2018-2019学年高中数学 第二章 点、直线、平面之间的位置关系训练卷（二）新人教A版必修2.doc

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点、直线、平面之间的位置关系（二） 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、选择题（本大题共12个小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中只有一个是符合题目要求的） 1．下列推理错误的是（ ） A．A∈l，A∈α，B∈l，B∈α⇒l⊂α B．A∈α，A∈β，B∈α，B∈β⇒α∩β＝AB C．l⊄α，A∈l⇒A∉α D．A∈l，l⊂α⇒A∈α 2．长方体ABCD－A1B1C1D1中，异面直线AB，A1D1所成的角等于（ ） A．30 B．45 C．60 D．90 3．在空间四边形ABCD中，E，F，G，H分别是AB，BC，CD，DA上的点，当BD∥平面EFGH时，下面结论正确的是（ ） A．E，F，G，H一定是各边的中点 B．G，H一定是CD，DA的中点 C．BE∶EA＝BF∶FC，且DH∶HA＝DG∶GC D．AE∶EB＝AH∶HD，且BF∶FC＝DG∶GC 4．如图，正方体的底面与正四面体的底面在同一平面α上，且AB∥CD，正方体的六个面所在的平面与直线CE，EF相交的平面个数分别记为m，n，那么m＋n等于（ ） A．8 B．9 C．10 D．11 5．如图所示，在正方体ABCD—A1B1C1D1中，若E是A1C1的中点，则直线CE垂直于（ ） A．AC B．BD C．A1D D．A1D1 6．如图所示，将等腰直角△ABC沿斜边BC上的高AD折成一个二面角，此时∠B′AC＝60，那么这个二面角大小是（ ） A．90 B．60 C．45 D．30 7．如图所示，直线PA垂直于⊙O所在的平面，△ABC内接于⊙O，且AB为⊙O的直径，点M为线段PB的中点． 现有结论：①BC⊥PC；②OM∥平面APC；③点B到平面PAC的距离等于线段BC的长，其中正确的是（ ） A．①② B．①②③ C．① D．②③ 8．如图，三棱柱中，侧棱AA1⊥底面A1B1C1，底面三角形A1B1C1是正三角形，E是BC中点，则下列叙述正确的是（ ） A．CC1与B1E是异面直线 B．AC⊥平面ABB1A1 C．AE，B1C1为异面直线，且AE⊥B1C1 D．A1C1∥平面AB1E 9．已知平面α⊥平面β，α∩β＝l，点A∈α，A∉l，直线AB∥l，直线AC⊥l，直线m∥α，m∥β，则下列四种位置关系中，不一定成立的是（ ） A．AB∥m B．AC⊥m C．AB∥β D．AC⊥β 10．已知三棱柱ABC－A1B1C1的侧棱与底面垂直，体积为，底面是边长为的正三角形．若P为底面A1B1C1的中心，则PA与平面ABC所成角的大小为（ ） A． B． C． D． 11．正方体ABCD－A1B1C1D1中，过点A作平面A1BD的垂线，垂足为点H．以下结论中，错误的是（ ） A．点H是△A1BD的垂心 B．AH⊥平面CB1D1 C．AH的延长线经过点C1 D．直线AH和BB1所成的角为45 12．已知矩形ABCD，AB＝1，，将△ABD沿矩形的对角线BD所在的直线进行翻折，在翻折过程中（ ） A．存在某个位置，使得直线AC与直线BD垂直 B．存在某个位置，使得直线AB与直线CD垂直 C．存在某个位置，使得直线AD与直线BC垂直 D．