内容正文:
定远育才学校2025-2026学年高二上学期12月月考
数学试题
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知点,,若直线:与线段相交,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
2. 如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,点分别为的中点,若,且,则( )
A. 1 B. 2 C. D.
3. 已知点是直线:上的动点,过点引圆:的两条切线.为切点,当的最大值为时,则的值为( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
4. 已知正方体的棱长为1,下列四个结论中错误的是( )
A. 直线与直线所成的角为
B. 直线与平面所成角的余弦值为
C. 平面
D. 点到平面的距离为
5. 如图,过抛物线的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C.若,且,则此抛物线的方程为( )
A. B. C. D.
6. 已知()的左、右顶点分别为,,上、下顶点分别为且,,右焦点为,直线与直线相交于点.若垂直于轴,则椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
7. 在图形设计和创作中,常常需要用不同的形状和线条进行组合,以创造出独特的视觉效果. 某校数学兴趣小组设计了一个如图所示的“螺旋线”:点,在直线l上,是边长为1的等边三角形,是以点为圆心,为半径的圆弧,是以点为圆心,为半径的圆弧,是以点为圆心,为半径的圆弧,是以点为圆心,为半径的圆弧,,依次类推(其中点,,,,共线,点,,,,共线,点,,,,共线). 由上述圆弧组成的曲线H与直线l恰有9个交点时,曲线H长度的最小值为( )
A. B. C. D.
8. 若双曲线:,,分别为左、右焦点,设点是在双曲线上且在第一象限的动点,点为△的内心,,则下列说法正确的是( )
A. 双曲线的渐近线方程为
B. 点的运动轨迹为双曲线的一部分
C. 若,,则
D. 不存在点,使得取得最小值
二、多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
9. 在递增的等比数列{an}中,Sn是数列{an}的前n项和,若a1a4=32,a2+a3=12,则下列说法正确的是( )
A. q=1 B. 数列{Sn+2}是等比数列
C. S8=510 D. 数列{lgan}是公差为2的等差数列
10. 在平面直角坐标系xOy中,已知点,,动点满足,记点的轨迹为C,则( )
A. 存在实数a,使得C上所有的点到点的距离大于2
B. 存在实数a,使得C上有两点到点与的距离之和为6
C. 存在实数a,使得C上有两点到点与的距离之差为2
D. 存在实数a,使得C上有两点到点的距离与到直线的距离相等
11. 已知的顶点,边上的中线所在直线方程为,边上的高所在直线方程为,则下列说法正确的有( )
A. 过点且平行于的直线的方程为
B. 直线的方程为
C. 点的坐标为
D. 边的垂直平分线的方程为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知等差数列首项为,公差为,等比数列首项为,公比为,其中都是大于1的正整数,且,对于任意的,总存在,使得成立,则_______.
13. 已知圆截直线所得线段的长度是,则圆M的方程为___________.
14. 已知双曲线C:的左、右焦点分别为、,点A为双曲线C的右顶点,直线l过点A且与x轴垂直,点B为直线l上异于点A的任意一点,以点B为圆心,线段BA长为半径作圆,过点、分别作圆B的切线m和、n与x轴不重合,切线m和n相交于点P,则点P到直线的最小距离为_________.
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. 已知数列满足,,为数列的前 项和.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式;
(3)求数列的前 项和.
16. 已知圆:,圆,其中.
(1)若,判断圆与的位置关系,并求两圆公切线方程
(2)设圆与圆的公共弦所在直线为l,且圆的圆心到直线l的距离为,求直线l的方程以及公共弦长
17. 如图,底面ABCD是边长为1的菱形,,底面ABCD,,M为OA的中点,N为BC的中点.
(1)证明:直线平面OCD;
(2)求异面直线AB与MD所成角的大小.
18. 如图,在平面直角坐标系中,椭圆:的左、右焦点分别为,,离心率为,两准线之间的距离为8.点在椭圆上,且位于第一象限,过点作直线的垂线,过点作直线的垂线.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线,的交点在椭圆上,求点的坐标.
19. 已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与双曲线的一个焦点重合,过焦点F的直线l交抛物线于A,B两点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)记抛物线C的准线与x轴的交点为N,试问是否存在常数λ∈R,使得且都成立?若存在,求出实数λ的值;若不存在,请说明理由.
