内容正文:
2025~2026学年度第一学期期中联合考试
高二数学
本试卷满分150分,考试用时120分钟.
一、选择题(共9题,每题5分,满分45分)
1. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由直线方程计算直线斜率,即可得到直线的倾斜角.
【详解】由题意得,直线的斜率,故直线的倾斜角为.
故选:D.
2. 双曲线的离心率为,则其渐近线方程( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由双曲线的离心率求出的值,由此可得出该双曲线的渐近线方程.
【详解】双曲线的离心率为,即,解得,
所以该双曲线的渐近线方程为.
故选:A.
3. 设x,,向量,向量,,且,,则( )
A. B. 3 C. 4 D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据空间向量垂直和共线的坐标表示即可得到方程,解出即可.
【详解】由题意得,解得,
,解得,则,,
,
则.
故选:D.
4. 设,则“”是“直线:与直线:平行”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【分析】根据两直线的位置关系并验证求得或,结合充分条件、必要条件的定义即可下结论.
【详解】由题意知,若,则,
即,解得或或,
当时,轴,,符合题意;
当时,,,符合题意;
当时,,与重合,不符合题意,
综上,或.
所以“”是“”的充分不必要条件,
故选:A
5. 与椭圆焦点相同,离心率互为倒数的双曲线方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据椭圆方程求得c,离心率和焦点的位置,然后再根据椭圆与双曲线的关系求解.
【详解】由椭圆,得,,焦点在轴上.
由题意得双曲线,焦点在轴上,,
所以,,
所以.
所以双曲线方程为.
故选:B
6. 过椭圆:的中心作直线l交椭圆于M,T两点,是椭圆的左焦点,则周长的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据椭圆的几何性质可得,进而将三角形的周长转化为,再由椭圆的定义及椭圆的上点的范围可得最小值.
【详解】由椭圆:,得,即,.
如图,作出符合题意的图形,
因为椭圆和直线l都是中心对称图形,所以,.
所以的周长为.
设,则,,
又因为,所以,当且仅当时等号成立.
所以,当且仅当时等号成立.
故选:B.
7. 我国在2022年完成了天宫空间站的建设,根据开普勒第一定律,天宫空间站的运行轨道可以近似为椭圆,地球处于该椭圆的一个焦点上.已知某次变轨任务前后,天宫空间站的近地距离(天宫空间站与地球距离的最小值)不变,远地距离(天宫空间站与地球距离的最大值)扩大为变轨前的3倍,椭圆轨道的离心率扩大为变轨前的2倍,则此次变轨任务前的椭圆轨道的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据给定条件,列出变轨前后椭圆长半轴长和离心率的关系等式,即可求解得答案.
【详解】设变轨前椭圆的长半轴长和离心率分别为,则半焦距为,
设变轨后椭圆的长半轴长为,显然变轨后椭圆离心率为,半焦距为,
依题意,,整理得,即,
而,解得,
此次变轨任务前的椭圆轨道的离心率为.
故选:C
8. 已知椭圆C:的左、右焦点分别为、,M为椭圆C上任意一点,P为曲线E:上任意一点,则的最小值( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用椭圆定义将问题转化为求的最小值问题,结合图形分析即可得解.
【详解】由题意,得,,
将曲线的方程化为,则圆心为,半径,
由椭圆定义得,即,
所以,
当且仅当点在线段上时等号成立,
因为,所以的最小值为.
故选:A
9. 设双曲线:的右焦点为,双曲线上的两点关于原点对称,且满足,,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设椭圆的左焦点,由椭圆的对称性结合,得到四边形为矩形,设,,在直角中,利用椭圆的定义和勾股定理化简得到,再根据,得到的范围,从而利用对勾函数的值域得到的范围,进而由即可得解.
【详解】如图所示:
设双曲线的左焦点,由双曲线的对称性可知,四边形为平行四边形,
又,则,所以平行四边形为矩形,故,
设,,则,
在中,,,
所以,则,
所以,
令,得,
又由,得,
因为对勾函数在上单调递增,所以,
所以 ,即,
则,故,
所以,
所以双曲线离心率的取值范围是,
故选:A
【点睛】关键点睛:本题解决的关键是利用椭圆的对称性证得四边形为矩形,再利用椭圆的定义与勾股定理,结合条件得到关于的齐次不等式,从而得解.
