高考数学一轮复习课时质量作业(三十五)含答案

这是一份高考数学一轮复习课时质量作业(三十五)含答案，共9页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

1．(多选题)下列说法正确的是( )
A．若直线a不平行于平面α，a⊄α，则α内不存在与a平行的直线
B．若一个平面α内两条不平行的直线都平行于另一个平面β，则α∥β
C．设l，m，n为直线，m，n在平面α内，则“l⊥α”是“l⊥m且l⊥n”的充要条件
D．若平面α⊥平面α1，平面β⊥平面β1，则平面α与平面β所成的二面角和平面α1与平面β1所成的二面角相等或互补
AB 解析：若α内存在直线与a平行，则由直线和平面平行的判定定理知直线a与平面α平行，与条件相矛盾，故A正确；
由面面平行的判定定理可知B正确；
由线面垂直的判定定理知，当直线m，n不相交时，由l⊥m且l⊥n，得不到l⊥α，故C错误；
当α1∥β1且α⊥β时，可满足题设条件，此时平面α与平面β所成的二面角为90˚，平面α1与平面β1所成的二面角为0˚，故D错误．
2．(数学与文化)在《九章算术》中，将一种特殊的四面体叫做“鳖臑”，它的四个面均为直角三角形．如图，在四面体P-ABC中，设E，F分别是PB，PC上的点，连接AE，AF，EF(此外不再增加任何连线)，则图中直角三角形最多有( )
A．6个B．8个
C．10个D．12个
C 解析：为使题图中有尽可能多的直角三角形，设四面体P-ABC为“鳖臑”，其中PA⊥平面ABC，且AB⊥BC，易知CB⊥平面PAB.若AE⊥PB，EF⊥PC，由CB⊥平面PAB，得平面PAB⊥平面PBC.又AE⊥PB，平面PAB∩平面PBC＝PB，所以AE⊥平面PBC，所以AE⊥EF，且AE⊥PC.又EF⊥PC，知四面体P-AEF也是“鳖臑”，则题图中的10个三角形全是直角三角形．
3．已知三棱锥D-ABC的三个侧面与底面全等，且AB＝AC＝3，BC＝2，则平面BCD与平面BCA夹角的大小是 ( )
A．π4B．π3
C．π2D．2π3
C 解析：如图，取BC的中点为E，连接AE，DE.
因为△ABC，△DBC和△BAD全等，又AB＝AC＝3，BC＝2，所以DB＝DC＝3，AD＝2.
因为E为BC的中点，所以AE⊥BC，DE⊥BC，
所以∠AED为平面BCD与平面BCA夹角的平面角．
在△ABC中，AE⊥BC，AB＝AC＝3，BC＝2，
所以AE＝2，同理可得DE＝2.
在△AED中，因为AE＝2，DE＝2，AD＝2，
所以DE2＋AE2＝AD2，所以∠AED＝π2，
因此平面BCD与平面BCA夹角的大小为π2.
4．(2024·惠州模拟)如图，在四棱锥P-ABCD中，PA⊥底面ABCD，且底面各边都相等，M是PC上的一个动点，当点M满足________时，平面MBD⊥平面PCD.(只要填写一个你认为是正确的条件即可)
DM⊥PC(或BM⊥PC) 解析：连接AC(图略)，由三垂线定理可知，BD⊥PC.
所以当DM⊥PC(或BM⊥PC)时，即有PC⊥平面MBD，
而PC⊂平面PCD，所以平面MBD⊥平面PCD.
5．在正方体ABCD-A1B1C1D1中，设直线BD1与直线AD所成的角为α，直线BD1与平面CDD1C1所成的角为β，则α＋β＝ ________.
π2 解析：如图，因为AD∥BC，所以∠D1BC为直线BD1与直线AD所成的角，即∠D1BC＝α.
因为BC⊥平面CDD1C1，所以∠BD1C为直线BD1与平面CDD1C1所成的角，即∠BD1C＝β，且BC⊥D1C.
