内容正文:
分级练(41) 空间点、直线、平面之间的位置关系
分级一 提能强化
1.(2023·山东烟台二中高三期末)在空间中,“直线AB与CD没有公共点”是“直线AB与CD异面”的( )
A.必要不充分条件
B.充要条件
C.充分不必要条件
D.既不充分也不必要条件
A 解析:在空间中,若直线AB与CD没有公共点,则直线AB与CD平行或异面.故“直线AB与CD没有公共点”是“直线AB与CD异面”的必要不充分条件.故选A.
2. (2023·山东临沂模拟)如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,E是BC的中点,则异面直线CD和D1E所成角的余弦值为( )
A. B.
C. D.
A 解析:取AD的中点为F,连接EF,D1F(图略),因为CD∥EF,所以异面直线CD和D1E所成角就是直线EF和D1E所成角,设正方体棱长为a,EF=a,D1E==,所以cos ∠D1EF==.故选A.
3.(2023·江苏南京模拟)若异面直线a,b分别在平面α,β内,且α∩β=l,则直线l( )
A.与直线a,b都相交
B.至少与a,b中的一条相交
C.至多与a,b中的一条相交
D.与a,b中的一条相交,另一条平行
B 解析:因为α∩β=l,所以l⊂α,l⊂β,则l与a平行或相交,l与b平行或相交,又a,b为异面直线,所以l不能与a,b同时平行,即l与a,b可都相交,也可能与一条相交,所以A,C,D错误,故选B.
4. (2022·江苏徐州模拟)如图所示,平面α∩平面β=l,点A,B∈α,点C∈β,直线AB∩l=R.设过A,B,C三点的平面为γ,则β∩γ=( )
A.直线AC B.直线BC
C.直线CR D.以上均不正确
C 解析:∵AB∩l=R,平面α∩平面β=l,∴R∈l,l⊂β,R∈AB,∴R∈β.又∵A,B,C三点确定的平面为γ,∴C∈γ,AB⊂γ,∴R∈γ.又∵C∈β,∴C,R是平面β和γ的公共点,∴β∩γ=直线CR.故选C.
5. (2022·湖南雅礼中学模拟)如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,E是棱CC1的中点,则平面AD1E与平面ABCD的交线与直线C1D1所成角的正切值为( )
A. B.
C. D.2
A 解析:延长D1E与直线CD相交于点F,连接AF,
则平面AD1E与平面ABCD的交线为AF,又C1D1∥CD,∴∠AFD为平面AD1E与平面ABCD的交线与直线C1D1所成的角,∵E是棱CC1的中点,且DD1∥CC1,∴CD=CF,∴tan ∠AFD==.故选A.
6.(2023·山东潍坊模拟)学校手工课上同学们分组研究正方体的表面展开图.某小组得到了如图所示表面展开图,则在正方体中,AB,CD,EF,GH这四条线段所在的直线中,异面直线有( )
A.1对 B.3对
C.5对 D.2对
B 解析:作出正方体的图形如图所示.
则AB与CD,AB与GH,EF与GH是异面直线,共3对.故选B.
7.(2022·福建福州三模)在底面半径为1的圆柱OO1中,过旋转轴OO1作圆柱的轴截面ABCD,其中母线AB=2,E是的中点,F是AB的中点,则( )
A.AE=CF,AC与EF是共面直线
B.AE≠CF,AC与EF是共面直线
C.AE=CF,AC与EF是异面直线
D.AE≠CF,AC与EF是异面直线
D 解析:由题意,圆柱的轴截面ABCD为边长为2的正方形,E是的中点,F是AB的中点,所以AC⊂平面ABC,EF与平面ABC相交,且与AC无交点,所以AC与EF是异面直线;又CF==,AE==,所以AE≠CF.故选D.
8.如图,在四面体ABCD中作截面PQR,若PQ,CB的延长线交于点M,RQ,DB的延长线交于点N,RP,DC的延长线交于点K,则M,N,K三点的位置关系是________.
答案:共线 解析:因为M∈PQ,直线PQ⊂平面PQR,M∈BC,直线BC⊂平面BCD,所以M是平面PQR与平面BCD的一个公共点,所以M在平面PQR与平面BCD的交线上.同理可证,N,K也在平面PQR与平面BCD的交线上.所以M,N,K三点共线.
9.在空间四边形ABCD中,AB=CD,且异面直线AB与CD所成的角为60°,E,F分别为边BC和AD的中点,则异面直线EF和AB所成的角为________.
答案:30°或60° 解析:如图,设G是AC的中点,连接EG,GF,由已知得EG∥AB,FG∥CD,EG=AB,FG=CD,∴∠EGF或其补角是AB和CD所成的角,∠GEF或其补角是AB和EF所成的角.∵AB=CD,∴EG=GF,∴∠GEF=∠GFE.当∠EGF=60°时,AB和EF所成的角为∠GEF=60°;当∠EGF=120°时,AB和EF所成的角为∠GEF=30°.
10.平面α