内容正文:
课时分层评价47 空间图形基本位置关系的认识
刻画空间点、线、面位置关系的公理(基本事实1、2、3)
(时间:60分钟 满分:110分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-9小题,每小题5分,共45分)
1. “点A在直线l上,l在平面α内”用数学符号表示为( )
A.A∈l,l∈α B.A⊂l,l⊂α
C.A⊂l,l∈α D.A∈l,l⊂α
答案:D
解析:“点A在直线l上,l在平面α内”用数学符号表示为A∈l,l⊂α.故选D.
2.已知空间中的点A,B,直线l,平面α,若A∈l,B∈l,A∉α,B∈α,则下列结论正确的是( )
A.l∥α B.l与α相交
C.l⊂α D.以上都有可能
答案:B
解析:因为A∈l,A∉α,所以l⊄α,又因为B∈l,B∈α,所以l与α相交.故选B.
3.下列命题中正确的是( )
A.两个平面可以有且仅有一个公共点
B.三条相互平行的直线必在同一个平面内
C.两两相交的三条直线一定共面
D.过不在同一直线上的三点有且仅有一个平面
答案:D
解析:对于A,两个平面有一个公共点时,这两个平面交于一条直线,故A错误;对于B,如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB,DC,A1B1三条直线互相平行,但不共面,故三条互相平行的直线可以在不同的平面内,故B错误;对于C,在正方体ABCD-A1B1C1D1中(如图),两两相交的三条直线AB,AD,AA1不共面,故两两相交的三条直线不一定共面,故C错误;对于D,过不在同一直线上的三点有且仅有一个平面,故D正确.故选D.
4.(多选题)下图中图形的画法正确的是( )
答案:AC
解析:对于A,点A在表示平面的平行四边形内部,表示点在面内,故A正确;对于B,直线l在平面α外,则直线l与平面α平行(没有交点),或直线l与平面α相交(有一个交点,记为P),则所对应的图形如①所示.
故B错误;对于C,由B可知C正确;对于D,如图②所示,三个平面两两相交,有一条交线或者有三条交线,三条交线可能交于同一点也可能互相平行,D中没有三线平行的情形,故D错误.故选AC.
5.下列命题中,正确的是( )
A.平面α与平面β相交,它们只有有限个公共点
B.两个平面相交,可以只有一个公共点
C.三角形是平面图形
D.四边形是平面图形
答案:C
解析:对于A,平面α与平面β相交,它们有无数个公共点,故A错误;对于B,两个平面相交,有一条公共直线,有无数个公共点,故B错误;对于C,三角形是一个平面图形,故C正确;对于D,如图四边形ACSB不是平面图形,故D错误.故选C.
6.如图,平面α∩平面β=l,A,B∈α,C∈β,C∉l,直线AB∩l=D(点D不同于A,B,C),过A,B,C三点确定的平面为γ,则平面γ,β的交线必过( )
A.点A B.点B
C.点C,但不过点D D.点C和点D
答案:D
解析:对于A、B,假设A∈β,又A∈α,则A∈α∩β.又α∩β=l,所以A∈l.又A∈AB,所以A∈AB∩l,与AB∩l=D矛盾,则A∉β,即平面γ,β的交线不过点A,故A错误;同理B错误;对于C、D,因为C∈β,C∈γ,D∈l⊂β,D∈AB⊂γ,所以C∈β∩γ,D∈β∩γ,即点C,D在β与γ的交线上,故C错误,D正确.故选D.
7.若点A与直线l确定一个平面,则点A与直线l的位置关系是点A 直线l(用“∈”“∉”“⊂”填空).
答案:∉
解析:直线与直线外的一点可以确定一个平面,所以点A与直线l的位置关系是点A∉l.
8.A,B,C是直线l上的三点,点D,E不在l上,那么由A,B,C,D,E五点,最多可确定 个平面.
答案:5
解析:由基本事实1可知不共线三点确定唯一平面,故由题意知A,B,C,D,E五点最多可确定平面ADE,平面BDE,平面CDE,平面ACD,平面ACE,共5个平面.
9.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面ABC1D1与平面A1BCD1的交线是 所在的直线.
答案:BD1
解析:在正方体ABCD-A1B1C1D1中,如图所示,B∈平面ABC1D1,D1∈平面ABC1D1,且B∈直线BD1,D1∈直线BD1,因此直线BD1⊂平面ABC1D1,同理直线BD1⊂平面A1BCD1,所以平面ABC1D1∩平面A1BCD1=BD1.
10.(13分)若直线l与平面α相交于点O,A,B∈l,C,D∈α,且AC∥BD,求证:O,C,D三点共线.
