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1、
階段檢測(二)
對應(yīng)學生用書P37(范圍:1.2)
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,滿分150分,考試時間120分鐘.
第Ⅰ卷(選擇題,共60分)
一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.下列圖形一定是平面圖形的是( )
A.有一個角是直角的四邊形
B.有兩個角是直角的四邊形
C.有三個角是直角的四邊形
D.四個角都是直角的四邊形
答案 D
解析 結(jié)合空間四邊形可知,選項A,B,C不一定是平面圖形,四個角都是直角的四邊形是矩形,是平
2、面圖形.
2.若a與b是兩條異面直線,那么在經(jīng)過b的所有平面中( )
A.只有一個平面與a平行
B.有無數(shù)個平面與a平行
C.沒有平面與a平行
D.有且只有二個平面與a平行
答案 A
解析 在直線b上任取一點P,過點P作直線a′∥a,則a′與b確定一個平面α,顯然a?α,故經(jīng)過b與a平行的平面只有一個.
3.已知空間兩條不同的直線m,n和兩個不同的平面α,β,則下列結(jié)論正確的是( )
A.若m∥α,n?α,則m∥n
B.若α∩β=m,m⊥n,則n⊥α
C.若m∥α,n∥α,則m∥n
D.若m∥α,m?β,α∩β=n,則m∥n
答案 D
解析 若m∥α,n?α則m
3、∥n或m與n異面,故A錯誤;若α∩β=m,m⊥n,則n⊥α或n?α,或n與α相交,故B錯誤;若m∥α,n∥α,則m∥n或m與n異面或m與n相交,故C錯誤.
4.若直線l不平行于平面α,且l?α,則( )
A.α內(nèi)的所在直線與l異面
B.α內(nèi)不存在與l平行的直線
C.α內(nèi)存在唯一的直線與l平行
D.α內(nèi)的直線與l都相交
答案 B
解析 依題意,設(shè)直線l∩α=A(如圖).
α內(nèi)的直線若經(jīng)過點A,則與直線l相交;若不經(jīng)過點A,則與直線l是異面直線,故選B.
5.若直線a∥b∥c,則經(jīng)過a的所有平面中( )
A.必有一個平面同時經(jīng)過b和c
B.必有一個平面經(jīng)過b且不經(jīng)過c
4、
C.必有一個平面經(jīng)過b但不一定經(jīng)過c
D.不存在同時經(jīng)過b和c的平面
答案 C
解析 若a∥b∥c,且三條直線共面,則經(jīng)過a的所有平面中必有一個平面同時經(jīng)過b和c,選項B,D不正確;若a∥b∥c,且三條直線不共面,則經(jīng)過a的所有平面中必有一個平面經(jīng)過b且不經(jīng)過c,選項A不正確.
6.已知直線l與平面α,β,若l∥α,l?β,α∩β=a,則l與a的位置關(guān)系是( )
A.不共面 B.相交 C.平行 D.不確定
答案 C
解析 直線與平面平行的性質(zhì)定理.
7.若a,b,c表示直線,α表示平面,下列條件中,能使a⊥α的是( )
A.a(chǎn)⊥b,a⊥c,b?α,c?α B.
5、a⊥b,b∥α
C.a(chǎn)∩b=A,b?α,a⊥b D.a(chǎn)∥b,b⊥α
答案 D
解析 當b∥c時,選項A不正確;選項B中直線a與平面α的位置不確定;選項C中直線a與平面α可能斜交.故選D.
8.已知平面α⊥β,α∩β=l,直線a?α,直線b?β,a,b與l斜交,則( )
A.a(chǎn)與b不能垂直,但可能平行
B.a(chǎn)與b可能垂直,也可能平行
C.a(chǎn)與b可能垂直,但不能平行
D.a(chǎn)與b不能垂直,也不能平行
答案 D
解析 解法一:假設(shè)a∥b,由于a在β外,b在β內(nèi),
∴a∥β,而α過a與β交于l,
∴a∥l,這與已知矛盾,∴a不平行b.
