高中新課程訓(xùn)練題及答案
一、選擇題(本小題共12小題,每小題5分,共60分)
1. 若是平面外一點(diǎn),則下列命題正確的是
。ˋ)過(guò)只能作一條直線與平面相交 (B)過(guò)可作無(wú)數(shù)條直線與平面垂直
。–)過(guò)只能作一條直線與平面平行 (D)過(guò)可作無(wú)數(shù)條直線與平面平行
2.在空間四邊形中,、、、上分別取、、、四點(diǎn),如果、交于一點(diǎn),則( )
A.一定在直線上 B.一定在直線上
C.在直線或上 D.既不在直線上,也不在上
3.如圖S為正三角形所在平面ABC外一點(diǎn),且SA=SB=SC=AB,E、F分別為SC、AB中點(diǎn),則異面直線EF與SA所成角為( )
A.90? B.60? C.45? D.30?
4.下列說(shuō)法正確的是( )
A.若直線平行于平面內(nèi)的無(wú)數(shù)條直線,則
B.若直線在平面外,則
C.若直線,,則
D.若直線,,則直線就平行于平面內(nèi)的無(wú)數(shù)條直線
5.在下列條件中,可判斷平面與平面平行的是( )
A.、都垂直于平面
B.內(nèi)存在不共線的三點(diǎn)到平面的距離相等
C.、是內(nèi)兩條直線,且,
D.、是兩條異面直線,且,,,
6 若為一條直線,為三個(gè)互不重合的平面,給出下面三個(gè)命題:① ② ;③ ,其中正確的命題有( )
A. 0個(gè) B. 1個(gè) C. 2個(gè) D. 3個(gè)
7.把正方形ABCD沿對(duì)角線AC折起,當(dāng)點(diǎn)D到平面ABC的距離最大時(shí),直線BD和平面ABC所成角的大小為 ( )
A.90? B.60? C.45? D.30?
8.PA、PB、PC是從點(diǎn)P引出的三條射線,每?jī)蓷l射線的夾角均為60?,則直線PC與平面APB所成角的余弦值是( )
A. B. C. D.
9.正方體ABCD—A1B1C1D1中,E、F分別是AA1、AB的中點(diǎn),則EF與對(duì)角面A1C1CA所成角的度數(shù)是( )
A.30? B.45? C.60? D.150?
10.設(shè)A、B、C、D是空間四個(gè)不同的點(diǎn),在下列命題中,不正確的是
。ˋ)若AC與BD共面,則AD與BC共面
。˙)若AC與BD是異面直線,則AD與BC是異面直線
。–)若AB=AC,DB=DC,則AD=BC
。―)若AB=AC,DB=DC,則AD⊥BC
11.對(duì)于平面和共面的直線、下列命題中真命題是
。ˋ)若則 (B)若則
。–)若則 (D)若、與所成的角相等,則
12.給出以下四個(gè)命題:
①如果一條直線和一個(gè)平面平行,經(jīng)過(guò)這條直線的平面和這個(gè)平面相交,那么這條直線和交線平行,
、谌绻粭l直線和一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交直線都垂直,那么這條直線垂直于這個(gè)平面
、廴绻麅蓷l直線都平行于一個(gè)平面,那么這兩條直線互相平行,
④如果一個(gè)平面經(jīng)過(guò)另一個(gè)平面的一條垂線,那么這兩個(gè)平面互相垂直.
其中真命題的個(gè)數(shù)是
A.4 B. 3 C. 2 D. 1
二、填空題(本大題共4小題,每小題4分,共16分)
13.設(shè)是直二面角,,,,,
則 。
14.、、是兩兩垂直且交于O點(diǎn)的三個(gè)平面,P到平面、、的距離分別是2、3、
6,則 。
15. 如圖,在正三棱柱中,AB=1。若二面角的大小為,則點(diǎn)到直線AB的距離為 。
16.已知正四棱錐的體積為12,底面對(duì)角線的長(zhǎng)為,則側(cè)面與底面所成的二面角等于_______________
三、解答題(本大題共6小題,共74分)
17.如圖,ABCD-A1B1C1D1是正四棱柱。
。↖)求證:BD⊥平面ACC1A;
。↖I)若二面角C1-BD-C的大小為60°,求異面直線BC1與AC所成角的大小。
18.如圖,在直三棱柱ABC—A1B1C1中,AA1=2,,,
⑴求證:平面AB1C⊥平面BB1C;
⑵求點(diǎn)B到平面AB1C的距離。
19. 如圖1,已知ABCD是上.下底邊長(zhǎng)分別為2和6,高為的等腰梯形,將它沿對(duì)稱軸OO1折成直二面角,如圖2.
。á瘢┳C明:AC⊥BO1;
。á颍┣蠖娼荗-AC-O1的大小.
20.如圖,△ABC和△DBC所在平面互相垂直,且AB=BC=BD,∠ABC=∠DBC=120?,
求:⑴A、D連線和平面DBC所成的角;⑵二面角A—BD—C的正切值。
21. 如圖,在五面體ABCDEF中,點(diǎn)O是矩形ABCD的對(duì)角線的交點(diǎn),面CDE是等邊三角形,棱。
。1)證明FO//平面CDE;
。2)設(shè),證明EO⊥平面CDF。
22.(本小題滿分12分)
如圖,四面體ABCD中,O、E分別是BD、BC的中點(diǎn),
(I)求證:平面BCD;
。↖I)求異面直線AB與CD所成角的大;
。↖II)求點(diǎn)E到平面ACD的距離。
參考答案
一、選擇題
DBCDD CCCAC CB
12.提示:BD1⊥平面AB1C,EF⊥平面AB1C
二、填空題
13.60? 14.7 15. 16.. 。
三、解答題
17.