在Rt△BD1C中，∠BCD1＝π2，所以∠D1BC＋∠BD1C＝π2，即α＋β＝π2.
6．如图，在四棱锥P-ABCD中，平面PAB⊥平面ABCD，BC∥平面PAD，△PBA为锐角三角形，且PB⊥BC.求证：
(1)AD∥平面PBC；
(2)平面PBC⊥平面PAB.
证明：(1)因为BC∥平面PAD，BC⊂平面ABCD，平面ABCD∩平面PAD＝AD，
所以BC∥AD.
因为AD⊄平面PBC，BC⊂平面PBC，
所以AD∥平面PBC.
(2)过点P作PH⊥AB于点H，如图．
因为平面PAB⊥平面ABCD，平面PAB∩平面ABCD＝AB，所以PH⊥平面ABCD.
因为BC⊂平面ABCD，所以BC⊥PH.
因为△PBA为锐角三角形，所以点H与点B不重合，即PB∩PH＝H.
又因为PB⊥BC，PB，PH⊂平面PAB，所以BC⊥平面PAB.
因为BC⊂平面PBC，所以平面PBC⊥平面PAB.
7．(2022·全国乙卷)在正方体ABCD-A1B1C1D1中，E，F分别为AB，BC的中点，则( )
A．平面B1EF⊥平面BDD1
B．平面B1EF⊥平面A1BD
C．平面B1EF∥平面A1AC
D．平面B1EF∥平面A1C1D
A 解析：如图，因为E，F分别为AB，BC的中点，所以EF∥AC.
由正方体的性质知AC⊥BD，AC⊥DD1.
因为BD∩DD1＝D，且BD，DD1⊂平面BDD1，所以AC⊥平面BDD1，则EF⊥平面BDD1.
因为EF⊂平面B1EF，所以平面B1EF⊥平面BDD1，故A正确．
由选项A可知，平面B1EF⊥平面BDD1，而平面BDD1∩平面A1BD＝BD，在该正方体中，试想D1运动至A1时，平面B1EF不可能与平面A1BD垂直，故B错误．
在平面ABB1A1中，易知AA1与B1E相交，所以平面B1EF与平面A1AC不平行，故C错误．
易知平面AB1C∥平面A1C1D，而平面AB1C与平面B1EF有公共点B1，所以平面B1EF与平面A1C1D不可能平行，故D错误．
8．(多选题)如图，正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1，线段B1D1上有两个动点E，F，且EF＝22，则下列结论中正确的有( )
A．当点E运动时，A1C⊥AE总成立
B．当点E向点D1运动时，二面角A-EF-B逐渐变小
C．二面角E-AB-C的最小值为45˚
D．三棱锥A-BEF的体积为定值
ACD 解析：对于A，因为在正方体ABCD-A1B1C1D1中可证其体对角线A1C⊥平面AB1D1，而AE⊂平面AB1D1，所以A1C⊥AE恒成立，故A正确；
对于B，平面EFB即平面BDD1B1，而平面EFA即平面AB1D1，所以当点E向点D1运动时，二面角A-EF-B的大小不变，故B错误；
对于C，当点E向点D1运动时，平面ABE逐渐向底面ABCD靠拢，这个过程中，二面角E-AB-C 越来越小，所以二面角E-AB-C的最小值为∠D1AD＝45˚，故C正确；
对于D，因为S△BEF＝12×22×1＝24，点A到平面BDD1B1的距离为22，所以三棱锥A-BEF的体积为13×24×22＝112，即三棱锥A-BEF的体积为定值，D正确．
9．如图，在矩形ABCD中，AB＝1，BC＝a，PA⊥平面ABCD.若在边BC上只有一个点Q满足PQ⊥DQ，则a＝________.
2 解析：如图，连接AQ，取AD的中点O，连接OQ. 因为PA⊥平面ABCD，所以PA⊥DQ.又因为PQ⊥DQ，PA∩PQ＝P，PA，PQ⊂平面PAQ，所以DQ⊥平面PAQ，所以DQ⊥AQ，所以点Q在以线段AD的中点O为圆心，AD为直径的圆上．又因为在BC上有且仅有一个点Q满足PQ⊥DQ，所以BC与圆O相切，所以OQ⊥BC.因为AD∥BC，所以OQ＝AB＝1，所以BC＝AD＝2OQ＝2，即a＝2.
10．(2023·全国甲卷)如图，在三棱柱ABC-A1B1C1中，A1C⊥平面ABC，∠ACB＝90˚.
(1)证明：平面ACC1A1⊥平面BB1C1C；
(2)设AB＝A1B，AA1＝2，求四棱锥A1-BB1C1C的高．
(1)证明：因为A1C⊥平面ABC，BC⊂平面ABC，所以A1C⊥BC.
因为∠ACB＝90˚，所以AC⊥BC.
因为A1C，AC⊂平面ACC1A1，A1C∩AC＝C，所以BC⊥平面ACC1A1.
因为BC⊂平面BB1C1C，
所以平面ACC1A1⊥平面BB1C1C.
(2)解：如图，过点A1作A1O⊥CC1，垂足为O.
因为平面ACC1A1⊥平面BB1C1C，平面ACC1A1∩平面BB1C1C＝CC1，A1O⊂平面ACC1A1，
所以A1O⊥平面BCC1B1，
所以四棱锥A1-BB1C1C的高为A1O.
因为A1C⊥平面ABC，BC⊂平面ABC，所以A1C⊥BC，
所以∠ACB＝∠A1CB＝90˚.
因为A1B＝AB，BC为公共边，所以△ABC≌△A1BC，
所以A1C＝AC.
设A1C＝AC＝x，则A1C1＝x，
所以O为CC1的中点，所以OC1＝12 CC1＝12 AA1＝1.
因为A1C⊥AC，所以A1C2＋AC2＝AA12，
即x2＋x2＝22，解得x＝2，
所以A1O＝A1C12－OC12＝22－12＝1，
所以四棱锥A1-BB1C1C的高为1.
11．(2024·广州模拟)如图，在三棱锥P-ABC中，平面PAC⊥平面PBC，PA⊥平面ABC.
(1)求证：BC⊥平面PAC；
(2)若AC＝BC＝PA，求二面角A-PB-C的平面角的大小．
(1)证明：如图，作AD⊥PC交PC于点D.
因为平面PAC⊥平面PBC，平面PAC∩平面PBC＝PC，AD⊂平面PAC，
所以AD⊥平面PBC.
因为BC⊂平面PBC，所以AD⊥BC.
又因为PA⊥平面ABC，BC⊂平面ABC，
所以PA⊥BC.
因为PA，AD⊂平面PAC，PA∩AD＝A，
所以BC⊥平面PAC.
(2)解：如图，作AD⊥PC交PC于点D，作DE⊥PB交PB于点E，连接AE.
由(1)知AD⊥平面PBC，
因为PB⊂平面PBC，所以AD⊥PB.
因为AD，DE⊂平面ADE，AD∩DE＝D，所以PB⊥平面ADE.
因为AE⊂平面ADE，所以AE⊥PB，
则∠AED即为二面角A-PB-C的平面角．
因为DE⊂平面PBC，所以AD⊥DE.
不妨设AC＝BC＝PA＝1，则PC＝2，AD＝1×12＝22.
由(1)知BC⊥平面PAC，
因为AC⊂平面PAC，所以BC⊥AC，所以AB＝2.
因为PA⊥平面ABC，AB⊂平面ABC，
所以PA⊥AB，则PB＝3，AE＝1×23＝63.
在Rt△ADE中，sin ∠AED＝ADAE＝2263＝32.所以∠AED＝π3，
即二面角A-PB-C的平面角的大小为π3.