证明:如图所示,因为AC∥BD,
所以AC与BD确定一个平面,记作平面β,则α∩β=CD.
因为l∩α=O,所以O∈α.
又因为O∈AB,AB⊂β,所以O∈β,
所以O∈CD,
所以O,C,D三点共线.
(11-13小题,每小题5分,共15分)
11.下列命题是真命题的是( )
A.如果两个平面有三个公共点,那么这两个平面重合
B.若四点不共面,则其中任意三点不共线
C.在空间中,四边形ABCD满足AB=BC=CD=DA,则四边形ABCD是菱形
D.三个不重合的平面最多可将空间分成七个部分
答案:B
解析:对于A,如果两个平面有三个公共点,那么这两个平面可能相交或重合,故A错误;对于B,若四点不共面,则其中任意三点不共线,故B正确;对于C,在空间中,四边形ABCD满足AB=BC=CD=DA,则四边形ABCD是菱形或空间四边形,故C错误;对于D,如图所示,三个不重合的平面最多可将空间分成八个部分,故D错误.故选B.
12.(多选题)在长方体ABCD-A1B1C1D1中,直线A1C与平面AB1D1的交点为M,O为线段B1D1的中点,则下列结论正确的是( )
A.A,M,O三点共线
B.M,O,A1,A四点共面
C.B,B1,O,M四点共面
D.A,O,C,M四点共面
答案:ABD
解析:因为AA1∥CC1,则A,A1,C1,C四点共面.因为M∈A1C,则M∈平面ACC1A1.又M∈平面AB1D1,则点M在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上,同理O,A也在平面ACC1A1与平面AB1D1的交线上,所以A,M,O三点共线,M,O,A1,A四点共面,故A、B正确;B,B1,O三点均在平面BB1D1D内,而点A不在平面BB1D1D内,所以直线AO与平面BB1D1D相交且点O是交点,所以点M不在平面BB1D1D内,即B,B1,O,M四点不共面,故C错误;点M在直线A1C上,点O在直线A1C1上,所以A,O,C,M四点都在平面ACC1A1上,所以A,O,C,M四点共面,故D正确.故选ABD.
13.在空间四边形ABCD的边AB,BC,CD,DA上分别取点E,F,G,H,如果EH,FG相交于一点M,那么M一定在直线 上.
答案:BD
解析:由题意,M∈EH且M∈FG,因为点E,H分别在AB,AD上,而AB,AD是平面ABD内的直线,所以E∈平面ABD,H∈平面ABD,所以直线EH⊂平面ABD,所以M∈平面ABD.同理可证M∈平面BCD,因此点M在平面ABD与平面BCD的交线上.因为平面ABD∩平面BCD=BD,所以点M∈直线BD,如图所示.
14.(15分)如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,
(1)设AC与BD的交点为O,O必为平面 与平面 的公共点(答案不唯一);
(2)画出平面A1BCD1与平面B1BDD1的交线.
解:(1)在长方体ABCD-A1B1C1D1中,如图所示.
设AC与BD的交点为O,O必为平面A1AC与平面B1BDD1的公共点(答案不唯一).
(2)如图:平面A1BCD1与平面B1BDD1的交线为BD1.
15.(5分)有下列四个说法:
①若A,B,C∈α,A,B,C∈β,且A,B,C不共线,则α与β重合;
②两组对边分别相等的四边形是平行四边形;
③三条直线两两相交则确定一个平面;
④两个相交平面把空间分成四个区域.
其中错误说法的序号是 .
答案:②③
解析:对于①,由A,B,C三点不共线可得确定一个平面,所以α与β重合,故①正确;对于②,四边形可能是空间四边形,故②错误;对于③,三条直线两两相交可能确定一个平面也可能确定三个平面,若三条直线在同一平面内两两相交,则确定一个平面;
若三条直线不在同一平面内,例如在三棱锥P-ABC中,如图①所示,PA,PB,PC可确定出平面PAB,平面PAC,平面PBC,故③错误;
对于④,平面可以无限延展,如图②所示,两个相交平面可将空间分为四个区域,故④正确;故答案为②③.
16.(17分)如图,在直角梯形ABDC中,AB∥CD,AB>CD,S是直角梯形ABDC所在平面外一点,画出平面SBD和平面SAC的交线.
解:很明显,点S是平面SBD和平面SAC的一个公共点,
即点S在平面SBD和平面SAC的交线上.由于AB>CD,则分别延长AC和BD交于点E,如图所示,
因为E∈AC,AC⊂平面SAC,所以E∈平面SAC.
同理,可证E∈平面SBD.
所以点E在平面SBD和平面SAC的交线上.
连接SE,则直线SE就是平面SBD和平面SAC的交线.
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