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定远育才学校2025-2026学年高二上学期12月月考
数学试题
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 已知点,,若直线:与线段相交,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】首先求出直线过定点,在求出临界点处直线的斜率,结合图象得到不等式组,解得即可.
【详解】因为直线:,即,令,解得,
所以直线恒过定点,
又,,直线的斜率为,
要使直线与线段有公共点,由图可知,解得,
即的取值范围是.
故选:B.
2. 如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,点分别为的中点,若,且,则( )
A. 1 B. 2 C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据空间向量的线性运算及空间向量基本定理即可求解.
【详解】因为点分别为的中点,所以,
所以,
因为,所以,
所以,
又,则,所以.
故选:D.
3. 已知点是直线:上的动点,过点引圆:的两条切线.为切点,当的最大值为时,则的值为( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
【答案】D
【解析】
【分析】由点在直线上,连接,当时,最大,再利用点到直线的距离公式可得答案.
【详解】由题意知,点在直线上,
连接,当时,最大,此时,
所以,故,
又圆心到直线的距离,所以.
故选:D
【点睛】本题考查直线与圆的位置关系,属于中档题.
4. 已知正方体的棱长为1,下列四个结论中错误的是( )
A. 直线与直线所成的角为
B. 直线与平面所成角的余弦值为
C. 平面
D. 点到平面的距离为
【答案】D
【解析】
【分析】以正方体的棱建立空间直角坐标系,然后得到点的坐标,由向量与向量数量积为0得到线线垂直判断A;求出平面的法向量,由求出线面角的正弦值,然后得到线面角的余弦值判断B;由法向量与相等,证明平面可判断C;由点到平面距离的向量法可求得点到平面的距离可判断D.
【详解】在正方体中,,
以为原点,分别为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则,
所以,所以,
所以,所以直线与直线所成的角为,故A正确;
又,
设平面的一个法向量为,
则,令,则,
所以平面的一个法向量为,
设直线与平面所成角为,
则,
所以,
所以直线与平面所成角的余弦值为,故B正确;
因为,所以平面,故C正确;
点到平面的距离为,故D错误.
故选:D.
5. 如图,过抛物线的焦点F的直线交抛物线于点A,B,交其准线l于点C.若,且,则此抛物线的方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】分别过点,作准线的垂线,分别交准线于点,,设,根据抛物线定义可知,进而推断出的值,在直角三角形中求得,进而根据,利用比例线段的性质可求得,则抛物线方程可得.
【详解】如图分别过点,作准线的垂线,分别交准线于点,,设,则由已知得:,由定义得:,故,
在直角三角形中,,,
,
从而得,
,
求得,
所以抛物线的方程为.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了抛物线的标准方程.考查了学生对抛物线的定义和基本知识的综合把握,属于中档题.
6. 已知()的左、右顶点分别为,,上、下顶点分别为且,,右焦点为,直线与直线相交于点.若垂直于轴,则椭圆的离心率( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题借已知条件建立、、的方程,再由方程构造求解即可.
【详解】解:由题意得:,,,,,
则直线的方程为:,直线的方程为:,
联立方程,得:,
而垂直于轴,所以是方程的解,则,
整理得:,
故选:A
【点睛】本题考查借、、的等量关系求椭圆离心率的问题,是中档题.
7. 在图形设计和创作中,常常需要用不同的形状和线条进行组合,以创造出独特的视觉效果. 某校数学兴趣小组设计了一个如图所示的“螺旋线”:点,在直线l上,是边长为1的等边三角形,是以点为圆心,为半径的圆弧,是以点为圆心,为半径的圆弧,是以点为圆心,为半径的圆弧,是以点为圆心,为半径的圆弧,,依次类推(其中点,,,,共线,点,,,,共线,点,,,,共线). 由上述圆弧组成的曲线H与直线l恰有9个交点时,曲线H长度的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】第一次以,,为圆心圆弧时,与直线l恰好有2个交点(不包括起点),圆弧组成的曲线H与直线l恰有9个交点时,要使曲线H长度的最小,则刚好转四轮,据此计算即可求曲线H长度的最小值.
