河南省南阳市唐河县2023-2024学年高二上学期期末质量检测数学试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1河南省南阳市唐河县2023-2024学年高二上学期期末质量检测数学试题一、单选题（每题5分共40分）1.已知随机变量X服从正态分布，且，则（）A.0.1 B.0.2 C.0.3 D.0.4【答案】D【解析】因为随机变量X服从正态分布，所以正态曲线关于直线对称，又，所以，则.故选:D.2.已知直线l经过点,则“直线l的斜率为”是“直线l与圆C：相切”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】由题，圆是圆心为，半径为的圆，当直线的斜率不存在时，直线方程为，此时圆心到直线距离为1，不等于半径，与圆不相切不符合；当直线的斜率存在时，设直线为，化为一般式即，则圆心到直线距离为，解得,所以“直线的斜率为”是“直线与圆相切”的充要条件,故选：C.3.已知是双曲线的左焦点，为坐标原点，过点且斜率为的直线与的右支交于点，，，则的离心率为（）A.3 B.2 C. D.【答案】B【解析】如图所示，双曲线的右焦点为，的中点为，连接，,因为，为的中点，所以，则，可得，又因为，所以，则，，可得，所以的离心率为．故选：B.4.已知直线：和曲线：有公共点，则实数的取值范围为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】因为，所以直线恒过定点，曲线：化简即为：，如图所示：由图可知，若直线与曲线有交点，则直线介于与之间即可，由圆心到直线的距离等于半径得：，整理得：，解得：或（舍），同理，由圆心到直线的距离等于半径得：，整理得：，解得：（舍）或，所以.故选：C5.已知矩形为平面外一点，且平面，分别为上的点，，则（）A. B. C.1 D.【答案】B【解析】因为，所以，故，故.故选：B6.已知点F为椭圆的左焦点，经过原点O的直线l交椭圆于P，Q两点，点M是椭圆C上异于P，Q的一点，直线，的斜率分别为，,且，若，则（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由于P，Q关于原点对称，设，，则有，又点都在椭圆上，，，，又，设椭圆的右焦点为，连接如下图：因为原点O平分线段PQ和，所以四边形是平行四边形，依题意，设，则，又，，在中，由余弦定理得，；故选：B.7.在棱长为1的正方体中，、为线段上的两个三等分点，动点在内，且，则点的轨迹长度为（）A B. C. D.【答案】B【解析】如图，在棱长为1的正方体中，，因为、为线段上的两个三等分点，所以，易知，平面，平面，所以平面，则，同理可证，又平面，平面，，则平面，设点到平面的距离为，则三棱锥的体积，则，所以在平面内，则，所以，所以平面内点的轨迹是以为圆心，为半径的圆，如图，在正三角形中，为中心，圆的半径为，即，，所以在直角三角形中，则，所以三个虚线弧圆心角弧度数为，则三个实线弧圆心角弧度数为，所以点的轨迹长度为.故选：B8.已知椭圆，点P为椭圆上的任一点，则P点到直线：的距离的取值范围为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】设与直线平行且与椭圆相切的直线为，联立方程，消元可得令，解得，当时，椭圆切线方程为，直线与切线距离为，当时，椭圆切线方程为，直线与切线距离为，即直线与切线的最大最小距离分别为,又当时，，即直线与椭圆无公共点，则椭圆上任一点P到直线：的距离的取值范围为.故选：B二、多选题（每题5分共20分）9.已知，，则（）A. B.C. D.【答案】ABD【解析】对于A，，故A正确；对于B，，故B正确；对于C，因为，，且，所以，故C错误；对于D，，故D正确.故选：ABD.10.已知圆与直线相交于两点，为坐标原点，则下列说法正确的是（）A.直线过定点 B.若，则C.的最小值为 D.的面积的最大值为2【答案】ABD【解析】对于选项A：将直线整理为：，令，解得，即直线过定点，故选项A正确；对于选项B：由题意知，，则直线的斜率为，若，则直线即直线的斜率为，解得：，故选项B正确；对于选项C：因为直线过定点，所以当直线与垂直时，取得最小值，此时，故选项C错误；对于选项D：设点到直线的距离为，则，当且仅当，即时，等号成立，故的面积的最大值为2，故选项D正确；故选：ABD.11.已知曲线，其中，则下列结论正确的是（）A.方程表示的曲线是椭圆或双曲线B.若，则曲线的焦点坐标为和C.若，则曲线的离心率D.若方程表示的曲线是双曲线，则其焦距的最小值为【答案】BCD【解析】对于选项A，当时，曲线，表示直线或，故选项A错误；对于选项B，当时，曲线方程为，可知曲线为焦点为和的椭圆，故选项B正确；对于选项C，当时，曲线方程为，因为，可得曲线为焦点在轴上的椭圆，，，则，所以离心率，因为，所以，故选项C正确；对于选项D，若方程表示的曲线是双曲线，因为曲线方程为，所以，即，故，所以，，所以，因为，所以，所以，故，所以，故焦距，所以其焦距的最小值为，故选项D正确.故选：BCD.12.如图,在正方体中,点满足，且.记与所成角为与平面所成角为，则（）A.若，三棱锥的体积为定值B.若，存在，使得平面C.D.若，则在侧面内必存在一点，使得【答案】ABC【解析】对于A，当时，取中点，中点，连接，根据平面向量基本定理知，则在上，则，平面，平面，则平面，则到平面的距离为定值，又的面积为定值，因此四面体的体积为定值，A正确；对于B，当时，取，则F为的中点，取的中点，令，则为的中点，连接，显然平面，平面，则平面，而，同理平面，又平面，因此平面平面，又平面，所以平面，B正确；对于C，过作交于，连接，由平面，得平面，而平面，有，显然是与平面所成的角，即，由，得是与所成的角，即，所以，C正确；对于D，建立如图所示的空间直角坐标系，当时，，点在侧面内，设，，则，于是始终为锐角，D错误.

