内容正文:
巴彦淖尔市第一中学2025-2026学年第一学期9月月考
高二年级 数学试题
一、单选题(本大题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
2. 点到直线 的距离等于( )
A. B.
C. D.
3. 焦点在x轴上,中心为坐标原点,经过点,.则椭圆的标准方程为( )
A. B. 1
C. D. 1
4. 设,已知直线,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
5. 已知直线与圆相切,则圆和圆的位置关系是( )
A. 外离 B. 外切 C. 相交 D. 内切
6. 已知三点不共线,点在平面外,点满足,则当点 共面时,实数 ( )
A. B. C. D.
7. 若直线与曲线恰有两个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
8. 已知直线:,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则的倾斜角范围为( )
A. B. C. D.
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9. 已知点,且点在直线上,则( )
A. 存在点,使得
B. 存在点,使得
C. 的最小值为
D. 若,则的最小值为1
10. 已知正方体的棱长为1,下列四个结论中正确的是( )
A. 直线与直线所成的角为90°
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
11. 已知圆,点P是直线上一动点,过点P作圆M的切线 ,切点分别是A、B,下列说法正确的有( )
A. 圆M上恰有一个点到直线l的距离为 B. 切线长的最小值为1
C. 四边形面积的最小值为1 D. 直线恒过定点
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分.)
12. 已知椭圆的焦距为2,则______.
13. 过点作圆的两条切线,切点分别为A、B,则直线AB方程是________.
14. 已知点是直线与直线的交点,则点的轨迹方程为______;若点是圆上的动点,则的最大值为______
四、解答题(本大题共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. 已知顶点、、.
(1)求边的垂直平分线的方程;
(2)若直线过点,且的纵截距是横截距的2倍,求直线的方程.
16. 已知圆的圆心在直线上,且经过点,.
(1)求圆的标准方程;
(2)求经过点且与圆相切的直线方程.
17. 已知圆,直线.
(1)求证:直线l与圆C恒有两个交点;
(2)若直线l与圆C交于点A,B,求 面积的最大值,并求此时直线l的方程.
18. 如图,在多面体中,四边形是边长为的正方形,平面平面,,,.
(1)求证: 平面;
(2)求平面 与平面夹角的余弦值;
(3)线段上是否存在点,使得平面 ?若存在,指出点的位置并证明;若不存在,请说明理由.
19. 已知圆分别与、轴正半轴交于、两点,为圆上的动点.
(1)若线段上有一点,满足,求点的轨迹方程;
(2)过点的直线截圆所得弦长为,求直线的方程;
(3)若为圆上异于的动点,直线与轴交于点,直线与轴交于点,求证:为定值.
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巴彦淖尔市第一中学2025-2026学年第一学期9月月考
高二年级 数学试题
一、单选题(本大题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 直线的倾斜角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由直线方程得斜率,从而得倾斜角.
【详解】直线的斜率为,因此倾斜角为,
故选:D.
2. 点到直线 的距离等于( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】直接利用点到直线的距离公式求解即可.
【详解】点到直线 的距离等于.
故选:C
3. 焦点在x轴上,中心为坐标原点,经过点,.则椭圆的标准方程为( )
A. B. 1
C. D. 1
【答案】A
【解析】
【分析】根据椭圆的几何性质即可求解,代入坐标即可求解 .
【详解】由于椭圆焦点在x轴上,且经过点,所以,
设椭圆方程为,
将代入椭圆可得,解得 ,
所以椭圆方程为,
故选:A
4. 设,已知直线,则“”是“”的( )
A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】根据直线平行求得,然后根据充分、必要条件的知识求得正确答案.
【详解】当时,,解得或,
当时,两直线分别为,符合题意,
当时,两直线分别为,重合不符合题意,
所以,
所以“”是“”的充要条件.
故选:C.
5. 已知直线与圆相切,则圆和圆的位置关系是( )
A. 外离 B. 外切 C. 相交 D. 内切
【答案】C
【解析】
【分析】由直线与圆相切求出,进而判断两圆位置关系.
【详解】圆的圆心,半径,
由直线与圆相切,得,解得 ,
圆的圆心,半径,
而,所以圆和圆相交.
故选:C
6. 已知三点不共线,点在平面 外,点满足,则当点 共面时,实数( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由向量减法运算可得,再根据题设及空间向量的共面定理即可求解.
【详解】由,可得,
所以,
当点 共面时,可得,解得.
故选:A.
7. 若直线与曲线恰有两个交点,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】先得到直线过定点,作出直线与曲线C,由图求出直线过点时的斜率和直线与曲线C相切时的斜率即可树形结合得解.
【详解】由可知直线过定点,
曲线两边平方得,
所以曲线C是以为圆心,半径为1且位于直线x轴上方的半圆,
当直线过点时,直线与曲线C有两个不同的交点,此时,
当直线与曲线C相切时,直线和圆有一个交点,圆心到直线的距离,两边平方解得,
所以结合图形可知直线与曲线C恰有两个交点,则.
故选:B.
