1.如圖,α∩β=l,A,B∈α,C∈β,且C?l,直線AB∩l=M,過A,B,C三點(diǎn)的平面記作γ,則γ與β的交線必通過( )
A.點(diǎn)A B.點(diǎn)B
C.點(diǎn)C但不過點(diǎn)MD.點(diǎn)C和點(diǎn)M
2.若a∥α,b∥β,α∥β,則a,b的位置關(guān)系是( )
A.平行B.異面
C.相交D.平行或異面或相交
3.已知a,b,c是三條不同的直線,α,β是兩個(gè)不同的平面,α∩β=c,a?α,b?β,則“a,b相交”是“a,c相交”的( )
A.充要條件B.必要不充分條件
C.充分不必要條件D.既不充分也不必要條件
4.過長方體的一個(gè)頂點(diǎn)的平面與這個(gè)長方體的十二條棱所在的直線成的角都相等,這樣的平面?zhèn)€數(shù)為( )
A.4B.1
C.0D.無數(shù)多個(gè)
5.(多選)下列四個(gè)命題中是真命題的為( )
A.兩兩相交且不過同一點(diǎn)的三條直線必在同一平面內(nèi)
B.過空間中任意三點(diǎn)有且僅有一個(gè)平面
C.若空間兩條直線不相交,則這兩條直線平行
D.若直線l?平面α,直線m⊥平面α,則m⊥l
6.(多選)如圖,點(diǎn)E,F(xiàn),G,H分別是正方體ABCD-A1B1C1D1中棱AA1,AB,BC,C1D1的中點(diǎn),則( )
A.GH=2EF
B.GH≠2EF
C.直線EF,GH是異面直線
D.直線EF,GH是相交直線
7.如圖,正方體的底面與正四面體的底面在同一平面α上,且AB∥CD,則直線EF與正方體的六個(gè)面所在的平面相交的平面?zhèn)€數(shù)為________.
8.如圖,已知圓柱的軸截面ABB1A1是正方形,C是圓柱下底面弧AB的中點(diǎn),C1是圓柱上底面弧A1B1的中點(diǎn),那么異面直線AC1與BC所成角的正切值為________.
9.在棱長為4的正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn)分別是BC和C1D1的中點(diǎn),經(jīng)過點(diǎn)A,E,F(xiàn)的平面把正方體ABCD-A1B1C1D1截成兩部分,求截面與BCC1B1的交線段長.
10.已知正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為3eq \r(2),E,F(xiàn)分別為BC,CD的中點(diǎn),P是線段A1B上的動點(diǎn),C1P與平面D1EF的交點(diǎn)Q的軌跡長為( )
A.3B.eq \r(13)
C.4D.3eq \r(2)
11.(多選)如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,O是B1D1的中點(diǎn),直線A1C交平面AB1D1于點(diǎn)M,則下列結(jié)論正確的是( )
A.A,M,O三點(diǎn)共線B.A,M,O,A1共面
C.A,M,C,O共面D.B,B1,O,M共面
12.空間三條直線a,b,c兩兩異面,則與三條直線都相交的直線有________條.
13.如圖,AB,CD是圓錐面的正截面(垂直于軸的截面)上互相垂直的兩條直徑,過CD和母線VB的中點(diǎn)E作一截面.已知圓錐側(cè)面展開圖扇形的中心角為eq \r(2)π,求截面與圓錐的軸線所夾的角的大小,并說明截線是什么曲線.

14.《九章算術(shù)·商功》中劉徽注:“邪解立方得二塹堵,邪解塹堵,其一為陽馬,其一為鱉臑.”如圖①所示的長方體用平面AA1B1B斜切一分為二,得到兩個(gè)一模一樣的三棱柱,該三棱柱就叫塹堵.如圖②所示的塹堵中,AC=3,BC=4,AB=5,AA1=2,M為BC的中點(diǎn),則異面直線A1C與AM所成角的余弦值為( )
A.eq \f(9,13)B.eq \f(8,13)
C.eq \f(\r(15),9)D.eq \f(\r(15),5)
15.設(shè)a,b是異面直線,點(diǎn)P?a,P?b.問:過點(diǎn)P是否可作直線l與a,b都相交?如果可作,能作多少條?如果不可作,請說明理由.
