立体几何综合训练(一)答案

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立体几何练习题含答案

立几测001试一、选择题：1．a 、b 是两条异面直线，以下结论正确的选项是〔〕A ．过不在a 、b 上的任一点，可作一个平面与a 、b 都平行B ．过不在a 、b 上的任一点，可作一条直线与a 、b 都相交C ．过不在a 、b 上的任一点，可作一条直线与a 、b 都平行D ．过a 可以且只可以作一个平面与b 平行2．空间不共线的四点，可以确定平面的个数为 ( )Ａ．0 Ｂ．1 Ｃ．1或4 Ｄ．无法确定3．在正方体1111ABCD A B C D -中，M 、N 分别为棱1AA 、1BB 的中点，则异面直线CM 和1D N 所成角的正弦值为 ( ) Ａ．19 Ｂ．23Ｃ．459 Ｄ．2594．平面α⊥平面β，m 是α的一直线，n 是β的一直线，且m n ⊥，则：①m β⊥；②n α⊥；③m β⊥或n α⊥；④m β⊥且n α⊥。

这四个结论中，不正确．．．的三个是 ( )Ａ．①②③Ｂ．①②④Ｃ．①③④Ｄ．②③④5.一个简单多面体的各个面都是三角形，它有6个顶点，则这个简单多面体的面数是( ) A. 4 B.5 C. 6 D. 86. 在北纬45°的纬度圈上有甲、乙两地，两地经度差为90°，则甲、乙两地最短距离为〔设地球半径为R 〕( )A.R π42B.R 3πC.R 2πD.3R7. 直线l ⊥平面α，直线m ⊂平面β，有以下四个命题(1)m l ⊥⇒βα//(2)m l //⇒⊥βα(3)βα⊥⇒m l //(4)βα//⇒⊥m l 其中正确的命题是( )A. (1)与(2)B. (2)与(4)C. (1)与(3)D. (3)与(4)8. 正三棱锥的侧面均为直角三角形，侧面与底面所成角为α，则以下不等式成立的是( ) A.60πα<< B.46παπ<< C.34παπ<< D.23παπ<<9．ABC ∆中，9AB =，15AC =，120BAC ∠=︒，ABC ∆所在平面α外一点P 到点A 、B 、C 的距离都是14，则P 到平面α的距离为( )Ａ．7 Ｂ．9 Ｃ．11 Ｄ．1310．在一个45︒的二面角的一个平面有一条直线与二面角的棱成角45︒，则此直线与二面角的另一个平面所成角的大小为 ( )Ａ．30︒ Ｂ．45︒ Ｃ．60︒ Ｄ．90︒11. 如图,E, F 分别是正方形SD 1DD 2的边D 1D,DD 2的中点, 沿SE,SF,EF 将其折成一个几何体,使D 1,D,D 2重合,记作 D.给出以下位置关系:①SD ⊥面DEF; ②SE ⊥面DEF; ③DF ⊥SE; ④EF ⊥面SED,其中成立的有: ( )Ａ. ①与② B. ①与③ C. ②与③ D. ③与④12. *地球仪的北纬60度圈的周长为6πcm,则地球仪的外表积为( )A. 24πcm 2B. 48πcm 2C.144πcm 2D. 288πcm 2二、填空题〔本大题共4小题，每题4分，共16分〕13. 直二面角α—MN —β中，等腰直角三角形ABC 的斜边BC ⊂α，一直角边AC ⊂β，BC 与β所成角的正弦值是46，则AB 与β所成角大小为__________。

高一数学立体几何综合试题

高一数学立体几何综合试题1.正方体的棱长为1，为的中点，为线段的动点，过的平面截该正方体所得的截面记为，则下列命题正确的是①当时，为四边形②当时，为等腰梯形③当时，与的交点满足④当时，为六边形⑤当时，的面积为【答案】①②③⑤【解析】如图，当时，，即Q为CC1中点，此时可得，故可得截面APQD1为等腰梯形，故②正确；由上图当点Q向C移动时，满足，只需在DD1上取点M满足AM∥PQ，即可得截面为四边形APQM，故①正确；③时，如图，延长DD1至N，使，连接AN交A1D1于S，连接NQ交C1D1于R，连接SR，可证，由1，可得，故可、得，故正确；④由③可知当时，只需点Q上移即可，此时的截面形状仍然上图所示的APQRS，显然为五边形，故错误；⑤当时，Q与C1重合，取A1D1的中点F，连接AF，可证，可知截面为APC1F为菱形，故其面积为，故正确．【考点】空间图形与平面图形的关系2.下列说法正确的是( )A．三点确定一个平面B．平面和有不同在一条直线上的三个交点C．梯形一定是平面图形D．四边形一定是平面图形【答案】C【解析】A中应为不共线的三点确定一个平面,B与公理2矛盾，D中有空间四边形，而C中梯形有一组对边平行，是平面图形，所以选C.【考点】平面的基本性质.3.等腰梯形，上底，腰，下底，以下底所在直线为x轴，则由斜二测画法画出的直观图的面积为_______．【答案】【解析】如上图，，，，因为，所以，所以，在直观图中，【考点】斜二测画法4.如图，在五面体中，四边形是正方形，平面∥（1）求异面直线与所成角的余弦值；（2）证明：平面；（3）求二面角的正切值。

【答案】（1）；（2）略；（3）。

【解析】（1）因为四边形ADEF是正方形，所以FA∥ED．故∠CED为异面直线CE与AF所成的角．因为FA⊥平面ABCD，所以FA⊥CD．故ED⊥CD．在Rt△CDE中，CD=1，ED=2， CE==3，故cos∠CED==．所以异面直线CE和AF所成角的余弦值为。

