2021年高考数学一轮精选练习：41《直线、平面平行的判定及其性质》(含解析)

2021年高考数学一轮精选练习：41《直线、平面平行的判定及其性质》一         、选择题1.下列说法中，错误的是(　 　)A.若平面α∥平面β，平面α∩平面γ=l，平面β∩平面γ=m，则l∥mB.若平面α⊥平面β，平面α∩平面β=l，m⊂α，m⊥l，则m⊥βC.若直线l⊥平面α，平面α⊥平面β，则l∥βD.若直线l∥平面α，平面α∩平面β=m，直线l⊂平面β，则l∥m2.已知α，β为平面，a，b，c为直线，下列命题正确的是(　 　)A.a⊂α，若b∥a，则b∥αB.α⊥β，α∩β=c，b⊥c，则b⊥βC.a⊥b，b⊥c，则a∥cD.a∩b=A，a⊂α，b⊂α，a∥β，b∥β，则α∥β 3.下列四个正方体中，A，B，C为所在棱的中点，则能得出平面ABC∥平面DEF的是(　　)4.已知平面α∥平面β，P是α，β外一点，过点P的直线m与α，β分别交于点A，C，过点P的直线n与α，β分别交于点B，D，且PA=6，AC=9，PD=8，则BD=(　 　)A.16        B.24或4.8       C.14        D.20 5.已知m，n，l1，l2表示不同直线，α、β表示不同平面，若m⊂α，n⊂α，l1⊂β，l2⊂β，l1∩l2=M，则α∥β的一个充分条件是(　 　)A.m∥β且l1∥α       B.m∥β且n∥βC.m∥β且n∥l2        D.m∥l1且n∥l2 6.如图，在四棱锥P-ABCD中，AB⊥AD，BC∥AD，PA=AD=4，AB=BC=2，PA⊥平面ABCD，点E是线段AB的中点，点F在线段PA上，且EF∥平面PCD，直线PD与平面CEF交于点H，则线段CH的长度为(　　)A.         B.2          C.2　      D.27.如图所示，侧棱与底面垂直，且底面为正方形的四棱柱ABCD-A1B1C1D1中，AA1=2，AB=1，M，N分别在AD1，BC上移动，始终保持MN∥平面DCC1D1，设BN=x，MN=y，则函数y=f(x)的图象大致是(　 　)  8.如图，在正方体ABCD-A1B1C1D1中，E，F分别为B1C1，C1D1的中点，点P是底面A1B1C1D1内一点，且AP∥平面EFDB，则tan∠APA1的最大值是(　 　)A.           B.1           C.          D.2二         、填空题9.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         　时，就有MN∥平面B1BDD1.(注：请填上你认为正确的一个条件即可，不必考虑全部可能情况) 10.在三棱锥P-ABC中，PB=6，AC=3，G为△PAC的重心，过点G作三棱锥的一个截面，使截面平行于PB和AC，则截面的周长为　  　. 11.如图所示，设正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为a，点P是棱AD上一点，且AP=，过B1，D1，P的平面交平面ABCD于PQ，Q在直线CD上，则PQ=       . 12.已知m，n是两条不同的直线，α，β，γ是三个不同的平面，则下列命题正确的有　　.(写出所有正确命题的序号)①若α⊥γ，β⊥γ，则α∥β；②若m∥n，m∥α，则n∥α；③若α∩β=n，m∥α，m∥β，则m∥n；④若m⊥α，m⊥n，则n∥α. 13.如图是一张矩形白纸ABCD，AB=10，AD=10，E，F分别为AD，BC的中点，现分别将△ABE，△CDF沿BE，DF折起，且A、C在平面BFDE同侧，下列命题正确的是　　.(写出所有正确命题的序号)①当平面ABE∥平面CDF时，AC∥平面BFDE；②当平面ABE∥平面CDF时，AE∥CD；③当A、C重合于点P时，PG⊥PD；④当A、C重合于点P时，三棱锥P-DEF的外接球的表面积为150π. 三         、解答题14.如图所示的一块木料中，棱BC平行于平面A′C′.(1)要经过平面A′C′内的一点P和棱BC将木料锯开，应怎样画线？(2)所画的线与平面AC是什么位置关系？并证明你的结论.       15.如图所示，正方体ABCD-A1B1C1D1中， M，N分别是A1B1，A1D1的中点，E，F分别是B1C1，C1D1的中点.(1)求证：四边形BDFE为梯形；(2)求证：平面AMN∥平面EFDB.          16.如图，四棱锥P-ABCD中，AB∥CD，AB=2CD，E为PB的中点.(1)求证：CE∥平面PAD；(2)在线段AB上是否存在一点F，使得平面PAD∥平面CEF？若存在，证明你的结论，若不存在，请说明理由.           
