内容正文:
课时分层评价49 直线与平面平行
(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.如图,一块矩形木板ABCD的一边AB在平面α内,把这块矩形木板绕AB转动,在转动的过程中,AB的对边CD与平面α的位置关系是( )
A.平行 B.相交
C.在平面α内 D.平行或在平面α内
答案:D
解析:在旋转过程中,CD∥AB,易得CD∥α或CD⊂α.故选D.
2.若直线a∥平面α,A∉α,且直线a与点A位于α的两侧,B,C∈a,AB,AC分别交平面α于点E,F,若BC=4,CF=5,AF=3,则EF的长为( )
A. B.
C. D.3
答案:C
解析:因为BC∥α,BC⊂平面ABC,平面ABC∩α=EF,所以EF∥BC,所以=,即=,所以EF=.故选C.
3.已知两条直线m,n和平面α,若m⊂α,n⊄α,则“n∥α”是“n∥m”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
答案:B
解析:因为m⊂α,n⊄α,当n∥α时,m与n可能异面,即充分性不成立;当n∥m时,由线面平行的判定定理可知n∥α,即必要性成立;所以“n∥α”是“n∥m”的必要不充分条件.故选B.
4.(多选题)在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ平行的是( )
答案:BCD
解析:对于A,如图所示,设O为底面中心,由中位线性质可知AB∥OQ,且OQ∩平面MNQ=Q,则AB与平面MNQ不平行,故A不满足题意;对于B,由正方体结构特征,易得AB∥MQ,结合线面平行的判定定理,故B满足题意;对于C,由正方体结构特征,易得AB∥MQ,结合线面平行的判定定理,故C满足题意;对于D,由正方体结构特征,易得AB∥NQ,结合线面平行的判定定理,故D满足题意.故选BCD.
5.(多选题)如图,P为矩形ABCD所在平面外一点,矩形对角线的交点为O,M为PB的中点,给出以下结论,其中正确的是( )
A.OM∥PD B.OM∥平面PAC
C.OM∥平面PDA D.OM∥平面PBA
答案:AC
解析:因为矩形对角线的交点为O,所以O是BD的中点.又因为M为PB的中点,所以OM为△PBD的中位线,所以OM∥PD.又因为OM⊄平面PDA,PD⊂平面PDA,所以OM∥平面PDA,故A、C正确;OM与平面PAC有公共点O,与平面PBA有公共点M,故B、D错误.故选AC.
6.如图,在三棱台ABC-A1B1C1中,从A,B,C,A1,B1,C1中取3个点确定平面α,若平面α∩平面A1B1C1=m,且m∥AB,则所取的这3个点可以是( )
A.A1,B,C B.A1,B,C1
C.A,B,C1 D.A,B1,C1
答案:C
解析:由于几何体ABC-A1B1C1是三棱台,则AB∥A1B1. 又AB⊄平面A1B1C1,A1B1⊂平面A1B1C1,所以AB∥平面A1B1C1. 当AB⊂平面α,平面α∩平面A1B1C1=m时,由直线与平面平行的性质定理可知m∥AB,选项C符合要求.故选C.
7.(开放题)如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,E是PA上一点,当点E满足条件: 时,PC∥平面EBD.
答案:E为PA的中点
解析:当E为PA的中点时,如图所示,连接AC,设AC∩BD=O,则O为AC的中点.连接OE,故PC∥OE,又PC⊄平面EBD,OE⊂平面EBD,所以PC∥平面EBD.
8.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F是对角线A1D,B1D1的中点,则正方体六个面中与直线EF平行的面有 个.
答案:2
解析:如图所示,连接DC1,A1C1. 因为F为B1D1的中点,所以F为A1C1的中点. 又E为A1D的中点,所以EF∥DC1.又EF⊄平面DC1,DC1⊂平面 DC1,所以EF∥平面CC1D1D.同理可证EF∥平面A1ABB1,故正方体六个面中与直线EF平行的面有2个.
9.如图所示,在长方体ABCD-A'B'C'D'中,E,F分别为AA',BB'的中点,过EF的平面EFGH分别交BC和AD于点G,点H,则HG与AB的位置关系是 .
答案:平行
解析:因为E,F分别为AA',BB'的中点,所以EF∥AB.因为AB⊂平面ABCD,EF⊄平面ABCD,所以EF∥平面ABCD.又平面EFGH∩平面ABCD=HG,所以EF∥HG,所以HG∥AB,故填平行.
10.(13分)如图,已知三棱柱ABC-A1B1C1为直三棱柱,D为AC的中点.证明:B1C∥平面BA1D.
证明:连接AB1交A1B与点N,连接DN,如图所示.
