当前位置:首页 >> 其它 >>

2必修二 点线面之间的位置关系测试题 含答案 1130要点

第二章 点、直线、平面之间的位置关系 一、选择题 1.设 ?,?为两个不同的平面,l,m 为两条不同的直线,且 l ? ?,m ? ? ,有如下的两个命题:①若??∥?,则 l∥m;②若 l⊥m,则??⊥?.那么( ). B.①是假命题,②是真

A.①是真命题,②是假命题 命题 C.①②都是真命题

D.①②都是假命题

2 .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 角为 60°
(第 2 题)

3.关于直线 m,n 与平面??,?,有下列四个命题: ①m∥?,n∥??且??∥?,则 m∥n; ⊥?,则 m⊥n; ③m⊥?,n∥??且??∥?,则 m⊥n; ⊥?,则 m∥n. 其中真命题的序号是( A.①② D.②③ B.③④ ). C.①④ ④m ∥ ? , n ⊥ ?? 且 ?? ②m ⊥ ? , n ⊥ ?? 且 ??

4.给出下列四个命题: ①垂直于同一直线的两条直线互相平行 ②垂直于同一平面的两个平面互相平行 ③若直线 l1,l2 与同一平面所成的角相等,则 l1,l2 互相平行 ④若直线 l1,l2 是异面直线,则与 l1,l2 都相交的两条直线是 异面直线 其中假 命题的个数是( . A.1 B.2 ). C. 3 ). D .4

5.下列命题中正确的个数是(

①若直线 l 上有无数个点不在平面???内,则 l∥? ②若直线 l 与平面???平行,则 l 与平面???内的任意一条直线 都平行 ③如果两条平行直线中的一条直线与一个平面平行,那么另 一条直线也与这个平面平行 ④若直线 l 与平面???平行,则 l 与平面???内的任意一条直线 都没有公共点 A.0 个 个 6. 两直线 l1 与 l2 异面,过 l1 作平面与 l2 平行,这样的平面 ( ). B.有唯一的一个 C.有无数个 B.1 个 C.2 个 D.3

A.不存在 D.只有两个

7.把正方形 ABCD 沿对角线 AC 折起,当以 A,B,C,D 四 点为顶点的三棱锥体积最大时,直线 BD 和平面 ABC 所成的 角的大小为( A.90° D.30° 8.下列说法中不正确的 是( .... ). ). B.60° C.45°

A.空间中,一组对边平行且相等的四边形一定是平行四边 形 B.同一平面的两条垂线一定共面 C.过直线上一点可以作无数条直线与这条直线垂直,且这 些直线在同一个平面内 D.过一条直线有且只有一个平面与已知平面垂直 9.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,那么些两个平 面互相垂直 其中真命题的个数是( ).

A.4 D.1

B.3

C



2

10.异面直线 a,b 所成的角 60° ,直线 a⊥c,则直线 b 与 c 所成的角的范围为( A.[30°,90°] D.[30°,120°] 二、填空题 11.已知三棱锥 P-ABC 的三条侧棱 PA,PB,PC 两两相互垂 直,且三个侧面的面积分别为 S1,S2,S3,则这个三棱锥的 体积为 . ). B.[60°,90°] C.[30°,60°]

12.P 是△ ABC 所在平面???外一点,过 P 作 PO⊥平面??,垂 足是 O,连 PA,PB,PC. (1)若 PA=PB=PC,则 O 为△ ABC 的 心;

(2)PA⊥PB , PA⊥PC , PC⊥PB , 则 O 是 △ ABC 的 心; (3)若点 P 到三边 AB,BC,CA 的距离相等,则 O 是△ ABC 的 心;

(4) 若 PA = PB = PC , ∠C = 90? , 则 O 是 AB 边 的 点; (5)若 PA=PB=PC,AB=AC,则点 O 在△ABC 的 线上. 13.如图,在正三角形 ABC 中,D,E,F 分别为各
J

(第 13 题)

边的中点,G,H,I,J 分别为 AF,AD,BE,DE 的中点, 将△ ABC 沿 DE,EF,DF 折成三棱锥以后,GH 与 IJ 所成 角的度数为 .

14.直线 l 与平面 ??所成角为 30°,l∩?=A,直线 m∈?, 则 m 与 l 所成角的取值范围 是 .

15. 棱长为 1 的正四面体内有一点 P, 由点 P 向各面引垂线, 垂线段长度分别为 d1,d2,d3,d4,则 d1+d2+d3+d4 的值 为 .

