内容正文:
第1章 空间向量与立体几何
本卷满分150分,考试时间120分钟。
1、 单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的.
1.已知为平面的一个法向量,为内的一点,则点到平面的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】依题意,,而为平面的一个法向量,
所以点到平面的距离.
故选:A
2.在空间直角坐标系中,与点关于平面对称的点为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:因为点,则其关于平面对称的点为.
故选:A.
3.如图,OABC是四面体,G是的重心,是OG上一点,且,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】连接AG并延长交BC于N,连接ON,
由G是的重心,可得,
则
则
故选:D
4.设、,向量,,且,,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】因为,则,解得,则,
因为,则,解得,即,
所以,,因此,.
故选:D.
5.如图已知正方体,点是对角线上的一点且,,则( )
A.当时,平面 B.当时,平面
C.当为直角三角形时, D.当的面积最小时,
【答案】D
【解析】解:由题可知,如图令正方体的棱长为1,建立空间直角坐标系,则,,,,,,,所以,因为,所以,所以,,,,设平面的法向量为,则,令,则,,所以
对于A:若平面,则,则,解得,故A错误;
对于B:若平面,则,即,解得,故B错误;
当为直角三角形时,有,即,解得或(舍去),故C错误;
设到的距离为,则,
当的面积最小时,,故正确.
故选:.
6.已知正三棱柱的所有棱长都为2,N为棱的中点,动点M满足,λ∈[0,1],当M运动时,下列选项正确的是( )
A.当时,的周长最小
B.当λ=0时,三棱锥的体积最大
C.不存在λ使得AM⊥MN
D.设平面与平面所成的角为θ,存在两个不同的λ值,使得
【答案】B
【解析】当时,是的中点, ,当 时,,, 故当时的周长并不是最小的.故A错.
当λ=0时, ,只需要面积最大体积就最大,此时重合,故B对.
当是中点时,平面 ,又平面,则 ,故C 错.
取中点为,则平面,以所在直线为轴,故建立如图所示空间直角坐标系,平面的法向量为
,故
设平面的法向量为
所以 令 ,则 ,故
,故D不对.
故选:B
7.如图,在三棱锥中,平面,是边长为的正三角形,,是的中点,则异面直线与所成角的余弦值是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】解法一:设E为BC的中点,连接FE,如图,
∵E是BC的中点,
∴∥,,,;
在中,由余弦定理可知
∴异面直线BE与AF所成角的余弦值为,
解法二:以A为坐标原点,AC,AM所在直线分别为y,z轴建立空间直角坐标系如图所示,
易知,,,
所以,,
则,
∴异面直线BE与AF所成角的余弦值为.
故选:D
8.已知四面体ABCD中,AB,AC,AD两两互相垂直,则下列结论中,不一定成立的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】:如图,作以为邻边的平行四边形,以为邻边的平行四边形,以为邻边的平行四边形,连接,
因为两两互相垂直,所以平行四边形,,都为矩形,
对于A,因为AB,AC,AD两两互相垂直,且AB,AC,AD相交于同一点,所以平面,所以因为平面,所以,所以,
若,则,
所以,所以,所以A正确,
对于B,因为,,四边形为矩形,
所以,即,所以B正确,
对于C,因为平面,平面,所以,所以,
所以,
因为与不一定垂直,所以不一定等于零,所以C错误,
对于D,因为AB,AC,AD两两互相垂直,且AB,AC,AD相交于同一点,
所以平面,平面,平面,平面,平面,平面,
所以,
所以,所以D正确,
故选:C
2、 多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9.已知,,是空间的三个单位向量,下列说法正确的是( )
A.若,,则
B.若,,两两共面,则,,共面
C.对于空间的任意一个向量,总存在实数,,,使得
D.若是空间的一组基底,则也是空间的一组基底
【答案】AD
【解析】:,,是空间的三个单位向量,
由,,则,故A正确;
,,两两共面,但是,,不一定共面,,,可能两两垂直,故B错误;
由空间向量基本定理,可知只有当,,不共面,才能作为基底,才能得到,故C错误;
若 是空间的一组基底,则,,不共面,可知也不共面,所以也是空间的一组基底,故D正确.
故选:AD.
10.已