格物学 第八章 立体几何初步空间直线、平面的垂直

二面角-空间直线、平面的垂直知识点月考进阶单选题自测题解析-山东省等高二数学必修,平均正确率52.0%

2025-05-19
二面角-空间直线、平面的垂直知识点月考进阶单选题自测题解析-山东省等高二数学必修,平均正确率52.0%
1、['三角恒等变换综合应用', '与球有关的切、接问题', '二面角', '球的表面积', '棱柱、棱锥、棱台的体积']

正确率19.999999999999996% 在三棱锥 $${{A}{−}{B}{C}{D}}$$ 中, $${{∠}{B}{A}{C}{=}{∠}{B}{D}{C}{=}{{6}{0}^{∘}}}$$ ,二面角 $${{A}{−}{B}{C}{−}{D}}$$ 的余弦值为 $${{−}}$$$$\frac{1} {3}$$ ,当三棱锥 $${{A}{−}{B}{C}{D}}$$ 的体积的最大值为$$\frac{\sqrt{6}} {4}$$ 时,其外接球的表面积为 $${{(}{)}}$$

B

A.$${{5}{π}}$$

B.$${{6}{π}}$$

C.$${{7}{π}}$$

D.$${{8}{π}}$$

2、['与球有关的切、接问题', '二面角', '球的表面积']

正确率19.999999999999996%在三棱锥$${{D}{−}{A}{B}{C}}$$中,$${{A}{B}{=}{B}{C}{=}{2}}$$,$${{∠}{A}{D}{C}{=}{{9}{0}^{∘}}}$$,二面角$${{D}{−}{A}{C}{−}{B}}$$的平面角为$${{3}{0}^{∘}}$$,则三棱锥$${{D}{−}{A}{B}{C}}$$外接球表面积的最小值为(

B

A.$${{1}{6}{(}{2}{\sqrt {3}}{−}{1}{)}{π}}$$

B.$${{1}{6}{(}{2}{\sqrt {3}}{−}{3}{)}{π}}$$

C.$${{1}{6}{(}{2}{\sqrt {3}}{+}{1}{)}{π}}$$

D.$${{1}{6}{(}{2}{\sqrt {3}}{+}{3}{)}{π}}$$

3、['异面直线所成的角', '二面角', '直线与平面所成的角']

正确率60.0%若二面角$${{α}{−}{l}{−}{β}}$$的大小为$$\frac{5 \pi} {6},$$直线$${{m}{⊥}{α}}$$,直线$${{n}{⊂}{β}}$$,则直线$${{m}}$$与$${{n}}$$所成的角取值范围是(

B

A.$$( 0, ~ \frac{\pi} {2} )$$

B.$$[ \frac{\pi} {3}, \ \frac{\pi} {2} ]$$

C.$$[ \frac{\pi} {6}, \ \frac{\pi} {2} ]$$

D.$$[ \frac{\pi} {6}, \ \frac{\pi} {3} ]$$

4、['异面直线所成的角', '二面角', '直线与平面所成的角']

正确率19.999999999999996%已知正三棱锥$${{P}{−}{A}{B}{C}}$$,点$${{M}}$$在棱$${{P}{A}}$$上运动(不含端点$${{)}}$$,直线$${{M}{C}}$$与$${{A}{C}}$$所成角记为$${{θ}_{1}}$$,直线$${{M}{C}}$$与面$${{A}{B}{C}}$$所成角记为$${{θ}_{2}}$$,二面角$${{M}{−}{B}{C}{−}{A}}$$的大小为$${{θ}_{3}}$$,则(

D

A.$${{θ}_{1}{<}{{θ}_{2}}{<}{{θ}_{3}}}$$

B.$${{θ}_{1}{<}{{θ}_{3}}{<}{{θ}_{2}}}$$

C.$${{θ}_{2}{<}{{θ}_{3}}{<}{{θ}_{1}}}$$

D.$${{θ}_{2}{<}{{θ}_{1}}{<}{{θ}_{3}}}$$

5、['立体几何中的截面、交线问题', '椭圆的离心率', '椭圆的顶点、长轴、短轴、焦点、焦距', '二面角']

正确率40.0%用与圆柱底面成$${{6}{0}^{∘}}$$角的平面截圆柱,得到一完整的椭圆截面,则该椭圆的离心率为(

D

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

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

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

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

6、['空间直角坐标系', '空间直角坐标系中两点之间的距离公式', '二面角']

正确率60.0%在直线坐标系中,设$${{A}{(}{3}{,}{2}{)}{,}{B}{(}{−}{2}{,}{−}{3}{)}}$$,沿$${{y}}$$轴把直角坐标平面折成$${{1}{2}{0}^{0}}$$的二面角后,$${{A}{B}}$$的长为$${{(}{)}}$$

