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
Vì SA⊥(ABCD) nên A là hình chiếu vuông góc của S lên (ABCD). Do đó góc giữa SO và (ABCD) là góc SOA. Tam giác ABD đều cạnh a2 nên đường cao AO=a2⋅23=2a6. Xét tam giác SAO vuông tại A: tanSOA=AOSA=2a623a2=3⟹SOA=60∘.
Chọn D. Vì lăng trụ tam giác đều nên AA′⊥(A′B′C′), do đó hình chiếu vuông góc của AB′ trên mặt phẳng (A′B′C′) là A′B′. Suy ra góc giữa AB′ và mặt phẳng (A′B′C′) là góc AB′A′. Tam giác AA′B′ vuông tại A′ có AA′=a và A′B′=a, nên tanAB′A′=A′B′AA′=1⟹AB′A′=45∘.
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?
Chọn A. (Theo bảng đáp án chính thức của trường THPT Yên Phong số 2 - Bắc Ninh, Mã đề 101, Trang 7-8)
Vì SA⊥(ABCD) nên AB là hình chiếu vuông góc của SB lên (ABCD). Góc giữa SB và (ABCD) là góc SBA. Trong tam giác vuông SAB tại A: cosSBA=SBAB=2aa=21⟹SBA=60∘.
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.
Gọi O là tâm của hình vuông đáy ABCD. Vì S.ABCD là hình chóp đều nên SO⊥(ABCD). Do đó góc giữa cạnh bên SB và mặt đáy (ABCD) là φ=SBO. Đáy ABCD là hình vuông cạnh 2 nên đường chéo BD=22. Suy ra BO=21BD=2. Trong tam giác vuông SOB vuông tại O, ta có: cosφ=SBBO=32. Chọn D.
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.
Chọn D. Vì SA⊥(ABC) nên hình chiếu của SB lên mặt phẳng (ABC) là AB. Do đó góc giữa SB và (ABC) là SBA. Tam giác ABC vuông cân tại B có AB=BC=a⇒AC=a2. Trong tam giác vuông SAC: SA=SC2−AC2=5a2−2a2=a3. Trong tam giác vuông SAB: tanSBA=ABSA=aa3=3⇒SBA=60∘.
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∘.
Chọn A. Vì CB⊥(ABB′A′) tại B, nên hình chiếu vuông góc của A′C trên mặt phẳng (ABB′A′) là A′B. Do đó góc giữa A′C và (ABB′A′) là góc CA′B. Tam giác A′BC vuông tại B với BC=AD=4 cm. Trong tam giác vuông A′AB, ta có A′B=A′A2+AB2=42+(42)2=16+32=48=43 cm. Khi đó tanCA′B=A′BBC=434=31⇒CA′B=30∘.
Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật và cạnh bên SA vuông góc với mặt phẳng (ABCD). Góc giữa đường thẳng SD và mặt phẳng (ABCD) là góc nào sau đây? [IMAGE:img_q5_pyramid]
Vì SA⊥(ABCD) nên hình chiếu vuông góc của SD trên mặt phẳng (ABCD) là AD. Do đó góc giữa SD và (ABCD) là góc SDA. Trong tam giác vuông SAD tại A có SA=a,AD=a nên tam giác SAD vuông cân tại A. Vậy SDA=45∘. Chọn D.
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.
Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có độ dài cạnh đáy bằng 3 và độ dài cạnh bên bằng 32 (tham khảo hình bên). Góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng (ABCD) bằng
Chọn C. Gọi O=AC∩BD là tâm hình vuông đáy ABCD. Vì S.ABCD là chóp đều nên SO⊥(ABCD). Do đó hình chiếu của SC lên mặt phẳng (ABCD) là OC. Góc giữa đường thẳng SC và mặt phẳng (ABCD) là góc SCO. Đáy ABCD là hình vuông cạnh 3⇒AC=32⇒OC=2AC=232. Xét tam giác vuông SOC tại O, ta có: cosSCO=SCOC=32232=21⇒SCO=60∘.