2019-2020年高一數(shù)學(xué) 專(zhuān)題02 點(diǎn)直線(xiàn)平面之間的位置關(guān)系同步單元雙基雙測(cè)(B卷)(含解析).doc
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2019-2020 年高一數(shù)學(xué) 專(zhuān)題 02 點(diǎn),直線(xiàn),平面之間的位置關(guān)系同步單元雙基雙測(cè) (B 卷) (含解析) 一、選擇題:本大題共 12 個(gè)小題,每小題 5 分,共 60 分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題 目要求的. 1. 已知直線(xiàn),則直線(xiàn)至多可以確定平面的個(gè)數(shù)為 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】C. 【解析】?jī)善叫兄本€(xiàn)可以確定一個(gè)平面,當(dāng)三條平行直線(xiàn)不共面時(shí)可以確定三個(gè)平面. 2. 對(duì)于平面、 、和直線(xiàn)、 、 、,下列命題中真命題是 ( ) A.若 ,則; ,amn??? B.若 則; /,ab????? C.若,則; D.若,則. 【答案】B. 【解析】 試題分析:由線(xiàn)面垂直的判定定理知,還需與 相 交 才 能 得 , 故 錯(cuò);由線(xiàn)面平行的判定定理,還需知,故錯(cuò); 由面面平行的判定定理知,還需與 相 交 才 能 得 ,故錯(cuò). 所以選 B. 3. 已知是兩條不同的直線(xiàn),是一個(gè)平面,且∥,則下列命題正確的是( ) (A)若∥,則∥ (B)若∥,則∥ (C)若,則 (D)若,則 【答案】D 【解析】 試題分析:由 ∥,∥,可得或∥,不正確; 由∥,∥,可得∥或,相交或,互為異面直線(xiàn),不正確; 由∥, ,可得∥或,相交,不正確; 由∥, ,可得,正確.選. 4. 正三棱柱中, ,則與平面所成角的正弦值等于( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】略 5. 已知平面外不共線(xiàn)的三點(diǎn)到 α 的距離都相等,則正確的結(jié)論是( ) A.平面必平行于 B.平面必與相交 C.平面必不垂直于 D.存在△的一條中位線(xiàn)平行于或在內(nèi) 【答案】D 【解析】試題分析:已知平面外不共線(xiàn)的三點(diǎn)到 α 的距離都相等,因?yàn)檫@三點(diǎn)不一定在平面同一側(cè),所以 平面必平行于錯(cuò)誤;若這三點(diǎn)在平面同一側(cè),則平面必平行于,所以 B 錯(cuò). 平面有可能垂直于,所以 C 錯(cuò); 由于平面外不共線(xiàn)的三點(diǎn)中必定有兩點(diǎn)在同一側(cè),則在同一側(cè)的兩點(diǎn)所構(gòu)成的直線(xiàn)必平行于平面,即△中 存在一條邊平行于平面,所以該邊所對(duì)應(yīng)的中位線(xiàn)平行于或在內(nèi),故 D 正確. 6. 【xx 遼寧高考理第 4 題】已知 m, n 表示兩條不同直線(xiàn),表示平面,下列說(shuō)法正確的是( ) A.若則 B.若, ,則 C.若, ,則 D.若, ,則 【答案】 B 【解析】 試題分析:若 A.若則與可能平行、相交、異面,故 A 錯(cuò)誤; B.若, ,則,顯然成立; C.若, ,則或故 C 錯(cuò)誤; D.若, ,則或或與相交. 考點(diǎn):1.命題的真假;2.線(xiàn)面之間的位置關(guān)系. 7. 【山東濱州 xx 高一下學(xué)期期末試題】正方體 ABCD﹣A 1B1C1D1中 AB 的中點(diǎn)為 M,DD 1的中點(diǎn)為 N,則異面 直線(xiàn) B1M 與 CN 所成的角是( ). A 0 B. 45 C. 60 D. 90 【答案】D 考點(diǎn):異面直線(xiàn)所成的角. 8. 【山東濱州 xx 高一下學(xué)期期末試題】如圖,在三棱錐 S﹣ABC 中,底面是邊長(zhǎng)為 1 的等邊三角形,側(cè) 棱長(zhǎng)均為 2,SO⊥底面 ABC,O 為垂足,則側(cè)棱 SA 與底面 ABC 所成角的余弦值為( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 試題分析:由題意得,SO⊥底面 ABC,O 為垂足,則側(cè)棱 SA 與底面 ABC 所成角即;該三棱錐是正三棱錐,在 底面上的射影是的中心,也是重心,由重心定理得,又因?yàn)?