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专题训练(六) 空间点、线、面的位置关系
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(新)高考二轮复习·数学
一、单选题
1.(2022·上海虹口模拟)已知l1,l2是平面α内的两条直线,l是空间的一条直线,则“l⊥α”是“l⊥l1且l⊥l2”的 ( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案:A
解析:当l⊥α时,l1⊂α,l2⊂α,所以l⊥l1且l⊥l2;当l⊥l1且l⊥l2,l1⊂α,l2⊂α,但l1,l2是否相交无法判断,所以l⊥α可能成立,也可能不成立.综上,“l⊥α”是“l⊥l1且l⊥l2”的充分不必要条件.故选A.
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2.(2022·安徽模拟)设m,n是不同的直线,α,β,γ是不同的平面,则下面说法正确的是 ( )
A.若α⊥β,α⊥γ,则β∥γ
B.若α⊥β,m∥α,则m⊥β
C.若m⊥α,m∥β,则α⊥β
D.若m∥n,n⊂α,则m∥α
答案:C
解析:A.由α⊥β,α⊥γ,则β∥γ或β,γ相交,错误;B.由α⊥β,m∥α,则m∥β或m⊂β或m,β相交,错误;C.由m∥β,则存在直线l⊂β且l∥m,而m⊥α则l⊥α,根据面面垂直的判定易知α⊥β,正确;D.由m∥n,n⊂α,则m∥α或m⊂α,错误.故选C.
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3.(2022·重庆月考)如图,四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,四边形ABCD为平行四边形,E,F分别在线段DB,DD1上,且==,G在CC1上且平面AEF∥平面BD1G,则= ( )
A. B. C. D.
答案:B
解析:由题知EF∥BD1,平面ADD1A1∥平面BCC1B1.因为G在CC1上且平面AEF∥平面BD1G,所以AF∥BG,所以==,故选B.
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4.(2022·河北武邑模拟)如图,在四棱锥P-ABCD中,△PAB与△PBC是正三角形,平面PAB⊥平面PBC,AC⊥BD,则下列结论不一定成立的是 ( )
A.PB⊥AC
B.PD⊥平面ABCD
C.AC⊥PD
D.平面PBD⊥平面ABCD
答案:B
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解析:如图,对于选项A,取PB的中点O,连接AO,CO.
∵在四棱锥P-ABCD中,△PAB与△PBC是正三角形,
∴AO⊥PB,CO⊥PB.
∵AO∩CO=O,∴PB⊥平面AOC.
∵AC⊂平面AOC,∴PB⊥AC,故A成立.
对于选项C,∵PB⊥平面AOC,AC⊂平面AOC,
∴AC⊥PB.
∵AC⊥BD,PB∩BD=B,∴AC⊥平面PBD,
∵PD⊂平面PBD,∴AC⊥PD,故C成立.
对于选项D,∵AC⊥平面PBD,AC⊂平面ABCD,
∴平面PBD⊥平面ABCD,故D成立,故选B.
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5.(2022·广东广州综合测试)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,点E,F分别是棱AB,BC的中点,则直线CE与D1F所成角的大小为( )
A. B. C. D.
答案:D
解析:如图,连接DF,在正方形ABCD中,
∵E,F分别是AB,BC的中点,易知△DCF≌△CBE,
∴∠CDF=∠BCE.
∵∠CDF+∠CFD=,∴∠BCE+∠CFD=,故CE⊥DF.
又DD1⊥CE,DD1∩DF=D,
∴CE⊥平面DD1F,∴CE⊥D1F,故直线CE与D1F所成角的大小为,故选D.
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6.(2022·河南杞县模拟)如图,四边形ABB1A1为圆台O1O的轴截面(通过圆台上、下底面两个圆心的截面,其形状为等腰梯形),AB=2AA1=2A1B1,C,D分别为OB,BB1的中点,点E为底面圆弧AB的中点,则CD与A1E所成角的余弦值为
( )
A. B. C. D.
答案:A
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解析:不妨设A1B1=2,连接OB1,则CD∥OB1,因为AB=2A1B1,所以A1B1=AO,
又A1B1∥AO,所以四边形AOB1A1为平行四边形,
所以OB1∥AA1,所以AA1∥CD,
所以∠AA1E即为CD与A1E所成的角(或其补角).
作A1H⊥AO,垂足为H,连接OE,HE,AE,则AH=1,A1H==,
HE==,
所以AE==2,A1E==2.
在等腰三角形AA1E中,cos∠AA1E==.
故选A.
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7.(2022·青海西宁模拟)如图是一个正方体的平面展开图,则在正方体中,异面直线AB与CD所成的角为 ( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
答案:C
解析:把展开图还原成正方体如图所示,
由于AB∥CE且AB=CE,故异面直线AB与CD所成的角就是