必修二立体几何 习题及答案

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【详解】
由直线与平面平行的定义可得,该直线与此平面无公共点,所以该直线与平面内的任一直线也无公共点,所以直线与直线间的位置关系是平行或异面.
故答案为:平行或异面.
【点睛】
直线与平面平行的定义是直线与平面无公共点,当直线与直线无公共点时,两条直线平行或异面
三、解答题
18.如图所示,在四棱锥 中, , ,面 面 .
【详解】
由正方体性质得 平面 ,
所以四棱锥 的体积为 ,选B.
【点睛】
本题考查锥体体积,考查基本求解能力,属基础题.
4.一个球的表面积是 ,那么这个球的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
先求球半径,再求球体积.
【详解】
因为 ,所以 ,选B.
【点睛】
本题考查球表面积与体积,考查基本求解能力,属基础题.
对于④由线面垂直的性质定理得,垂直于同一平面的两条直线平行,故④正确.
故选:A.
【点睛】
本题考查命题真假的判断,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,属于基础题.
13.如图,若长方体 的六个面中存在三个面的面积分别是2,3,6,则该长方体中线段 的长是( )
A. B. C.28D.
【答案】A
【答案】A
【解析】
【分析】
利用线线、线面、面面间平行和垂直的关系逐一对命题判断即可.
【详解】
对于①过空间不共线三点有且只有一个平面,过空间共线的三点有无数个平面,故①错误;
对于②垂直于同一直线的两条直线,这两条直线有可能平行、相交或异面,故②错误;
对于③一个平面内有两条直线与另一个平面平行,则这两个平面有可能平行或相交,故③错误;
【点睛】
本题主要考查了空间几何中平行以及垂直的判断定理和性质定理,熟悉定理是解题的关键,属于较为基础题.
19.四边形 是圆柱 的轴截面, 为底面圆周上的一点, , , .
(1)求证: 平面 ;
(2)求圆柱的表面积.
【答案】(1)见证明;(2)
【解析】
【分析】
(1)根据线面垂直的判定定理,即可证明 平面 ;
试题解析:(1)正方体各顶点的坐标如下:
.
(2)解法一: .
解法二:∵ ,
在 中, ,
∴ .
5.在下列命题中,不是公理的是( )
A.如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在此平面内.
B.经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.
C.垂直于同一条直线的两个平面相互平行.
D.如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们还有其它公共点,这些公共点的集合是经过这个公共点的一条直线.
故选:B.
【点睛】
本题考查了平面性质中的公理及其推论,属于基础题.注意公理1的作用是判断直线在面中,公理2的作用是判断点共线或线共点,公理3及其推论的作用是判断平面的存在性与唯一性.
3.如图,已知正方体 的棱长为1,则四棱锥 的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
先确定锥体的高,再根据锥体体积公式得结果.
【详解】
外接球的直径为正方体的体对角线即为 ,故半径为 ,填 .
【点睛】
本题考查正方体外接球半径的计算,是基础题.
17.若直线与平面平行,则该直线与平面内的任一直线的位置关系是______.
【答案】平行或异面
【解析】
【分析】
由直线与平面平行的定义可得,该直线与此平面无公共点,所以该直线与此平面内的直线也无公共点,可判断直线与直线间的关系
D.一条直线和一个点确定一个平面
【答案】B
【解析】
【分析】
根据平面性质中的公理及其推论逐个验证即可.
【详解】
A选项,不共线的三点确定一个平面,A错.
C选项,两个平面有公共点,则有一条过该公共点的公共直线,如没有公共点,则两平面平行,C错.
D选项,一条直线和直线外的一点可以确定一个平面.
B选项,两条平行直线,确定一个平面,梯形中有一组对边平行,故B对,
① ② ③ ④
其中正确的命题是( )
A.①B.②C.③D.④
【答案】B
【解析】
【分析】
根据线、面的位置关系有关的判定定理以及性质定理,对四个命题逐一分析,由此得出正确命题.
