高考数学(文)总复习(含答案)第七章 第三节 空间中的平行关系

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2020年08月16日 04:53
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课时规范练
A组 基础对点练
1.(2020·益阳市、湘谭市 调研)下图中,G,N,M,H分别是正三棱柱(两0底面
为正三角形的直棱柱)的顶点或所在棱的中点 ,则表示直线GH,MN是异面
直线的图形有( )

A.①③
C.②④
B.②③
D.②③④
解析:由题意,可知题图①中,GH∥ MN,因此直线GH与MN共面;题图
②中,连接GN,G,H,N三点共面,但M平面GHN,因此直 线GH与
MN异面;题图③中,连接MG,则GM∥HN,因此直线GH与MN共面;
题图④中 ,连接GN,G,M,N三点共面,但H
与MN异面.故选C.
答案:C
2.如图 所示,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不平行的是( )
平面GMN,所以直线GH
第1页 共10页




解析:对于选项A,设正方体的底面对角线的交点为O (图略),连接OQ,则
OQ∥AB,因为OQ与平面MNQ有交点,所以AB与平面MNQ有交点,即
AB与平面MNQ不平行,故选A.
3.(2020·银川模拟)已知m,n是两条不同的直 线,α,β是两个不同的平面,若
m⊥α,n⊥β,且β⊥α,则下列结论一定正确的是( )
A.m⊥n
C.m与n相交
B.m∥n
D.m与n异面
β或m解析:若β⊥α,m⊥α,则直线m与平面β的位置关系有两种:m
∥β.
当mβ时,又n⊥β,所以m⊥n;当m∥β时,又n⊥β,所以m⊥n,故m
⊥n,故选A.
答案:A
4.(2020·济宁模拟)如图所示,在三棱柱ABC-A
1
B
1
C
1
中,
侧棱AA
1
⊥底面A
1
B
1
C
1
,底面三角形A
1
B
1
C
1
是正三角
形,E是BC的中点,则下列叙述正确的是( )
A.CC
1
与B
1
E是异面直线
B.AC⊥平面ABB
1
A
1

C.AE⊥B
1
C
1

第2页 共10页



D.A
1
C
1
∥平面AB
1
E
解析:对 于A,CC
1
与B
1
E均在侧面BCC
1
B
1内,又
两直线不平行,故相交,A错误;对于B,AC与平
面ABB
1
A
1
所成的角为60,所以AC不垂直于平面
ABB
1
A
1
,故B错误;对于C,AE⊥BC,BC∥B
1
C
1

所以AE⊥B
1
C
1
,故C正确;对于 D,AC与平面AB
1
E有公共点A,AC∥A
1
C
1

所以A
1
C
1
与平面AB
1
E相交,故D错误.
答案:C
5.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
C.n⊥l
解析:因为α∩β=l,所以l
答案:C < br>6.(2020·重庆六校联考(一))设a,b是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,
则α∥β的一个充分条件是( )
A.存在一条直线a,a∥α,a∥β
B.存在一条直线a,aα,a∥β
α,b
α,b
β,a∥β,b∥α
β,a∥β,b∥α
B.m∥n
D.m⊥n
β,又n⊥β,所以n⊥l.故选C.
C.存在两条平行直线a,b,a
D.存在两 条异面直线a,b,a
解析:对于选项A,若存在一条直线a,a∥α,a∥β,则α∥β或α与β相交 ,
若α∥β,则存在一条直线a,使得a∥α,a∥β,所以选项A的内容是α∥β
的一个必要 条件;同理,选项B,C的内容也是α∥β的一个必要条件而不是
充分条件;对于选项D,可以通过平移 把两条异面直线平移到一个平面中,
成为相交直线,则有α∥β,所以选项D的内容是α∥β的一个充分 条件.故
选D.
答案:D
7.(2020·宜昌调研)如图所示,在棱长均相等的四棱锥P
-ABCD中,O为底面正方形的中心,M,N分别为
第3页 共10页



