高考数学一轮复习 练案（45）第七章 立体几何 第四讲 直线、平面平行的判定与性质（含解析）-人教版高三数学试题

[练案45]第四讲直线、平面平行的判定与性质A组基础巩固一、单选题1．(2020·河南省开封市模拟)已知直线m，n和平面α，n⊂α，则“m∥n”是“m∥α”的(D)A．充分不必要条件 B．必要不充分条件C．充要条件 D．既不充分也不必要条件[解析]n⊂α，m∥n，当m⊂α时，m∥α，m∥α，n⊂α⇒m∥n或m、n异面即m∥n，故“m∥n”是“m∥α”的既不充分也不必要条件．2．(2020·辽宁沈阳东北育才学校模拟)在空间中，下列命题中为真命题的是(D)A．垂直于同一直线的两条直线平行B．平行于同一平面的两条直线平行C．垂直于同一平面的两个平面平行D．平行于同一平面的两个平面平行3．(2019·陕西西安模拟)在空间四边形ABCD中，E，F分别为AB，AD上的点，且AE︰EB＝AF︰FD＝1︰4，H，G分别是BC，CD的中点，则(B)A．BD∥平面EFG，且四边形EFGH是平行四边形B．EF∥平面BCD，且四边形EFGH是梯形C．HG∥平面ABD，且四边形EFGH是平行四边形D．EH∥平面ADC，且四边形EFGH是梯形[解析]如图，由条件知EF∥BD，EF＝eq\f(1,5)BD，HG∥BD，HG＝eq\f(1,2)BD，∴EF∥HG且EF＝eq\f(2,5)HG，∴四边形EFGH为梯形，∵EF∥BD，EF⊄平面BCD，BD⊂平面BCD，∴EF∥平面BCD.故选B.4．(2019·青岛二模)已知m，n是两条不重合的直线，α，β，γ是三个不重合的平面，则α∥β的一个充分条件是(D)A．m∥α，m∥βB．α⊥γ，β⊥γC．m⊂α，n⊂β，m∥nD．m，n是异面直线，m⊂α，m∥β，n⊂β，n∥α[解析]A中，α，β可能相交，故错误；B不正确，如正方体中过同一个顶点的三个平面的关系；C中α，β可能相交，故错误；根据直线与平面平行的性质定理及平面与平面平行的判定定理可知D正确．5．(2019·山东泰安期末)有两条不同的直线m，n与两个不同的平面α，β，下列命题正确的是(A)A．m⊥α，n∥β，且α∥β，则m⊥nB．m⊥α，n⊥β，且α⊥β，则m∥nC．m∥α，n⊥β，且α⊥β，则m∥nD．m∥α，n∥β，且α∥β，则m∥n[解析]对于A，由m⊥α，n∥β，且α∥β得m⊥n，故正确；对于B，由m⊥α，n⊥β，α⊥β得m⊥n，故错误；对于C，由m∥α，n⊥β，且α⊥β得m∥n或m，n相交或异面，故错误；对于D，由m∥α，n∥β，且α∥β得m，n的关系可以是相交或平行或异面，故错误．故选A.6．若P为异面直线a，b外一点，则过P且与a，b均平行的平面(B)A．不存在 B．零个或一个C．可以有两个 D．有无数多个[解析]记a与P所确定的平面为α，当b∥α时，与a，b均平行的平面不存在，当b不平行α时，与a，b均平行的平面有一个，故选B.7．(2019·衡水中学调研卷)如图，P为平行四边形ABCD所在平面外一点，E为AD的中点，F为PC上—点，当PA∥平面EBF时，eq\f(PF,FC)＝(D)A．eq\f(2,3) B．eq\f(1,4)C．eq\f(1,3) D．eq\f(1,2)[解析]连接AC交BE于点G，连接FG，因为PA∥平面EBF，PA⊂平面PAC，平面PAC∩平面EBF＝FG，所以PA∥FG，所以eq\f(PF,FC)＝eq\f(AG,GC).因为AD∥BC，AD＝BC，E为AD的中点，所以eq\f(AG,GC)＝eq\f(AE,BC)＝eq\f(1,2)，所以eq\f(PF,FC)＝eq\f(1,2).8．(2017·课标全国Ⅰ)如图，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(A)[解析]B选项中，AB∥MQ，且AB⊄平面MNQ，MQ⊂平面MNQ，则AB∥平面MNQ；C选项中，AB∥MQ，且AB⊄平面MNQ，MQ⊂平面MNQ，则AB∥平面MNQ；D选项中，AB∥NQ，且AB⊄平面MNQ，NQ⊂平面MNQ，则AB∥平面MNQ.故选A.二、多选题9．已知平面α∥β，点A，C∈α，B，D∈β，直线AB与直线CD交于点S，且AS＝8，BS＝9，CD＝34，则CS的长可能为(AC)A．16 B．18C．272 D．252[解析]本题主要考查两平面平行的性质定理．①当点S在两平行平面之间时，如图1所示，∵直线AB与直线CD交于点S，直线AB与直线CD可确定一个平面γ，且α∩γ＝AC，β∩γ＝BD.