2022年高考数学甲卷-理7 |
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2022-12-16 17:36:29 |
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(5分)在长方体$ABCD-A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}$中,已知$B_{1}D$与平面$ABCD$和平面$AA_{1}B_{1}B$所成的角均为$30^\circ$,则( ) A.$AB=2AD$ B.$AB$与平面$AB_{1}C_{1}D$所成的角为$30^\circ$ C.$AC=CB_{1}$ D.$B_{1}D$与平面$BB_{1}C_{1}C$所成的角为$45^\circ$ 分析:不妨令$AA_{1}=1$,可根据直线与平面所成角的定义,确定长方体的各棱长,即可求解. 解答:解:如图所示,连接$AB_{1}$,$BD$,不妨令$AA_{1}=1$,
在长方体$ABCD-A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}$中,$AD\bot$面$AA_{1}B_{1}B$,$BB_{1}\bot$面$ABCD$, 所以$\angle B_{1}DB$和$\angle DB_{1}A$分别为$B_{1}D$与平面$ABCD$和平面$AA_{1}B_{1}B$所成的角, 即$\angle B_{1}DB=\angle DB_{1}A=30^\circ$, 所以在$\rm{Rt}\Delta BDB_{1}$中,$BB_{1}=AA_{1}=1$,$BD=\sqrt{3},{B}_{1}D=2$, 在$\rm{Rt}\Delta ADB_{1}$中,$DB_{1}=2$,$AD=1,A{B}_{1}=\sqrt{3}$, 所以$AB=\sqrt{2}$,$C{B}_{1}=\sqrt{2}$,$AC=\sqrt{3}$, 故选项$A$,$C$错误, 由图易知,$AB$在平面$AB_{1}C_{1}D$上的射影在$AB_{1}$上, 所以$\angle B_{1}AB$为$AB$与平面$AB_{1}C_{1}D$所成的角, 在$\rm{Rt}\Delta ABB_{1}$中,$\sin \angle {B}_{1}AB=\dfrac{B{B}_{1}}{A{B}_{1}}=\dfrac{1}{\sqrt{3}}=\dfrac{\sqrt{3}}{3}$, 故选项$B$错误, 如图,连接$B_{1}C$,
则$B_{1}D$在平面$BB_{1}C_{1}C$上的射影为$B_{1}C$, 所以$\angle DB_{1}C$为$B_{1}D$与平面$BB_{1}C_{1}C$所成的角, 在$Rt$△$DB_{1}C$中,${B}_{1}C=\sqrt{2}=DC$,所以$\angle DB_{1}C=45^\circ$, 所以选项$D$正确, 故选:$D$. 解答:本题考查了直线与平面所成角,属于中档题.
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