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- 2021-07-01 发布
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必修二 第二章点、直线、平面之间的位置关系(B)
一、选择题
1、如图所示,在长方体ABCD—A1B1C1D1中,AB=BC=2,AA1=1,则BC1与平面BB1D1D所成角的正弦值为( )
A. B. C. D.
2、a∥β,则a平行于β内的( )
A.一条确定的直线 B.任意一条直线
C.所有直线 D.无数多条直线
3、如图所示,点P,Q,R,S分别在正方体的四条棱上,并且是所在棱的中点,则直线PQ与RS是异面直线的图是( )
4、下列命题正确的是( )
A.一条直线与一个平面平行,它就和这个平面内的任意一条直线平行
B.平行于同一个平面的两条直线平行
C.平面外的两条平行直线中的一条与一个平面平行,则另一条直线也与此平面平行
D.与两个相交平面的交线平行的直线,必平行于这两个平面
5、如果OA∥O1A1,OB∥O1B1,那么∠AOB与∠A1O1B1( )
A.相等 B.互补
C.相等或互补 D.以上均不对
6、正方体ABCD-A1B1C1D1中与AD1垂直的平面是( )
A.平面DD1C1C B.平面A1DB1
C.平面A1B1C1D1 D.平面A1DB
7、对于平面α和共面的直线m、n,下列命题中真命题是( )
A.若m⊥α,m⊥n,则n∥α
B.若m∥α,n∥α,则m∥n
C.若m⊂α,n∥α,则m∥n
D.若m、n与α所成的角相等,则m∥n
8、给出以下四个命题( )
①如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的一个平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行;
②如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么这条直线垂直于这个平面;
③如果两条直线都平行于一个平面,那么这两条直线互相平行;
④如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直.
其中真命题的个数是( )
A.4 B.3 C.2 D.1
9、设α、β是两个不同的平面,l是一条直线,以下命题正确的是( )
A.若l⊥α,α⊥β,则l⊂β
B.若l∥α,α∥β,则l⊂β
C.若l⊥α,α∥β,则l⊥β
D.若l∥α,α⊥β,则l⊥β
10、给出下列语句:
①一个平面长3 m,宽2 m;
②平面内有无数个点,平面可以看成点的集合;
③空间图形是由空间的点、线、面所构成的.
其中正确的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
11、如图,ABCD-A1B1C1D1为正方体,下面结论错误的是( )
A.BD∥平面CB1D1
B.AC1⊥BD
C.AC1⊥平面CB1D1
D.异面直线AD与CB1所成的角为60°
12、已知平面α⊥平面β,α∩β=l,点A∈α,A∉l,直线AB∥l,直线AC⊥l,直线m∥α,m∥β,则下列四种位置关系中,不一定成立的是( )
A.AB∥m B.AC⊥m
C.AB∥β D.AC⊥β
二、填空题
13、设α∥β,A∈α,C∈α,B∈β,D∈β,直线AB与CD交于O,若AO=8,BO=9,CD=34,则CO=________.
14、空间四边形ABCD中,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA的中点.①若AC=BD,则四边形EFGH是________;②若AC⊥BD,则四边形EFGH是________.
15、在边长为a的等边三角形ABC中,AD⊥BC于D,沿AD折成二面角B-AD-C后,BC=a,这时二面角B-AD-C的大小为________.
16、如图,四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,E是SA上一点,当点E满足条件:________时,SC∥平面EBD.
三、解答题
17、如图,在三棱锥P-ABC中,AB⊥BC,AB=BC=PA,点O、D分别是AC、PC的中点,OP⊥底面ABC.
(1)求证:OD∥平面PAB;
(2)求直线OD与平面PBC所成角的正弦值.
18、如图所示,空间四边形ABCD中,E,F,G,H分别是AB,BC,CD,DA上的点,且满足=
eq f(AH,HD)=,==2.
(1)求证:四边形EFGH是梯形;
(2)若BD=a,求梯形EFGH的中位线的长.
19、某几何体的三视图如图所示,P是正方形ABCD对角线的交点,G是PB的中点.
(1)根据三视图,画出该几何体的直观图;
(2)在直观图中,①证明:PD∥面AGC;
②证明:面PBD⊥面AGC.
20、如图所示,在四面体ABCD中,若棱CD=,其余各棱长都为1,试问:在这个四面体中,是否存在两个面互相垂直?证明你的结论.
21、如图,在四棱锥P-ABCD中,侧面PAD⊥底面ABCD,侧棱PA⊥PD,底面ABCD是直角梯形,其中BC∥AD,∠BAD=90°,AD=3BC,O是AD上一点.
(1)若CD∥平面PBO,试指出点O的位置;
(2)求证:平面PAB⊥平面PCD.
22、如图,正方形ABCD和四边形ACEF所在的平面互相垂直,EF∥AC,AB=,CE=EF=1.
(1)求证:AF∥平面BDE;
(2)求证:CF⊥平面BDE.
以下是答案
一、选择题
1、D [如图所示,在平面A1B1C1D1内过点C1作B1D1的垂线,垂足为E.连接BE.
⇒C1E⊥平面BDD1B1.
∴∠C1BE的正弦值就是所求值.
∵BC1==,C1E==.
∴sin∠C1BE===.]
2、D [直线a平行于过a且与α相交的平面的交线,在平面α内与交线平行的直线有无数条.]
3、C [
易知A、B中的直线是平行的,故一定共面,D选项的四个点恰好在一个六边形的截面上(如图所示).]
4、C [可以以正方体为载体作出判断.]