∵α∥β，∴AC∥BD，∴eq\f(AS,AB)＝eq\f(CS,CD)，即eq\f(AS,AS＋BS)＝eq\f(CS,CD)，得eq\f(CS,34)＝eq\f(8,17)，解得CS＝16.②当点S在两平行平面的同侧时，如图2所示，由①知AC∥BD，则有eq\f(AS,BS)＝eq\f(CS,DS)，即eq\f(8,9)＝eq\f(CS,CS＋34)，解得CS＝272.故选AC.10．(2020·山东乐陵一中模拟)在正方体ABCD－A1B1C1D1中，下列直线或平面与平面ACD1A．直线A1B B．直线BB1C．平面A1DC1 D．平面A1BC1[解析]如图，A1B∥D1C，又A1B⊄平面ACD1∴A1B∥平面ACD1，A正确；BB1与平面ACD1相交，B错误；DC1与CD1相交，∴平面ACD1与平面A1DC1相交，C错误；∵A1C1∥AC，A1C1⊄平成ACD∴A1C1∥平面ACD1，又A1B∩A1C1＝∴平面ACD1∥平面ABC1，D正确；故选AD.11．(2020·安徽安庆模拟改编)在正方体ABCD－A1B1C1D1中，M、N、Q分别是棱D1C1，A1D1、BC的中点，点P在BD1上且BP＝eq\f(2,3)BD1.则下列四个说法中正确的是(BC)A．MN∥平面APC B．C1Q∥平面APCC．A、P、M三点共线 D．平面MNQ∥平面APC[解析]A．连接MN，AC，则MN∥AC，连接AM、CN，易得AM、CN交于点P，即MN⊂平面APC，所以MN∥平面APC是错误的；B．由A知M、N在平面APC内，由题易知AN∥C1Q，所以C1Q∥平面APC是正确的；C．由A知，A，P，M三点共线是正确的；D．由A知MN⊂平面APC，又MN⊂平面MNQ，所以平面MNQ∥平面APC是错误的．故选B、C.三、填空题12．(2019·桂林二模)已知a，b，c为三条不重合的直线，α，β为两个不重合的平面，给出下列四个命题：①a∥b，b∥c⇒a∥c；②a∥α，b∥α⇒a∥b；③a∥α，β∥α⇒a∥β；④a⊄α，b⊂α，a∥b⇒a∥α.其中正确的命题是__①④__.(写出所有正确命题的序号)[解析]根据线线平行的传递性，可知①正确；若a∥α，b∥α，则a，b可能平行、相交、异面，故②不正确；若a∥α，β∥α，则a∥β或a⊂β，故③不正确；由线面平行的判定定理可知④正确．故正确的命题是①④.13.如图所示，在正四棱柱ABCD－A1B1C1D1中，E，F，G，H分别是棱CC1，C1D1，D1D，DC的中点，N是BC的中点，点M在四边形EFGH及其内部运动，则M只需满足条件__点M在线段FH上(或点M与点H重合)__时，就有MN∥平面B1BDD1[解析]连接HN，FH，FN，则FH∥DD1，HN∥BD，∴平面FHN∥平面B1BDD1，只需M∈FH，则MN⊂平面FHN，∴MN∥平面B1BDD1.四、解答题14．如图，四棱锥P－ABCD的底面ABCD是平行四边形，E，F分别是棱AD，PC的中点．证明：EF∥平面PAB.[解析]证明：如图，取PB的中点M，连接MF，AM.因为F为PC的中点，故MF∥BC且MF＝eq\f(1,2)BC.由已知有BC∥AD，BC＝AD.因为E为AD的中点，即AE＝eq\f(1,2)AD＝eq\f(1,2)BC，所以MF∥AE且MF＝AE，故四边形AMFE为平行四边形，所以EF∥AM.又AM⊂平面PAB，而EF⊄平面PAB，所以EF∥平面PAB.注：本题也可取BC的中点H，通过证平面EFH∥平面PAB得结论；也可连CE并延长交BA的延长线于H，证EF∥PH即可．15．(2020·四省八校联考)如图，在四棱锥P－ABCD中，底面ABCD是菱形，点M在线段PC上，PD＝BD＝BC＝eq\r(3)，N是线段PB的中点，且三棱锥M－BCD的体积是四棱锥P－ABCD的体积的eq\f(1,6).(1)若H是PM的中点，证明：平面ANH∥平面BDM；(2)若PD⊥平面ABCD，求点D到平面BCM的距离．[解析](1)证明：连接AC交BD于点O，连接OM，由题可知：由VM－DCD＝eq\f(1,6)VP－ABCD可知：MC＝eq\f(1,3)PC，则MC＝eq\f(1,2)HC，所以OM∥AH，且NH∥BM，且AH∩NH＝H，所以平面ANH∥平面MDB.(2)由题可知，M到平面BCD的距离为eq\f(\r(3),3)，VM－BCD＝eq\f(1,4)，在Rt△PDC中，PD＝CD＝eq\r(3)，∴PC＝eq\r(6)，在△PBC中，由余弦定理可知：cos∠PCB＝eq\f(\r(2),4)，sin∠PCB＝eq\f(\r(14),4)，在△BCM中，CM＝eq\f(\r(6),3)，BC＝eq\r(3)，设点D到平面BCM的距离为h，则VM－DCD＝VD－DCM＝eq\f(1,4)⇒h＝eq\f(3\r(7),7)，所以点D到平面BCM的距离为eq\f(3\r(7),7).16．