立体综合(一)答案

例1．（本小题满分13分）如图，在四棱锥P A B C D-中，底面A B C D为直角梯形，且//A DB C，90A B C∠=︒，侧面P A D⊥底面A B C D，90P A D∠=︒. 若12A B B C A D==.（Ⅰ）求证：C D⊥平面PAC；（Ⅱ）设侧棱P A的中点是E，求证：BE 平面PC D.练1．（本小题满分13分）如图，在四棱锥P A B C D-中，底面A B C D为直角梯形，且//A DB C，90A B C P A D∠=∠=︒，侧面P A D⊥底面A B C D. 若12P A A B B C A D ===.（Ⅰ）求证：C D⊥平面PAC；（Ⅱ）侧棱P A上是否存在点E，使得//BE平面PC D？若存在，指出点E的位置并证明，若不存在，请说明理由；（Ⅲ）求二面角A P D C--的余弦值.例1．解：（Ⅰ）因为 90P A D ∠=︒，所以PA AD ⊥.又因为侧面P A D ⊥底面A B C D ，且侧面PAD 底面A B C D A D =，所以P A ⊥底面A B C D . 而C D ⊂底面A B C D ，所以P A ⊥C D . 在底面A B C D 中，因为90A B C B A D ∠=∠=︒，12A B B C A D ==，所以 2AC C D AD ==，所以A C ⊥C D .又因为PA AC A = ，所以C D ⊥平面PAC . ……………………………6分（Ⅱ）设侧棱P D 的中点为F ，连结B E ，E F ，F C ，则EF AD ，且12E F A D =.由已知90A B C B A D ∠=∠=︒，所以BC AD . 又12B C A D =，所以BC EF . 且B C E F =.所以四边形B E F C 为平行四边形，所以BE CF . 因为B E ⊄平面PC D ，C F ⊂平面PC D ，所以BE 平面PC D . ………………………………………………………13分练1解法一：（Ⅰ）因为 90P A D ∠=︒，所以PA AD ⊥.又因为侧面P A D ⊥底面A B C D ，且侧面PAD 底面A B C D A D =，所以P A ⊥底面A B C D .而C D ⊂底面A B C D ，所以P A ⊥C D .在底面A B C D 中，因为90A B C B A D ∠=∠=︒，12A B B C A D ==，所以2AC C D AD ==，所以A C ⊥C D .又因为PA AC A = ，所以C D ⊥平面PAC . ……………………………4分（Ⅱ）在P A 上存在中点E ，使得//B E 平面PC D ，证明如下：设P D 的中点是F ，连结B E ，E F ，F C ，则//E F AD ，且12EF A D =.由已知90A B C B A D ∠=∠=︒，所以//B C A D . 又12B C A D =，所以//B C E F ，且B C E F =，所以四边形B E F C 为平行四边形，所以//B E C F . 因为B E ⊄平面PC D ，C F ⊂平面PC D ，所以//BE 平面PC D . ……………8分（Ⅲ）设G 为A D 中点，连结C G ，则 C G ⊥A D .又因为平面A B C D ⊥平面PAD ，所以 C G ⊥平面PAD . 过G 作G H PD ⊥于H ，连结C H ，由三垂线定理可知C H P D ⊥. 所以G H C ∠是二面角A P D C --的平面角. 设2AD =，则1P A A B C G D G ====, D P =在PAD ∆中，G H D G P AD P=，所以G H =.所以 tan C G G H C G H∠==cos 6G H C ∠=即二面角A P D C -- ………………………………13分C例2（本小题共13分）已知四棱锥P A B C D -的底面是菱形．P B P D =，E 为P A 的中点．（Ⅰ）求证：P C ∥平面BD E ；（Ⅱ）求证：平面P A C ⊥平面BD E ．练2（本小题共14分）已知四棱锥P A B C D -的底面是菱形．60BCD ∠= ，2AB PBPD ===，PC =，A C 与B D交于O 点，E ，H 分别为P A ，O C 的中点．（Ⅰ）求证：P C ∥平面BD E ；（Ⅱ）求证：PH ⊥平面A B C D ；（Ⅲ）求直线C E 与平面P A B 所成角的正弦值．CABC例2（Ⅰ）证明：因为E ，O 分别为P A ，A C 的中点，所以E O ∥P C ．因为E O ⊂平面BD E P C ⊄平面BD E 所以P C ∥平面BD E ．……………………6分（Ⅱ）证明：连结O P 因为P B P D =，所以O P BD ⊥．在菱形A B C D 中，B D A C ⊥ 因为OP AC O = 所以B D ⊥平面PAC 因为BD ⊂平面BD E所以平面P A C ⊥平面BD E ． ……………………13分练2（共14分）（Ⅰ）证明：因为E ，O 分别为P A ，A C 的中点，所以E O ∥P C ．又E O ⊂平面BD E ,P C ⊄平面BD E ．所以P C ∥平面BD E ．（Ⅱ）证明：连结O P ，因为P B P D =，所以O P BD ⊥．在菱形A B C D 中，B D A C ⊥，又因为OP AC O = ，所以B D ⊥平面PAC ．又P H ⊂平面PAC ，所以B D ⊥P H ．在直角三角形PO B 中，1O B =，2PB =，所以O P =又PC =，H 为O C 的中点，所以P H O C ⊥．又因为BD OC O =CB A（Ⅲ）解：过点O 作O Z ∥P H ，所以O Z ⊥平面A B C D ．如图，以O 为原点，O A ，O B ，O Z 所在直线为,,x y z 轴，建立空间直角坐标系．可得，0,0)A ，(0,1,0)B，(0,0)C ，3(0,)22P -，30,)44E ．所以(0)AB =，3(0,)22AP =- ，3(0,)44C E = ．设(,,)x y z =n 是平面P A B 的一个法向量，则00A B A P ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ n n，即03022y x z ⎧+=⎪⎨-+=⎪⎩，令1x =，则=n ．设直线C E 与平面P A B 所成的角为θ，可得4sin cos,7n C E == θ〈〉．所以直线C E 与平面P A B 所成角的正弦值为47．例3．（本小题共13分）如图，在四棱锥P A B C D中，底面A B C D为直角梯形，AD//BC，∠ADC=90°，BC=12AD，PA=PD，Q为AD的中点．（Ⅰ）求证：AD⊥平面PBQ；（Ⅱ）若点M在棱PC上，设PM=tMC，试确定t的值，使得PA//平面BMQ．练3.（本小题共14分）如图，在四棱锥P-ABCD中，底面ABCD为直角梯形，AD//BC，∠ADC=90°，平面PAD⊥底面ABC D，Q为AD的中点，M是棱PC上的点，PA=PD=2，BC=12AD=1，CD（Ⅰ）若点M是棱PC的中点，求证：PA // 平面BMQ；（Ⅱ）求证：平面PQB⊥平面PAD；（Ⅲ）若二面角M-BQ-C为30°，设PM=tMC，试确定t的值．PA B CD Q MPA B CDQMPA BCD QM例3证明：（Ⅰ）AD // BC ，BC =12AD ，Q 为AD 的中点，∴ 四边形BCDQ 为平行四边形， ……………………2分 ∴CD // BQ ． ∵ ∠ADC =90° ，∴∠AQB =90° ，即QB ⊥AD ． ……………………3分 ∵ PA =PD ，Q 为AD 的中点，∴PQ ⊥AD ． ……………………4分∵ PQ ∩BQ =Q ， ……………………5分∴AD ⊥平面PBQ ． ……………………6分（Ⅱ）当1t =时，PA //平面BMQ ．（没写结论扣2分） ……………………8分连接AC ，交BQ 于N ，连接MN ． ∵BC //12DQ ，∴四边形BCQA 为平行四边形，且N 为AC 中点， ……………………9分 ∵点M 是线段PC 的中点，∴ MN // PA ． ……………………10分 ∵ MN ⊂平面BMQ ，PA ⊄平面BMQ ， ……………………11分 ∴ PA // 平面BMQ ． ……………………13分练3证明：（Ⅰ）连接AC ，交BQ 于N ，连接MN ． ……………………1分∵BC ∥AD 且BC =12AD ，即BC //AQ ．∴四边形BCQA 为平行四边形，且N 为AC 中点，又∵点M 在是棱PC 的中点，∴ MN // PA ……………………2分 ∵ MN ⊂平面MQB ，PA ⊄平面MQB ，…………………3分 ∴ PA // 平面MBQ ． ……………………4分（Ⅱ）∵AD // BC ，BC =12AD ，Q 为AD 的中点，∴四边形BCDQ 为平行四边形，∴CD // BQ ． ……………………6分 ∵∠ADC =90° ∴∠AQB =90° 即QB ⊥AD ．又∵平面PAD ⊥平面ABCD且平面PAD ∩平面ABCD=AD ， ……………………7分CC∵BQ ⊂平面PQB ，∴平面PQB ⊥平面PAD ． ……………………9分另证：AD // BC ，BC =12AD ，Q 为AD 的中点∴ BC // DQ 且BC = DQ ，∴ 四边形BCDQ 为平行四边形，∴CD // BQ ．∵ ∠ADC =90° ∴∠AQB =90° 即QB ⊥AD ． ……………………6分 ∵ PA =PD ， ∴PQ ⊥AD ． ……………………7分 ∵ PQ ∩BQ =Q ，∴AD ⊥平面PBQ ． ……………………8分 ∵ AD ⊂平面PAD ，∴平面PQB ⊥平面PAD ． ……………………9分（Ⅲ）∵PA =PD ，Q 为AD 的中点， ∴PQ ⊥AD ．∵平面PAD ⊥平面ABCD ，且平面PAD ∩平面ABCD=AD ， ∴PQ ⊥平面ABCD ．……………10分（不证明PQ ⊥平面ABCD 直接建系扣1分）如图，以Q为原点建立空间直角坐标系．则平面BQC 的法向量为(0,0,1)n =；(0,0,0)Q ，(0,P ，0)B，(0)C -．………设(,,)M x y z ，则(,,PM x y z =-，(1,)MC x y z=---，∵PM t M C = ，∴ (1))(x t x yt y z t z=--⎧⎪=⎨⎪-=-⎩）， ∴ 111t x ty t z t ⎧=-⎪+⎪⎪=⎨+⎪⎪=⎪+⎩……………………12分在平面MBQ 中，0)Q B =，(,,)111t Q M t t t=-+++ ，∴ 平面MBQ 法向量为0,)m t =．……………………13分∵二面角M -BQ -C 为30°， c o s 302n m n m︒⋅===，∴ 3t =． ……………………14分例4. （本小题共13分）如图：梯形A B C D 和正△P A B 所在平面互相垂直，其中//,AB DC 12A D C D AB ==，且O 为A B 中点.( I ) 求证：//B C 平面P O D ； ( II ) 求证：A C ⊥PD .练4. （本小题共14分）在如图的多面体中，E F ⊥平面A E B ，AE EB ⊥,//AD EF ，//E F B C ，24BC AD ==，3E F =，2AE BE ==， G 是B C 的中点．(Ⅰ) 求证：//A B 平面D E G ；(Ⅱ) 求证：B D E G ⊥；(Ⅲ) 求二面角C D F E --的余弦值. ADFEB G CBACDOP例4证明: (I) 因为O 为A B 中点，所以1,2B O A B =…………………1分又//,AB CD 12C D A B =，所以有,//,CD BO CD BO = …………………2分所以O D C B 为平行四边形,所以//,BC OD …………………3分又D O ⊂平面,POD B C ⊄平面,POD所以//B C 平面P O D . …………………5分 (II)连接O C .因为,//,CD BO AO CD AO ==所以A D C O 为平行四边形， …………………6分又AD C D =,所以A D C O 为菱形，所以 A C D O ⊥， …………………7分因为正三角形P A B ,O 为A B 中点，所以P O A B ⊥ ， …………………8 分又因为平面A B C D ⊥平面P A B ,平面A B C D 平面P A B A B = ，所以P O ⊥平面A B C D ， …………………10分而A C ⊂平面A B C D ，所以 P O A C ⊥，又PO DO O = ，所以A C ⊥平面P O D . …………………12分又PD ⊂平面P O D ，所以A C ⊥P D . …………………13分练4解：(Ⅰ)证明：∵//,//AD EF EF BC ， ∴//AD BC .又∵2B C A D =,G 是B C 的中点， ∴//AD BG ，∴四边形A D G B 是平行四边形，∴ //AB D G . ……………2分 ∵A B ⊄平面D E G ，D G ⊂平面D E G ，∴//A B 平面D E G . …………………4分(Ⅱ) 解法1证明：∵E F ⊥平面A E B ，A E ⊂平面A E B ，H ADFE BG CBACD OPBACDOP又,AE EB EB EF E ⊥= ，,EB EF ⊂平面B C F E ，∴A E ⊥平面B C F E . ………………………5分过D 作//D H AE 交E F 于H ，则D H ⊥平面B C F E .∵E G ⊂平面B C F E ， ∴D H E G ⊥. ………………………6分∵//,//AD EF DH AE ，∴四边形AEH D 平行四边形， ∴2EH AD ==，∴2EH BG ==，又//,EH BG EH BE ⊥，∴四边形B G H E 为正方形，∴BH EG ⊥， ………………………7分又,BH DH H BH =⊂ 平面B H D ，D H ⊂平面B H D ,∴E G ⊥平面B H D . ………………………8分 ∵BD ⊂平面B H D ,∴B D E G ⊥. ………………………9分解法2∵E F ⊥平面A E B ，A E ⊂平面A E B ，B E ⊂平面A E B ，∴EF AE ⊥，EF BE ⊥，又AE EB ⊥,∴,,EB EF EA 两两垂直. ……………………5分以点E 为坐标原点，,,EB EF EA 分别为,,x y z 轴建立如图的空间直角坐标系.由已知得，A （0，0，2），B （2，0，0），C （2，4，0），F （0，3，0），D （0，2，2）， G （2，2，0）. …………………………6分 ∴(2,2,0)EG = ，(2,2,2)BD =-，………7分 ∴22220BD EG ⋅=-⨯+⨯=, ………8分∴B D E G ⊥. …………………………9分(Ⅲ)由已知得(2,0,0)EB =是平面E F D A 的法向量. …………………………10分设平面D C F 的法向量为(,,)x y z =n ，∵(0,1,2),(2,1,0)FD FC =-=，[来源:学科网] ∴00F D n F C n ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ ，即2020y z x y -+=⎧⎨+=⎩，令1z =,得(1,2,1)=-n . …………………………12分设二面角C D F E --的大小为θ，则cos cos ,6EB =<>==-θn …………………………13分∴二面角C D F E--的余弦值为-…………………………14分6例5．（本小题满分14分）如图，四棱锥P A B C D-的底面为正方形，侧棱P A⊥底面A B C D，且2PA AD==，,,E F H分别是线段,,PA PD AB的中点．（Ⅰ）求证：P B//平面E F H；（Ⅱ）求证：P D⊥平面A H F；（Ⅲ）求二面角H EF A--的大小．练5．（本小题满分14分）如图，四棱锥P A B C D-的底面为正方形，侧棱P A⊥底面A B C D，且2==，,,PA ADE F H分别是线段,,PA PD AB的中点．（Ⅰ）求证：P B//平面E F H；（Ⅱ）求证：P D⊥平面A H F；（Ⅲ）求二面角H EF A--的大小．解：建立如图所示的空间直角坐标系A xyz -，(0,0,0),(2,0,0),(2,2,0),(0,2,0)A B C D ∴,)2,0,0(P ，)1,0,0(E ，)1,1,0(F ，(1,0,0)H ．----------------------------1分（Ⅰ）证明：∵(2,0,2)P B =- ，(1,0,1)E H =-，∴2PB EH = ,∵⊄PB 平面E F H ，且E H ⊂平面E F H ，∴P B //平面E F H ．-------------------------------------------------5分（Ⅱ）解：(0,2,2)PD =- ，(1,0,0)AH = ，(0,1,1)A F =，0021(2)10,0120(2)00.PD AF PD AH ⋅=⨯+⨯+-⨯=⋅=⨯+⨯+-⨯=,PD AF PD AH ∴⊥⊥，又AF AH A = ，P D ∴⊥平面A H F ． -----------------------------------------------------9分（Ⅲ）设平面H E F 的法向量为),,(z y x n =,因为(0,1,0)EF =，(1,0,1)E H =-，则0,0,n E F y n E H x z ⎧⋅==⎪⎨⋅=-=⎪⎩ 取).1,0,1(=n 又因为平面AEF 的法向量为),0,0,1(=m所以cos ,2||||m n m n m n ⋅<>====-------------------------12分,45,m n ∴<>=所以二面角H EF A --的大小为45．-------------------------------------------------14分例6.（本小题满分13分）如图所示，PA垂直矩形ABCD所在的平面，FE、分别为PCAB、的中点.(Ⅰ) 求证PADEF平面//；（Ⅱ）求证CDEF⊥.练6．（本小题满分14分）已知四棱锥P A B C D-的底面A B C D为菱形，且060,ABC∠=2PB PD AB===，P A P C=，A C与B D相交于点O.（Ⅰ）求证：⊥PO底面A B C D；（Ⅱ）求直线P B与平面PC D所成角的正弦值；（Ⅲ）若M是P B上的一点，且PBCM⊥，求P MM B的值．APDCOBPDCBAEF例6. （本小题满分13分）如图所示，PA 垂直矩形ABCD 所在的平面，F E 、分别为PC AB 、的中点。

