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    2025年高考数学二轮复习专项精练18 空间点、直线、平面之间的位置关系(真题精练+模拟精练)

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    2025年高考数学二轮复习专项精练18 空间点、直线、平面之间的位置关系(真题精练+模拟精练)

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    【真题精练】
    一、单选题
    1.(2024·全国·高考真题)已知正三棱台的体积为,,,则与平面ABC所成角的正切值为( )
    A.B.1C.2D.3
    2.(2024·全国·高考真题)设为两个平面,为两条直线,且.下述四个命题:
    ①若,则或 ②若,则或
    ③若且,则 ④若与,所成的角相等,则
    其中所有真命题的编号是( )
    A.①③B.②④C.①②③D.①③④
    3.(2023·全国·高考真题)已知为等腰直角三角形,AB为斜边,为等边三角形,若二面角为,则直线CD与平面ABC所成角的正切值为( )
    A.B.C.D.
    4.(2023·全国·高考真题)在三棱锥中,是边长为2的等边三角形,,则该棱锥的体积为( )
    A.1B.C.2D.3
    5.(2022·全国·高考真题)在正方体中,E,F分别为的中点,则( )
    A.平面平面B.平面平面
    C.平面平面D.平面平面
    6.(2022·全国·高考真题)在长方体中,已知与平面和平面所成的角均为,则( )
    A.B.AB与平面所成的角为
    C.D.与平面所成的角为
    二、多选题
    7.(2023·全国·高考真题)已知圆锥的顶点为P,底面圆心为O,AB为底面直径,,,点C在底面圆周上,且二面角为45°,则( ).
    A.该圆锥的体积为B.该圆锥的侧面积为
    C.D.的面积为
    8.(2022·全国·高考真题)已知正方体,则( )
    A.直线与所成的角为B.直线与所成的角为
    C.直线与平面所成的角为D.直线与平面ABCD所成的角为
    参考答案:
    1.B
    【分析】解法一:根据台体的体积公式可得三棱台的高,做辅助线,结合正三棱台的结构特征求得,进而根据线面夹角的定义分析求解;解法二:将正三棱台补成正三棱锥,与平面ABC所成角即为与平面ABC所成角,根据比例关系可得,进而可求正三棱锥的高,即可得结果.
    【详解】解法一:分别取的中点,则,
    可知,
    设正三棱台的为,
    则,解得,
    如图,分别过作底面垂线,垂足为,设,
    则,,
    可得,
    结合等腰梯形可得,
    即,解得,
    所以与平面ABC所成角的正切值为;
    解法二:将正三棱台补成正三棱锥,
    则与平面ABC所成角即为与平面ABC所成角,
    因为,则,
    可知,则,
    设正三棱锥的高为,则,解得,
    取底面ABC的中心为,则底面ABC,且,
    所以与平面ABC所成角的正切值.
    故选:B.
    2.A
    【分析】根据线面平行的判定定理即可判断①;举反例即可判断②④;根据线面平行的性质即可判断③.
    【详解】对①,当,因为,,则,
    当,因为,,则,
    当既不在也不在内,因为,,则且,故①正确;
    对②,若,则与不一定垂直,故②错误;
    对③,过直线分别作两平面与分别相交于直线和直线,
    因为,过直线的平面与平面的交线为直线,则根据线面平行的性质定理知,
    同理可得,则,因为平面,平面,则平面,
    因为平面,,则,又因为,则,故③正确;
    对④,若与和所成的角相等,如果,则,故④错误;
    综上只有①③正确,
    故选:A.
    3.C
    【分析】根据给定条件,推导确定线面角,再利用余弦定理、正弦定理求解作答.
    【详解】取的中点,连接,因为是等腰直角三角形,且为斜边,则有,
    又是等边三角形,则,从而为二面角的平面角,即,

    显然平面,于是平面,又平面,
    因此平面平面,显然平面平面,
    直线平面,则直线在平面内的射影为直线,
    从而为直线与平面所成的角,令,则,在中,由余弦定理得:

    由正弦定理得,即,
    显然是锐角,,
    所以直线与平面所成的角的正切为.
    故选:C
    4.A
    【分析】证明平面,分割三棱锥为共底面两个小三棱锥,其高之和为AB得解.
    【详解】取中点,连接,如图,
    是边长为2的等边三角形,,
    ,又平面,,
    平面,
    又,,
    故,即,
    所以,
    故选:A
    5.A
    【分析】证明平面,即可判断A;如图,以点为原点,建立空间直角坐标系,设,分别求出平面,,的法向量,根据法向量的位置关系,即可判断BCD.
    【详解】解:在正方体中,
    且平面,
    又平面,所以,
    因为分别为的中点,
    所以,所以,
    又,
    所以平面,
    又平面,
    所以平面平面,故A正确;
    选项BCD解法一:
    如图,以点为原点,建立空间直角坐标系,设,
    则,

    则,,
    设平面的法向量为,
    则有,可取,
    同理可得平面的法向量为,
    平面的法向量为,
    平面的法向量为,
    则,
    所以平面与平面不垂直,故B错误;
    因为与不平行,
    所以平面与平面不平行,故C错误;
    因为与不平行,
    所以平面与平面不平行,故D错误,
    故选:A.
    选项BCD解法二:
    解:对于选项B,如图所示,设,,则为平面与平面的交线,
    在内,作于点,在内,作,交于点,连结,
    则或其补角为平面与平面所成二面角的平面角,
    由勾股定理可知:,,
    底面正方形中,为中点,则,
    由勾股定理可得,
    从而有:,
    据此可得,即,
    据此可得平面平面不成立,选项B错误;
    对于选项C,取的中点,则,
    由于与平面相交,故平面平面不成立,选项C错误;
    对于选项D,取的中点,很明显四边形为平行四边形,则,
    由于与平面相交,故平面平面不成立,选项D错误;
    故选:A.
    6.D
    【分析】根据线面角的定义以及长方体的结构特征即可求出.
    【详解】如图所示:
    不妨设,依题以及长方体的结构特征可知,与平面所成角为,与平面所成角为,所以,即,,解得.
    对于A,,,,A错误;
    对于B,过作于,易知平面,所以与平面所成角为,因为,所以,B错误;
    对于C,,,,C错误;
    对于D,与平面所成角为,,而,所以.D正确.
    故选:D.
    7.AC
    【分析】根据圆锥的体积、侧面积判断A、B选项的正确性,利用二面角的知识判断C、D选项的正确性.
    【详解】依题意,,,所以,
    A选项,圆锥的体积为,A选项正确;
    B选项,圆锥的侧面积为,B选项错误;
    C选项,设是的中点,连接,
    则,所以是二面角的平面角,
    则,所以,
    故,则,C选项正确;
    D选项,,所以,D选项错误.
    故选:AC.

    8.ABD
    【分析】数形结合,依次对所给选项进行判断即可.
    【详解】如图,连接、,因为,所以直线与所成的角即为直线与所成的角,
    因为四边形为正方形,则,故直线与所成的角为,A正确;
    连接,因为平面,平面,则,
    因为,,所以平面,
    又平面,所以,故B正确;
    连接,设,连接,
    因为平面,平面,则,
    因为,,所以平面,
    所以为直线与平面所成的角,
    设正方体棱长为,则,,,
    所以,直线与平面所成的角为,故C错误;
    因为平面,所以为直线与平面所成的角,易得,故D正确.
    故选:ABD
    【模拟精练】
    一、单选题
    1.(2024·湖南·二模)如图,在三棱柱中,分别为的中点,则下列说法错误的是( )
    A.四点共面B.
    C.三线共点D.
    2.(23-24高一下·湖南常德·期中)设,是两条不同的直线,是两个不同的平面,则下列结论正确的是( )
    A.若,则B.若,则
    C.若,则是异面直线D.若,则或,是异面直线
    3.(21-22高二上·贵州遵义·期末)如图,在四棱锥中,平面,四边形为平行四边形,且为的中点,则异面直线与所成的角的余弦值为( )
    A.B.C.D.
    4.(23-24高二上·北京·阶段练习)设a,b是两条不同的直线,,是两个不同的平面,则下列命题正确的是( )
    A.若,,,则B.若,,则
    C.若,,,则D.若,,,则
    5.(2024·广东深圳·二模)已知正方体,过点A且以为法向量的平面为,则截该正方体所得截面的形状为( )
    A.三角形B.四边形C.五边形D.六边形
    6.(23-24高三上·陕西商洛·阶段练习)如图所示,在棱长为2的正方体中,点在棱上,且,则点到平面的距离之和为( )

    A.B.C.D.
    7.(23-24高三上·山东济宁·阶段练习)如图1,某广场上放置了一些石凳供大家休息,这些石凳是由正方体截去八个一样的正三棱锥得到的,它的所有棱长均相同,数学上我们称之为半正多面体(semiregular slid),亦称为阿基米德多面体,如图2,设,则平面与平面之间的距离是( )
    A.B.C.D.
    8.(2023·四川泸州·二模)《九章算术》中关于“刍童”(上、下底面均为矩形的棱台)体积计算的注释:将上底面的长乘以二与下底面的长相加,再与上底面的宽相乘,将下底面的长乘以二与上底面的长相加,再与下底面的宽相乘,把这两个数值相加,与高相乘,再取其六分之一.现有“刍童”,其上、下底面均为正方形,若,且每条侧棱与底面所成角的正切值均为,则该“刍童”的体积为( )
    A.224B.448C.D.147
    二、多选题
    9.(2024·辽宁·二模)已知是两条不同的直线,是两个不同的平面,则下列命题为真命题的有( )
    A.若,则
    B.若,则
    C.若,则
    D.若为异面直线,,则
    10.(2024·湖南娄底·一模)已知是空间中三条不同的直线,是空间中两个不同的平面,下列命题不正确的是( )
    A.若,则
    B.若,则
    C.若,则或.
    D.若,则,
    11.(2024·辽宁沈阳·二模)已知正四棱锥的所有棱长均相等,为顶点在底面内的射影,则下列说法正确的有( )
    A.平面平面
    B.侧面内存在无穷多个点,使得平面
    C.在正方形的边上存在点,使得直线与底面所成角大小为
    D.动点分别在棱和上(不含端点),则二面角的范围是
    12.(2024·安徽芜湖·二模)如图,多面体由正四棱锥和正四面体组合而成,其中,则下列关于该几何体叙述正确的是( )
    A.该几何体的体积为B.该几何体为七面体
    C.二面角的余弦值为D.该几何体为三棱柱
    13.(2024·黑龙江齐齐哈尔·一模)已知四面体的各个面均为全等的等腰三角形,且.设为空间内任一点,且五点在同一个球面上,则( )
    A.
    B.四面体的体积为
    C.当时,点的轨迹长度为
    D.当三棱锥的体积为时,点的轨迹长度为
    14.(2024·江西上饶·二模)在四棱锥中,是正方形,,,,为棱上一点,则下列结论正确的是( )
    A.点到平面的距离为1
    B.若,则过点,,的平面截此四棱锥所得截面的面积为
    C.四棱锥外接球的表面积为
    D.直线与平面所成角的正弦值的最大值为
    三、填空题
    15.(23-24高三下·广东深圳·期中)在长方体中,,点为侧面内一动点,且满足平面,则的最小值为 ,此时点到直线的距离为 .
    16.(2024·广东·二模)将一个直角三角板放置在桌面上方,如图,记直角三角板为,其中,记桌面为平面.若,且与平面所成的角为,则点到平面的距离的最大值为 .
    四、解答题
    17.(2024·四川泸州·三模)如图,在四棱锥中,底面是矩形,,,与交于点,底面,,点,分别是棱,的中点,连接,,.

    (1)求证:平面平面;
    (2)求三棱锥的体积.
    18.(2024·上海松江·二模)如图,在四棱锥中,底面为菱形,平面,为的中点.
    (1)设平面与直线相交于点,求证:;
    (2)若,,,求直线与平面所成角的大小.
    参考答案:
    1.D
    【分析】对于AB,利用线线平行的传递性与平面公理的推论即可判断;对于C,利用平面公理判断得,的交点在,从而可判断;对于D,举反例即可判断.
    【详解】对于AB,如图,连接,,
    因为是的中位线,所以,
    因为,且,所以四边形是平行四边形,
    所以,所以,所以四点共面,故AB正确;
    对于C,如图,延长,相交于点,
    因为,平面,所以平面,
    因为,平面,所以平面,
    因为平面平面,
    所以,所以三线共点,故C正确;
    对于D,因为,当时,,
    又,则,故D错误.
    故选:D.
    2.D
    【分析】利用空间中线、面的位置关系一一判定选项即可.
    【详解】
    对于A,可设为平面,显然,但,故A错误;
    对于B,可设为平面,显然,但,故B错误;
    对于C,可设分别为平面,平面,
    显然,但,故C错误;
    对于D,若,则两平面不会有交点,所以或,是异面直线,
    故D正确.
    故选:D
    3.B
    【分析】分别取的中点,连接,则可证明为异面直线SC与DE所成的角,分别在三角形中由勾股定理求出,和的长度,利用余弦定理计算得到答案.
    【详解】如图所示:
    分别取的中点,连接.
    由且可得是等边三角形,
    则且,且,故且,
    所以四边形为平行四边形,故,
    因为,所以为异面直线SC与DE所成的角(或其补角),
    因为平面,平面,∴,,
    故和均为直角三角形,
    所以,,

    由余弦定理得.
    则异面直线与所成的角的余弦值为.
    故选:B
    4.D
    【分析】对于ABC:借助于长方体分析判断;对于D:根据面面平行的性质以及线面垂直的性质分析判断.
    【详解】在长方体,令平面是平面,
    对于A,若平面为平面,直线为直线,直线为直线,
    显然,,,此时直线是异面直线,不平行,故A错误;
    对于B,若平面为平面,
    则,直线为直线,直线为直线,
    显然,但,此时直线不与平面平行,故B错误;
    对于C,若平面为平面,直线为直线,直线为直线,
    显然,,,此时直线平行,不垂直,故C错误;
    对于D,过直线作平面与平面相交,设交线为,
    因为,,,且,可得,
    又因为,,则,所以,故D正确.
    故选:D.
    5.A
    【分析】作出辅助线,根据线面垂直的判定定理得到⊥平面,故平面即为平面,得到截面的形状.
    【详解】连接,
    因为平面,平面,
    所以,
    又四边形为正方形,所以,
    又,平面,
    所以平面,
    因为平面,
    所以,
    同理可证明,
    因为,平面,
    故平面,
    故平面即为平面,
    则截该正方体所得截面的形状为三角形.
    故选:A
    6.B
    【分析】根据条件确定点P的位置,利用线面平行把点到平面的距离分别转化点到平面的距离求解即可.
    【详解】在棱长为2的正方体中,平面,平面,
    则,由,得,
    在中,,则,即点为中点,
    又平面,平面,因此平面,
    于是点到平面的距离等于点到平面的距离,同理点到平面的距离
    等于点到平面的距离,连接,过分作的垂线,垂足分别为,如图,

    由,得,解得,
    在中,,则,
    所以点到平面的距离之和为.
    故选:B
    7.D
    【分析】不妨记正方体为,设对角线分别交平面和平面于点,,可推出即为平面与平面的距离,结合等体积法求得,结合对称性求得即可.
    【详解】如图,不妨记正方体为,,,
    故四边形是平行四边形,所以,
    又,分别为,的中点,
    所以,同理,
    所以,又平面,平面,
    所以平面,同理平面,
    又,,平面,
    所以平面平面,
    设对角线分别交平面和平面于点,,
    因为平面,平面,
    所以,
    连接,因为分别为的中点,
    故,又,平面,,
    所以平面,又平面,
    所以,同理,
    又,,平面,
    所以平面,
    又平面平面,
    所以平面,
    即为平面与平面的距离,
    则,
    由正方体棱长为得,
    由题意得,为等边三角形,
    故,
    根据,
    得,
    解得,
    根据对称性知,
    所以,
    则平面与平面的距离为.
    故选:D
    【点睛】方法点睛:求点到平面的距离方法,一是建立空间直角坐标系,利用空间向量求解;二是利用等体积法求解;三是作出辅助线,在三角形中结合余弦定理等方法进行求解.
    8.B
    【分析】根据题意结合图形得到是“刍童”其中一条侧棱与与底面所成角的平面角,从而求得该刍童的高,进而根据刍童的体积公式即可求得结果.
    【详解】连接,交于点,连接,交于点,连接,过作,如图,
    .
    因为“刍童”上、下底面均为正方形,且每条侧棱与底面所成角的正切值均相等,
    所以底面,又,所以底面,
    所以是“刍童”其中一条侧棱与底面所成角的平面角,则,
    因为,所以,
    易知四边形是等腰梯形,则,
    所以在中,,则,即“刍童”的高为,
    则该刍童的体积.
    故选:B.
    9.AD
    【分析】根据直线与平面的位置关系,由线面垂直、线面平行的性质逐项判断即可得出结论.
    【详解】对于A,若,是两个不同的平面,则可得,即A正确;
    对于B,若,当都平行于两平面的交线时,,可知B错误;
    对于C,若,则可能会,即C错误;
    对于D,若,又为异面直线,所以,即D正确.
    故选:AD
    10.ABC
    【分析】由题意分别进行判断,错误的选项指明错误点.
    【详解】对,需要补上不平行才成立,否则可能与相交或平行,故错误;
    对,若,则或,故错误;
    对,有可能且且,故错误;
    对D,若,则,故D正确.
    故选:ABC.
    11.BD
    【分析】过作直线,则为平面与平面的交线,取中点中点F,连接,求得可判断A;取中点中点H,连接,可得,,可判断B;由已知可知当Q在正方形各边中点时,与底面所成的角最大,可得,判断C;作垂直于,连接,则为二面角的平面角,求得二面角范围是,判断D.
    【详解】已知所有棱长都相等,不妨设为1.
    对于A:过S作直线,因为,所以,
    所以为平面与平面的交线,
    取中点中点F,连接,由正四棱锥,
    可得,所以,
    所以为二面角的平面角,连接,
    在中,
    所以平面与平面不垂直,故A错误;
    对于B:取中点中点H,连接,
    因为,又平面 ,平面,
    所以平面,平面,又,
    所以平面平面,所以当时,平面,这样的点P有无穷多,故B正确;
    对于C:由已知可知当Q在正方形各边中点时,与底面所成的角最大,,所以,所以不布存Q使得与底面成的角为,故C错误;
    对于D:作垂直于,连接,
    因为平面,又平面,所以,
    又,所以平面,因为平面,所以,
    因为则为二面角的平面角,
    当都无限向点B靠拢时,;当时,,
    所以二面角范围是,故D正确.
    故选:BD.
    12.ACD
    【分析】选项A可以分别求正四棱锥和正四面体的体积即可;
    选项C先确定二面角的平面角为,在三角形中利用余弦定理可得;
    选项D先根据二面角与二面角的关系确定四点共面,再证得平面平面,三个侧面都是平行四边形即可;
    选项B根据选项D三棱柱有5个面,可判断错误.
    【详解】
    如图:在正四面体中中,为的中点,连接,连接作于,
    则为的中心,为正四面体中的高,
    因, ,,,

    在正四面体中中,为的中点,所以,,
    故为二面角的一个平面角,
    如图:在正四棱锥中,由题意,
    连接,交于点,连接,则为正四棱锥的高,
    ,,

    该几何体的体积为,故A正确,
    取的中点,连接,,
    由题意正四棱锥的棱长都为1,所以,,
    故即为二面角的一个平面角,
    其中,,
    在中,,故C正确,
    因,可知二面角与二面角所成角互补,
    故平面与为同一平面,同理,平面和平面也为同一平面,
    故该几何体有5个面,B错误,
    因四点共面,且和都为等边三角形,易知,且,故侧面为平行四边形,
    又平面,平面,所以平面,
    同理平面,且侧面为平行四边形,
    又,平面,平面,
    所以平面平面,又侧面为正方形,
    故多面体即为三棱柱,故D正确,
    故选:ACD
    13.AC
    【分析】根据线面的垂直可判断线线垂直,判断A;根据棱锥的体积公式可判断B;根据条件,确定轨迹的形状,结合圆的周长求得轨迹长度或范围,即可判断C,D.
    【详解】对于A,依题意,可知,
    设F为的中点,连接,则,
    而平面,故平面,
    平面,故,A正确;
    对于B,将四面体放入长方体中,设长方体的相邻三条棱长分别为,
    则,解得,
    由于,即异面直线和的距离为,且平面,,
    所以四面体的体积为,B错误;
    对于C,由以上分析可知,四面体的外接球半径为,
    由,知点的轨迹为一个圆,设轨迹圆的半径为,
    则,解得,
    所以的轨迹长度为,C正确;
    对于D,由题意可得,
    故的外接圆半径为,
    所以球心到所在平面的距离为,
    设三棱锥的高为h,
    由三棱锥的体积为时,可得,
    故,
    又由,故E点轨迹为外接球上平行于平面且到平面的距离为的两个截面圆,
    其中一个圆为外接球的大圆,
    所以点的轨迹长度大于,D错误,
    故选:AC.
    【点睛】难点点睛:本题考查了四面体中的线面以及线线的位置关系,以及体积和空间几何体中的轨迹问题,难点在于要发挥空间想象,明确空间几何体中的线线位置关系,特别是选项D中要明确E点轨迹,从而确定轨迹长度或其范围.
    14.ABD
    【分析】设点到平面的距离为,结合,求得,可判定A正确;取中点为,连接,,可得截面为直角梯形,进而可判定B正确;结合球的截面的性质,可求得四棱锥外接球的半径为,结合球的表面积公式,可判定C不正确;作和 ,证得平面平面,将与平面所成的角转化为,设,求得,结合二次函数的性质,可判定D正确.
    【详解】对于A选项,因为,,又,且,面,
    所以面,又因为,所以平面,
    因为,且,
    可得到平面的距离为,即三棱锥的高为,
    设点到平面的距离为,且,
    由,可得,得.
    所以点到平面的距离为1,所以A正确;
    对于B选项,因为,所以点为棱的中点,
    取中点为,连接,,则平面即为平面截此四棱锥所得的截面.
    且点是的中点,点为棱的中点,
    所以在中,是的中位线,则,且,
    又因为四边形是正方形,则,所以,
    因为面,且面,面,所以.
    所以四边形是以为下底、为上底,为高的直角梯形,
    因为,在等腰中,,且平分,
    可得,
    则平面截此四棱锥所得截面的面积为,所以B正确;
    对于C选项,又因为,,且,
    所以,即,其中为外接圆半径,
    因为正方形的中心到面的距离等于其边长的一半,即,故四棱锥外接球的半径为.
    所以四棱锥外接球的表面积为,所以C不正确;
    对于D选项,过点作,再过点作,使得分别在线段上,连接.
    根据线面平行的判定定理,可得平面,平面,
    因为,且平面,所以平面平面,
    又因为平面,所以平面,即平面.
    所以即为与平面所成的角,即为与平面所成的角.
    由于平面,在平面内,故.
    从而在直角中,可得.
    设,由,可得,
    所以,所以.
    由于,故在中,由余弦定理可得,
    在中,由余弦定理可得,
    在直角中,可得,且当时,不等号取等.
    所以的最大值是,所以D正确.
    故选:ABD.
    【点睛】解题方法点拨:
    1、立体几何中的动态问题主要包括:空间动点轨迹的判断,求解轨迹的长度及动角的范围等问题;
    2、解答方法:一般时根据线面平行,线面垂直的判定定理和性质定理,结合圆或圆锥曲线的定义推断出动点的轨迹,有时也可以利用空间向量的坐标运算求出动点的轨迹方程;
    3、对于线面位置关系的存在性问题,首先假设存在,然后再该假设条件下,利用线面位置关系的相关定理、性质进行推理论证,寻找假设满足的条件,若满足则肯定假设,若得出矛盾的结论,则否定假设;
    4、对于探索性问题用向量法比较容易入手,一般先假设存在,设出空间点的坐标,转化为代数方程是否有解的问题,若由解且满足题意则存在,若有解但不满足题意或无解则不存在.
    15. /
    【分析】由题意,根据线面平行的判定定理和面面平行的判定定理可证得平面平面,由面面平行的性质确定点的轨迹为线段,且当取最小值时,建立如图空间直角坐标系,利用空间向量法求解点线距离即可.
    【详解】如图所示,因为且,故四边形为平行四边形,则,
    因为平面平面,所以平面,
    同理可证平面,因为平面,
    所以平面平面,因为平面,要使得平面,
    则平面,因为平面平面,
    故点的轨迹为线段,当取最小值时,,则为的中点,
    则.
    以为原点,的方向分别为,轴建立空间直角坐标系,
    易知,
    取,
    则,
    所以点到直线的距离为.
    故答案为:;
    【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是通过平面平面确定点的轨迹为线段,即当时取最小值,注重考查学生的数学运算和逻辑推理能力.
    16.
    【分析】作出辅助线,判断出当四点共面时,点A到的距离最大,进而算出,最后得到答案.
    【详解】如图,过作⊥,交于,过A作⊥,交于,
    因为在中,,,
    则,当四点共面时,点A到的距离最大.
    因为⊥,所以是BC与平面所成的角,则,则,
    于是,,即A到的最大距离为.
    故答案为:.
    17.(1)见解析
    (2)
    【分析】(1)根据中位线定理和面面平行的判定定理即可证明;
    (2)根据等体积法即可求解.
    【详解】(1)因为底面是矩形,AC与BD交于点O
    所以O为AC中点,
    点E是棱PA的中点,F分别是棱PB的中点,
    所以OE为三角形的中位线,OF为三角形的中位线,
    所以,,
    平面,平面,平面,
    平面,平面,平面,
    而,平面,平面,
    平面平面.
    (2)因为底面ABCD是矩形,,,
    所以为等边三角形,所以,
    所以,
    根据体积相等法可知,

    故三棱锥的体积为.
    18.(1)证明见解析
    (2)
    【分析】(1)根据线面平行的判定定理,证出平面,然后根据平面平面,利用线面平行的性质定理证出;
    (2)连接,取中点,连接、,根据线面垂直的判定定理,证出平面,可得是直线与平面的所成角,然后在中利用锐角三角函数的定义算出答案.
    【详解】(1)证明:平面与直线相交于点,平面平面,
    四边形是菱形,,
    平面,平面,平面,
    平面,平面平面,

    (2)连接,取中点,连接、,
    菱形中,,,是等边三角形,
    是中点,,
    平面,平面,,
    、平面,,平面.
    是直线与平面的所成角,
    是中点,,.
    平面,平面,,
    为中点,,中,,
    等边中,高,
    中,,
    可得,即直线与平面的所成角等于.
    题号
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8


    答案
    B
    A
    C
    A
    A
    D
    AC
    ABD


    题号
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    答案
    D
    D
    B
    D
    A
    B
    D
    B
    AD
    ABC
    题号
    11
    12
    13
    14






    答案
    BD
    ACD
    AC
    ABD






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