内容正文:
2026年秋季学期高二年级阶段测试
数学试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效.
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回.
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. 焦点在x轴椭圆中截得的最大矩形的面积范围是,则椭圆离心率的范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设椭圆的标准方程为,不妨设矩形的对角线所在的直线方程为:(假设),与椭圆方程联立可得矩形的面积,变形利用基本不等式结合题意求解即可.
【详解】设椭圆的标准方程为,
不妨设矩形的对角线所在的直线方程为:(假设),
联立,则,解得:,,
所以矩形的面积为:,
当且仅当时取等,
因为点在x轴椭圆中截得的最大矩形的面积范围是,
所以,则,即,
,即,
解得:,即.
故选:C.
2. 在平面直角坐标系中,圆心为,半径为2的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】由圆心和半径直接确定圆的方程.
【详解】由题意可得方程为.
故选:C.
3. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,过的直线与椭圆交于,两点,若且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】由题意可求得,,,,因此分别为右顶点和左顶点,从而可求离心率.
【详解】因为,所以,
又因为,所以,
又因为,所以,所以,
又,所以,,
,所以,
所以椭圆的离心率为.
故选:D.
4. 圆与圆外切,则m的值为
A. B. C. 或 D. 不确定
【答案】C
【解析】
【分析】先求出两圆的圆心坐标和半径,利用两圆的圆心距等于两圆的半径之和,列方程解的值.
【详解】由圆与圆,
得,半径分别为3和2,
因为两圆外切,
,化简得,
或,故选C.
【点睛】本题主要考查圆与圆的位置关系,属于简单题. 两圆半径为,两圆心间的距离,比较与及与的大小,即可得到两圆的位置关系.
5. 已知是椭圆上的动点,则点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】找到与平行、椭圆相切的最远的一条直线,利用平行的距离公式求距离最大值.
【详解】要使点到直线的距离最大,只需找到与平行、椭圆相切的最远的一条直线,
令与平行、椭圆相切的直线为,联立椭圆,消去x,
则,,可得,
对于直线,与直线距离为;
对于直线,与直线距离为;
所以点到直线的距离的最大值为.
故选:A
6. 若直线和圆没有交点,则过点的直线与椭圆的交点个数为( )
A. 至多一个 B. 2 C. 1 D. 0
【答案】B
【解析】
【分析】根据直线与圆的位置关系性质,结合点到直线距离公式、椭圆内部点的性质进行求解即可.
【详解】圆的圆心为,半径为.
因为直线和圆没有交点,
所以.
,
∴点在椭圆的内部,
∴过点的直线与椭圆的交点有2个.
7. 经过直线和的交点,且倾斜角是直线的倾斜角的两倍的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】求出两直线的交点坐标,再利用二倍角的正切公式求出直线的斜率即可求解.
【详解】由,解得,即所求方程的直线过点,
令直线的倾斜角为,则,显然是锐角,
因此所求方程的直线斜率,
所以所求的直线方程为,即.
故选:C
8. 古希腊数学家阿波罗尼奥斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代数学的重要成果.其中有这样一个结论:平面内与两点距离的比为常数的点的轨迹是圆,后人称这个圆为阿波罗尼斯圆.已知点,,动点满足,则点的轨迹与圆的公切线的条数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】利用阿波罗尼斯圆定义可得点的轨迹方程为,由两圆圆心距与半径的关系可得两圆相交,可得有2条公切线.
【详解】由题意设,
知,即可得,
整理得点的轨迹方程为,
其轨迹是以为圆心,以2为半径的圆,
而圆的圆心坐标为,半径为1,
可得两圆的圆心距为2,由,
则动点的轨迹与圆的位置关系是相交.
故公切线的条数为2.
故选:B
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. 关于椭圆 ,下列结论正确的是( )
A. 长轴长为4 B. 短轴长为1
C. 焦距为 D. 离心率为
【答案】ACD
【解析】
【分析】结合椭圆的几何性质依次判断即可.
【详解】因为椭圆,所以,,.
长轴长为4 ,故 A正确;
短轴长为,故B 错误;
焦距为,故C正确;
,故 D正确.
故选:ACD.
10. 已知直线与圆,则( )
A. 直线l过定点
B. 圆C的半径是4
C. 直线l与圆C一定相交
D. 圆C的圆心到直线l的距离的最大值是
【答案】ACD
【解析】
【分析】求解直线系经过的定点,圆的圆心与半径,两点间的距离判断选项的正误即可.