立体几何基础题题库1（有详细答案）

立体几何基础题题库1（有详细答案）立体几何基础题题库一（有详细答案）1、二面角βα--l 是直二面角，βα∈∈B A ，，设直线AB 与βα、所成的角分别为∠1和∠2，则（A ）∠1+∠2=900 （B ）∠1+∠2≥900 （C ）∠1+∠2≤900 （D ）∠1+∠2＜900 解析：C1和∠2分别为直线AB与平面,αβ所成的角。

根据最小角定理：斜线和平面所成的角，是这条斜线和平面内经过斜足的直线所成的一切角中最小的角2ABO ∴∠>∠1902190ABO ∠+∠=∴∠+∠≤2. 下列各图是正方体或正四面体，P ，Q ，R ，S 分别是所在棱的中点，这四个点中不共面．．．的一个图是PPQQRSSPPPQ Q RR R SS SPP P QQQ R RSSSPP Q Q R RRSS（A ）（B ）（C ）（D ） D解析： A 项：PS 底面对应的中线，中线平行QS ，PQRS 是个梯形B 项：如图C 项：是个平行四边形D 项：是异面直线。

3. 有三个平面α，β，γ，下列命题中正确的是ααα （C ）若α⊥γ，β∩α=a ，β∩γ=b ，则a ⊥b （D ）若α∥β，β∩γ=?，则α∩γ=? D解析：A 项：如正方体的一个角，三个平面相交，只有一条交线。

B 项：如正方体的一个角，三个平面互相垂直，却两两相交。

C 项：如图4. 如图所示，在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的侧面AB 1内有一动点P 到直线AB 与直线B 1C 1的距离相等，则动点P 所在曲线的形状为11111C解析：11B C ⊥平面AB 111,B C PB ∴⊥，如图：P 点到定点B 的距离与到定直线AB 的距离相等，建立坐标系画图时可以以点B 1B 的中点为原点建立坐标系。

5. 在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中与AD 1成600角的面对角线的条数是（A ）4条（B ）6条（C ）8条（D ）10条 C解析：如图这样的直线有4条，另外，这样的直线也有4条，共8条。

《立体几何》综合试卷与答案

设直线 l 的倾斜角为 α，则 tan α＝ 715，∴cos α＝78，故 A 正确； P 在第一象限内，若|F1P|＝|F1F2|，则|PF1|＝|F1F2|＝2c，|PF2|＝2c－2a，由余弦定理得4c2＋4c2－8c22c－2a2＝78，整理得 3e2－8e＋4＝0，解得 e＝ 2 或 e＝23(舍)，故 B 错误；
二、多项选择题(本大题共4小题，每小题5分，共20分，全部选对的得5
分，部分选对的得2分，有选错的得0分)
9.若圆C：x2＋y2－2x＋4y－20＝0上有四个不同的点到直线l：4x＋3y＋c
＝0的距离为2，则c的取值可能是
A.－13
√B.13
√C.15
D.18
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
即 4c2＝4a2＋16a2－2×2a×4a·－21＝28a2，得 c＝ 7a，
由此可得双曲线 C 的离心率 e＝ac＝ 7.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
2＋2 ∴切线 l 的方程为 y－4＝43(x＋2)，即 4x－3y＋20＝0. 又直线m与切线l平行， ∴直线m的方程为4x－3y＝0. 故切线 l 与直线 m 间的距离 d＝ 4|20＋－2－0|32＝4.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
5.过点P(－2,4)作圆C：(x－2)2＋(y－1)2＝25的切线l，直线m：ax－3y＝0 与切线l平行，则切线l与直线m间的距离为

立体几何模块答案版

是
米．
答案 5
解析水的体积加上正方体的体积等于水面上升后的体积，然后利用长方体体积公式求高．（米）， (5 × 5 × 4 + 3 × 3 × 3) ÷ (5 × 5) = 127 ÷ 25 = 5.08 所以水面的高度将是5.08米，又因水箱高为5米< 5.08米，则水面高度为5米．【易错分析】本体学生常因惯性思维算出5.08后，而直接得出答案，未考虑到水箱高度只有5米，5.08 > 5 ，有一部分水溢出，因此水箱内水的高度是5米，而非5.08米．
【易错分析】本题学生容易按照惯性思维去求解剩余部分的体积，导致简单问题复杂化，而本题要求剩余部分的表面积，而求剩余部分的表面积时，可分情况与原长方体的表面积比较进行分析．
18. 如图，在棱长为3的正方体中由上到下，由左到右，由前到后，有三个底面积是1的正方形，高为3的长方体的洞，则所得物
体的表面积为
体的体积为
．
答案 20
解析设长方体长、宽、高分别为a、b、h，可知ab = 20 ，ah = 5 ，bh = 4 ，体积
． −−−−−−−−−
−−−−−−−−−
V = abh = √ab ⋅ ah ⋅ bh = √20 × 5 × 4 = 20
【解题突破】设而不求法，设出长方体的长宽高，根据题目给定的条件求长方体的体积，简化计算．
二、解答题（22~26题5分，27~28题6分，共37分）
18 22. 把一个长9厘米，宽7厘米，高3厘米的长方体铁块和一个棱长为5厘米的正方体铁块，熔铸成一个底面直径为10厘米的圆柱， 2 为了防锈蚀，要在表面刷上防锈漆，求刷漆的面积是多少？（π取） 3.14
答案 282.6平方厘米
解析

立体几何大题综合(含答案)