(2019·合肥质检)如图，在多面体ABCDEF中，四边形ABCD是正方形，BF⊥平面ABCD，DE⊥平面ABCD，BF＝DE，M为棱AE的中点．(1)求证：平面BDM∥平面EFC；(2)若AB＝1，BF＝2，求三棱锥A－CEF的体积．[解析](1)证明：如图，连AC，设AC与BD交于点N，则N为AC的中点，连接MN，又M为棱AE的中点，∴MN∥EC.∵MN⊄平面EFC，EC⊂平面EFC，∴MN∥平面EFC.∵BF⊥平面ABCD，DE⊥平面ABCD，且BF＝DE，∴BF∥DE且BF＝DF，∴四边形BDEF为平行四边形，∴BD∥EF.∵BD⊄平面EFC，EF⊂平面EFC，∴BD∥平面EFC.又MN∩BD＝N，MN，BD⊂平面BDM，∴平面BDM∥平面EFC.(2)连接EN，FN.在正方形ABCD中，AC⊥BD，又BF⊥平面ABCD，∴BF⊥AC.又BF∩BD＝B，BF，BD⊂平面BDEF，∴AC⊥平面BDFF，又N是AC的中点，∴V三棱锥A－NEF＝V三棱锥C－NEF，∴V三棱锥A－CEF＝2V三棱锥A－NEF＝2×eq\f(1,3)×AN×S△NEF＝2×eq\f(1,3)×eq\f(\r(2),2)×eq\f(1,2)×eq\r(2)×2＝eq\f(2,3)，∴三棱锥A－CEF的体积为eq\f(2,3).B组能力提升1．(2019·安徽滁州期末)已知m，n是空间中两条不同的直线，α，β是两个不同的平面，则下列说法中正确的是(B)A．若m⊂α，n⊂β，α∥β，则m∥nB．若m⊂α，α∥β，则m∥βC．若n⊥β，α⊥β，则n∥αD．若m⊂α，n⊂β，α∩β＝l，且m⊥l，n⊥l，则α⊥β2．(2019·甘肃兰州诊断)已知直线m，n和平面α，则m∥n的一个必要条件是(D)A．m∥α，n∥α B．m⊥α，n⊥αC．m∥α，n⊂α D．m，n与平面α成等角[解析]A中，m，n可以都和平面垂直，必要性不成立；B中，m，n可以都和平面平行，必要性不成立；C中，n不一定在平面内，必要性不成立；D中，m，n平行，则m，n与α成的角一定相等，但反之如果两直线m，n与α成的角相等则不一定平行，所以是必要不充分条件，故选D.3．(多选题)(2020·宜昌调研)如图，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分别为侧棱PA，PB的中点，则下列结论正确的是(ABC)A．PC∥平面OMNB．平面PCD∥平面OMNC．OM⊥PAD．直线PD与MN所成角的大小为90°[解析]如图，连接AC，易得PC∥OM，所以PC∥平面OMN，结论A正确．同理PD∥ON，所以平面PCD∥平面OMN，结论B正确．由于四棱锥的棱长均相等，所以AB2＋BC2＝PA2＋PC2＝AC2，所以PC⊥PA，又PC∥OM，所以OM⊥PA，结论C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D错误．故正确的结论为A、B、C.4.(2019·江西吉安一模)如图，在棱长为1的正方体ABCD－A1B1C1D1中，M，N分别是A1D1，A1B1的中点，过直线BD的平面α∥平面AMN，则平面αA．eq\r(2) B．eq\f(9,8)C.eq\r(3) D．eq\f(\r(6),2)[解析]如图1，取B1C1的中点E，C1D1的中点F，连接EF，BE，DF，B1D1，则EF∥B1D1，B1D1∥BD，所以EF∥BD，故EF，BD在同一平面内，连接ME，因为M，E分别为A1D1，B1C1的中点，所以ME∥AB，且ME＝AB，所以四边形所以AM∥BE，又因为BE⊂平面BDFE，AM⊄平面BDFE.所以AM∥平面BDFE，同理AN∥平面BDFE，因为AM∩AN＝A，所以平面AMN∥平面BDFE，所以平面BDFE为平面α，BD＝eq\r(2)，EF＝eq\f(1,2)B1D1＝eq\f(\r(2),2)，DF＝BE＝eq\f(\r(5),2)，等腰梯形BDFE如图2，过E，F作BD的垂线，则四边形EFGH为矩形，∴FG＝eq\r(DF2－DG2)＝eq\r(\f(5,4)－\f(1,8))＝eq\f(3\r(2),4)，故所得截面的面积为eq\f(1,2)×(eq\f(\r(2),2)＋eq\r(2))×e