立体几何限时练4+5
立体几何练习题及答案
立体几何练习题及答案在学习立体几何的过程中,练习题对于巩固知识、提高应用能力起着至关重要的作用。
本文将为大家提供一些立体几何的练习题,并给出详细的答案解析,以帮助读者更好地理解和掌握立体几何的知识。
一、球的表面积和体积1. 某个球的半径为3cm,求其表面积和体积。
解析:球的表面积公式为S = 4πr²,体积公式为V = (4/3)πr³。
将半径r代入公式进行计算即可。
表面积:S = 4π(3)² = 4π(9) ≈ 113.04cm²体积:V = (4/3)π(3)³ = (4/3)π(27)≈ 113.04cm³因此,该球的表面积约为113.04cm²,体积约为113.04cm³。
二、立方体的表面积和体积2. 一个立方体的边长为5cm,求其表面积和体积。
解析:立方体的表面积公式为S = 6a²,体积公式为V = a³。
将边长a代入公式进行计算即可。
表面积:S = 6(5)² = 6(25) = 150cm²体积:V = (5)³ = 5(5)(5) = 125cm³因此,该立方体的表面积为150cm²,体积为125cm³。
三、圆柱的表面积和体积3. 一个圆柱的底面半径为4cm,高度为10cm,求其表面积和体积。
解析:圆柱的表面积公式为S = 2πr² + 2πrh,体积公式为V = πr²h。
将底面半径r和高度h代入公式进行计算即可。
表面积:S = 2π(4)² + 2π(4)(10) = 2π(16) + 2π(40) ≈ 321.2cm²体积:V = π(4)²(10) = π(16)(10) ≈ 502.4cm³因此,该圆柱的表面积约为321.2cm²,体积约为502.4cm³。
高三立体几何专题练习(含答案)
立体几何专题练习卷一、填空题(本大题满分56分,每小题4分) 1.正方体DC B A ABCD 111-的棱长为a ,则异面直线1AB 与1BC 所成的角的大小是__________.2.已知某铅球的表面积是2484cm π,则该铅球的体积是___________2cm .3.若圆锥的侧面积为20π,且母线与底面所成的角为4arccos5,则该圆锥的体积为___________.4.在长方体1111ABCD A B C D -中,若12,1,3AB BC AA ===,则1BC 与平面11BB D D 所成的角θ可用反三角函数值表示为θ=____________.5.若取地球的半径为6371米,球面上两点A 位于东经O12127',北纬O 318',B 位于东经O12127',北纬O 255',则A B 、两点的球面距离为_____________千米(结果精确到1千米).6.已知圆锥的母线长为5cm ,侧面积为π15 2cm ,则此圆锥的体积为__________3cm .7.若圆锥的底面半径和高都是2,则圆锥的侧面积是_____________. 8.如图,是一个无盖正方体盒子的表面展开图,A B C 、、为其上的三个点,则在正方体盒子中,ABC ∠=____________.9.一个圆柱形容器的轴截面尺寸如右图所示,容器内有一个实心的球,球的直径恰等于圆柱的高.现用水将该容器注满,然后取出该球(假设球的密度大于水且操作过程中水量损失不计),则球取出后,容器中水面的高度为__________cm. (精确到0.1cm )10.如图,用铁皮制作一个无盖的圆锥形容器,已知该圆锥的母线与底面所在平面的夹角为45︒,容器的高为10cm .制作该容器需要铁皮面积为__________cm2.(衔接部分忽略不计,结果保留整第9题数)11.如图,圆锥的侧面展开图恰好是一个半圆,则该圆锥的母线与底面所成的角的大小是__________ .12.如右下图,ABC ∆中, 90=∠C ,30=∠A ,1=BC .在三角形内挖去半圆(圆心O 在边AC 上,半圆与BC 、AB 相切于点C 、M ,与AC 交于N ),则图中阴影部分绕直线AC 旋转一周所得旋转体的体积为__________ .13.如图所示,以圆柱的下底面为底面,并以圆柱的上底面圆心为顶点作圆锥, 则该圆锥与圆柱等底等高。
2020年高考数学二轮限时训练 立体几何 4 理
第五部分:立体几何(4)(限时:时间45分钟,满分100分)一、选择题1.如图,在平行六面体A BCD -A 1B 1C 1D 1中,M 为AC 与BD 的交点,若=a ,=b ,=c ,则下列向量中与相等的向量是( )A .-12a +12b +cB.12a +12b +c C.12a -12b +c D .-12a -12b +c【解析】=-12a +12b +c .【答案】 A 2.下列命题:①若A 、B 、C 、D 是空间任意四点,则有;②|a |-|b |=|a +b |是a 、b 共线的充要条件; ③若a 、b 共线,则a 与b 所在直线平行;④对空间任意一点O 与不共线的三点A 、B 、C ,若(其中x 、y 、z ∈R ),则P 、A 、B 、C 四点共面.其中不正确命题的个数是( )A .1B .2C .3D .4【解析】 ①中四点恰好围成一封闭图形,正确; ②中当a 、b 同向时,应有|a |+|b |=|a +b |; ③中a 、b 所在直线可能重合;④中需满足x +y +z =1,才有P 、A 、B 、C 四点共面. 【答案】 C3.已知a =(2,-1,3),b (-1,4,-2),c (7,5,λ),若a ,b ,c 三向量共面,则实数λ等于( )A.687 B.637 C.607 D.657【解析】 由题意得c =t a +μb =(2t -μ,-t +4μ,3t -2μ),∴⎩⎪⎨⎪⎧7=2t -μ5=-t +4μλ=3t -2μ,∴⎩⎪⎨⎪⎧t =337μ=177λ=657.【答案】 D4.已知向量a ,b ,c 两两夹角都是60°,其模都是1,则|a -b +2c |等于( ) A. 5 B .5 C .6 D. 6【解析】 ∵(a -b +2c )2=a 2+b 2+4c 2-2a ·b -4b ·c +4a ·c=1+1+4-2×1×1×cos60°-4×1×1×cos60°+4×1×1×cos60° =6-1-2+2=5, ∴|a -b +2c |= 5. 【答案】 A5.已知四边形ABCD 满足:则该四边形为( )A .平行四边形B .梯形C .两组对边不平行的平面四边形D .空间四边形【解析】 假设ABCD 为平面四边形,如图,则由条件知,∠1,∠2,∠3,∠4均为锐角,从而∠ABC ,∠BCD ,∠CDA ,∠DAB 均为钝角,这不可能,∴四边形ABCD 为空间四边形.【答案】 D 二、填空题6.正四面体ABCD 中棱长为2,E 、F 分别为BC 、AD 中点,则EF 的长为________.【解析】由|a |=|b |=|c |=2,〈a ,b 〉=〈b ,c 〉=〈c ,a 〉=π3.=12c -12(b +a ) =12(c -b -a ),∴=14(c 2+b 2+a 2-2b ·c -2c ·a +2a ·b ) =14(4+4+4-4-4+4)=2, ∴=2,即EF 的长为 2. 【答案】27.已知点A(1,2,1),B(-1,3,4),D(1,1,1),则的值是________.【解析】 设P(x ,y ,z),则=(x -1,y -2,z -1),=(-1-x ,3-y,4-z).得⎩⎪⎨⎪⎧x -1=2(-1-x)y -2=2(3-y)z -1=2(4-z),∴⎩⎪⎨⎪⎧x =-13y =83z =3.∴=(1,1,1)-(-13,83,3)=(43,-53,-2),∴||=(43)2+(-53)2+(-2)2=773. 【答案】7738.(2020年平顶山联考)如图,在棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 、N 分别是A 1B 1和BB 1的中点,那么直线AM 和CN 所成角的余弦值为________.【解析】 以D 为原点,DA 、DC 、DD 1为x 、y 、z 轴正半轴建立空间直角坐标系, 则A(1,0,0),A 1(1,0,1), B 1(1,1,1),B(1,1,0),C(0,1,0), ∴M(1,12,1),N(1,1,12),∴=(0,12,1),=(1,0,12),=12(12)2+12×12+(12)2=25. 【答案】 25三、解答题9.如图所示,平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点M 在AC 上,且|AM|=12|MC|,点N 在A 1D上,且|A 1N|=2|ND|,设试用a ,b ,c 表示.【解析】∵|AM|=12|MC|,又|A 1N|=2|ND|,=-13(a +b )+c +23(b -c )=13(b +c -a ).10.已知平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,底面ABCD 是边长为1的正方形,AA 1=2,∠A 1AB =∠A 1AD =120°.(1)求线段AC 1的长;(2)求异面直线AC 1与A 1D 所成角的余弦值; (3)证明AA 1⊥BD. 【解析】则|a|=|b|=1,|c|=2.a·b=0,a·c=b·c=2×1×cos120°=-1.∴异面直线AC1与A1D所成角的余弦值为.。