侧棱PA,PB的中点,有下列结论:
①PC∥平面OMN;
②平面PCD∥平面OMN;
③OM⊥PA;
④直线PD与MN所成角的大小为90.
其中正确结论的序号是________.(写出所有正确结论的序
号)
解析:如图所示,连接AC,易得PC∥OM,所以PC∥
平面OMN,结论①正确.同理PD∥ON,所以平面PCD
∥平面OMN,结论②正确.由于四棱锥的棱长均相等,
所以AB
2
+BC
2
=PA
2
+PC
2
=AC
2
,所以PC ⊥PA,又PC
∥OM,所以OM⊥PA,结论③正确.由于M,N分别为
侧棱PA,PB的中点,所以MN∥AB,又四边形ABCD为正方形,所以AB
∥CD,又三角形PDC为等边三角形,所以∠PDC=60,所以直线PD与
MN所成的角即∠PDC,故④错误.故正确的结论为①②③.
答案:①②③
8. 如图所示,四棱锥PABCD中,四边形ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,
PD=DC=2,点 E,F分别为AD,PC的中点.

(1)证明:DF∥平面PBE;
(2)求点F到平面PBE的距离.
1
解析:(1)证明:取PB的中点G,连接E G,FG,则FG∥BC,且FG=
2
BC,
第4页 共10页



1
∵DE∥BC且DE=
2
BC,∴DE∥FG且DE=FG,
∴四边形DEGF为平行四边形,∴DF∥EG,又DF
面PBE,∴DF∥平面PBE. < br>(2)由(1)知DF∥平面PBE,∴点D到平面PBE的距离与F到平面PBE的距
离是相等 的,故转化为求点D到平面PBE的距离,设为d.
连接BD.∵V
DPBE
=V
PBDE

平面PBE,E G平
11

3
S

PBE
·d=
3
S

BDE
·PD,
由题意可求得PE=BE=5,PB=23,
1
∴S

PBE

2
×23×
1,
6
∴d=
3
.
11

23

2

5-=6,又S

BDE

2
DE·AB =
2
×1×2=

2

2

9.(202 0·昆明七校模拟)一个正方体的平面展开图及该正方体直观图的示意图如
图所示,在正方体中,设BC 的中点为M,GH的中点为N.
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(1)请将字母F,G,H标记在正方体相应的顶点处(不需说明理由);
(2)证明:直线MN∥平面BDH;
(3)过点M,N,H的平面将正方体分割为两部分,求这两部分的体积比.
解析:(1)点F,G,H的位置如图所示.

(2)证明:连接BD,设O为BD的中点,连接OM,OH,AC,BH,MN.
∵M,N分别是BC,GH的中点,
1
∴OM∥CD,且OM=
2
CD,
1
NH∥CD,且NH=
2
CD,
∴OM∥NH,OM=NH,
则四边形MNHO是平行四边形,
∴MN∥OH,
又MN平面BDH,OH平面BDH,
∴MN∥平面BDH.
(3)由(2)知O M∥NH,OM=NH,连接GM,MH,过点M,N,H的平面就是
平面GMH,它将正方体分割为两 个同高的棱柱,高都是正方体的棱长,∴体
积比等于底面积之比,即3∶1.
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B组 能力提升练
10.(2020·荆州模拟)如图 所示,在三棱柱ABC-A′B′C′中,点E,F,H,K
分别为AC′,CB′,A′B′,B′C ′的中点,G为△ABC的重心.从K,
H,G,B′中取一点作为P,使得该棱柱恰有2条棱与平面P EF平行,则P
为( )

A.K
C.G
B.H
D.B′
解析:取A′C′的中点M,连接EM,MK,KF,EF,则EM,
得四 边形EFKM为平行四边形,若P=K,则AA′∥BB′∥CC′∥KF,故
与平面PEF平行的棱超 过2条;HB′∥MK⇒HB′∥EF,若P=H或P=B′,
则平面PEF与平面EFB′A′为同一 平面,与平面EFB′A′平行的棱只有
AB,不满足条件;连接BC′,则EF∥A′B′∥AB,若 P=G,则AB,A′B′
与平面PEF平行.故选C.
答案:C
11.(202 0·洛阳统考(一))正方形ABCD和等腰直角三角形DCE组成如图所示的
梯形,M,N分别是AC ,DE的中点,将△DCE沿CD折起(点E始终不在
平面ABCD内),则下列说法一定正确的是( )

