2022高考数学一轮复习第8章立体几何第3讲空间点直线平面之间的位置关系课时作业含解析新人教B版.doc

空间点、直线、平面之间的位置关系课时作业1(2022·银川模拟)m，n是两条不同的直线，是两个不同的平面，假设m，n，且，那么以下结论一定正确的选项是()Amn BmnCm与n相交 Dm与n异面答案A解析假设，m，那么直线m与平面的位置关系有两种：m或m.当m时，又n，所以mn；当m时，又n，所以mn.应选A.2假设空间中四条两两不同的直线l1，l2，l3，l4，满足l1l2，l2l3，l3l4，那么以下结论一定正确的选项是()Al1l4Bl1l4Cl1与l4既不垂直也不平行Dl1与l4的位置关系不确定答案D解析构造如下图的正方体ABCDA1B1C1D1，取l1为AD，l2为AA1，l3为A1B1，当取l4为B1C1时，l1l4，当取l4为BB1时，l1l4，故排除A，B，C，选D.3如图在底面为正方形，侧棱垂直于底面的四棱柱ABCDA1B1C1D1中，AA12AB2，那么异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为()A.B.C.D.答案D解析连接BC1，易证BC1AD1，那么A1BC1或其补角即为异面直线A1B与AD1所成的角连接A1C1，由AB1，AA12，那么A1C1，A1BBC1，故cosA1BC1.那么异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为.应选D.4如图，l，A，B，C，且Cl，直线ABlM，过A，B，C三点的平面记作，那么与的交线必通过()A点A B点BC点C但不过点M D点C和点M答案D解析直线AB，M直线AB，M.又l，Ml，M.根据公理3可知，M在与的交线上同理可知，点C也在与的交线上应选D.5(2022·大连模拟)在正方体ABCDA1B1C1D1中，E，F分别是线段C1D，BC的中点，那么直线A1B与直线EF的位置关系是()A相交 B异面 C平行 D垂直答案A解析直线A1B与其外一点E确定的平面为A1BCD1，EF平面A1BCD1，且两直线不平行，故两直线相交6(2022·泉州模拟)设a，b是互不垂直的两条异面直线，那么以下命题成立的是()A存在唯一直线l，使得la，且lbB存在唯一直线l，使得la，且lbC存在唯一平面，使得a，且bD存在唯一平面，使得a，且b答案C解析a，b是互不垂直的两条异面直线，把它放入正方体中如图，由图可知A不正确；由la，且lb，可得ab，与题设矛盾，故B不正确；由a，且b，可得ab，与题设矛盾，D不正确应选C.7如图，点P，Q，R，S分别在正方体的四条棱上，并且是所在棱的中点，那么直线PQ与RS是异面直线的一个图是()答案C解析A，B中PQ綊RS，D中直线PQ与RS相交(或RPSQ)，即直线PQ与RS共面，均不满足条件；C中的直线PQ与RS是两条既不平行，又不相交的直线，即直线PQ与RS是异面直线应选C.8(2022·银川模拟)如下图，长方体ABCDA1B1C1D1中，AB12，BC3，AA14，N在A1B1上，且B1N4，那么异面直线BD1与C1N所成角的余弦值为()A. B. C. D答案B解析补一个与原长方体相同的，并与原长方体有公共面BC1的长方体B1F，如下图连接C1E，NE，那么C1EBD1，于是NC1E即为异面直线BD1与C1N所成的角(或其补角)在NC1E中，根据条件可求C1N5，C1E13，EN4.由余弦定理，得cosNC1E.所以异面直线BD1与C1N所成角的余弦值为.9如图，在正方体ABCDA1B1C1D1中，以下结论错误的选项是()AA1C1平面ABCD BAC1BDCAC1与CD成45°角 DA1C1与B1C成60°角答案C解析选项A，B，D显然正确；CDC1D1，故AC1D1为AC1与CD所成的角，易得tanAC1D11，C错误应选C.10一个正方体的展开图如下图，A，B，C，D为原正方体的顶点，那么在原来的正方体中()AABCDBAB与CD相交CABCDDAB与CD所成的角为60°答案D解析将展开图复原，得如下图正方体，易知AB与CD是异面直线，且它们所成的角为60°.应选D.11(2022·天津模拟)如下图，在四面体ABCD中作截面PQR，假设PQ与CB的延长线交于点M，RQ与DB的延长线交于点N，RP与DC的延长线交于点K.给出以下说法：直线MN平面PQR；点K在直线MN上；M，N，K，A四点共面其中说法正确的选项是_答案解析依题意画出图形，如下图，那么MPQ，NRQ，KRP，从而点M，N，K平面PQR.所以直线MN平面PQR，故正确；同理可得点M，N，K平面BCD.