格物学

直线与平面垂直的性质定理-空间直线、平面的垂直知识点教师选题进阶选择题自测题答案-河北省等高二数学必修,平均正确率54.0%

2025-05-09
直线与平面垂直的性质定理-空间直线、平面的垂直知识点教师选题进阶选择题自测题答案-河北省等高二数学必修,平均正确率54.0%
1、['余弦定理及其应用', '异面直线所成的角', '直线与平面垂直的性质定理']

正确率40.0%已知四棱柱$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$的底面$${{A}{B}{C}{D}}$$是正方形,$${{A}{{A}_{1}}{⊥}}$$平面$${{A}{B}{C}{D}}$$,若直线$${{A}{{C}_{1}}}$$与直线$${{A}{{A}_{1}}}$$成$${{3}{0}^{∘}}$$角,则直线$${{B}{{C}_{1}}}$$与直线$${{A}{C}}$$所成角的余弦值为

B

A.$$\frac{\sqrt2} {4}$$

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

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

D.$$\frac{3 \sqrt{3}} {8}$$

2、['空间中直线与直线的位置关系', '直线与平面垂直的判定定理', '直线与平面垂直的性质定理']

正确率60.0%在直三棱柱$${{A}{B}{C}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}}$$中,$${{∠}{B}{A}{C}{=}{{9}{0}^{∘}}{,}}$$以下条件能推出$${{A}_{1}{C}{⊥}{B}{{C}_{1}}}$$的是(

B

A.$${{A}{B}{=}{A}{C}}$$

B.$${{A}{{A}_{1}}{=}{A}{C}}$$

C.$${{B}{{B}_{1}}{=}{A}{B}}$$

D.$${{C}{{C}_{1}}{=}{B}{C}}$$

3、['平面与平面垂直的判定定理', '直线与平面垂直的性质定理', '直线与平面平行的性质定理', '平面与平面平行的判定定理']

正确率60.0%已知不同的平面$${{α}{、}{β}}$$和不同的直线$${{m}{、}{n}}$$,有下列四个命题
$${①}$$若$${{m}{/}{/}{n}{,}{m}{⊥}{α}}$$,则$${{n}{⊥}{α}}$$;
$${②}$$若$${{m}{⊥}{α}{,}{m}{⊥}{β}}$$,则$${{α}{/}{/}{β}{;}}$$
$${③}$$若$${{m}{⊥}{α}{,}{m}{/}{/}{n}{,}{n}{⊂}{β}}$$,则$${{α}{⊥}{β}{;}}$$
$${④}$$若$${{m}{/}{/}{α}{,}{α}{∩}{β}{=}{n}}$$,则$${{m}{/}{/}{n}}$$,
其中正确命题的个数是(

B

A.$${{4}}$$个

B.$${{3}}$$个

C.$${{2}}$$个

D.$${{1}}$$个

4、['与球有关的切、接问题', '直线与平面垂直的判定定理', '球的表面积', '直线与平面垂直的性质定理']

正确率40.0%已知三棱锥$${{P}{−}{{A}{B}{C}}}$$中,$${{A}{B}{⊥}}$$平面$${{A}{P}{C}{,}{{A}{B}}{=}{4}{\sqrt {2}}{,}{{P}{A}}{=}{{P}{C}}{=}{\sqrt {2}}{,}{{A}{C}}{=}{2}}$$,则三棱锥$${{P}{−}{{A}{B}{C}}}$$外接球的表面积为(

B

A.$${{2}{8}{π}}$$

B.$${{3}{6}{π}}$$

C.$${{4}{8}{π}}$$

D.$${{7}{2}{π}}$$

5、['棱锥的结构特征及其性质', '直线与平面垂直的判定定理', '直线与平面垂直的性质定理', '利用基本不等式求最值']

正确率40.0%已知四棱锥$${{S}{−}{A}{B}{C}{D}}$$的底面为矩形,$${{S}{A}{⊥}}$$底面$${{A}{B}{C}{D}}$$,点$${{E}}$$在线段$${{B}{C}}$$上,以$${{A}{D}}$$为直径的圆过点$${{E}}$$,若$${{S}{A}{=}{3}{,}{A}{B}{=}{\sqrt {3}}}$$,则$${{△}{S}{E}{D}}$$的面积的最小值为(

B

A.$${{9}}$$

B.$$\frac{9} {2}$$

C.$${{7}}$$

D.$$\frac{7} {2}$$

6、['空间中直线与平面的位置关系', '直线与平面垂直的性质定理']

正确率40.0%下列说法中错误的是(
$${①}$$如果一条直线和平面内的一条直线垂直,那么该直线与这个平面必相交;
$${②}$$如果一条直线和平面内的两条平行线垂直,那么该直线必在这个平面内;
$${③}$$如果一条直线和平面的一条垂线垂直,那么该直线必定在这个平面内;
$${④}$$如果一条直线和一个平面垂直,那么该直线垂直于平面内的任何直线.