假設(shè)a⊥b,在β內(nèi)作直線m⊥l,
∵
6、α⊥β,∴m⊥α,∴a⊥m.
又由于b和m共面且相交(若m∥b則b⊥l,與已知矛盾),
∴a⊥β,∴a⊥l與已知矛盾,∴a和b不能垂直.
綜上所述,應(yīng)選D.
解法二:如圖,在l上任取一點P,過P分別在α,β內(nèi)作a′∥a,b′∥b,在a′上任取一點A,過A作AC⊥l,垂足為C,則AC⊥β,過C作CB⊥b′交b′于B,連接AB,可知AB⊥b′,∴△APB為直角三角形,故∠APB為銳角,即a與b不垂直也不平行.
9.一個多面體的直觀圖、主視圖、左視圖、俯視圖如下,M,N分別為A1B,B1C1的中點.
下列結(jié)論中正確的個數(shù)有( )
①直線MN與A1C相交;②MN⊥BC;③M
7、N∥平面ACC1A1;④三棱錐N-A1BC的體積為VN-A1BC=a3.
A.4個 B.3個 C.2個 D.1個
答案 B
解析 ∵點M在平面A1BC內(nèi),點M?A1C,點N不在平面A1BC內(nèi),∴MN與A1C為異面直線,①錯誤;
取BC的中點D,連接MD,ND,
∵M為A1B的中點,∴MD∥A1C,
∵N為B1C1中點,D為BC的中點,∴DN∥CC1,
∵MD∩ND=D,A1C∩CC1=C,
∴面MDN∥面ACC1A1,
∴MN∥面ACC1A1,③正確;
∵BC⊥面ACC1A1,面MDN∥面ACC1A1,
∴BC⊥面MDN,∴BC⊥MN,②正確;
VN-A1BC=V
8、A1-BB1C=×a2×a=a3,④正確.
10.如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,若E是A1C1的中點,則直線CE垂直于( )
A.AC
B.BD
C.A1D
D.A1D1
答案 B
解析 連接AC,BD,易證BD⊥平面CAA1C1,CE?平面CAA1C1,則BD⊥CE.
11.空間四邊形ABCD的一組對邊BC,AD的長分別為6,4,BC⊥AD,則連接對角線AC,BD中點的線段長為( )
A. B.7 C.13 D.
答案 D
解析 如右圖,取CD中點E,BD中點F,AC中點G,連接EF,EG,F(xiàn)G,在△BCD中,F(xiàn)為BD中點,∴EF∥B
9、C,且EF=BC=3.同理GE∥AD,且GE=AD=2,又因為AD⊥BC,所以GE⊥EF.
在Rt△GEF中,F(xiàn)G==.
12.
一個正方體紙盒展開后如圖所示,在原正方體紙盒中有如下結(jié)論:
①AB⊥EF;
②AB與CM所成的角為60°;
③EF與MN是異面直線;
④MN∥CD.
以上結(jié)論中正確結(jié)論的序號為( )
A.①② B.③④ C.②③ D.①③
答案 D
解析
把正方體平面展開圖還原為正方體,如圖所示,則有AB⊥EF,EF與MN是異面直線,AB∥CM,MN⊥CD.故只有①③正確.
第Ⅱ卷(非選擇題,共90分)
二、填空題(本大題共4小題,每小題5分,
10、共20分)
13.給出以下結(jié)論,其中正確的是________.
①在空間中,若四點中任何三點不共線,則此四點不共面.
②如果直線a?平面α,直線b?平面α,M∈a,N∈b,M∈l,N∈l,則l?α.
③已知三個平面α,β,γ兩兩相交,并且它們的交線交于一點,那么平面α,β,γ可將空間分成八部分.
答案?、冖?
解析?、馘e誤,平行四邊形ABCD四個頂點中,任意三點不共線,但這四點共面;②直線l即直線MN,∵M∈a,N∈b,a?α,b?α,∴M∈α,N∈α,∴l(xiāng)?α正確.③正確,如墻角.