【详解】由题意可知,第个劣弧的半径为,圆心角为,
第一次以,,为圆心圆弧时,与直线l恰好有2个交点(不包括起点),
同理第二次以,,为圆心圆弧时,与直线l恰好有2个交点,
以此类推,每一轮以次以,,为圆心圆弧时,与直线l恰好有2个交点,
上述圆弧组成的曲线H与直线l恰有9个交点时,要使曲线H长度的最小,则刚好转四轮,
所以曲线H长度的最小值为.
故选:C.
8. 若双曲线:,,分别为左、右焦点,设点是在双曲线上且在第一象限的动点,点为△的内心,,则下列说法正确的是( )
A. 双曲线的渐近线方程为
B. 点的运动轨迹为双曲线的一部分
C. 若,,则
D. 不存在点,使得取得最小值
【答案】C
【解析】
【分析】根据双曲线的方程直接写出渐近线方程判定A;由圆的切线长定理和双曲线的定义可求得的横坐标,可判定B;由双曲线的定义和余弦定理,利用等面积法求得的纵坐标,由正弦和求交点,求得的坐标,运用向量的坐标表示,可得,可判定C;若与关于y轴对称,结合双曲线的定义及对称性可得,可判定D.
【详解】由题意,双曲线,可知其渐近线方程为,A错误;
设,△的内切圆与、、分别切于、、,可得,
由双曲线的定义可得:,即,
又,解得,则的横坐标为,
由与的横坐标相同,即的横坐标为,故在定直线上运动,B错误;
由且,解得:,
∴,则,
∴,同理可得:,
设直线,直线,联立方程得,
设△的内切圆的半径为,则,解得,即,
∴,
由,可得,解得,故, C正确;
若与关于y轴对称,则且,而,
∴,故要使的最小,只需三点共线即可,
易知:,故存在使得取最小值,D错误.
故选:C.
【点睛】方法点睛:D选项求动点到两定点的距离最值,应用双曲线的定义及对称性将动点转移到两定点之间的某条曲线上,结合两定点间的线段最短求最小值.
二、多选题:本题共3小题,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
9. 在递增的等比数列{an}中,Sn是数列{an}的前n项和,若a1a4=32,a2+a3=12,则下列说法正确的是( )
A. q=1 B. 数列{Sn+2}是等比数列
C. S8=510 D. 数列{lgan}是公差为2的等差数列
【答案】BC
【解析】
【分析】
先根据题干条件判断并计算得到q和a1的值,可得到等比数列{an}的通项公式和前n项和公式,对选项进行逐个判断即可得到正确选项.
【详解】由题意,根据等比中项的性质,可得
a2a3=a1a4=32>0,a2+a3=12>0,
故a2>0,a3>0.
根据根与系数的关系,可知
a2,a3是一元二次方程x2﹣12x+32=0的两个根.
解得a2=4,a3=8,或a2=8,a3=4.
故必有公比q>0,
∴a10.
∵等比数列{an}是递增数列,∴q>1.
∴a2=4,a3=8满足题意.
∴q=2,a12.故选项A不正确.
an=a1•qn﹣1=2n.
∵Sn2n+1﹣2.
∴Sn+2=2n+1=4•2n﹣1.
∴数列{Sn+2}是以4为首项,2为公比的等比数列.故选项B正确.
S8=28+1﹣2=512﹣2=510.故选项C正确.
∵lgan=lg2n=n.
∴数列{lgan}是公差为1的等差数列.故选项D不正确.
故选:BC
【点睛】本题考查了等比数列的通项公式、求和公式和性质,考查了学生概念理解,转化划归,数学运算的能力,属于中档题.
10. 在平面直角坐标系xOy中,已知点,,动点满足,记点的轨迹为C,则( )
A. 存在实数a,使得C上所有的点到点的距离大于2
B. 存在实数a,使得C上有两点到点与的距离之和为6
C. 存在实数a,使得C上有两点到点与的距离之差为2
D. 存在实数a,使得C上有两点到点的距离与到直线的距离相等
【答案】BD
【解析】
【分析】先求出C的方程,然后求出选项A,B,C,D给定条件对应的轨迹方程,最后探讨它们的关系而得解.