二、填空题(共6题,每题5分,满分30分.)
10. 已知圆,直线,当圆被直线截得的弦长最短时,直线的方程为__________.
【答案】
【解析】
【分析】直线过的定点,当直线垂直于时,圆被直线截得的弦长最短,可求直线的方程.
【详解】由题意,直线的方程化为,
由得
∴直线过定点,显然点在圆内,
要使直线被圆截得弦长最短,只需与圆心的连线垂直于直线,
,解得,
代入到直线的方程并化简得.
故答案为:.
11. 如图,在四棱锥中,平面,,,,,则点D到直线的距离为_________.
【答案】
【解析】
【分析】建立空间直角坐标系,得到向量,再利用向量投影公式求在上投影向量的模,最后结合勾股定理即可求出.
【详解】由题意得,以B为原点,分别以所在直线为轴建立空间直角坐标系,
则,,
,,,
,
设点D到直线的距离为,则,
故答案为:.
12. 已知圆A:和圆B:有3条公共切线,则实数m的值是_________.
【答案】或5
【解析】
【分析】根据两圆方程求出圆心和半径,结合题意可得两圆外切,进而列式计算即可.
【详解】由圆A:,则圆心为,半径为,
圆B:,圆心为,半径为,
由于两圆有3条公共切线,则两圆外切,
所以,则,解得或5.
故答案为:或5.
13. 在中,顶点,点B在直线上,点C在x轴上,则周长的最小值为_________.
【答案】
【解析】
【分析】折线段之和最值问题,利用对称,将直线同侧折线段化为直线异侧两定点间的折线段之和,由两点之间线段最短可知.
【详解】设关于直线的对称点为,关于轴的对称点为,与的交点即为,与轴的交点即为.
如图,两点之间线段最短可知,的长即为周长的最小值.
设,则,
解得,即,
关于轴的对称点为,
故周长的最小值为.
故答案为:.
14. 双曲线(,)的左、右焦点分别为、.点P在双曲线右支上,直线的斜率为3.若是直角三角形,且面积为3,则双曲线的方程为_________.
【答案】
【解析】
【分析】可利用三边斜率问题与正弦定理,转化出三边比例,设,由面积公式求出,由勾股定理得出,结合双曲线的定义再求出即可得解.
【详解】如下图:由题可知,点必落在第四象限,,
设,,则,
由,解得,
因为,所以,求得,即,
由,解得,
由正弦定理可得:,
则由,得,
由,得,
则,
所以,,
所以双曲线的方程为.
故答案为:.
15. 已知圆上两点,,O是坐标原点,,则的最大值为_________.
【答案】
【解析】
【分析】设的中点为,求出点的轨迹方程,根据点到直线的距离公式可得表示两点到直线的距离之和的倍,求出点到直线的距离的最大值,即可得解.
【详解】由题意得圆上两点,,得,
设的中点为,则,
由,得,
所以,可得点的轨迹是以为半径,为原点的圆,
则,
表示两点到直线的距离之和的倍,而为的中点,
故两点到直线的距离之和等于点到直线的距离的倍,
圆心到直线的距离,
所以点到直线的距离的最大值为,
所以的最大值是.
故答案为:.
三、解答题(共6题,满分75分.)
16. 已知圆C经过点和,且圆心C在直线上,
(1)求圆C的标准方程;
(2)过点作圆C的切线l,求直线l的方程;
(3)求直线被圆C所截得的弦长.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【解析】
【分析】(1)设圆C的方程为,将点A、B代入,结合圆心在直线上,即可求解;
(2)讨论直线斜率的存在性,设直线方程,利用直线与圆的位置关系计算即可求解;
(3)根据点到直线的距离公式和弦长公式即可求解.
