高中人教B版 (2019)1.2.1 空间中的点、直线与空间向量精品综合训练题

这是一份高中人教B版 (2019)1.2.1 空间中的点、直线与空间向量精品综合训练题，共10页。

一、选择题


1. （2020绥德中学高二期末）已知向量 ， ，分别是直线 、 的方向向量，若 ，则（ ）


A． ，B． ，


C． ，D． ，


【答案】D


【解析】∵∥，∴ ∥ ，∴，∴．选D．


2．（2020驻马店市基础教学研究室高二期末）空间直角坐标中A(1，2，3)，B(－1，0，5)，C(3，0，4)，D(4，1，3)，则直线AB与CD的位置关系是( )


A．平行B．垂直


C．相交但不垂直D．无法确定


【答案】A


【解析】∵空间直角坐标系中，A（1，2，3），B（﹣1，0，5），C（3，0，4），D（4，1，3），


∴=（﹣2，﹣2，2），=（1，1，﹣1），∴=﹣2，


∴直线AB与CD平行．故选：A．


3．（2020台州市书生中学高二期末）在棱长为3的正方体中，为线段中点，为线段上靠近的三等分点，则异面直线与所成角的余弦值为( )


A．B．C．D．


【答案】B


【解析】如图建立空间直角坐标系，则知，，，，


所以，，所以.





4．（2020四川省绵阳南山中学高二月考）如图所示，在正方体中，点E为线段的中点，点F在线段上移动，异面直线与所成角最小时，其余弦值为（ ）





A．0B．C．D．


【答案】C


【解析】以为原点，为轴，为轴，为轴，建立空间直角坐标系，在正方体中, 点E为线段的中点，设正方体棱长为2，


则，,





设，，设异面直线与的夹角为，


则,异面直线与所成角最小时，则最大，即时，.故选：C.


5．（多选题）（2020山东菏泽三中高二月考）如图，一个结晶体的形状为平行六面体，其中，以顶点A为端点的三条棱长都相等，且它们彼此的夹角都是60°，下列说法中正确的是（ ）





A．B．


C．向量与的夹角是60°D．与AC所成角的余弦值为


【答案】AB


【解析】以顶点A为端点的三条棱长都相等, 它们彼此的夹角都是60°，可设棱长为1,则





，而


， 所以A正确.


=0,所以B正确.向量,显然 为等边三角形，则.所以向量与的夹角是 ,向量与的夹角是,则C不正确；又，


则，





所以，所以D不正确.故选：AB


6.（多选题）（2020苏州大学附属中学高二月考）如图，在棱长为1的正方体中，分别为棱的中点.为面对角线上任一点，则下列说法正确的是（ ）





A．平面内存在直线与平行


B．平面截正方体所得截面面积为


C．直线和所成角可能为60°


D．直线和所成角可能为30°


【答案】BC


【解析】对于选项A，在正方体中，，在平面中，直线相交，所以直线与平面相交，故直线与平面相交，则平面不存在直线与平行，所以选项A错误；对于选项B，连接分别为棱的中点，所以，在正方体中，，所以，连，则梯形为所求的截面，，所以等腰梯形的高为


，所以梯形的面积为，选项B正确；对于选项C,D，以为坐标原点，所在的直线分别为轴，建立空间直角坐标系，，设，


，，


，


令，，


，，而，


直线和所成角可能为60°，但不可能为30°，选项C正确，选项D错误.故选：BC.





二、填空题


7．（2020湖南张家界高二期末）已知直线的一个方向向量，且直线过和两点，则______.


【答案】0


【解析】解：和，， 因为直线的一个方向向量为，故设．，，．解得，．


．


8．（2020武汉外国语学校高二月考）如图，正三棱锥的侧棱长为3，底面边长为2，则与所成角的余弦值为______.





【答案】


【解析】设与的夹角为，则与的夹角也是，





则与所成角的余弦值为.


9.（2020北京市陈经纶中学高二期中）如图，在长方体中，设，，则__________，__________.





【答案】;


【解析】以为原点建立空间直角坐标系如下图所示，则


.


所以，


所以，.





10.如图,在三棱锥S-ABC中,SA⊥平面ABC,AB⊥BC,且SA=AB=BC=1,则异面直线SB与AC之间的距离为 .





【答案】33


【解析】构造如图所示正方体.





取AB的中点O,连接OD交AC于点E,连接OM交SB于点F,由平面几何知识可知,OF=13OM,OE=13OD,所以EF∥13DM.又因为AC⊥BD,AC⊥BM,


所以AC⊥平面BDM,AC⊥DM,因为EF∥13DM,所以AC⊥EF.


同理可证SB⊥DM,所以SB⊥EF.


所以EF是异面直线AC和SB的公垂线段.所以EF=13DM=33.


三、解答题


11.（2020全国高二课时练）如图，，原点是的中点，点的坐标为，，，点在平面上，且，．





（1）求向量的坐标．


（2）求与的夹角的余弦值．


【解析】（1）过作于，


则，，


所以的坐标为，


又因为，所以．


（2）依题设有点坐标为，所以，，


则与的夹角的余弦值为．





12. （2020江西崇仁高二期中）如图所示，直三棱柱ABC—A1B1C1中，CA=CB=1，∠BCA=90°，棱AA1=2，M、N分别是A1B1、A1A的中点.


（1）求的长；


（2）求cs<>的值；


（3）求证：A1B⊥C1M.





【解析】以为原点，分别为轴，轴，轴建立空间直角坐标系．


（1）依题意得出；


（2）依题意得出





∴﹤﹥=


（3）证明：依题意将