对任意位置，三对直线“AC与BD”，“AB与CD”，“AD与BC”均不垂直 二、填空题(本大题共4个小题，每小题5分，共20分，把正确答案填在题中横线上) 13．下列四个命题：①若a∥b，a∥α，则b∥α；②若a∥α，b⊂α，则a∥b；③若a∥α，则a平行于α内所有的直线；④若a∥α，a∥b，b⊄α，则b∥α．其中正确命题的序号是________． 14．如图所示，在直四棱柱中，当底面四边形A1B1C1D1满足条件_______时，有A1C⊥B1D1．(注：填上你认为正确的一种情况即可，不必考虑所有可能的情况) 15．已知四棱锥的底面ABCD是矩形，PA⊥底面ABCD，点E、F分别是棱PC、PD的中点，则 ①棱AB与PD所在直线垂直； ②平面PBC与平面ABCD垂直； ③△PCD的面积大于的面积； ④直线AE与直线BF是异面直线． 以上结论正确的是________．(写出所有正确结论的编号) 16．如图所示，已知矩形ABCD中，AB＝3，BC＝a，若PA⊥平面ABCD，在BC边上取点E，使PE⊥DE，则满足条件的E点有两个时，a的取值范围是________． 三、解答题(本大题共6个大题，共70分，解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤) 17．(10分)如图所示，长方体中，M、N分别为AB、A1D1的中点，判断MN与平面A1BC1的位置关系，为什么？ 18．(12分)如图，三棱柱的侧棱与底面垂直，AC＝9，BC＝12，AB＝15，AA1＝12，点D是AB的中点． （1）求证：AC⊥B1C； （2）求证：AC1∥平面CDB1． 19．(12分)如图，在三棱锥P—ABC中，PA⊥底面ABC，∠BCA＝90，点D、E分别在棱PB、PC上，且DE∥BC． （1）求证：BC⊥平面PAC． （2）是否存在点E使得二面角为直二面角？并说明理由． 20．(12分)如图，三棱柱ABC－A1B1C1中，侧面BB1C1C为菱形，B1C的中点为O，且AO⊥平面BB1C1C． （1）证明：B1C⊥AB； （2）若AC⊥AB1，∠CBB1＝60，BC＝1，求三棱柱的高． 21．(12分)如图所示，ABCD是正方形，O是正方形的中心，PO⊥底面ABCD，底面边长为a，E是PC的中点． （1）求证：PA∥面BDE； （2）求证：平面PAC⊥平面BDE； （3）若二面角为30，求四棱锥的体积． 22．(12分)如图，在三棱柱ABC－A1B1C1中，侧棱垂直于底面，AB⊥BC，AA1＝AC＝2，BC＝1，E，F分别是A1C1，BC的中点． （1）求证：平面ABE⊥平面B1BCC1； （2）求证：C1F∥平面ABE； （3）求三棱锥的体积． 2018-2019学年必修二第二章训练卷 点、直线、平面之间的位置关系（二） 答 案 一、选择题（本大题共12个小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中只有一个是符合题目要求的） 1．【答案】C 【解析】若直线l∩α＝A，显然有l⊄α，A∈l，但A∈α．故选C． 2．【答案】D 【解析】由于AD∥A1D1，则∠BAD是异面直线AB，A1D1所成的角，很明显∠BAD＝90．故选D． 3．【答案】D 【解析】由于BD∥平面EFGH，所以有BD∥EH，BD∥FG，则AE∶EB＝AH∶HD，且BF∶FC＝DG∶GC．故选D． 4．【答案】A 【解析】如图，取CD的中点H，连接EH，HF． 在四面体CDEF中，CD⊥EH，CD⊥FH，所以CD⊥平面EFH，所以AB⊥平面EFH，所以正方体的左、右两个侧面与EFH平行，其余4个平面与EFH相交， 即n＝4．