格物学 第八章 立体几何初步空间直线、平面的垂直

异面直线所成的角-空间直线、平面的垂直知识点课后基础单选题自测题解析-广西壮族自治区等高二数学必修,平均正确率72.0%

2025-05-19
异面直线所成的角-空间直线、平面的垂直知识点课后基础单选题自测题解析-广西壮族自治区等高二数学必修,平均正确率72.0%
1、['余弦定理及其应用', '异面直线所成的角']

正确率60.0%在正方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,$${{E}}$$为$${{B}{C}}$$的中点,则异面直线$${{C}{{B}_{1}}}$$与$${{D}{E}}$$所成角的余弦值为      (

D

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

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

C.$$\frac{2 \sqrt{5}} {5}$$

D.$$\frac{\sqrt{1 0}} {1 0}$$

3、['立体几何位置关系的综合应用', '异面直线所成的角', '异面直线']

正确率60.0%已知$${{a}{,}{b}{,}{c}}$$是两两不同的三条直线,下面四个命题中,真命题是(

D

A.若直线$${{a}{,}{b}}$$异面$${,{b}{,}{c}}$$异面,则$${{a}{,}{c}}$$异面

B.若直线$${{a}{,}{b}}$$相交$${,{b}{,}{c}}$$相交,则$${{a}{,}{c}}$$相交

C.若$${{a}{⊥}{b}{,}{b}{⊥}{c}{,}}$$则$${{a}{/}{/}{c}}$$

D.若$${{a}{/}{/}{b}{,}}$$则$${{a}{,}{b}}$$与$${{c}}$$所成的角相等

5、['异面直线所成的角']

正确率60.0%长方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}{,}{A}{B}{=}{4}{,}{A}{D}{=}{2}{,}{A}{{A}_{1}}{=}{\sqrt {5}}}$$,则异面直线$${{A}_{1}{{B}_{1}}}$$与$${{A}{{C}_{1}}}$$所成角的余弦值为

C

A.$$\frac{2} {5}$$

B.$$\frac{3} {5}$$

C.$$\frac{4} {5}$$

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

6、['异面直线所成的角', '二面角']

正确率60.0%已知二面角$${{α}{−}{l}{−}{β}}$$的大小是$$\frac{\pi} {3}, ~ m, ~ n$$是异面直线,且$${{m}{⊥}{α}{,}{n}{⊥}{β}}$$,则$${{m}{,}{n}}$$所成的角为(

C

A.$$\frac{2 \pi} {3}$$

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

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

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

7、['异面直线所成的角']

正确率60.0%正方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,异面直线$${{B}_{1}{C}{,}{A}{{D}_{1}}}$$所成的角等于(

A

A.$${{9}{0}^{∘}}$$

B.$${{6}{0}^{∘}}$$

C.$${{4}{5}^{∘}}$$

D.$${{3}{0}^{∘}}$$

8、['空间直角坐标系', '空间向量运算的坐标表示', '异面直线所成的角']

正确率40.0%在正方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,$${{E}}$$是棱$${{B}{C}}$$的中点,点$${{P}{,}{Q}}$$分别是线段$${{A}_{1}{E}}$$与线段$${{D}{{D}_{1}}}$$上的动点,当点$${{P}{,}{Q}}$$的距离最小时,异面直线$${{A}{P}}$$与$${{C}{{D}_{1}}}$$所成角的余弦值为

B

A.$$\frac{\sqrt{4 2}} {2 1}$$

B.$$\frac{\sqrt{7}} {1 4}$$

C.$$\frac{1 8} {4 1}$$

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

10、['异面直线所成的角']

正确率80.0%已知在长方体$${{A}{B}{C}{D}{−}{{A}_{1}}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{{D}_{1}}}$$中,$${{A}{B}{=}{3}}$$,$${{A}{D}{=}{A}{{A}_{1}}{=}{2}}$$,点$${{M}}$$,$${{N}}$$分别是$${{B}{C}}$$,$${{B}{{B}_{1}}}$$的中点,则异面直线$${{D}_{1}{M}}$$,$${{D}{N}}$$所成角的余弦值为$${{(}{)}}$$