【详解】由题意可得直线,
由,解得,则直线l过定点,故A正确;
圆,即,
则圆C的圆心坐标为,半径为2, 故B错误;
因为,则点在圆C的内部,
所以直线l与圆C一定相交,故C正确;
因为,所以圆C的圆心到直线l的距离的最大值是,故D正确.
故选:ACD.
11. 点在圆上,点在上,则( )
A. 两个圆的公切线有4条
B. 两个圆上任意一点关于直线的对称点仍在该圆上
C. 的取值范围为
D. 两个圆的公共弦所在直线的方程为
【答案】ABC
【解析】
【分析】求出两圆圆心坐标和半径确定两圆位置判断AD;求出过两个圆心的直线判断B;利用圆上点最值关系判断C.
【详解】圆的圆心,半径,圆的圆心,半径,
对于A,,得圆外离,这两个圆有4条公切线,A正确;
对于B,直线的方程为,因此直线为两圆的公共对称轴,B正确;
对于C,,,则的取值范围为,C正确;
对于D,由圆外离,得圆不存在公共弦,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. 过三点的圆的标准方程为______.
【答案】
【解析】
【分析】设出圆的一般方程,代入三点坐标,即可求解联立方程求解.
【详解】设圆的方程为,
代入三点,有
解得
故圆的方程为,
故圆的标准方程为.
故答案为:
13. 若直线l过点且被圆所截得的弦长是8,则l的方程为________.
【答案】或
【解析】
【分析】根据直线l是否存在斜率分类讨论,利用圆的性质,结合点到直线距离公式进行求解即可.
【详解】当直线l不存在斜率时,直线l过点,所以直线l的方程为:,
把代入圆的方程中,得,因为,所以符合题意;
当直线l存在斜率时,设为,因为直线l过点,
所以直线l的方程为:,
因为的半径为5,直线l被圆所截得的弦长是8,
所以圆心到直线l 的距离为:,
即,所以,
故答案为:或
14. 椭圆的焦点、,点为其上的动点,当∠为钝角时,点横坐标的取值范围是________________.
【答案】
【解析】
【详解】试题分析:在中,由余弦定理知,因为∠为钝角,所以 ,即 ,化简得,设 ,因为在椭圆上,所以 ,解不等式得: ,所以答案应填:.
考点:1、余弦定理;2、椭圆的简单几何性质;3、解不等式.
【方法点晴】本题主要考查了椭圆中的关系、椭圆的定义,余弦定理,解不等式,属于难题.利用余弦定理及椭圆的定义知,∠为钝角时,,再由两点间的距离公式代入化简得:,,所以,从而解得:,本题对计算能力要求较高.
四、解答题:本题共5小题,共77分.
15. 设为实数,圆的方程为.
(1)若圆和圆的公共弦长为,求的值;
(2)若过点的圆与圆相切,切点为,求圆的标准方程.
【答案】(1)1或
(2)
【解析】
【分析】(1)求出两圆公共弦所在直线方程为,结合弦长求得;
(2)结合已知条件求出圆的方程,求出圆心和半径,设出圆的标准方程,利用切点以及两圆圆心共线求出圆的圆心的横纵坐标之间的关系,然后利用圆半径相等即可求解.
【小问1详解】
由题知两圆相交,
将圆与圆相减可得,
即两圆公共弦所在直线方程,
圆心到直线的距离为,
所以,解得或,
所以实数的值为或.
【小问2详解】
将点代入圆,可得,
所以圆的方程为,即,
所以圆的圆心为,半径为,
设圆的标准方程为,
因为圆与圆相切于点,所以、、三点共线,
所以直线的方程为,即,
将点代入得①,又点在圆上,
则,即②,
由①②两式解得,,,
所以圆的标准方程为.
16. 若集合A表示由满足一定条件的全体直线组成的集合,定义:若集合A中的每一条直线都是某圆上一点处的切线,且该圆上每一点处的切线都是A中的一条直线,则称该圆为集合A的包络圆.
(1)若圆是集合的包络圆.
(ⅰ)求a,b满足的关系式;
(ⅱ)若,求t的取值范围;
(2)若集合的包络圆为C,P是C上任意一点,判断y轴上是否存在定点M,N,使得,若存在,求出点M,N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(ⅰ);(ⅱ).
