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2024—2025 学年度上学期第一次月考
高二数学试题
本试卷分客观题和主观题两部分,共19题,共150分,共3页.考试时间为20分钟.考试结束
后,只交答题卡.
第I卷客观题
一、单项选择题: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】C
【解析】
【分析】
根据直线方程求得直线的斜率,由此求得直线倾斜角.
【详解】依题意可知直线的斜率为 ,故倾斜角为120∘.
故选:C.
【点睛】本题主要考查直线斜率与倾斜角,属于基础题.
2. 若方程 表示圆,则实数 的取值范围是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】试题分析:由二元二次方程表示圆的充要条件可知: ,解得 ,故选
A.
考点:圆的一般方程.
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学科网(北京)股份有限公司3. 已知直线 与圆 交于不同的两点 ,O是坐标原点,且有
,则实数k的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】设 中点为C,由条件得出 与 的关系结合点到直线的距离解不等式即可.
【详解】设 中点为C,则 ,
∵ ,
∴ ,∴ ,
∵ ,即 ,
又∵直线 与圆 交于不同的两点 ,
∴ ,故 ,
则 ,
.
故选:C.
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学科网(北京)股份有限公司4. “ ”是“直线 和直线 平行且不重合”的( )
A. 充分非必要条件 B. 必要非充分条件
C. 充要条件 D. 既非充分又非必要条件
【答案】C
【解析】
【分析】利用充分必要条件的判断,结合直线的位置关系即可求解.
【详解】当 时,两直线分别为: , ,
∴两直线斜率相等且 ,
∴两条直线平行且不重合;充分性成立,
若两直线平行且不重合,则 ,
∴ ,必要性成立,
综上所述, 是两直线平行且不重合的充要条件,
故选:C.
5. 已知圆 关于直线 对称,则 的最小值是(
)
.
A 2 B. 3 C. 6 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】转化为直线 过圆心即 ,再利用基本不等式可得答案.
【详解】因为圆 关于直线 对称,
所以直线 过圆心 ,即 ,
则
因为 ,且 ,所以 ,
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学科网(北京)股份有限公司所以 ,
当且仅当 即 等号成立,
则 的最小值是4.
故选:D.
6. 已 知 , 直 线 : 与 : 的 交 点 在 圆 :
上,则 的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据两条直线的位置关系和所过的定点,结合圆与圆的位置关系进行求解即可.
【详解】 ,所以直线 恒过点 ,
,所以直线 恒过点 ,
由两条直线的方程可以判断直线 与直线 互相垂直,
因此点 在以 为直径的圆上,线段 中点为 ,
半径为 ,
圆 的圆心为 ,半径为 ,
由已知条件可知点 在圆 : 上,
所以圆 与圆 相交或相切, ,
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学科网(北京)股份有限公司因此有 ,
解得: ,所以则 的最大值是 ,
故选:A
【点睛】关键点睛:通过直线方程判断交点 的位置,根据圆与圆的位置关系进行求解是解题的关键.
7. 已知 , 分别是椭圆 的左、右焦点, 是坐标原点, 是椭圆 上一点,
与 轴交于点 .若 , ,则椭圆 的离心率为( )
A. 或 B. 或 C. 或 D. 或
【答案】B
【解析】
【分析】由 得 ,则 求出|PF |,结合椭圆定义求出 ,再
1
由 可得答案.
【详解】由 ,得 ,则 ,则 ,
则 ,即 ,解得 ,
则 ,
因为 ,所以 ,
即 ,整理得 ,
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学科网(北京)股份有限公司则 ,解得 或 ,
故 或 .
故选:B.
【点睛】关键点点睛:解题的关键点是判断出 ,利用勾股定理求出答案.
