本章测评
(用时90分钟,满分100分)
一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)
1.若直线a不平行于平面α,则下列结论成立的是( )
A.α内所有的直线都与a异面 B.α内不存在与a平行的直线 C.α内所有的直线都与a相交 D.直线a与平面α有公共点
解析:若直线a不平行于平面α,包括直线a与平面α相交及直线a在平面α内,故直线a与平面α有公共点. 答案:D
2.已知两个平面垂直,下列命题
①一个平面内的已知直线必垂直于另一个平面的任意一条直线; ②一个平面内的已知直线必垂直于另一个平面的无数条直线; ③一个平面内的任一条直线必垂直于另一个平面;
④过一个平面内任意一点作交线的垂线,则垂线必垂直于另一个平面. 其中正确的个数是( )
A.3 B.2 C.1 D.0
解析:①错,不一定;②对③错,一个平面内的任一条直线不一定垂直于另一个平面;④错,过一个平面内任意一点作交线的垂线,不一定与交线相交. 答案:C
3.已知平面α内有无数条直线都与平面β平行,那么( ) A.α∥β B.α与β相交
C.α与β重合 D.α∥β或α与β相交 解析:不管α∥β或α与β相交,平面α内都有无数条直线与平面β平行. 答案:D
4.两等角的一组对应边平行,则( )
A.另一组对应边平行 B.另一组对应边不平行 C.另一组对应边也不可能垂直 D.以上都不对
解析:两等角的一组对应边平行,则另一组对边可能平行,也可能异面. 答案:D
5.如图2-1所示,点S在平面ABC外,SB⊥AC,SB=AC=2,E、F分别是SC和AB的中点,则EF的长是( )
图2-1
A.1 B.2 C.
12 D.
22解析:取SA的中点H,连结EH、FH.因为SB⊥AC,则EH⊥FH,在△EFH中,应用勾股定理得EF=2.
答案:B
6.直线a在平面α内,则命题(1)“若平面α平行于平面β,则直线a平行于平面β”,命题(2)“若直线a平行于平面β,平面α平行于平面β”,则下列判断正确的是( ) A.(1)是真命题,(2)是真命题 B.(1)是真命题,(2)是假命题 C.(1)是假命题,(2)是真命题 D.(1)是假命题,(2)是假命题 解析:直线a在平面α内,若平面α平行于平面β,则平面α的任何一条直线包括a平行于平面β.若直线a平行于平面β,则平面α与平面β有可能相交. 答案:B
7.长方体中,AB=AD=23,CC1=2,则二面角C1-BD-C的大小为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
解析:过C作CE⊥BD,连结C1E,则C1E⊥BD,∠C1EC就是所求的二面角.在Rt△BCD中,可求得CE=6,tan∠C1EC=
3, 3∴∠C1EC=30°. 答案:A
8.已知ABCD是空间四边形,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA的中点,如果对角线AC=4,BD=2,那么EG2+HF2的值等于( )
A.10 B.15 C.20 D.25
解析:ABCD是空间四边形,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA的中点,则EFGH是平行四边形,EG2+HF2=2(EF2+FG2)=10. 答案:A
二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分) 9.a、b是异面直线,下面四个命题:
①过a至少有一个平面平行于b;②过a至少有一个平面垂直于b;③至多有一条直线与a、b都垂直;④至少有一个平面与a、b都平行.
其中正确的命题是____________________.(填序号)
解析:①④正确;②错,当a、b不垂直时,过a不存在平面垂直于b;③错,有无数条直线与a、b都垂直. 答案:①④
10.在正方体ABCD—A1B1C1D1中,O是底面ABCD的中心,E、F、G、H分别是棱AA1、BB1、CC1、DD1的中点,请写出一个与A1O垂直的正方体的截面_____________________.(截面用给定的字母表示,不必写出全部符合条件的截面)
解析:根据线面垂直的定义逐一分析,不过本题只需找到一个即可. 答案:GDB或AFC1H或ED1B1
11.如图2-2所示,A是△BCD所在平面外一点,M、N分别是△ABC和△ACD的重心,若BD=6,则MN=______________.