高中数学第一章立体几何初步双基限时练4(含解析)新人教B版必修2
双基限时练(四)基 础 强 化1.一个直角三角形绕斜边旋转360°形成的空间几何体为( ) A .一个圆锥 B .一个圆锥和一个圆柱 C .两个圆锥 D .一个圆锥和一个圆台解析 所形成的两个圆锥对底,其底面半径是这个直角三角形斜边上的高,这两个对底圆锥的高的和等于这个直角三角形斜边的长.答案 C2.用一个平面去截一个几何体,得到的截面是四边形,则这个几何体可能是( ) A .圆锥 B .圆柱 C .球体 D .以上都可能解析 球体被任何平面所截得的截面均为圆面;对圆锥,截面不能为四边形;对于圆柱,当截面过两条母线时,得到四边形.答案 B3.已知圆锥的底面面积为4π,高为2,则它的母线长为( ) A .1 B .2 C .2 2D .4解析 圆锥的底面半径为2,故它的母线长为2 2. 答案 C4.圆台两底面半径分别是2和5,母线长是310,则它的高为( ) A .9 B .310 C .10 2D .3解析 h = 310 2- 5-2 2=9. 答案 A5.设地球的半径为R ,在东经80°上有两点M 、N ,M 在北纬30°,N 在南纬15°,则M 、N 两点间的球面距离为( )A.πR6 B.πR 4C.πR 3D .πR解析 经线圈是大圆,故经过M 、N 两点的大圆的圆心角为45°,∴M 、N 的球面距离为l =2π×R ×45°360°=πR4.答案 B6.已知球的半径为5,球心到截面的距离为3,则截面圆的面积为( ) A .4π B .6π C .9πD .16π解析 截面圆的半径为r =52-32=4,∴S =π·r 2=16π. 答案 D7.一个圆台的母线长为5,上、下底面直径分别为2,8,则圆台的轴截面面积为________. 解析 圆台的高h =52- 8-222=4,∴S =12×(2+8)×4=20.答案 208.一圆锥的轴截面的顶角为120°,母线长为1,则过该顶点的圆锥截面中最大截面面积为__________.解析 因为圆锥的轴截面的顶角为120°,大于90°,所以过顶点的所有截面中,面积最大的是等腰直角三角形的截面,且其面积为母线长的平方的一半.答案 12能 力 提 升9.给出下列说法:①球面上四个不同的点一定不在同一平面内;②球的半径是球面上任意一点和球心的连线段;③球面上任意三点可能在一条直线上;④用一个平面去截球,得到的截面是一个圆面.其中正确说法的序号是________.解析 作球的一个大圆,在大圆上任取四点,则这四点就在球面上,且共面,故①错误;根据球的半径的定义可知②正确;球面上任意三点一定不共线,故③错误;用一个平面去截球,一定截得一个圆面,故④正确.答案 ②④10.如图所示,梯形ABCD 中,AD ∥BC ,且AD <BC ,当梯形ABCD 绕AD 所在直线旋转一周时,其他各边旋转围成了一个几何体,试描述该几何体的结构特征.解 如图所示,旋转所得的几何体是一个圆柱挖去两个圆锥后剩余部分构成的组合体.11.如图所示,圆台母线AB 长为20 cm ,上、下底面半径分别为5 cm 和10 cm ,从母线AB 的中点M 拉一条绳子绕圆台侧面转到B 点,求这条绳长的最小值.解 作出圆台的侧面展开图,如下图所示,由其轴截面中Rt△OPA 与Rt△OQB 相似,得OA OA +AB =510,可求得OA =20 cm.设∠BOB ′=α,由于扇形弧BB ′︵的长与底面圆Q 的周长相等,而底面圆Q 的周长为2π×10 cm.扇形OBB ′的半径为OA +AB =20+20=40 cm ,扇形OBB ′所在圆的周长为2π×40=80π cm.所以扇形弧BB ′︵的长度20π为所在圆周长的14.所以OB ⊥OB ′.所以在R t△B ′OM 中,B ′M 2=402+302,所以B ′M =50 cm ,即所求绳长的最小值为50 cm.12.设地球的半径为R ,在南纬60°圈上有两点A ,B ,A 在西经90°,B 在东经90°,求A ,B 两点间纬线圈的弧长及A ,B 两点间的球面距离.解 纬度数为60°,则纬度圈小圆的半径r =R cos60°=R2.如图所示,设南纬60°圈的中心为O 1,地球球心为O ,则∠AO 1B =180°. ∴AB =2AO 1=R . ∴△AOB 为等边三角形, ∴∠AOB =60°,∴在南纬60°圈上,AB ︵的长为180π180×R 2=πR2;在球面上,A ,B 两点间的球面距离为60π180×R =πR3.品 味 高 考13.给出下列说法:①正方形的直观图是一个平行四边形,其相邻两边长的比为1:2,有一内角为45°; ②水平放置的正三角形的直观图是一个底边长不变,高为原三角形高的一半的三角形; ③水平放置的不等边三角形的直观图是不等边三角形; ④水平放置的平面图形的直观图是平面图形. 写出其中正确说法的序号________.解析 对于①,若以该正方形的一组邻边所在的直线为x 轴、y 轴,则结论正确;但若以该正方形的两条对角线所在的直线为x 轴、y 轴,由于此时该正方形的各边均不在坐标轴上且不与坐标轴平行,则其直观图中相邻两边长的比不为1:2;对于②,水平放置的正三角形的直观图是一个底边长不变,高比原三角形高的一半还要短的三角形;对于③,只要坐标系选取的恰当,水平放置的不等边三角形的直观图可以是等边三角形.答案 ④。
高中数学课时训练(含解析):立体几何 (4)
【课时训练】第37节空间点、线、面的位置关系一、选择题1.(绵阳模拟)已知a,b,c为三条不重合的直线,已知下列结论:①若a⊥b,a ⊥c,则b∥c;②若a⊥b,a⊥c,则b⊥c;③若a∥b,b⊥c,则a⊥c。
其中正确的个数为()A.0 B.1C.2 D.3【答案】B【解析】在空间中,若a⊥b,a⊥c,则b,c可能平行,也可能相交,还可能异面,所以①②错;显然③成立.故选【答案】B。
2.(湖北武汉调研)下列四个命题中错误的是()A.若直线a,b互相平行,则直线a,b确定一个平面B.若四点不共面,则这四点中任意三点都不共线C.若两条直线没有公共点,则这两条直线是异面直线D.两条异面直线不可能垂直于同一个平面【答案】C【解析】过两条平行直线,有且只有一个平面,A正确;如果四点中存在三点共线,则四点共面,B正确;两条直线没有公共点,这两条直线可能平行,也可能异面,C错误;垂直于同一个平面的两条直线平行,这样的两条直线共面,D正确.3.(南昌模拟)已知a,b,c是相异直线,α,β,γ是相异平面,则下列命题中正确的是()A.a与b异面,b与c异面⇒a与c异面B.a与b相交,b与c相交⇒a与c相交C.α∥β,β∥γ⇒α∥γD.a⊂α,b⊂β,α与β相交⇒a与b相交【答案】C【解析】如图1,在正方体中,a,b,c是三条棱所在直线,满足a与b异面,b与c异面,但a∩c=A,故A错误;在图2的正方体中,满足a与b相交,b与c相交,但a与c不相交,故B错误;如图3,α∩β=c,a∥c,则a与b不相交,故D错误.4.(深圳模拟)已知在四棱锥P-ABCD中,ABCD是矩形,P A⊥平面ABCD,则在四棱锥P-ABCD的任意两个顶点的连线中,互相垂直的异面直线共有() A.3对B.4对C.5对D.6对【答案】C【解析】因为ABCD是矩形,P A⊥平面ABCD,所以P A⊥BC,P A⊥CD,AB⊥PD,BD⊥P A,AD⊥PB,共5对.5.(河南郑州一模)若平面α上存在不同的三点到平面β的距离相等且不为零,则平面α与平面β的位置关系为()A.平行B.相交C.平行或重合D.平行或相交【答案】D【解析】当两个平面平行时,平面α上存在无数多个点到平面β的距离相等且不为零,满足题意;当两个平面相交时,可以从交线的两侧去找三个点到平面β的距离相等且不为零.故选D。
必修二立体几何练习题(简单,限时训练,含答案)
