2023-2024学年高中数学苏教版2019必修二同步试题 13.2.4平面与平面位置关系(1)平面与平面平行的判定与性质(含解析)

文档属性

名称 2023-2024学年高中数学苏教版2019必修二同步试题 13.2.4平面与平面位置关系(1)平面与平面平行的判定与性质(含解析)
格式 zip
文件大小 2.0MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 数学
更新时间 2023-09-14 09:17:09

文档简介

13.2.4平面与平面位置关系(1)平面与平面平行的判定与性质
一、单选题
1.已知,是相异两平面,,是相异两直线,则下列命题中不正确的是(  )
A.若∥,,则
B.若,,则∥
C.若,,则
D.若∥,,则∥
【答案】D
【解析】
【分析】
将上面条件放到长方体或正方体中,再结合性质定理和判定定理即可判断结论是否成立.
【详解】
因为,是相异两平面,,是相异两直线,知:
对于A:若∥,,则,故A正确;
对于B:若,,则∥,故B正确;
对于C:若,,则,故C正确;
对于D:若∥,,则与相交、平行或异面,故D不正确.
故选:D.
2.设为两个不同的平面,则的充要条件是( )
A.内有无数条直线与平行
B.垂直于同一平面
C.平行于同一条直线
D.内的任何直线都与平行
【答案】D
【解析】
【分析】
根据面面平行、相交的知识确定正确选项.
【详解】
A选项,内有无数条直线与平行,与可能相交,A选项错误.
B选项,垂直于同一平面,与可能相交,B选项错误.
C选项,平行于同一条直线,与可能相交,C选项错误.
D选项,内的任何直线都与平行,则,D选项正确.
故选:D
3.在三棱台中,点在上,且,点是三角形内(含边界)的一个动点,且有平面平面,则动点的轨迹是( )
A.三角形边界的一部分 B.一个点
C.线段的一部分 D.圆的一部分
【答案】C
【解析】
【分析】
过作交于,连接,证明平面平面,得,即得结论.
【详解】
如图,过作交于,连接,
,平面,平面,所以平面,
同理平面,又,平面,
所以平面平面,所以,(不与重合,否则没有平面),
故选:C.
4.如图是某几何体的平面展开图,其中四边形ABCD为正方形,其余均为等腰三角形,E,F,G,H 分别为的中点. 则在此几何体中,给出下列结论,其中正确的结论是( )
A.直线平面
B.直线与平面相交
C.直线平面
D.平面平面
【答案】D
【解析】
【分析】
根据题意作出立体图形如图所示.连接,则四点构成平面,然后根据线面、面面的平行,垂直的判定定理判断即可
【详解】
作出立体图形如图所示.连接四点构成平面.
对于A,根据图形可知直线与平面相交,两者不平行;
对于B,连接,设的中点为M,则M也是的中点,所以,又平面,平面,所以平面,故B错误;
对于C,由图知与不垂直,故C错误;
对于D,因为E,F分别是的中点,所以.又平面,平面,所以平面.同理, 平面.又,平面,平面,所以平面平面,故D正确,
故选:D.
5.如图,平面平面,,是内不同的两点,,是内不同的两点,,分别是线段,的中点,则下列所有正确判断的编号是( )
①当,共面时,直线
②当时,,两点不可能重合
③当,是异面直线时,直线一定与平行
④可能存在直线与垂直
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
【答案】A
【解析】
【分析】
对于①,由面面平行的性质定理判断即可,对于②,如图判断,对于③④,连接,取的中点,连接,则可得平面与平面都平行,从而可进行判断
【详解】
解:对于①,当,共面时,则平面平面,平面平面,因为平面平面,所以,所以①正确;
对于②,如图,当时,成立,而此时,两点重合,所以②错误;
对于③,如图,连接,取的中点,连接,因为,分别是线段,的中点,所以∥,∥,因为,,所以∥,∥,因为平面平面,所以∥,因为,所以平面∥,平面∥,因为平面,所以直线一定与平行,所以③正确,
对于④,由①可知,当,共面时,∥,因为,所以∥,由③可知,当,是异面直线时,直线一定与平行,综上,∥,所以④错误,
故选:A
6.正方体中,,分别为,的中点,平面与平面的交线为,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
利用面面平行的性质定理转化到,再逐项分析求解即可.
【详解】
面平行于面
平面平面
平面与平面的交线为
由面面平行的性质定理可知,
有在正方形中,,
故三角形与三角形全等,设