8. 在平面直线坐标系中,定义 为两点 的“切比
雪夫距离”,又设点P及 上任意一点Q,称 的最小值为点P到直线 的“切比雪夫距离”记作
给出下列四个命题:( )
①对任意三点A、B、C,都有
②已知点P(3,1)和直线 则
③到原点的“切比雪夫距离”等于 的点的轨迹是正方形;
④定点 动点 满足 则点P的轨迹
与直线 ( 为常数)有且仅有2个公共点.
其中真命题的个数是( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
【答案】A
【解析】
【分析】①讨论 , , 三点共线,以及不共线的情况,结合图象和新定义,即可判断;
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学科网(北京)股份有限公司②设点 是直线 上一点,且 ,可得 , ,讨论 ,
的大小,可得距离 ,再由函数的性质,可得最小值;
③运用新定义,求得点的轨迹方程,即可判断;
④讨论 在坐标轴上和各个象限的情况,求得轨迹方程,即可判断.
【详解】解:①对任意三点 、 、 ,若它们共线,设 , 、 , ,
的
, ,如右图,结合三角形 相似可得 , ,
为 , , ,或 , , ,则 , , , ;
若 , 或 , 对调,可得 , , , ;
若 , , 不共线,且三角形中 为锐角或钝角,由矩形 或矩形 ,
, , , ;
则对任意的三点 , , ,都有 , , , ;故①正确;
设点 是直线 上一点,且 ,
可得 , ,
由 ,解得 ,即有 ,
当 时,取得最小值 ;
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学科网(北京)股份有限公司由 ,解得 或 ,即有 ,
的范围是 , , , .无最值,
综上可得, , 两点的“切比雪夫距离”的最小值为 .
故②正确;
③由题意,到原点的“切比雪夫距离” 等于 的点设为 ,则 ,
若 ,则 ;若 ,则 ,故所求轨迹是正方形,则③正确;
④定点 、 ,动点
满足 , , ,
可得 不 轴上, 在线段 间成立,
可得 ,解得 ,
由对称性可得 也成立,即有两点 满足条件;
若 在第一象限内,满足 , , ,
即为 ,为射线,
由对称性可得在第二象限、第三象限和第四象限也有一条射线,
则点 的轨迹与直线 为常数)有且仅有2个公共点.
故④正确;
综上可得,真命题的个数为4个,
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学科网(北京)股份有限公司故选: .
【点睛】
本题考查新定义的理解和运用,考查数形结合思想方法,以及运算能力和推理能力,属于难题.
二、多项选择题:本题共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. 以下四个命题表述正确的是( )
A. 过 两点的直线方程为
B. 已知直线l过点 ,且在x,y轴上截距相等,则直线l的方程为
C. “直线 与直线 垂直”是“ ”的必要不充分条件
D. 直线 的距离为
【答案】CD
【解析】
【分析】根据直线的两点式方程的适用范围,直线方程的求解,以及直线与直线位置关系的判断以及两平
行线的距离公式,结合充分性和必要性的判断,对选项进行逐一分析即可判断.
【详解】A:若两点的纵坐标或者横坐标相等,则不能用该方程表示直线,故错误;
B:直线l过点 ,且在x,y轴上截距相等,除直线 外,还可以是直线y=2x,故错误;
C:直线 与直线 垂直的充要条件是 ,解得
或 ;
故 ,“直线 与直线 垂直”是“ ”的必要不充分条件,故
正确;
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学科网(北京)股份有限公司D:因为直线 , 平行,则两平行直线的距离 ,故正确.
综上所述,正确的选项是CD.
故选:CD.
10. 已知 , 是圆O: 上两点,则下列结论正确的是( )
A. 若 ,则
B. 若点 到直线 的距离为 ,则
C. 若 ,则 的最小值为
D. 若 ,则 的最大值为
【答案】AD
【解析】
【分析】由题意,可判断得 为正三角形,即可得 ,判断A;根据几何法求解弦长即可
判断B,将 的值转化为单位圆上的 到直线 的距离之和,取
中点 ,从而转化为点 到直线 的距离的 倍求解,数形结合可判断得 在以点 为圆心,
半径为 的圆上,从而求解出点 到直线 的距离的最值,即可得 到直线 的
距离之和的最值,从而得 的最值.