A.$$\frac{1} {7}$$

B.$$\frac{\sqrt{3 5}} {1 4}$$

C.$$\frac{9} {1 4}$$

D.$$\begin{array} {c} {6} \\ {\frac{7} {}} \\ \end{array}$$

1. 在正方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,设边长为2。建立坐标系,$$A(0,0,0)$$,$$B(2,0,0)$$,$$C(2,2,0)$$,$$D(0,2,0)$$,$$A_1(0,0,2)$$,$$B_1(2,0,2)$$,$$C_1(2,2,2)$$,$$D_1(0,2,2)$$。点$$E$$为$$BC$$的中点,坐标为$$(2,1,0)$$。

向量$$CB_1 = (0,-2,2)$$,向量$$DE = (2,-1,0)$$。两向量的夹角余弦为: $$cosθ = \frac{CB_1 \cdot DE}{|CB_1| \cdot |DE|} = \frac{0 \times 2 + (-2) \times (-1) + 2 \times 0}{\sqrt{0+4+4} \cdot \sqrt{4+1+0}} = \frac{2}{2\sqrt{2} \cdot \sqrt{5}} = \frac{\sqrt{10}}{10}$$ 答案为D。

3. 选项分析:

A. 反例:$$a$$和$$c$$可以平行或相交,不一定异面。
B. 反例:$$a$$和$$c$$可以平行。
C. 反例:$$a$$和$$c$$可以相交或异面。
D. 正确。平行直线与第三条直线的夹角相等。
答案为D。

5. 在长方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,设$$A(0,0,0)$$,$$B(4,0,0)$$,$$C(4,2,0)$$,$$D(0,2,0)$$,$$A_1(0,0,\sqrt{5})$$,$$B_1(4,0,\sqrt{5})$$,$$C_1(4,2,\sqrt{5})$$。

向量$$A_1B_1 = (4,0,0)$$,向量$$AC_1 = (4,2,\sqrt{5})$$。两向量的夹角余弦为: $$cosθ = \frac{A_1B_1 \cdot AC_1}{|A_1B_1| \cdot |AC_1|} = \frac{16}{4 \cdot \sqrt{16+4+5}} = \frac{4}{5}$$ 答案为C。

6. 二面角$$α-l-β$$为$$\frac{π}{3}$$,$$m⊥α$$,$$n⊥β$$。$$m$$和$$n$$的夹角与二面角互补或相等。由于$$m$$和$$n$$是异面直线,夹角为$$\frac{π}{3}$$。答案为C。

7. 在正方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,$$B_1C$$与$$AD_1$$的夹角可通过平移得到。$$AD_1$$平移至$$BC_1$$,与$$B_1C$$形成等边三角形,夹角为$$60°$$。答案为B。

8. 在正方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,设边长为2。$$E(2,1,0)$$,$$A_1(0,0,2)$$,$$D_1(0,2,2)$$。最小距离时,$$P$$和$$Q$$在$$A_1E$$和$$DD_1$$的垂足处。计算$$AP$$与$$CD_1$$的夹角余弦为$$\frac{\sqrt{42}}{21}$$。答案为A。

10. 在长方体$$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$中,设$$A(0,0,0)$$,$$B(3,0,0)$$,$$C(3,2,0)$$,$$D(0,2,0)$$,$$A_1(0,0,2)$$,$$B_1(3,0,2)$$,$$C_1(3,2,2)$$,$$D_1(0,2,2)$$。$$M(3,1,0)$$,$$N(3,0,1)$$。

向量$$D_1M = (3,-1,-2)$$,向量$$DN = (3,-2,1)$$。两向量的夹角余弦为: $$cosθ = \frac{D_1M \cdot DN}{|D_1M| \cdot |DN|} = \frac{9+2-2}{\sqrt{9+1+4} \cdot \sqrt{9+4+1}} = \frac{9}{\sqrt{14} \cdot \sqrt{14}} = \frac{9}{14}$$ 答案为C。
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