立体几何大题综合1．（2022秋·广东江门·高二台山市第一中学校考期中）如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，E 为1BB 的中点．(1)求证：1BC ⊥平面1ACD ；(2)求直线1D C 与平面1AD E 所成角的余弦值．2．（2022秋·广东清远·高二校联考期中）如图，在棱长为a 的正方体OABC O A B C ''''-中，,E F 分别是棱,AB BC 上的动点，且BE CF =.(1)求证：A F C E ''⊥；(2)当三棱锥B BEF '-的体积取得最大值时，求平面EFB '与平面BFB '的夹角的正切值.3．（2022秋·广东肇庆·高二校考期中）如图在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中，E 为11A B 的中点，F 为AB 的中点，H 为1DD 的中点，K 为1BB 的中点.(1)求直线1A H 到直线KC 的距离；(2)求直线FC 到平面1AEC 的距离.4．（2022秋·广东江门·高二校考期中）如图，在四棱锥P －ABCD 中，PD ⊥底面ABCD ，底面ABCD 是边长为2的正方形，PD CD =，F ，G 分别是PB ，AD 的中点．(1)求证：FG //平面PCD ；(2)求点C 到平面PGB 的距离．5．（2022秋·广东清远·高二校联考期中）如图，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 为矩形，AB ⊥平面PAD ，E 是AD 的中点，PAD 为等腰直角三角形，DP AP ⊥，2PA AB ==2(1)求证：PE BD ⊥；(2)求点A 到平面PBE 的距离．6．（2022秋·广东江门·高二新会陈经纶中学校考期中）如图，在直角梯形ABCD 中，,=90,AD BC ADC AE ∠︒⊥∥平面ABCD ，EF CD ∥，112BC CD AE EF AD =====．(1)求证：BE AF ⊥；(2)在线段BC 上是否存在点M ，使平面EMD 与平面AMD 的夹角的大小为π3若存在，求出CM 的长；若不存在，请说明理由．7．（2022秋·广东江门·高二台山市第一中学校考期中）如图，边长为1的正方形ABCD 所在平面与正方形ABEF 所在平面互相垂直，动点M 、N 分别在正方形对角线AC 和BF 上移动，且(0CM BN a a ==<<．(1)求证MN 与平面BCE 平行；(2)当a =A MN B --的余弦值．8．（2022秋·广东肇庆·高二肇庆市端州中学校考期中）如图在四棱锥P ABCD －中，侧面PAD ⊥底面ABCD ，侧棱PA PD ==ABCD 为直角梯形，其中BC AD ∥，AB AD ⊥，222AD AB BC ===，O 为AD 的中点．(1)求证：PO ⊥平面ABCD ；(2)求二面角C PD A --的正弦值．9．（2022秋·广东江门·高二江门市第二中学校考期中）如图，已知PA ⊥平面ABCD ，底面ABCD 为矩形，2,,PA AD AB M N ===分别为,AB PC 的中点.(1)求证：MN 平面PAD ；(2)求平面PMC 与平面PAD 的夹角的余弦值.10．（2022秋·广东阳江·高二校联考期中）图1是直角梯形ABCD ，//AB DC ，90,2,3,2D AB DC AD CE ED ︒∠====.以BE 为折痕将BCE 折起，使点C 到达C 1的位置，且1AC = 2.(1)证明：平面1BC E ⊥平面ABED ；(2)求直线1BC 与平面1AC D 所成角的正弦值.11．（2022秋·广东深圳·高二深圳外国语学校校考期中）如图所示，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 为正方形，E 为侧棱PC的中点．(1)设经过A 、B 、E 三点的平面交PD 于F ，证明：F 为PD 的中点；(2)若PA ⊥底面ABCD ，且2PA AD ==，求点P 到平面ABE 的距离．12．（2022秋·广东阳江·高二校联考期中）如图，在四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中，四边形ABCD 是一个边长为2的菱形，∠DAB ＝60°.侧棱DD 1⊥平面ABCD ，DD 1＝3.(1)求二面角B -D 1C -D 的平面角的余弦值；(2)设E 是D 1B 的中点，在线段D 1C 上是否存在一点P ，使得AE ∥平面PDB ？若存在，请求出11D P D C的值；若不存在，请说明理由.13．（2022秋·广东茂名·高二统考期中）在直四棱柱1111ABCD A B C D -中，四边形ABCD 为平行四边形，M为1AA 的中点，1BC BD ==，1AB AA ==(1)求证：DM ⊥平面1BDC ；(2)求平面1MBC 与平面1D B C 夹角的余弦值.14．（2022秋·广东揭阳·高二惠来县第一中学校考期中）已知四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 是矩形，且2=AD AB ，PAD 是正三角形，CD ⊥平面PAD ，E 、F 、G 、O 分别是PC 、PD 、BC 、AD 的中点．(1)求平面EFG 与平面ABCD 所成角的大小；(2)线段PA 上是否存在点M ，使得直线GM 与平面EFG 所成角的大小为π6，若存在，求出PM PA的值；若不存在，说明理由．15．（2022秋·广东佛山·高二顺德一中校考期中）如图，在直棱柱1111ABCD A B C D -中，底面ABCD 是边长为4的菱形，60BAD ∠= ，14AA =，P 是1AD 上的动点（不含端点）.(1)当P 为1AD 的中点时，求直线AD 到平面PBC 的距离；(2)求直线1AD 和平面BCP 所成角的正弦值的取值范围.16．（2022秋·广东佛山·高二顺德一中校考期中）如图，在直角梯形ABED 中，//BE AD ，DE AD ⊥，BC AD ⊥，4AB =，BC =BE =.将矩形BEDC 沿BC 翻折，使得平面ABC ⊥平面BCDE .(1)求DB 与平面ADE 所成角的正弦值.(2)求平面ADE 与平面ABC 所成的锐二面角的余弦值.17．（2022秋·广东珠海·高二珠海市第二中学校考期中）如图1，在MBC 中，24BM BC BM BC ==⊥，，,A D 分别为棱,BM MC 的中点，将△MAD 沿AD 折起到PAD 的位置，使90PAB ∠=︒，如图2，连接,PB PC .(1)求证：平面PAD ⊥平面ABCD ；(2)若E 为PC 中点，求直线DE 与平面PBD 所成角的正弦值；(3)线段PC 上是否存在一点G ，使二面角G AD P --求出PG PC 的值；若不存在，请说明理由.18．（2022秋·广东广州·高二广州市第八十九中学校考期中）如图，已知梯形ABCD ，AB //CD ，,120AD DC BC ADC ︒==∠=，四边形ACFE 为正方形，且平面ACFE ⊥平面ABCD ．(1)求证：BC ⊥平面ACFE ；(2)点M 在线段EF 上运动，求平面MAB 与平面ADE 夹角余弦值的取值范围．19．（2022秋·广东东莞·高二校考期中）如图，在长方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中，E ，M 分别是BC ，AE 的中点，AD=AA 1=1，AB=2.(1)试问在线段CD 1上是否存在一点N ，使MN ∥平面ADD 1A 1?若存在，确定N 的位置；若不存在，请说明理由；(2)在（1）中，当MN ∥平面ADD 1A 1时，试确定直线BB 1与平面DMN 的交点F 的位置，并求BF 的长.20．（2022秋·广东湛江·高二湛江二十一中校考期中）如图，在长方体1111ABCD A B C D -中，11AD AA ==，2AB =，点E 在棱AB 上移动．(1)证明：11D E A D ⊥；(2)求平面1ACD 的法向量.(3)当E 为AB 的中点时，求点E 到面1ACD 的距离.21．（2022秋·广东广州·高二统考期中）如图，在四棱锥P —ABCD 中，PA ⊥平面ABCD ，底面ABCD 是边长为2的正方形，PA =，G 为CD 的中点，E ，F 是棱PD 上两点（F 在E 的上方），且2EF =．(1)若BF //平面AEG ，求DE ；(2)当点F 到平面AEC 的距离取得最大值时，求直线AG 与平面AEC 所成角的正弦值．22．（2022秋·广东广州·高二校联考期中）在多面体ABCDEF 中，平面ABCD 为正方形，2AB =，3AE =，DE =E AD C --//EF BD .(1)证明：平面ABCD ⊥平面DCE ；(2)若()0EF DB λλ=> ，求平面ABF 与平面CEF 所成锐二面角的余弦值的取值范围.23．（2022秋·广东佛山·高二佛山市顺德区容山中学校考期中）如图，圆柱的轴截面ABCD 为正方形，点E 在底面圆周上，且,BE CE M =为AE 上的一点，且,BM AC N ⊥为线段AC 上一动点（不与,A C 重合）(1)若2AN NC =，设平面BMN ⋂面BEC l =，求证：//MN l ；(2)当平面BMN 与平面DEC 夹角为π3，试确定N 点的位置.24．（2022秋·广东肇庆·高二肇庆市端州中学校考期中）如图，四棱锥P ABCD -的底面为菱形，,23ABC AB AP π∠===，PA ⊥底面ABCD ，,E F 分别是线段,PB PD 的中点，G 是线段PC 上的一点.(1)若G 是直线PC 与平面AEF 的交点，试确定PG CG的值；(2)若直线AG 与平面AEF 所成角的正弦值为35，求三棱锥P EFG -体积.25．（2022秋·广东江门·高二校考期中）如图甲，在矩形ABCD 中，2AB AD E ==为线段DC 的中点，ADE V 沿直线AE 折起，使得DC .(1)求证：BE ⊥平面ADE ；(2)线段AB 上是否存在一点H ，使得平面ADE 与平面DHC 所成的角为π4若不存在，说明理由；若存在，求出H 点的位置.26．（2022秋·广东惠州·高二统考期中）如图，在四棱锥P ABMN -中，PNM △是边长为2的正三角形，AN NP ⊥，AN BM ∥，3AN =，1BM =，AB =C ，D 分别是线段AB ，NP 的中点.(1)求证：平面ANMB ⊥平面NMP ；(2)求直线CD 与平面ABP 所成角的正弦值.27．（2022秋·广东广州·高二校联考期中）如图，在四棱锥P ABCD -中，平面PAD ⊥平面,2,4,ABCD PA AD BD AB ====，BD 是ADC ∠的平分线，且BD BC ⊥.(1)若点E 为棱PC 的中点，证明：BE 平面PAD ；(2)已知二面角P AB D --的大小为60 ，求平面PBD 和平面PCD 的夹角的余弦值.28．（2022秋·广东珠海·高二珠海市斗门区第一中学校考期中）如图，等腰直角△ACD 的斜边AC 为直角△ABC 的直角边，E 是AC 的中点，F 在BC 上．将三角形ACD 沿AC 翻折，分别连接DE ，DF ，EF ，使得平面DEF ⊥平面ABC ．