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1、專題4 第2課時
(本欄目內(nèi)容,在學(xué)生用書以獨立形式分冊裝訂!)
一、選擇題
1.已知直線a,b,c及平面α,β,下列條件中,能使a∥b成立的是( )
A.a(chǎn)∥α,b?α B.a(chǎn)∥α,b∥α
C.a(chǎn)∥c,b∥c D.a(chǎn)∥α,α∩β=b
解析: a∥α,b?α,則a∥b或a、b異面,A錯;
a∥α,b∥α,則a∥b或a,b異面或a,b相交,B錯;
a∥α,α∩β=b,則a∥b或a,b異面,D錯;
事實上,a∥c,b∥c,則a∥b,這是公理4,所以C正確.
答案: C
2.(2020·四川卷)l1,l2,l3是空間三條不同的直線,則下列命題正確的是
2、( )
A.l1⊥l2,l2⊥l3?l1∥l3 B.l1⊥l2,l2∥l3?l1⊥l3
C.l1∥l2∥l3?l1,l2,l3共面 D.l1,l2,l3共點?l1,l2,l3共面
解析: 當l1⊥l2,l2⊥l3時,l1也可能與l3相交或異面,故A不正確;l1⊥l2,l2∥l3?l1⊥l3,故B正確;當l1∥l2∥l3時,l1,l2,l3未必共面,如三棱柱的三條側(cè)棱,故C不正確;l1,l2,l3共點時,l1,l2,l3未必共面,如正方體中從同一頂點出發(fā)的三條棱,故D不正確.
答案: B
3.如圖所示,b、c在平面α內(nèi),a∩c=B,b∩c=A,且a⊥b,a⊥c,b⊥c,若C∈a,
3、D∈b,E在線段AB上(C、D、E均異于A、B),則△ACD是( )
A.銳角三角形 B.直角三角形
C.鈍角三角形 D.等腰三角形
解析: ∵a⊥b,a⊥c,b∩c=A,∴a⊥面α.
又∵a⊥b,b⊥c,a∩c=B,∴b⊥面ABC,
∴AD⊥AC,故△ACD為直角三角形.
答案: B
4.設(shè)a,b是不同的直線,α、β是不同的平面,則下列命題:
①若a⊥b,a⊥α,則b∥α;②若a∥α,α⊥β,則a⊥β;③若a⊥β,α⊥β,則a∥α;④若a⊥b,a⊥α,b⊥β,則α⊥β.
其中正確命題的個數(shù)是( )
A.0 B.1
C.2 D.3
解析: 通過線
4、面平行、垂直的判定定理和性質(zhì)定理及面面平行、垂直的判定定理和性質(zhì)定理可得①②③錯誤,④正確,故選B.
答案: B
5.如圖,四邊形ABCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠BAD=90°.將△ADB沿BD折起,使平面ABD⊥平面BCD,構(gòu)成三棱錐A-BCD.則在三棱錐A-BCD中,下列命題正確的是( )
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
解析: ∵在四邊形ABCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠BAD=90°,∴BD⊥CD.
又平面ABD⊥平面BCD,且平面
5、ABD∩平面BCD=BD,
故CD⊥平面ABD,則CD⊥AB.
又AD⊥AB,故AB⊥平面ADC.
∴平面ABC⊥平面ADC.
答案: D
6.在正方體ABCD-A1B1C1D1中,O是底面ABCD的中心,M、N分別是棱DD1、D1C1的中點,則直線OM( )
A.和AC、MN都垂直
B.垂直于AC,但不垂直于MN
C.垂直于MN,但不垂直于AC
D.與AC、MN都不垂直
解析: OM?平面BB1D1D,而AC⊥平面BB1D1D,
∴OM⊥AC.又設(shè)正方體棱長為2,則DO=,DM=1,
∴OM=,MN=,ON=,故OM2+MN2=ON2,
∴OM⊥MN.
答案:
6、A
二、填空題
7.如右圖,長方體ABCD-A1B1C1D1中,MN在平面BCC1B1內(nèi),MN⊥BC于M,則MN與平面AB1的位置關(guān)系是________.
解析: ∵MN⊥BC,∴MN∥BB1,
而BB1?平面AB1,∴MN∥平面AB1.
答案: 平行
8.如圖所示,四棱錐P-ABCD的底面是一直角梯形,AB∥CD,CD=2AB,E為PC的中點,則BE與平面PAD的位置關(guān)系為________.