所以,即側(cè)棱 SA 與底面 ABC 所成角的余弦值為. 考點(diǎn):直線(xiàn)與平面所成的角. 9. 【xx 高考廣東卷理第 7 題】若空間中四條直線(xiàn)兩兩不同的直線(xiàn)、 、 、 ,滿(mǎn)足, , ,則下列結(jié)論一定正確的是 ( ) A. B. C.、既不平行也不垂直 D.、的位置關(guān)系不確定 【答案】D 【解析】如下圖所示,在正方體中,取為,為,取為,為, D1C1B1 A1 D CBA ;取為,為,則;取為,為,則與異面,因此、的位置關(guān)系不確定,故選 D. 10. 【xx 四川高考理第 8 題】如圖,在正方體中,點(diǎn)為線(xiàn)段的中點(diǎn).設(shè)點(diǎn)在線(xiàn)段上,直線(xiàn)與平面所成的角 為,則的取值范圍是( ) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 試題分析:設(shè)正方體的棱長(zhǎng)為,則 1111312,3, ,22ACAOCOC????,所以1 132cos,sinAOCO?????? , 1 16cos,sin332A?????. 又直線(xiàn)與平面所成的角小于等于,而為鈍角,所以的范圍為,選 B. 11. 【xx 重慶高考理第 7 題】某幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的表面積為( ) A.54 B.60 C.66 D.72 【答案】B 【解析】 試題分析: 由三視圖可知該幾何體是一個(gè)底面為直角三角形的直三棱柱的一部分,其直觀圖如上圖所示, 其中,側(cè)面是矩形,其余兩個(gè)側(cè)面是直角梯形,由于,, 平面平面,所以平面,所以平面,所以, 故三角形是直角三角形,且 ,22111345ABE??? 所以幾何體的表面積為: 1111CABACABBCSSS? ?矩 形 梯 形 梯 形 = 60????1345352422????? 故選 B. 12. 【改編題】已知二面角為, , ,A 為垂足, , , ,則異面直線(xiàn)與所成角的余弦值為 ( ) A. B. C. D. 【答案】B. βαEl BDACG 【解析】如圖作于,連結(jié),過(guò)作∥,作于,連結(jié),則設(shè).在中, 在中,60,9,2,.BAEBAaE??????? 在中,245,90,cos45.GCGaa????? 異面直線(xiàn)與所成角的余弦值為,故選 B. 2cos,aAB? 【考點(diǎn)】1.三垂線(xiàn)定理及其逆定理;2. 空間角(異面直線(xiàn)所成角)的計(jì)算. 第Ⅱ卷(共 90 分) 二、填空題(本大題共 4 小題,每題 5 分,滿(mǎn)分 20 分,將答案填在答題紙上) 13. 長(zhǎng)方體 ABCD-A 1B1C1D1中,AB=AA 1=2,AD=1,E 為 CC1的中點(diǎn),則異面直線(xiàn) BC1與 AE 所成角的余弦 值為_(kāi)_______. 【答案】 【解析】 試題分析:由題知,連接, , , , ,異面直線(xiàn) BC1與 AE 所成角,即為與所成的角,在中, ,在中 ,在中215AD???226AEBCE??? ,故由余弦定理,中, .222111EC ????222156530cos 1AD????? 考點(diǎn):余弦定理,異面直線(xiàn)所成的角,空間想象能力. 14. 如圖,三角形 ABC 是直角三角形,ACB=,PA 平面 ABC,此圖形中有____________個(gè)直角三角形. 圖 3 【答案】4 【解析】 試題分析:已知 ,平面,所以面,, 均為直角,ACBAC????09 PCBAPB???,,, 所以共 4 個(gè)直角三角形. 考點(diǎn):線(xiàn)面垂直與線(xiàn)線(xiàn)垂直的關(guān)系 15.【山東省濱州市 xx 高一下學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)試題】如圖,在四棱錐 S﹣ABCD 中,底面是邊長(zhǎng)為 1 的正 方形,SD⊥底面 ABCD,且 SD=,則平面 BSC 與底面 ABCD 所成銳二面角的大小為 _________ . 【答案】. 【解析】 試題分析:;因?yàn)榈酌媸沁呴L(zhǎng)為 1 的正方形,所以;又因?yàn)?所以是平面 BSC 與BCADBSC?平 面平 面 ? 底面 ABCD 所成二面角的平面角;在中,,則,即平面 BSC 與底面 ABCD 所成銳二面角的大小為. 考點(diǎn):二面角. 16. 【原創(chuàng)題】如圖,四棱柱中,底面.四邊形為梯形,,且.過(guò)三點(diǎn)的平面記為,與的交點(diǎn)為.若, ,梯形 的面積為 6,則平面與底面所成二面角大小為 . 【答案】. 【解析】如圖,在中,作,垂足為,連接.又且,所以平面,于是. 所以為平面與底面所成二面角的平面角. 因?yàn)椤危?,所以. 又因?yàn)樘菪蔚拿娣e為 6, ,所以. 于是 .11πtan,4AEE??? 故平面與底面所成二面角的大小為. 三、解答題 (本大題共 6 小題,共 70 分.解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟.) 17. (本小題滿(mǎn)分 11 分)如圖長(zhǎng)方體中,底面是正方形,是的中點(diǎn),是棱上任意一點(diǎn). E A O C B D D1 A1 C1 B1 ⑴求證:; ⑵如果 ,求的長(zhǎng).12,,EO?? 【答案】 (1)證明見(jiàn)解析;(2) . 【解析】 試題分析:(1)要證線(xiàn)線(xiàn)垂直,一般可先證線(xiàn)面垂直,這個(gè)平面要包含其中一條直線(xiàn),本題中有許多垂 直關(guān)系,如,而平面,因此有平面,正好是平面內(nèi)的直線(xiàn),問(wèn)題得證;(2)我們采取空間問(wèn)題平面化, 所有條件都可在矩形內(nèi),利用平面幾何知識(shí)解題,由于,則有,這兩個(gè)三角形中,有,又,這時(shí)可求出, 從而求出的長(zhǎng). 試題解析:(1)是正方形,∴,又長(zhǎng)方體的側(cè)棱平面,∴, ,故有平面,又,∴. 7 分 (2)在長(zhǎng)方體中,是矩形,由,得,∴,從而,∴,又底面正方形的邊長(zhǎng)為 2,故, ,又,∴,從而. 14 分 說(shuō)明:用空間向量知識(shí)求解相應(yīng)給分. 考點(diǎn):(1)空間兩直線(xiàn)垂直;(2)求線(xiàn)段長(zhǎng). 18. (本小題滿(mǎn)分 11 分) 【淮北一中 xx 第二學(xué)期高一期末試卷】如圖所示,在四棱錐中,平面, , ,是的 中點(diǎn),是上的點(diǎn)且,為△中邊上的高. (1)證明:平面; (2)若, , ,求三棱錐的體積; (第 18 題圖) 【答案】(2)體積 【解析】 19. (本小題滿(mǎn)分 12 分) 【遼寧大連 xx 下學(xué)期省五校競(jìng)賽試題】已知側(cè)棱垂直于底面的四棱柱,ABCD- A1B1C1D1的底面是菱形,且 AD=A A1, 點(diǎn) F 為棱 BB1的中點(diǎn),點(diǎn) M 為線(xiàn)段 AC1的中點(diǎn). (1)求證: MF∥平面 ABCD (2)求證:平面 AFC1⊥平面 ACC1A1 D1 A1 11 A B CD B1 C1 F M 【答案】 (1)證明見(jiàn)解析;(2)證明見(jiàn)解析. 【解析】 (2)連接 BD,由題知平面 AB-CD,又平面 ABCD,. 四邊形 ABCD 為菱形,. 又,平面,平面,平面. 在四邊形 DANB 中,DA∥BN,且 DA=BN,,四邊形 DANB 為平行四邊形,∥BD,平面。又平面,平面⊥平面. 考點(diǎn):1.線(xiàn)面平行的判定定理;2.面面垂直的判定定理. 20. (本小題滿(mǎn)分 12 分) 【浙江省金華十校高二下學(xué)期期末試題】如圖,已知三角形△ABC 與△BCD 所在 平面相互垂直,且∠BAC=∠BCD=90,AB=AC,CB=CD,點(diǎn) P,Q 分別在線(xiàn)段 BD,CD 上,沿直線(xiàn) PQ 將△PQD 向上翻折,使 D 與 A 重合. (Ⅰ)求證:AB⊥CQ; (Ⅱ)求 BP 的長(zhǎng); (Ⅲ)求直線(xiàn) AP 與平面 BCD 所成的角. 【答案】 (I)見(jiàn)解析;(Ⅱ)1;(Ⅲ)45 【解析】 試題分析:(I)由面 ABC⊥面 BCQ 又 CQ⊥BC 推出 CQ⊥面 ABC,再推出 CQ⊥AB;(Ⅱ)作 AO⊥BC,垂足為 O,則 AO⊥平面 BCQ,連接 OP,由沿直線(xiàn) PQ 將△PQD 向上翻折,使 D 與 A 重合可知 AP=DP 即 ,解得 BP=1;(Ⅲ)由(Ⅱ)知 AO⊥平面 BCD,所以20245cosDPAOBPB????? ∠APO 是直線(xiàn) AP 與平面 BCD 所成的角, ,因此直線(xiàn) AP245cos202 ?????BPOBOP 與平面 BCD 所成的角為 45. 