【详解】设点P(x,y),由得,
化简得,则曲线C是斜率为2的动直线,
对于A:点到直线C的距离为,即曲线C上存在点与距离小于2,故A错误;
对于B:因,则到点与的距离之和为6的轨迹是中心在原点,长轴长为6的椭圆,
当时,直线C:与这个椭圆有两个交点,故B正确;
对于C:因,则到点与的距离之差为2的轨迹是中心在原点,实轴长为2的双曲线右支,
直线C:与此双曲线渐近线平行,直线C:与这个双曲线右支最多有一个公共点,故C错误;
对于D:当时,到点的距离与到直线的距离相等的点的轨迹是顶点在原点,焦点在轴上的抛物线,
由消去得,,
当,直线C与抛物线交于两点,故D正确.
故选:BD.
11. 已知的顶点,边上的中线所在直线方程为,边上的高所在直线方程为,则下列说法正确的有( )
A. 过点且平行于的直线的方程为
B. 直线的方程为
C. 点的坐标为
D. 边的垂直平分线的方程为
【答案】ABC
【解析】
【分析】设过点且平行于的直线的方程为,再将点代入即可判断A;先求出的斜率,再根据点斜式即可判断B;联立直线的方程即可判断C;求出边的中点坐标及所求直线的斜率,再根据点斜式即可判断D.
【详解】对于A,设过点且平行于的直线的方程为,
则,解得,
所以过点且平行于的直线的方程为,故A正确;
对于B,由题意知,,
∵,∴,
所以直线的方程为,即,故B正确;
对于C,联立,解得,
所以点的坐标为,故C正确;
对于D,边的中点坐标为,,
所以边的垂直平分线的斜率为,
所以边的垂直平分线的方程为,即,故D错误.
故选:ABC.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 已知等差数列首项为,公差为,等比数列首项为,公比为,其中都是大于1的正整数,且,对于任意的,总存在,使得成立,则_______.
【答案】
【解析】
【分析】利用已知条件中的不等关系可得值,条件中令进行计算可得值,然后由等差数列的通项公式可得答案.
【详解】∵,,∴,
又∵,且,∴,
∵对于任意的,总存在,使得成立,
∴令,得,
又∵,∴,∴.
故答案为:.
13. 已知圆截直线所得线段的长度是,则圆M的方程为___________.
【答案】
【解析】
【分析】由圆与直线相交的弦长公式求出,即可求解
【详解】因为,则,
又圆直线所得线段的长度是,
所以,解得,
所以圆M的方程为
14. 已知双曲线C:的左、右焦点分别为、,点A为双曲线C的右顶点,直线l过点A且与x轴垂直,点B为直线l上异于点A的任意一点,以点B为圆心,线段BA长为半径作圆,过点、分别作圆B的切线m和、n与x轴不重合,切线m和n相交于点P,则点P到直线的最小距离为_________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查双曲线的定义,性质,以及直线与双曲线的位置关系,属于较难题.
由题意得到P在双曲线上,设与直线平行的直线方程为,联立方程,由,求出两条切线方程,再利用两平行线间的距离得到点P到直线的最小距离.
【详解】解:设切线m、n与圆B相切的切点分别为M、N,
当点P在第一象限时,由,故点P在双曲线右支上,
同理可得P在双曲线上.
设与直线平行的直线方程为,
联立方程,消去y后整理为,
,
解得,
所以与直线平行且与圆B相切的直线方程为,
则点P到直线的最小距离为.
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. 已知数列满足,,为数列的前 项和.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式;
(3)求数列的前 项和.
【答案】(1)证明:对整理有:,
等式两边同时除以可得,
等式两边再同时减 得,即,
又由,可得,故,
则数列是首项为,公比为的等比数列.
(2)
(3)
【解析】
【分析】(1)对题设中的递推关系变形后可得,故可得是等比数列;
(2)由(1)结合等比数列的通项公式可求;
(3)利用分组求和法可求.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)得的通项公式为,
得,所以.
【小问3详解】
由(2)知,
所以
.
16. 已知圆:,圆,其中.
(1)若,判断圆与的位置关系,并求两圆公切线方程
(2)设圆与圆的公共弦所在直线为l,且圆的圆心到直线l的距离为,求直线l的方程以及公共弦长
【答案】(1)两圆内切,;(2)直线l的方程为,公共弦长为.
【解析】
【分析】(1)由,分别得到圆和圆的圆心,半径,然后利用圆圆的位置关系判断,再由两圆方程相减得到公切线;
(2)先得到两圆公共弦所在直线l的方程,再利用弦长公式求解.