8.1空间几何体的三视图和直观图时间:20分钟分数:60分一、选择题(每小题5分,共30分)1.如图J8-1-1是由哪个平面图形旋转得到的()图J8-1-1A B C D 2.关于直观图画法的说法中,不正确的是()A.原图中平行于x轴的线段,其对应线段仍平行于x轴,且长度不变B.原图中平行于y轴的线段,其对应线段仍平行于y轴,且长度不变C.画与坐标系xOy对应的坐标系x′O′y′时,∠x′O′y′可等于135°D.作直观图时,由于选轴不同,所画直观图可能不同3.以下关于几何体的三视图的论述中,正确的是()A.球的三视图总是三个全等的圆B.正方体的三视图总是三个全等的正方形C.水平放置的正四面体的三视图都是正三角形D.水平放置的圆台的俯视图是一个圆4.某个几何体的俯视图如图J8-1-2,则这个几何体是()图J8-1-2A.棱台B.棱锥C.棱柱D.圆台5.如图J8-1-3所示的图形的三视图中,有且仅有两个视图相同的是()图J8-1-3A.(2)(4) B.(1)(3) C.(1)(4) D.(1)(2)6.一个几何体的三视图形状都相同、大小均相等,那么这个几何体不可以是()A.球B.三棱锥C.正方体D.圆柱二、填空题(每小题5分,共15分)7.下列命题中正确的是________(将正确命题的序号填在横线上).①在圆柱的上、下底面的圆周上各取一点,则这两点的连线是圆柱的母线;②圆锥的顶点与底面圆周上任意一点的连线是圆锥的母线;③在圆台的上、下底面的圆周上各取一点,则这两点的连线是圆台的母线;④圆柱的任意两条母线所在的直线是互相平行的.8.一个平面图形的斜二测图形是边长为2的正方形,则原图形的高是________.9.一个长方体去掉一个小长方体,所得几何体的正视图与侧视图分别如图J8-1-4,则该几何体的俯视图为________.图J8-1-4三、解答题(共15分)10.一个正三棱柱的三视图如图J8-1-5(单位:cm),求这个正三棱柱的表面积与体积.图J8-1-58.2空间几何体的表面积和体积时间:20分钟分数:60分一、选择题(每小题5分,共30分)1.棱长为2的正四面体的表面积是()A. 3 B.4 C.4 3 D.162.一个几何体的三视图如图J8-2-1,该几何体的表面积是()图J8-2-1A.372 B.360 C.292 D.2803.某几何体的三视图如图J8-2-2,它的体积为()图J8-2-2A.12π B.45π C.57π D.81π4.把球的表面积扩大到原来的2倍,那么体积扩大到原来的()A.2倍B.2 2倍 C.2倍5.设正六棱锥的底面边长为1,侧棱长为5,那么它的体积为() A.6 3 B.2 3 C. 3 D.26.某几何体的三视图如图J8-2-3,则它的体积为()图J8-2-3A .8-2π3B .8-π3C .8-2π D.2π3二、填空题(每小题5分,共15分)7.正三棱柱的底面边长为2,高为2,则它的表面积为________.8.已知OA 为球O 的半径,过OA 的中点M 且垂直于OA 的平面截球面得到圆M ,若圆M 的面积为3π,则球O 的表面积等于________.9.一个正四棱台,其上、下底面均为正方形,边长分别为8 cm 和18 cm ,侧棱长为13 cm ,则其表面积为________.三、解答题(共15分)10.已知某几何体的俯视图是如图J8-2-4所示的矩形,正视图是一个底边长为8,高为4的等腰三角形,侧视图是一个底边长为6,高为4的等腰三角形.(1)求该几何体的体积V ;(2)求该几何体的侧面积S .图J8-2-48.3点、直线、平面之间的位置关系时间:20分钟分数:60分一、选择题(每小题5分,共30分)1.已知a,b是异面直线,直线c∥直线a,则c与b()A.一定是异面直线B.一定是相交直线C.不可能是平行直线D.不可能是相交直线2.下列命题正确的个数为()①经过三点确定一个平面;②梯形可以确定一个平面;③两两相交的三条直线最多可以确定三个平面;④如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.A.0 B.1 C.2 D.33.若直线l不平行于平面α,且lα,则()A.α内的所有直线与l异面B.α内不存在与l平行的直线C.α内存在唯一的直线与l平行D.α内的直线与l都相交4.在空间四边形ABCD的边AB,BC,CD,DA上分别取E,F,G,H四点,如果EF与HG交于点M,那么()A.M一定在直线AC上B.M一定在直线BD上C.M可能在直线AC上,也可能在直线BD上D.M既不在直线AC上,也不在直线BD上5.已知正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=2AB,E为AA1的中点,则异面直线BE与CD1所成的角的余弦值为()A.1010 B.15 C.31010 D.356.下列推断中,错误的是()A.A∈l,A∈α,B∈l,B∈α⇒l⊂αB.A∈α,A∈β,B∈α,B∈β⇒α∩β=ABC.lα,A∈l⇒AαD.A,B,C∈α,A,B,C∈β,且A,B,C不共线⇒α,β重合二、填空题(每小题5分,共15分)7.如果两个平面互相垂直,那么经过第一个平面内的一点垂直于第二个平面的直线必在第一个平面内.用数学符号语言可叙述为:____________________________________.8.若三个平面两两相交,且三条交线互相平行,则这三个平面把空间分成________部分.9.正方体的表面展开图如图J8-3-1,A,B,C为其上的三个顶点,则在正方体中,∠ABC的大小为________.三、解答题(共15分)10.长方体ABCD-A1B1C1D1中,AA1=AB=2,AD=1,点E,F,G分别是DD1,AB,CC1的中点.求异面直线A1E,GF所成角的大小.一、选择题(每小题5分,共30分)1.在正方体ABCD -A ′B ′C ′D ′中,E ,F 分别为平面ABCD 和平面A ′B ′C ′D ′的中心,则正方体的六个面中与EF 平行的平面有( )A .1个B .2个C .3个D .4个2.b 是平面α外一条直线,下列条件中可得出b ∥α的是( )A .b 与α内一条直线不相交B .b 与α内两条直线不相交C .b 与α内无数条直线不相交D .b 与α内任意一条直线不相交3.若直线a ∥b ,且a ∥α,则b 与平面α的关系是( )A .b ∥αB .b ⊂αC .b ∥α或b ⊂αD .b 与α相交,b ∥α或b ⊂α4.给出下列四个命题:①垂直于同一直线的两条直线互相平行; ②垂直于同一平面的两个平面互相平行;③若直线l 1,l 2与同一平面所成的角相等,则l 1,l 2互相平行;④若直线l 1,l 2是异面直线,则与l 1,l 2都相交的两条直线是异面直线.其中假命题的个数是( )A .1个B .2个C .3个D .4个5.在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB ⊂平面α,CD平面α,则直线CD 与平面α内的直线的位置关系只能是( )A .平行B .平行和异面C .平行和相交D .异面和相交6.已知直线a ,b 和平面α,下列结论错误的是( )A.⎩⎪⎨⎪⎧ a ⊥α,b ⊂α⇒a ⊥bB.⎩⎪⎨⎪⎧ a ⊥α,a ∥b ⇒b ⊥αC.⎩⎪⎨⎪⎧ a ⊥b ,b ⊥α⇒a ∥α或a ⊂αD.⎩⎪⎨⎪⎧a ∥α,b ⊂α⇒a ∥b 二、填空题(每小题5分,共15分)7.在正方体的各面中和其中一条棱平行的平面有________个.8.正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 是DD 1的中点,则BD 1与平面ACE 的位置关系是________.9.已知l ,m ,n 是三条不重合的直线,α,β,γ是三个不重合的平面,给出下列四个命题:①若m ⊥α,m ∥β,则α⊥β;②若直线m ,n 与α所成的角相等,则m ∥n ;③存在异面直线m ,n ,使得m ∥α,m ∥β,n ∥α,n ∥β,则α∥β;④若α∩β=l ,β∩γ=m ,γ∩α=n ,l ∥γ,则m ∥n .其中所有真命题的序号是________.三、解答题(共15分)10.如图J8-4-1,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,D 是AB 的中点,求证:BC 1∥平面CA 1D .一、选择题(每小题5分,共30分)1.下列条件中,能判定直线l ⊥平面α的是( )A .l 与平面α内的两条直线垂直B .l 与平面α内无数条直线垂直C .l 与平面α内的某一条直线垂直D .l 与平面α内两条相交直线垂直2.设l ,m 是两条不同的直线,α是一个平面,则下列命题正确的是( )A .若l ⊥m ,m ⊂α,则l ⊥αB .若l ⊥α,l ∥m ,则m ⊥αC .若l ∥α,m ⊂α,则l ∥mD .若l ∥α,m ∥α,则l ∥m3.已知三条直线m ,n ,l ,三个平面α,β,γ.下面四个命题中,正确的是( )A. ⎭⎪⎬⎪⎫α⊥γ,β⊥γ⇒α∥β B. ⎭⎪⎬⎪⎫m ∥β,l ⊥m ⇒l ⊥β C. ⎭⎪⎬⎪⎫m ∥γ,n ∥γ⇒m ∥n D.⎭⎪⎬⎪⎫m ⊥γ,n ⊥γ⇒m ∥n 4.在三棱锥A -BCD 中,若AD ⊥BC ,BD ⊥AD ,△BCD 是锐角三角形,那么必有( )A .平面ABD ⊥平面ACDB .平面ABD ⊥平面ABCC .