答案解析1.答案为：C；解析：对于A，由面面平行的性质定理可知为真命题，故A正确；对于B，由面面垂直的性质定理可知为真命题，故B正确；对于C，若l⊥α，α⊥β，则l∥β或l⊂β，故C错误；对于D，由线面平行的性质定理可知为真命题，故D正确.综上，选C. 2.答案为：D；解析：选项A中，b⊂α或b∥α，不正确.B中b与β可能斜交或b在β内，B错误.C中a∥c，a与c异面，或a与c相交，C错误.利用面面平行的判定定理，易知D正确. 3.答案为：B；解析：在B中，如图，连接MN，PN，∵A，B，C为正方体所在棱的中点，∴AB∥MN，AC∥PN，∵MN∥DE，PN∥EF，∴AB∥DE，AC∥EF，∵AB∩AC=A，DE∩EF=E，AB、AC⊂平面ABC，DE、EF⊂平面DEF，∴平面ABC∥平面DEF，故选B. 4.答案为：B；解析：设BD=x，由α∥β⇒AB∥CD⇒△PAB∽△PCD⇒=.①当点P在两平面之间时，如图(1)，则有=，∴x=24；②当点P在两平面外侧时，如图(2)，则有=，∴x=，故选B. 5.答案为：D；解析：对于选项A，当m∥β且l1∥α时，α，β可能平行也可能相交，故A不是α∥β的充分条件；对于选项B，当m∥β且n∥β时，若m∥n，则α，β可能平行也可能相交，故B不是α∥β的充分条件；对于选项C，当m∥β且n∥l2时，α，β可能平行也可能相交，故C不是α∥β的充分条件；对于选项D，当m∥l1，n∥l2时，由线面平行的判定定理可得l1∥α，l2∥α，又l1∩l2=M，由面面平行的判定定理可以得到α∥β，但α∥β时，m∥l1且n∥l2不一定成立，故D是α∥β的一个充分条件，故选D. 6.答案为：C；解析：如图，∵PD与平面CEF交于点H，∴平面CEF∩平面PCD=CH，∵EF∥平面PCD，∴EF∥CH，过点H作HM∥PA交AD于点M，连接CM，∵EF∩AF=F，CH∩HM=H，∴平面AEF∥平面CHM，∵平面AEF∩平面ABCD=AE，平面CHM∩平面ABCD=CM，∴AE∥CM，又BC∥AM，∴四边形ABCM为平行四边形，∴AM=2.又AD=4，∴M是AD的中点，则H为PD的中点，∴CH===2，故选C. 7.答案为：C；解析：如图，过M作MQ∥DD1，交AD于点Q，连接QN.∵MN∥平面DCC1D1，MQ∥平面DCC1D1，MN∩MQ=M，∴平面MNQ∥平面DCC1D1.又平面ABCD与平面MNQ和DCC1D1分别交于QN和DC，∴NQ∥DC，可得QN=CD=AB=1，AQ=BN=x，∵==2，∴MQ=2x.在Rt△MQN中，MN2=MQ2＋QN2，即y2=4x2＋1，∴y2－4x2=1(x≥0，y≥1)，∴函数y=f(x)的图象为焦点在y轴上的双曲线上支的一部分，故选C. 8.答案为：D；解析：如图，分别取A1D1的中点G，A1B1的中点H，连接GH，AG，AH，连接A1C1，交GH，EF于点M，N，连接AM，连接AC，交BD于点O，连接ON.易证MN綊OA，所以四边形AMNO是平行四边形，所以AM∥ON，因为AM⊄平面BEFD，ON⊂平面BEFD，所以AM∥平面BEFD，易证GH∥EF，因为GH⊄平面BEFD，EF⊂平面BEFD，所以GH∥平面BEFD，又AM∩GH=M，AM，GH⊂平面AGH，所以平面AGH∥平面BEFD，所以点P在GH上，当点P与点M重合时，tan∠APA1的值最大.设正方体的棱长为1，则A1P=，所以tan∠APA1的最大值为=2.  一         、填空题9.答案为：点M在线段FH上(或点M与点H重合)；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. 10.答案为：8；解析：过点G作EF∥AC，分别交PA、PC于点E、F，过E、F分别作EN∥PB、FM∥PB，分别交AB、BC于点N、M，连接MN，则四边形EFMN是平行四边形(面EFMN为所求截面)，且EF=MN=AC=2，FM=EN=PB=2，所以截面的周长为2×4=8. 