16.直二面角??-l-??的棱上有一点 A,在平面??,??内各 有一条射线 AB,AC 与 l 成 45°,AB ? ?,AC ? ?,则∠BAC = 三、解答题 17.在四面体 ABCD 中,△ABC 与△DBC 都是边长为 4 的 正三角形. (1)求证:BC⊥AD; (2)若点 D 到平面 ABC 的距离等于 3,求二面角 A- BC-D 的正弦值; (3)设二面角 A-BC-D 的大小为 ?,猜想 ??为何值 时,四面体 A-BCD 的体积最大.(不要求证明)
(第 17 题)



18. 如图,在长方体 ABCD—A1B1C1D1 中,AB=2,

BB1=BC=1,E 为 D1C1 的中点,连结 ED,EC,EB 和 DB. (1)求证:平面 EDB⊥平面 EBC; (2)求二面角 E-DB-C 的正切值.
(第 18 题)

19* .如图,在底面是直角梯形的四棱锥 S - ABCD 中,AD∥BC,∠ABC=90°, SA⊥面 ABCD,SA=AB=BC=1,AD= 1 .
2

(1)求四棱锥 S—ABCD 的体积;? (2)求面 SCD 与面 SBA 所成的二面角的正切值. (提示:延长 BA,CD 相交于点 E,则直线 SE 是 所求二面角的棱.

20*.斜三棱柱的一个侧面的面积为 10,这个侧面与它所对 棱的距离等于 6,求这个棱柱的体积.(提示:在 AA1 上取 一点 P,过 P 作棱柱的截面,使 AA1 垂直于这个截面.)

(第 20 题)

答案:
DDDDB BCDBA 11. 1
3

2S1S 2 S3



12 .外,垂,内,中, BC 边的垂直平

分. 13.60°. 14.[30°,90°]. 三、解答题 17.证明:(1)取 BC 中点 O,连结 AO,DO. ∵△ABC,△BCD 都是边长为 4 的正三角形, ∴AO⊥BC,DO⊥BC,且 AO∩DO=O, ∴BC⊥平面 AOD.又 AD ? 平面 AOD, ∴BC AD. 17 题) 解:(2)由(1)知∠AOD 为二面角 A-BC-D 的平面角,设∠ AOD=?,则过点 D 作 DE⊥AD,垂足为 E. ⊥ (第 15.
6 3



16.60°或 120°.

∵BC⊥平面 ADO,且 BC ? 平面 ABC, ∴平面 ADO⊥平面 ABC.又平面 ADO∩平面 ABC=AO, ∴DE⊥平面 ABC. ∴线段 DE 的长为点 D 到平面 ABC 的距离,即 DE=3. 又 DO=
3 2

BD=2

3,
3 2

在 Rt△DEO 中,sin?= DE =
DO


3 2

故二面角 A-BC-D 的正弦值为



(3)当 ?=90°时,四面体 ABCD 的体积最大. 18.证明:(1)在长方体 ABCD-A1B1C1D1 中,AB=2,BB1= BC=1,E 为 D1C1 的中点.∴△DD1E 为等腰直角三角形,∠ D1ED=45°.同理∠C1EC=45°.∴ ?DEC ? 90? ,即 DE⊥EC. 在长方体 ABCD - A B C D 中, BC⊥平面 D DCC ,又 DE ? 平面
1 1 1 1 1 1

D1 DCC 1 ,

∴BC⊥DE. 又 EC ? BC ? C , ∴DE⊥平面 EBC. ∵平面 DEB 过 DE, ∴平面 DEB⊥平面 EBC. (2)解:如图,过 E 在平面 D DCC 中作 EO⊥DC 于
1 1

O .在长方体 ABCD - A B C D 中,∵面 ABCD⊥面
1 1 1 1

D1DCC1 ,∴EO⊥面

ABCD.过 O 在平面 DBC 中作
1 5

OF⊥DB 于 F,连结 EF,∴EF⊥BD.∠EFO 为二面 角 E-DB-C 的平面角.利用平面几何知识可得 OF= (第 18 题) 又 OE=1,所以,tan ? EFO=
5.



19*.解:(1)直角梯形 ABCD 的面积是 M
1+ 1 2 ?1= 3 2 4

底面

= 1(BC+AD)? AB =
2


3 3 4 4

∴四棱锥 S—ABCD 的体积是 V= 1 ·SA·M 底面= 1 ×1× 3 = 1 . (2)如图,延长 BA,CD 相交于点 E,连结 SE,则 SE 是所求 二面角的棱. ∵AD∥BC,BC=2AD, ∴EA=AB=SA,∴SE⊥SB ∵SA⊥面 ABCD,得面 SEB⊥面 EBC,EB 是交线. 又 BC⊥EB,∴BC⊥面 SEB,故 SB 是 SC 在面 SEB 上的射影,? ∴CS⊥SE,∠BSC 是所求二面角的平面角. ∵SB=
SA2+AB2



2 ,BC=1,BC⊥SB,
2 2

= ∴tan∠BSC= BC SB


2 2

(第 19 题) .