(2),或,
【解析】
【分析】(1)(i)根据所给新定义,利用圆心到直线距离等于半径得解;
(ii)转化为圆与直线有公共点列出不等式求解即可;
(2)根据新定义,可得出圆的方程,再设轴上存在定点,,使得,化简可知方程有解,求解即可得出点的坐标.
【小问1详解】
(ⅰ)因为圆:是集合的包络圆,
所以圆心到直线的距离为2,
所以.
(ⅱ)由及,可得圆与直线有公共点,
所以.
所以的取值范围是.
【小问2详解】
设,由题意可知:点到直线的距离是与无关的定值,
所以为无关的定值.
所以,故,此时.
所以圆:.
设,则即.
假设轴上存在点、,使得,
即,
即恒成立,
所以,解得或.
所以,或,.
【点睛】关键点点睛:解决此类题目,关键在于理解所给的新定义,利用新定义去解决问题,对能力要求较高.
17. 已知过定点的直线被圆截得的弦长为.
(1)求直线的方程.
(2)线段的端点的坐标是,端点在圆上运动,是线段的中点,记点的轨迹为曲线.
(i)求曲线方程;
(ii)已知点为直线上一动点,过点作曲线的两条切线,切点分别为、,判断直线是否过定点?求出该定点,并说明理由;
【答案】(1)或
(2)(i);
(ii)
圆的圆心,半径,
因为点为直线上一动点,
则可设,
因为都是圆的切线,
所以,
所以也在以为直径的圆上,
以为直径的圆的圆心为,
半径为,
所以以为直径的圆的方程为,
即①,
化为②,
由①②整理得,
所以直线的方程为,
即,
令,解得,
所以直线过定点.
【解析】
【分析】(1)根据圆的弦长公式求出圆心到直线的距离,分直线的斜率是否存在两种情况,再根据点到直线的距离等于半径即可得解;
(2)(i)设,由M是线段的中点,可得,代入圆的方程化简可得结果;
(ii)由题意可得在以为直径的圆上,求出以为直径的圆的方程,进而求出公共弦所在直线的方程,进而可得出结论.
【小问1详解】
圆的圆心为,半径,
设圆心到直线的距离为,
则,所以,
当直线的斜率不存在时,方程为,圆心到直线的距离为,不符合题意;
当直线的斜率存在时,设方程为,即,
则圆心到直线的距离为,解得或,
时,直线的方程为,
时,直线的方程为,即,
综上所述,直线的方程为或;
【小问2详解】
(i)设点,
由点的坐标为,且是线段的中点,
则,可得,即,
因为点在圆上运动,所以点坐标满足圆的方程,
即,整理得,
所以点的轨迹方程为;
(ii)略
18. 古希腊数学家阿基米德得到:椭圆的面积等于圆周率与椭圆的长半轴长、短半轴长的乘积.已知椭圆的中心为原点,焦点均在轴上,,其面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)分别是椭圆的左,右顶点,分别是椭圆的上、下顶点,设为第二象限内椭圆上的动点,直线与直线交于点,直线与直线交于点,判断直线的斜率是否为定值,若是求出这个值;若不是,说明理由.
【答案】(1)
(2)是,
【解析】
【分析】(1)根据,其面积为 ,列出关于 、 、的方程组,求出 、 即可得结果;
(2)设,可得直线,直线方程与椭圆方程联立,根据韦达定理,以及斜率公式将直线的斜率用 表示,消去 即可得结果.
【小问1详解】
椭圆的中心为原点,焦点均在轴上,
,其面积为.
设椭圆,
则, 解得,
所以的方程为;
【小问2详解】
设则即
直线得
直线与直线联立得
因为即代入上式
得
【点睛】方法点睛:探索圆锥曲线的定值问题常见方法有两种:① 从特殊入手,先根据特殊位置和数值求出定值,再证明这个值与变量无关;② 直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值. (3)存在性问题,先假设存在,推证满足条件的结论,若结论正确则存在,若结论不正确则不存在.①当条件和结论不唯一时要分类讨论.②当给出结论而要推导出存在的条件时,先假设成立,再推出条件.③当条件和结论都不知,按常规方法很难时,采取另外的途径.
19. 已知直线,半径为2的圆C与l相切,圆心C在x轴上且在直线l的右上方.
(1)求圆C的方程.
(2)过点的直线与圆C交于A,B两点(A在x轴上方),问在x轴正半轴上是否存在定点N,使得x轴平分?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在,
【解析】
【分析】(1)设圆心,由直线与圆相切,得,求出的值即可;
(2)当直线轴时,显然存在;直线的斜率存在时,设直线的方程为,,,,将直线方程与圆方程联立,结合韦达定理和,求解即可.