【小问1详解】
设圆C的标准方程为,
则由题意得,解得,
故圆C的标准方程为;
【小问2详解】
因为,所以点在圆外,
当直线l的斜率不存在时,,
此时圆心到直线的距离为1,等于半径,故满足题意;
当直线l的斜率存在时,设,即,
则点到直线l的距离,解得,
此时,即;
综上,直线l的方程为或;
【小问3详解】
因为圆心到的距离为,
所以弦长.
17. 长方体中,,,E、F分别为,中点,.
(1)求证:平面;
(2)求直线与直线所成角的余弦值;
(3)求三棱锥的体积.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)6
【解析】
【分析】(1)根据题意,利用勾股定理,证得,由平面,证得平面,得到,结合线面垂直的判定定理,即可证得平面;
(2)以D为坐标原点,建立坐标系,求得和,结合向量的夹角公式,即可求解;
(3)由(1)知:平面,得到,求得,结合向量的距离公式,求得到平面的距离为,结合锥体的体积公式,即可求解.
【小问1详解】
因为为 中点,且 ,
在直角中,可得,
在直角中,可得,
在直角中,可得,
所以,所以,
在长方体中,可得平面,
因为平面,所以
又因为分别为的中点,可得,所以
因为平面,所以,
因为,且平面,所以平面.
【小问2详解】
以D为坐标原点,以所在直线分别为轴,建立空间直角坐标系,
如图所示,因为,
可得,
则,,
设直线与直线所成角为,
则,
所以直线与直线所成角的余弦值为.
【小问3详解】
由(1)知:平面,且平面,所以,
在直角中,,
可得,
又由,
可得,
由(1)知:平面,所以平面的一个法向量为,
所以到平面的距离为,
故三棱锥的体积为.
18. 如图,在三棱柱中,分别是,的中点,平面平面,,为等边三角形,.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值;
(3)求直线与平面所成角的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;
(2);
(3).
【解析】
【分析】(1)利用空间垂直关系可证明线面垂直,再建立空间直角坐标系,利用线向量与法向量的数量积为零来证明线面平行即可;
(2)利用空间向量法来求两平面夹角的余弦值即可;
(3)利用空间向量法来求线面角的正弦值即可.
【小问1详解】
证明:取中点H,因为为等边三角形,所以,
又因为平面平面,平面平面,平面,
所以平面,又因为,中位线,所以,
则以点为原点,以,,所在直线分别为x轴,y轴和z轴,建立空间直角坐标系,如图所示,
因为,,
所以可得,,,,,,,,
向量,且平面的法向量为,
则,所以,又因为平面,
所以平面.
【小问2详解】
由向量,,
设平面的法向量为,
则,令,得,
所以,又因为平面的法向量为,
所以,
则平面与平面的夹角的余弦值为.
【小问3详解】
由,,,
则向量,
平面的法向量为,
设直线与平面所成角为,
则,
即直线与平面所成角的正弦值为.
19. 已知椭圆C:()的左、右焦点分别为、,已知过的直线l与椭圆交于M,N两点,且的周长为,短轴长为2
(1)求椭圆C的方程;
(2)若在直线上存在一点P,使得为等边三角形,求直线l的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据椭圆定义和几何性质求出即可得方程;
(2)分斜率为0、不存在、存在且不为0讨论,记中点为,根据,结合弦长公式求解可得.
【小问1详解】
依题意,且,解得,
所以椭圆方程为.
【小问2详解】
若为等边三角形,则点为的垂直平分线与直线的交点.
①当直线斜率不存在时,直线的方程为,代入椭圆方程得,
解得,此时,
此时,,不满足题意;
②当直线斜率为0时,显然不满足题意;
③当直线斜率存在且不为0时,设直线为,,
设直线与椭圆交于不同的两点,,中点为,
由方程组,整理得,
则,,, ,
所以,
又直线的斜率为,
所以,
因为三角形为等边三角形,所以,整理得,
即,直线方程为
20. 已知椭圆()的右顶点为A,已知点,,且的面积为.