又因为CE与AB在同一平面内，所以CE与正方体下底面共面，与上底面平行，与其余四个面相交，即m＝4，所以m＋n＝4＋4＝8．故选A． 5．【答案】B 【解析】易证BD⊥面CC1E，则BD⊥CE．故选B． 6．【答案】A 【解析】连接B′C，则△AB′C为等边三角形，设AD＝a， 则B′D＝DC＝a，，所以∠B′DC＝90．故选A． 7．【答案】B 【解析】对于①，∵PA⊥平面ABC，∴PA⊥BC， ∵AB为⊙O的直径，∴BC⊥AC，∴BC⊥平面PAC， 又PC⊂平面PAC，∴BC⊥PC； 对于②，∵点M为线段PB的中点，∴OM∥PA， ∵PA⊂平面PAC，∴OM∥平面PAC； 对于③，由①知BC⊥平面PAC，∴线段BC的长即是点B到平面PAC的距离． 故①②③都正确． 8．【答案】C 【解析】由已知AC＝AB，E为BC中点，故AE⊥BC， 又∵BC∥B1C1，∴AE⊥B1C1，故C正确．故选C． 9．【答案】D 【解析】∵m∥α，m∥β，α∩β＝l，∴m∥l．∵AB∥l，∴AB∥m．故A一定正确． ∵AC⊥l，m∥l，∴AC⊥m．故B一定正确． ∵A∈α，AB∥l，l⊂α，∴B∈α．∴AB⊄β，l⊂β．∴AB∥β．故C也正确． ∵AC⊥l，当点C在平面α内时，AC⊥β成立， 当点C不在平面α内时，AC⊥β不成立．故D不一定成立．故选D． 10．【答案】B 【解析】如图所示，作PO⊥平面ABC，则O为△ABC的中心，连接AP，AO． ．，．又，∴，又，∴．故选B． 11．【答案】D 【解析】因为AH⊥平面A1BD，BD⊂平面A1BD，所以BD⊥AH． 又BD⊥AA1，且AH∩AA1＝A．所以BD⊥平面AA1H． 又A1H⊂平面AA1H．所以A1H⊥BD， 同理可证BH⊥A1D，所以点H是△A1BD的垂心，故A正确． 因为平面A1BD∥平面CB1D1，所以AH⊥平面CB1D1，B正确． 易证AC1⊥平面A1BD．因为过一点有且只有一条直线与已知平面垂直，所以AC1和AH重合．故C正确． 因为AA1∥BB1，所以∠A1AH为直线AH和BB1所成的角． 因为∠AA1H≠45，所以∠A1AH≠45，故D错误．故选D． 12．【答案】B 【解析】A错误．理由如下：过A作AE⊥BD，垂足为E，连接CE， 若直线AC与直线BD垂直，则可得BD⊥平面ACE， 于是BD⊥CE，而由矩形ABCD边长的关系可知BD与CE并不垂直．所以直线AC与直线BD不垂直． B正确．理由：翻折到点A在平面BCD内的射影恰好在直线BC上时，平面ABC⊥平面BCD，此时由CD⊥BC可证CD⊥平面ABC，于是有AB⊥CD．故B正确． C错误．理由如下：若直线AD与直线BC垂直，则由BC⊥CD可知BC⊥平面ACD，于是BC⊥AC，但是ABPA知③正确； 由E、F分别是棱PC、PD的中点，可得EF∥CD，又AB∥CD，∴EF∥AB， 故AE与BF共面，④错． 16．【答案】a>6 【解析】由题意知：PA⊥DE，又PE⊥DE，PA∩PE＝P，∴DE⊥面PAE，∴DE⊥AE．易证△ABE∽△ECD．设BE＝x，则，即．∴， 由，解得a>6． 三、解答题(本大题共6个大题，共70分，解答应写出文字说明，证明过程或演算步骤) 17．【答案】平行，见解析． 【解析】直线MN∥平面A1BC1．证明如下： ∵平面A1BC1，平面A1BC1．∴平面A1BC1． 如图，取A1C1的中点O1，连接NO1、BO1． ∵，，∴．∴四边形NO1BM为平行四边形． ∴MN∥BO1．又∵BO1⊂平面A1BC1，∴MN∥平面A1BC1． 