平面ACD ⊥平面BCD D .平面ABC ⊥平面BCD5.一条直线和三角形的两边同时垂直,则这条直线和三角形的第三边的位置关系是( )A .平行B .垂直C .相交不垂直D .不确定6.设a ,b 为两条直线,α,β为两个平面.下列四个命题中,正确的命题是( )A .若a ,b 与α所成的角相等,则a ∥bB .若a ∥α,b ∥β,α∥β,则a ∥bC .若a ⊂α,b ⊂β,a ∥b ,则α∥βD .若a ⊥α,b ⊥β,α⊥β,则a ⊥b二、填空题(每小题5分,共15分)7.已知m ,n 是两条不同的直线,α,β为两个不同的平面,下列四个命题:①若m ⊥α,n ⊥β,m ⊥n ,则α⊥β;②若m ∥α,n ∥β,m ⊥n ,则α∥β;③若m ⊥α,n ∥β,m ⊥n ,则α∥β;④若m ⊥α,n ⊥β,α⊥β,则m ⊥n .其中正确的命题是________(填上所有正确命题的序号).8.如图J8-5-1,在三棱锥P -ABC 中,PA ⊥平面ABC ,PA =AB ,则直线PB 与平面ABC 所成的角等于________.9.已知P 为△ABC 所在平面外一点,且PA ,PB ,PC 两两垂直,则下列命题:①PA ⊥BC ;②PB ⊥AC ;③PC ⊥AB ;④AB ⊥BC .其中正确的个数是________.三、解答题(共15分)10.若P 为△ABC 所在平面外一点,且PA ⊥平面ABC ,平面PAC ⊥平面PBC ,求证:BC ⊥AC .参考答案:8.11.A 2.B 3.A 4.A 5.A 6.D7.②④ 8.4 29.③ 解析:由三视图中的正、侧视图得到几何体的直观图如图D12,所以该几何体的俯视图为③.图D1210.解:由三视图知直观图如图D13,则高AA ′=2 cm ,底面高B ′D ′=2 3 cm ,图D13所以底面边长A ′B ′=2 3×23=4(cm). 一个底面的面积为12×2 3×4=4 3(cm 2).所以S 表面积=2×4 3+4×2×3=(24+8 3)cm 2,V =4 3×2=8 3(cm 3). 所以表面积为(24+8 3)cm 2,体积为8 3cm 3.8.21.C 解析:每个面的面积为12×2×2×32= 3.∴正四面体的表面积为4 3.2.B3.C 解析:由三视图可知,该几何体是由底面直径为6,高为5的圆柱与底面直径为6,母线长为5的圆锥组成的组合体,因此,体积为V =π×32×5+13×π×32×52-32=57π.4.B 解析:由题意知球的半径扩大到原来的2倍,则体积V =43πR 3,知体积扩大到原来的2 2倍.5.C6.A 解析:显然圆锥的底面半径为1,高为2,组合体体积为四棱柱体积减去圆锥体积,即V =22×2-13×π×12×2=8-23π. 7.12+2 3 8.16π9.1012 cm 2 解析:由已知可得正四棱台侧面梯形的高为h =132-⎝ ⎛⎭⎪⎫18-822=12(cm),所以S 侧=4×12×(8+18)×12=624(cm 2),S 上底=8×8=64(cm 2),S 下底=18×18=324(cm 2),于是表面积为S =624+64+324=1012(cm 2).10.解:由已知可得该几何体是一个底面为矩形,高为4,顶点在底面的射影是矩形中心的四棱锥.(1)V =13×(8×6)×4=64.(2)该四棱锥的两条斜高长为h 1=42+42=4 2,h 2=42+32=5,因此,S =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫12×6×4 2+12×8×5=40+24 2. 8.31.C 2.C 3.B 4.A 5.C 6.C7.α⊥β,P ∈α,P ∈a ,a ⊥β⇒a ⊂α8.7 解析:如图D14,三个平面α,β,γ两两相交,交线分别是a ,b ,c ,且a ∥b ∥c .观察图形,可得α,β,γ把空间分成7个部分.图D149.60°10.解:连接B 1G ,由对称性,知A 1E 綊B 1G ,则∠B 1GF 就是异面直线A 1E ,GF 所成角. 在Rt △B 1C 1G 中,B 1G =B 1C 21+C 1G 2= 2.在Rt △FCG 中,GF =CF 2+GC 2= 3.在Rt △B 1BF 中,B 1F =FB 2+B 1B 2= 5.在△B1FG中,B1G2+GF2=5=B1F2,∴∠B1GF=90°.8.41.D 2.D 3.C 4.D 5.B6.D解析:当a∥α,b在α内时,a与b的位置关系是平行或异面,故D不正确.7.28.平行9.①③④10.证明:连接AC1与A1C相交于点E,连接DE,因为D,E分别是AB,AC1的中点,所以DE∥BC1.又BC1平面CA1D,DE⊂平面CA1D,所以BC1∥平面CA1D.8.51.D 2.B 3.D 4.C 5.B 6.D7.①④解析:②若m∥α,n∥β,m⊥n,则α∥β或α,β相交,所以②错误.③若m ⊥α,n∥β,m⊥n,则α∥β或α,β相交,所以③错误.故填①④.8.45°解析:因为PA⊥平面ABC,所以斜线PB在平面ABC上的射影为AB.所以∠PBA 即为直线PB与平面ABC所成的角.在△PAB中,∠BAP=90°,PA=AB,所以∠PBA=45°,即直线PB与平面ABC所成的角等于45°.9.3个10.证明:如图D15,∵平面PAC⊥平面PBC,作AD⊥PC,垂足为D,根据平面与平面垂直的性质定理知,AD⊥平面PBC.又BC⊂平面PBC,则BC⊥AD.又PA⊥平面ABC,则BC⊥PA.∴BC⊥平面PAC.又AC⊂平面PAC,∴BC⊥AC.。
立体练习题和答案
立体练习题和答案立体几何是高中数学中的一个重要分支,它涉及到空间中的点、线、面以及它们之间的关系。
以下是一些立体练习题以及相应的答案,供学生练习和参考。
练习题1:空间直线与平面的位置关系题目:在空间直角坐标系中,直线l1过点A(1, 2, 3)且与向量\( \vec{a} = (4, -1, 2) \)平行,直线l2过点B(-1, 1, 0)且与向量\( \vec{b} = (1, 2, -1) \)平行。
求证l1与l2平行。
答案:首先,我们可以写出直线l1和l2的参数方程。
对于直线l1,参数方程为:\[ x = 1 + 4t, \quad y = 2 - t, \quad z = 3 + 2t \]对于直线l2,参数方程为:\[ x = -1 + t, \quad y = 1 + 2t, \quad z = -t \]由于直线l1与向量\( \vec{a} \)平行,直线l2与向量\( \vec{b} \)平行,我们可以比较它们的向量方向。
直线l1的方向向量为\( \vec{a} \),直线l2的方向向量为\( \vec{b} \)。
由于\( \vec{a} = 4\vec{b} \),这表明l1和l2的方向向量是成比例的,因此l1与l2平行。
练习题2:空间多面体的体积题目:一个正四面体的顶点坐标分别为A(1, 0, 0),B(-1, 0, 0),C(0, 1, 0),D(0, -1, √3)。
求此正四面体的体积。
答案:首先,我们可以计算出正四面体的边长。
由于A和B的坐标只在一个轴上不同,它们之间的距离是2。
同理,C和D,以及B和D之间的距离也是2。
接下来,我们可以利用四面体的高来计算体积。
高h可以通过向量\( \vec{AB} \)和\( \vec{CD} \)的点积来求得,因为\( \vec{AB} \)和\( \vec{CD} \)垂直。
计算得到:\[ h = \frac{|\vec{AB} \cdot \vec{CD}|}{|\vec{AB}|} =\frac{|-1 - 0 + 0 - 0|}{\sqrt{1^2 + 0^2 + 0^2}} = \sqrt{3} \]正四面体的体积V可以通过公式V = \(\frac{1}{3}\) * 底面积 * 高来计算。
立体几何 训练(带答案)
(1)证明:作 DH EF ,垂足 H ,连结 BH , GH ,
…… 2分
∵平面 AEFD 平面 EBCF ,交线 EF , DH 平面 EBCF , ∴ DH 平面 EBCF ,又 EG 平面 EBCF ,故 EG DH . …… 4分 ∵ EH AD
1 1 BC BE 4 ( 4 x ) 8 2 x . ………… 12分 2 2 ∴三棱锥 D BCF 的体积 1 1 1 2 8 f ( x) S BFC DH S BFC AE (8 2 x ) x x 2 x ………… 14分 3 3 3 3 3 P AB D 2、如图所示,已知圆 O 的直径 长度为 4,点 为 1 线段 AB 上一点,且 AD DB ,点 C 为圆 O 上一点, 3
1 BC BG , EF // BC , ABC 90 . 2
………… 6分
∴四边形 BGHE 为正方形,故 EG BH .
