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1、第五部分:立體幾何(7)
(限時(shí):時(shí)間45分鐘,滿分100分)
一、選擇題
1.若m、n是兩條不同的直線,α、β、γ是三個(gè)不同的平面,則下列命題中的真命題是( )
A.若m?β,α⊥β,則m⊥α
B.若α∩γ=m,β∩γ=n,m∥n,則α∥β
C.若m⊥β,m∥α,則α∥β
D.若α⊥γ,α⊥β,則β⊥γ
【解析】 A中只有當(dāng)m垂直于α、β的交線時(shí),才有m⊥α;
B中α、β可能相交,如三棱柱的兩個(gè)側(cè)面;
C中m∥α?α內(nèi)有一直線
D中,β與γ可能平行,也可能相交(不一定垂直).
【答案】 C
2.(2020年柳州質(zhì)檢一)設(shè)a、b是不同的直線 ,α、β是不同的
2、平面,則下列四個(gè)命題中正確的是( )
A.若a⊥b,a⊥α,則b∥α
B.若a∥α,α⊥β,則a⊥β
C.若a⊥β,α⊥β,則a∥α
D.若a⊥b,a⊥α,b⊥β,則α⊥β
【解析】 A中,b可能在α內(nèi);B中,a可能在β內(nèi),也可能與β平行或相交(不垂直);C中,a可能在α內(nèi);D中,a⊥b,a⊥α,則b?α或b∥α,又b⊥β,∴α⊥β.
【答案】 D
3.
如圖,在斜三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,BC1⊥AC,則C1在底面ABC上的射影H必在( )
A.直線AB上
B.直線BC上
C.直線AC上
D.△ABC內(nèi)部
【解析】∵BA⊥AC,BC1⊥
3、AC,BA∩BC1=B,
∴AC⊥平面ABC1.
∵AC?平面ABC,∴平面ABC⊥平面ABC1,且交線是AB.故平面ABC1上一點(diǎn)C1在底面ABC的射影H必在交線AB上.
【答案】 A
4.如果一個(gè)二面角的兩個(gè)半平面與另一個(gè)二面角的兩個(gè)半平面互相垂直,則這兩個(gè)二面角的大小是( )
A.相等 B.互補(bǔ)
C.相等或互補(bǔ) D.無法確定
【解析】 如圖,α—l—β為直二面角,γ—a—δ為另一個(gè)二面角,使γ⊥α,δ⊥β,a⊥β.
把γ平面固定不動(dòng),使δ平面繞a轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滿足條件,但γ—a—δ的度數(shù)不能確定,∴應(yīng)選D.
【答案】 D
5
4、.(2020年浙江模擬)下面四個(gè)命題:
①“直線a∥直線b”的充要條件是“a平行于b所在的平面”;
②“直線l⊥平面α內(nèi)所有直線”的充要條件是“l(fā)⊥平面α”;
③“直線a、b為異面直線”的充分不必要條件是“直線a、b不相交”;
④“平面α∥平面β”的必要不充分條件是“α內(nèi)存在不共線三點(diǎn)到β的距離相等”.
其中正確命題的序號(hào)是( )
A.①② B.②③
C.②④ D.③④
【解析】 a∥b推不出a平行于b所在平面,反之也不成立.
∴①不正確.由線面垂直的定義知②正確.a(chǎn)、b不相交時(shí),a、b可能平行,此時(shí)a、b共面.③不正確.當(dāng)α∥β時(shí),α內(nèi)一定
5、有三個(gè)不共線的點(diǎn)到平面β的距離相等.反之,設(shè)A、B、C是α內(nèi)三個(gè)不共線的點(diǎn),當(dāng)β過△ABC的中位線時(shí),A、B、C三點(diǎn)到β的距離相等,但此時(shí)α、β相交,④正確.
【答案】 C
二、填空題
6.將正方形ABCD沿對(duì)角線BD折起,使平面ABD⊥平面CBD,E是CD的中點(diǎn),則異面直線AE、BC所成角的正切值是____.
【解析】 如圖,取BD中點(diǎn)O,連接AO、OE,
則AO⊥BD.
∵平面ABD⊥平面CBD,∴AO⊥平面BCD,OE∥BC,
∴∠AEO即為AE、BC所成的角.
設(shè)正方形的邊長為2,
【答案】
7.正四棱錐S—ABCD的底面邊長為2,高為2,E是邊BC的中點(diǎn)
6、,動(dòng)點(diǎn)P在表面上運(yùn)動(dòng),并且總保持PE⊥AC,則動(dòng)點(diǎn)P的軌跡的周長為______.
【解析】
由題意知;點(diǎn)P的軌跡為
如圖所示的三角形EFG,其中G、
F為中點(diǎn),
【答案】
8.設(shè)P 是60°的二面角α—l—β內(nèi)一點(diǎn),PA⊥α,PB⊥β,A、B分別為垂足,PA=2,PB=4,則AB的長是________.
【解析】
設(shè)平面PAB與棱l交于點(diǎn)O,連接AO、BO,則∠AOB為二面角的平面角,
∴∠AOB=60°,
∴∠APB=120°.
∴AB2=AP2+BP2-2AP·BP·cos120°
【答案】
三、解答題
9.
(2020年年蘇北模擬
7、)在四棱錐S—ABCD中,已知AB∥CD,SA=SB,SC=SD,E、F分別為AB、CD的中點(diǎn).
(1)求證:平面SEF⊥平面ABCD;
(2)若平面SAB∩平面SCD=l,求證:AB∥l.
【證明】(1)由SA=SB,E為AB中點(diǎn)得SE⊥AB.
由SC=SD,F(xiàn)為CD中點(diǎn)得SF⊥DC.
又AB∥DC,∴SB⊥SF.
又SF∩SE=S,∴AB⊥平面SEF.
又∵AB?平面ABCD,∴平面SEF⊥平面ABCD.
(2)∵AB∥CD,CD?平面SCD,
∴AB∥平面SCD.
又∵平面SAB∩平面SCD=l,
根據(jù)直線與平面平行的性質(zhì)定理得:AB∥l.
10.
(202
8、0年九江模擬)如圖,四棱錐S—ABCD的底面ABCD是正方形,SA⊥底面ABCD,E是SC上一動(dòng)點(diǎn).
(1)求證:平面EBD⊥平面SAC;
(2)當(dāng)?shù)闹禐槎嗌贂r(shí),二面角B—SC—D的大小為120°?
(3)在(2)的條件下,設(shè)AB=1,當(dāng)E位于何處時(shí),恰為四棱錐S—ABCD的外接球的球心.并求該球的體積.
【解析】 (1)
??平面EBD⊥平面SAC.
(2)由題設(shè)易知,Rt△SBC ≌Rt△SDC.
設(shè)BE⊥SC,則DE⊥SC.
∴∠BED為二面角B—SC—D的平面角.
∴∠BED=120°.
設(shè)AB=a,SA=b,計(jì)算可得,BE=DE=
而BD=a,代入余弦定理:
BD2=BE2+DE2-2BE·DE·cos120°?a=b,
從而=1.
(3)當(dāng)E為SC的中點(diǎn)時(shí),恰為四棱錐S—ABCD的外接球球心,利用補(bǔ)形法可把四棱錐補(bǔ)成一個(gè)正方體,則E點(diǎn)為對(duì)角線交點(diǎn),即正方體中心,可得結(jié)論.
∴外接球的半徑為R=,V球=π.