Instale os drivers NVidia (usando o Gerenciador de Hardware no Ubuntu, não o Download do Site) e tente novamente. Eu tive uma situação semelhante uma vez, e parecia que o driver vesa genérico não conseguia lidar com a combinação de monitor + placa gráfica por algum motivo.
De lá você deve ser capaz de usar a ferramenta Nvidia-Settings (localizada em System, Administration) para configurar seus dois monitores.