A.MN∥平面BCE
B.在折起过程中,一定存在某个位置,使MN⊥AC
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C.MN⊥AE
D.在折起过程中,不存在某个位置,使DE⊥AD
解析:折起后的图形如图所示,取CD的中点O,连接
MO,NO,则在△ACD中,M,O分别是AC,CD的
中点,∴MO∥AD∥BC,同理NO∥CE,又BC∩CE
=C,∴平面MON∥平面BCE,∴MN∥平面BCE,故
A正确;易知MO⊥CD,NO⊥CD,又MO∩NO=O,
∴CD⊥平面MNO,∴MN⊥CD,若MN⊥AC,又AC∩CD=C,∴MN⊥平
11
面ABCD,∴MN⊥MO,又MO=
2
AD=
2

EC=NO,∴MN不可能垂直于MO,故MN⊥AC不成立,故B错误;取CE
的中点Q,连接MQ,则在△ACE中,M,Q分别是AC,CE的中点,∴
MQ
∥AE,由图知MQ与MN不可能始终垂直,故C错误,当平面CDE⊥平面
ABCD时,又平面CDE∩平面ABCD=CD,AD⊥CD,
AD平面ABCD,∴AD⊥平面CDE,∴AD⊥DE,故
D错误.
答案:A
12.下列命题正确的是( )
A.若两条直线和同一个平面平行,则这两条直线平行
B.若一条直线与两个平面所成的角相等,则这两个平面平行
C.若一条直线与两个相交平面都平行,则这条直线与这两个平面的交线平

D.若两个平面垂直于同一个平面,则这两个平面平行
解析:A选项中两条直线可能平行也可能异面或相交;
对于B选项,如图所示,在正方 体ABCD-A
1
B
1
C
1
D
1
中,平 面ABB
1
A
1
和平面BCC
1
B
1
与B
1
D
1
所成的角相等,
但这两个平面垂直;D选项中两平面也可能相交.C正
确.
答案:C
第8页 共10页



13.(2020·杭州模拟)如图所示, 在正方体ABCD-A
1
B
1
C
1
D
1
中 ,AB=2,E为AD
的中点,点F在CD上,若EF∥平面AB
1
C,则EF=__ ______.

解析:根据题意,因为EF∥平面AB
1
C,所以EF∥AC.
又E是AD的中点,所以F是CD的中点.因为在Rt
△DEF中,DE=DF=1,故EF=2.
答案:2
14.(2020·唐山统 一考试)在三棱锥PABC中,PB=6,AC=3,G为△PAC的
重心,过点G作三棱锥的一个截面 ,使截面平行于直线PB和AC,则截面
的周长为________.
解析:过点G作EF∥ AC,分别交PA、PC于点E、F,过E、F分别作EN
∥PB、FM∥PB,分别交AB、BC于点 N、M,连接MN(图略),则四边形EFMN
EF2FMFM1
是平行四边形,所以
3

3
,即EF=MN=2,
PB

6

3
,即FM=EN=2,
所以截面的周长为2×4=8.
答案:8
15.如图所示,四棱锥PABCD的底面是边长为8的正方
形,四条侧棱长均为217 .点G,E,F,H 分别是
棱 PB,AB,CD,PC上共面的四点,平面GEFH⊥ 平
面ABCD,BC∥ 平面GEFH .
(1)证明:GH∥EF;
(2)若EB=2,求四边形GEFH 的面积.
解析:(1)证明:因为BC∥平面GEFH,BC平面
PBC,且平面PBC∩平面GEFH=GH,所以GH∥
BC.
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同理可证EF∥BC,因此GH∥EF.
(2)如图所示,连接AC,BD交于点O,BD交EF于点K,连接OP,GK.
因为PA=PC,O是AC的中点,所以PO⊥AC,
同理可得PO⊥BD.
又BD∩AC=O,且AC,BD都在底面内,所以
PO⊥底面ABCD.
又平面GEFH⊥平面ABCD,且PO
GEFH,所以PO∥平面GEFH.
因为平面PBD∩平面GEFH=GK,
所以PO∥GK,且GK⊥底面ABCD,
从而GK⊥EF,
所以GK是梯形GEFH的高.
由AB=8,EB=2,得EB∶AB=KB∶DB=1∶4,
11
从而KB=
4
DB=
2
OB,即K为OB的中点.
1
由PO∥GK得GK=
2
PO,
1
即G是PB的中点,且GH=
2
BC=4.
由已知可得OB=42,
PO=PB
2
-OB
2
=68-32=6,
所以GK=3.
GH+EF4+8
故四边形GEFH的面积S=·GK=
2
×3=18.
2

平面
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