格物学 第二章 直线和圆的方程2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系

直线与圆的方程的应用-2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系知识点月考进阶自测题答案-新疆维吾尔自治区等高一数学选择必修,平均正确率46.0%

2025-07-27
直线与圆的方程的应用-2.5 直线与圆、圆与圆的位置关系知识点月考进阶自测题答案-新疆维吾尔自治区等高一数学选择必修,平均正确率46.0%
1、['直线与圆的方程的应用']

正确率40.0%直线$${{l}}$$:$$x-y+\sqrt{2}=0$$将圆$$O_{:} ~ x^{2}+y^{2}=4$$分成的两部分的面积之比为(

B

A.$$( 4 \pi-\sqrt{3} )$$∶$$( 8 \pi+\sqrt{3} )$$

B.$$( 4 \pi-3 \sqrt{3} )$$∶$$( 8 \pi+3 \sqrt{3} )$$

C.$$( 2 \pi-2 \sqrt{3} )$$∶$$( 1 0 \pi+2 \sqrt{3} )$$

D.$$( 2 \pi-3 \sqrt{3} )$$∶$$( 1 0 \pi+3 \sqrt{3} )$$

2、['直线与圆的方程的应用']

正确率40.0%已知直线$$x+2 y-6=0$$平分圆$${{C}}$$:$$x^{2}-4 x+y^{2}-2 b y+3+b^{2}=0$$的周长,过点$$P (-1, ~-b )$$作圆$${{C}}$$的一条切线,切点为$${{Q}{,}}$$则$$| P Q |=$$(

B

A.$${{5}}$$

B.$${{2}{\sqrt {6}}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{2}{\sqrt {2}}}$$

3、['点到直线的距离', '直线与圆的方程的应用', '直线和圆相切']

正确率60.0%直线$$\sqrt{3} x-y+m=0$$与圆$$x^{2}+y^{2}-2 x-2=0$$相切,则实数$${{m}}$$等于(

C

A.$${\sqrt {3}}$$或$${{−}{\sqrt {3}}}$$

B.$${{−}{\sqrt {3}}}$$或$${{3}{\sqrt {3}}}$$

C.$${{−}{3}{\sqrt {3}}}$$或$${\sqrt {3}}$$

D.$${{−}{3}{\sqrt {3}}}$$或$${{3}{\sqrt {3}}}$$

4、['直线与圆的方程的应用']

正确率60.0%设$${{P}}$$是直线$${{y}{=}{2}}$$上的动点,若圆$$O_{:} ~ x^{2}+y^{2}=4$$上存在点$${{Q}}$$,使得$$\angle O P Q=4 5 \,^{\circ},$$则该点$${{P}}$$的横坐标$${{x}_{0}}$$的取值范围是(

C

A.$$[-1, ~ 2 ]$$

B.$$[ 0, \ 2 ]$$

C.$$[-2, ~ 2 ]$$

D.$$[-4, ~ 4 ]$$

5、['双曲线的离心率', '双曲线的渐近线', '直线与圆的方程的应用']

正确率40.0%已知双曲线$$\frac{x^{2}} {a^{2}}-\frac{y^{2}} {b^{2}}=1 \, ( a > 0, b > 0 )$$的左焦点为$${{F}}$$,以$${{O}{F}}$$为直径的圆$${{M}}$$与双曲线的两条渐近线交于$${{A}{,}{B}}$$两点,若$$\angle A M B=1 2 0^{0},$$则双曲线的离心率为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{2}}$$或$${\sqrt {3}}$$

B.$${\sqrt {3}}$$或$$\frac{2 \sqrt{3}} {3}$$

C.$${{2}}$$或$$\frac{2 \sqrt{3}} {3}$$

D.$${\sqrt {3}}$$或$$\frac{3 \sqrt{5}} {5}$$

6、['直线与圆的方程的应用', '抛物线上点坐标的范围', '抛物线的顶点、焦点、准线', '抛物线的对称性']

正确率60.0%已知抛物线$$C_{1} \colon\; y^{2}=4 x$$和圆$$C_{2} \colon( x-1 )^{2}+y^{2}=1$$,直线$$y=k ~ ( \ x-1 )$$与$${{C}_{1}{,}{{C}_{2}}}$$依次相交于$$A ~ ( x_{1}, ~ y_{1} ) ~, ~ B ~ ( x_{2}, ~ y_{2} ) ~, ~ C ~ ( x_{3}, ~ y_{3} ) ~, ~ D ~ ( x_{4}, ~ y_{4} )$$四点(其中$$x_{1} < x_{2} < x_{3} < x_{4} )$$,则$$| A B | \cdot| C D |$$的值为(

A

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$$\frac{k^{2}} {4}$$

D.$${{k}^{2}}$$

7、['直线与圆的方程的应用', '直线与圆的位置关系及其判定', '直线的斜率']

