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课时分层评价50 平面与平面平行
(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.(多选题)下列说法正确的是( )
A.一条直线与两个平行平面中的一个平面平行,必与另外一个平面平行
B.一个平面内两条相交直线与另一个平面内的两条相交直线平行,则这两个平面平行
C.平行于同一个平面的两平面平行
D.夹在两个平行平面间的平行线段相等
答案:BCD
解析:对于A,直线还可以在平面内,故A错误;对于B,一个平面内两条相交直线平行于另一个平面内的两条相交直线,可得两条相交直线与另一个平面平行,即两个平面平行,故B正确;C、D显然正确.故选BCD.
2.设α,β是两个平面,m,n是两条直线,若m⊂α,n⊂α,则“α∥β”是“m∥β,n∥β”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:若m∥β,n∥β,则α,β可能平行,也可能相交,故α∥β不一定成立. 若α∥β,则m∥β,n∥β,故“α∥β”是“m∥β,n∥β”的充分不必要条件.故选A.
3.如图是长方体被一平面所截得到的几何体,四边形EFGH为截面,长方形ABCD为底面,则四边形EFGH的形状为( )
A.梯形
B.平行四边形
C.可能是梯形也可能是平行四边形
D.矩形
答案:B
解析:因为平面ABFE∥平面CGHD,且平面EFGH∩平面ABFE=EF,平面EFGH∩平面CGHD=GH,根据平面与平面平行的性质定理可知EF∥GH,同理可证明EH∥FG.所以四边形EFGH为平行四边形.故选B.
4.设m,n是空间中两条不同的直线,α,β是空间中两个不同的平面,那么下列说法正确的为( )
A.若α∥β,m⊂α,则m∥β
B.若α∥β,m⊂α,n⊂β,则m∥n
C.若m∥n,m⊂α,则n∥α
D.若m∥n,m⊂α,n⊂β,则α∥β
答案:A
解析:对于A,若α∥β,m⊂α,则m∥β,故A正确;对于B,若α∥β,m⊂α,n⊂β,则m∥n或m与n异面,故B错误;对于C,若m∥n,m⊂α,则n∥α或n⊂α,故C错误;对于D,若m∥n,m⊂α,n⊂β,则α∥β或α与β相交,故D错误.故选A.
5.下列四个正方体图形中,A,B,C为正方体所在棱的中点,则能得出平面ABC∥平面DEF的是( )
答案:B
解析:对于B,可证AB∥DE,BC∥DF. 又AB,BC⊄平面DEF,DE,DF⊂平面DEF,故可以证明AB∥平面DEF,BC∥平面DEF. 又AB∩BC=B,且AB,BC⊂平面ABC,所以平面ABC∥平面DEF.故选B.
6.如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为3,点E在A1B1上,且B1E=1,平面α∥平面BC1E,若平面α∩平面AA1B1B=A1F,则AF的长为( )
A.1 B.1.5
C.2 D.3
答案:A
解析:平面α∥平面BC1E,平面α∩平面AA1B1B=A1F,平面BC1E∩平面AA1B1B=BE,所以A1F∥BE.又A1E∥FB,所以四边形A1FBE为平行四边形. 所以FB=A1E=3-1=2,所以AF=1.故选A.
7.如图,三条直线AA1,BB1,CC1不共面,但交于一点O,若AO=A1O,BO=B1O,CO=C1O,那么平面ABC和平面A1B1C1的位置关系是 .
答案:平行
解析:由AO=A1O,BO=B1O,且∠AOB=∠A1OB1,故△AOB≌△A1OB1. 因此∠A1B1O=∠ABO,故A1B1∥AB. 又因为A1B1⊂平面A1B1C1,AB⊄平面A1B1C1,故AB∥平面A1B1C1. 同理可得BC∥平面A1B1C1.又AB∩BC=B,AB,BC⊂平面ABC,故平面ABC∥平面A1B1C1.
8.正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面ABB1A1∥平面CDD1C1,点F在DD1上,点E在BB1上,且AF∥EC1,则四边形AEC1F的形状是 .