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学科网(北京)股份有限公司【详解】因为 , 是圆O: 上两点,
当 时, 为正三角形,所以 ,A正确;
点 到直线 的距离为 时, ,B错误;
的值可转化为单位圆上的 到直线
的距离之和,又 ,
所以 为等腰三角形,设 是 的中点,
则 ,且 ,
则 在以点 为圆心,半径为 的圆上,
两点到直线 的距离之和为
点 到直线 的距离的 倍,
点 到直线 的距离为 ,
所以点 到直线 的距离的最大值为 ,
最小值为 ,则 两点到直线 的距离之和
最大值为 ,最小值为 .
所以 的最大值为 ,
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学科网(北京)股份有限公司最小值为 ,C错误,D正确;
故选:AD
【点睛】方法点睛:对于圆上任意一点到直线距离的最值计算,需要先计算圆心到直线的距离 ,从而可
求解距离的最大值为 ,最小值为 .
11. 已知 , 分别为椭圆 的左、右焦点, 为椭圆上任意一点(不在 轴上),
外接圆的圆心为 ,半径为 , 内切圆的圆心为 ,半径为 ,直线 交 轴于点 ,
为坐标原点,则( )
A. 最大时, B. 的最小值为
C. D. 的取值范围为
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据焦点三角形的面积 ,可知其最大值,再根据内切圆半径公式可判断A选项,
根据外心的概念及向量的线性运算可判断B选项,根据内切圆的性质可得 ,即可判断C选项,
再根据外接圆半径与内切圆半径的求法可判断D选项.
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学科网(北京)股份有限公司【详解】由 ,得 , , ,
A选项:设 ,则 , , ,所以当点
在短轴端点时,面积最大值为 ,
此时由内切圆性质可知 ,
则 ,A选项错误;
设 , ,则 ,
B选项:如图所示,设 中点为 ,则 ,所以
,
又 ,
同理 ,
所以
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学科网(北京)股份有限公司,当且仅当 时,等号成立,B选项正确;
C选项:设 与 交于点 ,由角分线定理可知 ,即
,即 ,
所以 ,所以 ,C选项正确;
D选项:设 ,由正弦定理得 ,即 ,
由余弦定理得 ,
则 ,且 ,即 ,当且仅当 时取等号,
所以 ,
,
所以 ,
则 ,D选项正确;
故选:BCD.
【点睛】椭圆上一点与两焦点构成的三角形,称为椭圆的焦点三角形,与焦点三角形有关的计算或证明常
利用正弦定理、余弦定理、|PF|+|PF|=2a,得到a,c的关系.
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第II卷主观题
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学科网(北京)股份有限公司三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 与圆 同圆心,且过点 的圆的方程是________.
【答案】
【解析】
【分析】设所求圆的方程为 ,代入点 求出 即可得所求圆的方程.
【详解】依题意,设所求圆的方程为 ,
由于所求圆过点 ,所以 ,解得 .
所以所求圆的方程为 .
故答案为: .
13. 圆 与圆 的公共弦所在直线被圆 :
所截得的弦长为__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据圆与圆相交得公共弦所在直线方程,再根据直线与圆相交弦长公式可得结论.
【详解】圆 与圆 的两方程作差得 ,
即公共弦所在直线方程为 ,
又圆 的圆心为 ,半径 ,
所以圆心 到直线 的距离 ,
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学科网(北京)股份有限公司则圆 被直线 所截得的弦长为 .
故答案为: .
14. 如图,椭圆 的左、右焦点分别为 , ,过点 作椭圆的切线,切点为T,若M为
x轴上的点,满足 ,则点M的坐标为______.
【答案】( ,0)或( ,0)
【解析】
【分析】通过联立椭圆和切线方程,可解出 坐标,进而利用 ,建立等式条件,解出点
M的坐标
【详解】设 的方程等于 ,不妨设 在 轴上方,即 .