8. 已知直线:,若直线与连接,两点的线段总有公共点,则的倾斜角范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先求出直线所过定点的坐标,数形结合可求出直线的斜率的取值范围,即可得出直线的倾斜角的取值范围.
【详解】直线的方程可化为,由,可得,
所以,直线过定点,
设直线的斜率为,直线的倾斜角为,则
因为直线 的斜率为,直线 的斜率为,
因为直线经过点,且与线段总有公共点,
将代入方程:
可得:不成立,不在直线上,
所以,即,
因为所以或
故直线的倾斜角的取值范围是.
故选:D.
二、多选题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
9. 已知点,且点在直线上,则( )
A. 存在点,使得
B. 存在点,使得
C. 的最小值为
D. 若,则的最小值为1
【答案】BC
【解析】
【分析】对于A,设,分, 和且三类情况,利用斜率判断与是否垂直即可;对于B,设,通过将坐标代入等式,利用方程有实根即可判断;对于C,通过作点关于直线的对称点,利用三点共线时线段和最短即可判断;对于D,通过消元后化成二次函数,利用其性质求得最小值即可判断.
【详解】对于A:依题意,设,
当时,,此时轴,但,此时与不垂直;
同理当 时,,此时与不垂直;
而当且时,由,可得
该方程无实数解,此时与不垂直.
综上可知,不存在点,使得,故A错误;
对于B:设,由,,
可得,化简得,
因,则方程有解,故存在点,使得,故B正确;
对于C:如图设关于直线的对称点为,
则,解得,即,
所以,
当且仅当三点共线时取等号(在两点之间),故C正确:
对于D,因,则,
当时等号成立,故的最小值为2,故D错误.
故选:BC.
10. 已知正方体的棱长为1,下列四个结论中正确的是( )
A. 直线与直线所成的角为90°
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】ABC
【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;求出面的法向量,由求出线面角的正弦值,然后得到线面角的余弦值;由法向量与相等,证明平面;由向量的投影计算出点到面的距离.
【详解】在正方体,以为原点,分别为如图建立空间直角坐标系,
则,,,,,,,
∴,,
∵,∴,∴A选项正确;
∵,,设平面的一个法向量为,
则,令,解得,即,
设直线与平面所成角为,
则,
∴,∴B选项正确;
∵,∴平面,∴C选项正确;
点到平面的距离,∴D选项错误.
故选:ABC.
11. 已知圆,点P是直线上一动点,过点P作圆M的切线 ,切点分别是A、B,下列说法正确的有( )
A. 圆M上恰有一个点到直线l的距离为 B. 切线长 的最小值为1
C. 四边形面积的最小值为1 D. 直线恒过定点
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用圆心到直线的距离可判断A,利用圆的性质可得切线长利用点到直线的距离可判断B,由题可得四边形面积为,可判断C,由题可知点,,在以为直径的圆上,利用两圆方程可得直线的方程,即可判断D.
【详解】对于A,由圆,可知圆心,半径 ,
所以圆心到直线的距离为,
圆上的点到直线的最小和最大距离分别为和,
由于,圆上有两个点到直线的距离距离为,故A错误;
对于B,由圆的性质可得切线长,
所以当最小时,有最小值,又,
,故B正确;
对于C,因为四边形面积为,
所以四边形面积的最小值为1,故C正确;
对于D,设,由题可知点,,在以为直径的圆上,又,
所以,即,
又圆,即,
两式子相减得:直线的方程为:,即,
由,得,即直线恒过定点,故D正确.
故选:BCD.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分.)
12. 已知椭圆的焦距为2,则______.
【答案】5或7.
【解析】
【分析】讨论焦点在轴上或在轴上,分别计算即可得到结果.
【详解】当椭圆焦点在轴时,,
由焦距为得, ,故,解得.
当椭圆焦点在轴时,,
由焦距为得, ,故,解得 .
故答案为:5或7.
13. 过点作圆的两条切线,切点分别为A、B,则直线AB方程是________.
【答案】
【解析】
【分析】求出以 为直径的圆的方程, 将两圆的方程相减, 即可求解.
【详解】圆 的圆心为 , 半径为 2,
以 为直径的圆的方程为 ,
将两圆的方程相减可得公共弦所在直线的方程 .
故答案为: .
14. 已知点是直线与直线的交点,则点的轨迹方程为______;若点是圆上的动点,则的最大值为______
【答案】 ①. ②. ##
【解析】
【分析】根据直线经过定点以及两直线垂直可判断的轨迹是以的中点为圆心,即可根据圆心和半径求解轨迹,利用圆心距与半径的求解最值.
【详解】因为直线,即,
令,解得,可知直线过定点,
同理可知:直线:过定点,
又因为,可知,
所以直线与直线的交点的轨迹是以的中点为圆心,为半径的圆,
故点的轨迹为圆;
的圆心,半径,
所以 的最大值是.
故答案为:,
四、解答题(本大题共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. 已知顶点、、.
