格物学 第八章 立体几何初步8.6 空间直线、平面的垂直

平面与平面垂直的性质定理-8.6 空间直线、平面的垂直知识点教师选题基础单选题自测题答案-西藏自治区等高二数学必修,平均正确率70.0%

2025-06-12
平面与平面垂直的性质定理-8.6 空间直线、平面的垂直知识点教师选题基础单选题自测题答案-西藏自治区等高二数学必修,平均正确率70.0%
2、['余弦定理及其应用', '正弦定理及其应用', '与球有关的切、接问题', '球的表面积', '平面与平面垂直的性质定理']

正确率40.0%已知空间四边形$$A B C D, \, \, \angle B A C=\frac{2} {3} \pi, \, \, \, A B=A C=2 \sqrt{3}, \, \, \, B D=1 0, \, \, C D=8$$,且平面$${{A}{B}{C}{⊥}}$$平面$${{B}{C}{D}}$$,则该几何体的外接球的表面积为(

B

A.$${{6}{4}{π}}$$

B.$${{1}{1}{2}{π}}$$

C.$${{9}{6}{π}}$$

D.$${{1}{2}{8}{π}}$$

4、['平面与平面垂直的性质定理']

正确率80.0%平面$${{α}{,}{β}}$$及直线$${{l}}$$满足$$\alpha\perp\beta, ~ l / \! / \alpha,$$则(

D

A.$${{l}{/}{/}{β}}$$

B.$${{l}{⊂}{β}}$$

C.$${{l}}$$与$${{β}}$$相交

D.以上三种情况都有可能

6、['与球有关的切、接问题', '平面与平面垂直的定义', '平面与平面垂直的性质定理', '球的表面积']

正确率40.0%在三棱锥$$P-A B C$$中,$$P A=P B=B C=4$$,$${{A}{C}{=}{8}}$$,$$A B \perp B C$$.平面$${{P}{A}{B}{⊥}}$$平面$${{A}{B}{C}}$$,若球$${{O}}$$​是三棱锥$$P-A B C$$的外接球,则球$${{O}}$$的表面积为(

D

A.$${{2}{5}{π}}$$

B.$${{6}{0}{π}}$$

C.$${{7}{2}{π}}$$

D.$${{8}{0}{π}}$$

7、['平面与平面垂直的性质定理']

正确率60.0%若平面$${{α}{,}{β}}$$满足$$\alpha\perp\beta, \, \, \, \alpha\cap\beta=l, \, \, \, P \in\alpha, \, \, \, P$$$${{∉}}$$$${{l}{,}}$$则下列结论中错误的是(

B

A.过点$${{P}}$$垂直于平面$${{α}}$$的直线平行于平面$${{β}}$$

B.过点$${{P}}$$垂直于直线$${{l}}$$的直线在平面$${{α}}$$内

C.过点$${{P}}$$垂直于平面$${{β}}$$的直线在平面$${{α}}$$内

D.过点$${{P}}$$且在平面$${{α}}$$内垂直于$${{l}}$$的直线必垂直于平面$${{β}}$$

9、['平面与平面垂直的判定定理', '直线与平面垂直的判定定理', '平面与平面垂直的性质定理', '命题的真假性判断', '直线与平面平行的判定定理', '直线与平面平行的性质定理']

正确率40.0%已知$${{m}{,}{n}}$$为不同直线$${{α}{,}{β}}$$为不同的平面,对于下列四个命题;真命题的个数是(

$${①}$$ 若 $$m \bot n, m \bot\alpha$$ 则 $${{n}{/}{/}{α}}$$ $${②}$$ 若 $$m \bot\beta, m / \! / \alpha$$ 则 $${{α}{⊥}{β}}$$
$${③}$$ 若 $$\alpha\bot\beta, \, \, \, \alpha\cap\beta=n, \, \, \, m \bot n$$ 则 $${{m}{⊥}{β}}$$ $${④}$$ 若 $$\alpha\cap\beta=n, \, \, \, m / / \alpha, \, \, \, m / / \beta$$ 则 $${{m}{/}{/}{n}}$$

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

10、['点到平面的距离', '平面与平面垂直的性质定理']

正确率40.0%在四棱锥$$S-A B C D$$中,四边形$${{A}{B}{C}{D}}$$为等腰梯形$$A D / / B C, \, \, \angle B A D=1 2 0^{\circ}, \, \, \, \triangle S A D$$是等边三角形,且$$S A=A B=2 \sqrt{3},$$点$${{P}}$$在四棱锥$$S-A B C D$$外接球的球面上运动,记点$${{P}}$$到平面$${{A}{B}{C}{D}}$$的距离为$${{d}}$$.若平面$${{S}{A}{D}{⊥}}$$平面$$A B C D,$$则$${{d}}$$的最大值为(

A

A.$$\sqrt{1 3}+1$$

B.$$\sqrt{1 3}+2$$

C.$$\sqrt{1 5}+1$$

D.$$\sqrt{1 5}+2$$

以下是各题的详细解析:

2. 空间四边形外接球表面积

已知条件:$$AB=AC=2\sqrt{3}$$,$$\angle BAC=\frac{2\pi}{3}$$,$$BD=10$$,$$CD=8$$,平面$$ABC \perp$$平面$$BCD$$。

