《点、直线、平面之间的位置关系》综合测试题一(含参考答案)
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1 第二章 点、直线、平面之间的位置关系(周练)
一、选择题(总分50分;每小题5分)(每小题有且只有一个答案正确)(每小题有且只有一下答案正确) 1. 以下命题正确的是 ( ) A. 两个平面有一条交线 B. 一条直线与一个平面最多有一个公共点 2. C. 两个平面有一个公共点,它们可能相交 D. 两个平面有三个公共点,它们一定重合 3. 下面四个命题中,真命题的个数为 ( ) ⑴如果两个平面有三个公共点,那么这两个平面重合 ⑵两条直线可以确定一个平面 ⑶若M∈α,M∈β,α∩β=l,则M∈l ⑷空间中,相交于同一点的三直线在同一平面内 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 4. ABCD-A1B1C1D1是正方体,O是B1D1的中点,直线A1C交平面AB1D1于点M,则下列结论中错误的是 ( ) A. A、M、O三点共线 B. M、O、A1、A四点共面 C. A、O、C、M四点共面 D. B、B1、O、M四点共面 5. 如果a⊥b,那么a与b ( ) A. 一定相交 B. 一定异面 C. 一定共面 D. 一定不平行 6. 两等角的一条对应边平行,则 ( ) A. 另一条对应边平行 B. 另一条对应边不平行 C. 另一条对应边也不可能垂直 D. 以上都不对 7. 如图2-73:点S在平面ABC外,SB⊥BC,SB=AC=2,E、F分别是SC和AB的中点,则EF的长是 ( )
A. 1 B. 2 C.22 D. 21 8. 平面α∥平面β,AB、CD是夹在α和β间的两条异面线段, E、F分别为AB、CD的中点,则EF与α的关系是 ( ) A. 平行 B. 相交 C. 垂直 D. 不能确定 9. 经过平面外两点与这个平面平行的平面 ( ) A. 只有一个 B. 至少有一个 C. 可能没有 D. 有无数个 9.10.如图是正方体的平面展开图,则在这个正方体中
①BM与ED 平行 ②CN与BE异面 ③CN与BM成60 ④DM与BN垂直 以上四个命题中,正确命题的序号是( ) A.①②③ B.②④ C.③④ D.②③④ N
D C M
E A B
A F B S E
C
图2-73 2
10. 若三个平面把空间分成6个部分,那么这三个平面的位置关系是 ( ) A. 三个平面共线 B. 有两个平面平行且都与第三个平面相交 C.三个平面共线,或两个平面平行且都与第三个平面相交 D.三个平面两两相交 二、填空题(总分20分;每小题5分) 11.如图2-74:正方形ABCD所在平面与正方体ABEF所在平面成60°的二面角,则异面直线AD与BF所成的角的余弦值是_____。 12.如图2-75:A是△BCD所在平面外一点,M、N分别是△ABC和△ACD的重心,若BD=6,则MN=___________。 13.已知平面α∥平面β,P是α、β外一点,过P点的两条直线PAC、PBD分别交α于A、B,交β于C、D,且PA=6,AC=9,AB=8,则CD的长为___________。 14.在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,D1到B1C的距离为_________, A到A1C的距离为_______。 三、解答题(总分75分)
15. 如图:S是平行四边形ABCD平面外一点,,MN分别是
,SABD上的点,且SMAM=NDBN, 求证://MN平面SBC
16. 如图:四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,M、N分别是AB、PC的中点,PA=AD=a。 ⑴求证:MN∥平面PAD; ⑵求证:平面PMC⊥平面PCD。(预习后完成)
C D B A · ·
图2-75 M N
D C B E F
A
图2-74
P N C
B M A
D 3
17.设矩形ABCD,E、F分别为AB、CD的中点,以EF为棱将矩形 折成二面角A-EF-C1。求证:平面AB1E∥平面C1DF。
18.如图:正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是AB、BC的中点,G为DD1上一点,且D1G:GD=1:2,AC∩BD=O, 求证:平面AGO//平面D1EF
B A D C
C1 B1 D1
A1 G
O E F
B E A D1
C F C1
D 4
19.如图2-78:已知空间四边形ABCD,E、F分别是边AB、AD的中点,F、G分别是边BC、CD上的点,且32CDCGCBCF,求证直线EF、GH、AC交于一点。
20.如图:三个平面两两相交,有三条交线,求证这三条交线交于一点或互相平行。 21.如图,在五面体ABCDEF中,点O是矩形ABCD的对角线的交点,面CDE是等边三角形,棱EF ∥12BC (I)证明FO∥平面CDE; (II)设3BCCD,证明EO平面CDF.
