格物学 第八章 立体几何初步8.6 空间直线、平面的垂直

直线与平面垂直的性质定理-8.6 空间直线、平面的垂直知识点专题基础单选题自测题答案-湖南省等高二数学必修,平均正确率68.0%

2025-06-08
直线与平面垂直的性质定理-8.6 空间直线、平面的垂直知识点专题基础单选题自测题答案-湖南省等高二数学必修,平均正确率68.0%
1、['空间中直线与直线的位置关系', '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', '平面与平面垂直的性质定理', '直线与平面垂直的性质定理', '平面与平面平行的性质定理', '命题的真假性判断', '直线与平面平行的性质定理']

正确率40.0%关于不同的直线$${{m}{,}{n}}$$与不同的平面$${{α}{,}{β}{,}}$$有下列四个命题:
$$\oplus m \perp\alpha, \, n \perp\beta$$,且$${{α}{⊥}{β}{,}}$$则$${{m}{⊥}{n}}$$
$$\odot m / / \alpha, ~ n / \! / \beta$$,且$$\alpha/ / \beta,$$则$${{m}{/}{/}{n}}$$
$$\odot m \perp\alpha, \; n / \! / \beta$$,且$$\alpha/ / \beta,$$则$${{m}{⊥}{n}}$$
$$\oplus m / / \alpha, \, \, n \perp\beta$$,且$${{α}{⊥}{β}{,}}$$则$${{m}{/}{/}{n}}$$
其中正确的命题的序号是(

C

A.$${①{②}}$$

B.$${②{③}}$$

C.$${①{③}}$$

D.$${③{④}}$$

2、['空间中直线与直线的位置关系', '三角形的“四心”', '直线与平面垂直的性质定理']

正确率60.0%已知点$${{P}}$$是$${{△}{A}{B}{C}}$$所在平面外一点,点$${{O}}$$是点$${{P}}$$在平面$${{A}{B}{C}}$$上的射影,在下列条件下:$${{P}}$$到$${{△}{A}{B}{C}}$$三个顶点距离相等;$${{P}}$$到$${{△}{A}{B}{C}}$$三边距离相等;$$A P_{\cdot} \, \ B P_{\cdot} \, \ C P$$两两互相垂直,点$${{O}}$$分别是$${{△}{A}{B}{C}}$$的(

B

A.垂心,外心,内心

B.外心,内心,垂心

C.内心,外心,垂心

D.内心,垂心,外心

3、['点到平面的距离', '三角形的面积(公式)', '直线与平面垂直的性质定理']

正确率40.0%三棱锥$$S \mathrm{-} \, A B C$$中,$${{S}{A}{⊥}}$$底面$$A B C, ~ A B \perp A C$$.若$$S A=A B=A C=1$$,则点$${{A}}$$到平面$${{S}{B}{C}}$$的距离为$${{(}{)}}$$

B

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

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

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

D.$$\frac{\sqrt2} 3$$

4、['直线与平面垂直的性质定理']

正确率80.0%空间中两条不同的直线$${{m}}$$,$${{n}}$$和平面$${{α}}$$,则下列命题中正确的是(

A

A.若$${{m}{⊥}{α}}$$,$${{n}{⊥}{α}}$$,则$${{m}{/}{/}{n}}$$

B.若$${{m}{/}{/}{α}}$$,$${{n}{/}{/}{α}}$$,则$${{m}{/}{/}{n}}$$

C.若$${{m}{⊥}{n}}$$,$${{n}{⊥}{α}}$$,则$${{m}{⊥}{α}}$$

D.若$${{m}{⊥}{n}}$$,$${{n}{/}{/}{α}}$$,则$${{m}{⊥}{α}}$$

6、['空间中直线与直线的位置关系', '直线与平面垂直的性质定理', '平面与平面垂直的性质定理', '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60.0%已知$${{m}{,}{n}}$$为两条不同的直线,$${{α}{,}{β}}$$为两个不同的平面,则下列命题正确的是(

C

A.若$$m \perp n, n \perp$$

B.若$$m / / \alpha, n / \! / \alpha$$

C.若$$m \perp\alpha, n \perp$$

D.若$$\alpha\perp\beta, n / / \beta, \mathbb{T} n / \! / \alpha$$

8、['异面直线', '直线与平面垂直的性质定理']

正确率60.0%菱形$${{A}{B}{C}{D}}$$在平面$${{α}}$$内,$${{P}{C}{⊥}{α}}$$,则$${{P}{A}}$$与对角线$${{B}{D}}$$的位置关系是(

D

A.异面垂直

B.相交但不垂直

C.垂直相交

D.平行

9、['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%在长方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,$${{M}{、}{N}}$$分别是棱$$B B_{1}, ~ B_{1} C_{1}$$的中点,若$$\angle C M N=9 0^{\circ}$$,则异面直线$${{A}{{D}_{1}}}$$和$${{D}{M}}$$所成角为(

C

A.$${{3}{0}^{∘}}$$

B.$${{4}{5}^{∘}}$$

C.$${{9}{0}^{∘}}$$

D.$${{6}{0}^{∘}}$$

1. 解析:

对于命题①,若$$m \perp \alpha$$且$$n \perp \beta$$,且$$\alpha \perp \beta$$,则$$m$$和$$n$$可能垂直也可能不垂直,因为$$m$$和$$n$$的方向不一定满足垂直关系。因此①不一定正确。
对于命题②,若$$m \parallel \alpha$$且$$n \parallel \beta$$,且$$\alpha \parallel \beta$$,则$$m$$和$$n$$可能平行也可能异面,因此②不一定正确。
对于命题③,若$$m \perp \alpha$$且$$n \parallel \beta$$,且$$\alpha \parallel \beta$$,则$$m \perp n$$,因为$$n$$平行于$$\beta$$,而$$\alpha \parallel \beta$$,所以$$m$$垂直于$$n$$。因此③正确。
对于命题④,若$$m \parallel \alpha$$且$$n \perp \beta$$,且$$\alpha \perp \beta$$,则$$m$$和$$n$$可能平行也可能垂直,因此④不一定正确。
综上,只有③正确,但选项中无单独③的答案,最接近的是D选项(③④),但④不正确,因此题目可能有误或选项不完整。

2. 解析:

- 若$$P$$到三个顶点距离相等,则$$O$$是三角形$$ABC$$的外心(因为$$O$$是外接圆的圆心)。
- 若$$P$$到三边距离相等,则$$O$$是三角形$$ABC$$的内心(因为$$O$$是内切圆的圆心)。
- 若$$AP$$、$$BP$$、$$CP$$两两垂直,则$$O$$是三角形$$ABC$$的垂心(因为$$AP$$、$$BP$$、$$CP$$是高线)。
因此,正确答案是B(外心、内心、垂心)。

3. 解析:

已知$$SA \perp$$底面$$ABC$$,且$$AB \perp AC$$,$$SA=AB=AC=1$$。建立坐标系,设$$A(0,0,0)$$,$$B(1,0,0)$$,$$C(0,1,0)$$,$$S(0,0,1)$$。
平面$$SBC$$的法向量可以通过向量$$\overrightarrow{SB}=(1,0,-1)$$和$$\overrightarrow{SC}=(0,1,-1)$$的叉积得到,即$$\overrightarrow{n}=(1,1,1)$$。
点$$A$$到平面$$SBC$$的距离公式为: $$d = \frac{|\overrightarrow{n} \cdot \overrightarrow{SA}|}{|\overrightarrow{n}|} = \frac{|0+0+0|}{\sqrt{3}} = 0$$,但$$A$$在平面上,距离为0,与选项不符。重新计算:
平面$$SBC$$的方程为$$x+y+z-1=0$$,点$$A(0,0,0)$$到平面的距离为$$\frac{|0+0+0-1|}{\sqrt{3}} = \frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{3}$$,因此正确答案是B。

4. 解析:

- A选项:若$$m \perp \alpha$$且$$n \perp \alpha$$,则$$m \parallel n$$,正确。
- B选项:若$$m \parallel \alpha$$且$$n \parallel \alpha$$,$$m$$和$$n$$可能平行也可能异面,错误。
- C选项:若$$m \perp n$$且$$n \perp \alpha$$,$$m$$可能在$$\alpha$$内或与$$\alpha$$平行,不一定垂直,错误。
- D选项:若$$m \perp n$$且$$n \parallel \alpha$$,$$m$$可能与$$\alpha$$垂直或斜交,错误。
因此,正确答案是A。

6. 解析:

题目不完整,无法解析。

8. 解析:

菱形$$ABCD$$在平面$$\alpha$$内,$$PC \perp \alpha$$,则$$PA$$与对角线$$BD$$的位置关系:
因为$$PC \perp \alpha$$,$$PA$$在空间中斜向平面$$\alpha$$,而$$BD$$在平面$$\alpha$$内。由于$$ABCD$$是菱形,$$BD$$是其对角线,$$PA$$与$$BD$$不在同一平面内且不平行,因此是异面直线。又因为$$PC \perp BD$$($$PC$$垂直于平面$$\alpha$$),且$$AC \perp BD$$(菱形对角线垂直),所以$$PA$$在空间中可以与$$BD$$垂直。因此正确答案是A(异面垂直)。

9. 解析:

在长方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,设$$AB=a$$,$$AD=b$$,$$AA_1=c$$。$$M$$是$$BB_1$$中点,$$N$$是$$B_1C_1$$中点。
若$$\angle CMN=90^\circ$$,则向量$$\overrightarrow{CM} \cdot \overrightarrow{MN}=0$$。计算得: $$\overrightarrow{CM}=(a, b/2, -c/2)$$,$$\overrightarrow{MN}=(0, b/2, c/2)$$,点积为$$0 \cdot a + (b/2)(b/2) + (-c/2)(c/2) = \frac{b^2}{4} - \frac{c^2}{4} = 0$$,即$$b=c$$。
求异面直线$$AD_1$$和$$DM$$的夹角:
$$\overrightarrow{AD_1}=(0,b,c)$$,$$\overrightarrow{DM}=(a,b/2,-c/2)$$,点积为$$0 \cdot a + b \cdot (b/2) + c \cdot (-c/2) = \frac{b^2}{2} - \frac{c^2}{2} = 0$$(因为$$b=c$$),所以夹角为$$90^\circ$$。因此正确答案是C。
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