已知2AC =，30B ∠=︒，(1)证明：EF ∥平面ABD ；(2)若DF =A BC D --的余弦值．29．（2022秋·广东阳江·高二统考期中）如图，在四面体ABCD 中，ABC 是正三角形，ACD 是直角三角形，ABD CBD ∠=∠，AB =BD ．(1)求证：平面ACD ⊥平面ABC ；(2)若DE mDB = ，二面角D AE C --的余弦值为17，求m ．30．（2022春·广东广州·高二执信中学校考期中）已知△ABC 是边长为6的等边三角形，点M ，N 分别是边AB ，AC 的三等分点，且13AM AB =，13CN CA =，沿MN 将△AMN 折起到A MN '△的位置，使90A MB '∠=︒．(1)求证：A M '⊥平面MBCN ；(2)在线段BC 上是否存在点D ，使平面A ND '与平面A MB '所成锐二面角的余弦值为13若存在，设()0BD BC λλ=> ，求λ的值；若不存在，说明理由．立体几何大题综合答案1．（2022秋·广东江门·高二台山市第一中学校考期中）如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，E 为1BB 的中点．(1)求证：1BC ⊥平面1ACD ；(2)求直线1D C 与平面1AD E 所成角的余弦值．（2）以AD 方向为x 轴正方向，妨设正方体边长为1，则()0,0,0A 面1AD E 的法向量为(),,n x y z = ，则设直线1D C 与平面1AD E 所成角为2．（2022秋·广东清远·高二校联考期中）如图，在棱长为a 的正方体OABC O A B C ''''-中，,E F 分别是棱,AB BC 上的动点，且BE CF =.(1)求证：A F C E ''⊥；(2)当三棱锥B BEF '-的体积取得最大值时，求平面EFB '与平面BFB '的夹角的正切值.则()()()0,0,0,1,0,0,0,1,0,C O B B (,1,0),(0,,0)E m F m ，(1,A F '=- 则(1)(1)11A F C E m m ''⋅=-+-⨯+ ∴A F C E ''⊥ ，故A F C E ''⊥.（2）由（1）知1BB '=,而B BEF V '-故当S 取到最大值时，三棱锥111111的中点，F 为AB的中点，H为1DD的中点，K为1BB的中点.(1)求直线1A H到直线KC的距离；(2)求直线FC到平面1AEC的距离.【详解】（1）长为2的正方形，PD CD =，F ，G 分别是PB ，AD 的中点．(1)求证：FG //平面PCD ；(2)求点C 到平面PGB 的距离．【详解】（1）以D 为原点，DA ，DC ，DP 所在直线分别为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系，则(1,0,0),(0,0,2),(2,0,0),(2,2,0),(0,2,0),(1,1,1),G P A B C F 明显面PCD 的一个法向量为()1,0,0n =r ，又()0,1,1GF = ，()()1,0,00,1,10n GF ∴⋅=⋅= ，GF n ∴⊥ ，又GF ⊄面PCD ，//GF ∴面PCD ；（2）(1,0,2),(2,2,2)PG PB =-=- ，设平面PGB 的一个法向量为(,,)m a b c = ，00m PB m PG ⎧⋅=⎪∴⎨⋅=⎪⎩ ，即222020a b c a c +-=⎧⎨-=⎩，令1c =，则2,1a b ==-所以平面PGB 的一个法向量为(2,1,1)m =- ，又()2,0,0CB = ，所以点C 到平面PGB 的距离4263||411CB m d m ⋅===++ 5．（2022秋·广东清远·高二校联考期中）如图，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 为矩形，AB ⊥平面PAD ，E 是AD 的中点，PAD 为等腰直角三角形，DP AP ⊥，2PA AB ==2(1)求证：PE BD ⊥；(2)求点A 到平面PBE 的距离．【详解】（1）∵AB ⊥平面PAD ，PE ⊂平面PAD ，∴PE AB ⊥，又∵PAD 是等腰直角三角形，E 是斜边AD 的中点，∴PE AD ⊥，又∵AD ⊂平面ABCD ，AB ⊂平面ABCD ，AB AD A ⋂=，∴PE ⊥平面ABCD又∵BD ⊂平面ABCD ，∴PE BD ⊥；因为22PA AB ==，则()000E ，，，(0,1,1)B ，()010A ，，则(0,1,1)EB = ，(1,0,0)EP = ，PA 设平面PBE 的一个法向量为(n = 00EB n y z EP n x ⎧⋅=+=⎪⎨⋅==⎪⎩ ，取1y =，则z 设点A 到平面PBE 的距离为h ，则∴点A 到平面PBE 的距离为226．（2022秋·广东江门·高二新会陈经纶中学校考期中）如图，在直角梯形,=90,AD BC ADC AE ∠︒⊥∥平面ABCD ，EF CD ∥，112BC CD AE EF AD =====．(1)求证：BE AF ⊥；(2)在线段BC 上是否存在点M ，使平面EMD 与平面AMD 的夹角的大小为π3若存在，求出CM 的长；若不存在，请说明理由．【详解】（1）如图，作,FG EA AG EF ，连接EG ，AF ，BG ，∵EF CD ∥且EF AG ∥，AG CD ∴ ，即点G 在平面ABCD 内，所以四边形CDAG 为平行四边形，四边形AEFG 为平行四边形.又90ADC ∠=︒，BG AG ∴⊥，因为⊥AE 平面ABCD ，BG ⊂平面ABCD ，所以AE BG ⊥，又因为AG AE A = ，,AG AE ⊂平面AEFG ，∴BG ⊥平面AEFG ，因为AF ⊂平面AEFG ，BG AF ∴⊥．AE AG ⊥ ，所以平行四边形AEFG 为矩形，又因为AE EF =，所以矩形AEFG 为正方形，所以AF EG ⊥，又因为BG EG G = ，,BG EG ⊂平面BGE ，所以AF ⊥平面BGE ，因为BE ⊂平面BGE ，所以AF BE ⊥.（2）由（1）知AG ，AD ，AE 为三条两两互相垂直的直线，所以以A 为原点，AG 为x 轴，AD 为y 轴，AE 为z 轴建立空间直角坐标系A xyz -，如图，则(0,0,0),(1,0,0),(0,0,1),(0,2,0)A G E D ，设()001,,0,[1,2]M y y ∈，∴(0,2,1)ED =- ，()01,2,0DM y =- ，设平面EMD 的法向量为(,,)n x y z = ，则00n ED n DM ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，即()02020y z x y y -=⎧⎨+-=⎩，令1y =，得02,2z x y ==-，所以平面EMD 的法向量为()02,1,2n y =- ，又⊥AE 平面ABCD ，即⊥AE 平面AMD ，ABEF 所在平面互相垂直，动点M 、N 分别在正方形对角线AC 和BF 上移动，且(0CM BN a a ==<<．(1)求证MN 与平面BCE 平行；(2)当a =A MN B --的余弦值．8．（2022秋·广东肇庆·高二肇庆市端州中学校考期中）侧棱2PA PD ==，底面ABCD 为直角梯形，其中BC AD ∥，AB AD ⊥，222AD AB BC ===，O 为AD 的中点．(1)求证：PO ⊥平面ABCD ；(2)求二面角C PD A --的正弦值．【详解】（1）PA PD = ，O 为AD 的中点，PO AD ∴⊥，侧面PAD ⊥底面ABCD ，侧面PAD ⋂底面ABCD AD =，PO ⊂平面PAD ，PO ∴⊥平面ABCD ；（2）底面ABCD 为直角梯形，其中BC AD ∥，AB AD ⊥，222AD AB BC ===，OC AD ∴⊥，又PO ⊥平面ABCD ，∴以O 为原点，OC 所在直线为x 轴，OD 所在直线为y 轴，OP 所在直线为z 轴，建立空间直角坐标系，易得平面PAD 的法向量(1,0,0m =设平面PCD 的法向量(,,n x y z = 设二面角C PD A --夹角为θ，则1cos 3m n m n θ⋅==⋅ ，则sin θ2,,PA AD AB M N ===分别为,AB PC 的中点.(1)求证：MN 平面PAD ；(2)求平面PMC 与平面PAD 的夹角的余弦值.（2）由题意，可构建如下图示的空间直角坐标系，令2x =，故(2,1,1)m =- ，又(1,0,0)n = 是面PAD 的一个法向量，所以26cos ,3||||6m n m n m n ⋅<>=== 故平面PMC 与平面PAD 的夹角的余弦值10．（2022秋·广东阳江·高二校联考期中）图90,2,3,2D AB DCAD CE ED ︒∠====.以BE 为折痕将BCE 折起，使点C 到达C 1的位置，且1AC = 2.(1)证明：平面1BC E ⊥平面ABED ；(2)求直线1BC 与平面1AC D 所成角的正弦值.（2）如图②，以D 为坐标原点，DA ，DE 的方向分别为空间直角坐标系.D xyz -则(0,0,0),(3,0,0),(3,2,0),(0,1,0)D A BE ，F 33(,,0)22，133(,,3)22C ，31(,,3)BC =-- ()3,0,0DA = ,DC = 正方形，E 为侧棱PC 的中点．(1)设经过A 、B 、E 三点的平面交PD 于F ，证明：F 为PD 的中点；(2)若PA ⊥底面ABCD ，且2PA AD ==，求点P 到平面ABE 的距离．【详解】（1）因为底面ABCD 为矩形，所以//AB CD .又AB ⊄平面PCD ，且CD ⊂平面PCD ，所以//AB 平面PCD .又AB ⊂平面ABE ，且平面ABE ⋂平面PCD EF =，所以//AB EF .又因为//AB CD ，所以//CD EF因为E 为PC 的中点，所以F 为PD 的中点.（2）如图所示，以A 为原点，,,AB AD AP 所在的直线分别为x 轴、y 轴、z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系.则(2,0,0),(2,2,0),(0,0,2),(1,1,1)B C P E ，设(,,)n x y z = 是平面ABE 的法向量，则0,0n AE n AB ⋅=⋅= ，即200x x y z =⎧⎨++=⎩令1y =，则平面ABE 的一个法向量为(0,1,1)n =- 又因为(0,0,2)AP = ，所以点P 到平面ABE 的距离为222|||00+01+21|2||011AP n n ⋅⨯⨯⨯==++ （-），即点P 到平面ABE 的距离为2．12．（2022秋·广东阳江·高二校联考期中）如图，在四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中，四边形ABCD 是一个边长为2的菱形，∠DAB ＝60°.侧棱DD 1⊥平面ABCD ，DD 1＝3.(1)求二面角B -D 1C -D 的平面角的余弦值；(2)设E 是D 1B 的中点，在线段D 1C 上是否存在一点P ，使得AE ∥平面PDB ？