【详解】
对于①,两个平面同时垂直于第三个平面,这两个平面可能相交,故①错误.对于②,两个平面同时平行于第三个平面,则这两个平面平行,故②正确.对于③两条直线同时垂直于第三条直线,这两条直线可能异面,故③错误.对于④,直线 可能在平面 内,故④错误.综上所述,本小题选B.
【点睛】
本题主要考查线面垂直的判定定理,以及圆柱的表面积公式,需要考生熟记线面垂直的判定定理以及几何体的表面积公式,属于基础wenku.baidu.com型.
20.如图建立空间直角坐标系,已知正方体的棱长为 .
(1)求正方体各顶点的坐标;
(2)求 的长度.
【答案】(1)详见解析;(2) .
【解析】
试题分析:(1)根据空间坐标系的定义,易得各点的坐标;(2)要求空间中两点的距离,可直接利用空间两点的距离公式 求解出来.
【详解】
对于A;两两相交不共点,所以有三个不共线的交点,根据公理,可以确定一个平面,故选项A正确;
对于B:如果是空间四边形,可以确定多个平面,故选项B不正确;
对于C:点在线上,就确定多个平面,故选项C不正确,;
对于D:三点共线,能确定多个平面,故选项D不正确,所以本题选A。
【点睛】
本题考查了确定平面的问题。
B选项,若 , ,则 或 ,故B错;
C选项,若 , ,因为 为三个不重合平面,所以 或 ,故C错;
D选项,若 , ,则 ,故D正确;
故选D
【点睛】
本主要考查命题真假的判定,熟记空间中线线、线面、面面位置关系,即可得出结果.
2.下列说法正确的是( )
A.任意三点确定一个平面
B.梯形一定是平面图形
C.平面 和 有不同在一条直线上的三个交点
必修二立体几何高一
未命名
一、单选题
1.设 为两条不同的直线, 为三个不重合平面,则下列结论正确的是( )
A.若 , ,则 B.若 , 则
C.若 , ,则 D.若 , ,则
【答案】D
【解析】
【分析】
根据空间中线线、线面、面面位置关系,逐项判断,即可得出结果.
【详解】
A选项,若 , ,则 可能平行、相交或异面;故A错;
B.四边形确定一个平面
C.经过一条直线和一个点确定一个平面
D.经过三点确定一个平面
【答案】A
【解析】
【分析】
对于A: 两两相交且不共点的三条直线,一共有三个不共线的交点,故可以确定一个平面;
对于B:如果是空间四边形,可以确定多个平面;
对于C:点在线上,就确定多个平面;
对于D:三点共线,能确定多个平面。
【详解】
棱长为2的正方体的顶点都在同一球面上,
该球面的半径 ,
该球面的表面积为 .
故选:A.
【点睛】
本题考查球面的表面积的求法,考查正方体的外接球、球的表面积等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查化归与转化思想,是基础题.
11.已知三条不同的直线 , , ,三个不同的平面 , , ,给出下面四个命题:
【点睛】
本小题主要考查空间点线面的位置关系,考查命题真假性的判断,属于基础题.
12.给出以下命题:①经过三点有且只有一个平面;②垂直于同一直线的两条直线平行;③一个平面内有两条直线与另一个平面平行,则这两个平面平行;④垂直于同一平面的两条直线平行.其中正确命题的个数有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
求证:(1) 平面 ;
(2)平面 平面 .
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【解析】
【分析】
(1)由题可得 根据线面平行的判断定理可证 平面 ;
(2)由题,易得 ,再利用面 面 可得 面 ,即得证.
【详解】
(1) 面 , 面 ,∴ 平面
(2) ∵ ∴
∵面 面 ,面 面 , 面 , ∴ 面 ,
又 面 ,∴面 面
【答案】C
【解析】
【分析】
由题易知A、B、D答案是公理,可得结果.
【详解】
对于答案A、B、D分别是公理1、3、2;
答案C不是公理,
故选C
【点睛】
本题考查了点、线、面的公理,熟悉公理是解题关键,属于基础题.
6.如图,在正方体 中, , 分别是 中点,则异面直线 与 所成角大小为( ).
