格物学 第八章 立体几何初步8.6 空间直线、平面的垂直

异面直线所成的角-8.6 空间直线、平面的垂直知识点考前基础自测题解析-山东省等高二数学必修,平均正确率78.0%

2025-05-25
异面直线所成的角-8.6 空间直线、平面的垂直知识点考前基础自测题解析-山东省等高二数学必修,平均正确率78.0%
2、['向量加法的定义及运算法则', '异面直线所成的角', '向量的数量积的定义']

正确率60.0%在正三棱柱$$A B C-A_{1} B_{1} C_{1}$$中,若$$A B=\sqrt{2} B B_{1}$$,则$${{A}{{B}_{1}}}$$与$${{B}{{C}_{1}}}$$所成角的大小为$${{(}{)}}$$

D

A.$$\begin{array} {l l} {\frac{\pi} {6}} \\ \end{array}$$

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

C.$$\frac{5 \pi} {1 2}$$

D.$$\frac{\pi} {2}$$

5、['异面直线所成的角', '平面与平面平行的性质定理']

正确率60.0%平面$${{α}}$$过正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的顶点$${{A}}$$,平面$${{α}{/}{/}}$$平面$${{A}_{1}{B}{D}}$$,平面$${{α}{∩}}$$平面$$A B C D=l$$,则直线$${{l}}$$与直线$${{C}{{D}_{1}}}$$所成的角为(

C

A.30°

B.45°

C.60°

D.90°

6、['异面直线所成的角', '立体几何中的动态问题', '棱柱、棱锥、棱台的体积']

正确率40.0%在长方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D$$中,$${{A}{B}{=}{2}}$$,$${{A}{D}{=}{3}}$$,$${{A}{{A}_{1}}{=}{2}}$$,$${{E}}$$是$${{A}{{A}_{1}}}$$的中点,$${{F}}$$是棱$${{A}{D}}$$上一点,$${{A}{F}{=}{1}}$$,动点$${{P}}$$在底面$$A_{1} B_{1} C_{1} D$$内,且三棱锥$$P-~ B E F$$与三棱锥$$B ~-~ D_{1} E F$$的体积相等,则直线$${{C}{P}}$$与$${{B}{{B}_{1}}}$$所成角的正切值的最小值为(

C

A.$$\frac{\sqrt{1 3}} {4}$$

B.$$\frac{4 \sqrt{1 3}} {1 3}$$

C.$$\frac{\sqrt{5}} {5}$$

D.$${\sqrt {5}}$$

9、['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%已知四棱锥$$S-A B C D$$的底面是正方形,侧棱长均相等,$${{E}}$$是线段$${{A}{B}}$$上的点(不含端点),设$${{S}{E}}$$与$${{B}{C}}$$所成的角为$${{θ}_{1}}$$,$${{S}{E}}$$与平面$${{A}{B}{C}{D}}$$所成的角为$${{θ}_{2}}$$,二面角$$S-A B-C$$的平面角为$${{θ}_{3}}$$,则    (

D

A.$$\theta_{1} \leqslant\theta_{2} \leqslant\theta_{3}$$

B.$$\theta_{3} \leqslant\theta_{2} \leqslant\theta_{1}$$

C.$$\theta_{1} \leqslant\theta_{3} \leqslant\theta_{2}$$

D.$$\theta_{2} \leqslant\theta_{3} \leqslant\theta_{1}$$

10、['异面直线所成的角']

正确率80.0%在直三棱柱$$A B C-A_{1} B_{1} C_{1}$$中,$$\angle A B C=1 2 0^{\, \circ}$$,$$A B=B C=C C_{1}$$,则异面直线$${{A}{{B}_{1}}}$$与$${{B}{{C}_{1}}}$$所成角的余弦值为$${{(}{)}}$$

C

A.$$- \frac{\sqrt{3}} {4}$$

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

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

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

第2题解析:

设正三棱柱$$ABC-A_1B_1C_1$$的底面边长为$$a$$,侧棱长为$$b$$。根据题意,$$AB = \sqrt{2}BB_1$$,即$$a = \sqrt{2}b$$。

建立坐标系,设$$A(0,0,0)$$,$$B(a,0,0)$$,$$C\left(\frac{a}{2}, \frac{\sqrt{3}a}{2}, 0\right)$$,$$B_1(a,0,b)$$,$$C_1\left(\frac{a}{2}, \frac{\sqrt{3}a}{2}, b\right)$$。

向量$$\overrightarrow{AB_1} = (a,0,b)$$,$$\overrightarrow{BC_1} = \left(-\frac{a}{2}, \frac{\sqrt{3}a}{2}, b\right)$$。

计算夹角余弦:

$$\cos \theta = \frac{\overrightarrow{AB_1} \cdot \overrightarrow{BC_1}}{|\overrightarrow{AB_1}| \cdot |\overrightarrow{BC_1}|} = \frac{-\frac{a^2}{2} + b^2}{\sqrt{a^2 + b^2} \cdot \sqrt{a^2 + b^2}} = \frac{-\frac{a^2}{2} + b^2}{a^2 + b^2}$$

代入$$a = \sqrt{2}b$$,得$$\cos \theta = \frac{-b^2 + b^2}{2b^2 + b^2} = 0$$,故夹角为$$\frac{\pi}{2}$$。

答案为:D。

第5题解析:

平面$$\alpha$$平行于平面$$A_1BD$$,且过顶点$$A$$,因此$$\alpha$$与底面$$ABCD$$的交线$$l$$平行于$$BD$$。

直线$$CD_1$$与$$BD$$的夹角为$$60^\circ$$(因为$$\triangle BCD_1$$是等边三角形)。

由于$$l \parallel BD$$,$$l$$与$$CD_1$$的夹角也为$$60^\circ$$。

答案为:C。

第6题解析:

建立坐标系,设$$A(0,0,0)$$,$$B(2,0,0)$$,$$D(0,3,0)$$,$$A_1(0,0,2)$$,$$E(0,0,1)$$,$$F(0,1,0)$$。

三棱锥$$P-BEF$$与$$B-D_1EF$$体积相等,即$$P$$到底面$$BEF$$的距离等于$$B$$到底面$$D_1EF$$的距离。

计算得$$P$$的轨迹为一条直线,最小正切值为$$\frac{\sqrt{13}}{4}$$。

答案为:A。

第9题解析:

设四棱锥$$S-ABCD$$的高为$$h$$,底面边长为$$a$$。

分析三个角的关系:

1. $$\theta_1$$是$$SE$$与$$BC$$的夹角,随$$E$$移动而变化,但始终小于$$\theta_3$$。

2. $$\theta_2$$是$$SE$$与底面的夹角,随$$E$$远离$$A$$而增大。

3. $$\theta_3$$是二面角,固定值且最大。

综上,$$\theta_1 \leq \theta_2 \leq \theta_3$$。

答案为:A。

第10题解析:

设$$AB = BC = CC_1 = 1$$,$$\angle ABC = 120^\circ$$。

建立坐标系,设$$B(0,0,0)$$,$$A(1,0,0)$$,$$C\left(-\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}, 0\right)$$,$$B_1(0,0,1)$$,$$C_1\left(-\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}, 1\right)$$。

向量$$\overrightarrow{AB_1} = (-1,0,1)$$,$$\overrightarrow{BC_1} = \left(-\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}, 1\right)$$。

计算夹角余弦:

$$\cos \theta = \frac{1/2 + 1}{\sqrt{2} \cdot \sqrt{1/4 + 3/4 + 1}} = \frac{3/2}{\sqrt{2} \cdot \sqrt{2}} = \frac{3}{4}$$

答案为:C。

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