2021高考数学一轮复习专练43直线平面垂直的判定与性质含解析理新人教版

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2021高考数学一轮复习专练43直线平面垂直的判定与性质含解析理新人教版

专练43 直线、平面垂直的判定与性质 命题范围:(理的命题范围)直线与平面垂直的定义、判定定理和性质定理及直线与平面所成的角、平面与平面垂直的定义、判定定理和性质定理、二面角 ‎[基础强化]‎ 一、选择题 ‎1.在四棱锥的四个侧面中,直角三角形最多可能有(  )‎ A.1个  B.2个 C.3个 D.4个 ‎2.已知α,β是两个不同的平面,m,n是两条不同的直线,下列命题不正确的是(  )‎ A.若m∥n,m⊥α,则n⊥α B.若m⊥α,m⊥β,则α∥β C.若m⊥α,m⊂β,则α⊥β D.若m∥α,α∩β=n,则m∥n ‎3.设a,b是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则能得出a⊥b的是(  )‎ A.a⊥α,b∥β,α⊥β B.a⊥α,b⊥β,α∥β C.a⊂α,b⊥β,α∥β D.a⊂α,b∥β,α⊥β ‎4.在正方体ABCD-A1B‎1C1D1中,E为CD的中点,则(  )‎ A.A1E⊥DC1 B.A1E⊥BD C.A1E⊥BC1 D.A1E⊥AC ‎5.在正方体ABCD-A1B‎1C1D1中,E为A‎1C1的中点,则直线CE垂直于(  )‎ A.A‎1C1 B.BD C.A1D1 D.AA1‎ ‎6.若l,m是两条不同的直线,m垂直于平面α,则“l⊥m”是“l∥α”的(  )‎ A.充分而不必要条件 ‎ B.必要而不充分条件 C.充分必要条件 ‎ D.既不充分也不必要条件 ‎7.已知互相垂直的平面α,β交于直线l,若直线m,n满足m∥α,n⊥β,则(  )‎ A.m∥l B.m∥n C.n⊥l D.m⊥n ‎8.在长方体ABCD-A1B‎1C1D1中,AB=4,BC=3,AA1=5,则A‎1C与平面ABCD所成角的正切值为(  )‎ A. B. C. D.1‎ ‎9.如图,在三棱锥D-ABC中,若AB=BC,AD=CD,E为AC的中点,则下列命题中正确的是(  )‎ A.平面ABC⊥面ABD B.平面ABD⊥面BCD C.平面ABC⊥面BDE且平面ACD⊥面BDE D.平面ABC⊥面ACD且平面ACD⊥面BDE 二、填空题 ‎10.[2020·商丘一中高三测试]在三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC,则P在平面ABC中的射影O为△ABC的________心.‎ ‎11.已知平面α、β、γ是空间中三个不同的平面,直线l、m是空间中两条不同的直线,若α⊥γ,γ∩α=m,γ∩β=l,l⊥m则 ‎①m⊥β;②l⊥α;③β⊥γ;④α⊥β.‎ 由上述条件可推出的结论有________(请将你认为正确的结论的序号都填上).‎ ‎12.在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥面ABCD,则这个四棱锥的五个面中两两互相垂直的共有________对.‎ ‎[能力提升]‎ ‎13.‎ 如图,已知六棱锥P-ABCDEF的底面是正六边形,PA⊥平面ABC,PA=2AB,则下列结论正确的是(  )‎ A.PB⊥AD B.平面PAB⊥平面PBC C.直线BC∥平面PAE D.直线PD与平面ABC所成的角为45°‎ ‎14.‎ 如图,在正四面体P-ABC中,D,E,F分别是棱AB,BC,CA的中点,下面四个结论中不成立的是(  )‎ A.BC∥平面PDF B.DF⊥平面PAE C.平面PDF⊥平面ABC D.平面PAE⊥平面ABC ‎15.[2020·西安一中高三测试]在四棱锥P-ABCD中,PA⊥面ABCD,底面各边都相等,M为PC上的一动点,当点M满足________时,平面MBD⊥平面PCD.‎ ‎16.[2020·洛阳一中高三测试]‎ 如图,VA⊥平面ABC,△ABC的外接圆是以边AB的中点O为圆心的圆,点M、N、P分别为VA、VC、VB的中点,则下列结论正确的是________.(把正确结论的序号都填上)‎ ‎①MN∥平面ABC;‎ ‎②OC⊥平面VAC;‎ ‎③MN与BC所成的角为60°;‎ ‎④MN⊥OP;‎ ‎⑤平面VAC⊥平面VBC.