18．【答案】（1）见解析；（2）见解析． 【解析】（1）∵C1C⊥平面ABC，∴C1C⊥AC． ∵AC＝9，BC＝12，AB＝15，∴AC2＋BC2＝AB2，∴AC⊥BC． 又BC∩C1C＝C，∴AC⊥平面BCC1B1，而B1C⊂平面BCC1B1，∴AC⊥B1C． （2）连接BC1交B1C于O点，连接OD．如图， ∵O，D分别为BC1，AB的中点，∴OD∥AC1． 又OD⊂平面CDB1，AC1⊄平面CDB1．∴AC1∥平面CDB1． 19．【答案】（1）见解析；（2）存在，见解析． 【解析】（1）证明∵PA⊥底面ABC，∴PA⊥BC．又∠BCA＝90，∴AC⊥BC． 又∵AC∩PA＝A，∴BC⊥平面PAC． （2）∵DE∥BC，又由(1)知，BC⊥平面PAC，∴DE⊥平面PAC． 又∵AE⊂平面PAC，PE⊂平面PAC，∴DE⊥AE，DE⊥PE． ∴∠AEP为二面角的平面角． ∵PA⊥底面ABC，∴PA⊥AC，∴∠PAC＝90． ∴在棱PC上存在一点E，使得AE⊥PC．这时∠AEP＝90， 故存在点E，使得二面角为直二面角． 20．【答案】（1）见解析；（2）． 【解析】（1）证明 连接BC1，则O为B1C与BC1的交点． 因为侧面BB1C1C为菱形，所以B1C⊥BC1． 又AO⊥平面BB1C1C，所以B1C⊥AO，故B1C⊥平面ABO． 由于AB⊂平面ABO，故B1C⊥AB． （2）解 在平面BB1C1C内作OD⊥BC，垂足为D，连接AD． 在平面AOD内作OH⊥AD，垂足为H． 由于BC⊥AO，BC⊥OD，故BC⊥平面AOD，所以OH⊥BC． 又OH⊥AD，所以OH⊥平面ABC． 因为∠CBB1＝60，所以△CBB1为等边三角形． 又BC＝1，可得．由于AC⊥AB1，所以． 由OHAD＝ODOA，且，得． 又O为B1C的中点，所以点B1到平面ABC的距离为， 故三棱柱的高为． 21．【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）． 【解析】（1）证明 连接OE，如图所示． ∵O、E分别为AC、PC的中点，∴OE∥PA． ∵OE⊂面BDE，PA⊄面BDE，∴PA∥面BDE． （2）证明 ∵PO⊥面ABCD，∴PO⊥BD． 在正方形ABCD中，BD⊥AC，又∵PO∩AC＝O，∴BD⊥面PAC． 又∵BD⊂面BDE，∴面PAC⊥面BDE． （3）解 取OC中点F，连接EF．∵E为PC中点， ∴EF为的中位线，∴EF∥PO． 又∵PO⊥面ABCD，∴EF⊥面ABCD，∴EF⊥BD． ∵OF⊥BD，OF∩EF＝F，∴BD⊥面EFO，∴OE⊥BD． ∴∠EOF为二面角的平面角，∴∠EOF＝30． 在Rt△OEF中，，∴， ∴．∴． 22．【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）． 【解析】（1）证明 在三棱柱中，BB1⊥底面ABC，所以BB1⊥AB． 又因为AB⊥BC，所以AB⊥平面B1BCC1， 又AB⊂平面ABE，所以平面ABE⊥平面B1BCC1． （2）证明　取AB的中点G，连接EG，FG． 因为E，F分别是A1C1，BC的中点，所以FG∥AC，且． 因为AC∥A1C1，且AC＝A1C1，所以FG∥EC1，且FG＝EC1， 所以四边形FGEC1为平行四边形．所以C1F∥EG． 又因为EG⊂平面ABE，C1F⊄平面ABE，所以C1F∥平面ABE． （3）解 因为AA1＝AC＝2，BC＝1，AB⊥BC，所以． 所以三棱锥E－ABC的体积．