答案:平行四边形
解析:如图所示,因为AF∥EC1,所以A,F,E,C1四点共面. 因为平面ABB1A1∥平面CDD1C1, 平面ABB1A1∩平面AFC1E=AE,平面CDD1C1∩平面AFC1E=C1F,由面面平行的性质可得AE∥C1F. 又因为AF∥EC1,所以四边形AEC1F是平行四边形.
9.如图,长方体ABCD-A1B1C1D1中,过B1B的中点E作一个与平面ACB1平行的平面交AB于M,交BC于N,则MN与AC的数量关系是 .
答案:MN=AC
解析:因为平面MNE∥平面ACB1,平面MNE∩平面ABB1A1=EM,平面ACB1∩平面ABB1A1=B1A,平面MNE∩平面CBB1C1=EN,平面ACB1∩平面CBB1C1=B1C,所以由两个平面平行的性质定理可得EN∥B1C,EM∥B1A, 所以=,=. 又因为E为BB1的中点,所以M,N分别为BA,BC的中点,所以MN=AC.
10.(13分)如图,AD∥BC,EG∥AD,CD∥FG,若M为CF的中点,N为EG的中点.求证:MN∥平面CDE.
证明:设H是DG的中点,连接NH,MH,如图所示.
由于M是CF的中点,所以MH∥CD.
由于MH⊄平面CDE,CD⊂平面CDE,所以MH∥平面CDE.
由于N是EG的中点,所以NH∥DE.
由于NH⊄平面CDE,DE⊂平面CDE,所以NH∥平面CDE.
由于NH∩MH=H,NH,MH⊂平面MNH,所以平面MNH∥平面CDE.
由于MN⊂平面MNH,所以MN∥平面CDE.
(11-13小题,每小题5分,共15分)
11.如图,在正方体EFGH-E1F1G1H1中,下列四对截面彼此平行的一对是( )
A.平面E1FG1与平面EGH1
B.平面FHG1与平面F1H1G
C.平面F1H1H与平面FHE1
D.平面E1HG1与平面EH1G
答案:A
解析:如图所示,对于A,因为EG∥E1G1,EG⊄平面E1FG1,E1G1⊂平面E1FG1,所以EG∥平面E1FG1. 又G1F∥H1E,同理可证H1E∥平面E1FG1. 又H1E∩EG=E,H1E,EG⊂平面EGH1,所以平面E1FG1∥平面EGH1,故A正确;对于B,HG1,H1G⊂平面H1HGG1, 且HG1与H1G相交. 又HG1⊂平面FHG1,H1G⊂平面F1H1G,故平面FHG1与平面F1H1G不可能平行,故B不正确; 对于C,平面F1H1H与平面FHE1有公共点H,故平面F1H1H与平面FHE1不可能平行,故C不正确;对于D,EH1,E1H⊂平面E1EHH1,且EH1与E1H相交.又EH1⊂平面EH1G,E1H⊂平面E1HG1,故平面E1HG1与平面EH1G不可能平行,故D不正确. 故选A.
12.(多选题)如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,点M,N,E,F分别在棱A1B1,A1D1,B1C1,C1D1上,且平面AMN∥平面EFDB,下列结论正确的是( )
A.MN∥EF B.EF∥BD
C.AN∥DF D.BE∥平面AMN
答案:ABD
解析:对于A,因为平面AMN∥平面EFDB,平面A1B1C1D1与平面EFDB和平面AMN都相交,EF,MN是交线,所以MN∥EF,故A正确; 对于B, 因为长方体ABCD-A1B1C1D1,所以平面A1B1C1D1∥平面ABCD,而平面EFDB与这两个平行平面都相交,EF,BD是交线,所以EF∥BD,故B正确;对于C,如图①所示,连接MF,此时平面DAMF与平面A1B1C1D1和平面ABCD都相交,MF,DA是交线,所以DA∥MF,而DA∥D1A1,DA=D1A1,所以MF∥D1A1. 又因为D1F∥MA1,所以四边形D1FMA1是平行四边形, 所以MF=D1A1,MF=DA, 所以四边形DAMF是平行四边形,所以DF∥AM. 因为AM∩AN=A,所以AN与DF不平行,故C错误;
对于D,如图②所示,连接NE,由长方体性质得平面BCC1B1∥平面AA1D1D,此时平面NEBA与这两个平面都相交,AN,BE是交线,所以BE∥AN.又因为AN⊂平面AMN,BE⊄平面AMN,所以BE∥平面AMN,故D正确.故选ABD.