步骤如下:

1. 在$$△ABC$$中,由余弦定理得$$BC=\sqrt{AB^2+AC^2-2AB \cdot AC \cos \angle BAC}=6$$。

2. 由于平面$$ABC \perp$$平面$$BCD$$,且$$BC$$为交线,外接球球心在过$$△ABC$$外心且垂直于$$ABC$$的直线上。

3. 设$$△ABC$$外心为$$O_1$$,计算得外接半径$$R_{ABC}=\frac{BC}{2\sin \angle BAC}=2\sqrt{3}$$。

4. 在$$△BCD$$中,由余弦定理得$$\cos \angle CBD=\frac{BC^2+BD^2-CD^2}{2BC \cdot BD}=\frac{3}{5}$$,故$$\sin \angle CBD=\frac{4}{5}$$。

5. $$△BCD$$的外接半径$$R_{BCD}=\frac{CD}{2\sin \angle CBD}=5$$。

6. 设球心到平面$$ABC$$的距离为$$d$$,由勾股定理得$$R_{ABC}^2 + d^2 = R_{BCD}^2 + (h-d)^2$$,其中$$h$$为两平面距离。

7. 解得$$d=3$$,外接球半径$$R=\sqrt{R_{ABC}^2 + d^2}=\sqrt{12+9}=\sqrt{21}$$,表面积为$$4\pi R^2=84\pi$$(无选项匹配,可能题目有其他隐含条件)。

注:题目选项可能有误,或需重新检查计算。

4. 平面与直线关系

已知$$\alpha \perp \beta$$,$$l \parallel \alpha$$,分析$$l$$与$$\beta$$的关系:

1. $$l$$可能与$$\beta$$平行(如$$l$$平行于交线)。

2. $$l$$可能在$$\beta$$内(如$$l$$在$$\beta$$内且平行于$$\alpha$$)。

3. $$l$$可能与$$\beta$$相交(如$$l$$与交线斜交)。

因此,三种情况均可能,选D。

6. 三棱锥外接球表面积

已知$$PA=PB=BC=4$$,$$AC=8$$,$$AB \perp BC$$,平面$$PAB \perp$$平面$$ABC$$。

步骤如下:

1. 在$$△ABC$$中,由勾股定理得$$AB=\sqrt{AC^2-BC^2}=4\sqrt{3}$$。

2. 设$$P$$在平面$$ABC$$的投影为$$H$$,由于$$PA=PB$$,$$H$$在$$AB$$的垂直平分线上。

3. 计算$$PH=\sqrt{PA^2-AH^2}=2$$。

4. 外接球球心在$$PH$$的垂直平分面上,结合对称性得半径$$R=\sqrt{AH^2 + \left(\frac{PH}{2}\right)^2 + \left(\frac{BC}{2}\right)^2}=\sqrt{20}=2\sqrt{5}$$。

5. 表面积为$$4\pi R^2=80\pi$$,选D。

7. 平面与直线结论错误选项

分析各选项:

A. 过$$P$$垂直于$$\alpha$$的直线平行于$$\beta$$(正确,因$$\alpha \perp \beta$$)。

B. 过$$P$$垂直于$$l$$的直线可能在$$\alpha$$外(错误,应在$$\alpha$$内)。

C. 过$$P$$垂直于$$\beta$$的直线在$$\alpha$$内(正确,因$$\alpha \perp \beta$$)。

D. 过$$P$$且在$$\alpha$$内垂直于$$l$$的直线必垂直于$$\beta$$(正确)。

因此,错误的结论是B。

9. 命题真假判断

分析各命题:

① 若$$m \perp n$$且$$m \perp \alpha$$,则$$n \parallel \alpha$$(错误,$$n$$可能在$$\alpha$$内)。

② 若$$m \perp \beta$$且$$m \parallel \alpha$$,则$$\alpha \perp \beta$$(正确)。

③ 若$$\alpha \perp \beta$$且$$m \perp n$$,则$$m \perp \beta$$(错误,$$m$$可能斜交)。

④ 若$$m \parallel \alpha$$且$$m \parallel \beta$$,则$$m \parallel n$$(正确,$$n$$为交线)。

真命题有②④,共2个,选B。

10. 四棱锥外接球距离最大值

已知等腰梯形$$ABCD$$,$$\angle BAD=120^\circ$$,$$AD \parallel BC$$,$$SA=AB=2\sqrt{3}$$,$$△SAD$$为等边三角形,平面$$SAD \perp$$平面$$ABCD$$。

步骤如下:

1. 计算梯形高$$h=AB \sin 60^\circ=3$$。

2. 外接球球心在$$△SAD$$的外心垂直线上,半径$$R=\sqrt{(\frac{2\sqrt{3}}{2\sin 60^\circ})^2 + (\frac{h}{2})^2}=\sqrt{4+2.25}=\sqrt{6.25}=2.5$$。

3. 最大距离$$d=R + h=2.5+3=5.5$$(无匹配选项,可能计算有误)。

注:题目条件或选项可能需要重新核对。

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