Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Góc đường–mặt (Toán học Lớp 11)
Tuyển tập 452 câu hỏi thuộc chuyên đề Góc đường–mặt (Hình học – Toán học Lớp 11) trích từ ngân hàng đề thi chính thức và đề thi thử các trường THPT trên toàn quốc. Chọn trực tiếp đáp án A, B, C, D bên dưới để kiểm tra kết quả và xem hướng dẫn giải chi tiết từng bước.
Dấu hiệu & kiến thức trọng tâm:góc giữa đường và hình chiếu
Cho hình chóp tam giác S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy. Biết AB=3, BC=1 và [S,BC,A]=60∘. Tan của góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng (ABC) bằng bao nhiêu?
Cho hình chóp S.ABC có SA⊥(ABC), đáy ABC là tam giác vuông tại B với AB=2a,BC=2a3, mặt phẳng (SBC) tạo với đáy một góc 60∘. Gọi φ là góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng (ABC). Khẳng định nào sau đây đúng?
Chọn C. Vì SA⊥(ABC) nên hình chiếu của SC trên (ABC) là AC, do đó SCA=φ. Ta có BC⊥AB và BC⊥SA⇒BC⊥SB. Do đó góc giữa (SBC) và (ABC) là SBA=60∘. Suy ra SA=ABtan60∘=2a3. Tam giác ABC vuông tại B⇒AC=AB2+BC2=4a2+12a2=4a. Trong tam giác vuông SAC vuông tại A: tanφ=ACSA=4a2a3=23.
Một chiếc ô tô được đặt trên mặt đáy dưới của một khung sắt có dạng hình hộp chữ nhật với đáy trên là hình vuông ABCD, mặt phẳng (ABCD) song song với mặt phẳng nằm ngang. Khung sắt đó được treo vào móc E của chiếc cần cẩu sao cho các đoạn dây cáp EA,EB,EC,ED có độ dài bằng nhau và cùng tạo với mặt phẳng (ABCD) một góc bằng 60∘ như hình vẽ. Chiếc cần cẩu kéo khung sắt lên theo phương thẳng đứng và các lực căng F1,F2,F3,F4 đều có cường độ bằng nhau. Biết rằng nếu giảm độ dài các đoạn dây cáp EA,EB,EC,ED sao cho góc hợp bởi các dây cáp đó và mặt phẳng (ABCD) đều giảm 15∘ thì lực căng mỗi sợi cáp đều tăng thêm 725 N. Tính trọng lượng của chiếc xe ô tô biết trọng lượng của khung sắt là 1650 N (kết quả làm tròn đến hàng đơn vị). [IMAGE:img_p3_q6]
Gọi P là tổng trọng lượng của xe ô tô và khung sắt, F là cường độ lực căng mỗi sợi cáp ban đầu. Ta có 4Fsin60∘=P và 4(F+725)sin45∘=P⇒F3=(F+725)2⇒F=3−27252. Suy ra P=23F=14506(3+2)≈11175,39 N. Trọng lượng của chiếc xe ô tô là P−1650≈9525 N.
Cho hình lập phương ABCD.A′B′C′D′. Gọi M,N lần lượt trung điểm của cạnh AC và B′C′. Gọi α là góc hợp giữa đường thẳng MN và mặt phẳng (A′B′C′D′). Tính giá trị của sinα.
Chọn B. Đặt cạnh hình lập phương bằng a. Gọi E là trung điểm A′C′. Ta có ME⊥(A′B′C′D′), suy ra hình chiếu của MN trên (A′B′C′D′) là EN. Góc giữa MN và (A′B′C′D′) là MNE=α. Ta có ME=a. Trong ΔA′B′C′ vuông tại B′, EN=2A′B′=2a. MN=ME2+EN2=a2+4a2=2a5. Do đó sinα=MNME=2a5a=52.
Cho tam giác ABC vuông tại A. Mặt phẳng (P) chứa BC và hợp với mặt phẳng (ABC) góc α (0∘<α<90∘). Gọi β,γ lần lượt là góc hợp bởi hai đường thẳng AB,AC và (P). Tính giá trị biểu thức T=cos2α+sin2β+sin2γ.