2025高考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)-7.2-空間點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系-專項(xiàng)訓(xùn)練【解析版】
1.如圖,α∩β=l,A,B∈α,C∈β,且C?l,直線AB∩l=M,過A,B,C三點(diǎn)的平面記作γ,則γ與β的交線必通過( )
A.點(diǎn)A B.點(diǎn)B
C.點(diǎn)C但不過點(diǎn)MD.點(diǎn)C和點(diǎn)M
解析:D ∵AB?γ,M∈AB,∴M∈γ.又α∩β=l,M∈l,∴M∈β.根據(jù)基本事實(shí)3可知,M在γ與β的交線上.同理可知,點(diǎn)C也在γ與β的交線上.
2.若a∥α,b∥β,α∥β,則a,b的位置關(guān)系是( )
A.平行B.異面
C.相交D.平行或異面或相交
解析:D 如圖①②③所示,a,b的關(guān)系分別是平行、異面、相交.
3.已知a,b,c是三條不同的直線,α,β是兩個(gè)不同的平面,α∩β=c,a?α,b?β,則“a,b相交”是“a,c相交”的( )
A.充要條件B.必要不充分條件
C.充分不必要條件D.既不充分也不必要條件
解析:C 若a,b相交,a?α,b?β,則其交點(diǎn)在交線c上,故a,c相交;若a,c相交,可能a,b為相交直線或異面直線.綜上所述:a,b相交是a,c相交的充分不必要條件.故選C.
4.過長方體的一個(gè)頂點(diǎn)的平面與這個(gè)長方體的十二條棱所在的直線成的角都相等,這樣的平面?zhèn)€數(shù)為( )
A.4B.1
C.0D.無數(shù)多個(gè)
解析:A 由題意,題目中的長方體與正方體,所作的平面?zhèn)€數(shù)相同,所以用正方體代替長方體來求解.
法一:在正方體ABCD-A1B1C1D1中,三棱錐A-A1BD是正三棱錐,直線AB,AD,AA1與平面A1BD所成角都相等,過頂點(diǎn)A作平面α∥平面A1BD,則直線AB,AD,AA1與平面α所成角都相等,同理,過頂點(diǎn)A分別作平面α與平面C1BD、平面B1AC,平面D1AC平行,直線AB、AD、AA1與平面α形成的角都相等,因此符合條件的平面可作4個(gè),故選A.
法二:只要與體對角線垂直的平面都和正方體的所有棱所成的角相等,因?yàn)橛兴臈l體對角線,所以,可以做4個(gè)平面.故選A.
5.(多選)下列四個(gè)命題中是真命題的為( )
A.兩兩相交且不過同一點(diǎn)的三條直線必在同一平面內(nèi)
B.過空間中任意三點(diǎn)有且僅有一個(gè)平面
C.若空間兩條直線不相交,則這兩條直線平行
D.若直線l?平面α,直線m⊥平面α,則m⊥l
解析:AD 對于A,可設(shè)l1與l2相交,這兩條直線確定的平面為α;若l3與l1相交,則交點(diǎn)A在平面α內(nèi),同理,l3與l2的交點(diǎn)B也在平面α內(nèi),所以,AB?α,即l3?α,A為真命題;
對于B,若三點(diǎn)共線,則過這三個(gè)點(diǎn)的平面有無數(shù)個(gè),故B為假命題;
對于C,兩條直線有可能平行也有可能異面,故C為假命題;
對于D,若直線m⊥平面α,則m垂直于平面α內(nèi)所有直線,因?yàn)橹本€l?平面α,所以直線m⊥直線l,D為真命題.
6.(多選)如圖,點(diǎn)E,F(xiàn),G,H分別是正方體ABCD-A1B1C1D1中棱AA1,AB,BC,C1D1的中點(diǎn),則( )
A.GH=2EF
B.GH≠2EF
C.直線EF,GH是異面直線
D.直線EF,GH是相交直線
解析:BD 如圖,取棱CC1的中點(diǎn)N,A1D1的中點(diǎn)M,連接EM,MH,HN,NG,F(xiàn)G,AC,A1C1,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,∵M(jìn)H∥A1C1∥AC∥FG,∴M,H,F(xiàn),G四點(diǎn)共面,同理可得E,M,G,N四點(diǎn)共面,E,F(xiàn),H,N四點(diǎn)共面,∴E,M,H,N,G,F(xiàn)六點(diǎn)共面,均在平面EFGNHM內(nèi),∵EF∥HN,HN∩HG=H,HN,HG,EF?平面EFGNHM,∴EF與GH是相交直線.由正方體的結(jié)構(gòu)特征及中位線定理可得EF=HN=NG=FG=EM=MH,∴eq \r(3)EF=GH,即GH≠2EF.故選B、D.