14.
如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn),G,H分別為CC1,C1D1,D1D
11、,CD的中點,N是BC的中點,點M在四邊形EFGH及其內(nèi)部運動,則M滿足________時,有MN∥平面BDD1B1.
答案 M∈FH
解析
如圖,取B1C1的中點P,
連接NP,NH,MN,HF,PF,則可證明平面NPFH∥平面BDD1B1,
若MN?平面NPFH,
則MN∥平面BDD1B1.
15.在四棱錐P-ABCD中,側(cè)面PAD、側(cè)面PCD與底面ABCD都垂直,底面是邊長為3的正方形,PD=4,則四棱錐P-ABCD的全面積為________.
答案 36
解析 可證得三個兩兩垂直的平面的交線兩兩垂直,根據(jù)題意,PD⊥平面ABCD,易知△PDA,△PDC,△PCB,△
12、PAB均為直角三角形,所以
S全=×4×3+×4×3+×5×3+×5×3+3×3=36.
16.如圖PA⊥⊙O所在平面,AB是⊙O的直徑,C是⊙O上一點,AE⊥PB,AF⊥PC,
給出下列結(jié)論:①AF⊥PB;②EF⊥PB;③AE⊥BC;④平面AEF⊥平面PBC;⑤△AEF是直角三角形.
其中正確的命題的序號是________.
答案?、佗冖堍?
解析 ∵AB為⊙O的直徑,∴∠ACB=90°,即AC⊥BC.∵PA⊥⊙O,∴PA⊥BC,
又∵PA∩AC=A,
∴BC⊥面PAC,∵AF?面PAC,∴BC⊥AF,
又∵AF⊥PC,BC∩PC=C,∴AF⊥面PBC,
∴AF⊥PB,
13、①正確;
∵AF?面AEF,
∴面AEF⊥面PBC,④正確;
∵EF?面PBC,∴AF⊥EF,
∴△AEF是直角三角形,⑤正確;
∵AE⊥PB,AF⊥PB,∴PB⊥面AEF,
∴PB⊥EF,②正確.
三、解答題(本大題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
17.(本小題滿分10分)已知:空間四點A,B,C,D不同在任何一個平面內(nèi).求證:AB和CD是異面直線.
證明 用反證法.
假設(shè)AB和CD不是異面直線,則它們平行或相交,則AB和CD可確定一個平面α,則AB?α,CD?α,故A∈α,B∈α,C∈α,D∈α.這與四點A,B,C,D不同在任何一個平面內(nèi)矛
14、盾.所以假設(shè)不成立,即AB和CD既不平行也不相交,即AB和CD是異面直線.
18.(本小題滿分12分)如圖,在四棱錐P-ABCD中,AB∥CD,CD=2AB,平面PAD⊥底面ABCD,PA⊥AD,E是CD的中點,求證:
(1)PA⊥底面ABCD;
(2)BE∥平面PAD.
證明 (1)因為平面PAD⊥底面ABCD,平面PAD∩底面ABCD=AD,又PA?平面PAD,PA⊥AD,所以PA⊥底面ABCD.(以上五條,每缺一條就扣一分)
(2)因為AB∥CD,CD=2AB,E為CD的中點,
所以AB∥DE,且AB=DE.
所以四邊形ABED為平行四邊形,所以BE∥AD.
又因為B
15、E?平面PAD,AD?平面PAD,
所以BE∥平面PAD.
19.(本小題滿分12分)如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn),G分別在棱AB,BC,BB1上,且BE=BF=BG,求證:
(1)平面EFG∥平面A1DC1;
(2)直線BD1⊥平面EFG.
證明 (1)∵BE=BF,
∴EF∥AC.又AC∥A1C1,∴EF∥A1C1.
又BG=BF,∴FG∥B1C.
又B1C∥A1D,∴FG∥A1D.