【小问1详解】
因为圆心C在x轴上且在直线l的右上方,设圆心,
则,即,解得或(舍去).
所以圆C的方程为.
【小问2详解】
当直线轴时,x轴平分,此时N可以为x轴上任意一点.
当直线的斜率存在时,设直线的方程为,点,,,
由,消去得,经检验,
所以,;
若x轴平分,则,即,
所以,
即,又,
,即,
即,解得,
所以当点N坐标为时,能使得总成立.
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注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效.
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回.
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. 焦点在x轴椭圆中截得的最大矩形的面积范围是,则椭圆离心率的范围是( )
A. B. C. D.
2. 在平面直角坐标系中,圆心为,半径为2的圆的方程是( )
A. B.
C. D.
3. 已知椭圆的左、右焦点分别为,,过的直线与椭圆交于,两点,若且,则椭圆的离心率为( )
A. B. C. D.
4. 圆与圆外切,则m的值为
A. B. C. 或 D. 不确定
5. 已知是椭圆上的动点,则点到直线的距离的最大值为( )
A. B. C. D.
6. 若直线和圆没有交点,则过点的直线与椭圆的交点个数为( )
A. 至多一个 B. 2 C. 1 D. 0
7. 经过直线和的交点,且倾斜角是直线的倾斜角的两倍的直线方程为( )
A. B. C. D.
8. 古希腊数学家阿波罗尼奥斯(约公元前262~公元前190年)的著作《圆锥曲线论》是古代数学的重要成果.其中有这样一个结论:平面内与两点距离的比为常数的点的轨迹是圆,后人称这个圆为阿波罗尼斯圆.已知点,,动点满足,则点的轨迹与圆的公切线的条数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
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. 关于椭圆 ,下列结论正确的是( )
A. 长轴长为4 B. 短轴长为1
C. 焦距为 D. 离心率为
10. 已知直线与圆,则( )
A. 直线l过定点
B. 圆C的半径是4
C. 直线l与圆C一定相交
D. 圆C的圆心到直线l的距离的最大值是
11. 点在圆上,点在上,则( )
A. 两个圆的公切线有4条
B. 两个圆上任意一点关于直线的对称点仍在该圆上
C. 的取值范围为
D. 两个圆的公共弦所在直线的方程为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 过三点的圆的标准方程为______.
13. 若直线l过点且被圆所截得的弦长是8,则l的方程为________.
14. 椭圆的焦点、,点为其上的动点,当∠为钝角时,点横坐标的取值范围是________________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.
15. 设为实数,圆的方程为.
(1)若圆和圆的公共弦长为,求的值;
(2)若过点的圆与圆相切,切点为,求圆的标准方程.
16. 若集合A表示由满足一定条件的全体直线组成的集合,定义:若集合A中的每一条直线都是某圆上一点处的切线,且该圆上每一点处的切线都是A中的一条直线,则称该圆为集合A的包络圆.
(1)若圆是集合的包络圆.
(ⅰ)求a,b满足的关系式;
(ⅱ)若,求t的取值范围;
(2)若集合的包络圆为C,P是C上任意一点,判断y轴上是否存在定点M,N,使得,若存在,求出点M,N的坐标;若不存在,请说明理由.
17. 已知过定点的直线被圆截得的弦长为.
(1)求直线的方程.
(2)线段的端点的坐标是,端点在圆上运动,是线段的中点,记点的轨迹为曲线.
(i)求曲线方程;
(ii)已知点为直线上一动点,过点作曲线的两条切线,切点分别为、,判断直线是否过定点?求出该定点,并说明理由;
18. 古希腊数学家阿基米德得到:椭圆的面积等于圆周率与椭圆的长半轴长、短半轴长的乘积.已知椭圆的中心为原点,焦点均在轴上,,其面积为.
(1)求椭圆的方程;
(2)分别是椭圆的左,右顶点,分别是椭圆的上、下顶点,设为第二象限内椭圆上的动点,直线与直线交于点,直线与直线交于点,判断直线的斜率是否为定值,若是求出这个值;若不是,说明理由.
19. 已知直线,半径为2的圆C与l相切,圆心C在x轴上且在直线l的右上方.
(1)求圆C的方程.
(2)过点的直线与圆C交于A,B两点(A在x轴上方),问在x轴正半轴上是否存在定点N,使得x轴平分?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
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