格物学 第八章 立体几何初步8.6 空间直线、平面的垂直

直线与平面所成的角-8.6 空间直线、平面的垂直知识点专题进阶单选题自测题答案-浙江省等高二数学必修,平均正确率46.0%

2025-07-25
直线与平面所成的角-8.6 空间直线、平面的垂直知识点专题进阶单选题自测题答案-浙江省等高二数学必修,平均正确率46.0%
1、['直线与平面所成的角']

正确率40.0%svg异常

D

A.$$\frac{\sqrt{1 3 0}} {1 3}$$

B.$$\frac{\sqrt{6}} {3}$$

C.$$\frac{\sqrt{3}} {3}$$

D.$$\frac{\sqrt{3 9}} {1 3}$$

2、['异面直线所成的角', '二面角', '直线与平面所成的角']

正确率40.0%svg异常

A

A.$$\alpha\leqslant\beta\leqslant\gamma$$

B.$$\beta\leqslant\alpha\leqslant\gamma$$

C.$$\beta\leqslant\gamma\leqslant\alpha$$

D.$$\alpha\leqslant\gamma\leqslant\beta$$

3、['立体几何中的动态问题', '棱柱、棱锥、棱台的体积', '直线与平面所成的角']

正确率40.0%已知三棱锥$$P-A B C$$的侧棱两两垂直,$$P A=P B=P C=2, \, \, \, Q$$为棱$${{B}{C}}$$上的动点,当$${{A}{Q}}$$与侧面$${{P}{B}{C}}$$所成角取得最大值时,四面体$${{P}{A}{B}{Q}}$$的体积为(

A

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$

B.$$\frac{3} {4}$$

C.$${{1}}$$

D.$$\frac{3} {5}$$

4、['直线与平面所成的角']

正确率40.0%svg异常

C

A.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

B.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

C.$$\frac{\sqrt{6}} {4}$$

D.$$\frac{\sqrt{1 0}} {4}$$

5、['空间中直线与平面的位置关系', '空间中平面与平面的位置关系', '直线与平面所成的角']

正确率60.0%已知向量$${{m}^{→}{,}{{n}^{→}}}$$分别是直线$${{l}}$$和平面$${{α}}$$的方向向量和法向量,若$${{m}^{→}}$$与$${{n}^{→}}$$夹角的余弦等于$$\frac{1} {2},$$则$${{l}}$$与$${{α}}$$所成的角为(

B

A.$${{6}{0}^{∘}}$$

B.$${{3}{0}^{∘}}$$

C.$${{1}{2}{0}^{∘}}$$

D.$${{1}{5}{0}^{∘}}$$

6、['直线与平面所成的角']

正确率60.0%已知长方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,$$A B=C C_{1}=4, \, \, B C=3$$,则直线$${{B}{{C}_{1}}}$$和平面$${{A}{C}{{C}_{1}}{{A}_{1}}}$$所成角的正弦值为    (

B

A.$$\frac1 {1 2}$$

B.$$\frac{1 2} {2 5}$$

C.$$\frac{\sqrt{3}} {4}$$

D.$$\frac{\sqrt{1 0}} {1 0}$$

7、['二面角', '直线与平面所成的角']

正确率60.0%已知二面角$$\alpha-l-\beta$$是锐二面角,直线$$A B \subset\alpha, \ A B$$与$${{l}}$$所成的角为$$4 5^{\circ}, ~ A B$$与平面$${{β}}$$成$${{3}{0}^{∘}}$$角,则二面角$$\alpha-l-\beta$$的大小为(

B

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{4}{5}^{∘}}$$

C.$${{6}{0}^{∘}}$$

D.$${{9}{0}^{∘}}$$

8、['直线与平面所成的角']

正确率40.0%已知正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$,过顶点$${{A}_{1}}$$作平面$${{α}}$$,使得直线$${{A}{C}}$$和$${{B}{{C}_{1}}}$$与平面$${{α}}$$所成的角都为$${{3}{0}^{∘}}$$,这样的平面$${{α}}$$可以有(

B

A.$${{4}}$$个

B.$${{3}}$$个

C.$${{2}}$$个

D.$${{1}}$$个

9、['异面直线所成的角', '立体几何中的动态问题', '直线与平面垂直的性质定理', '直线与平面所成的角']

正确率40.0%svg异常

A

A.当点$${{F}}$$移动至$${{B}{{C}_{1}}}$$中点时,直线$${{A}_{1}{F}}$$与平面$${{B}{D}{{C}_{1}}}$$所成角最大且为$${{6}{0}^{∘}}$$

B.无论点$${{F}}$$在$${{B}{{C}_{1}}}$$上怎么移动,都有$$A_{1} F \perp B_{1} D$$

C.当点$${{F}}$$移动至$${{B}{{C}_{1}}}$$中点时,才有$${{A}_{1}{F}}$$与$${{B}_{1}{D}}$$相交于一点,记为点$${{E}}$$,且$${\frac{A_{1} E} {E F}}=2$$

D.无论点$${{F}}$$在$${{B}{{C}_{1}}}$$上怎么移动,异面直线$${{A}_{1}{F}}$$与$${{C}{D}}$$所成角都不可能是$${{3}{0}^{∘}}$$

