《(渝皖瓊)2022-2023學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第1章 立體幾何初步滾動(dòng)訓(xùn)練2 北師大版必修2》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(渝皖瓊)2022-2023學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第1章 立體幾何初步滾動(dòng)訓(xùn)練2 北師大版必修2(9頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、(渝皖瓊)2022-2023學(xué)年高中數(shù)學(xué) 第1章 立體幾何初步滾動(dòng)訓(xùn)練2 北師大版必修2
一、選擇題
1.在下列四個(gè)正方體中,能得出AB⊥CD的是( )
考點(diǎn) 直線與平面垂直的性質(zhì)
題點(diǎn) 根據(jù)線面垂直的性質(zhì)判定線線垂直
答案 A
2.關(guān)于直線m,n與平面α,β,有下列四個(gè)命題:
①若m∥α,n∥β,且α∥β,則m∥n;
②若m⊥α,n⊥β,且α⊥β,則m⊥n;
③若m⊥α,n∥β,且α∥β,則m⊥n;
④若m∥α,n⊥β,且α⊥β,則m∥n.
其中真命題的序號(hào)是( )
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
考點(diǎn) 線、面平行、垂直的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 平行
2、與垂直的判定
答案 D
解析 ①m,n可能異面、相交或平行,④m,n可能平行、異面或相交,所以①④錯(cuò)誤.
3.設(shè)m,n是兩條不同的直線,α,β,γ是三個(gè)不同的平面,給出如下命題:
①若α⊥β,α∩β=m,nα,n⊥m,則n⊥β;
②若α⊥γ,β⊥γ,則α∥β;
③若α⊥β,m⊥β,m?α,則m∥α;
④若α⊥β,m∥α,則m⊥β;
其中正確命題的個(gè)數(shù)為( )
A.1 B.2 C.3 D.4
考點(diǎn) 線、面平行、垂直的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 平行與垂直的判定
答案 B
解析 根據(jù)平面與平面垂直的性質(zhì)知①正確;②中,α,β可能平行,也可能相交,不正確;③中,α⊥β,m⊥β
3、,m?α?xí)r,只可能有m∥α,正確;④中,m與β的位置關(guān)系可能是m∥β或mβ或m與β相交,不正確.綜上,可知正確命題的個(gè)數(shù)為2,故選B.
4.如圖所示,AB是⊙O的直徑,C是圓周上不同于A,B的任意一點(diǎn),PA⊥平面ABC,則四面體P-ABC的四個(gè)面中,直角三角形的個(gè)數(shù)為( )
A.4 B.3
C.2 D.1
考點(diǎn) 直線與平面垂直的性質(zhì)
題點(diǎn) 根據(jù)線面垂直的性質(zhì)判定線線垂直
答案 A
解析 ∵AB是圓O的直徑,
∴∠ACB=90°,即BC⊥AC,
∴△ABC是直角三角形.
又∵PA⊥平面ABC,
∴△PAC,△PAB是直角三角形.
又BC平面ABC,
∴
4、PA⊥BC,又PA∩AC=A,PA,AC平面PAC,
∴BC⊥平面PAC,
又PC平面PAC,∴BC⊥PC,
∴△PBC是直角三角形.從而△PAB,△PAC,△ABC,△PBC都是直角三角形,故選A.
5.如圖所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,BC=AC,AC1⊥A1B,M,N分別是A1B1,AB的中點(diǎn),給出下列結(jié)論:①C1M⊥平面A1ABB1;②A1B⊥NB1;③平面AMC1∥平面CNB1.其中正確結(jié)論的個(gè)數(shù)為( )
A.0 B.1 C.2 D.3
考點(diǎn) 線、面平行、垂直的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 平行與垂直的判定
答案 D
解析 由側(cè)棱AA1⊥平面A1B1C1
5、,可得AA1⊥C1M.由A1C1=B1C1及M為A1B1的中點(diǎn)可得C1M⊥A1B1,
∵AA1∩A1B1=A1,AA1,A1B1平面A1ABB1,
∴C1M⊥平面A1ABB1,∴①正確;
由C1M⊥平面A1ABB1,
可得C1M⊥A1B,
又已知AC1⊥A1B,C1M∩AC1=C1,
∴A1B⊥平面AMC1,從而可得A1B⊥AM,
又易證得AM∥NB1,
∴A1B⊥NB1,∴②正確;
易證得AM∥NB1,MC1∥CN,從而根據(jù)面面平行的判定定理可證得平面AMC1∥平面CNB1,∴③正確,故選D.
6.如圖,在四邊形ABCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠B
6、AD=90°,將△ABD沿BD折起,使平面ABD⊥平面BCD,構(gòu)成幾何體A-BCD,則在幾何體A-BCD中,下列結(jié)論正確的是( )
A.平面ABD⊥平面ABC
B.平面ADC⊥平面BDC
C.平面ABC⊥平面BDC
D.平面ADC⊥平面ABC
考點(diǎn) 平面與平面垂直的判定
題點(diǎn) 判定兩平面垂直
答案 D
解析 由已知得BA⊥AD,CD⊥BD,
又平面ABD⊥平面BCD,
∴CD⊥平面ABD,
從而CD⊥AB,故AB⊥平面ADC.
又AB平面ABC,
∴平面ABC⊥平面ADC.
7.如圖所示,在長(zhǎng)方體ABCD-A1B1C1D1中,AA1=2AB,AB
7、=BC,則下列結(jié)論中正確的是( )
A.BD1∥B1C
B.A1D1∥平面AB1C
C.BD1⊥AC
D.BD1⊥平面AB1C
考點(diǎn) 線、面平行、垂直的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 平行與垂直的判定
答案 C
解析 連接BD.在長(zhǎng)方體ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC,
∴AC⊥BD.又AC⊥DD1,BD∩DD1=D,
∴AC⊥平面BDD1.
∵BD1?平面BDD1,
∴AC⊥BD1.故選C.
8.如圖,在棱長(zhǎng)為1的正方體ABCD-A1B1C1D1中,M,N分別是BB1,A1B1的中點(diǎn),點(diǎn)P在正方體的表面上運(yùn)動(dòng),則總能使MP⊥BN的點(diǎn)P所形成圖形的周長(zhǎng)是( )
8、A.4 B.2+
C.3+ D.2+
考點(diǎn) 線、面平行、垂直的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 平行與垂直的計(jì)算與探索性問(wèn)題
答案 D
解析 如圖,取CC1的中點(diǎn)G,連接DG,MG,則MG∥BC.設(shè)BN交AM于點(diǎn)E.
∵BC⊥平面ABB1A1,NB平面ABB1A1,
∴NB⊥MG.
∵正方體的棱長(zhǎng)為1,M,N分別是BB1,A1B1的中點(diǎn),
∴△ABM≌△BB1N,
∴∠MAB=∠NBB1,∴∠MBE+∠BME=90°,
∴∠MEB=90°,即BN⊥AM,
又MG∩AM=M,MG,AM平面ADGM,
∴NB⊥平面ADGM,
∴使NB與MP垂直的點(diǎn)P所構(gòu)成的軌跡為矩形AD
9、GM(不包括M點(diǎn)).∵正方體的棱長(zhǎng)為1,
∴矩形ADGM的周長(zhǎng)等于2+.故選D.
二、填空題
9.下列四個(gè)命題中,真命題的個(gè)數(shù)為_(kāi)_______.
①如果兩個(gè)平面有三個(gè)公共點(diǎn),那么這兩個(gè)平面重合;
②兩條直線可以確定一個(gè)平面;
③若點(diǎn)M∈α,M∈β,α∩β=l,則M∈l;
④空間中,相交于同一點(diǎn)的三條直線在同一平面內(nèi).
考點(diǎn) 平面的基本性質(zhì)
題點(diǎn) 確定平面問(wèn)題
答案 1
解析 只有③正確.
10.如圖所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,側(cè)棱AA1⊥平面ABC.若AB=AC=AA1=1,
BC=,則異面直線A1C與B1C1所成的角為_(kāi)_______.
考點(diǎn) 異
10、面直線所成的角
題點(diǎn) 求異面直線所成的角
答案 60°
解析 因?yàn)閹缀误w是棱柱,BC∥B1C1,則直線A1C與BC所成的角就是異面直線A1C與B1C1所成的角,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,側(cè)棱AA1⊥平面ABC,AB=AC=AA1=1,BC=,BA1==,則CA1==,所以△BCA1是正三角形,故異面直線所成角為60°.
11.如圖,已知點(diǎn)E,F(xiàn)分別在正方體ABCD-A1B1C1D1的棱BB1,CC1上,且B1E=2EB,CF=2FC1,則平面AEF與平面ABC所成的二面角的正切值為_(kāi)_______.
考點(diǎn) 二面角
題點(diǎn) 知題作角
答案
解析 在平面BC1內(nèi)延長(zhǎng)
11、FE,CB,相交于點(diǎn)G,連接AG,過(guò)點(diǎn)B作BH垂直AG于點(diǎn)H,連接EH.
∵BE⊥平面ABCD,AG平面ABCD,
∴BE⊥AG.
∵BH⊥AG,BH∩EB=B,
BH,EB平面BEH,
∴AG⊥平面BEH,
∴AG⊥EH.故∠BHE是平面AEF與平面ABC所成二面角的平面角.
設(shè)正方體的棱長(zhǎng)為a,
則BE=,CF=a,
∴GB∶GC=BE∶CF=1∶2,
∴BG=a,∴BH=a,
故tan∠BHE===.
三、解答題
12.已知△ABC是邊長(zhǎng)為1的等邊三角形,D,E分別是AB,AC邊上的點(diǎn),AD=AE,F(xiàn)是BC的中點(diǎn),AF與DE交于點(diǎn)G,將△ABF沿AF折起
12、,得到三棱錐A-BCF,其中BC=.
(1)證明:DE∥平面BCF;
(2)證明:CF⊥平面ABF.
考點(diǎn) 線、面平行、垂直的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 平行、垂直綜合問(wèn)題的證明
證明 (1)在等邊三角形ABC中,AD=AE,
∴=,
在折疊后的三棱錐A-BCF中也成立,∴DE∥BC.
∵DE?平面BCF,BC平面BCF,
∴DE∥平面BCF.
(2)在等邊三角形ABC中,F(xiàn)是BC的中點(diǎn),
∴AF⊥BC,折疊后,AF⊥CF.
∵在△BFC中,BC=,BF=CF=,
∴BC2=BF2+CF2,因此CF⊥BF.
又AF∩BF=F,AF,BF平面ABF,
∴CF⊥平面ABF
13、.
13.如圖,在三棱錐ABCD中,AB⊥AD,BC⊥BD,平面ABD⊥平面BCD,點(diǎn)E,F(xiàn)(E與A,D不重合)分別在棱AD,BD上,且EF⊥AD.
求證:(1)EF∥平面ABC;
(2)AD⊥AC.
考點(diǎn) 線、面平行、垂直的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 平行與垂直的判定
證明 (1)在平面ABD內(nèi),
因?yàn)锳B⊥AD,EF⊥AD,
則AB∥EF.
又因?yàn)镋F?平面ABC,AB平面ABC,
所以EF∥平面ABC.
(2)因?yàn)槠矫鍭BD⊥平面BCD,
平面ABD∩平面BCD=BD,BC平面BCD,BC⊥BD,
所以BC⊥平面ABD.
因?yàn)锳D平面ABD,所以BC⊥AD.
14、又AB⊥AD,BC∩AB=B,AB平面ABC,
BC平面ABC,
所以AD⊥平面ABC.
又因?yàn)锳C平面ABC,
所以AD⊥AC.
四、探究與拓展
14.已知二面角α-l-β為60°,動(dòng)點(diǎn)P,Q分別在平面α,β內(nèi),P到β的距離為,Q到α的距離為2,則P,Q兩點(diǎn)之間距離的最小值為( )
A. B.2 C.2 D.4
考點(diǎn) 線、面平行、垂直的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 垂直的計(jì)算與探索性問(wèn)題
答案 C
解析 如圖,分別作QA⊥α于點(diǎn)A,AC⊥l于點(diǎn)C,PB⊥β于點(diǎn)B,PD⊥l于點(diǎn)D,連接CQ,BD,則∠ACQ=∠PDB=60°,AQ=2,BP=,∴AC=PD=2.又∵PQ=
15、=≥2,當(dāng)且僅當(dāng)AP=0,即點(diǎn)A與點(diǎn)P重合時(shí)取最小值.故選C.
15.如圖所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,側(cè)棱與底面垂直,∠BAC=90°,AB=AC=AA1=2,點(diǎn)M為A1B的中點(diǎn).
(1)證明:A1M⊥平面MAC;
(2)在棱B1C1上是否存在點(diǎn)N,使MN∥平面A1ACC1?若存在,試確定點(diǎn)N的位置,并證明你的結(jié)論;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
考點(diǎn) 線、面平行、垂直的綜合應(yīng)用
題點(diǎn) 垂直的計(jì)算與探索性問(wèn)題
(1)證明 在Rt△BAC中,BC===2.在Rt△A1AC中,
A1C===2.
∴BC=A1C,即△A1CB為等腰三角形.
又點(diǎn)M為A1B的中點(diǎn),∴A1M⊥MC.
又∵四邊形AA1B1B為正方形,M為A1B的中點(diǎn),
∴A1M⊥MA.
又MC∩MA=M,MC平面MAC,MA平面MAC,
∴A1M⊥平面MAC.
(2)解 當(dāng)N為B1C1的中點(diǎn)時(shí),滿(mǎn)足MN∥平面A1ACC1,
證明如下:
取A1B1的中點(diǎn)P,連接MP,NP.
∵M(jìn),P分別為A1B與A1B1的中點(diǎn),
∴MP∥BB1∥AA1.
又MP?平面A1ACC1,AA1平面A1ACC1,
∴MP∥平面A1ACC1,同理可證NP∥平面A1ACC1.
又MP∩NP=P,∴平面MNP∥平面A1ACC1.
∵M(jìn)N平面MNP,∴MN∥平面A1ACC1.