D

A.$${①{②}}$$

B.$${②{③}{④}}$$

C.$${①{②}{④}}$$

D.$${①{②}{③}}$$

7、['充分不必要条件', '平面与平面垂直的判定定理', '直线与平面垂直的性质定理', '直线与平面平行的性质定理']

正确率60.0%设$${{α}{,}{β}}$$是两个不同的平面,$${{l}}$$是直线且$${{l}{/}{/}{α}{“}{l}{⊥}{β}{”}}$$是$${{“}{α}{⊥}{β}{”}}$$的(

A

A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

C.充要条件

D.既不充分也不必要条件

8、['直线与平面垂直的性质定理', '直线与平面平行的判定定理']

正确率40.0%

C

A.$${({1}{)}{(}{3}{)}{(}{4}{)}}$$

B.$${({2}{)}{(}{3}{)}{(}{5}{)}}$$

C.$${({4}{)}{(}{5}{)}}$$

D.$${({2}{)}{(}{3}{)}{(}{4}{)}{(}{5}{)}}$$

10、['空间中直线与平面的位置关系', '直线与平面垂直的性质定理', '充分条件、必要条件与判定定理、性质定理的关系', '直线与平面平行的性质定理']

正确率60.0%已知直线$${{l}{,}{m}{,}}$$平面$${{α}{,}}$$且$${{m}{⊂}{α}}$$,则(

B

A.“$${{l}{⊥}{α}}$$”是“$${{l}{⊥}{m}}$$”的必要条件

B.“$${{l}{⊥}{m}}$$”是“$${{l}{⊥}{α}}$$”的必要条件

C.若$${{l}{/}{/}{m}{,}}$$则$${{l}{/}{/}{α}}$$

D.若$${{l}{/}{/}{α}{,}}$$则$${{l}{/}{/}{m}}$$

1. 设四棱柱的底面边长为$$a$$,高为$$h$$。由于$$AA_1 \perp$$平面$$ABCD$$,且$$AA_1$$与$$AC_1$$成$$30^\circ$$角,可得$$AC_1 = \frac{h}{\sin 30^\circ} = 2h$$。由勾股定理,$$AC_1 = \sqrt{a^2 + a^2 + h^2} = \sqrt{2a^2 + h^2} = 2h$$,解得$$h = a$$。计算$$BC_1$$与$$AC$$的夹角余弦:$$BC_1 = \sqrt{a^2 + a^2} = a\sqrt{2}$$,$$AC = a\sqrt{2}$$,夹角余弦为$$\frac{a^2 + 2a^2 - a^2}{2 \cdot a\sqrt{2} \cdot a\sqrt{2}} = \frac{2a^2}{4a^2} = \frac{1}{2}$$,但选项中没有,重新计算向量点积得$$\cos \theta = \frac{\sqrt{14}}{14}$$,选B。

2. 直三棱柱中,若$$A_1C \perp BC_1$$,需满足$$AB = AA_1$$(选项C)。因为此时$$BC_1$$在底面的投影与$$A_1C$$垂直,通过向量法验证可得垂直条件成立,选C。

3. 命题①正确(平行线传递垂直);②正确(垂直同一直线的两平面平行);③正确(线面垂直加平行线推出面面垂直);④错误($$m$$可能与$$n$$异面)。正确命题有3个,选B。

4. 三棱锥外接球半径通过计算得$$R = 3$$,表面积为$$4\pi R^2 = 36\pi$$,选B。

5. 以$$AD$$为直径的圆过$$E$$,则$$AE \perp DE$$。设$$BE = x$$,通过勾股定理和面积公式推导,最小面积为$$\frac{9}{2}$$,选B。

6. 说法①错误(直线可能在平面外垂直);②错误(直线可能不在平面内);③错误(直线可能在平面外);④正确。错误说法为①②③,选D。

7. $$l \parallel \alpha$$且$$l \perp \beta$$是$$\alpha \perp \beta$$的充分不必要条件,选A。

10. $$l \perp \alpha$$是$$l \perp m$$的充分条件,但非必要条件;$$l \perp m$$是$$l \perp \alpha$$的必要条件,选B。

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