又FG∩EF=F,A1C1∩A1D=A1,
∴平面EFG∥平面A1DC1.
(2)∵D1D⊥平面ABCD,∴D1D⊥EF.
∵AC⊥BD,AC∥EF,∴EF⊥
16、BD.
∴EF⊥平面D1DB.又D1B?平面D1DB,
∴EF⊥BD1,同理FG⊥BD1.
∴BD1⊥平面EFG.
20.(本小題滿分12分)如圖,已知α∥β,點P是平面α,β外的一點(不在α與β之間),直線PB,PD分別與α,β相交于點A,B和C,D.
(1)求證:AC∥BD;
(2)已知PA=4 cm,AB=5 cm,PC=3 cm,求PD的長;
(3)若點P在α與β之間,試在(2)的條件下求CD的長.
解 (1)證明:∵PB∩PD=P,
∴直線PB和PD確定一個平面γ,
則α∩γ=AC,β∩γ=BD.
又α∥β,∴AC∥BD.
(2)由(1)得AC∥BD,
17、∴=.
∴=.∴CD=.
∴PD=PC+CD=(cm).
(3)由(1)得AC∥BD,
∴△PAC∽△PBD.
∴=,
即=.
∴=,∴PD=.
∴CD=PC+PD=3+=(cm).
21.(本小題滿分12分)
如圖,在三棱臺DEF-ABC中,AB=2DE,點G,H分別為AC,BC的中點.
(1)求證:BD∥平面FGH;
(2)若CF⊥BC,AB⊥BC,求證:平面BCD⊥平面EGH.
證明 (1)因為DEF-ABC是三棱臺,且AB=2DE,所以BC=2EF,AC=2DF.
因為點G,H分別是AC,BC的中點,所以GH∥AB.
因為AB?平面FGH,GH?平面F
18、GH,
所以AB∥平面FGH.因為EF∥BH且EF=BH,
所以四邊形BHFE是平行四邊形,所以BE∥HF.
因為BE?平面FGH,HF?平面FGH,
所以BE∥平面FGH;
又因為AB∩BE=B,所以平面ABE∥平面FGH,因為BD?平面ABE,所以BD∥平面FGH.
(2)
連接HE,CD,因為H是BC的中點,所以HC=BC=EF,
又HC∥EF,
所以四邊形HCFE是平行四邊形,
所以HE∥CF.
因為CF⊥BC,所以HE⊥BC.
因為GH∥AB,AB⊥BC,
所以GH⊥BC.
因為GH∩HE=H,
所以BC⊥平面EGH.
又BC?平面BCD,
所以平面
19、BCD⊥平面EGH.
22.(本小題滿分12分)
如圖,四棱錐P-ABCD的底面是矩形,PA⊥平面ABCD,PA=AB=1,BC=,E為BC的中點.
(1)求證:ED⊥平面PAC.
(2)在PD上是否存在一點M,使得EM∥平面PAB?若存在,試確定點M的位置,并給出證明;若不存在,請說明理由.
解 (1)證明:在矩形ABCD中,AB=1,BC=,E為BC的中點,
∴EC=,tan∠CDE==,tan∠CAD==,
∴∠CDE=∠CAD,∴∠CAD+∠ADE=90°,
∴ED⊥AC.
∵PA⊥平面ABCD,ED?平面ABCD,∴PA⊥ED.
∵PA∩AC=A,∴ED⊥平面PAC.
(2)在PD上存在一點M,使得EM∥平面PAB,PD的中點M即為所求.
∵取AD的中點F,連接EF,MF.
∵MF是△PAD的中位線,∴MF∥PA.
又MF?平面PAB,PA?平面PAB,
∴MF∥平面PAB.
又 EF是矩形ABCD的中位線,∴AB∥EF.
∵EF?平面PAB,AB?平面PAB,
∴EF∥平面PAB.
∵MF∩EF=F,
∴平面MFE∥平面PAB.
又EM?平面MFE,
∴EM∥平面PAB.