試題解析:(I)證明:∵面 ABC⊥面 BCQ 又 CQ⊥BC ∴CQ⊥面 ABC ∴CQ⊥AB; (Ⅱ)解:作 AO⊥BC,垂足為 O,則 AO⊥平面 BCQ,連接 OP, 設(shè) AB=1,則 BD=2,設(shè) BP=x, 由題意 AP=DP, ∴ , ∴x=1; (Ⅲ)解:由(Ⅱ)知 AO⊥平面 BCD, ∴∠APO 是直線(xiàn) AP 與平面 BCD 所成的角, ∴∠APO=45, ∴直線(xiàn) AP 與平面 BCD 所成的角為 45. 考點(diǎn):1.空間直線(xiàn)的位置關(guān)系的判定;2.空間兩點(diǎn)間的距離;3.線(xiàn)面角的求解 21. (本小題滿(mǎn)分 12 分) 【xx 高考湖南理第 19 題】如圖 6,四棱柱的所有棱長(zhǎng)都相等, ,四邊形和四邊形為矩形.11,ACBDO??? (1)證明:底面; (2)若,求二面角的余弦值. 【答案】(1) 詳見(jiàn)解析 (2) 【解析】 試題分析:(1)要證明線(xiàn)面垂直,只需要在面內(nèi)找到兩條相交的線(xiàn)段與之垂直即可,即證明與垂直,首先利用 四棱柱所有棱相等,得到上下底面為菱形,進(jìn)而得到均為中點(diǎn),得到三者相互平行,四邊形均為矩形與平行相 結(jié)合即可得到與垂直,進(jìn)而證明線(xiàn)面垂直. (2)要求二面角,此問(wèn)可以以以為坐標(biāo)原點(diǎn),所在直線(xiàn)分別為軸,軸,軸建立三維直角坐標(biāo)系,利用空間向量的 方法得到二面角的余弦值,在此說(shuō)明第一種方法,做出二面角的平面角, 過(guò)作的垂線(xiàn)交于點(diǎn),連接.利用(1) 得到,在利用四邊形為菱形,對(duì)角線(xiàn)相互垂直,兩個(gè)垂直關(guān)系即可得到垂直于平面,進(jìn)而得到,結(jié)合得到線(xiàn)面 垂直,說(shuō)明角即為哦所求二面角的平面角,設(shè)四棱柱各邊長(zhǎng)為,利用勾股定理求出相應(yīng)邊長(zhǎng)即可得到角的余 弦值,進(jìn)而得到二面角的余弦值. 試題解析:(1)證明:四棱柱的所有棱長(zhǎng)都相等 四邊形和四邊形均為菱形 11,ACBDO??? 分別為中點(diǎn) 四邊形和四邊形為矩形 且 又且底面 底面. (2)過(guò)作的垂線(xiàn)交于點(diǎn),連接.不妨設(shè)四棱柱的邊長(zhǎng)為. 底面且底面面 面 又面 四邊形為菱形 又且,面 面 又面 又且,面 面 為二面角的平面角,則 且四邊形為菱形 , ,211112, 7OaBOa??? 則 111121sin37HBa??AA 再由的勾股定理可得 ,2211 9CH??? 則 ,所以二面角的余弦值為. 21579a? 22. (本小題滿(mǎn)分12分) 【xx 高考湖北理第19題】如圖,在棱長(zhǎng)為2的正方體中,分別是棱的中點(diǎn),點(diǎn)分別 在棱,上移動(dòng),且. (1)當(dāng)時(shí),證明:直線(xiàn)平面; (2)是否存在,使平面與面所成的二面角為直二面角?若存在,求出的值;若不存在,說(shuō)明理由. 【答案】 (1)詳見(jiàn)解析;(2) 試題解析:幾何法: (1)證明:如圖 1,連結(jié),由是正方體,知, 當(dāng)時(shí),是的中點(diǎn),又是的中點(diǎn),所以, 所以, 而平面,且平面, 故平面. (2)如圖 2,連結(jié),因?yàn)?、分別是、的中點(diǎn), 所以,且,又, , 所以四邊形是平行四邊形, 故,且, 從而,且, 在和中,因?yàn)椋?, 于是, ,所以四邊形是等腰梯形, 同理可證四邊形是等腰梯形, 分別取、 、的中點(diǎn)為、 、 ,連結(jié)、 , 則, ,而, 故是平面與平面所成的二面角的平面角, 若存在,使平面與平面所成的二面角為直二面角,則, 連結(jié)、 ,則由,且,知四邊形是平行四邊形, 連結(jié),因?yàn)?、是、的中點(diǎn),所以, 在中, , ,21)(1222??????OH ,)()((222?G 由得,解得, 故存在,使平面與平面所成的二面角為直二面角.- 配套講稿:
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