故,故D对
显然
不垂直,故错误
不平行,故错误
显然不平行,故错误.
故选:D
【点睛】
本题不需要作出直线,只需要利用面面平行的性质定理将条件合理转化到,在平面中判断成立即可.体现了立体几何中空间问题平面化的基本方法.
二、多选题
7.如图,在正方体中,E为的中点,则下列条件中,能使直线平面的有( )
A.F为的中点 B.F为的中点 C.F为的中点 D.F为的中点
【答案】ACD
【解析】
【分析】
取棱的中点,说明与共面,证明平面平面,即可得.
【详解】
如图,分别是棱的中点,易证与共面,由,平面,平面,则平面,同理平面,而是平面内相交直线,则得平面平面,平面,则平面,观察各选项,ACD满足,
故选:ACD.
8.如图,在下列四个正方件中,A,B为正方件的两个顶点,M,N,P为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线与平面平行的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【分析】
对于选项A:结合已知条件利用线线平行证明面面平行,然后利用面面平行的性质证明线面平行;对于选项BD:利用线线的位置关系即可判断线面的位置关系;对于选项C:利用线面平行的判定定理即可求解.
【详解】
对于A选项:过A作正方体的面对角线,且,如下图所示:
由已知条件可知,,
又因为,,
所以平面平面,
又因为平面,所以平面,故A正确;
对于B选项:连接正方体底面对角线BC和EF,相交于O,且BC与MP交于H,连接ON,
如下图所示:
由上图可知,O为的中点,故,
因为与平面相交,所以也与平面相交,故B错误;
对于选项C:连接NP所在面的正方体的面对角线EF,且,如下图所示:
由已知条件和正方体的结构特征可知,,
因为平面,平面,
所以平面,故C正确;
对于选项D:连接NP所在面的正方体的面对角线EF,且,如下图所示:

因为EF和NP相交,且平面,所以EF和平面相交,
从而与平面相交,故D错误.
故选:AC.
三、填空题
9.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,过BB1的中点E作一个与平面ACB1平行的平面交AB于M,交BC与N,则MN=________AC.
【答案】##
【解析】
【分析】
由面面平行的性质结合已知可得∥,∥,再由,可得,然后由三角形中位线定理可求得结果
【详解】
∵平面∥平面,
平面平面,平面平面,
平面平面,平面平面,
∴∥,∥.
∵,∴.
∴∥,.
故答案为:
10.设平面,直线,则___________.
【答案】9
【解析】
【分析】
根据题意作出可能的示意图,根据面面平行的性质,可得到线线平行,从而列出比例式,解得答案,
【详解】
根据题意可作图如下:
因为直线,故可设它们确定的平面为m,
则m和α的交线为AC,和β的交线为BD,
因为 ,故 ,
故 ,即,则 ,
故答案为:9.
四、解答题
11.如图,正方形为圆柱的轴截面,是圆柱上异于的母线,分别是的中点,.
(1)证明:平面;
(2)设平面与圆所在平面的交线为,证明:平面.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
【解析】
【分析】
(1)连接、,根据圆柱的性质可得四边形为平行四边形,即可得到
为的中点,从而得到,即可得证;
(2)根据面面平行的性质得到,即可得证;
(1)
证明:如图连接、,
根据圆柱的性质可得且,所以四边形为平行四边形,
因为为的中点,所以为的中点,又为的中点,所以,
因为平面,平面,
所以平面,
(2)
证明:根据圆柱的性质可得圆平面,
又平面圆,平面平面,
所以,
因为平面,平面,所以平面;
12.如图,已知是棱长为3的正方体,点E在上,点F在上,G在上,且.H是的中点.
(1)求证:B、E、、F四点共面;
(2)求证:平面平面.
【答案】(1)证明见解析;
(2)证明见解析﹒
【解析】
【分析】
(1)在上取一点N使得,连接CN,EN,证明四边形为平行四边形即可证四点共面;
(2)由(1)知,可得平面;取BG中点为I,连接,易证∥HG∥BF,由此可得,HG∥平面,从而可得结论.
(1)
如图:
在上取一点N使得,连接CN,EN,则,则,
又∵,∴四边形是平行四边形,
∴且.
同理四边形DNEA是平行四边形,∴,且,
又且,∴且,
∴四边形CNEB是平行四边形,
∴且,
∴且,
∴四边形为平行四边形,从而B、E、、F四点共面;
(2)
由(1)知,,平面,平面,
∴平面,①
取BG中点为I,连接,则G是,H是,∴∥HG,
且BI∥,BI=,∴四边形BI是平行四边形,∴∥BF,
∴BF∥HG,∵BF平面,HG平面,
∴平面,②
由①②,且,HG 平面,
∴平面平面.
13.如图所示,在正方体中,为底面的中心,是的中点,设是上的点,问:当点在什么位置时,平面平面?
【答案】当为的中点时,证明见解析.
【解析】
【分析】
证得平面和平面,根据面面平行的判定定理即可得出结论.
【详解】
当为的中点时,平面平面.
连接,因为为的中点,为的中点,所以.
又,所以且,
所以四边形为平行四边形,所以.
又平面,平面,
所以平面.连接,则,
又为的中点,为的中点,
所以.平面,平面,
所以平面.
又,所以平面平面.13.2.4平面与平面位置关系(1)平面与平面平行的判定与性质
一、单选题
1.已知,是相异两平面,,是相异两直线,则下列命题中不正确的是(  )
A.若∥,,则
B.若,,则∥
C.若,,则
D.若∥,,则∥
2.设为两个不同的平面,则的充要条件是( )
A.内有无数条直线与平行
B.垂直于同一平面
C.平行于同一条直线
D.内的任何直线都与平行
3.在三棱台中,点在上,且,点是三角形内(含边界)的一个动点,且有平面平面,则动点的轨迹是( )
A.三角形边界的一部分 B.一个点
C.线段的一部分 D.圆的一部分
4.如图是某几何体的平面展开图,其中四边形ABCD为正方形,其余均为等腰三角形,E,F,G,H 分别为的中点. 则在此几何体中,给出下列结论,其中正确的结论是( )
A.直线平面
B.直线与平面相交
C.直线平面
D.平面平面
5.如图,平面平面,,是内不同的两点,,是内不同的两点,,分别是线段,的中点,则下列所有正确判断的编号是( )
①当,共面时,直线
②当时,,两点不可能重合
③当,是异面直线时,直线一定与平行
④可能存在直线与垂直
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
6.正方体中,,分别为,的中点,平面与平面的交线为,则( )
A. B. C. D.
二、多选题
7.如图,在正方体中,E为的中点,则下列条件中,能使直线平面的有( )
A.F为的中点 B.F为的中点 C.F为的中点 D.F为的中点
8.如图,在下列四个正方件中,A,B为正方件的两个顶点,M,N,P为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线与平面平行的是( )
A. B.
C. D.
三、填空题
9.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,过BB1的中点E作一个与平面ACB1平行的平面交AB于M,交BC与N,则MN=________AC.
10.设平面,直线,则___________.
四、解答题
11.如图,正方形为圆柱的轴截面,是圆柱上异于的母线,分别是的中点,.
(1)证明:平面;
(2)设平面与圆所在平面的交线为,证明:平面.
12.如图,已知是棱长为3的正方体,点E在上,点F在上,G在上,且.H是的中点.
(1)求证:B、E、、F四点共面;
(2)求证:平面平面.
13.如图所示,在正方体中,为底面的中心,是的中点,设是上的点,问:当点在什么位置时,平面平面?