高二级数学立体几何第三单元测试题(120分钟)
班级 姓名__________ 学号_______
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
1.在一个45°的二面角的一个面内有一条直线与二面角的棱成45°角,则此直线与二面角的另一个面所成的角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
2.已知二面角α—AB—β是直二面角,P为棱AB上一点,PE、PF分别在面α、β内,∠EPB=∠FPB =45°,那么∠EPF的大小是( )
A.60° B.45° C.120° D.不能确定
3.已知直线⊥平面α,直线m平面β,有下列四个命题:①α∥β⊥m;②α⊥β∥m;③∥mα⊥β;④⊥mα∥β,其中正确的两个命题是( )
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
4.二面角C—BD—A为直二面角,且DA⊥平面ABC,则△ABC的形状为( )
(4题图) (10题图)
A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.不能确定
5.线段AB的两个端点分别在直二面角α—CD—β的两个半平面内,且AB与α、β都成30°角,则异面直线AB与CD所成的角为( )
A.30° B.45° C.60° D.90°
6.如果二面角α——β的平面角是锐角,点P到α、β和棱的距离分别为2、4、4,则二面角大小为( )
A.45°或30° B.15°或75° C.30°或60° D.15°或60°
7.已知直角△ABC的斜边AB在平面α内,AC、BC分别与α成30°、45°角,则α与△ABC所在平面所成二面角的度数为( )
A.30° B.45° C.60° D.60°或120°
8.异面直线a、b所成的角为, a、b与平面都平行, 平面,则直线a与平面所成的
角( )
A.与相等 B.与互余 C.与互补 D.与不能相等
9空间四边形DABC中,,且AB=AC=,BC=2,则二面角A—BC—D的大小为( )
A. 300 B.
10.如图,已知∠C=90°,AC=BC,M、N分别为BC和AB中点,沿直线MN将△BMN折起,使二面角B′—MN—B为60°,则斜线B′A与平面ABC所成角的正切值为( )
A. B. C. D.
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
答案 |
二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分)
11.空间四边形ABCD中,AB=CD,且AB和CD成角,E,F分别是BC,AD的中点,则EF和AB所成的角是 。
12. 矩形ABCD中,,沿对角线AC 将△折起,使 垂直,则异面直线间的距离等于 .
13.如图,正方体,
有以下四个结论:
① ②
③ 与面成角; ④ 与是异面直线.
其中正确结论的序号是________________________________.
14. 已知线段AB的两端点到平面的距离分别是4和6,则AB的中点到平面的距离为 (注:有两种情况).
三.解答题(本大题5小题,共54分)
15. (本小题10分)已知二面角的大小为,
. (1)求证: ; (2)求点到平面的距离。
16.(本小题10分)已知长方体中,棱棱,连结,过点作的垂线
交于,交于.
(1)求证:平面;
(2)求点到平面的距离;
17. (本小题10分)如图,已知P为Rt△ABC所在平面外一点,P在平面ABC上的射影O恰为斜边AC的中点,若PB=AB=1,BC=,求(1)PB与平面ABC所成的角;(2)二面角P—AB—C的正切值;
18.(本小题12分)如图,P是平面外一点,四边形是矩形,⊥平面,
,.是的中点.
(1)求证:平面⊥平面;
(2)求二面角所成平面角的余弦值;
19. (本小题12分)如图,在中,,斜边AB=4.可通过以直线AO为轴旋转得到,且二面角B-AO-C是直二面角,动点D在斜边AB上。
⑴求证:平面COD 平面AOB;
⑵当D为AB的中点时,求异面直线AO与CD所成角的大小;
⑶求CD与平面AOB所成角的最大值。
高2009级立体几何第三单元测试题答案
(1题图) (5题图) (1)( 6 题 图) (2)
1.如图所示,二面角α—l—β为45°,直线AB在平面α内,且与棱l成45°角.过A作AC⊥l,AD⊥平面β,垂足分别为C、D,连结CD,则CD⊥l,故∠ACD=45°,∠ABD为直线AB与平面β所成的角.
设AB=a,则在Rt△ACB中,AC=BC=a.在Rt△ADC中,AD=CD=a.∴sinABD==,故∠ABD=30。答案:A
2.法一:在PE上取一点M,作MN⊥AB于N,作NQ⊥AB交PF于Q,连结MQ.在Rt△MPN中,∠EPB=,∴MN=PN.在Rt△PQN中,∠FPB=45°,∴NQ=PN.∴MN=NQ.易证Rt△MPN≌Rt△QPN≌Rt△MNQ.
∴PM=PQ=MQ.∴∠EPF=60°.
法二:利用关系式cosEPF=cosEPB·cosFPB=cos45°·cos45°=,∴∠EPF=60°.答案:A
3. 解析:①正确,.③正确,.
②④显然错误. 答案:B
4. 解析:过A作AE⊥BD,由题意则AE⊥面BCD,∴AE⊥BC.又DA⊥平面ABC,∴DA⊥BC.
∴BC⊥面ABD.∴BC⊥AB.∴△ABC为直角三角形.答案:B
5. 解析:如图,过A、B两点分别作棱CD的垂线AE和BF,垂足为E、F,连结EB和AF.由α—CD—β为直二面角,即α⊥β,AE⊥CDAE⊥β,
∴∠ABE为AB与β所成的角.同理∠BAF为直线BA与α所成的角,即∠ABE=∠BAF=30°.过E、B分别作BF和EF的平行线,交于G点,∠ABG即为异面直线AB与CD所成的角,设AB=1,由AE==BF=EG,∠AEG=90°,故AG=.又由EF⊥AE,EF⊥EG
GB⊥AG.即∠AGB=90°.∴sinABG=.∴∠ABG=45°.答案:B
6. 解析:如图,分P在二面角α—l—β内部及外部两种情况讨论.易证P、A、B、C在同一平面内,∠ACB是二面角的平面角.在Rt△APC中,sinACP==,∴∠ACP=30°.在Rt△BPC中,sinBCP==,∴∠BCP=45°.故∠ACB=30°+45°=75°或∠ACB=45°-30°=15°.答案:B
7. 解析:作CD⊥平面α于D,作DE⊥AB于E,连结CE,则∠CED为二面角C—AB—D的平面角,设为θ,即平面α与△ABC所在平面所成二面角的度数为θ.又可知∠CAD=30°,∠CBD=45°.
设CD=x,则AC=2x,BC=x,AB=x.利用△ABC的面积公式,得CE=.
在Rt△CDE中,sin.θ=.∴θ=60°或120°.答案:D
8. 答案:B
9. 答案:D
10. 解析:作B′H⊥BC于H,连结AH,则∠B′MB=60°.设B′M=a=BM,则B′H=a,MH=,CH=a,
∴AH==a,故tanB′AH==.答案:B
11. 如图G是BD中点,注意或。所以答案是75或15。
(11题图) (1)(12 题 图) (2)
12.如图,(1)是折前图,(2) 是折后图。同理可得,故BD是AD与BC的公垂线段.在中可得
13.①③④。
14.如示意图即可理解。答案5或1.