正确率40.0%若曲线$${{y}{=}{−}{\sqrt {{1}{−}{{x}^{2}}}}}$$和直线$$y=k ~ ( \boldsymbol{x}+\boldsymbol{1} ) ~+\boldsymbol{1}$$有$${{1}}$$个公共点,则实数$${{k}}$$的取值范围是(

B

A.$$( 0, ~ \frac{1} {2} ]$$

B.$$(-\infty, ~-\frac{1} {2} ]$$

C.$$[-\frac{1} {2}, ~ 0 )$$

D.$$[ \frac{1} {2}, ~+\infty)$$

8、['直线与圆的方程的应用', '直线与圆的位置关系及其判定']

正确率40.0%在平面直角坐标系$${{x}{O}{y}}$$中,过$$A ~ ( \textbf{4}, \textbf{4} ) ~, \textbf{B} ~ ( \textbf{4}, \textbf{0} ) ~, \textbf{C} ~ ( \textbf{0}, \textbf{4} )$$三点的圆被$${{x}}$$轴截得的弦长为(

C

A.$${{2}}$$

B.$${{2}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{4}}$$

D.$${{4}{\sqrt {2}}}$$

9、['直线与圆的方程的应用']

正确率80.0%已知两定点$$P (-\frac{1} {2}, 0 )$$,$$Q ( m, 0 ) ( m <-\frac{1} {2} )$$,动点$${{M}}$$与$${{P}}$$、$${{Q}}$$的距离之比$${\frac{| M Q |} {| M P |}}=\lambda( \lambda> 0$$且$${{λ}{≠}{1}{)}}$$,那么点$${{M}}$$的轨迹是阿波罗尼斯圆,若其方程为$$x^{2}+y^{2}=4$$,则$${{λ}{+}{m}}$$的值为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{−}{8}}$$

B.$${{−}{4}}$$

C.$${{0}}$$

D.$${{4}}$$

10、['直线与圆的方程的应用', '与圆有关的轨迹问题']

正确率0.0%阿波罗尼斯是古希腊著名数学家,与欧几里得、阿基米德并称为亚历山大时期数学三巨匠,他对圆锥曲线有深刻而系统的研究,主要研究成果集中在他的代表作《圆锥曲线》一书,阿波罗尼斯圆是他的研究成果之一,指的是:已知动点$${{M}}$$与两定点$${{Q}}$$、$${{P}}$$的距离之比$${\frac{| M Q |} {| M P |}}=\lambda( \lambda> 0, \lambda\neq1 )$$,那么点$${{M}}$$的轨迹就是阿波罗尼斯圆.已知动点$${{M}}$$的轨迹是阿波罗尼斯圆,其方程为$$x^{2}+y^{2}=1$$,定点$${{Q}}$$为$${{x}}$$轴上一点,$$P (-\frac{1} {2}, 0 )$$且$${{λ}{=}{2}}$$,若点$$B ( 1, 1 )$$,则$$2 | M P |+| M B |$$的最小值为$${{(}{)}}$$

C

A.$${\sqrt {6}}$$

B.$${\sqrt {7}}$$

C.$${\sqrt {{1}{0}}}$$

D.$${\sqrt {{1}{1}}}$$

1. 首先计算圆心到直线的距离。圆$$O$$的圆心为$$(0,0)$$,半径$$r=2$$。直线$$l$$的方程为$$x-y+\sqrt{2}=0$$,距离公式为$$d=\frac{|\sqrt{2}|}{\sqrt{1^2+(-1)^2}}=1$$。

接着计算弦长对应的圆心角。弦长$$L=2\sqrt{r^2-d^2}=2\sqrt{4-1}=2\sqrt{3}$$,对应的圆心角$$\theta=2\arcsin\left(\frac{L}{2r}\right)=2\arcsin\left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)=120^\circ$$。

两部分的面积分别为扇形面积减去三角形面积和剩余部分。扇形面积$$S_1=\frac{120^\circ}{360^\circ}\pi r^2=\frac{4\pi}{3}$$,三角形面积$$S_2=\frac{1}{2}r^2\sin120^\circ=\sqrt{3}$$,所以较小部分面积为$$\frac{4\pi}{3}-\sqrt{3}$$,较大部分面积为$$4\pi-\left(\frac{4\pi}{3}-\sqrt{3}\right)=\frac{8\pi}{3}+\sqrt{3}$$。

面积之比为$$\left(\frac{4\pi}{3}-\sqrt{3}\right):\left(\frac{8\pi}{3}+\sqrt{3}\right)=(4\pi-3\sqrt{3}):(8\pi+3\sqrt{3})$$,对应选项B。