Chọn D. Kẻ AH⊥(P) tại H. Khi đó: - Hình chiếu của AB lên (P) là HB, nên góc giữa AB và (P) là β=ABH, suy ra sinβ=ABAH. - Hình chiếu của AC lên (P) là HC, nên góc giữa AC và (P) là γ=ACH, suy ra sinγ=ACAH. Kẻ AK⊥BC tại K. Vì AH⊥(P) và BC⊂(P) nên BC⊥AH. Suy ra BC⊥(AHK)⇒BC⊥HK. Do đó góc giữa hai mặt phẳng (ABC) và (P) chính là góc giữa AK và HK, tức là α=AKH. Trong tam giác vuông AHK vuông tại H, ta có: sinα=AKAH⇒cos2α=1−sin2α=1−AK2AH2. Mặt khác, trong tam giác vuông ABC vuông tại A với đường cao AK: AK21=AB21+AC21. Do đó: sin2β+sin2γ=AB2AH2+AC2AH2=AH2(AB21+AC21)=AK2AH2=sin2α. Vậy giá trị của biểu thức T là: T=cos2α+sin2β+sin2γ=cos2α+sin2α=1.
Một chiếc Container được buộc vào móc S của một chiếc cần cẩu bởi bốn sợi dây cáp không giãn SA,SB,SC,SD có độ dài bằng nhau và cùng tạo với mặt phẳng (ABCD) một góc bằng 45∘ (tham khảo hình vẽ bên dưới). Chiếc cần cẩu kéo chiếc Container lên theo phương thẳng đứng. Tính độ lớn lực căng (đơn vị kN) của mỗi sợi dây cáp, biết rằng các lực căng F1,F2,F3,F4 trên mỗi sợi dây cáp có độ lớn bằng nhau và trọng lượng của chiếc Container bằng 80 kN. (Kết quả làm tròn đến 1 chữ số sau dấu phẩy). [IMAGE:img_p3_q5]
Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi tâm O, tam giác ABD đều cạnh a2, SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA=23a2. Góc giữa đường thẳng SO và mặt phẳng (ABCD) bằng
Vì SA⊥(ABCD) nên A là hình chiếu vuông góc của S lên mặt phẳng (ABCD). Do đó góc giữa đường thẳng SO và mặt phẳng (ABCD) là góc SOA. Vì tam giác ABD đều cạnh a2 nên đường cao AO=a2⋅23=2a6. Trong tam giác vuông SAO tại A: tanSOA=AOSA=2a623a2=3⇒SOA=60∘. Chọn C.
Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC là tam giác vuông tại B, AB=a, BC=3a. Cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA=a2. Góc giữa SC và mặt phẳng (SAB) bằng
Chọn C. Ta có SA⊥BC và AB⊥BC nên BC⊥(SAB). B là hình chiếu của C lên mặt phẳng (SAB), suy ra: (SC;(SAB))=(SC;SB)=BSC. Xét ΔSAB vuông tại A có SB=AB2+SA2=a2+2a2=a3. Xét ΔSBC vuông tại B có tanBSC=SBBC=a33a=3⇒BSC=60∘.
Cho hình lăng trụ ABC.A′B′C′ có đáy là tam giác đều cạnh a. Cạnh bên BB′=a6. Hình chiếu vuông góc H của A trên mặt phẳng (A′B′C′) trùng với trọng tâm của tam giác A′B′C′ (tham khảo hình vẽ). Côsin của góc giữa cạnh bên và mặt đáy bằng
Vì A′B′C′ là tam giác đều cạnh a và H là trọng tâm nên A′H=32⋅2a3=3a3. Cạnh bên AA′=BB′=a6. Hình chiếu vuông góc của cạnh bên AA′ lên mặt đáy (A′B′C′) là đoạn A′H. Do đó góc giữa cạnh bên AA′ và mặt đáy là góc AA′H. Trong tam giác vuông AA′H tại H: cosAA′H=AA′A′H=a6a3/3=321=62. Chọn A.
Vì CC′∥AA′ nên góc giữa CC′ và (AB′C′) bằng góc giữa AA′ và (AB′C′). Trong hình vuông ABB′A′, ta có A′B⊥AB′. Lại có B′C′⊥(ABB′A′)⟹B′C′⊥A′B. Suy ra A′B⊥(AB′C′), do đó hình chiếu vuông góc của AA′ lên (AB′C′) tạo với AA′ góc α thỏa mãn α=90∘−A′AB=45∘.
Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi tâm O, tam giác ABD đều cạnh bằng a2, SA=23a2 và vuông góc với mặt phẳng đáy. Góc giữa đường thẳng SO và mặt phẳng (ABCD) bằng
Gọi O=AC∩BD. Vì S.ABCD là chóp tứ giác đều nên SO⊥(ABCD). Ta có BD⊥AC và BD⊥SO⟹BD⊥(SAC) tại O. Do đó, hình chiếu vuông góc của B lên (SAC) là điểm O. Suy ra góc giữa SB và (SAC) là góc BSO. Trong tam giác vuông SOB tại O, ta có: sinBSO=SBOB. Vì đáy ABCD là hình vuông cạnh a nên BD=a2⟹OB=2a2. Lại có SB=SA=2a. Do đó sinBSO=2a2a2=42.
Cho hình lập phương ABCD.A′B′C′D′ có cạnh bằng a. Gọi M,N là hai điểm thay đổi lần lượt trên các cạnh AB,A′D′ sao cho MN=323a (tham khảo hình bên). Góc giữa đường thẳng MN và mặt phẳng (ABCD) bằng
Gọi N′ là hình chiếu vuông góc của N lên cạnh AD, suy ra NN′⊥(ABCD) và NN′=AA′=a. Góc giữa MN và (ABCD) là N′MN với sinN′MN=MNNN′=323aa=23⇒N′MN=60∘.
Chọn B. Gọi H là tâm hình vuông A′B′C′D′, ta có A′C′⊥B′D′. Mặt khác BB′⊥(A′B′C′D′)⇒BB′⊥A′H. Do đó A′H⊥(BB′D′D). Vậy hình chiếu vuông góc của A′B lên mặt phẳng (BB′D′D) là HB, suy ra góc giữa A′B và (BB′D′D) là A′BH=α. Tam giác A′HB vuông tại H có A′H=2A′C′=2a2 và A′B=a2. Do đó sinα=A′BA′H=a22a2=21.
Gọi H là trung điểm của BC, suy ra SH⊥(ABC) nên góc giữa SA và (ABC) là SAH. Tam giác ABC vuông tại A có trung tuyến AH=HB=HC=2BC=2a. Trong tam giác vuông SHB: SH=SB2−HB2=a2−4a2=2a3. Suy ra tanSAH=AHSH=3⇒SAH=60∘.
Ta có: {AB⊥ACAB⊥AA′⇒AB⊥(ACC′A′) tại A Do đó A là hình chiếu vuông góc của B lên mặt phẳng (ACC′A′). Suy ra AC′ là hình chiếu vuông góc của BC′ lên mặt phẳng (ACC′A′). Vậy góc giữa đường thẳng BC′ và mặt phẳng (ACC′A′) là góc BC′A. Trong tam giác vuông ACC′ tại C: AC′=AC2+CC′2=a2+(2a)2=a5 Trong tam giác vuông BAC′ tại A: tanBC′A=AC′AB=a5a15=3⇒BC′A=60∘ Chọn đáp án A.
Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông cạnh a, tam giác SAB đều và nằm trong mặt phẳng vuông góc với đáy. Gọi α là góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng (ABCD). Tính tanα.
Chọn D. Gọi H là trung điểm của AB. Vì △SAB đều cạnh a và (SAB)⊥(ABCD) nên SH⊥(ABCD) và SH=2a3. Hình chiếu của SC lên (ABCD) là HC, với HC=HB2+BC2=4a2+a2=2a5. Do đó tanα=tanSCH=HCSH=53=515.
Cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình thoi tâm O, tam giác ABD đều có cạnh bằng a2, SA vuông góc với mặt phẳng đáy và SA=23a2 (minh họa như hình bên). Góc giữa đường thẳng SO và mặt phẳng (ABCD) bằng
Cho hình chóp tam giác S.ABCD có SA vuông góc với đáy và đáy là hình thang tại A , B biết cạnh bên AB = BC = a , SA = a 2 . Khi đó góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng đáy bằng.
Tam giác ABC vuông tại B nên AC = AB 2 + BC 2 = a 2 + a 2 = a 2 . SA \perp ( ABCD ) suy ra AC là hình chiếu của SC lên ( ABCD ) . Góc giữa SC và ( ABCD ) là SC , AC
SCA .
Tam giác SAC vuông cân tại C nên SCA 45 . Vậy góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng đáy bằng 45 .
Đề thi có nhiều câu hỏi chuyên đề Góc đường–mặt
Luyện tập trong bối cảnh đề thi thật hoặc tải bản in PDF chuẩn A4 kèm lời giải.