在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥AB,所以四边形ABB1A1为矩形.
在矩形ABB1A1中,对角线AB1,A1B相互平分,所以N为AB1的中点.
因为D为AC的中点,所以DN∥B1C.
又DN⊂平面BA1D,B1C⊄平面BA1D, 所以B1C∥平面BA1D.
(11-13小题,每小题5分,共15分)
11.在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,E为线段AD上靠近A的三等分点,F为线段PC上一点,当PA∥平面BEF时,=( )
A. B.4 C. D.3
答案:A
解析:如图所示,连接AC交BE于点G,连接FG. 因为PA∥平面BEF,PA⊂平面PAC,平面PAC∩平面BEF=FG,所以PA∥FG,所以=. 因为AD∥BC,E为AD的三等分点,则==,=,即=.故选A.
12.(多选题)如图,P为平行四边形ABCD所在平面外一点,Q为PA的中点,O为AC与BD的交点,下列说法正确的是( )
A.OQ∥平面PCD B.PC∥平面BDQ
C.AQ∥平面PCD D.CD∥平面PAB
答案:ABD
解析:因为O为平行四边形ABCD对角线的交点, 所以O为AC的中点.又Q为PA的中点,所以OQ∥PC. 又PC⊂平面PCD,OQ⊄平面PCD,所以OQ∥平面PCD,故A正确;同理OQ⊂平面BDQ,PC⊄平面BDQ,所以PC∥平面BDQ,故B正确;由四边形ABCD为平行四边形,所以AB∥CD,AB⊂平面PAB,CD⊄平面PAB,故CD∥平面PAB,故D正确;又AQ与平面PCD相交于点P,故C错误.故选ABD.
13.(开放题)已知α,β是不同的平面,a,b是不同的直线.给出下列四个论断:①α∩β=b;②a⊂β;③a∥b;④a∥α.以其中三个论断作为条件,剩下一个论断作为结论,写出你认为正确的两个命题: .
答案:①②④⇒③,①②③⇒④
解析:由线面平行的性质定理与判定定理得①②④⇒③,①②③⇒④.
14.(15分)如图,P是△ABC所在平面外一点,M,N分别是PA和AB的中点,试过点M,N作平行于AC的平面α,要求:
(1)画出平面α分别与平面ABC,平面PBC,平面PAC的交线;
(2)试对你的画法给出证明.
解: (1)过N点作NE∥AC交BC于E,过M点作MF∥AC交PC于F,连接EF,如图所示.
则平面MNEF为平行于AC的平面α.
NE,EF,MF分别是平面α与平面ABC,平面PBC,平面PAC的交线.
(2)因为NE∥AC,MF∥AC,
所以NE∥MF.
所以直线NE与MF共面,NE,EF,MF分别是平面MNEF与平面ABC,平面PBC,平面PAC的交线.
因为NE∥AC,NE⊂平面MNEF,AC⊄平面MNEF,所以AC∥平面MNEF.
所以平面MNEF为所求的平面α.
15.(5分)在空间四边形ABCD中,H,G分别为BC,CD的中点,E,F分别为AB,AD上的点,且AE∶EB=AF∶FD=1∶2,则( )
A.BD∥平面EFGH且EFGH为矩形
B.HG∥平面ABD且EFGH为菱形
C.HE∥平面ADC且EFGH为平行四边形
D.EF∥平面BCD且EFGH为梯形
答案:D
解析:如图所示,因为H,G分别为BC,CD的中点,所以HG∥BD且HG=BD. 因为E,F分别为AB,AD上的点,且AE∶EB=AF∶FD=1∶2,所以EF∥BD且EF=BD,
所以EF∥HG且EF≠HG,所以四边形EFGH为梯形.又EF⊄平面BCD,BD⊂平面BCD,所以EF∥平面BCD. 故选D.
16.(17分)如图,四边形ABCD是平行四边形,点P是平面ABCD外一点.
(1)求证:BC∥平面PAD;
(2)M是PC的中点,在DM上取一点G,过G和AP作平面交平面BDM于HG,求证:PA∥HG.
证明:(1)因为四边形ABCD是平行四边形,
所以BC∥AD.
又BC⊄平面PAD,AD⊂平面PAD,
所以BC∥平面PAD.
(2)如图所示,连接AC,交BD于O,连接MO.
因为四边形ABCD是平行四边形,所以O是AC的中点.
又因为M是PC的中点,所以MO∥PA.
又因为MO⊂平面BDM,PA⊄平面BDM,
所以PA∥平面BDM.
又因为PA⊂平面PAHG,平面PAHG∩平面BDM=HG,
所以PA∥HG.
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