(负值已舍去),
可知,即,同理可得,,所以两两垂直,
可以把三棱锥转化为边长为1的正方体,则三棱锥的外接球即为正方体的外接球,
正方体的体对角线即为外接球的直径,即.
故答案为:.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知椭圆的离心率为是椭圆的右顶点.
(1)求椭圆的方程;
(2)过点且倾斜角为的直线与椭圆交于A、B两点,求.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据椭圆离心率以及顶点坐标即可得关于的方程,求解即可;
(2)求出直线l的方程,与椭圆方程联立,运用韦达定理和弦长公式,可得.
【小问1详解】
由椭圆的右顶点可得,又,所以,
所以,
所以椭圆的方程为;
【小问2详解】
因为直线过点且倾斜角为,所以直线的方程为
由 得,
设,则,
由弦长公式得.
16. 已知四棱锥,平面,底面是矩形,,,,分别是与的中点.
(1)求证:平面;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)取的中点,连接,先证明四边形为平行四边形,可得,进而求证即可;
(2)建立空间直角坐标系,根据向量夹角的余弦公式即可求得直线与平面的正弦值.
【小问1详解】
取的中点,连接.
则.
而底面为矩形,是的中点,
所以.
所以,所以四边形为平行四边形,
所以,又平面,而不在平面内,
所以平面.
【小问2详解】
因为平面,四边形为矩形,所以以为原点,以所在直线为轴建立空间直角坐标系,如图所示.
则,.
所以.
设平面的一个法向量为,
则,令,则.
所以平面的一个法向量为,
所以.
所以直线与平面所成角的正弦值为.
17. 为提高中学生的网络安全意识和信息技术能力,某中学组织了一次信息技术创新比赛,参赛选手两人为一组,需要在规定时间内独自对两份不同的加密文件进行解密,每份文件只有一次解密机会.已知甲每次解开密码的概率为,乙每次解开密码的概率为,每次是否解开密码也互不影响.已知:甲成功解密一份文件的概率为,乙成功解密两份文件的概率为.
(1)求的值;
(2)求甲、乙两次解密过程中一共解开密码至多两次的概率.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)设“甲成功解密份文件”,“乙成功解密份文件”根据题意,列出方程,即可求解;
(2)由(1)知:,设“甲乙两人两次一共解开密码至多2次”,结合独立事件的乘法和互斥事件的概率加法公式,求得,进而求得,即可得到答案.
【小问1详解】
解:设“甲成功解密份文件”,“乙成功解密份文件”()
由题知,解得.
【小问2详解】
解:由(1)知:,
设“甲乙两人两次一共解开密码至多2次”,则,
其中两两互斥,与,与,与分别相互独立,
可得,,
所以,则
所以甲、乙两次解密过程中一共解开密码至多两次的概率为.
18. 如图,在四棱锥中,为等边三角形,平面平面,为的中点.
(1)求证:;
(2)求平面和平面夹角的余弦值;
(3)若直线与平面所成的角的正弦值为,求实数的值.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)1
【解析】
【分析】(1)利用面面垂直的性质得平面,再由线面垂直的性质,即可求解;
(2)建立空间直角坐标系,求出平面和平面的法向量,再利用面面角的向量法,即可求解;
(3)利用(2)中结果,利用线面角的向量法,即可求解.
【小问1详解】
由为等边三角形,为的中点,可知,
又因为平面平面,平面平面,平面
所以平面,又平面,则.
【小问2详解】
取的中点,连接,因为,
则,以为原点,分别以为轴建立空间直角坐标系,
又,,则,
所以,
设平面的法向量
因为,
由,得到,令,
所以,
易知平面的一个法向量为,则,
所以平面和平面夹角的余弦值为.
【小问3详解】
因为,设直线与平面所成角为,
,
整理得到,即,
解得,满足题意,所以.
19. 在平面直角坐标系中,满足到、距离之和为定值的点的轨迹为曲线,且点在曲线上.过点且不平行于x轴的直线与曲线交于点A、B,AB的中点为G,过点A,B分别作直线l:的垂线,垂足分别为C、D,l与x轴的交点为E.
(1)求的方程;
(2)证明:;
(3)记CG与AE的交点为M,DG与BE的交点为N,求四边形MGNE面积的最大值.
【答案】(1)
(2)证明见解析 (3)
【解析】
【分析】(1)根据题意知定值为,进而根据椭圆的定义求解即可;
(2)要证明,只需证明直线和的斜率相等即可;
(3)将求四边形的面积的最大值转化为求面积的最大值,联立直线和椭圆方程,利用根和系数的关系及函数的单调性求解即可.
【小问1详解】
根据题意,点到、距离之和为,
所以,设点,则到、距离之和为且大于与距离,
所以,根据椭圆定义得,曲线表示以、为焦点,长轴长为的椭圆
所以,中,,即,
所以,曲线的方程为.
小问2详解】
由题知椭圆右焦点为,设直线方程:
,设
联立 ,消得:
由韦达定理:
又,,
所以,,
要证,即证,
即证,
即证,
即证,
又根据韦达定理:,得证.
【小问3详解】
如图:
在中,因为,G中点,所以是中点,
由(2)同理可得,所以四边形是平行四边形,
且G是中点,所以是中点,连接,
易知
所以,
由(2)得:,
令椭圆的右焦点为,则
即
计算
所以,
(令)化简得:
,
由于对勾函数单调递增(对求导),
所以,则:,
故:.
所以四边形MGNE面积的最大值为:.
【点睛】方法点睛:(1)解答直线与椭圆的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去(或)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系;(2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.有时若直线过轴上的一点,可将直线设成点斜式.
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