即所求二面角的正切值为

20*.解:如图,设斜三棱柱 ABC—A1B1C1 的侧面 BB1C1C 的 面积为 10,A1A 和面 BB1C1C 的距离为 6,在 AA1 上取一点 P 作截面 PQR, 使 AA1⊥截面 PQR, AA1∥CC1, ∴截面 PQR⊥ 侧面 BB1C1C,过 P 作 PO⊥QR 于 O,则 PO⊥侧面 BB1C1C, 且 PO=6. ∴V 斜=S△PQR· AA1= 1 · QR· PO· AA1
2

=1· PO· QR· BB1
2

= 1 ×10×6
2

=30.

(第 20 题)

第二章

点、直线、平面之间的位置关系

参考答案及解析 A组 一、选择题 1.D 解析:命题②有反例,如图中平面??∩平面??=直线 n, l ??,m ??, 且 l∥n , m⊥n ,则 m⊥l ,显然平面 ??? 不垂直平面 ? , ??????????????????(第 1 题) 故②是假命题;命题①显然也是假命题, 2.D 解析:异面直线 AD 与 CB1 角为 45°. 3.D 解析:在①、④的条件下,m,n 的位置关系不确定. 4. D 解析: 利用特殊图形正方体我们不难发现①②③④均不 正确,故选择答案 D. 5.B 解析:学会用长方体模型分析问题, A1A 有无数点 在平面 ABCD 外,但 AA1 与平面 ABCD 相交,①不 正确;A1B1∥平面 ABCD,显然 A1B1 不平行于 BD,②不正 确;A1B1∥AB,A1B1∥平面 ABCD,但 AB ?平面 ABCD 内, ③不正确;l 与平面 α 平行,则 l 与???无公共点,l 与平面??? 内的所有直线都没有公共点, ④正确,应选 B. (第 5 题)

6.B 解析:设平面 ??过 l1,且 l2∥?,则 l1 上一定点 P 与 l2 确定一平面 ??,??与 ??的交线 l3∥l2,且 l3 过点 P. 又过 点 P 与 l2 平行的直线只有一条,即 l3 有唯一性,所以经 过 l1 和 l3 的平面是唯一的, 即过 l1 且平行于 l2 的平面是 唯一的. 7.C 解析:当三棱锥 D-ABC 体积最大时,平面 DAC⊥ABC, 取 AC 的中点 O, 则△DBO 是等腰直角三角形, 即∠DBO=45°. 8.D 解析:A.一组对边平行就决定了共面;B.同一平面 的两条垂线互相平行,因而共面;C.这些直线都在同一个 平面内即直线的垂面;D.把书本的书脊垂直放在桌上就明 确了. 9.B 解析:因为①②④正确,故选 B. 10.A 解析:异面直线 a , b 所成的角为 60°,直线 c ⊥ a ,过 空间任一点 P,作直线 a’∥a, b’∥b, c’∥c. 若 a’,b’,c’ 共面则 b’ 与 c’ 成 30° 角,否则
b’



c’

所成的角的范

围为(30°, 90°], 所以直线 b 与 c 所成角的范围为[30°, 90°] . 二、填空题 11. 1
3

2S1S 2 S3



解析:设三条侧棱长为 a,b,c. 则 ∴
1 ab=S1, 1 bc=S2, 1 ca=S3 2 2 2 1 2 2 2 a b c =S1S2S3, 8

三式相乘:

∴ abc=2

2 S1S2 S3



∵ 三侧棱两两垂直, ∴ V= 1 abc· 1 = 1
3 2 3

2S1S 2 S3



12.外,垂,内,中,BC边的垂直平分. 解析:(1)由三角形全等可证得 O 为△ABC 的外心; (2)由直线和平面垂直的判定定理可证得,O 为△ABC 的垂 心; (3)由直线和平面垂直的判定定理可证得,O 为△ABC 的内 心; (4)由三角形全等可证得,O 为 AB 边的中点; (5)由(1)知, O 在 BC 边的垂直平分线上, 或说 O 在∠BAC 的平分线上. 13.60°. 解析:将△ABC 沿 DE,EF,DF 折成三棱锥以后,GH 与 IJ 所 成角的度数为 60°. 14.[30°,90°]. 解析:直线 l 与平面???所成的 30°的角为 m 与 l 所成角的最 小值,当 m 在???内适当旋转就可以得到 l⊥m,即 m 与 l 所 成角的的最大值为 90°. 15.
6 3


3 4

? 解析:作等积变换: 1 3

? ×(d1+d2+d3+d4)= 1 3

3 4

·h,

而 h=

6 3



16.60°或 120°.

