内容正文:
一、单选题
1.(2025·茂名模拟)已知平面α,直线m,n满足m⊄α,n⊂α,则“m∥n”是“m∥α”的( )
A.充要条件 B.既不充分也不必要条件
C.必要不充分条件 D.充分不必要条件
D 解析:若m⊄α,n⊂α,m∥n,则m∥α成立,即充分性成立,∵m∥α,m⊄α,n⊂α,∴m不一定平行于n,直线m与n可能异面,即“m∥n”是“m∥α”的充分不必要条件.
2.在空间四边形ABCD中,E,F分别是AB和BC上的点,若AE∶EB=CF∶FB=1∶2,则直线AC和平面DEF的位置关系是( )
A.平行 B.相交
C.在平面内 D.不能确定
A 解析:如图,由=得AC∥EF.又因为EF⊂平面DEF,
AC⊄平面DEF,所以AC∥平面DEF.
3.下列命题中正确的是( )
A.若a,b是两条直线,且a∥b,那么a平行于经过b的任何平面
B.若直线a和平面α满足a∥α,那么a与α内的任何直线平行
C.平行于同一条直线的两个平面平行
D.若直线a,b和平面α满足a∥b,a∥α,b⊄α,则b∥α
D 解析:A中,a可以在过b的平面内;B中,a与α内的直线也可能异面;C中,两平面可能相交;D中,由直线与平面平行的判定定理知b∥α,故D正确.
4.(2025·连云港模拟)设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则下列说法正确的是( )
A.若m∥α,n∥α,则m∥n
B.若m∥α,m∥β,则α∥β
C.若m∥n,m∥α,n⊄α,则n∥α
D.若m∥α,α∥β,则m∥β
C 解析:作长方体ABCDA1B1C1D1,如图所示,若直线m为直线A1B1,直线n为直线B1C1,平面α为平面ABCD,满足m∥α,n∥α,此时m与n相交,A错误;若直线m为直线A1B1,平面α为平面ABCD,平面β为平面CDD1C1,满足m∥α,m∥β,此时平面ABCD与平面CDD1C1相交,B错误;若m∥α,则平面α内存在直线l∥m,又m∥n,∴l∥n.∵l⊂α,n⊄α,∴n∥α,C正确;若直线m为直线A1B1,平面α为平面ABCD,平面β为平面A1B1C1D1,满足m∥α,α∥β,此时m⊂β,D错误.
5.已知P为△ABC所在平面外一点,平面α∥平面ABC,且α分别交线段PA,PB,PC于点A′,B′,C′,若PA′∶AA′=2∶3,则S△A′B′C′∶S△ABC=( )
A.2∶3
B.2∶5
C.4∶9
D.4∶25
D 解析: ∵平面α∥平面ABC,∴A′C′∥AC,A′B′∥AB,B′C′∥BC,∴S△A′B′C′∶S△ABC=(PA′∶PA)2,又PA′∶AA′=2∶3,∴PA′∶PA=2∶5,∴S△A′B′C′∶S△ABC=4∶25.
6.(2025·衡水中学调研卷)如图,P为平行四边形ABCD所在平面外一点,E为AD的中点,F为PC上一点,当PA∥平面EBF时,等于( )
A. B. C. D.
D 解析: 连接AC交BE于点G,连接FG,因为PA∥平面EBF,PA⊂平面PAC,平面PAC∩平面BEF=FG,所以PA∥FG,所以=.又AD∥BC,E为AD的中点,所以==,所以=.
二、多选题
7.(2025·济宁模拟)如图,在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,D,E,F为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面DEF平行的是( )
AC 解析: 对于A,AB∥DE,AB⊄平面DEF,DE⊂平面DEF,∴直线AB与平面DEF平行,故A正确;对于B,如图1,作平面DEF交正方体的棱于点G,连接FG并延长,交AB的延长线于点H,则AB与平面DEF相交于点H,故B错误;
图1
对于C,∵AB∥DF,AB⊄平面DEF,DF⊂平面DEF,∴直线AB与平面DEF平行,故C正确;对于D,如图2,连接AC,取AC的中点O,连接OD,
图2
又D为BC的中点,∴AB∥OD.∵OD与平面DEF相交,∴直线AB与平面DEF相交,故D错误.