B F C
G H A E D
图2-78
P l1
l2
l3 γ α β l3 l2
l
1
α γ β
ABCD
EF
O5
第二章 点、直线、平面之间的位置关系答案 一、选择题 1. C 3. A 4. D 5. D 6. D 7. B 8. A 9. C 9。C 10. C 二、填空题
11. 42 12. 2 13. 20或4 14. 26a ;36a 三、解答题 15. 证明:取BC的中点D,连结PD、AD, ∵D是直角三角形ABC的斜边BC的中点 ∴BD=CD=AD,又PA=PB=PC,PD是公共边 ∴∠PDA=∠PDB=∠POC=90° ∴PD⊥BC,PD⊥DA,PD⊥平面ABC ∴又PD平面PCB ∴平面PCB⊥平面ABC。
16. 证明:⑴设PD的中点为E,连结AE、NE,
由N为PD的中点知EN//21DC,
又ABCD是矩形,∴DC//AB,∴EN//21AB 又M是AB的中点,∴EN//AN, ∴AMNE是平行四边形 ∴MN∥AE,而AE平面PAD,NM平面PAD ∴MN∥平面PAD 证明:⑵∵PA=AD,∴AE⊥PD, 又∵PA⊥平面ABCD,CD平面ABCD, ∴CD⊥PA,而CD⊥AD,∴CD⊥平面PAD ∴CD⊥AE, ∵PD∩CD=D,∴AE⊥平面PCD, ∵MN∥AE,∴MN⊥平面PCD, 又MN平面PMC, ∴平面PMC⊥平面PCD。 17.
18.设EF∩BD=H,在△DD1H中,132DDDGDHDO, ∴GO//D1H,又GO平面D1EF,D1H平面D1EF, ∴GO//平面D1EF, 在△BAO中,BE=EF,BH=HO,∴EH//AO AO平面D1EF,EH平面D1EF,∴AO//平面D1EF,
P N C
B M A
图2-16
D E
P B D C
A
图2-15
B A D C
C1 B1 D1
A1 G
O E F
图2-17 H 6
AO∩GO=O,∴平面AGO//平面D1EF。 19. ∵AE=EB,AH=HD,∴EH//BD,且EH=21BD,
∵32CDCGCBCF,∴FG//BD,且FG=32BD, ∴EH//FG,且EH≠FG, 故四边形EFGH为梯形,则EF与GH必相交, 设交点为P,P∈平面ABC,又P∈平面DAC, 又平面BAC∩平面DAC=AC,故P∈AC, 即EF、GH、AC交于一点。
20.证明:设已知平面α、β、γ,α∩β=l1,β∩γ=l2,α∩γ=l3,如果l1、 l2、 l3中有任意两条交于一点P,设l1∩ l2=P,即P∈l1,P∈l2,那么P∈α,P∈γ,则点P在平面α、γ的交线l3上,即l1、 l2、 l3交于一点如(a)图;如果l1、 l2、 l3中任何两条都不相交,那么,因为任意两条都共面,所以l1∥ l2∥ l3如(b)图。
B F C
G H A E D
图2-18
P l1
l2
l3 γ α β l3 l2
l
1
α γ β
图2-19 (a) (b)