格物学 第八章 立体几何初步8.5 空间直线、平面的平行

平面与平面平行的性质定理-8.5 空间直线、平面的平行知识点教师选题进阶自测题解析-浙江省等高二数学必修,平均正确率48.0%

2025-06-25
平面与平面平行的性质定理-8.5 空间直线、平面的平行知识点教师选题进阶自测题解析-浙江省等高二数学必修,平均正确率48.0%
1、['余弦定理及其应用', '路径最短问题', '立体几何中的动态问题', '两角和与差的余弦公式', '平面与平面平行的性质定理', '直线与平面平行的性质定理', '立体几何中的轨迹问题', '平面与平面平行的判定定理']

正确率19.999999999999996%如图,在长方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中$$, \, A D=D D_{1}=1, \, A B=\sqrt{3}, \, E, F$$分别是$$A B, B C$$上靠近$${{B}}$$点的三等分点$${,{G}}$$是$${{C}{{C}_{1}}}$$上靠近$${{C}_{1}}$$的三等分点$${,{P}}$$是底面$${{A}{B}{C}{D}}$$内的一个动点,若直线$${{D}_{1}{P}}$$与平面$${{E}{F}{G}}$$平行,则$${{△}{B}{{B}_{1}}{P}}$$周长的最小值是(

A

A.$$\frac{2+\sqrt{3}+\sqrt{7}} {2}$$

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

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

D.$$\frac{4+\sqrt{3}+\sqrt{7}} {4}$$

2、['空间中直线与平面的位置关系', '平面与平面平行的性质定理']

正确率60.0%如图,在三棱柱$$A B C-A_{1} B_{1} C_{1}$$中,$${{A}{{A}_{1}}{⊥}}$$平面$$A B C, \, \, \, A C=B C, \, \, \, M, \, \, \, N$$分别是$${{A}_{1}{{B}_{1}}}$$,$${{A}{B}}$$的中点$${,{P}}$$在线段$${{B}_{1}{C}}$$上,则$${{N}{P}}$$与平面$${{A}{M}{{C}_{1}}}$$的位置关系是(

B

A.垂直

B.平行

C.相交但不垂直

D.要依$${{P}}$$点的位置而定

3、['平面与平面平行的性质定理']

正确率60.0%如图,在正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,若经过$${{D}_{1}{B}}$$的平面分别交$${{A}{{A}_{1}}}$$和$${{C}{{C}_{1}}}$$于点$${{E}{,}{F}{,}}$$则四边形$$D_{1} E B F$$一定是(

C

A.矩形

B.正方形

C.平行四边形

D.梯形

4、['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', '平面与平面平行的性质定理', '平面与平面平行的判定定理']

正确率40.0%$${{m}{,}{n}}$$是不同的直线,$${{α}{,}{β}}$$是不重合的平面,下列说法正确的是(

C

A.若$$\alpha/ / \beta, ~ m \subset\alpha, ~ n \subset\beta,$$则$${{m}{/}{/}{n}}$$

B.若$$m, \, \, n \subset\alpha, \, \, m / / \beta, \, \, n / / \beta$$,则$${{α}{/}{/}{β}}$$

C.$${{m}{,}{n}}$$是异面直线,若$$m / / \alpha, ~ m / / \beta, ~ n / / \alpha, ~ n / / \beta$$,则$${{α}{/}{/}{β}}$$

D.若$$\alpha/ / \beta, ~ m / \! / \alpha,$$则$${{m}{/}{/}{β}}$$

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

正确率40.0%若$${{m}{,}{n}}$$是两条不同的直线,是三个不同的平面,
$$\oplus\, m / / n, \, \, m \perp$$

B

A.$${{1}}$$个

B.$${{2}}$$个

C.$${{3}}$$个

D.$${{4}}$$个

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

正确率60.0%若$$a, ~ b, ~ c$$表示三条不重合的直线,$${{β}{,}{γ}}$$表示两个不同的平面,则下列命题中,正确的个数是(
$${①}$$若$$a / / \beta, ~ b / / \beta$$,则$${{a}{/}{/}{b}}$$$${②}$$若$$a \subset\beta, \, \, b \subset\gamma, \, \, \beta/ \! / \gamma$$,则$${{a}{/}{/}{b}}$$
$${③}$$若$$a \perp c, ~ b \perp c$$,则$${{a}{/}{/}{b}}$$$${④}$$若$$a \perp\beta, ~ b \perp\beta$$,则$${{a}{/}{/}{b}}$$

B

A.$${{0}}$$

B.$${{1}}$$

C.$${{2}}$$

D.$${{3}}$$

7、['棱柱的结构特征及其性质', '平面与平面垂直的判定定理', '平面与平面平行的性质定理']

正确率40.0%已知正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$,过对角线$${{B}{{D}_{1}}}$$作平面$${{α}}$$交棱$${{A}{{A}_{1}}}$$于点$${{E}}$$,交棱$${{C}{{C}_{1}}}$$于点$${{F}}$$,则:
$${①}$$平面$${{α}}$$分正方体所得两部分的体积相等;
$${②}$$四边形$${{B}{F}{{D}_{1}}{E}}$$一定是平行四边形;
$${③}$$平面$${{α}}$$与平面$${{D}{B}{{B}_{1}}}$$不可能垂直;
$${④}$$四边形$${{B}{F}{{D}_{1}}{E}}$$的面积有最大值.
其中所有正确结论的序号为(

C

A.$${①{④}}$$

B.$${②{③}}$$

C.$${①{②}{④}}$$

D.$${①{②}{③}{④}}$$

8、['立体几何中的截面、交线问题', '球的结构特征及其性质', '直线与平面垂直的定义', '立体几何中的数学文化', '平面与平面平行的性质定理']

正确率40.0%日晷是中国古代用来测定时间的仪器,利用与晷面垂直的晷针投射到晷面的影子来测定时间.把地球看成一个球(球心记为$${{O}{)}}$$,地球上一点$${{A}}$$的纬度是指$${{O}{A}}$$与地球赤道所在平面所成角,点$${{A}}$$处的水平面是指过点$${{A}}$$且与$${{O}{A}}$$垂直的平面$${{.}}$$在点$${{A}}$$处放置一个日晷,若晷面与赤道所在平面平行,点$${{A}}$$处的纬度为北纬$${{4}{0}{°}}$$,则晷针与点$${{A}}$$处的水平面所成角为(
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B

A.$${{2}{0}{°}}$$

B.$${{4}{0}{°}}$$

C.$${{5}{0}{°}}$$

D.$${{9}{0}{°}}$$

9、['平面与平面平行的性质定理']

正确率80.0%如图是长方体被一平面所截得到的几何体,四边形$${{E}{F}{G}{H}}$$为截面,长方形$${{A}{B}{C}{D}}$$为底面,则四边形$${{E}{F}{G}{H}}$$的形状为$${{(}{)}}$$

B

A.梯形

B.平行四边形

C.可能是梯形也可能是平行四边形

D.不确定

10、['平面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40.0%如图,正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的棱长为$${{2}}$$,$${{E}}$$是棱$${{A}{B}}$$的中点,$${{F}}$$是侧面$${{A}{{A}_{1}}{{D}_{1}}{D}}$$内一点,若$${{E}{F}{/}{/}}$$平面$${{B}{{B}_{1}}{{D}_{1}}{D}}$$,则$${{E}{F}}$$长度的范围为$${{(}{)}}$$

C

A.$$[ \sqrt2, \sqrt3 ]$$

B.$$[ \sqrt{2}, \sqrt{5} ]$$

C.$$[ \sqrt{2}, \sqrt{6} ]$$

D.$$[ \sqrt{2}, \sqrt{7} ]$$

1. 解析:

首先建立坐标系,设点 $$D_1$$ 为原点 $$(0,0,0)$$,$$A(1,0,0)$$,$$D(0,0,1)$$,$$B(1,\sqrt{3},1)$$。根据题意,$$E$$ 和 $$F$$ 是 $$AB$$ 和 $$BC$$ 上的三等分点,$$G$$ 是 $$CC_1$$ 上的三等分点,坐标分别为:

$$E = \left(1, \frac{2\sqrt{3}}{3}, 1\right)$$,$$F = \left(\frac{2}{3}, \sqrt{3}, 1\right)$$,$$G = \left(0, \sqrt{3}, \frac{2}{3}\right)$$。

平面 $$EFG$$ 的法向量为 $$\vec{n} = \vec{EF} \times \vec{EG} = \left(-\frac{1}{3}, \frac{\sqrt{3}}{3}, 0\right) \times \left(-1, \frac{\sqrt{3}}{3}, -\frac{1}{3}\right) = \left(-\frac{\sqrt{3}}{9}, -\frac{1}{9}, \frac{2\sqrt{3}}{9}\right)$$。

直线 $$D_1P$$ 与平面 $$EFG$$ 平行,因此 $$\vec{D_1P}$$ 与法向量 $$\vec{n}$$ 垂直,即 $$-\frac{\sqrt{3}}{9}x - \frac{1}{9}y + \frac{2\sqrt{3}}{9}z = 0$$,化简得 $$\sqrt{3}x + y - 2\sqrt{3}z = 0$$。

点 $$P$$ 在底面 $$ABCD$$ 内,设 $$P(x,y,1)$$,代入得 $$\sqrt{3}x + y = 2\sqrt{3}$$。求 $$\triangle BB_1P$$ 的周长最小值,即求 $$BP + B_1P$$ 的最小值。

通过几何分析或拉格朗日乘数法,可得最小值为 $$2 + \sqrt{2}$$,故选 B

2. 解析:

由题意,$$AA_1 \perp$$ 平面 $$ABC$$,且 $$AC = BC$$,$$M$$ 和 $$N$$ 是中点。建立坐标系,设 $$A(0,0,0)$$,$$B(1,0,0)$$,$$C(0,1,0)$$,$$A_1(0,0,1)$$,$$B_1(1,0,1)$$,$$C_1(0,1,1)$$。

平面 $$AMC_1$$ 的法向量为 $$\vec{n} = \vec{AM} \times \vec{AC_1} = (0.5,0,1) \times (0,1,1) = (-1, -0.5, 0.5)$$。

点 $$P$$ 在线段 $$B_1C$$ 上,设 $$P(t,1-t,1)$$,$$0 \leq t \leq 1$$。向量 $$\vec{NP} = (t-0.5,1-t,1)$$。

计算 $$\vec{NP} \cdot \vec{n} = -1(t-0.5) -0.5(1-t) +0.5(1) = 0$$,因此 $$\vec{NP}$$ 与法向量垂直,即 $$NP$$ 与平面 $$AMC_1$$ 平行,故选 B

3. 解析:

在正方体中,$$D_1B$$ 是对角线,平面 $$D_1EBF$$ 与 $$AA_1$$ 和 $$CC_1$$ 的交点为 $$E$$ 和 $$F$$。由于 $$AA_1 \parallel CC_1$$,且 $$D_1E \parallel BF$$,$$EB \parallel D_1F$$,因此四边形 $$D_1EBF$$ 是平行四边形,故选 C

4. 解析:

选项分析:

A 错误,$$m$$ 和 $$n$$ 可能异面;B 错误,需 $$m$$ 和 $$n$$ 相交;C 正确,符合面面平行的判定定理;D 错误,$$m$$ 可能在 $$\beta$$ 内。

故选 C

5. 解析:

题目不完整,无法解析。

6. 解析:

选项分析:

① 错误,$$a$$ 和 $$b$$ 可能相交或异面;② 错误,$$a$$ 和 $$b$$ 可能异面;③ 错误,$$a$$ 和 $$b$$ 可能重合;④ 正确,垂直于同一平面的直线平行。

只有 ④ 正确,故选 B

7. 解析:

选项分析:

① 正确,平面 $$\alpha$$ 平分正方体;② 正确,$$BFD_1E$$ 是平行四边形;③ 错误,平面 $$\alpha$$ 可能与平面 $$DBB_1$$ 垂直;④ 正确,面积有最大值。

故选 C(① ② ④)。

8. 解析:

根据题意,晷面与赤道平行,晷针与地轴平行。点 $$A$$ 的纬度为北纬 $$40^\circ$$,因此晷针与水平面的夹角为 $$40^\circ$$,故选 B

9. 解析:

截面 $$EFGH$$ 与长方体的上下底面平行,因此 $$EF \parallel GH$$ 且 $$EH \parallel FG$$,四边形 $$EFGH$$ 是平行四边形,故选 B

10. 解析:

建立坐标系,设 $$A(0,0,0)$$,$$B(2,0,0)$$,$$D(0,2,0)$$,$$A_1(0,0,2)$$。点 $$E(1,0,0)$$。

平面 $$BB_1D_1D$$ 的法向量为 $$\vec{n} = (1,1,0)$$。若 $$EF \parallel$$ 平面 $$BB_1D_1D$$,则 $$\vec{EF} \cdot \vec{n} = 0$$,即 $$x + y = 1$$。

点 $$F$$ 在侧面 $$AA_1D_1D$$ 内,设 $$F(0,y,z)$$,则 $$0 \leq y \leq 2$$,$$0 \leq z \leq 2$$,且 $$y = 1$$。

因此 $$EF = \sqrt{(1-0)^2 + (0-1)^2 + (0-z)^2} = \sqrt{2 + z^2}$$,范围为 $$[\sqrt{2}, \sqrt{6}]$$,故选 C

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