8.如图,向透明塑料制成的长方体容器ABCDA1B1C1D1内灌进一些水,固定容器底面一边BC于地面上,再将容器倾斜,随着倾斜度的不同,有下面四个结论,其中正确的是( )
A.没有水的部分始终呈棱柱形
B.水面EFGH所在四边形的面积为定值
C.棱A1D1始终与水面所在的平面平行
D.当容器倾斜如图所示时,BE·BF是定值
ACD 解析:由题图,显然A正确,B错误;对于C,因为A1D1∥BC,BC∥FG,所以A1D1∥FG且FG⊂平面EFGH,A1D1⊄平面EFGH,所以A1D1∥平面EFGH(水面),故C正确;因为水是定量的(定体积V),所以S△BEF·BC=V,即BE·BF·BC=V,所以BE·BF=(定值),故D正确.
三、填空题
9.设α,β,γ是三个不同的平面,m,n是两条不同的直线,在命题“α∩β=m,n⊂γ,且________,则m∥n”中的横线处填入下列三组条件中的一组,使该命题为真命题.
①α∥γ,n⊂β;②m∥γ,n∥β;③n∥β,m⊂γ.
可以填入的条件有________(填序号).
答案:①或③ 解析:由面面平行的性质定理可知,①正确;当m∥γ,n∥β时,n和m可能平行或异面,②错误;当n∥β,m⊂γ时,n和m在同一平面内,且没有公共点,所以m∥n,③正确.
10.用一个平面去截直三棱柱ABCA1B1C1,分别交A1C1,B1C1,BC,AC于点E,F,G,H.若A1A>A1C1,则截面的形状可以为________.(把你认为可能的结果的序号填在横线上)
①一般的平行四边形;②矩形;③菱形;④正方形;⑤梯形.
答案:②④⑤ 解析:三棱柱ABCA1B1C1为直三棱柱,则平面A1B1C1∥平面ABC,截面与平面A1B1C1,平面ABC均相交,则交线EF∥HG,当FG不与B1B平行时,此时EH不平行于FG,四边形EFGH为梯形;当FG∥B1B时,此时EH∥FG,FG⊥EF,当EH≠EF时,四边形EFGH为矩形;当EH=EF时,四边形EFGH为正方形.
四、解答题
11.如图,四边形ABCD为长方形,PD=AB=2,AD=4,点E,F分别为AD,PC的中点.设平面PDC∩平面PBE=l.证明:(1)DF∥平面PBE;(2)DF∥l.
证明:(1)取PB的中点G,连接FG,EG,
因为G,F分别为PB,PC的中点,所以FG∥BC,且FG=BC.
因为四边形ABCD为长方形,所以BC∥AD,且BC=AD,
所以DE∥FG,且DE=FG,所以四边形DEGF为平行四边形,
所以DF∥GE,
因为DF⊄平面PBE,GE⊂平面PBE,所以DF∥平面PBE.
(2)由(1)知DF∥平面PBE,
又DF⊂平面PDC,平面PDC∩平面PBE=l,所以DF∥l.
12.已知正方体ABCDA1B1C1D1的棱长为2,M,N分别为A1B1,B1C1的中点,过点M,N的平面所得截面为四边形,则该截面的最大面积为( )
A.2 B.2
C. D.
D 解析: 如图所示,面积最大的截面四边形为等腰梯形MNCA,其中MN=,AC=2,AM=CN=,
高为h==,故等腰梯形MNCA的面积为×(+2)×=.