7.如圖,正方體的底面與正四面體的底面在同一平面α上,且AB∥CD,則直線EF與正方體的六個(gè)面所在的平面相交的平面?zhèn)€數(shù)為________.
解析:因?yàn)锳B∥CD,由圖可以看出EF平行于正方體左右兩個(gè)側(cè)面,與另外四個(gè)側(cè)面相交.
答案:4
8.如圖,已知圓柱的軸截面ABB1A1是正方形,C是圓柱下底面弧AB的中點(diǎn),C1是圓柱上底面弧A1B1的中點(diǎn),那么異面直線AC1與BC所成角的正切值為________.
解析:如圖,取圓柱下底面弧AB的另一中點(diǎn)D,連接C1D,AD,因?yàn)镃是圓柱下底面弧AB的中點(diǎn),所以AD∥BC,
所以直線AC1與AD所成角等于異面直線AC1與BC所成角.因?yàn)镃1是圓柱上底面弧A1B1的中點(diǎn),所以C1D⊥圓柱下底面,所以C1D⊥AD,因?yàn)閳A柱的軸截面ABB1A1是正方形,所以C1D=eq \r(2)AD,所以直線AC1與AD所成角的正切值為eq \r(2),所以異面直線AC1與BC所成角的正切值為eq \r(2).
答案:eq \r(2)
9.在棱長為4的正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn)分別是BC和C1D1的中點(diǎn),經(jīng)過點(diǎn)A,E,F(xiàn)的平面把正方體ABCD-A1B1C1D1截成兩部分,求截面與BCC1B1的交線段長.
解:如圖,連接AE并延長交DC的延長線于M,連接FM交CC1于G,連接EG并延長交B1C1的延長線于N,連接NF并延長交A1D1于H,連接AH,則五邊形AEGFH為經(jīng)過點(diǎn)A,E,F(xiàn)的正方體的截面,
因?yàn)镋為BC的中點(diǎn),所以CE=eq \f(1,2)BC=2,
因?yàn)镃E∥AD,所以△MCE∽△MDA,
所以eq \f(CM,DM)=eq \f(CE,AD)=eq \f(1,2),所以CM=CD=4,
因?yàn)镈M∥C1D1,所以△MCG∽△FC1G,
所以eq \f(CG,C1G)=eq \f(CM,C1F)=2,所以CG=eq \f(2,3)×4=eq \f(8,3),
所以EG=eq \r(CE2+CG2)=eq \r(22+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(8,3)))2)=eq \f(10,3),
所以截面與BCC1B1的交線段長為eq \f(10,3).
10.已知正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為3eq \r(2),E,F(xiàn)分別為BC,CD的中點(diǎn),P是線段A1B上的動點(diǎn),C1P與平面D1EF的交點(diǎn)Q的軌跡長為( )
A.3B.eq \r(13)
C.4D.3eq \r(2)
解析:B 如圖所示,連接EF,A1B,連接A1C1,B1D1交于點(diǎn)M,連接B1E,BC1交于點(diǎn)N,連接MN,由EF∥B1D1,得E,F(xiàn),B1,D1共面,由P是線段A1B上的動點(diǎn),當(dāng)P重合于A1或B時(shí),C1A1,C1B與平面D1EF的交點(diǎn)分別為M,N,即Q的軌跡為MN,由棱長為3eq \r(2),得C1M=eq \f(1,2)A1C1=3, 則BC1=6,又eq \f(BE,B1C1)=eq \f(BN,NC1)=eq \f(1,2),則NC1=eq \f(2,3)BC1=4,由A1B=BC1=A1C1,得∠A1C1B=60°,則MN=eq \r(MC\\al(2,1)+NC\\al(2,1)-2MC1·NC1·cs∠A1C1B)=eq \r(9+16-2×3×4×\f(1,2))=eq \r(13).
11.(多選)如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,O是B1D1的中點(diǎn),直線A1C交平面AB1D1于點(diǎn)M,則下列結(jié)論正確的是( )
A.A,M,O三點(diǎn)共線B.A,M,O,A1共面
C.A,M,C,O共面D.B,B1,O,M共面
解析:ABC ∵M(jìn)∈A1C,A1C?平面A1ACC1,∴M∈平面A1ACC1,又∵M(jìn)∈平面AB1D1,∴M在平面AB1D1與平面A1ACC1的交線AO上,即A,M,O三點(diǎn)共線,∴A,M,O,A1共面且A,M,C,O共面,∵平面BB1D1D∩平面AB1D1=B1D1,∴M在平面BB1D1D外,即B,B1,O,M不共面,故選A、B、C.
12.空間三條直線a,b,c兩兩異面,則與三條直線都相交的直線有________條.
解析:取a,b,c為一正方體三條兩兩異面的棱AD,CC1,A1B1,在AD上任取一點(diǎn)M,在BC上取點(diǎn)N,使得B1N∥A1M,設(shè)直線B1N與CC1交于點(diǎn)P,PM即與a,b,c都相交,由于M是任取的,故滿足條件的直線有無數(shù)條.
答案:無數(shù)
13.如圖,AB,CD是圓錐面的正截面(垂直于軸的截面)上互相垂直的兩條直徑,過CD和母線VB的中點(diǎn)E作一截面.已知圓錐側(cè)面展開圖扇形的中心角為eq \r(2)π,求截面與圓錐的軸線所夾的角的大小,并說明截線是什么曲線.
解:如圖,設(shè)⊙O的半徑為R,母線VB=l,則圓錐側(cè)面展開圖的中心角為eq \f(2πR,l)=eq \r(2)π,∴eq \f(R,l)=eq \f(\r(2),2),
∴sin∠BVO=eq \f(\r(2),2),
∴圓錐的母線與軸的夾角α=∠BVO=eq \f(π,4).
連接OE,∵O,E分別是AB,VB的中點(diǎn),
∴OE∥VA.
∴∠VOE=∠AVO=∠BVO=eq \f(π,4),
∴∠VEO=eq \f(π,2),即VE⊥OE.
又∵AB⊥CD,VO⊥CD,AB∩VO=O,
∴CD⊥平面VAB.
∵VE?平面VAB,
∴VE⊥CD.
又∵OE∩CD=O,OE,CD?平面CDE,
∴VE⊥平面CDE.
∴∠VOE是截面與軸線的夾角,
∴截面的軸線夾角大小為eq \f(π,4).
由圓錐的半頂角與截面與軸線的夾角相等,知截面CDE與圓錐面的截線為一拋物線.
14.《九章算術(shù)·商功》中劉徽注:“邪解立方得二塹堵,邪解塹堵,其一為陽馬,其一為鱉臑.”如圖①所示的長方體用平面AA1B1B斜切一分為二,得到兩個(gè)一模一樣的三棱柱,該三棱柱就叫塹堵.如圖②所示的塹堵中,AC=3,BC=4,AB=5,AA1=2,M為BC的中點(diǎn),則異面直線A1C與AM所成角的余弦值為( )
A.eq \f(9,13)B.eq \f(8,13)
C.eq \f(\r(15),9)D.eq \f(\r(15),5)
解析:A 如圖,取B1C1的中點(diǎn)E,連接A1E,EC,則A1E∥AM,∠EA1C即為異面直線A1C與AM所成的角或其補(bǔ)角,在Rt△A1C1E中,A1E=eq \r(9+4)=eq \r(13),在Rt△EC1C中,EC=eq \r(22+22)=2eq \r(2),在Rt△A1C1C中,A1C=eq \r(13),在△A1EC中,由余弦定理得,cs∠EA1C=eq \f(A1E2+A1C2-EC2,2A1E·A1C)=eq \f(13+13-8,2×\r(13)×\r(13))=eq \f(9,13),故異面直線A1C與AM所成角的余弦值為eq \f(9,13),故選A.
15.設(shè)a,b是異面直線,點(diǎn)P?a,P?b.問:過點(diǎn)P是否可作直線l與a,b都相交?如果可作,能作多少條?如果不可作,請說明理由.
解:因?yàn)镻?a,P?b,所以點(diǎn)P與直線a,b分別可確定一個(gè)平面α,β.又平面α,β有一個(gè)公共點(diǎn)P,所以它們有且只有一條經(jīng)過點(diǎn)P的直線l.
(1)當(dāng)l∥\a,且l∥\b時(shí),l就是合乎要求的直線,且唯一;
(2)當(dāng)l∥a,或l∥b時(shí),這樣的直線不存在.

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