10、['直线与平面所成的角']

正确率40.0%svg异常

D

A.$$\frac{\sqrt{3}} {3}$$

B.$$\frac{\sqrt2} {2}$$

C.$$\frac{\sqrt3} {2}$$

D.$$\frac{\sqrt{6}} {3}$$

以下是各题的详细解析:

第3题解析:

已知三棱锥$$P-ABC$$的侧棱两两垂直,且$$PA=PB=PC=2$$。设$$Q$$为棱$$BC$$上的动点,求当$$AQ$$与侧面$$PBC$$所成角最大时,四面体$$PABQ$$的体积。

1. 建立坐标系:设$$P$$在原点,$$PA$$沿$$x$$轴,$$PB$$沿$$y$$轴,$$PC$$沿$$z$$轴。

2. 坐标设定:$$A(2,0,0)$$,$$B(0,2,0)$$,$$C(0,0,2)$$,$$Q$$在$$BC$$上,设$$Q(0,2-2t,2t)$$,$$t \in [0,1]$$。

3. 向量计算:$$AQ = (-2,2-2t,2t)$$,平面$$PBC$$的法向量为$$(1,0,0)$$。

4. 夹角公式:$$\sin \theta = \frac{|AQ \cdot (1,0,0)|}{|AQ|} = \frac{2}{\sqrt{4 + (2-2t)^2 + (2t)^2}}$$。

5. 最大化$$\sin \theta$$等价于最小化分母,即$$(2-2t)^2 + (2t)^2 = 8t^2 -8t +4$$,当$$t=0.5$$时取最小值。

6. 此时$$Q(0,1,1)$$,四面体$$PABQ$$的体积为$$\frac{1}{6} \left| \begin{vmatrix} 2 & 0 & 0 \\ 0 & 2 & 0 \\ 0 & 1 & 1 \end{vmatrix} \right| = \frac{2}{3}$$。

答案为$$A$$。

第5题解析:

已知向量$$\vec{m}$$和$$\vec{n}$$分别是直线$$l$$和平面$$\alpha$$的方向向量和法向量,且$$\cos \theta = \frac{1}{2}$$。

1. 直线与平面所成角$$\phi$$满足$$\sin \phi = |\cos \theta| = \frac{1}{2}$$。

2. 因此$$\phi = 30^\circ$$。

答案为$$B$$。

第6题解析:

已知长方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,$$AB=4$$,$$BC=3$$,$$CC_1=4$$,求直线$$BC_1$$与平面$$ACC_1A_1$$所成角的正弦值。

1. 建立坐标系:设$$A(0,0,0)$$,$$B(4,0,0)$$,$$C(4,3,0)$$,$$C_1(4,3,4)$$。

2. 向量$$BC_1 = (0,3,4)$$,平面$$ACC_1A_1$$的法向量为$$\vec{n} = (3,4,0)$$。

3. 夹角公式:$$\sin \phi = \frac{|BC_1 \cdot \vec{n}|}{|BC_1| \cdot |\vec{n}|} = \frac{12}{5 \times 5} = \frac{12}{25}$$。

答案为$$B$$。

第7题解析:

已知二面角$$\alpha-l-\beta$$为锐二面角,直线$$AB \subset \alpha$$与$$l$$成$$45^\circ$$,与平面$$\beta$$成$$30^\circ$$,求二面角的大小。

1. 设$$AB$$与$$l$$的交点为$$O$$,作$$AC \perp \beta$$于$$C$$。

2. 在$$\alpha$$内作$$AD \perp l$$于$$D$$,则$$\angle AOD = 45^\circ$$,$$\angle ABC = 30^\circ$$。

3. 设$$AO = 1$$,则$$AD = \frac{\sqrt{2}}{2}$$,$$AC = \frac{1}{2}$$。

4. 二面角的大小为$$\angle ADC$$,$$\sin \angle ADC = \frac{AC}{AD} = \frac{\frac{1}{2}}{\frac{\sqrt{2}}{2}} = \frac{\sqrt{2}}{2}$$,故$$\angle ADC = 45^\circ$$。

答案为$$B$$。

第8题解析:

已知正方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$,过顶点$$A_1$$作平面$$\alpha$$,使得$$AC$$和$$BC_1$$与$$\alpha$$所成的角均为$$30^\circ$$,求可能的平面数量。

1. 直线$$AC$$和$$BC_1$$的方向向量分别为$$\vec{u} = (1,1,0)$$和$$\vec{v} = (0,1,1)$$。

2. 设平面$$\alpha$$的法向量为$$\vec{n} = (a,b,c)$$,满足$$\frac{|\vec{u} \cdot \vec{n}|}{|\vec{u}| \cdot |\vec{n}|} = \frac{|\vec{v} \cdot \vec{n}|}{|\vec{v}| \cdot |\vec{n}|} = \frac{1}{2}$$。

3. 解得$$|a+b| = |b+c|$$,且$$a^2 + b^2 + c^2 = 2(a+b)^2$$。

4. 通过分析可得有4组解,对应4个平面。

答案为$$A$$。

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点