13.已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,E,F分别是BB1,DD1的中点,则FC1与平面ADE的关系是 .
答案:FC1∥平面ADE
解析:FC1∥平面ADE.证明如下:如图所示,取AA1的中点H,连接FH,B1H.
因为E,F分别是BB1,DD1的中点,所以HF∥B1C1,所以H,F,C1,B1四点共面,且B1H∥AE. 又AE⊂平面ADE,B1H⊄平面ADE,所以B1H∥平面ADE. 又AD ∥FH,AD⊂平面ADE,FH⊄平面ADE,所以FH ∥平面ADE. 又FH∩B1H=H,FH,B1H⊂平面FHB1C1,所以平面FHB1C1 ∥平面ADE. 因为FC1⊂平面FHB1C1,所以FC1∥平面ADE.
14.(15分)如图,底面为正方形的四棱锥P-ABCD中,AB=2,PA=4,PB=PD=2,AC与BD相交于点O,E为PD中点.
(1)求证:EO∥平面PBC;
(2)PA上是否存在点F,使平面OEF∥平面PBC.若存在,请指出并给予证明;若不存在,请说明理由.
解:(1)证明:因为O,E分别是BD,PD的中点,所以EO∥PB.
且EO⊄平面PBC,PB⊂平面PBC,所以EO∥平面PBC.
(2)存在,点F是PA的中点,此时,连接EF,OF,如图所示.
因为O,F分别是AC,AP的中点,所以OF∥PC.
又OF⊄平面PBC,PC⊂平面PBC,所以OF∥平面PBC.
由(1)可知,EO∥平面PBC,且OF∩EO=O,且OF,EO⊂平面OEF,
所以平面OEF∥平面PBC,
所以PA上存在中点F,使平面OEF∥平面PBC.
15.(5分)(开放题)如图,在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,E,F,G,H分别是棱CC1,C1D1,D1D,DC的中点,N是BC的中点,点M在四边形EFGH及其内部运动,则M只需满足条件 时,就有MN∥平面B1BDD1.(注:请填上你认为正确的一个条件即可,不必考虑全部可能情况)
答案:点M在线段FH上(答案不唯一)
解析:连接HN,FH(图略),则由已知得HN∥平面B1BDD1,FH∥平面B1BDD1,所以平面NHF∥平面B1BDD1,所以当M在线段FH上运动时,有MN∥平面B1BDD1.
16.(17分)如图,已知点P是平行四边形ABCD所在平面外一点,M,N,K分别为AB,PC,PA的中点,平面PBC∩平面APD=l.
(1)判断直线l与BC的位置关系并证明;
(2)求证:MN∥平面PAD;
(3)直线PB上是否存在点H,使得平面NKH∥平面ABCD?若存在,求出点H的位置,并加以证明;若不存在,请说明理由.
解:(1)l∥BC.
依题意,BC∥AD,AD⊂平面PAD,BC⊄平面PAD,则BC∥平面PAD.
又平面PAD∩平面PBC=l,BC⊂平面PBC,
所以l∥BC.
(2)证明:取PD中点F,连接AF,FN,如图所示.
在△PCD中,FN∥DC,FN=DC.
在▱ABCD中,AM∥CD,AM=CD,则AM∥FN,AM=FN,即四边形AFNM为平行四边形.
因此AF∥MN.
又AF⊂平面PAD,MN⊄平面PAD,所以MN∥平面PAD.
(3)当H为PB中点时,平面NKH∥平面ABCD.
证明如下:取PB的中点为H,连接KH,NH,如图所示.
在△PBC中,HN∥BC,HN⊄平面ABCD,BC⊂平面ABCD,则HN∥平面ABCD.
同理可证,KH∥平面ABCD.
又KH,HN⊂平面NKH,KH∩HN=H,
所以平面NKH∥平面ABCD.
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