则联立与椭圆的方程,得 ,整理得 ,令
,解得 ,此时方程为 ,解得
因此可知 ,由椭圆方程可知, 所以 ,又因 ,
为
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学科网(北京)股份有限公司所以 , ,
(如图)过T做x轴的垂线,记垂足为N
,
则可知 ,因此 ,设 ,则 , 在
,
中,由正弦定理, ,
即 ,解得 或
故答案为:( ,0)或( ,0)
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. (1)已知直线 经过点 且与直线 垂直,求直线 的方程.
(2)已知直线 与 轴, 轴分别交于 两点, 的中点为 ,求直线 的方程.
【答案】(1) ;(2) .
【解析】
【分析】(1)由垂直关系可得直线 的斜率,进而由点斜式得到方程;
(2)设出 ,利用中点坐标公式得到两点坐标,从而得到直线方程.
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学科网(北京)股份有限公司【详解】(1)直线 的斜率 ,则 ,
故直线 的方程为 ;
(2)设 , 的中点为 ,知 ,
则直线 的方程为 .
16. 为了开发古城旅游观光,镇政府决定在护城河上建一座圆形拱桥,河面跨度 为32米,拱桥顶点C
离河面8米,
(1)如果以跨度 所在直线为 轴,以 中垂线为 轴建立如图的直角坐标系,试求出该圆形拱桥所
在圆的方程;
(2)现有游船船宽8米,船顶离水面7米,为保证安全,要求行船顶部与拱桥顶部的竖直方向高度差至少
要 米.问这条船能否顺利通过这座拱桥,并说出理由.
【答案】(1)
(2)船可以通过,理由见解析
【解析】
【分析】(1)利用圆过点 、 可解出圆的方程;
(2)只需判断点P(4,7.5)与圆的位置关系即可.
【小问1详解】
B(16,0),C(0,8),设圆心(0,b),圆的方程为:
由圆过点 、 可得 ,解得 ,
∴拱桥所在的圆方程是:
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学科网(北京)股份有限公司【
小问2详解】
可设船右上角竖直方向0.5米处点为P(4,7.5),
代入圆方程左端得396.25<400,所以点 在圆内,故船可以通过
17. 已知椭圆 的焦点为 和 ,且椭圆 经过点 .
(1)求椭圆 的方程;
(2)过点 的直线 与椭圆 交于 两点,则在 轴上是否存在定点 ,使得 的值为
定值?若存在,求出点 的坐标和该定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在, ,定值为
【解析】
【分析】(1)根据椭圆 的焦点设椭圆 的方程为 ,代入点 ,即可得 的值,从
而求得椭圆标准方程;
(2)当直线 的斜率不为0时,设直线 的方程为 ,设定点 ,联立直线与椭圆求得交点
坐标关系,再根据向量的坐标运算求 ,消参即可确定定值,再检验直线 的斜率为0时是否符合
即可得结论.
【小问1详解】
已知椭圆 的焦点为 和 ,设椭圆 的方程为 ,
将点 代入椭圆方程,
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学科网(北京)股份有限公司得 ,解得 (舍去), ,
所以椭圆 的方程为 .
【小问2详解】
当直线 的斜率不为0时,设直线 的方程为 ,设定点 .
联立方程组 ,消掉 可得 , 恒成立.
设 ,可得 ,
所以
.
要使上式为定值,则 ,解得 ,
此时 .
当直线 的斜率为0时, ,
此时, 也符合.
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学科网(北京)股份有限公司所以存在点 ,使得 为定值 .
18. 已知平面直角坐标系上一动点 到点 的距离是点 到点 的距离的 倍.