D

A.$${\sqrt {6}}$$

B.$${{4}{\sqrt {2}}}$$

C.$${{2}{\sqrt {3}}}$$

D.$${{2}{\sqrt {{1}{1}}}}$$

7、['与球有关的切、接问题', '二面角']

正确率60.0%将边长为$${\sqrt {2}}$$的正方形$${{A}{B}{C}{D}}$$沿对角线$${{A}{C}}$$折成一个直二面角$${{B}{−}{A}{C}{−}{D}}$$.则四面体$${{A}{B}{C}{D}}$$的内切球的半径为$${{(}{)}}$$

D

A.$${{1}}$$

B.$${{2}{\sqrt {2}}{−}{\sqrt {3}}}$$

C.$${\sqrt {2}{−}{1}}$$

D.$${{2}{−}{\sqrt {3}}}$$

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%设三棱锥$${{V}{−}{A}{B}{C}}$$的底面是正三角形,侧棱长均相等,$${{P}}$$是棱$${{V}{A}}$$上的点(不含端点),记直线$${{P}{B}}$$与直线$${{A}{C}}$$所成角为$${{α}}$$,直线$${{P}{B}}$$与平面$${{A}{B}{C}}$$所成角为$${{β}}$$,二面角$${{P}{−}{A}{C}{−}{B}}$$的平面角为$${{γ}}$$,则(

B

A.$${{β}{<}{γ}{,}{α}{<}{γ}}$$

B.$${{β}{<}{α}{,}{β}{<}{γ}}$$

C.$${{β}{<}{α}{,}{γ}{<}{α}}$$

D.$${{α}{<}{β}{,}{γ}{<}{β}}$$

以下是各题的详细解析:

1. 解析:

设三棱锥 $$A-BCD$$ 的底面 $$BCD$$ 固定,点 $$A$$ 在空间中满足 $$∠BAC = ∠BDC = 60°$$。通过几何分析,当体积最大时,点 $$A$$ 在二面角 $$A-BC-D$$ 的平分面上。利用体积公式和二面角余弦值,可求得外接球半径 $$R = \sqrt{\frac{5}{2}}$$,表面积为 $$5π$$。答案为 A

2. 解析:

设 $$AB = BC = 2$$,$$∠ADC = 90°$$,二面角 $$D-AC-B$$ 为 $$30°$$。通过坐标系法或几何法分析,外接球半径的最小值对应于 $$D$$ 在特定位置时。计算得外接球表面积的最小值为 $$16(2\sqrt{3} - 3)π$$。答案为 B

3. 解析:

二面角 $$α-l-β$$ 为 $$\frac{5π}{6}$$,直线 $$m⊥α$$,直线 $$n⊂β$$。$$m$$ 与 $$n$$ 的夹角范围为 $$[ \frac{π}{6}, \frac{π}{2} ]$$,因为 $$m$$ 与 $$β$$ 的法向量夹角为 $$\frac{π}{3}$$,$$n$$ 在 $$β$$ 内任意方向。答案为 C

4. 解析:

正三棱锥 $$P-ABC$$ 中,$$M$$ 在 $$PA$$ 上运动。通过几何关系和角度分析,$$θ_2 < θ_1 < θ_3$$。因为 $$θ_2$$ 是线面角最小,$$θ_3$$ 是二面角最大。答案为 D

5. 解析:

平面与圆柱底面成 $$60°$$ 角截得椭圆,半长轴 $$a = \frac{r}{\cos 60°} = 2r$$,半短轴 $$b = r$$。离心率 $$e = \frac{\sqrt{a^2 - b^2}}{a} = \frac{\sqrt{3}}{2}$$。答案为 D

6. 解析:

点 $$A(3,2)$$ 和 $$B(-2,-3)$$ 折成 $$120°$$ 二面角后,利用空间距离公式计算 $$AB$$ 的长度为 $$\sqrt{11}$$ 的 2 倍,即 $$2\sqrt{11}$$。答案为 D

7. 解析:

正方形 $$ABCD$$ 边长为 $$\sqrt{2}$$,折成直二面角后,四面体 $$ABCD$$ 的体积和表面积可计算,内切球半径 $$r = \sqrt{2} - 1$$。答案为 C

9. 解析:

三棱锥 $$V-ABC$$ 底面为正三角形,侧棱相等,$$P$$ 在 $$VA$$ 上运动。通过几何关系分析,$$β < α$$ 且 $$β < γ$$,因为线面角 $$β$$ 最小。答案为 B

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