5、C
6、B [因为AD1⊥A1D,且AD1⊥A1B1.]
7、C [关键在于“共面的直线m、n”,且直线m,n没有公共点,故一定平行.]
8、B [①②④正确.]
9、C [当l⊥α,α⊥β时不一定有l⊂β,还有可能l∥β,故A不对,当l∥α,α∥β时,l⊂β或l∥β,故B不对,若α∥β,α内必有两条相交直线m,n与平面β内的两条相交直线m′,n′平行,又l⊥α,则l⊥m,l⊥n,即l⊥m′,l⊥n′,故l⊥β,因此C正确,若l∥α,α⊥β,则l与β相交或l∥β或l⊂β,故D不对.]
10、B
11、D [对于选项D,∵BC∥AD,∴∠B1CB即为AD与CB1所成角,此角为45°,故D错.]
12、D [∵m∥α,m∥β,α∩β=l,∴m∥l.
∵AB∥l,∴AB∥m.故A一定正确.
∵AC⊥l,m∥l,∴AC⊥m.从而B一定正确.
∵A∈α,AB∥l,l⊂α,∴B∈α.
∴AB⊄β,l⊂β.∴AB∥β.故C也正确.
∵AC⊥l,当点C在平面α内时,AC⊥β成立,
当点C不在平面α内时,AC⊥β不成立.故D不一定成立.]
二、填空题
13、16或272
解析 当AB与CD的交点O在两平面之间时CO=16;当AB与CD的交点O在两平面之外时,CO=272.
14、菱形 矩形
15、60°
解析 如图所示可知,∠CDB为二面角B-AD-C的平面角,由CD=BD=BC=a,可知∠CDB=60°.
16、E是SA的中点
解析 连接AC交BD于O,
则O为AC中点,
∴EO∥SC
EO⊂面EBD,SC⊄面EBD,
∴SC∥面EBD.
三、解答题
17、(1)证明 如图,∵O、D分别为AC、PC的中点,
∴OD∥PA.
又PA⊂平面PAB,OD⊄平面PAB,
∴OD∥平面PAB.
(2)解 ∵AB⊥BC,OA=OC,
∴OA=OB=OC.
又∵OP⊥平面ABC,
∴PA=PB=PC.
取BC的中点E,连接PE,OE,
则BC⊥平面POE,
作OF⊥PE于F,
连接DF,则OF⊥平面PBC,
∴∠ODF是OD与平面PBC所成的角.
设AB=BC=a,
则PA=PB=PC=2a,OA=OB=OC=a,
PO=a.
在△PBC中,∵PE⊥BC,PB=PC,
∴PE=a.∴OF=a.
又∵O、D分别为AC、PC的中点,∴OD==a.
在Rt△ODF中,sin∠ODF==.
∴OD与平面PBC所成角的正弦值为.
18、(1)证明 因为==,
所以EH∥BD,且EH=BD.
因为==2,
所以FG∥BD,且FG=BD.
因而EH∥FG,且EH=FG,
故四边形EFGH是梯形.
(2)解 因为BD=a,所以EH=a,FG=a,所以梯形EFGH的中位线的长为(EH+FG)=a.
19、(1)解 该几何体的直观图如图所示
(2)①证明 连接AC,BD交于点O,连接OG,因为G为PB的中点,O为BD的中点,所以OG∥PD.
又OG⊂面AGC,PD⊄面AGC,所以PD∥面AGC.
②证明 连接PO,由三视图,PO⊥面ABCD,所以AO⊥PO.
又AO⊥BO,所以AO⊥面PBD.
因为AO⊂面AGC,
所以面PBD⊥面AGC.
20、解 存在两个互相垂直的平面,
即平面ACD⊥平面BCD.
过A作AE⊥CD,∵AD=AC=1,DC=,
∴∠DAC=90°,
∴AE=,连接BE,
∵BD=BC=1,CD=,BE⊥DC,BE=,
∴∠AEB是二面角A—CD—B的平面角.
∵AB=1,∴AB2=AE2+BE2,
∴∠AEB=90°,
∴平面ACD⊥平面BCD.
21、(1)解 ∵CD∥平面PBO,CD⊂平面ABCD,
且平面ABCD∩平面PBO=BO,
∴BO∥CD.
又BC∥AD,∴四边形BCDO为平行四边形.
则BC=DO,而AD=3BC,
∴AD=3OD,即点O是靠近点D的线段AD的一个三等分点.
(2)证明 ∵侧面PAD⊥底面ABCD,面PAD∩面ABCD=AD,AB⊂底面ABCD,
且AB⊥AD,
∴AB⊥平面PAD.又PD⊂平面PAD,
∴AB⊥PD.
又PA⊥PD,且AB∩PA=A,
∴PD⊥平面PAB.
又PD⊂平面PCD,
∴平面PAB⊥平面PCD.
22、
证明 (1)如图设AC与BD交于点G.
因为EF∥AG,且EF=1,
AG=AC=1,
所以四边形AGEF为平行四边形.
所以AF∥EG.
因为EG⊂平面BDE,AF⊄平面BDE,
所以AF∥平面BDE.
(2)连接FG,
∵EF∥CG,EF=CG=1,
∴四边形CEFG为平行四边形,
又∵CE=EF=1,∴▱CEFG为菱形,
∴EG⊥CF.
在正方形ABCD中,AC⊥BD.
∵正方形ABCD和四边形ACEF所在的平面互相垂直,
∴BD⊥平面CEFG.∴BD⊥CF.
又∵EG∩BD=G,∴CF⊥平面BDE.