从而点M，N，K在平面PQR与平面BCD的交线上，即点K在直线MN上，故正确；因为A直线MN，从而点M，N，K，A四点共面，故正确12如图是正四面体的平面展开图，G，H，M，N分别为DE，BE，EF，EC的中点，在这个正四面体中，GH与EF平行；BD与MN为异面直线；GH与MN成60°角；DE与MN垂直以上四个命题中，正确命题的序号是_答案解析将正四面体的平面展开图复原为正四面体A(B，C)DEF，如图：对于，G，H分别为DE，BE的中点，那么GHAD，而AD与EF异面，故GH与EF不平行，故错误；对于，假设BD与MN共面，那么A，D，E，F四点共面，与ADEF为正四面体矛盾，故假设不成立，故BD与MN异面，故正确；对于，依题意，得GHAD，MNAF，DAF60°，故GH与MN成60°角，故正确；对于，连接GF，A点在平面DEF的射影A1在GF上，DE平面AGF，DEAF，而AFMN，DE与MN垂直，故正确综上所述，正确命题的序号是.13以下如下图的正方体和正四面体中，P，Q，R，S分别是所在棱的中点，那么四个点共面的图形是_(填所有满足条件图形的序号)答案解析易知中，PSQR，所以四点共面；在中，构造如下图的含点P，S，R，Q的正六边形，易知四点共面；在中，由点P，R，Q确定平面，由图象观察，知点S在平面外，因此四点不共面综上知，故填.14在三棱锥ABCD中，ABCD，且异面直线AB与CD所成的角为60°，点M，N分别是BC，AD的中点，那么异面直线AB与MN所成的角为_答案60°或30°解析如图，取AC的中点P，连接PM，PN，那么PMAB，且PMAB，PNCD，且PNCD，所以MPN(或其补角)为异面直线AB与CD所成的角，那么MPN60°或MPN120°.因为PMAB，所以PMN(或其补角)是异面直线AB与MN所成的角当MPN60°时，因为ABCD，所以PMPN，那么PMN是等边三角形，所以PMN60°，即异面直线AB与MN所成的角为60°.当MPN120°时，易知PMN是等腰三角形，所以PMN30°，即异面直线AB与MN所成的角为30°.综上，异面直线AB与MN所成的角为60°或30°.15如图，圆柱O1O2的底面圆半径为1，AB是一条母线，BD是O1的直径，C是上底面圆周上一点，CBD30°，假设A，C两点间的距离为，那么圆柱O1O2的高为_，异面直线AC与BD所成角的余弦值为_答案2解析连接CD，那么BCD90°，因为圆柱O1O2的底面圆半径为1，所以BD2.因为CBD30°，所以CD1，BC，易知ABBC，所以AC，所以AB2，故圆柱O1O2的高为2.连接AO2并延长，设AO2的延长线与下底面圆周交于点E，连接CE，那么AE2，CAE即为异面直线AC与BD所成的角又CE，所以cosCAE.16在空间四边形ABCD中，E，H分别是AB，AD的中点，F，G分别是BC，CD的中点求证：(1)BC与AD是异面直线；(2)EG与FH相交证明(1)假设BC与AD共面，不妨设它们所共平面为，那么B，C，A，D，所以四边形ABCD为平面图形，这与四边形ABCD为空间四边形相矛盾，所以BC与AD是异面直线(2)如图，连接EF，FG，GH，EH，EG，FH，那么EFAC，HGAC，因此EFHG，同理，EHFG，那么四边形EFGH为平行四边形又因为EG，FH是平行四边形EFGH的对角线，那么EG与FH相交17在正方体ABCDA1B1C1D1中，(1)求AC与A1D所成角的大小；(2)假设E，F分别为AB，AD的中点，求A1C1与EF所成角的大小解(1)如下图，在正方体ABCDA1B1C1D1中，连接B1C，AB1，易知A1DB1C，从而B1CA(或其补角)就是AC与A1D所成的角AB1ACB1C，B1CA60°.即AC与A1D所成的角为60°.(2)如下图，连接BD，在正方体ABCDA1B1C1D1中，ACBD，ACA1C1，BDA1C1.E，F分别为AB，AD的中点，EFBD，EFA1C1，即A1C1与EF所成的角为90°.18(2022·邯郸一中模拟)三棱柱ABCA1B1C1的侧棱长和底面边长均为2，A1在底面ABC内的射影O为底面ABC的中心，如下图(1)连接BC1，求异面直线AA1与BC1所成角的大小；(2)连接A1C，A1B，求三棱锥C1BCA1的体积解(1)如图，连接AO，并延长与BC交于点D，那么D是BC边的中点点O是正ABC的中心，且A1O平面ABC，BCAD，BCA1O.ADA1OO，BC平面ADA1.BCAA1.又AA1CC1，异面直线AA1与BC1所成的角为BC1C或其补角CC1BC，且侧棱长和底面边长均为2，四边形BCC1B1为正方形，BC1C45°，异面直线AA1与BC1所成角的大小为45°.(2)三棱柱ABCA1B1C1的所有棱长都为2，可求得AD，AOAD，A1O.VABCA1B1C1SABC·A1O2，VA1B1C1CBVABCA1B1C1VA1ABC.VC1BCA1VA1BCC1VA1BCC1B1.