又 BH 、 DH 平面 DBH ,且 BH DH H ,故 EG 平面 DBH . 又 BD 平面 DBH ,故 EG BD . ………… 8分
3 , PD DB 3 ,--------7 分
(注:在第(Ⅰ)问中使用方法 1 时,此处需要求出线段的长度,酌情给分.) ∴ VP BDC 又 PB
1 1 1 1 1 3 3 .--------10 分 SBDC PD DB DC PD 3 3 3 3 3 2 3 2 2
A.①、②、③ B.②、③、④ C.①、③、④ D.②、④、③ 3、一个长方体被一个平面截去一部分后所剩几何体的正视图和俯视图如图所示, 则该几何体的侧视图可以为
立体几何专项训练
立体几何专项训练
立体几何是数学领域中的一个重要分支,主要研究三维空间中图形的性质、位置关系以及度量等问题。
为了加深对立体几何的理解,我们需要进行一系列的专项训练。
以下是一些关于立体几何的专项训练题目,旨在帮助学生提高解题能力和空间想象力。
一、基础训练
已知一个长方体的长、宽、高分别为a、b、c,求其表面积和体积。
已知一个正方体的棱长为a,求其表面积和体积。
已知一个球的半径为r,求其表面积和体积。
二、进阶训练
已知一个长方体的三个面的面积分别为S1、S2、S3,求其体积。
已知一个圆锥的底面半径为r,高为h,求其表面积和体积。
已知一个圆柱的底面半径为r,高为h,求其表面积和体积。
三、拓展训练
在一个正方体中,从一个顶点出发,沿着正方体的棱走,求最多能走过几条棱。
在一个正方体中,从一个顶点出发,沿着正方体的面走,求最多能走过几个面。
在一个球内,放入n个等大的小球,求这些小球的最大半径。
通过以上训练,可以帮助学生熟悉立体几何的基本概念和性质,提高解题能力和空间想象力。
同时,也可以引导学生深入思考,拓展思路,为后续的数学学习打下坚实的基础。
2021高考数学一轮复习课后限时集训45空间几何体的表面积与体积文北
课后限时集训45空间几何体的表面积与体积建议用时:45分钟一、选择题1.已知等腰直角三角形的直角边的长为2,将该三角形绕其斜边所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A. B.C .2πD .4π22π342π322B [依题意知,该几何体是以为底面半径,为高的两个同底圆锥组成的组合体,则其体积V =22π×()2×2=π.]13224232.一个正方体挖去一个多面体所得的几何体的三视图如图所示,其中主视图、左视图和俯视图均为边长等于2的正方形,则这个几何体的表面积为( )A .16+4B .16+435C .20+4D .20+435D [由三视图可知,该几何体是棱长为2的正方体的内部挖去一个底面边长为2的正四棱锥,将三视图还原可得如图,可得其表面积为S =5×22+4××2×=20+4,故选D.]12553.某几何体的三视图如图所示,且该几何体的体积是3,则主视图中的x 的值是( )A .2 B.92C.D .332D [由三视图知,该几何体是四棱锥,底面是直角梯形,且S 底=×(1+2)×2=3,12∴V =x ·3=3,解得x =3.]134.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .1 B. 12C. D.1314C [法一:该几何体的直观图为四棱锥S ABCD ,如图,SD ⊥平面ABCD ,且SD =1,四边形ABCD 是平行四边形,且AB =DC =1,连接BD ,由题意知BD ⊥DC ,BD ⊥AB ,且BD =1,所以S 四边形ABCD =1,所以V S ABCD =S 四边形ABCD ·SD =,故选C.1313法二:由三视图易知该几何体为锥体,所以V =Sh ,其中S 指的是锥体的底面积,即俯视图中四13边形的面积,易知S =1,h 指的是锥体的高,从主视图和左视图易知h =1,所以V =Sh =,故选C.]13135.正四棱锥V ABCD 的五个顶点在同一个球面上,若其底面边长为4,侧棱长为2,则此球的体6积为( )A .72πB .36π2C .9πD.29π2B [∵正四棱锥V ABCD 的五个顶点在同一个球面上,其底面边长为4,侧棱长为2,6∴正四棱锥的高为=4, 26 2- 22 2设外接球的半径为R ,则R 2=(4-R )2+(2)2,2∴R =3,∴球的体积为V =πR 3=π×33=36π,故选B.]4343二、填空题6.(2019·泉州模拟)如图,某三棱锥的三视图都是直角边长为2的等腰直角三角形.若该三棱锥的所有顶点都在球O 的球面上,则球O 的表面积为________.12π [由三视图知该三棱锥中有一个顶点发出的三条棱两两垂直,且这三条棱的棱长均为2,因此可将此三棱锥补为一个棱长为2的正方体,如图所示,记该三棱锥为A BCD ,根据图形的结构特征知,正方体的外接球就是三棱锥A BCD 的外接球,则外接球的直径为=2,所以外接球的半径22+22+223R =,则3外接球O 的表面积为4πR 2=12π.]7.在如图所示的斜截圆柱中,已知圆柱底面的直径为40 cm ,母线长最短50 cm ,最长80 cm ,则斜截圆柱的侧面面积S =________cm 2.2 600π [将题图所示的相同的两个几何体对接为圆柱,由题意得所求侧面展开图的面积S =×(50+80)×(π×40)=2 600π(cm 2).]128.如图,正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的棱长为1,E 为棱DD 1上的点,F 为AB 的中点,则三棱锥B 1BFE 的体积为________. [由题意知VB 1BFE =VE BFB 1,点E 到平面ABB 1A 1的距离等于点D 到平面ABB 1A 1的距离,都等112于1.则VE BFB 1=××1××1=.]131212112三、解答题9.如图,从正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的8个顶点中选出的4个点恰为一个正四面体的顶点.(1)若选出4个顶点包含点A ,请在图中画出这个正四面体;(2)求棱长为a 的正四面体外接球的半径.[解](1)如图所示,选取的四个点分别为A ,D 1,B 1,C .(2)棱长为a 的正四面体外接球的半径,等于正方体外接球的半径,等于正方体对角线长的一半,因为正四面体的棱长为a ,所以正方体的边长为a ,因此外接球的半径为×a =a .2232226410.(2015·全国卷Ⅱ)如图,长方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,AB =16,BC =10,AA 1=8,点E ,F 分别在A 1B 1,D 1C 1上,A 1E =D 1F =4.过点E ,F 的平面α与此长方体的面相交,交线围成一个正方形.(1)在图中画出这个正方形(不必说明画法和理由);(2)求平面α把该长方体分成的两部分体积的比值.[解](1)交线围成的正方形EHGF 如图所示.(2)如图,作EM ⊥AB ,垂足为M ,则AM =A 1E =4,EB 1=12,EM =AA 1=8.因为四边形EHGF 为正方形,所以EH =EF =BC =10.于是MH ==6,AH =10,HB =6.EH 2-EM 2故S 四边形A 1EHA =×(4+10)×8=56,12S 四边形EB 1BH =×(12+6)×8=72.12因为长方体被平面α分成两个高为10的直棱柱,所以其体积的比值为.97(79也正确)1.(2019·郑州模拟)某几何体的三视图如图所示,图中三个正方形的边长均为2,则该几何体的表面积为( )A .24+(-1)πB .24+(2-2)π22C .24+(-1)πD .24+(2-2)π53B [根据三视图可得该几何体是由棱长为2的正方体挖去两个底面半径为1,母线长为的圆锥所得如图所示的组合体,则该组合体的侧面积为2S 1=4×2×2=16,两个底面的面积为S 2=2×(2×2-π×12)=8-2π,两个圆锥的侧面积为S 3=2×π×1×=2π,所以该组合体的表面积为22S =S 1+S 2+S 3=16+8-2π+2π=24+(2-2)π.]222.(2019·昆明模拟)已知三棱锥D ABC 的每个顶点都在球O 的表面上,AB ⊥AC ,AB =6,AC =2,顶点D 在平面ABC 上的投影E 为BC 的中点,且DE =5,则球O 的表面积为( )6A .16πB .17πC .60πD .64πD [如图,在△ABC 中,AB ⊥AC ,AB =6,AC =2.6∴BC ==2,AE =BC =.62+ 26 2151215设球O 的半径为R ,则15+(5-R )2=R 2,∴R =4.∴球O 的表面积为4πR 2=64π,故选D.]3.(2018·全国卷Ⅱ)已知圆锥的顶点为S ,母线SA ,SB 互相垂直,SA 与圆锥底面所成角为30°.若△SAB 的面积为8,则该圆锥的体积为________.8π [由题意画出图形,如图,设AC 是底面圆O 的直径,连接SO ,则SO 是圆锥的高.设圆锥的母线长为l ,则由SA ⊥SB ,△SAB 的面积为8,得l 2=8,得l =4.在Rt△ASO 中,由题意知∠SAO =30°,所以12SO =l =2,AO =l =2.故该圆锥的体积V =π×AO 2×SO =π×(2)2×2=8π.]12323131334.如图是一个以A 1B 1C 1为底面的直三棱柱被一平面所截得到的几何体,截面为ABC ,已知A 1B 1=B 1C 1=2,∠A 1B 1C 1=90°,AA 1=4,BB 1=3,CC 1=2,求:(1)该几何体的体积.(2)截面ABC 的面积.[解](1)过C 作平行于A 1B 1C 1的截面A 2B 2C ,交AA 1,BB 1分别于点A 2,B 2,由直三棱柱性质及∠A 1B 1C 1=90°,则V =VA 1B 1C 1A 2B 2C +VC ABB 2A 2=×2×2×2+××(1+2)×2×2=6.121312(2)在△ABC 中,AB ==,22+ 4-3 25BC ==,22+ 3-2 25AC ==2,22 2+ 4-2 23则S △ABC =×2×=.123 5 2- 3 261.