解法一:
。1)∵ABCD-A1B1C1D1是正四棱柱
∴CC1⊥平面ABCD
∴BD⊥CC1
∴ABCD是正方形,
∴BD⊥AC
又∵AC,CC1平面ACC1A1,且AC∩CC1=C,
∴BD⊥平面ACC1A1
。↖I)設(shè)BD與AC相交于O,連接C1O。
∵CC1⊥平面ABCD、BD⊥AC!郆D⊥C1O∴∠C1OC是二面角C1-BD-C的平面角
∴∠C1OC=60°
連接A1B∵A1C1∥AC∴∠A1C1B是BC1與AC所成角.
設(shè)BC=a,則CO=
在△A1BC1中,由余弦定理得
∴異面直線BC1與AC所成角的大小為arccos
解法二:(I)建立空間直角坐標(biāo)系D-xyz,如圖。
設(shè)AD=a,DD1=b,則有D(0,0,0),A(a,0,0),B(a,a,0),
C(0,a,0),C1(0,a,b),
∴BD⊥AC,BD⊥CC1
又∵AC,CC1平面ACC1A1,且AC∩CC1=C,
∴BD⊥平面ACC1A1。
(II)設(shè)BD與AC相交于O,連接C1O,則點(diǎn)O坐標(biāo)為)
∴BD⊥C1O,又BD⊥CO, ∴∠C1OC=60°
∴異面直線BC1與AC所成角的'大小為
18.⑴由已知條件立即可證得,
、圃谄矫鍮B1C內(nèi)作BD⊥B1C于D,由⑴得BD⊥面AB1C,
∴BD為B到面AB1C的距離,∴(本題也可用體積轉(zhuǎn)換)
19..解法一(I)證明 由題設(shè)知OA⊥OO1,OB⊥OO1.
所以∠AOB是所折成的直二面角的平面角,
即OA⊥OB. 故可以O(shè)為原點(diǎn),OA、OB、OO1
所在直線分別為軸、y軸、z軸建立空間直角坐標(biāo)系,
如圖3,則相關(guān)各點(diǎn)的坐標(biāo)是A(3,0,0),B(0,3,0),C(0,1,)O1(0,0,).
從而
所以AC⊥BO1.
(II)解:因?yàn)樗訠O1⊥OC,
由(I)AC⊥BO1,所以BO1⊥平面OAC,是平面OAC的一個(gè)法向量.
設(shè)是0平面O1AC的一個(gè)法向量,
由 得.
設(shè)二面角O—AC—O1的大小為,由、的方向可知,>,
所以cos,>=
即二面角O—AC—O1的大小是
解法二(I)證明 由題設(shè)知OA⊥OO1,OB⊥OO1,所以∠AOB是所折成的直二面角的平面角,即OA⊥OB. 從而AO⊥平面OBCO1,OC是AC在面OBCO1內(nèi)的射影.
因?yàn)?,
所以∠OO1B=60°,∠O1OC=30°,從而OC⊥BO1
由三垂線定理得AC⊥BO1.
(II)解 由(I)AC⊥BO1,OC⊥BO1,知BO1⊥平面AOC.
設(shè)OC∩O1B=E,過(guò)點(diǎn)E作EF⊥AC于F,連結(jié)O1F(如圖4),則EF是O1F在平面AOC
內(nèi)的射影,由三垂線定理得O1F⊥AC.
所以∠O1FE是二面角O—AC—O1的平面角.
由題設(shè)知OA=3,OO1=,O1C=1,
所以,
從而, 又O1E=OO1·sin30°=,
⑴顯然可得MN∥平面ABC,∵平面MNC平面ABC=,∴MN∥
、啤逷C⊥平面ABC,∴平面PAC⊥平面ABC,作MQ⊥AC,則MQ⊥平面ABC,
作QD⊥于D,則MD⊥,MD的長(zhǎng)即為M到的距離
在Rt△ACB中,可求得,又,∠QCD=30?,
∴,,于是
20.⑴作AO⊥BC交BC的延長(zhǎng)線于O,∵面ABC⊥面BCD,∴OA⊥面BCD,連OD,則∠ADO就是AD與平面BCD所成的角,可求得∠ADO=45?
、谱鱋E⊥BD于E,連AE,則BD⊥AE,
∴∠AEO就是二面角A-BD-C的平面角的補(bǔ)角,
∵∠ABO=60?,∴,,∵∠EBO=60?,∴
在Rt△AOE中,,∴二面角A-BD-C的正切值為-2
21. (1)證明:取CD中點(diǎn)M,連結(jié)OM,在矩形ABCD中
,又,則。連結(jié)EM,
于是四邊形EFOM為平行四邊形
∴ FO//EM
又 ∵ FO平面CDE,且EM平面CDE,∴ FO//平面CDE
。2)證明:連結(jié)FM,由(1)和已知條件,在等邊中,CM=DM,EM⊥CD且。因此平行四邊形EFOM為菱形,從而EO⊥FM
∵ CD⊥OM,CD⊥EM ∴ CD⊥平面EOM,從而CD⊥EO
而FMCD=M,所以平面CDF
22(I)證明:連結(jié)OC
在中,由已知可得
而
即
平面
(II)解:取AC的中點(diǎn)M,連結(jié)OM、ME、OE,由E為BC的中點(diǎn)知
直線OE與EM所成的銳角就是異面直線AB與CD所成的角
在中,
是直角斜邊AC上的中線,
異面直線AB與CD所成角的大小為
。↖II)解:設(shè)點(diǎn)E到平面ACD的距離為
在中,
而
點(diǎn)E到平面ACD的距離為