一、非標準
1.A 解析:直線A1B與直線外一點E確定的平面為A1BCD1,EF平面A1BCD1,且兩直線不平行,故兩直線相交.
2.D 解析:正方體ABCD-A1B1C1D1,取l1為BB1,l2為BC,l3為AD,l4為CC1,則l1l4,可知選項A錯誤;取l1為BB1,l2為BC,l3為AD,l4為C1D1,則l1l4,故B錯誤,則C也錯誤,故選D.
3.B 解析:有2條:A1B和A1C1.
4.D 解析:(方法一)在EF上任意取一點M,直線A1D1與M確定一個平面(如圖1),這個平面與CD有且僅有1個交點N,M取不同的位置就確定不同的平面,從而與CD有不同的交點N,而直線MN與這3條異面直線都有交點.如圖所示.故選D.
(方法二)在A1D1上任取一點P,過點P與直線EF作一個平面α(如圖2),
因為CD與平面α不平行,所以它們相交,
設(shè)它們交于點Q,連接PQ,則PQ與EF必然相交,即PQ為所求直線.
由點P的任意性,知有無數(shù)條直線與三條直線A1D1,EF,CD都相交.
5.A 解析:此題相當于一個正方形沿著對角線折成一個四面體,長為a的棱長一定大于0且小于.
6.0 解析:a⊥b,b⊥c,∴a與c可以相交、平行、異面,故錯.
a,b異面,b,c異面,則a,c可能異面、相交、平行,故錯
由a,b相交,b,c相交,則a,c可以異面、相交、平行,故錯.
同理錯,故真命題的個數(shù)為0.
7.4 解析:取CD的中點為G,由題意知平面EFG與正方體的左、右側(cè)面所在平面重合或平行,從而EF與正方體的左、右側(cè)面所在的平面平行或EF在平面內(nèi).所以直線EF與正方體的前、后側(cè)面及上、下底面所在平面相交.故直線EF與正方體的六個面所在的平面相交的平面?zhèn)數(shù)為4.
8.解:(1)連接AC,AB1,
由ABCD-A1B1C1D1是正方體,知四邊形AA1C1C為平行四邊形,
所以ACA1C1,從而B1C與AC所成的角就是A1C1與B1C所成的角.
在AB1C中,由AB1=AC=B1C可知B1CA=60°,
即A1C1與B1C所成的角為60°.
(2)連接BD,由(1)知ACA1C1.
∴AC與EF所成的角就是A1C1與EF所成的角.
EF是ABD的中位線,
EF∥BD.
又AC⊥BD,
∴AC⊥EF,即所求角為90°.
EF⊥A1C1.即A1C1與EF所成的角為90°.
9.(1)證明:設(shè)BD與AC的交點為O,連接EO.
因為ABCD為矩形,
所以O(shè)為BD的中點.
又E為PD的中點,
所以EOPB.
EO⊂平面AEC,PB平面AEC,
所以PB平面AEC.
(2)解:V=PA·AB·AD=AB,
由V=,可得AB=.
作AHPB交PB于H,
由題設(shè)知BC平面PAB,
所以BCAH.
故AH平面PBC.
又AH=.
所以A到平面PBC的距離為.
10.D 解析:如圖,連接體對角線AC1,顯然AC1與棱AB,AD,AA1所成的角都相等,所成角的正切值都為.聯(lián)想正方體的其他體對角線,如連接BD1,則BD1與棱BC,BA,BB1所成的角都相等.
BB1∥AA1,BC∥AD,
∴體對角線BD1與棱AB,AD,AA1所成的角都相等.
同理,體對角線A1C,DB1也與棱AB,AD,AA1所成的角都相等,過A點分別作BD1,A1C,DB1的平行線都滿足題意,故這樣的直線l可以作4條.
11.D 解析:連接BC1,易證BC1AD1,則A1BC1即為異面直線A1B與AD1所成的角.
連接A1C1,設(shè)AB=1,則AA1=2,A1C1=,A1B=BC1=,
故cosA1BC1=.
12.D 解析:將側(cè)面展開圖還原成正方體如圖所示,則B,C兩點重合.
故l1與l2相交,
連接AD,則ABD為正三角形,
所以l1與l2的夾角為.故選D.
13.90° 解析:如圖,設(shè)G是AC的中點,連接EG,FG.
因為E,F分別是AB,CD的中點,
故EGBC且EG=BC=1,FGAD,且FG=AD=1
即EGF為所求.
又EF=,由勾股定理的逆定理可得EGF=90°.
14.(1)解:由該四面體的三視圖可知,
BDDC,BD⊥AD,AD⊥DC,
BD=DC=2,AD=1,
∴AD⊥平面BDC.
四面體體積
V=×2×2×1=.
(2)證明:BC∥平面EFGH,
平面EFGH平面BDC=FG,
平面EFGH平面ABC=EH,
BC∥FG,BC∥EH.∴FG∥EH.
同理EFAD,HG∥AD,
∴EF∥HG.
∴四邊形EFGH是平行四邊形.
又AD⊥平面BDC,
AD⊥BC.∴EF⊥FG.
∴四邊形EFGH是矩形.
15.解:(1)由已知得,正方形ABCD的面積S=4,所以,四棱錐O-ABCD的體積V=×4×2=.
(2)連接AC,設(shè)線段AC的中點為E,連接ME,DE,
則EMD為異面直線OC與MD所成的角(或其補角).
OA⊥底面ABCD,
OA⊥AD,OA⊥AC,
∴MD=.
∵四邊形ABCD為正方形,
AE=ED=AC=,
∵ME=.
∵()2+()2=()2,
∴△DEM為直角三角形.
tan∠EMD=.