故选：ABC三、填空题（每题5分共20分）13.展开式中含项的系数为___________.【答案】【解析】对于，其展开式的通式为，则展开式中含项的系数为故答案为：.14.已知点P为圆：上任一点，点Q为圆：上任一点，则的最小值为_______.【答案】1【解析】由题知圆半径为，圆心坐标为，圆：可改写成，即圆半径为，圆心坐标为，易知，，所以两圆的位置关系为内含，所以的最小值为．故答案为：115.如图，的二面角的棱上有，两点，直线，分别在这个二面角的两个半平面内，且都垂直于.已知，则长度为___________.【答案】【解析】因为.所以所以.故答案为：.16.蒙日是法国著名的数学家,他首先发现椭圆的两条相互垂直的切线的交点的轨迹是圆，所以这个圆又被叫做“蒙日圆”，已知点A、B为椭圆（）上任意两个动点，动点P在直线上，若恒为锐角，则根据蒙日圆的相关知识，可知椭圆C的离心率的取值范围为______【答案】【解析】依题意，直线都与椭圆相切，因此直线所围成矩形的外接圆即为椭圆的蒙日圆，由点A、B为椭圆上任意两个动点，动点P满足为锐角，得点在圆外，又动点P在直线上，因此直线与圆相离，于是，解得，则，解得，所以椭圆C的离心率的取值范围为.故答案为：四、解答题（共70分）17.已知圆的圆心在直线上，且与轴相切于点．（1）求圆的方程；（2）已知过点的直线被圆截得的弦长为，求直线的方程．解：（1）因为圆与轴相切于点，所以圆心在直线上，又因为圆的圆心在直线上，由，解得，即，圆的半径，所以，圆的方程为．（2）设圆心到直线的距离为，则，当直线的斜率不存在时，直线的方程为，此时，满足条件；当直线的斜率存在时，设直线的斜率为，则直线的方程为，即．因为圆心为，所以圆心到直线的距离为，整理可得，解得，所以，直线的方程为．综上所述，直线的方程为或.18.根据《国家学生体质健康标准》，六年级男生和女生一分钟跳绳等级如下（单位：次）.一分钟跳绳等级六年级男生六年级女生优秀及以上及以上良好及格不及格及以下及以下从某学校六年级男生和女生中各随机抽取名进行一分钟跳绳测试，将他们的成绩整理如下：男生/次女生/次（1）从这名男生中任取名，求取到的名男生成绩都优秀的概率；（2）若以成绩优秀的频率代替成绩优秀的概率，且每名同学的测试相互独立.从该校全体六年级学生中随机抽取名男生和名女生，设为这名学生中一分钟跳绳成绩优秀的人数，求的概率分布与期望.解：（1）由题意知，名男生中一分钟跳绳成绩优秀的有名，记“抽到的名男生成绩都优秀”为事件，则.（2）由题意知，从该校六年级学生中任取一名男生，一分钟跳绳成绩优秀的概率为；任取一名女生，一分钟跳绳成绩优秀的概率为.的可能取值有、、、，则，，，，所以的概率分布为所以，.19.已知的展开式中，所有项的系数之和是512．（1）求展开式中含项的系数；（2）求的展开式中的常数项.解：（1）因为的展开式中，所有项的系数之和是512．所以令，得，所以，所以的展开式通项公式为，令，解得，所以展开式中含项为，所以展开式中含项的系数为27.（2）由（1）知，，从而，因为的展开式的通项为，所以的常数项为，又的常数项为，所以的展开式中的常数项为.20.如图,在四棱锥中,平面，点是的重心.（1）求证：平面平面；（2）若直线与平面所成角的正弦值为，求的长度.解：（1）在四棱锥中，平面平面，则，而平面，于是平面，又平面，所以平面平面.（2）取中点为，连接，，则，即四边形为矩形，则，又平面平面，显然两两垂直，以为坐标原点，直线分别为为轴，建立空间直角坐标系，设，则，由点是的重心，得，则，又，设平面的一个法向量，则，取，得，设与平面所成角为，，化简得，解得或，即或，所以的长度为或.21.已知双曲线的一条渐近线为，其虚轴长为为双曲线上任意一点．（1）求证：到两条渐近线的距离之积为定值，并求出此定值；（2）若双曲线的左顶点为，右焦点为，求的最小值．解：（1）由题意可得，解得，因此，双曲线的方程为设，则，渐近线为，P到两条渐近线的距离之积.（2）由已知，得，，设或，在双曲线上，所以，因此或，对称轴为，由于或，所以当时，取得最小值为.22.已知抛物线，过焦点的直线l与抛物线C交于两点A，B，当直线l的倾斜角为时，