(2019·太原模拟)已知在三棱锥S ABC 中,SA =SB =SC =AB =2,AC ⊥BC ,则该三棱锥外接球的体积为( )A.B.323π2743π9C. D.32π316π3A [如图,∵SA =SB =AB ,∴△SAB 为正三角形,∵AC ⊥BC ,∴点S 在底面上的投影为AB 的中点,设AB 的中点为D ,连接CD ,∵△ABC 为等腰直角三角形,∴BD =AD =CD ,∵球心到球面各点的距离相等,∴球心在线段SD 上,设球心为O ,球的半径为R ,∴AD =1,SD ===,SA 2-AD 24-13∴OD 2+AD 2=OA 2=R 2,(-R )2+12=R 2,R =,3233∴该三棱锥外接球的体积为π×=,故选A.]43(233)3 323π272.一个透明的球形装饰品内放置了两个公共底面的圆锥,且这两个圆锥的顶点和底面圆周都在这个球面上,如图,已知圆锥底面面积是这个球面面积的,设球的半径为R ,圆锥底面半径为r .316(1)试确定R 与r 的关系,并求出较大圆锥与较小圆锥的体积之比;(2)求出两个圆锥的体积之和与球的体积之比.[解](1)∵πr 2=×4πR 2,∴r =R .①31632设较大圆锥与较小圆锥的高分别为h 大,h 小,则由Rt△BO 1C ∽Rt△CO 1A ,得=,即=.②BO 1CO 1O 1C O 1A h 大r r h 小又2R =h 大+h 小,③联立①②③,得h 大=R ,h 小=R ,3212∴V 大∶V 小=h 大∶h 小=3∶1,即较大圆锥与较小圆锥的体积之比是3∶1.(2)由(1)得较大圆锥的体积V 大=πr 2h 大=πR 3,1338较小圆锥的体积V 小=πr 2h 小=πR 3,1318又V 球=πR 3,43∴(V 大+V 小)∶V 球=πR 3∶πR 3=3∶8,1243即两个圆锥的体积之和与球的体积之比为3∶8.。
人教版高一数学立体几何限时练 附答案解析
高三数学文立体几何限时练(附答案)一、单选题1、如果两个球的体积之比为8:27,那么两个球的表面积之比为()A.27:8 B.3:2 C.9:4 D.9:22、设三棱柱的侧棱垂直于底面,所有棱长都为,顶点都在一个球面上,则该球的表面积为()A.2aπ B.237aπ C.2311a π D.25aπ3、正方体的表面积与其外接球的表面积的比为()A.π:3 B.π:2 C.π2:1 D.π3:14、某几何体的三视图如图所示,则它的体积是()A.π328-B.π318- C.π28- D.π325、321,,l l l 是空间三条不同的直线,则下列命题正确的是()A.21l l ⊥,32l l ⊥⇒31l l ⊥B.21l l ⊥,32//l l ⇒31l l ⊥C.321////l l l ⇒321,,l l l 共面D.321,,l l l 共点⇒321,,l l l 共面6、如图,在四面体ABC D -中,若CB AB =,CD AD =,E 是AC 的中点,则下列正确的是()A.平面⊥ABC 平面ABDB.平面⊥ABC 平面BDE ,且平面⊥ADC 平面BDEC.平面⊥ABD 平面BDCD.平面⊥ABC 平面ADC ,且平面⊥ADC 平面BDE7、如图所示的几何体是由一个圆柱挖去一个以圆柱的上底面为底面,下底面圆心为顶点的圆锥而得到的组合体,现用一个竖直的平面去截这个组合体,则截面图形可能是()A.(1)(2)B.(1)(3)C.(1)(4)D.(1)(5)8、下列命题:①直线l 平行于平面内无数条直线,则α//l ;②若直线在平面外,则α//a ;③若直线b a //,直线α⊂b ,则α//a ;④若直线b a //,直线α⊂b ,那么直线就平行于平面内的无数条直线.其中真命题的个数为()A.1B.2C.3D.49、已知b a ,为不垂直的异面直线,α是一个平面,则b a ,在α内的射影不可能是()A.两条平行直线B.两条互相垂直的直线C.同一条直线D.一条直线及其外一点10、如图所示,是ABC ∆所在平面外点,PA ,PB ,PC 两两垂直,且⊥PO 平面ABC 于点,则是ABC ∆的()。
立体几何定时练习
立体几何定时练习姓名_____________1.如图,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AA 1C 1C 是边长为4的正方形,平面ABC ⊥平面AA 1C 1C ,AB =3,BC =5. (Ⅰ)求证:AA 1⊥平面ABC ;(Ⅱ)求二面角A 1-BC 1-B 1的余弦值;(Ⅲ)证明:在线段BC 1存在点D ,使得AD ⊥A 1B ,并求1BD BC 的值.解:(I )因为AA 1C 1C 为正方形,所以AA 1 ⊥AC .因为平面ABC ⊥平面AA 1C 1C ,且AA 1垂直于这两个平面的交线AC ,所以AA 1⊥平面ABC .(II )由(I )知AA 1 ⊥AC ,AA 1 ⊥AB .由题知AB=3,BC=5,AC=4,所以AB ⊥AC .如图,以A 为原点建立空间直角坐标系A-xyz ,则B (0,3,0),A 1(0,0,4),B 1(0,3,4),C 1(4,0,4),设平面A 1BC 1的法向量为(),,x y z n =,则11100A B AC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ n n ,即34040y z x -=⎧⎨=⎩, 令3z =,则0x =,4y =,所以(0,4,3)n =.同理可得,平面BB 1C 1的法向量为(3,4,0)m =,所以16cos 25⋅==n m n,m |n ||m |.由题知二面角A 1-BC 1-B 1为锐角,所以二面角A 1-BC 1-B 1的余弦值为1625. (III )设D (,,)x y z 是直线BC1上一点,且1BD BC λ= .所以(,3,)(4,3,4)x y z λ-=-.解得4x λ=,33y λ=-,4z λ=.所以(4,33,4)AD λλλ=- .由1·0AD A B = ,即9250λ-=.解得925λ=. 因为9[0,1]25∈,所以在线段BC 1上存在点D , 使得AD ⊥A 1B . 此时,1925BD BC λ==.2.如图1,在Rt △ABC 中,∠C =90°,BC =3,AC =6,D ,E 分别是AC ,AB 上的点,且DE ∥BC ,DE =2,将△ADE 沿DE 折起到△A 1DE 的位置,使A 1C ⊥CD ,如图2.(Ⅰ)求证:A 1C ⊥平面BCDE ;(Ⅱ)若M 是A 1D 的中点,求CM 与平面A 1BE 所成角的大小; (Ⅲ)线段BC 上是否存在点P ,使平面A 1DP 与平面A 1BE 垂直?说明理由.解:(1),平面,又平面,又, 平面.(2)如图建系,则,,,∴, 设平面法向量为则 ∴ ∴ ∴ 又∵∴ ∴,∴与平面所成角的大小.(3)设线段上存在点,设点坐标为,则则, 设平面法向量为,则∴CD DE ⊥1A E DE ⊥∴DE ⊥1A CD 1A C ⊂1A CD ∴1A C ⊥DE 1AC CD ⊥∴1A C ⊥BCDE C xyz -()200D -,,(00A ,,()030B ,,()220E -,,(103A B =- ,,()1210A E =-- ,,1A BE ()n x y z = ,,1100A B n A E n ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩3020y x y ⎧-=⎪⎨--=⎪⎩2z y y x ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩(12n =- ,(10M -,(10CM =- ,cos 2||||CM n CM n θ⋅====⋅ CM 1A BE 45︒BC P P ()00a ,,[]03a ∈,(10A P a =- ,,()20DP a = ,,1A DP ()1111n x y z = ,,1111020ay x ay ⎧-=⎪⎨+=⎪⎩111112z x ay ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩yC∴. 假设平面与平面垂直, 则,∴,,, ∵,∴不存在线段上存在点,使平面与平面垂直.()136n a =- ,1A DP 1A BE 10n n ⋅= 31230a a ++=612a =-2a =-03a <<BC P 1A DP 1A BE。
立体几何经典大题各个类型典型题目
∴AD⊥CC1
(2)证明 延长B1A1与BM交于N,连结C1N
∵AM=MA1,∴NA1=A1B1
∵A1B1=A1C1,∴A1C1=A1N=A1B1
∴C1N⊥C1B1
∵底面NB1C1⊥侧面BB1C1C,∴C1N⊥侧面BB1C1C
∴截面C1NB⊥侧面BB1C1C
立体几何大题训练(2)
3.如图,在四面体ABCD中,CB=CD, ,点E,F分别是AB,BD的中点.求证:
〔1〕直线EF// 面ACD;〔2〕平面 面BCD.
4.在斜三棱柱A1B1C1—ABC中,底面是等腰三角形,AB=AC,侧面BB1C1C⊥底面ABC
〔1〕假设D是BC的中点,求证 AD⊥CC1;
〔1〕求证: 平面 ;〔2〕求证: 平面 ;
〔3〕设 是 上一点,试确定 的位置使平面 平面 ,并说明理由.
立体几何大题训练(10)
19.如图,在直三棱柱 中, , 、 分别为 、 的中点,
〔1〕求证: ;
〔2〕求证:
20.如图, 、 分别为直角三角形 的直角边 和斜边 的中点,沿 将 折起到 的位置,连结 、 , 为 的中点.
〔I〕求证:PA1⊥BC; 〔II〕求证:PB1//平面AC1D;
立体几何大题训练(7)
13.如图,平行四边形 中, , 将 沿 折起到 的位置,使平面 平面
〔I〕求证: 〔Ⅱ〕求三棱锥 的侧面积。
14. 如图,在四棱锥 中,侧面 底面 ,侧棱 ,底面 是直角梯形,其中 , , , 是 上一点.