图2-2
解析:连结AM交BC于E,连结AN交CD于F,连结EF,则MN∥EF,EF∥BD,MN=
2211EF??BD?BD?2. 3323答案:2
12.已知平面α∥平面β,P是α、β外一点,过P点的两条直线AC,BD分别交α于A、B,交β于C、D,且PA=6,AC=9,AB=8,则CD的长为_________________. 解析:若P在α,β的同侧,由于平面α∥平面β,故AB∥CD,则若P在α,β之间,可求得CD=4. 答案:20或4
13.已知m、n是直线,α、β、γ是平面,给出下列命题: ①若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则n⊥α或n⊥β; ②若α∥β,α∩γ=m,β∩γ=n,则m∥n;
③若m不垂直于α,则m不可能垂直于α内的无数条直线;
④若α∩β=m,n∥m且nα,nβ,则n∥α且n∥β.
其中正确的命题序号是_______________.(注:把你认为正确的命题的序号都填上)
解析:①n与α相交或n与β相交,不正确.③m⊥b,b∈α,但m不垂直于α.∴在α内有无数条与b垂直的直线.∴m可以垂直α内无数条直线.∴③不正确. 答案:②④
三、解答题(本大题共5小题,共51分)
14.(8分)设P是△ABC所在平面外一点,P到A、B、C的距离相等,∠BAC为直角. 求证:平面PCB⊥平面ABC.
证明:如图所示,取BC的中点D,连结PD、AD,
PAAB?,可求得CD=20;PCCD
∵D是Rt△ABC的斜边BC的中点,
∴BD=CD=AD.又PA=PB=PC,PD是公共边, ∴∠PDA=∠PDB=∠PDC=90°.
∴PD⊥BC,PD⊥DA,PD⊥平面ABC. 又PD?平面PCB,
∴平面PCB⊥平面ABC.
15.(10分)如图2-3所示,三个平面两两相交,有三条交线,求证:这三条交线交于一点或互相平行.
图2-3
证明:如题图所示,设已知平面α,β,γ,α∩β=l1,β∩γ=l2,α∩γ=l3,如果l1、l2、l3中有任意两条交于一点P,设l1∩l2=P,即P∈l1,P∈l2,那么P∈α,P∈γ,则点P在平面α、γ的交线l3上,即l1,l2,l3交于一点,如题中(a)图;如果l1,l2,l3中任何两条都不相交,那么,因为任意两条都共面,所以l1∥l2∥l3,如题中(b)图.
16.(10分)如图2-4所示,正方体ABCD—A1B1C1D1中,E、F分别是AB、BC的中点,G为DD1上一点,且D1G∶GD=1∶2,AC∩BD=O,求证:平面AGO∥平面D1EF.
图2-4
证明:如题图所示,设EF∩BD=H,在△DD1H中,
DO2DG, ??DH3DD1∴GO∥D1H.又GO平面D1EF,D1H?平面D1EF, ∴GO∥平面D1EF.在△BAO中,BE=AE,BH=HO,
∴EH∥AO.AO平面D1EF,EH?平面D1EF, ∴AO∥平面D1EF.又AO∩GO=O, ∴平面AGO∥平面D1EF.
17.(11分)如图2-5所示,四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,M、N分别是AB、PC的中点,PA=AD=a.
图2-5
求证:(1)MN∥平面PAD; (2)平面PMC⊥平面PCD. 证明:如图所示,
(1)设PD的中点为E,连结AE、NE,由N为PC的中点,知EN又四边形ABCD是矩形,∴DCAB. ∴EN
1DC. 21AB.又M是AB的中点, 2平面PAD,∴MN∥平面PAD.
∴ENAM.∴AMNE是平行四边形. ∴MN∥AE.而AE?平面PAD,NM
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