(1)求点 的轨迹方程;
(2)若点 与点 关于点 对称,点 ,求 的最大值和最小值;
(3)过点 的直线 与点 的轨迹 相交于 两点,点 ,则是否存在直线 ,使 取得最
大值,若存在,求出此时 的方程,若 不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2) ;
(3)存在, 或
【解析】
【分析】(1)根据条件列方程求解即可;
(2)根据对称性求出Q点的轨迹方程,再利用三角换元即可求解;
(3)联立直线与圆的方程求得 的范围,再利用点到直线的距离公式与圆的弦长公式求得 取得最
大值时 的值,从而得解.
【小问1详解】
由已知 ,
化简得 ,即 ,
所以点P的轨迹方程为 ;
【小问2详解】
依题意,设 ,
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学科网(北京)股份有限公司因为点 与点 关于点 对称,,所以点P坐标为 ,
因为点P在圆上运动,所以 ,
即点Q的轨迹方程为 ,
不妨设 ,
,
其中 ,
则当 时, 取得最大值 ;
当 时, 取得最小值 ;
【小问3详解】
由题意知 的斜率一定存在,
不妨假设存直线 的斜率为k,且 ,则 ,
联立方程: ,
所以 ,
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学科网(北京)股份有限公司又因为直线 不经过点 ,则 ,
因为点 到直线 的距离 , ,
所以 ,
因为 ,
所以当 时, 取得最大值2,此时 ,
所以直线 的方程为 或 .
19. 已知椭圆 : ( , )的左、右焦点分别为 、 ,离心率为 ,经过点
且倾斜角为 的直线 与椭圆交于 、 两点(其中点 在 轴上方), 的周长为
8.
(1)求椭圆 的标准方程;
(2)如图,将平面 沿 轴折叠,使 轴正半轴和 轴所确定的半平面(平面 )与 轴负半轴
和 轴所确定的半平面(平面 )互相垂直.
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学科网(北京)股份有限公司①若 ,求异面直线 和 所成角的余弦值;
②是否存在 ,使得折叠后 的周长为 ?若存在,求 的值;若不存在,请说
明理由.
【答案】(1) ;(2)① ;②存在; .
【解析】
【分析】(1)由 的周长可求出 的值,从而由离心率的值可求得 ,进而由椭圆中
的关系求出 的值,即可得椭圆的标准方程.
(2)①直线l的方程为 ,与椭圆方程联立求出点 的坐标,再建立空间直角坐标系,求
出点 的坐标,从而可得 ,再利用空间向量的夹角公式即可求解.
②由 8,可得 ,设折叠前
A(x ,y ),B(x ,y ),直线 的方程 与椭圆方程联立,利用韦达定理代入上式化简整理即可求
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学科网(北京)股份有限公司出 的值,从而可得直线l的斜率,进而可得tan 的值.
【详解】解:(1)由椭圆的定义知: ,
的
所以 周长 ,所以 ,
又椭圆离心率为 ,所以 ,所以 , ,
由题意,椭圆的焦点在 轴上,
所以椭圆的标准方程为 ;
(2)①由直线 : 与 ,
联立求得 ,(因为点 在 轴上方)以及 ,
再以 为坐标原点,折叠后原 轴负半轴,原 轴,原 轴正半轴所在直线为 , , 轴建立空间直角
坐标系,则
, , , ,
, .
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学科网(北京)股份有限公司记异面直线 和 所成角为 ,则 ;
②设折叠前A(x ,y ),B(x ,y ),折叠后 , 在新图形中对应点记为 , , ,
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,
由 , ,故 ,
将直线 方程与椭圆方程联立 ,得 ,
, ,
在折叠后的图形中建立如图所示的空间直角坐标系(原 轴仍然为 轴,原 轴正半轴为 轴,原 轴负
半轴为 轴);
, ,
所以 ,(i)
又 ,
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学科网(北京)股份有限公司所以 ,(ii)
由(i)(ii)可得 ,
因为 ,
所以 ,
即 ,
所以 ,解得 ,
因为 ,所以 .
【点睛】关键点点睛:本题的解题关键是根据折叠前、后三角形 周长的变化,得到
,进而根据两点间的距离公式及韦达定理进行求解.
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