高考数学(文)二轮复习 课时巩固过关练(十三) Word版含解析

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课时巩固过关练(十三) 点、直线、平面之间的位置关系
一、选择题
1.设l,m是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则下列命题正确的是( )
A.若l⊥m,m=α∩β,则l⊥α
B.若l∥m,m=α∩β,则l∥α
C.若α∥β,l与α所成的角和m与β所成的角相等,则l∥m
D.若l∥m,α∥β,l⊥α,则m⊥β
解析:对于A,l可能在平面α内也可能在平面α外,错误;对于B,l可能在平面α
内,错误;对于C,l,m可能平行、相交、异面,错误;对于D,因为l∥m,l⊥α,所以m
⊥α,又α∥β,所以m⊥β,正确.
答案:D
2.(2016·北京海淀期中)设l,m,n均为直线,其中m,n在平面α内,则“l⊥α”是“l
⊥m且l⊥n”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
解析:l,m,n均为直线,m,n在平面α内,l⊥α⇒l⊥m且l⊥n.反之,由l⊥m且l⊥
n不一定能推出l⊥α,当m∥n时,l也可能平行于α.故“l⊥α”是“l⊥m且l⊥n”的充分
不必要条件.故选A.
答案:A
3.下列四个正方体图形中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,P分别为其所在棱的
中点,能得出AB∥平面MNP的图形的序号是( )

A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
解析:对于图形①:平面MNP与AB所在的对角面平行,即可得到AB∥平面MNP,
对于图形④:AB∥PN,AB⊄平面MNP,即可得到AB∥平面MNP,图形②、③都不可以,
故选C.
答案:C
4.如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱长为2,AC=BC=1,∠ACB=90°,D是
A1B1的中点,F是BB1上的动点,AB1,DF交于点E.要使AB1⊥平面C1DF,则线段B1F的
长为( )
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A.12 B.1
C.32 D.2
解析:设B1F=x,因为AB1⊥平面C1DF,DF⊂平面C1DF,所以AB1⊥DF.由已知可以
得A1B1=2,设Rt△AA1B1斜边AB1上的高为h,则DE=12h.又2×2=h22+22,所

以h=233,DE=33.在Rt△DB1E中,B1E=222-332=66.由面积相等得DB1·B1F
=DF·B1E,即66×x2+222=22x,得x=12.
答案:A
5.如图,在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,BC1⊥AC,则C1在底面ABC上
的射影H必在( )

A.直线AB上 B.直线BC上
C.直线AC上 D.△ABC内部
解析:由BC1⊥AC,BA⊥AC,得AC⊥平面ABC1,因此平面ABC⊥平面ABC1,因此
C1在底面ABC上的射影H在直线AB上.
答案:A
二、填空题
6.三棱锥S-ABC中,∠SBA=∠SCA=90°,△ABC是斜边AB=a的等腰直角三角形,
给出以下结论:

①异面直线SB与AC所成的角为90°;②直线SB⊥平面ABC;③平面SBC⊥平面SAC;
④点C到平面SAB的距离是12a.
其中正确结论的序号是__________.

解析:由题意知AC⊥平面SBC,又SB⊂平面SBC,故AC⊥SB,又SB⊥AB,∴SB⊥
平面ABC,平面SBC⊥平面SAC,①②③正确;取AB的中点E,连接CE(如图),可证得

CE⊥平面SAB,故CE的长度即为C到平面SAB的距离,为12a,④正确.
答案:①②③④
7.给出下列四个命题:
①平行于同一平面的两条直线平行;②垂直于同一平面的两条直线平行;③如果一条直
线和一个平面平行,那么它和这个平面内的任何直线都平行;④如果一条直线和一个平面垂
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直,那么它和这个平面内的任何直线都垂直.
其中正确命题的序号是__________.(写出所有正确命题的序号)
解析:①中平行于同一平面的两条直线可能相交,也可能异面,①不正确;根据直线与
平面垂直的性质定理知,②正确;③若直线l与平面α平行,则l必平行于α内某一方向上
的无数条直线,故③不正确;④显然正确.故填②④.
答案:②④
8.如图,PA⊥⊙O所在的平面,AB是⊙O的直径,C是⊙O上的一点,E,F分别是
点A在PB,PC上的射影,给出下列结论:

①AF⊥PB;②EF⊥PB;③AF⊥BC;④AE⊥平面PBC.
其中正确结论的序号是__________.
解析:∵PA⊥⊙O所在的平面,AB是⊙O的直径,∴CB⊥PA,CB⊥AC,∴CB⊥平面
PAC.又AF⊂平面PAC,∴CB⊥AF.又F是点A在PC上的射影,∴AF⊥PC,又PC∩BC=
C,PC,BC⊂平面PBC,∴AF⊥平面PBC,故①③正确.又E为A在PB上的射影,∴AE
⊥PB,∴PB⊥平面AEF,故②正确.而AF⊥平面PCB,∴AE不可能垂直于平面PBC.故④
错.答案为①②③.
答案:①②③
三、解答题
9.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,O为底面ABCD的中心,P,Q分别是DD1,
CC1的中点.求证:

(1)PO∥平面D1BQ;
(2)平面D1BQ∥平面PAO.
解:(1)连接DB,则D,O,B三点共线,∵P,O分别为DD1,DB的中点,∴OP∥
D1B.又D1B⊂平面D1BQ,OP⊄平面D1BQ,∴PO∥平面D1BQ.
(2)∵Q为CC1的中点,P为DD1的中点,∴QB∥PA.∵QB⊂平面D1BQ,PA⊄平面D1BQ,
∴PA∥平面D1BQ.
又PO∥平面D1BQ,PA∩PO=P,PA⊂平面PAO,PO⊂平面PAO,∴平面D1BQ∥平
面PAO.
10.(2015·四川高考)一个正方体的平面展开图及该正方体的直观图的示意图如图所示.

(1)请将字母F,G,H标记在正方体相应的顶点处(不需要说明理由);
(2)判断平面BEG与平面ACH的位置关系,并说明你的结论;
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(3)证明:直线DF⊥平面BEG.
解:(1)点F,G,H的位置如图所示.

(2)平面BEG∥平面ACH.证明如下:因为ABCD-EFGH为正方体,所以BC∥FG,BC
=FG.又FG∥EH,FG=EH,所以BC∥EH,BC=EH.于是BCHE为平行四边形,所以BE
∥CH.又CH⊂平面ACH,BE⊄平面ACH,所以BE∥平面ACH.同理BG∥平面ACH.又BE∩BG
=B,所以平面BEG∥平面ACH.
(3)连接FH,BD,因为ABCD-EFGH为正方体,所以DH⊥平面EFGH,因为EG⊂平
面EFGH,所以DH⊥EG,又EG⊥FH,DH∩FH=H,所以EG⊥平面EFHD.又DF⊂平面
BFHD,所以DF⊥EG.同理DF⊥BG.又EG∩BG=G,所以DF⊥平面BEG.
11.(2016·浙江瑞安联考)如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AD⊥平面A1BC,其垂足
D落在直线A1B上.

(1)求证:BC⊥A1B;
(2)若AD=3,AB=BC=2,P为AC的中点,求二面角P-A1B-C的平面角的余弦值.
解:(1)∵三棱柱ABC-A1B1C1为直三棱柱,∴A1A⊥平面ABC,又BC⊂平面ABC,∴
A1A⊥BC.∵AD⊥平面A1BC,且BC⊂平面A1BC,∴AD⊥BC.又AA1⊂平面A1AB,AD⊂平
面A1AB,A1A∩AD=A,∴BC⊥平面A1AB.又A1B⊂平面A1AB,∴BC⊥A1B.

(2)由(1)知BC⊥平面A1AB,AB⊂平面A1AB,从而BC⊥AB,如图,以B为原点建立空
间直角坐标系B-xyz.∵AD⊥平面A1BC,其垂足D落在直线A1B上,∴AD⊥A1B.在Rt△ABD
中,AD=3,AB=2,

sin∠ABD=ADAB=32,∠ABD=60°.在直三棱柱ABC-A1B1C1中,A1A⊥AB.在Rt△ABA
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中,AA1=AB·tan60°=23,则B(0,0,0),A(0,2,0),C(2,0,0),P(1,1,0),A1(0,2,23),BP→=
(1,1,0),BA1→=(0,2,23),BC→=(2,0,0).

设平面PA1B的一个法向量n1=(x1,y1,z1),则 n1·BP→=0,n1·BA1→=0,即 x1+y1=0,2y1+23z1=0,可
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取n1=(3,-3,3).设平面CA1B的一个法向量n2=(x2,y2,z2),则 n2·BC→=0,n2·BA1→=0,即



x2=0,
2y2+23z2=0,
可取n2=(0,-3,3).

∴cos〈n1,n2〉=n1·n2|n1||n2|=277.∴二面角P-A1B-C的平面角的余弦值是277.