A. B. C. D.
【详解】
∵在空间直角坐标系中,
点(3,4,5)关于z轴的对称点的坐标为:(﹣3,﹣4,5),
故选:A.
【点睛】
本题考查空间直角坐标系中点的坐标特征,属于基础题.
10.棱长为2的正方体的顶点都在同一球面上,则该球面的表面积为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
先求出该球面的半径 ,由此能求出该球面的表面积.
【解析】
【分析】
由长方体的三个面对面积先求出同一点出发的三条棱长,即可求出结果.
【详解】
设长方体 从一个顶点出发的三条棱的长分别为 ,且 , , ,则 , , ,所以长方体 中线段 的长等于 .
【点睛】
本题主要考查简单几何体的结构特征,属于基础题型.
14.已知 为两条不同的直线, 为两个不同的平面,给出下列命题:
【答案】C
【解析】
【分析】
通过中位线定理可以得到 在正方体 中,可以得到 所以 这样找到异面直线 与 所成角,通过计算求解。
【详解】
分别是 中点,所以有 而 ,因此
异面直线 与 所成角为 在正方体 中, ,
所以 ,故本题选C。
【点睛】
本题考查了异面直线所成的角。
7.下列命题正确的是( )
A.两两相交且不共点的三条直线确定一个平面
(2)先求出圆柱底面圆的半径,进而可根据圆柱的表面积公式,求出结果.
【详解】
(1)证明:∵平面 是圆柱 的轴截面,
∴ 平面 ,∵ 平面 ,∴ ,
又 为底面圆周上一点, 为直径,∴ ,
又 ,∴ 平面
(2)在 中
∵ , ,∴ ,
∴底面圆的半径 ,又∵
∴圆柱侧面积为 ,
上下两底面面积为 ,
∴圆柱的表面积为 .
8.如图,ABCD-A1B1C1D1为正方体,异面直线AD与CB1所成的角是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
由AD∥BC,知∠BCB1是异面直线AD与CB1所成的角,由此能求出异面直线AD与CB1所成的角的大小.
【详解】
解:ABCD-A1B1C1D1为正方体中,
∵AD∥BC,
∴∠BCB1是异面直线AD与CB1所成的角,
①若 , ,则 ; ②若 , ,则
③若 , ,则 ④若 , , ,则
其中正确的命题是( )
A.②③B.①③C.②④D.①④
【答案】B
【解析】
【分析】
利用空间中线面平行、线面垂直、面面平行、面面垂直的判定与性质即可作答.
【详解】
垂直于同一条直线的两个平面互相平行,故①对;平行于同一条直线的两个平面相交或平行,故②错;若 , , ,则 或 与 为异面直线或 与 为相交直线,故④错;若 ,则存在过直线 的平面 ,平面 交平面 于直线 , ,又因为 ,所以 ,又因为 平面 ,所以 ,故③对.
故选B.
【点睛】
本题主要考查空间中,直线与平面平行或垂直的判定与性质,以及平面与平面平行或垂直的判定与性质,属于基础题型.
二、填空题
15.正方体 中,异面直线 与 所成角的大小为______.
【答案】
【解析】
【分析】
连接 ,证明 为异面直线 和直线 所成的角,在 中求 .
【详解】
解:连接 ,
∵ ,∴ 为异面直线 和直线 所成的角,
∵∠BCB1=45°,
∴异面直线AD与CB1所成的角为45°.
故选:B.
【点睛】
本题考查异面直线所成角,考查空间想象能力,属基础题.
9.在空间直角坐标系中,点 关于 轴对称的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
点(x,y,z)关于z轴对称点的坐标只须将横坐标、纵坐标变成原来的相反数,竖坐标不变即可.
在正方体 中,设棱长为1,则 ,
∴ 为等边三角形,∴
故答案是 .
【点睛】
本题主要考查了空间两异面直线及其所成的角的求法,根据异面直线所成角的定义,寻找平行线是解决本题的关键,考查空间思维能力,属于基础题。
16.棱长为2的正方体的外接球的半径是________.
【答案】
【解析】
【分析】
利用正方体的体对角线与外接球的直径的关系可求外接球的半径.
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