(1)求椭圆的离心率;
(2)过点P的直线与椭圆有唯一交点B(异于点A),且平分,求椭圆的方程.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题设列方程可得,进而求解即可;
(2)由(1)可得,,,椭圆的方程为,设直线的方程为,可得,联立直线与椭圆方程,结合题意可求得,进而得到直线的方程,根据平分可得点到直线的距离也为,结合点到直线的距离公式可求得,进而求解即可.
【小问1详解】
由题意,,,,的面积为,
则,
即,所以椭圆的离心率为.
【小问2详解】
由(1)知,则,
而,即,则,则,
则椭圆的方程为,即.
易知直线的斜率存在,设直线的方程为,则,即,
联立,得,
因为直线与椭圆有唯一交点,所以,
即,则,解得,则,
所以,,即,,
所以直线的方程为,即,
因为平分,又点到直线的距离为,
则点到直线的距离也为,所以,所以,
所以椭圆方程为.
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2025~2026学年度第一学期期中联合考试
高二数学
本试卷满分150分,考试用时120分钟.
一、选择题(共9题,每题5分,满分45分)
1. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 双曲线的离心率为,则其渐近线方程( )
A. B.
C. D.
3. 设x,,向量,向量,,且,,则( )
A. B. 3 C. 4 D.
4. 设,则“”是“直线:与直线:平行”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充分必要条件 D. 既不充分也不必要条件
5. 与椭圆焦点相同,离心率互为倒数的双曲线方程是( )
A. B. C. D.
6. 过椭圆:的中心作直线l交椭圆于M,T两点,是椭圆的左焦点,则周长的最小值是( )
A. B. C. D.
7. 我国在2022年完成了天宫空间站的建设,根据开普勒第一定律,天宫空间站的运行轨道可以近似为椭圆,地球处于该椭圆的一个焦点上.已知某次变轨任务前后,天宫空间站的近地距离(天宫空间站与地球距离的最小值)不变,远地距离(天宫空间站与地球距离的最大值)扩大为变轨前的3倍,椭圆轨道的离心率扩大为变轨前的2倍,则此次变轨任务前的椭圆轨道的离心率为( )
A. B. C. D.
8. 已知椭圆C:的左、右焦点分别为、,M为椭圆C上任意一点,P为曲线E:上任意一点,则的最小值( )
A. B. C. D.
9. 设双曲线:的右焦点为,双曲线上的两点关于原点对称,且满足,,则双曲线的离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、填空题(共6题,每题5分,满分30分.)
10. 已知圆,直线,当圆被直线截得的弦长最短时,直线的方程为__________.
11. 如图,在四棱锥中,平面,,,,,则点D到直线的距离为_________.
12. 已知圆A:和圆B:有3条公共切线,则实数m的值是_________.
13. 在中,顶点,点B在直线上,点C在x轴上,则周长的最小值为_________.
14. 双曲线(,)的左、右焦点分别为、.点P在双曲线右支上,直线的斜率为3.若是直角三角形,且面积为3,则双曲线的方程为_________.
15. 已知圆上两点,,O是坐标原点,,则的最大值为_________.
三、解答题(共6题,满分75分.)
16. 已知圆C经过点和,且圆心C在直线上,
(1)求圆C的标准方程;
(2)过点作圆C的切线l,求直线l的方程;
(3)求直线被圆C所截得的弦长.
17. 长方体中,,,E、F分别为,中点,.
(1)求证:平面;
(2)求直线与直线所成角的余弦值;
(3)求三棱锥的体积.
18. 如图,在三棱柱中,分别是,的中点,平面平面,,为等边三角形,.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面的夹角的余弦值;
(3)求直线与平面所成角的正弦值.
19. 已知椭圆C:()的左、右焦点分别为、,已知过的直线l与椭圆交于M,N两点,且的周长为,短轴长为2
(1)求椭圆C的方程;
(2)若在直线上存在一点P,使得为等边三角形,求直线l的方程.
20. 已知椭圆()的右顶点为A,已知点,,且的面积为.
(1)求椭圆的离心率;
(2)过点P的直线与椭圆有唯一交点B(异于点A),且平分,求椭圆的方程.
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