(Ⅰ)假设 ,试指出点 的位置;
〔Ⅰ〕求四棱锥P-ABCD的体积V;
〔Ⅱ〕假设F为PC的中点,求证PC⊥平面AEF;
立体几何初步空间几何与点线面40分钟限时练(四)含答案人教版高中数学真题技巧总结提升
高中数学专题复习《立体几何初步空间几何与点线面》单元过关检测经典荟萃,匠心巨制!独家原创,欢迎下载!注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上第I 卷(选择题)请点击修改第I 卷的文字说明 评卷人得分一、选择题1.在空间中,过点A 作平面π的垂线,垂足为B ,记)(A f B π=.设βα,是两个不同的平面,对空间任意一点P ,)]([)],([21P f f Q P f f Q βααβ==,恒有21PQ PQ =,则 ( )A .平面α与平面β垂直B .平面α与平面β所成的(锐)二面角为045 C .平面α与平面β平行D .平面α与平面β所成的(锐)二面角为060 (2020年普通高等学校招生统一考试浙江数学(理)试题(纯WORD 版))2.已知n m ,为异面直线,⊥m 平面α,⊥n 平面β.直线l 满足,,,l m l n l l αβ⊥⊥⊄⊄,则 ( )A .βα//,且α//lB .βα⊥,且β⊥lC .α与β相交,且交线垂直于lD .α与β相交,且交线平行于l (2020年普通高等学校招生统一考试新课标Ⅱ卷数学(理)(纯WORD 版含答案)) 3.如图,有一个水平放置的透明无盖的正方体容器,容器高8cm,将一个球放在容器口,再向容器内注水,当球面恰好接触水面时测得水深为6cm,如果不计容器的厚度,则球的体积为( )A .35003cm π B .38663cm π C .313723cm πD .320483cm π(2020年高考新课标1(理))4.设四面体的六条棱的长分别为1,1,1,1,2和a ,且长为a 的棱与长为2的棱异面,则a 的取值范围是 ()A .(0,2)B .(0,3)C .(1,2)D .(1,3)(2020重庆理)5.平面α的斜线AB 交α于点B ,过定点A 的动直线l 与AB 垂直,且交α于点C ,则动点C 的轨迹是( ) (A )一条直线(B )一个圆(C )一个椭圆(D )双曲线的一支(2020北京理)6.已知直线m 、n 与平面βα,,给出下列三个命题: ①若;//,//,//n m n m 则αα ②若;,,//m n n m ⊥⊥则αα ③若.,//,βαβα⊥⊥则m m其中真命题的个数是( )A .0B .1C .2D .3(2020福建理)7.设α、β 为两个不同的平面,l 、m 为两条不同的直线,且l ⊂α,m ⊂β,有如下的两个命题:①若α∥β,则l ∥m ;②若l ⊥m ,则α⊥β.那么( )(A) ①是真命题,②是假命题 (B) ①是假命题,②是真命题 (C) ①②都是真命题 (D) ①②都是假命题(2020浙江文) 8.已知在半径为2的球面上有A 、B 、C 、D 四点,若AB=CD=2,则四面体ABCD 的体积的最大值为 A .233B .433C .23D .833(2020全国I 文9.已知m ,n 为异面直线,m ∥平面α,n ∥平面β,α∩β=l ,则l ( )(A )与m ,n 都相交(B )与m ,n 中至少一条相交 (C )与m ,n 都不相交 (D )与m ,n 中一条相交10.线a 、b 和平面α,下面推论错误的是 A.b a ⊥⇒⎭⎬⎫⊆⊥ααb a B αα⊥⇒⎭⎬⎫⊥b b // a aC ααα⊆⇒⎭⎬⎫⊥⊥a //a b b a 或D b //a b //a ⇒⎭⎬⎫⊆αα第II 卷(非选择题)请点击修改第II 卷的文字说明 评卷人得分二、填空题11.不重合的三条直线,若相交于一点,最多能确定________个平面;若相交于两点,最多能确定________个平面;若相交于三点,最多能确定________个平面. 解析:三条直线相交于一点,最多可确定3个平面,如图(1);三条直线相交于两点,最多可确定2个平面,如图(2);三条直线相交于三点,最多可确定1个平面,如图(3).12.给出以下四个命题:①若空间四点不共面,则其中无三点共线;②若直线l 上有一点在平面α外,则l 在α外;③若直线a 、b 、c 中,a 与b 共面且b 与c 共面,则a 与c 共面;④两两相交的三条直线共面.其中所有正确命题的序号是________.13.已知一个凸多面体共有9个面,所有棱长均为1,其平面展开图如图所 示,则该凸多面体的体积V =________.解析:该凸多面体由一个正方体及一个正四棱锥组成, ∵正方体的棱长为1, ∴V正方体=13=1,∵正四棱锥的棱长全为1, ∴正四棱锥的底面积为1×1=1, 又∵正四棱锥的高为1-⎝⎛⎭⎫222=22, 所以此凸多面体的体积V =1+13×1×22=1+26.14.设,αβ为两个不重合的平面,,m n 为两条不重合的直线,给出下列四个命题:①若,,m n m n αα⊥⊥⊄则n ∥α;②若,,,,m n n m αβαβα⊥⋂=⊂⊥则n β⊥; ③若,m n ⊥m ∥α,n ∥β,则αβ⊥;④若,,n m αβα⊂⊂与β相交且不垂直,则n 与m 不垂直.其中,所有真命题的序号是 ▲ . (江苏省苏州市2020年1月高三调研) ①②15.对于四面体ABCD ,下列命题正确的是_________ (写出所有正确命题的编号)。
高中立体几何练习题
高中立体几何练习题立体几何是高中数学中的一个重要部分,它涉及到空间图形的形状、体积、表面积等特性。
通过练习立体几何问题,可以帮助学生加深对立体几何概念的理解,并训练他们的逻辑思维能力和解题技巧。
本文将为大家提供一些高中立体几何的练习题,帮助大家巩固立体几何知识。
1. 地面上的一个正方形花坛,边长为4米。
现在要在花坛的四个角上立一个高为2米的正方体石柱,问:整个花坛所占的体积是多少?解析:首先,我们可以通过画图来更好地理解问题。
将正方体石柱看作是立在花坛四个角的柱子。
花坛的形状为正方体,边长为4米,所以它的体积为4 * 4 * 4 = 64立方米。
而每个石柱的体积为2 * 2 * 2 = 8立方米,因为有四个石柱,所以它们的总体积为 8 * 4 = 32立方米。
所以,整个花坛所占的体积为64 - 32 = 32立方米。
答案:整个花坛所占的体积为32立方米。
2. 一个正方体的棱长为5cm,问:该正方体的表面积是多少?解析:一个正方体有六个面,每个面积相等。
正方体的表面积等于一个面的面积乘以6。
每个面的面积等于正方形的边长的平方。
所以,这个正方体的表面积等于5 * 5 * 6 = 150 cm²。
答案:该正方体的表面积为150 cm²。
3. 一个边长为10cm的正方体,现在要将它截成一般,问:每一半的体积是多少?解析:将正方体截成一般意味着将它分成两个相等的部分。
每一半的体积等于整个正方体的体积的一半。
整个正方体的体积为10 * 10 * 10 = 1000 cm³。
所以每一半的体积为1000 / 2 = 500 cm³。
答案:每一半的体积为500 cm³。
4. 一个圆柱的底面半径为6cm,高为8cm,问:该圆柱的体积是多少?解析:圆柱的体积等于底面积乘以高。
底面积等于π * r²,其中r为底面的半径。
所以这个圆柱的体积为π * 6² * 8 = 288π cm³。
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江苏省黄埭中学高二数学限时训练(4)一.填空题(每题5分,共8题)1. 已知直线a、b和平面α,那么能得到a∥b的条件有_____ ②___.(填序号)①a∥α,b∥α;② a⊥α,b⊥α;③bα且a∥α;④ a、b与α成等角.2.已知A、B表示不同的点,l表示直线,α、β表示不同的平面,则下列推理错误的是________.①A∈l,A∈α,B∈l,B∈α⇒l⊂α;②A∈α,A∈β,B∈α,B∈β⇒α∩β=AB;③l⊄α,A∈l⇒A∉α;④A∈α,A∈l,l⊄α⇒l∩α=A.答案③3.已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为C1D1的中点,则异面直线AE与BC所成角的余弦值为______.答案2 34.平行六面体ABCD—A1B1C1D1中,既与AB共面也与CC1共面的棱的条数为________.答案 55.在正方体ABCD—A1B1C1D1中,过顶点A1与正方体其他顶点的连线与直线BC1成60°角的条数为________.56.平面α、β相交,在α、β内各取两点,这四点都不在交线上,这四点能确定________个平面.答案1或47.空间四边形ABCD中,各边长均为1,若BD=1,则AC的取值范围是________.答案(0,3)8.如图是一正方体的表面展开图,B、N、Q都是所在棱的中点,则在原正方体中,①AB与CD相交;② MN∥PQ;③ AB∥PE;④ MN与CD异面;⑤ MN∥平面PQC.其中真命题的是________(填序号).答案:①②④⑤二.解答题(每题15分,共两题)1. 如图,在三棱柱ABCA 1B 1C 1中,AB ⊥侧面BB 1C 1C ,已知BC =1,BB 1=2,∠BCC 1=π3,求证:C 1B ⊥平面ABC.证明:由AB ⊥侧面BB 1C 1C ,得AB ⊥BC 1,在△BC 1C 中,BC =1,CC 1=BB 1=2,∠BCC 1=π3,由余弦定理有 BC 1=BC 2+CC 21-2·BC·CC 1·cos ∠BCC 1 =1+4-2×2×cos π3=3,故有BC 2+BC 21=CC 21,∴ C 1B ⊥BC.