解析:不妨固定 AB,则 AC 有两种可能. 三、解答题 17.证明:(1)取 BC 中点 O,连结 AO,DO. ∵△ABC,△BCD 都是边长为 4 的正三角形, ∴AO⊥BC,DO⊥BC,且 AO∩DO=O, ∴BC⊥平面 AOD.又 AD ? 平面 AOD, ∴BC AD. 17 题) 解:(2)由(1)知∠AOD 为二面角 A-BC-D 的平面角,设∠ AOD=?,则过点 D 作 DE⊥AD,垂足为 E. ∵BC⊥平面 ADO,且 BC ? 平面 ABC, ∴平面 ADO⊥平面 ABC.又平面 ADO∩平面 ABC=AO, ∴DE⊥平面 ABC. ∴线段 DE 的长为点 D 到平面 ABC 的距离,即 DE=3. 又 DO=
3 2

⊥ (第

BD=2

3,
3 2

在 Rt△DEO 中,sin?= DE =
DO


3 2

故二面角 A-BC-D 的正弦值为



(3)当 ?=90°时,四面体 ABCD 的体积最大. 18.证明:(1)在长方体 ABCD-A1B1C1D1 中,AB=2,BB1= BC=1,E 为 D1C1 的中点.∴△DD1E 为等腰直角三角形,∠ D1ED=45°.同理∠C1EC=45°.∴ ?DEC ? 90? ,即 DE⊥EC.

在长方体 ABCD - A B C D 中, BC⊥平面 D DCC ,又 DE ? 平面
1 1 1 1 1 1

D1 DCC 1 ,

∴BC⊥DE. 又 EC ? BC ? C , ∴DE⊥平面 EBC. ∵平面 DEB 过 DE, ∴平面 DEB⊥平面 EBC. (2)解:如图,过 E 在平面 D DCC 中作 EO⊥DC 于
1 1

O .在长方体 ABCD - A B C D 中,∵面 ABCD⊥面
1 1 1 1

D1DCC1 ,∴EO⊥面

ABCD.过 O 在平面 DBC 中作
1 5

OF⊥DB 于 F,连结 EF,∴EF⊥BD.∠EFO 为二面 角 E-DB-C 的平面角.利用平面几何知识可得 OF= (第 18 题) 又 OE=1,所以,tan ? EFO=
5.
底面



19*.解:(1)直角梯形 ABCD 的面积是 M
1+ 1 2 ?1= 3 2 4

= 1(BC+AD)? AB =
2


3 3 4 4

∴四棱锥 S—ABCD 的体积是 V= 1 ·SA·M 底面= 1 ×1× 3 = 1 . (2)如图,延长 BA,CD 相交于点 E,连结 SE,则 SE 是所求 二面角的棱. ∵AD∥BC,BC=2AD, ∴EA=AB=SA,∴SE⊥SB ∵SA⊥面 ABCD,得面 SEB⊥面 EBC,EB 是交线. 又 BC⊥EB,∴BC⊥面 SEB,故 SB 是 SC 在面 SEB 上的射影,? ∴CS⊥SE,∠BSC 是所求二面角的平面角.

∵SB=

SA2+AB2



2 ,BC=1,BC⊥SB,
2 2

= ∴tan∠BSC= BC SB


2 2

(第 19 题) .

即所求二面角的正切值为

20*. 解: 如图, 设斜三棱柱 ABC—A1B1C1 的侧面 BB1C1C 的面积为 10,A1A 和面 BB1C1C 的距离为 6,在 AA1 上 取一点 P 作截面 PQR,使 AA1⊥截面 PQR,AA1∥CC1, ∴截面 PQR⊥侧面 BB1C1C,过 P 作 PO⊥QR 于 O ,则 (第 20 题 ) PO⊥侧面 BB1C1C,且 PO=6. ∴V 斜=S△PQR· AA1= 1 · QR· PO· AA1
2

=1· PO· QR· BB1
2 2

= 1 ×10×6 =30.


更多相关标签: