格物学 第八章 立体几何初步立体几何初步的拓展与综合

立体几何中的轨迹问题-立体几何初步的拓展与综合知识点专题进阶单选题自测题答案-四川省等高二数学必修,平均正确率55.99999999999999%

2025-06-05
立体几何中的轨迹问题-立体几何初步的拓展与综合知识点专题进阶单选题自测题答案-四川省等高二数学必修,平均正确率55.99999999999999%
1、['余弦定理及其应用', '棱柱的结构特征及其性质', '异面直线垂直', '异面直线所成的角', '二面角', '直线与平面垂直的判定定理', '直线与平面平行的判定定理', '立体几何中的轨迹问题']

正确率19.999999999999996%已知棱长为$${{1}}$$的正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$,点$${{P}}$$是四边形$${{B}{{B}_{1}}{{D}_{1}}{D}}$$内(含边界)任意一点,$${{Q}}$$是$${{B}_{1}{{C}_{1}}}$$中点,有下列四个结论:
$$\oplus\overrightarrow{A C} \cdot\overrightarrow{B P}=0 ; \ \textcircled{}$$当$${{P}}$$点为$${{B}_{1}{{D}_{1}}}$$中点时,二面角$$P-A D-C$$的余弦值$$\frac{1} {2} ; ~ \oplus A Q$$与$${{B}{C}}$$所成角的正切值为$${{2}{\sqrt {2}}{;}{④}}$$当$$C Q \bot A P$$时,点$${{P}}$$的轨迹长为$$\frac{3} {2}.$$
其中所有正确的结论序号是(

B

A.$${①{②}{③}}$$

B.$${①{③}{④}}$$

C.$${②{③}{④}}$$

D.$${①{②}{④}}$$

2、['抛物线的定义', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%已知点$${{P}}$$是正四面体$${{A}{B}{C}{D}}$$内的动点$${,{E}}$$是棱$${{C}{D}}$$的中点,且点$${{P}}$$到棱$${{A}{B}}$$和棱$${{C}{D}}$$的距离相等,则点$${{P}}$$的轨迹被平面$${{A}{B}{E}}$$所截得的图形为(

D

A.线段

B.椭圆的一部分

C.双曲线的一部分

D.抛物线的一部分

3、['直线与平面垂直的判定定理', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%已知正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的棱长为$${{2}{,}}$$点$${{O}}$$为底面$${{A}{B}{C}{D}}$$的中心,点$${{P}}$$在侧面$${{B}{{B}_{1}}{{C}_{1}}{C}}$$的边界及其内部运动.若$$D_{1} O \perp O P,$$则$${{△}{{D}_{1}}{{C}_{1}}{P}}$$面积的最大值为(

C

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

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

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

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

4、['立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%已知正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的棱长为$${{3}}$$,点$${{M}}$$满足$$\overrightarrow{C C_{1}}=3 \overrightarrow{C M}$$.若在正方形$$A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$内有一动点$${{P}}$$满足$${{B}{P}{/}{/}}$$平面$${{A}{M}{{D}_{1}}}$$,则动点$${{P}}$$的轨迹长为(

C

A.$${{3}}$$

B.$${\sqrt {{1}{0}}}$$

C.$${\sqrt {{1}{3}}}$$

D.$${{3}{\sqrt {2}}}$$

5、['立体几何中的轨迹问题', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%在四棱锥$$P-A B C D$$中,$${{A}{D}{⊥}}$$平面$$P A B. ~ B C \perp$$平面$${{P}{A}{B}}$$,底面$${{A}{B}{C}{D}}$$为梯形,$$A D=4, \, \, \, B C=8, \, \, \, A B=6$$,且$$\angle A P D=\angle B P C.$$则满足上述条件中的四棱锥的顶点轨迹是$${{(}{)}}$$

B

A.椭圆的一部分

B.圆的一部分

C.双曲线的一部分

D.抛物线的一部分

6、['平行关系的综合应用', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%在棱长为$${{a}}$$的正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,$${{E}}$$是棱$${{D}{{D}_{1}}}$$的中点,$${{F}}$$是侧面$${{C}{D}{{D}_{1}}{{C}_{1}}}$$上的动点,且$$B_{1} F / /$$面$${{A}_{1}{B}{E}}$$,则$${{F}}$$在侧面$${{C}{D}{{D}_{1}}{{C}_{1}}}$$上的轨迹的长度是(

D

A.$${{a}}$$

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

C.$${\sqrt {2}{a}}$$

D.$$\frac{\sqrt2 a} 2$$

9、['抛物线的定义', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,$${{M}}$$为侧面$${{A}{B}{{B}_{1}}{{A}_{1}}}$$所在平面上的一个动点,且$${{M}}$$到平面$${{A}{D}{{D}_{1}}{{A}_{1}}}$$的距离与$${{M}}$$到直线$${{B}{C}}$$距离相等,则动点$${{M}}$$的轨迹为(

A

A.抛物线

B.双曲线

C.圆

D.椭圆

1. 解析:

① 由于 $$AC$$ 是正方体的对角线,与 $$BP$$ 在平面 $$BB_1D_1D$$ 内垂直,故 $$\overrightarrow{AC} \cdot \overrightarrow{BP} = 0$$ 正确。

② 当 $$P$$ 为 $$B_1D_1$$ 中点时,二面角 $$P-AD-C$$ 的余弦值为 $$\frac{1}{2}$$,计算可得正确。

③ $$AQ$$ 与 $$BC$$ 所成角的正切值为 $$2\sqrt{2}$$,通过向量计算验证正确。

④ 当 $$CQ \perp AP$$ 时,$$P$$ 的轨迹长度为 $$\frac{3}{2}$$,轨迹为线段,计算正确。

综上,正确答案为 $$B$$(①③④)。

2. 解析:

点 $$P$$ 到棱 $$AB$$ 和 $$CD$$ 的距离相等,说明 $$P$$ 在 $$AB$$ 和 $$CD$$ 的中垂面上。该中垂面与平面 $$ABE$$ 的交线为一条线段,故答案为 $$A$$。

3. 解析:

建立坐标系,设 $$P(x, y, z)$$,由 $$D_1O \perp OP$$ 可得约束条件。$$P$$ 在侧面 $$BB_1C_1C$$ 内运动,计算 $$\triangle D_1C_1P$$ 的面积最大值,通过几何分析得最大值为 $$\sqrt{5}$$,故答案为 $$C$$。

4. 解析:

由条件 $$BP \parallel$$ 平面 $$AMD_1$$,利用空间几何性质,$$P$$ 的轨迹为正方形 $$A_1B_1C_1D_1$$ 内的一条线段,长度为 $$\sqrt{10}$$,故答案为 $$B$$。

5. 解析:

根据题意,$$\angle APD = \angle BPC$$,且 $$AD \perp PAB$$,$$BC \perp PAB$$,几何分析表明 $$P$$ 的轨迹是圆的一部分,故答案为 $$B$$。

6. 解析:

$$B_1F \parallel$$ 平面 $$A_1BE$$,$$F$$ 在侧面 $$CDD_1C_1$$ 上的轨迹为一条线段,长度为 $$\frac{a}{2}$$,故答案为 $$B$$。

9. 解析:

$$M$$ 到平面 $$ADD_1A_1$$ 的距离等于到直线 $$BC$$ 的距离,满足抛物线的定义,故轨迹为抛物线,答案为 $$A$$。

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