高一数学（人教a版）必修2能力强化提升：2-3-3 直线与平面垂直的性质

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1、一、选择题1．如果直线l与平面α不垂直，那么在平面α内(　　)A．不存在与l垂直的直线B．存在一条与l垂直的直线C．存在无数条与l垂直的直线D．任意一条都与l垂直[答案]　C[解析]　若l⊂α，显然在α内存在无数条直线与l垂直；若l∥α，过l作平面β∩α＝l′，则l∥l′，∵在α内存在无数条直线与l′垂直，从而在α内存在无数条直线与l垂直；若l与α斜交，设交点为A，在l上任取一点P，过P作PQ⊥α，垂足为Q，在α内存在无数条直线与AQ垂直，从而存在无数条直线与直线PA(即l)垂直．2．过一点和已知平面垂直的直线条数为(　　)A．1条　　　　　　　

2、B．2条C．无数条D．不能确定[答案]　A[解析]　已知：平面α和一点P.求证：过点P与α垂直的直线只有一条．证明：不论点P在平面α外或平面α内，设PA⊥α，垂足为A(或P)．如果过点P还有一条直线PB⊥α，设PA、PB确定的平面为β，且α∩β＝a，于是在平面β内过点P有两条直线PA、PB垂直于交线a，这是不可能的．所以过点P与α垂直的直线只有一条．3．若两直线a与b异面，则过a且与b垂直的平面(　　)A．有且只有一个B．可能存在也可能不存在C．有无数多个D．一定不存在[答案]　B[解析]　当a⊥b时，有且只有一个．当a与b不垂直时，不存在．4．

3、已知一平面平行于两条异面直线，一直线与两异面直线都垂直，那么这个平面与这条直线的位置关系是(　　)A．平行B．垂直C．斜交D．不能确定[答案]　B[解析]　设a，b为异面直线，a∥平面α，b∥α，直线l⊥a，l⊥b.过a作平面β∩α＝a′，则a∥a′，∴l⊥a′.同理过b作平面γ∩α＝b′，则l⊥b′，∵a，b异面，∴a′与b′相交，∴l⊥α.5．(2012－2013·杭州高二检测)如下图，设平面α∩β＝EF，AB⊥α，CD⊥α，垂足分别是B、D，如果增加一个条件，就能推出BD⊥EF，这个条件不可能是下面四个选项中的(　　)A．AC⊥βB．AC⊥

4、EFC．AC与BD在β内的射影在同一条直线上D．AC与α、β所成的角相等[答案]　D6．设m，n是两条不同的直线，α，β是两个不重合的平面，给定下列四个命题，其中真命题的是(　　)①若m⊥n，n⊂α，则m⊥α；②若a⊥α，a⊂β，则α⊥β；③若m⊥α，n⊥α，则m∥n；④若m⊂α，n⊂β，α∥β，则m∥n.A．①和②B．②和③C．③和④D．①和④[答案]　B[解析]　①中，直线m垂直于平面α内的一条直线n，则直线m与平面α不一定垂直，所以①不是真命题；②是平面与平面垂直的判定定理，所以②是真命题．③是直线与平面垂直的性质定理，所以③是真命题；④中

5、m与n可能是异面直线，所以④不正确．7．如下图所示，在正方体ABCD－A1B1C1D1中，若E是A1C1的中点，则直线CE垂直于(　　)A．ACB．BDC．A1DD．A1D1[答案]　B[解析]　易得BD⊥面ACC1A1，又CE⊂面ACC1A1，∴CE⊥BD.8．如图，正方体ABCD－A1B1C1D1中，点P在侧面BCC1B1及其边界上运动，并且总是保持AP⊥BD1，则动点P的轨迹是(　　)A．线段B1CB．线段BC1C．BB1中点与CC1中点连成的线段D．BC中点与B1C1中点连成的线段[答案]　A[解析]　∵DD1⊥平面ABCD，∴D1D⊥A

6、C，又AC⊥BD，∴AC⊥平面BDD1，∴AC⊥BD1.同理BD1⊥B1C.又∵B1C∩AC＝C，∴BD1⊥平面AB1C.而AP⊥BD1，∴AP⊂平面AB1C.又P∈平面BB1C1C，∴P点轨迹为平面AB1C与平面BB1C1C的交线B1C.故选A.二、填空题9．已知直线m⊂平面α，直线n⊂平面α，m∩n＝M，直线a⊥m，a⊥n，直线b⊥m，b⊥n，则直线a，b的位置关系是________．[答案]　平行[解析]　由于直线a垂直于平面α内的两条相交直线m，n，则a⊥α.同理，b⊥α，则a∥b.10．已知AF⊥平面ABCD，DE⊥平面ABCD，如右图

7、所示，且AF＝DE，AD＝6，则EF＝________.[答案]　6[解析]　∵AF⊥平面AC，DE⊥平面AC，∴AF∥DE.又∵AF＝DE，∴四边形ADEF是平行四边形．∴EF＝AD＝6.11．如图，PA⊥平面ABC，∠ACB＝90°，EF∥PA，则图中直角三角形的个数是________．[答案]　6[解析]　由PA⊥平面ABC，得PA⊥AB，PA⊥AC，PA⊥BC，又∵BC⊥AC，AC∩PA＝A，∴BC⊥平面PAC，∴BC⊥PC.∵EF∥PA，PA⊥平面ABC，∴EF⊥平面ABC，∴EF⊥BE，EF⊥EC.∴△PAB，△PAC，△ABC，△P

8、BC，△EFC，△BEF均为直角三角形．12．△ABC的三个顶点A、B、C到平面α的距离分别为2cm、3cm、4cm，且它们在α的同侧，