11.答案为：a.解析：如图，∵平面A1B1C1D1∥平面ABCD，而平面B1D1P∩平面ABCD=PQ，平面B1D1P∩平面A1B1C1D1=B1D1，∴B1D1∥PQ.又∵B1D1∥BD，∴BD∥PQ，设PQ∩AB=M，∵AB∥CD，∴△APM∽△DPQ.∴==2，即PQ=2PM.又知△APM∽△ADB，∴==，∴PM=BD，又BD=a，∴PQ=a. 12.答案为：③；解析：对于①，若α⊥γ，β⊥γ，则α与β的位置关系是垂直或平行，故①错误；对于②，若m∥n，m∥α，则n可能在α内或平行于α，故②错误；对于③，若α∩β=n，m∥α，m∥β，根据线面平行的性质定理和判定定理，可以判断m∥n，故③正确；对于④，若m⊥α，m⊥n，则n可能在α内或平行于α，故④错误. 13.答案为：①④；解析：在△ABE中，tan∠ABE=，在△ACD中，tan∠CAD=，所以∠ABE=∠DAC，由题意，将△ABE，△DCF沿BE，DF折起，且A，C在平面BEDF同侧，此时A、C、G、H四点在同一平面内，平面ABE∩平面AGHC=AG，平面CDF∩平面AGHC=CH，当平面ABE∥平面CDF时，得到AG∥CH，显然AG=CH，所以四边形AGHC为平行四边形，所以AC∥GH，进而可得AC∥平面BFDE，故①正确；由于折叠后，直线AE与直线CD为异面直线，所以AE与CD不平行，故②不正确；当A、C重合于点P时，可得PG=，PD=10，又GD=10，∴PG2＋PD2≠GD2，所以PG与PD不垂直，故③不正确；当A，C重合于点P时，在三棱锥P-DEF中，△EFD与△FCD均为直角三角形，所以DF为外接球的直径，即R==，所以外接球的表面积为S=4πR2=4π×2=150π，故④正确.综上，正确命题的序号为①④.  二         、解答题14.解：(1)过点P作B′C′的平行线，交A′B′，C′D′于点E，F，连接BE，CF，作图如下：(2)EF∥平面AC.理由如下：易知BE，CF与平面AC相交，因为BC∥平面A′C′，又因为平面B′C′CB∩平面A′C′=B′C′，所以BC∥B′C′，因为EF∥B′C′，所以EF∥BC，又因为EF⊄平面AC，BC⊂平面AC，所以EF∥平面AC. 15.证明：(1)连接B1D1，∵在△B1D1C1中，E，F分别是B1C1，C1D1的中点，∴EF∥B1D1且EF=B1D1，又知四边形BDD1B1为矩形，∴BD綊B1D1，∴EF∥BD且EF=BD.∴四边形BDFE为梯形.(2)连接FM，在△A1B1D1中，M，N分别为A1B1，A1D1的中点，∴MN∥B1D1.由(1)知，EF∥B1D1，∴MN∥EF.在正方形A1B1C1D1中，F为C1D1的中点，M为A1B1的中点，∴FM綊A1D1，又∵四边形ADD1A1为正方形，∴AD綊A1D1，∴FM綊AD，∴四边形ADFM为平行四边形.∴AM綊DF.又∵AM∩MN=M，DF∩FE=F，∴平面AMN∥平面EFDB. 16.解：(1)证明：取PA的中点H，连接EH，DH，如图所示，因为E为PB的中点，所以EH∥AB，EH=AB，又AB∥CD，CD=AB，所以EH∥CD，EH=CD，因此四边形DCEH是平行四边形，所以CE∥DH，又DH⊂平面PAD，CE⊄平面PAD，因此CE∥平面PAD.(2)存在点F为AB的中点，使平面PAD∥平面CEF，证明如下：取AB的中点F，连接CF，EF，所以AF=AB，又CD=AB，所以AF=CD，又AF∥CD，所以四边形AFCD为平行四边形，因此CF∥AD，又AD⊂平面PAD，CF⊄平面PAD，所以CF∥平面PAD，由(1)可知CE∥平面PAD，又CE∩CF=C，故平面CEF∥平面PAD，故存在AB的中点F满足要求.