‎ 专练43 直线、平面垂直的判定与性质 ‎1.D 如图ABCD为矩形,PA⊥面ABCD时,△PAB,△PAD为直角三角形,‎ 又AD⊥DC,PA⊥DC,PA∩AD=A,‎ ‎∴CD⊥面PAD,∴CD⊥PD,∴△PCD为直角三角形,同理△PBC为直角三角形,共4个直角三角形.‎ ‎2.D 易知A、B、C均正确,D错误,m与n也可能异面.‎ ‎3.C 当α∥β,b⊥β时,b⊥α,又a⊂α,∴b⊥a,故C正确. ‎ ‎4.C ∵A1B1⊥面BCC1B1,‎ BC1⊂面BCC1B1,∴A1B1⊥BC1,‎ 又BC1⊥B‎1C且B‎1C∩A1B1=B1,‎ ‎∴BC1⊥面A1B1CD,又A1E⊂面A1B1CD,‎ ‎∴BC1⊥A1E.‎ ‎5.B 连接B1D1,∵ABCD-A1B‎1C1D1为正方体,∴E∈B1D1且B1D1⊥A‎1C1,B1D1⊥CC1,又A‎1C1∩CC1=C1,∴B1D1⊥面A‎1C1C,又CE⊂面A‎1C1C,∴B1D1⊥CE,又BD∥B1D1,∴BD⊥CE.‎ ‎6.B 由“m⊥α且l⊥m”推出“l⊂α或l∥α”,但由“m⊥α且l∥α”可推出“l⊥m”,所以“l⊥m”是“l∥α”的必要而不充分条件,故选B.‎ ‎7.C ∵α∩β=l,∴l⊂β,又∵n⊥β,‎ ‎∴n⊥l.‎ ‎8.注:解析图D 如图所示,连接AC,∵AA1⊥平面ABCD,∴A‎1C与平面ABCD所成的角为∠ACA1,∵AB=4,BC=3,‎ ‎∴AC=5,∵AA1=5,‎ ‎∴tan∠ACA1=1,故选D.‎ ‎9.C ∵AB=BC,E为AC的中点,∴EB⊥AC,同理DE⊥AC,又DE∩EB=E,∴AC⊥面BDE,又AC⊂面ACD,∴平面ACD⊥面BDE,同理平面ABC⊥面BDE.‎ ‎10.外 解析:连结OA,OB,OC,OP,‎ ‎∴△POA,△POB,△POC为直角三角形,‎ 又PA=PB=PC,∴OA=OB=OC,‎ ‎∴O为△ABC的外心.‎ ‎11.②④‎ 解析:∵γ∩β=l,∴l⊂γ,又α⊥γ,γ∩α=m,l⊥m,∴l⊥α,∵γ∩β=l,∴l⊂β,又l⊥α,∴α⊥β,∴②④正确.‎ ‎12.5‎ 解析:‎ ‎∵PA⊥面ABCD,又PA⊂面PAD,‎ ‎∴面PAD⊥面ABCD;同理面PAB⊥面ABCD,‎ 又PA⊥面ABCD,∴PA⊥CD,‎ 又CD⊥AD,AD∩PA=A,‎ ‎∴CD⊥面PAD,又CD⊂面PCD,‎ ‎∴面PCD⊥面PAD,同理面PBC⊥面PAB,面PAB⊥面PAD,共有5对.‎ ‎13.D ∵AD与PB在平面ABC内的射影AB不垂直,∴A不成立.又平面PAB⊥平面PAE,∴平面PAB⊥平面PBC也不成立.∵BC∥AD,∴BC∥平面PAD,‎ ‎∴直线BC∥平面PAE也不成立.在Rt△PAD中,PA=AD=2AB,∠PDA=45°,∴D正确.‎ ‎14.C 因为D、F分别是AB、AC中点,所以BC∥DF,因为DF⊂平面PDF,BC⊄平面PDF,所以BC∥平面PDF.因为该几何体是正四面体,E是BC中点,所以BC⊥PE,BC⊥AE,因为PE∩AE=E,所以BC⊥平面PAE,因为BC∥DF,所以DF⊥平面PAE,又因为DF⊂平面ABC,所以平面PAE⊥平面ABC,故A、B、D都成立.故选C.‎ ‎15.BM⊥PC(DM⊥PC)‎ 解析:‎ 当BM⊥PC时,面MBD⊥面PCD,证明如下:‎ 如图所示,∵PA⊥面ABCD,AB=AD,‎ ‎∴PB=PD,又BC=CD,‎ ‎∴△PBC≌△PCD,∴当BM⊥PC时,‎ DM⊥PC,∴PC⊥面MBD,又PC⊂面PCD,‎ ‎∴平面MBD⊥面PCD.‎ ‎16.①④⑤‎ 解析:对于①,因为点M,N分别为VA,VC的中点,所以MN∥AC,又MN⊄平面ABC,所以MN∥平面ABC,故①正确;对于②,若OC⊥平面VAC,则OC⊥AC,而由题意知AB是圆O的直径,则BC⊥AC,故OC与AC不可能垂直,故②不正确;对于③,因为MN∥AC,且BC⊥AC,所以MN⊥BC,即MN与BC所成的角为90°,故③不正确;对于④,易得OP∥VA,VA⊥MN,所以MN⊥OP,故④正确;对于⑤,因为VA⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,所以VA⊥BC,又BC⊥AC,且AC∩VA=A,所以BC⊥平面VAC,又BC⊂平面VBC,所以平面VAC⊥平面VBC,故⑤正确.综上,应填①④⑤.‎
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