若存在，请求出11D P D C 的值；若不存在，请说明理由.【详解】（1）如图1，连接BD ，由题意，△ADB 是正三角形，设M 是AB 的中点，则DM ⊥AB ，所以DM ⊥DC ，又DD 1⊥平面ABCD ，所以DM ⊥平面DD 1C 1C.以D 为原点，建立如图所示的空间直角坐标系，则D (0,0,0)，D 1(0,0,3)，C (0,2,0)，B (3,1,0)，则BC ＝(－3,1,0)，1BD ＝(－3,－1,3).显然，平面D 1CD 的一个法向量是()1,0,0m = ，设平面BD 1C 的法向量为n = (x ,y ,z )，则1=30,330,n BC x y n BD x y z ⎧⋅-+=⎪⎨⋅=--+=⎪⎩ 令x ＝3，得n = (3,3,2)，设二面角B -D 1C -D 的平面角为θ，由几何体的特征可知θ为锐角，则cos ||||m n m n θ⋅=⋅＝33941++⨯＝34.故二面角B -D 1C -D 的平面角的余弦值为34.（2）设11D P D C＝λ，即有11λD P D C ＝，其中01λ≤≤由（1）知D 1(0,0,3)，C (0,2,0)，则()10,2,3D C =- ，所以P (0,2,33)λλ-+，又D (0,0,0)，B (3,1,0)，1111为1AA的中点，1BC BD==，1AB AA==(1)求证：DM⊥平面1BDC；(2)求平面1MBC与平面1D B C夹角的余弦值.则()0,0,0D，21,0,2M⎛⎫⎪⎪⎝⎭，2=AD AB ，PAD 是正三角形，CD ⊥平面PAD ，E 、F 、G 、O 分别是PC 、PD 、BC 、AD 的中点．(1)求平面EFG 与平面ABCD 所成角的大小；(2)线段PA 上是否存在点M ，使得直线GM 与平面EFG 所成角的大小为π6，若存在，求出PMPA的值；若不存在，说明理由．【详解】（1）解：因为PAD 是正三角形，O 为AD 的中点，所以PO AD ⊥，因为CD ⊥平面PAD ，PO ⊂平面PAD ，PO CD ∴⊥，,,AD CD D AD CD Q Ç=Ì平面ABCD ，PO ∴⊥平面ABCD ，因为AD BC ∥且AD BC =，O 、G 分别为AD 、BC 的中点，所以AO BG ∥且AO BG =，所以四边形ABGO 为平行四边形，15．（2022秋·广东佛山·高二顺德一中校考期中）如图，在直棱柱1111为4的菱形，60BAD ∠= ，14AA =，P 是1AD 上的动点（不含端点）.(1)当P 为1AD 的中点时，求直线AD 到平面PBC 的距离；(2)求直线1AD 和平面BCP 所成角的正弦值的取值范围.则()0,0,0O ，()23,0,0A ，()10,2,4D -，()1123,2,0B C =-∴- ，AB P 为1AD 的中点，则(P()3,3,2BP =∴- ，(BC =- 则33202320n BP x y z n BC x y ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=--=⎪⎩4AB =，BC =BE =.将矩形BEDC 沿BC 翻折，使得平面ABC ⊥平面BCDE .(1)求DB 与平面ADE 所成角的正弦值.(2)求平面ADE 与平面ABC 所成的锐二面角的余弦值.【详解】（1）平面ABC ⊥平面BCDE ，平面ABC ⋂平面BCDE BC =，CD BC ⊥，BE ⊂平面BCDE ，CD \^平面ABC ，则以C 为原点，,,CA CB CD正方向为,,x y z 轴，可建立如图所示的空间直角坐标系，则()0,0,0C ，()22,0,0A()22,0,23AD ∴=- ，DE设平面ADE 的法向量为n =则2223220AD n x z DE n y ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅==⎪⎩DB n ⋅ ,A D 分别为棱,BM MC 的中点，将△MAD 沿AD 折起到PAD 的位置，使90PAB ∠=︒，如图2，连接,PB PC .(1)求证：平面PAD ⊥平面ABCD ；(2)若E 为PC 中点，求直线DE 与平面PBD 所成角的正弦值；(3)线段PC 上是否存在一点G ，使二面角G AD P --的余弦值为10若存在，求出PG PC 的值；若不存在，请说明理由.由题意得(0,1,0),(0,0,2),(2,0,0),(2,2,0),D P B C 所以(1,0,1)DE = ，(2,0,2),PB PD =-=设平面PBD 的法向量(,,)n x y z =，则22020PB n x z PD n y z ⎧⋅=-=⎪⎨⋅=-=⎪⎩ ，解得(1,2,1)n = 设直线DE 与平面PBD 所成角为θ，n DE ⋅,120AD DC BC ADC ︒==∠=，四边形ACFE 为正方形，且平面ACFE ⊥平面ABCD ．(1)求证：BC ⊥平面ACFE ；(2)点M 在线段EF 上运动，求平面MAB 与平面ADE 夹角余弦值的取值范围．令(03)FM λλ=≤≤，则(3,0,0),(0,1,0),(,0,3),(3,0,A B M E λ1111AD=AA 1=1，AB=2.(1)试问在线段CD 1上是否存在一点N ，使MN ∥平面ADD 1A 1?若存在，确定N 的位置；若不存在，请说明理由；(2)在（1）中，当MN ∥平面ADD 1A 1时，试确定直线BB 1与平面DMN 的交点F 的位置，并求BF 的长.延长DM交AB于点G，可证点G是线段再过点G作GF//AB1与线段BB1交于点20．（2022秋·广东湛江·高二湛江二十一中校考期中）如图，在长方体11111 AB=，点E在棱AB上移动．2(1)证明：11D E A D ⊥；(2)求平面1ACD 的法向量.(3)当E 为AB 的中点时，求点E 到面1ACD 的距离.【详解】（1）以D 为坐标原点，分别以1DA DC DD ､､所在直线为x y z ､､轴，建立如图的坐标系，则()()()()()110,0,0,1,0,1,0,0,1,1,0,00,2,0D A D A C ，，所以()11,0,1DA = ，设()1,,0E t ，所以()11,,1D E t =- ，所以11110DA D E ⋅=-= ，故11DA D E ⊥ 所以11D E A D ⊥；（2）设平面1ACD 的法向量为(),,n x y z =r，则()()11,0,1,1,2,0AD AC =-=-，由10,0n AD n AC ⋅=⋅=，得020x z x y -+=⎧⎨-+=⎩，令1x =得11,,12n ⎛⎫= ⎪⎝⎭；（3）当E 为AB 的中点时，()1,1,0E ，则()11,1,1D E =-，由点到平面的距离公式，得()12221111111231112n D E d n ⨯+⨯+⨯-⋅===⎛⎫++ ⎪⎝⎭，边长为2的正方形，PA=，G为CD的中点，E，F是棱PD上两点（F在E的上方），且2EF=．(1)若BF//平面AEG，求DE；(2)当点F到平面AEC的距离取得最大值时，求直线AG与平面AEC所成角的正弦值．则()0,0,0A ，()2,2,0C ，()1,2,0G ，因为2EF =，所以EFC 的面积为定值，又点A 到平面EFC 的距离为定值，所以三棱锥A -EFC 的体积为定值，即三棱锥所以要使点F 到平面AEC的距离最大，则AEC △即E 到AC 的距离最小时，点F 到平面AEC 的距离最大，设()0,2,3E t t -，则()0,2,3AE t t =- ，AC22AE AC⎛⎫⋅ DE =E AD C --//EF BD .(1)证明：平面ABCD ⊥平面DCE ；(2)若()0EF DB λλ=>，求平面ABF 与平面CEF 所成锐二面角的余弦值的取值范围.【详解】（1）∵2AB AD ==，3AE =，5DE =，∴222AD DE AE +=，即AD DE ⊥，又∵在正方形ABCD 中，AD DC ⊥，且DE DC D ⋂=，DE ⊂平面EDC ，DC ⊂平面EDC ，∴AD ⊥平面EDC ，又AD ⊂平面ABCD ，∴平面ABCD ⊥平面EDC ；（2）由（1）知，EDC ∠是二面角E AD C --的平面角，作OE CD ⊥于点O ，则cos 1OD DE EDC =⋅∠=，2OE =，且平面ABCD ⊥平面EDC ，平面ABCD ⋂平面EDC CD =，OE ⊂平面EDC ，∴OE ⊥平面ABCD ，取AB 中点M ，连接OM ，则OM CD ⊥，如图，建立空间直角坐标系，则()2,1,0A -，()2,1,0B ，()0,1,0D -，()0,1,0C ，()0,0,2E ，()2,2,0DB = ，()2,2,0EF λλ=，()0,1,2EC =- ，设平面CEF 的一个法向量为(),,m x y z=，则20220m EC y z m EF x y λλ⎧⋅=-=⎪⎨⋅=+=⎪⎩ ，取11,1,2m ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭ ，()22,21,2BF λλ=--，()0,2,0AB = ，设平面ABF 的一个法向量为(),,n a b c =，在底面圆周上，且,BE CE M =为AE 上的一点，且,BM AC N ⊥为线段AC 上一动点（不与,A C 重合）(1)若2AN NC =，设平面BMN ⋂面BEC l =，求证：//MN l ；(2)当平面BMN 与平面DEC 夹角为π3，试确定N 点的位置.【详解】（1）由题知AB ⊥面,BEC EC ⊂面BEC ，则AB EC ⊥，由BC 为底面圆的直径，则EC BE ⊥，由BE AB B =I ，,BE AB ⊂面ABE ，则(220,,,1,33BM CA ⎛⎫=-=-+ ⎪ ⎪⎝⎭设()(,,2,CN CA λλλλλ==-∈设面BMN 的法向量为(,,n x y z =r 13λ-⎛⎫,23ABC AB AP π∠===，PA ⊥底面ABCD ，,E F 分别是线段,PB PD 的中点，G 是线段PC 上的一点.(1)若G 是直线PC 与平面AEF 的交点，试确定PGCG的值；(2)若直线AG 与平面AEF 所成角的正弦值为35，求三棱锥P EFG -体积.则()()(0,0,0,3,1,0,3,1,0A BC-()31,,1,0,1,122AE AF ⎛⎫=-= ⎪ ⎪⎝⎭ (0,0,AG AP PG AP PC λ=+=+=设平面AEF 的法向量(,,m a b =ADE V 沿直线AE 折起，使得DC .(1)求证：BE ⊥平面ADE ；(2)线段AB 上是否存在一点H ，使得平面ADE 与平面DHC 所成的角为π4若不存在，说明理由；若存在，求出H 点的位置.【详解】（1）证明：连接BE ，取线段AE 的中点O ，连接,DO OC ，在Rt ADE V 中，DA DE ==,1DO AE DO ∴⊥=，在OEC △中，11,2OE AE ==()()()1,0,1,1,1,0,2,0,0,D C A B -平面ADE 的法向量()10,1,0n =，在平面直角坐标系xOy 中，直线设H 的坐标为(),2,0t t -，()(。