解析: 如右圖取PD的中點F,連接EF,AF,由題中條件易得四邊形ABEF為平行四邊形,從而進一步可推出BE∥AF,根據(jù)線面平行的判定定理可得BE∥平面PAD.
答案: 平行
9.
7、如圖,PA⊥⊙O所在的平面,AB是⊙O的直徑,C是⊙O上的一點,E,F(xiàn)分別是點A在PB,PC上的射影,給出下列結(jié)論:①AF⊥PB;②EF⊥PB;③AF⊥BC;④AE⊥平面PBC.
其中正確命題的序號是________.
解析: ∵PA⊥⊙O所在的平面,AB是⊙O的直徑,∴CB⊥AC,CB⊥PA,CB⊥平面PAC.
又AF?平面PAC,∴CB⊥AF.
又∵E,F(xiàn)分別是點A在PB,PC上的射影,
∴AF⊥PC,AE⊥PB,∴AF⊥平面PCB.
故①③正確.∴PB⊥平面AEF,故②正確.
而AF⊥平面PCB,∴AE不可能垂直于平面PBC.故④錯.
答案:?、佗冖?
三、解答題
10
8、.如圖,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥BC,BC⊥BC1,AB=BC1,E、F、G分別為線段AC1、A1C1、BB1的中點,求證:
(1)平面ABC⊥平面ABC1;
(2)EF∥平面BCC1B1;
(3)GF⊥平面AB1C1.
證明: (1)∵BC⊥AB,BC⊥BC1,AB∩BC1=B,
∴BC⊥平面ABC1.
∵BC?平面ABC,∴平面ABC⊥平面ABC1.
(2)∵AE=EC1,A1F=FC1,∴EF∥AA1.
∵BB1∥AA1,∴EF∥BB1.
∵EF?平面BCC1B1,∴EF∥平面BCC1B1.
(3)連結(jié)EB,則四邊形EFGB為平行四邊形.
∵EB⊥AC
9、1,∴FG⊥AC1.
∵BC⊥平面ABC1,
∴B1C1⊥平面ABC1,
∴B1C1⊥BE,∴FG⊥B1C1.
∵B1C1∩AC1=C1,∴GF⊥平面AB1C1.
11.如圖,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1=AB=BC=3,AC=2,D是AC的中點.
(1)求證:B1C∥平面A1BD;
(2)求證:平面A1BD⊥平面ACC1A1;
(3)求三棱錐A-A1BD的體積.
解析: (1)證明:設(shè)AB1與A1B相交于點E,連接DE,則E為AB1的中點.
在△AB1C中,D為AC的中點,E為AB1的中點,
∴DE∥B1C.
又∵DE?平面A1BD,B1C?平面A1BD,
10、
∴B1C∥平面A1BD.
(2)證明:在△ABC中,AB=BC,AD=DC,
∴BD⊥AC.
∵AA1⊥平面ABC,∴AA1⊥BD,
又∵AA1∩AC=A,∴BD⊥平面ACC1A1,
又BD?平面A1BD,
∴平面A1BD⊥平面ACC1A1.
(3)在△ABC中,BD===2,
∴S△ABD=×AD×BD=×1×2=,
又∵AA1⊥平面ABC,且AA1=3,
∴VA1-ABD=×S△ABD×AA1=××3=,
∴VA-A1BD=VA1-ABD=.
12.如圖,已知四邊形ABCD是直角梯形,∠ABC=90°,AD∥BC,AD=2AB=2BC.沿AC將△ABC折起,使點
11、B到點P的位置,且平面PAC⊥平面ACD.
(1)證明:PC⊥CD;
(2)在PA上是否存在一點E,使得BE∥平面PCD?若存在,請指出點E的位置,并給出證明;若不存在,請說明理由.
解析: (1)證明:在直角梯形ABCD中,易知AC⊥CD,
∵平面PAC⊥平面ACD,交線為AC,
∴CD⊥平面PAC,
又∵PC?平面PAC,∴PC⊥CD.
(2)存在,當點E為PA的中點時,BE∥平面PCD.
給出證明:取PA的中點為E,AD的中點為F,連接BE,BF,EF.
∵AD=2,BC=1,∴BC=FD,又BC∥FD,
∴四邊形BCDF是平行四邊形,∴BF∥CD,
∵BF?平面PCD,∴BF∥平面PCD.
∵E,F(xiàn)分別是PA,AD的中點,∴EF∥PD.
∵EF?平面PCD,∴EF∥平面PCD.
∵EF∩BF=F,∴平面BEF∥平面PCD,
∵BE?平面BEF,∴BE∥平面PCD.