而BC ∩AB =B 且AB 、BC 平面ABC ,∴ C 1B⊥平面ABC.2.如图,P 为△ABC 所在平面外一点,PA ⊥面ABC ,∠ABC =90°,AE ⊥PB 交PB 于E ,AF ⊥PC 交PC 于F ,求证:(1) BC ⊥平面PAB ; (2) AE ⊥平面PBC ; (3) PC ⊥平面AEF. 证明:(1) ∵PA ⊥平面ABC ,BC 平面ABC ,∴PA ⊥BC.又∠ABC =90°,即BC ⊥AB.又PA ∩AB =A ,PA 面PAB ,AB 面PAB ,∴BC ⊥平面PAB.(2) ∵BC ⊥平面PAB ,AE 平面PAB ,∴BC ⊥AE.又AE ⊥PB ,PB ∩BC =B ,PB 面PBC ,BC 平面PBC ,∴AE ⊥平面PBC.(3) ∵AE ⊥平面PBC ,PC 平面PBC ,∴AE ⊥PC.又AF ⊥PC ,AE ∩AF =A ,AE 面AEF ,AF 面AEF ,∴PC ⊥平面AEF.江苏省黄埭中学高二数学限时训练(5)一.填空题(每题5分,共8题)1. 设m 、n 表示不同直线,α、β表示不同平面,则下列结论中正确的是________.(填序号) ①若m ∥α,m ∥n ,则n ∥α②若m ⊂α,n ⊂β,m ∥β,n ∥α,则α∥β ③若α∥β,m ∥α,m ∥n ,则n ∥β ④若α∥β,m ∥α,n ∥m ,n ⊄β,则n ∥β 答案 ④2.过三棱柱ABC —A 1B 1C 1的任意两条棱的中点作直线,其中与平面ABB 1A 1平行的直线共有________条. 答案 63. 已知,l m 是两条不同的直线,,αβ是两个不同的平面。
下列命题: ①若,,||,||,l m l m ααββ⊂⊂则||αβ; ②若,||,,l l m αβαβ⊂=则||l m ;③若||,||,l αβα则||l β; ④若,||,||,l m l ααβ⊥则m β⊥. 其中真命题是 (写出所有真命题的序号). ②④ 4.下列命题正确的是________.①若两条直线和同一个平面所成的角相等,则这两条直线平行; ②若一个平面内有三个点到另一个平面的距离相等,则这两个平面平行; ③若一条直线平行于两个相交平面,则这条直线与这两个平面的交线平行; ④若两个平面都垂直于第三个平面,则这两个平面平行. 答案 ③5.对于不重合的两个平面α与β,给出下列条件: ①存在平面γ,使得α,β都平行于γ; ②存在直线l ⊂α,直线m ⊂β,使得l ∥m ;③存在异面直线l ,m ,使得l ∥α,l ∥β,m ∥α,m ∥β. 其中可以判定α与β平行的条件的个数为________. 答案 26.在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB ⊂平面α,CD ⊄平面α,则直线CD 与平面α内的直线的位置关系只能是__________. 答案 平行或异面7. 给出下列关于互不相同的直线l 、m 、n 和平面α、β、γ的三个命题: ①若l 与m 为异面直线,l ⊂α,m ⊂β,则α∥β; ②若α∥β,l ⊂α,m ⊂β,则l ∥m ;③若α∩β=l ,β∩γ=m ,γ∩α=n ,l ∥γ,则m ∥n . 其中真命题的个数为________. 答案 18. 下面四个正方体图形中,A ,B 为正方体的两个顶点,M ,N ,P 分别为其所在棱的中点,能得出AB ∥平面MNP 的图形是________.(填图形对应的序号)答案 ①②二.解答题(每题15分,共两题)1.如图,ABD ∆和BCD ∆都是等边三角形,E F O 、、分别是AD BD AC 、、的中点,G 是OC 的中点;(1)求证:BD FG ⊥; (2)求证://FG 平面BOE 。
证明:(1)连接AF 和CF ,因为F 为BD 的中点,ABD ∆和BCD ∆都是等边三角形,所以BD AF ⊥,BD CF ⊥, 又AFCF F =,所以BD ⊥平面AFC ,又FG ⊂平面AFC , 所以BD FG ⊥。
(2)设BE 和AF 交于点H ,连接OH ,在等边三角形ABD ∆中,E F 、分别是AD BD 、的中点, 所以H 为重心,23AH AF =, 又O 为AC 中点,G 是OC 的中点,所以23AO AG =, 在三角形AFG 中,23AH AOAF AG==, BACDE F GOH所以//HO FG ,又FG ⊄平面BOE ,HO ⊂平面BOE , 所以//FG 平面BOE 。
2. 如图,在四面体ABCD 中,CD CB =,BD AD ⊥,点E ,F 分别是AB ,BD 的中点.(1) EF ∥平面ACD(2)求证:平面EFC ⊥平面BCD ;江苏省黄埭中学高二数学限时训练(6)一.填空题(每题5分,共8题) 1.以下命题:①以直角三角形的一边为轴旋转一周所得的旋转体是圆锥; ②以直角梯形的一腰为轴旋转一周所得的旋转体是圆台; ③圆柱、圆锥、圆台的底面都是圆;④一个平面截圆锥,得到一个圆锥和一个圆台.其中正确命题的个数为____1____.2.给出下列关于两条不相同的直线a,b 和两个不同的平面α、β的四个命题:其中正确的个数是__________13. 已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1,下列结论中,正确的结论是________(只填序号). ①AD 1∥BC 1 ②平面AB 1D 1∥平面BDC 1 ③AD 1∥DC 1 ④AD 1∥平面BDC 1 答案 ①②④4. 设α,β,γ是三个不重合的平面,l 是直线,给出下列四个命题: ①若α⊥β,l ⊥β,则l ∥α;②若l ⊥α,l ∥β,则α⊥β; ③若l 上有两点到α的距离相等,则l ∥α;④若α⊥β,α∥γ,则γ⊥β. 其中正确命题的序号是________.②④5. 已知两条直线,m n ,两个平面,αβ,给出下面四个命题:①//,m n m n αα⊥⇒⊥ ②//,,//m n m n αβαβ⊂⊂⇒ ③//,////m n m n αα⇒ ④//,//,m n m n αβαβ⊥⇒⊥其中正确命题的序号是 (1)(4)6. 设,,l m n 表示不同直线,αβγ,,表示不同平面,下列命题正确的个数是: . 2 ①若m ∥l ,且.m α⊥则l α⊥; ②若,,,m l n αββγγα===且n ∥β,则l ∥m ;③若,,l m n αββγγα===,则l ∥m ∥n ;④若m ∥l ,且m ∥α.则l ∥α.7. α、β是两个不同的平面,m 、n 是平面α及β之外的两条不同的直线,给出四个论断:①m ⊥n ;②α⊥β;③n ⊥β;④m ⊥α,以其中三个论断作为条件,剩余的一个论断作为结论,写出你认为正确的一个命题____________________________. 答案 ①③④⇒②(或②③④⇒①)8. 设βα,为两个不重合的平面,n m ,是两条不重合的直线,给出下列四个命题:①若α⊂m ,α⊂n ,//m β,//n β,则//αβ; ②若,,βα⊂⊂m n βα与相交且不垂直,则m n 与不垂直; ③若,,m m n αβαβ⊥=⊥,则n ⊥β;④若βαα//,,//⊥n n m ,则β⊥m .其中所有真命题的序号是 ▲ ④ .(写出所有真命题的序号) 二.解答题(每题15分,共两题)1.如图,在三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,CC 1⊥平面ABC,已知∠ACB =90°,M 为A 1B 与AB 1的交点,N 为棱B 1C 1的中点. (1) 求证:MN ∥平面AA 1C 1C ;(2) 若AC =AA 1,求证:MN ⊥平面A 1BC.证明:(1) 连结AC 1,因为M 为A 1B 与AB 1的交点,所以M 是AB 1的中点.又N 为棱B 1C 1的中点,所以MN ∥AC 1.又AC 1平面AA 1C 1C ,MN 平面AA 1C 1C ,所以MN ∥平面AA 1C 1C.(2) 由AC =AA 1,则四边形AA 1C 1C 是正方形,所以AC 1⊥A 1C.因为ABCA 1B 1C 1是直三棱柱,所以CC 1⊥平面ABC.因为BC 平面ABC ,所以CC 1⊥BC.因为∠ACB =90°,所以AC ⊥BC.因为CC 1∩AC =C ,所以BC ⊥平面AA 1C 1C ,所以BC ⊥AC 1.又AC 1平面AA 1C 1C ,MN ∥AC 1,所以MN ⊥A 1C ,MN ⊥BC.又BC ∩A 1C =C ,所以MN ⊥平面A 1BC.2. 如图,在四棱锥P -ABCD 中,平面P AD ⊥平面ABCD ,AB =AD ,∠BAD =60°,E ,F 分别是AP ,AD 的中点. 求证:(1)直线EF ∥平面PCD ; (2)平面BEF ⊥平面P AD .证明 (1)如图,在△P AD 中,因为E,F分别为AP,AD的中点,所以EF∥PD.又因为EF⊄平面PCD,PD⊂平面PCD,所以直线EF∥平面PCD.(2)连结BD.因为AB=AD,∠BAD=60°,所以△ABD为正三角形.因为F是AD的中点,所以BF⊥AD.因为平面P AD⊥平面ABCD,BF⊂平面ABCD,平面P AD∩平面ABCD=AD,所以BF⊥平面P AD.又因为BF⊂平面BEF,所以平面BEF⊥平面P AD.。