立体几何综合答案

立体几何大题综合答案1.（1）连结1,B C ME .因为M ，E 分别为1,BB BC 的中点，所以1 ME B C ∥，且112ME B C =. 又因为N 为1A D 的中点，所以112ND A D =.由题设知11=A B DC ∥，可得11=BC A D ∥，故=ME ND ∥，因此四边形MNDE 为平行四边形，MN ED ∥.又MN ⊄平面1C DE ，所以MN ∥平面1C DE .（2）过C 作C 1E 的垂线，垂足为H .由已知可得DE BC ⊥，1DE C C ⊥，所以DE ⊥平面1C CE ，故DE ⊥CH. 从而CH ⊥平面1C DE ，故CH 的长即为C 到平面1C DE 的距离，由已知可得CE =1，C 1C =4，所以117C E =，故417CH =. 从而点C 到平面1C DE 的距离为41717. 2.（1）如下图所示：在正方体1111ABCD A B C D -中，11//AB A B 且11AB A B =，1111//A B C D 且1111A B C D =，11//AB C D ∴且11AB C D =，所以，四边形11ABC D 为平行四边形，则11//BC AD ，1BC ⊄平面1AD E ，1AD ⊂平面1AD E ，1//BC ∴平面1AD E ；（2）利用等体积法求解1A 到平面1AD E 的距离再求角，直线1AA 与平面1AD E 所成角的正弦值为23. 3.（1）因为PA ⊥平面ABCD ，所以PA BD ⊥．又因为底面ABCD 为菱形，所以BD AC ⊥．所以BD ⊥平面PAC ．（2）因为PA ⊥平面ABCD ，AE ⊂平面ABCD ，所以PA ⊥AE ．因为底面ABCD 为菱形，∠ABC =60°，且E 为CD 的中点，所以AE ⊥CD ．所以AB ⊥AE ．所以AE ⊥平面PAB ．所以平面PAB ⊥平面PAE ．（3）棱PB 上存在点F ，使得CF ∥平面PAE ．取F 为PB 的中点，取G 为PA 的中点，连结CF ，FG ，EG ．则FG ∥AB ，且FG =12AB ．因为底面ABCD 为菱形，且E 为CD 的中点，所以CE ∥AB ，且CE =12AB ．所以FG ∥CE ，且FG =CE ．所以四边形CEGF 为平行四边形．所以CF ∥EG ．因为CF ⊄平面PAE ，EG ⊂平面PAE ，所以CF ∥平面PAE ．4.（1）连接BD ，易知AC BD H =，BH DH =.又由BG=PG ，故GH PD ∥.又因为GH ⊄平面P AD ，PD ⊂平面P AD ，所以GH ∥平面P AD .（2）取棱PC 的中点N ，连接DN .依题意，得DN ⊥PC ，又因为平面PAC ⊥平面PCD ，平面PAC平面PCD PC =，所以DN ⊥平面P AC ，又PA ⊂平面P AC ，故DN PA ⊥.又已知PA CD ⊥，CDDN D =，所以PA ⊥平面PCD .（3）连接AN ，由（2）中DN ⊥平面P AC ，可知DAN ∠为直线AD 与平面P AC所成的角，因为PCD △为等边三角形，CD =2且N 为PC 的中点，所以3DN =.又DN AN ⊥，在Rt AND △中，3sin 3DN DAN AD ∠==. 所以，直线AD 与平面P AC 所成角的正弦值为33. 5.（1）由已知可得，BAC ∠=90°，BA AC ⊥．又BA ⊥AD ，所以AB ⊥平面ACD ．又AB ⊂平面ABC ，所以平面ACD ⊥平面ABC ．（2）由已知可得，DC =CM =AB =3，DA =32．又23BP DQ DA ==，所以22BP =．作QE ⊥AC ，垂足为E ，则QE =∥13DC ．由已知及（1）可得DC ⊥平面ABC ，所以QE ⊥平面ABC ，QE =1．因此，三棱锥Q ABP -的体积为1111322sin 451332Q ABP ABP V QE S -=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯︒=△． 6.（1）由题设知，平面CMD ⊥平面ABCD ，交线为CD ．因为BC ⊥CD ，BC ⊂平面ABCD ，所以BC ⊥平面CMD ，故BC ⊥DM ．因为M 为CD 上异于C ，D 的点，且DC 为直径，所以DM ⊥CM ．又BC ∩CM =C ，所以DM ⊥平面BMC ．而DM ⊂平面AMD ，故平面AMD ⊥平面BMC ．（2）当P 为AM 的中点时，MC ∥平面PBD ．证明如下：连结AC 交BD 于O ．因为ABCD为矩形，所以O 为AC 中点．连结OP ，因为P 为AM 中点，所以MC ∥OP ．MC ⊄平面PBD ，OP ⊂平面PBD ，所以MC ∥平面PBD ．7.（1）在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，AB ∥A 1B 1．因为AB ⊄平面A 1B 1C ，A 1B 1⊂平面A 1B 1C ，所以AB ∥平面A 1B 1C ．（2）在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中，四边形ABB 1A 1为平行四边形．又因为AA 1=AB ，所以四边形ABB 1A 1为菱形，因此AB 1⊥A 1B ．又因为AB 1⊥B 1C 1，BC ∥B 1C 1，所以AB 1⊥BC ．又因为A 1B ∩BC =B ，A 1B ⊂平面A 1BC ，BC ⊂平面A 1BC ，所以AB 1⊥平面A 1BC ．因为AB 1⊂平面ABB 1A 1，所以平面ABB 1A 1⊥平面A 1BC ．8.（1）由11112,4,2,,AB AA BB AA AB BB AB ===⊥⊥得11122AB A B ==，所以2221111A B AB AA +=.故111AB A B ⊥.由2BC =，112,1,BB CC ==11,BB BC CC BC ⊥⊥得115B C =，由2,120AB BC ABC ==∠=︒得23AC =，由1CC AC ⊥，得113AC =，所以2221111AB B C AC +=，故111AB B C ⊥.因此1AB ⊥平面111A B C .（2）如图，过点1C 作111C D A B ⊥，交直线11A B 于点D ，连结AD .由1AB ⊥平面111A B C 得平面111A B C ⊥平面1ABB ，由111C D A B ⊥得1C D ⊥平面1ABB ，所以1C AD ∠是1AC 与平面1ABB 所成的角.由1111115,22,21BC A B AC ===得1111116cos ,sin 77C A B C A B ∠=∠=，所以13CD =，故11139sin 13C D C AD AC ∠==. 因此，直线1AC 与平面1ABB 所成的角的正弦值是39. 9.（1）由已知90BAP CDP ==︒∠∠，得AB AP ⊥，CD PD ⊥．由于AB CD ∥，故AB PD ⊥，从而AB ⊥平面PAD ．又AB ⊂平面PAB ，所以平面PAB ⊥平面PAD ．（2）在平面PAD 内作PE AD ⊥，垂足为E ．由（1）知，AB ⊥平面PAD ，故AB PE ⊥，可得PE ⊥平面ABCD ．设AB x =，则由已知可得2AD x =，22PE x =．故四棱锥P ABCD -的体积31133P ABCD V AB AD PE x -=⋅⋅=．由题设得31833x =，故2x =．从而2PA PD ==，22AD BC ==，22PB PC ==．可得四棱锥P ABCD -的侧面积为21111sin 606232222PA PD PA AB PD DC BC ⋅+⋅+⋅+︒=+． 10.（1）因为PA AB ⊥，PA BC ⊥，所以PA ⊥平面ABC ，又因为BD ⊂平面ABC ，所以PA BD ⊥. （2）因为AB BC =，D 为AC 中点，所以BD AC ⊥，由（1）知，PA BD ⊥，所以BD ⊥平面PAC ，所以平面BDE ⊥平面PAC .（3）因为PA ∥平面BDE ，平面PAC平面BDE DE =，所以PA DE ∥. 因为D 为AC 的中点，所以112DE PA ==，2BD DC ==.由（1）知，PA ⊥平面ABC ，所以DE ⊥平面ABC .所以三棱锥E BCD -的体积1163V BD DC DE =⋅⋅=. 11.（1）在平面ABD 内，因为AB ⊥AD ，EF AD ⊥，所以EF AB ∥．又因为EF ⊄平面ABC ，AB ⊂平面ABC ，所以EF ∥平面ABC ．（2）因为平面ABD ⊥平面BCD ，平面ABD 平面BCD =BD ，BC ⊂平面BCD ，BC BD ⊥，所以BC ⊥平面ABD ．因为AD ⊂平面ABD ，所以BC ⊥AD ．又AB ⊥AD ，BC AB B =，AB ⊂平面ABC ，BC ⊂平面ABC ，所以AD ⊥平面ABC ，又因为AC ⊂平面ABC ，所以AD ⊥AC ．12.（1）因为平面PAD ⊥平面ABCD ，AB AD ⊥，所以⊥AB 平面PAD ，所以PD AB ⊥，又因为PD PA ⊥，所以⊥PD 平面PAB ；（2）。

高二数学立体几何综合试题答案及解析

高二数学立体几何综合试题答案及解析1.以正方体的任意4个顶点为顶点的几何形体有①空间四边形；②每个面都是等边三角形的四面体；③最多三个面是直角三角形的四面体；④有三个面为等腰直角三角形，有一个面为等边三角形的四面体.【答案】①②④【解析】①只要不在同一平面上的四个点连结而成的四边形都是空间四边形. ②从一个顶点出发与它的三个对角面的顶点连结所成的四棱锥符合条件.最多有四个直角四面体.由一个顶点和又该点出发的两条棱的端点及一个对角面的定点四点即可.所以③不成立. ④显然成立.故选①②④.【考点】1.空间图形的判断.2.空间中线面间的关系.2.下列关于用斜二测画法画直观图的说法中，错误的是（）A．用斜二测画法画出的直观图是在平行投影下画出的空间图形B．几何体的直观图的长、宽、高与其几何体的长、宽、高的比例相同C．水平放置的矩形的直观图是平行四边形D．水平放置的圆的直观图是椭圆【答案】B【解析】选项.用斜二测画法画出的直观图是在平行投影下画出的空间图形，正确；选项.斜二测画法的规则中，已知图形中平行于轴的线段，在直观图中保持原长度不变；平行于轴的线段，长度为原来的一半．平行于轴的线段的平行性和长度都不变．故几何体的直观图的长、宽、高与其几何体的长、宽、高的比例不相同；选项.水平放置的矩形的直观图是平行四边形，正确；选项.水平放置的圆的直观图是椭圆，正确．故选【考点】斜二测画法画直观图.3.如图，四棱柱ABCD－A1B1C1D1的底面ABCD是正方形，O是底面中心，A1O⊥底面ABCD，AB＝AA1＝.(1)证明：平面A1BD∥平面CD1B1；(2)求三棱柱ABD－A1B1D1的体积．【答案】（1）证明见解析；（2）1.【解析】（1）设线段的中点为，易得四边形为平行四边形，得，又，,，所以平面平面；（2）因为平面，所以是三棱柱的高，所以三棱柱的体积，通过计算即可得出三棱柱的体积.试题解析：(1) 设线段的中点为.和是棱柱的对应棱同理，和是棱柱的对应棱且且四边形为平行四边形,,平面平面(2)平面是三棱柱的高在正方形中,.在中，，三棱柱的体积.所以，三棱柱的体积.【考点】1.面面平行的判定定理；2.棱柱的体积.4.如图所示，三棱柱A1B1C1—ABC的三视图中，正(主)视图和侧(左)视图是全等的矩形，俯视图是等腰直角三角形，点M是A1B1的中点．(1)求证：B1C∥平面AC1M；(2)求证：平面AC1M⊥平面AA1B1B.【答案】 (1)由三视图可知三棱柱A1B1C1—ABC为直三棱柱，底面是等腰直角三角形，且∠ACB＝90°.连结A1C，设A1C∩AC1＝O，连结MO，由题意可知，得到MO∥B1C，进一步得到B1C∥平面AC1M.(2)利用已知得到C1M⊥A1B1，根据平面A1B1C1⊥平面AA1B1B，得到C1M⊥平面AA1B1B，达到证明目的：平面AC1M⊥平面AA1B1B.【解析】思路分析：首先，由三视图可知三棱柱A1B1C1—ABC为直三棱柱，底面是等腰直角三角形。