【详解】(1)当时,
圆的圆心,半径,
圆的圆心,半径,
圆心距,所以两圆内切;
因为两圆内切,所以公切线只有一条,
两圆的公切线方程可由两圆方程相减得到:;
(2)两圆公共弦所在直线l的方程为:,
圆的圆心到直线l的距离,
于是,或舍,
所以直线l的方程为;
因为圆半径,弦心距,
由勾股定理可得半弦长为,
所以公共弦长为.
17. 如图,底面ABCD是边长为1的菱形,,底面ABCD,,M为OA的中点,N为BC的中点.
(1)证明:直线平面OCD;
(2)求异面直线AB与MD所成角的大小.
【答案】(1)
取中点,连接,.
由M为OA的中点,
,而,
, 平面,故平面,
又N为BC的中点,,
平面,故平面,
而 平面MNE,
平面平面,
平面.
(2)
【解析】
【分析】(1)取中点,连接,.利用三角形的中位线定理和菱形的性质可得,,利用面面平行的判定定理得到平面平面,进而得到平面.
(2)由于,可得或其补角为异面直线与所成的角.作于,连接,在 中求出即可.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
,
或其补角为异面直线与所成的角.
作于,连接,
平面,平面, 故,
又 平面OAP,
故平面OAP,而平面OAP ,
,
,,而 ,
故,
,则,
与所成角的大小为.
18. 如图,在平面直角坐标系中,椭圆:的左、右焦点分别为,,离心率为,两准线之间的距离为8.点在椭圆上,且位于第一象限,过点作直线的垂线,过点作直线的垂线.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若直线,的交点在椭圆上,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由条件可得,,解方程组可得,,进而求出标准方程.
(2)设,根据点斜式写出直线及的方程,解方程组得交点坐标,代入椭圆方程化简得或,与联立,求解可得点的坐标.
【小问1详解】
设椭圆的半焦距为.
因为椭圆的离心率为,两准线之间的距离为8,所以,,
联立解得,,所以,
因此椭圆的标准方程是.
【小问2详解】
由(1)知,,.
设,因为点为第一象限的点,故,.
当时,与相交于,与题设不符.
当时,直线的斜率,直线的斜率为.
因为,,
所以直线的斜率,直线的斜率为,
从而直线的方程:①,
直线的方程:②.
联立①②,解得,,即.
因为点在椭圆上,由对称性,得,即或.
又在椭圆上,故.
联立,解得,;
联立,无解.
因此点的坐标为.
19. 已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与双曲线的一个焦点重合,过焦点F的直线l交抛物线于A,B两点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)记抛物线C的准线与x轴的交点为N,试问是否存在常数λ∈R,使得且都成立?若存在,求出实数λ的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y2=4x(2)存在,λ=2或
【解析】
【分析】(1)由双曲线方程求出焦点坐标,结合题意可得p=2,即得抛物线方程;
(2)依题意设,联立,消去,得.利用根与系数的关系结合,求得,再由求得的值,即可求得实数λ的值.
【详解】(1)由双曲线,得,,
则,即双曲线的焦点坐标为(﹣1,0),(1,0),
由抛物线C:y2=2px(p>0),且其焦点与双曲线的一个焦点重合,
可得,p=2.
∴抛物线方程为y2=4x;
(2)依题意,F(1,0),设l:x=ty+1,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,消去x,得y2﹣4ty﹣4=0.
∴,…①
且x1=ty1+1,x2=ty2+1,
又,则(1﹣x1,﹣y1)=λ(x2﹣1,y2),即y1=﹣λy2,
代入①得,,消去y2得,,且N(﹣1,0),
|NA|2+|NB|2=(x1+1)2+y12+(x2+1)2+y22=x12+x22+2(x1+x2)+2+y12+y22
2
4t(y1+y2)+8,
=(t2+1)(16t2+8)+4t•4t+8=16t4+40t2+16.
由16t4+40t2+16,解得或(舍),
∴,故λ=2或.
【点睛】本题主要考查双曲线的简单几何性质,抛物线的标准方程及简单几何性质,直线与抛物线的位置关系,两点之间的距离公式的应用,意在考查学生的数学运算能力和综合运用知识的能力,难度较高.
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