(1)求边的垂直平分线的方程;
(2)若直线过点,且的纵截距是横截距的2倍,求直线的方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)根据,,即可得的中点及斜率,进而根据点斜式可得其垂直平分线方程;
(2)当直线过坐标原点时可直接求得直线方程;当直线不过坐标原点时,可根据直线的截距式进行求解.
【小问1详解】
由、可知中点为,且,
设边的垂直平分线的斜率为,
所以垂直平分线斜率满足,即,
所以边的垂直平分线的方程为,即;
【小问2详解】
当直线过坐标原点时,其斜率,此时直线方程为,符合题意;
当直线不过坐标原点时,由题意设直线方程为,
由过点,则,解得,
所以直线方程为,
综上所述,直线的方程为或.
16. 已知圆的圆心在直线上,且经过点,.
(1)求圆的标准方程;
(2)求经过点且与圆相切的直线方程.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)求出线段的中垂线方程,求出圆心坐标及半径即可;
(2)按切线斜率存在与否,结合点到直线的距离公式求出切线方程.
【小问1详解】
线段的中点,直线的斜率,
则线段的中垂线方程为,即,
由,解得, ,
因此圆的圆心,半径,
所以圆的标准方程为;
【小问2详解】
点到直线的距离为2,即直线与圆相切;
当切线斜率存在时,设切线方程为,即,
由,解得,因此方程为,
所以经过点且与圆相切的直线方程为或.
17. 已知圆,直线.
(1)求证:直线l与圆C恒有两个交点;
(2)若直线l与圆C交于点A,B,求 面积的最大值,并求此时直线l的方程.
【答案】(1)证明见解析
(2)面积最大值为, 或.
【解析】
【分析】(1)先证明直线过定点,再说明定点在圆内即可;
(2)注意到,所以当时,可以求出面积的最大值,注意验证取等条件,进一步由点到直线的距离公式可以求出参数,由此即可得解.
【小问1详解】
因为直线可变形为,
所以,解得,
故直线经过的定点为.
将点代入圆的方程有,
所以点在圆C的内部,所以直线l与圆C恒有两交点.
【小问2详解】
由(1)知,因为,
所以当时,面积最大,
此时为等腰直角三角形,面积最大值为,其中 为圆的半径.
此时点C到直线l的距离,,
所以可以取到,
所以,解得或.
故所求直线l的方程为 或.
18. 如图,在多面体中,四边形是边长为的正方形,平面平面,,,.
(1)求证: 平面;
(2)求平面 与平面夹角的余弦值;
(3)线段 上是否存在点,使得平面 ?若存在,指出点的位置并证明;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)存在,点为 中点,证明见解析
【解析】
【分析】(1)先利用面面垂直的性质可得 平面,再根据线面垂直的性质定理和判定定理证明即可;
(2)建立空间直角坐标系,求出平面 与平面的法向量,利用空间向量法求解即可;
(3)设,由求出,再利用空间向量法求解即可.
【小问1详解】
因为平面平面,平面平面,, 平面,
所以 平面,
因为平面,所以 ,
因为四边形是正方形,
所以 ,
因为,平面, 平面,
所以 平面.
【小问2详解】
由(1)得 平面,因为 平面,所以 , ,两两垂直,
以为原点,为轴、 轴、轴,建立如图所示的空间直角坐标系.
因为, ,
所以,.
则,,,,,
所以,,
设平面 的一个法向量为,
则,取得,
因为 平面,所以为平面的一个法向量,,
所以,
设平面 与平面夹角为 ,
所以,
所以平面 与平面夹角的余弦值.
【小问3详解】
线段 上存在点,点为 中点,满足平面 ,证明如下:
设,
因为,
所以,
由(2)知平面 的一个法向量为,
因为平面 ,
所以,解得,
所以线段 上存在点,点为 中点,满足平面 .
19. 已知圆分别与、轴正半轴交于、两点,为圆上的动点.
(1)若线段 上有一点,满足,求点的轨迹方程;
(2)过点的直线截圆所得弦长为,求直线的方程;
(3)若为圆上异于的动点,直线 与轴交于点,直线 与轴交于点,求证:为定值.
【答案】(1)
(2)或.
(3)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据题意,设,,由向量的坐标运算可得的坐标,代入计算,表示出点的坐标,然后代入圆的方程,计算化简,即可得到轨迹方程;
(2)根据题意,分直线的斜率存在于不存在讨论,然后结合圆的弦长公式代入计算,即可得到结果;
(3)分别由直线的方程得到点的坐标,代入计算,即可证明.
【小问1详解】
根据题意,,.
设,,则,,
由于,所以,
得
将其代入,得,
故点的轨迹方程为.
【小问2详解】
根据垂径定理可得.
①当斜率不存在时,直线的方程为:,
直线截点轨迹所得弦长弦长为,符合题意;
②当斜率存在时,设直线,
圆心到直线的距离为,解得.
直线的方程为或.
【小问3详解】
设,则,
直线 方程是,令,得,
直线 方程是,令得,
所以
.
即为定值.
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