13.(多选)(2025·苏州质量评估)在四棱锥PABCD中,底面ABCD为梯形,AB∥CD,则( )
A.平面PBC内存在无数条直线与平面PAD平行
B.平面PAD和平面PBC的交线与底面ABCD平行
C.平面PAB和平面PCD的交线与底面ABCD平行
D.平面PAD内任意一条直线都不与BC平行
ACD 解析:设平面PBC∩平面PAD=l,在平面PBC内存在无数条直线与l平行,且不在平面PAD内,则在平面PBC内存在无数条直线与平面PAD平行,故A正确;若l∥平面ABCD,l⊂平面PBC,平面PBC∩平面ABCD=BC,则l∥BC,同理,l∥AD,则BC∥AD,这与四边形ABCD为梯形矛盾,故B错误;设平面PAB∩平面PCD=m,∵AB∥CD,平面PAB∩平面ABCD=AB,平面PCD∩平面ABCD=CD,∴AB∥m,又AB⊂平面ABCD,m⊄平面ABCD,∴m∥平面ABCD,故C正确;假设平面PAD内存在一条直线a与BC平行,则BC∥平面PAD,又BC⊂平面ABCD,平面ABCD∩平面PAD=AD,则BC∥AD,不符合题意,∴平面PAD内任意一条直线都不与BC平行,故D正确.
14.如图,在棱长为2的正方体ABCDA1B1C1D1中,A1B1的中点是P,过点A1作与截面PBC1平行的截面,则该截面的面积为________.
答案:2 解析:如图所示,分别取棱D1C1,AB的中点E,F,连接A1E,A1F,CF,CE,则平面A1ECF为符合题意的截面,易知截面是菱形.连接EF,A1C,易知EF=2,A1C=2,EF⊥A1C,所以截面的面积S=EF·A1C=2.
15.如图,在棱长为a的正方体ABCDA1B1C1D1中,P,Q分别是棱DD1,AB的中点.
(1)若平面PQC与直线AA1交于点R,求的值;
(2)若M为棱CC1上一点且CM=λCC1,BM∥平面PQC,求λ的值.
解:(1)如图所示,
因为平面ABB1A1∥平面DCC1D1,且平面ABB1A1∩平面PQC=RQ,平面CDD1C1∩平面PQC=PC,
所以RQ∥PC.根据空间等角定理可知,△ARQ∽△DPC,则=.
又DC=a,DP=a,AQ=a,则=,
即AR=a,A1R=a,所以=.
(2)取AA1的中点E,则R为AE的中点,连接BE,则BE∥RQ.
又RQ⊂平面PCQ,BE⊄平面PCQ,则BE∥平面PCQ.
又BM∥平面PCQ,BM,BE⊂平面BME,且BM∩BE=B,所以平面BME∥平面PCQ.
设DD1∩平面BME=F,连接EF,FM.
由平面BME∥平面PCQ,平面BME∩平面CDD1C1=FM,平面PCQ∩平面CDD1C1=PC,所以FM∥PC.
又CM∥PF,则四边形CPFM为平行四边形.
同理四边形PREF也是平行四边形,
所以CM=PF=ER=a,所以λ===.
16.如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,M,N分别为AB,BC的中点.
(1)当点P在棱DD1上运动时,是否都有MN∥平面A1C1P,证明你的结论;
(2)若P是DD1的中点,Q是BB1的四等分点,且B1Q=3QB,求证:平面MNQ∥平面A1C1P.
(1)解:当点P在棱DD1上运动时,都有MN∥平面A1C1P.
证明如下,连接AC,在正方形ABCD中,MN为△ABC的中位线,可得MN∥AC,
由正方体的截面性质可得四边形A1ACC1为矩形,则AC∥A1C1,可得MN∥A1C1,
又MN⊄平面A1C1P,A1C1⊂平面A1C1P,则MN∥平面A1C1P.
(2)证明:取A1A的中点F,连接PF,FB1,取B1B的中点E,连接AE,
由FP∥A1D1,FP=A1D1,A1D1∥B1C1,A1D1=B1C1,
可得FP∥B1C1,FP=B1C1,即四边形FPC1B1为平行四边形,可得FB1∥PC1,
由E为B1B的中点,且B1Q=3QB,可得Q为BE的中点,且MQ∥AE,
由四边形AEB1F为平行四边形,可得AE∥FB1,即有MQ∥PC1.
又MQ⊄平面A1C1P,PC1⊂平面A1C1P,则MQ∥平面A1C1P,
又MN∥平面A1C1P,MN∩MQ=M,MN,MQ⊂平面MNQ,
则平面MNQ∥平面A1C1P.
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