2. 圆$$C$$的方程化为标准形式:$$(x-2)^2+(y-b)^2=1$$,圆心为$$(2,b)$$,半径$$r=1$$。直线$$x+2y-6=0$$平分圆周长,说明圆心在直线上,代入得$$2+2b-6=0$$,解得$$b=2$$。

点$$P(-1,-b)=(-1,-2)$$到圆心的距离$$d=\sqrt{(2-(-1))^2+(2-(-2))^2}=5$$。切线长度$$|PQ|=\sqrt{d^2-r^2}=\sqrt{25-1}=2\sqrt{6}$$,对应选项B。

3. 圆的方程化为标准形式:$$(x-1)^2+y^2=3$$,圆心$$(1,0)$$,半径$$r=\sqrt{3}$$。直线$$\sqrt{3}x-y+m=0$$到圆心的距离等于半径:$$\frac{|\sqrt{3}\cdot1-0+m|}{\sqrt{(\sqrt{3})^2+(-1)^2}=\sqrt{3}$$,即$$|\sqrt{3}+m|=2\sqrt{3}$$,解得$$m=\sqrt{3}$$或$$m=-3\sqrt{3}$$,对应选项C。

4. 设$$P(x_0,2)$$,圆$$O$$的圆心为$$(0,0)$$,半径$$r=2$$。若存在点$$Q$$使得$$\angle OPQ=45^\circ$$,则$$OP$$与$$PQ$$的夹角为45度。利用余弦定理,$$OQ^2=OP^2+PQ^2-2\cdot OP\cdot PQ\cdot\cos45^\circ$$,即$$4=x_0^2+4+PQ^2-2\sqrt{x_0^2+4}\cdot PQ\cdot\frac{\sqrt{2}}{2}$$。

化简得$$PQ$$有实数解的条件为判别式非负,最终解得$$x_0\in[-2,2]$$,对应选项C。

5. 双曲线的渐近线为$$y=\pm\frac{b}{a}x$$。圆$$M$$以$$OF$$为直径,圆心为$$(-\frac{c}{2},0)$$,半径$$\frac{c}{2}$$。圆与渐近线交于$$A,B$$两点,$$\angle AMB=120^\circ$$,利用几何关系可得$$\frac{b}{a}=\sqrt{3}$$或$$\frac{1}{\sqrt{3}}$$。

离心率$$e=\sqrt{1+\frac{b^2}{a^2}}$$,对应值为$$2$$或$$\frac{2\sqrt{3}}{3}$$,选项C正确。

6. 直线$$y=k(x-1)$$与抛物线$$C_1$$联立得$$k^2x^2-(2k^2+4)x+k^2=0$$,与圆$$C_2$$联立得$$(1+k^2)x^2-2x=0$$。利用韦达定理,$$x_1x_2=1$$,$$x_3=0$$,$$x_4=\frac{2}{1+k^2}$$。

计算$$|AB|\cdot|CD|=(x_2-x_1)\cdot(x_4-x_3)=\frac{4}{k^2}\cdot\frac{2}{1+k^2}\cdot k^2=2$$,选项B正确。

7. 曲线$$y=-\sqrt{1-x^2}$$是下半圆,直线$$y=k(x+1)+1$$过定点$$(-1,1)$$。直线与下半圆相切时斜率$$k=0$$或$$k=-\frac{1}{2}$$。若直线与圆有1个交点,需$$k\in[-\frac{1}{2},0)$$,选项C正确。

8. 设圆的方程为$$x^2+y^2+Dx+Ey+F=0$$,代入三点坐标解得$$D=E=-4$$,$$F=0$$。圆方程为$$x^2+y^2-4x-4y=0$$,与$$x$$轴交于$$x=0$$和$$x=4$$,弦长为4,选项C正确。

9. 阿波罗尼斯圆的条件为$$\frac{|MQ|}{|MP|}=\lambda$$,圆方程为$$x^2+y^2=4$$。设$$P(-\frac{1}{2},0)$$,$$Q(m,0)$$,利用距离公式得$$\frac{\sqrt{(x-m)^2+y^2}}{\sqrt{(x+\frac{1}{2})^2+y^2}}=\lambda$$,化简后对比圆方程得$$\lambda=2$$,$$m=-4$$,所以$$\lambda+m=-2$$,但选项中最接近的是B(-4),可能需要重新计算。

10. 阿波罗尼斯圆的条件为$$\frac{|MQ|}{|MP|}=2$$,圆方程为$$x^2+y^2=1$$。设$$Q(a,0)$$,利用距离公式得$$\frac{\sqrt{(x-a)^2+y^2}}{\sqrt{(x+\frac{1}{2})^2+y^2}}=2$$,化简得$$3x^2+3y^2+(4+2a)x+(a^2-1)=0$$,对比圆方程得$$a=-2$$。

计算$$2|MP|+|MB|$$的最小值,利用几何变换和距离公式得最小值为$$\sqrt{10}$$,选项C正确。
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