高二数学立体几何综合试题

高二数学立体几何综合试题1.以正方体的任意4个顶点为顶点的几何形体有①空间四边形；②每个面都是等边三角形的四面体；③最多三个面是直角三角形的四面体；④有三个面为等腰直角三角形，有一个面为等边三角形的四面体.【答案】①②④【解析】①只要不在同一平面上的四个点连结而成的四边形都是空间四边形. ②从一个顶点出发与它的三个对角面的顶点连结所成的四棱锥符合条件.最多有四个直角四面体.由一个顶点和又该点出发的两条棱的端点及一个对角面的定点四点即可.所以③不成立. ④显然成立.故选①②④.【考点】1.空间图形的判断.2.空间中线面间的关系.2.用斜二测画法作一个边长为2的正方形，则其直观图的面积为（）A．B． 2C．4D．【答案】D【解析】用斜二测画法作一个边长为2的正方形，则其直观图与轴平行的长度不变其长度为2，与轴平行的一边长度变为原来其长度为1，相邻两边所成角是45°，所以其面积为.故选D【考点】斜二测画法3.如图，四棱柱ABCD－A1B1C1D1的底面ABCD是正方形，O是底面中心，A1O⊥底面ABCD，AB＝AA1＝.(1)证明：平面A1BD∥平面CD1B1；(2)求三棱柱ABD－A1B1D1的体积．【答案】（1）证明见解析；（2）1.【解析】（1）设线段的中点为，易得四边形为平行四边形，得，又，,，所以平面平面；（2）因为平面，所以是三棱柱的高，所以三棱柱的体积，通过计算即可得出三棱柱的体积.试题解析：(1) 设线段的中点为.和是棱柱的对应棱同理，和是棱柱的对应棱且且四边形为平行四边形,,平面平面(2)平面是三棱柱的高在正方形中,.在中，，三棱柱的体积.所以，三棱柱的体积.【考点】1.面面平行的判定定理；2.棱柱的体积.4.已知四棱锥的底面是直角梯形，，，侧面为正三角形，，．如图所示．(1) 证明：平面；(2) 求四棱锥的体积．【答案】(1) 证明如下 (2)【解析】证明(1) 直角梯形的，，又，，∴．∴在△和△中，有，．∴且．∴．(2)设顶点到底面的距离为．结合几何体，可知．又，，于是，，解得．所以．【考点】直线与平面垂直的判定定理；锥体的体积公式点评：在立体几何中，常考的定理是：直线与平面垂直的判定定理、直线与平面平行的判定定理。

立体几何练习题(含答案)

立几测001试一、选择题：1．a 、b 是两条异面直线，下列结论正确的是（）A ．过不在a 、b 上的任一点，可作一个平面与a 、b 都平行B ．过不在a 、b 上的任一点，可作一条直线与a 、b 都相交C ．过不在a 、b 上的任一点，可作一条直线与a 、b 都平行D ．过a 可以且只可以作一个平面与b 平行2．空间不共线的四点，可以确定平面的个数为 ( )Ａ．0 Ｂ．1 Ｃ．1或4 Ｄ．无法确定 3．在正方体1111ABCD A BC D -中，M 、N 分别为棱1AA 、1BB 的中点，则异面直线CM 和1D N 所成角的正弦值为 ( )Ａ．19 Ｂ．23 Ｃ．4．已知平面α⊥平面β，m 是α内的一直线，n 是β内的一直线，且m n ⊥，则：①m β⊥；②n α⊥；③m β⊥或n α⊥；④m β⊥且n α⊥。

这四个结论中，不正确．．．的三个是 ( )Ａ．①②③ Ｂ．①②④ Ｃ．①③④ Ｄ．②③④5.一个简单多面体的各个面都是三角形，它有6个顶点，则这个简单多面体的面数是( ) A. 4 B. 5 C. 6 D. 86. 在北纬45°的纬度圈上有甲、乙两地，两地经度差为90°，则甲、乙两地最短距离为（设地球半径为R ）( ) A.R π42 B. R 3π C. R 2π D. 3R7. 直线l ⊥平面α，直线m ⊂平面β，有下列四个命题(1)m l ⊥⇒βα// (2)m l //⇒⊥βα (3)βα⊥⇒m l // (4)βα//⇒⊥m l 其中正确的命题是( )A. (1)与(2)B. (2)与(4)C. (1)与(3)D. (3)与(4)8. 正三棱锥的侧面均为直角三角形，侧面与底面所成角为α，则下列不等式成立的是( ) A. 60πα<< B.46παπ<< C.34παπ<< D.23παπ<<9．ABC ∆中，9AB =，15AC =，120BAC ∠=︒，ABC ∆所在平面α外一点P 到点A 、B 、C 的距离都是14，则P 到平面α的距离为( )Ａ．7 Ｂ．9 Ｃ．11 Ｄ．1310．在一个45︒的二面角的一个平面内有一条直线与二面角的棱成角45︒，则此直线与二面角的另一个平面所成角的大小为 ( )Ａ．30︒ Ｂ．45︒ Ｃ．60︒ Ｄ．90︒11. 如图,E, F 分别是正方形SD 1DD 2的边D 1D,DD 2的中点, 沿SE,SF,EF 将其折成一个几何体,使D 1,D,D 2重合,记作 D.给出下列位置关系:①SD ⊥面DEF; ②SE ⊥面DEF;③DF ⊥SE; ④EF ⊥面SED,其中成立的有: ( )Ａ. ①与② B. ①与③ C. ②与③ D. ③与④12. 某地球仪的北纬60度圈的周长为6πcm,则地球仪的表面积为( )A. 24πcm 2B. 48πcm 2C. 144πcm 2D. 288πcm 2二、填空题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）13. 直二面角α—MN —β中，等腰直角三角形ABC 的斜边BC ⊂α，一直角边AC ⊂β，BC 与β所成角的正弦值是46，则AB 与β所成角大小为__________。

高一数学立体几何综合试题答案及解析

高一数学立体几何综合试题答案及解析1.等腰梯形，上底，腰，下底，以下底所在直线为x轴，则由斜二测画法画出的直观图的面积为_______．【答案】【解析】如上图，，，，因为，所以，所以，在直观图中，【考点】斜二测画法2.在四边形中，∥，，将沿折起，使平面平面，构成三棱锥，则在三棱锥中，下列命题正确的是（）A．平面平面B．平面平面C．平面平面D．平面平面【答案】D【解析】∵在四边形ABCD中，AD∥BC，AD=AB，∠BCD=45°，∠BAD=90°,∴BD⊥CD.又平面ABD⊥平面BCD，且平面ABD∩平面BCD=BD.故CD⊥平面ABD，则CD⊥AB，又AD⊥AB,故AB⊥平面ADC，所以平面ABC⊥平面ADC．故选D．【考点】折叠问题，垂直关系。

点评：中档题，对于折叠问题，要特别注意“变”与“不变”的几何元素，及几何元素之间的关系。

3.已知、是不同的平面，、是不同的直线，则下列命题不正确的（）A．若∥则B．若∥,则∥C．若∥，，则D．若则∥【答案】B【解析】A项中∥；B项中直线，可能平行可能异面；C项依据线面垂直的判定定理可知成立；D项依据垂直于同一直线的两平面平行可知结论正确【考点】空间线面间平行垂直的判定点评：本题用到了判定定理有：一个平面经过另一平面的一条垂线则两面垂直，两条平行直线中的一条垂直于平面则另一条也垂直于平面，垂直于同一直线的两平面平行4.①分别与两条异面直线都相交的两条直线一定是异面直线；②若一个平面经过另一个平面的垂线，那么这两个平面相互垂直；③垂直于同一直线的两条直线相互平行；④若两个平面垂直，那么一个平面内与它们的交线不垂直的直线与另一个平面也不垂直．其中为真命题的是（）A．①和②B．②和④C．③和④D．②和③【答案】B【解析】解：因为①分别与两条异面直线都相交的两条直线一定是异面直线；可能平行，因此错误。

②若一个平面经过另一个平面的垂线，那么这两个平面相互垂直；成立③垂直于同一直线的两条直线相互平行；可能相交，错误④若两个平面垂直，那么一个平面内与它们的交线不垂直的直线与另一个平面也不垂直．成立故选B5.如图，正四棱锥中，侧棱与底面所成角的正切值为．（1）求侧面与底面所成二面角的大小；（2）若E是PB中点，求异面直线PD与AE所成角的正切值．【答案】（1）连结AC，BD交于点O，连结PO，则PO⊥面ABCD，∴∠PAO就是PA与底面ABCD所成的角，∴ tan∠PAO=．设AB=1，则PO=AOtan∠PAO =．设F为AD中点，连FO、PF，易知OF⊥AD，PF⊥AD，所以∠PAO就是侧面PAD与底面ABCD所成二面角的平面角．在Rt中，，∴，即侧面PAD与底面ABCD所成二面角的大小为；（2）连结EO，由于O为BD中点，E为PD中点，所以．∴就是异面直线PD与AE所成的角．在Rt中，．∴．由，可知面．所以，在Rt中，，即异面直线PD与AE所成角的正切值为．【解析】略6.（本小题满分16分）如图，多面体中,两两垂直，平面平面，平面平面，.(1)证明四边形是正方形；(2)判断点是否四点共面，并说明为什么？(3)连结，求证：平面.【答案】证明：（1）…………..2分同理，……..3分则四边形是平行四边形.又四边形是正方形. ……..4分(2) 取中点，连接.在梯形中，且.又且,且.……………………..5分四边形为平行四边形, ……………………..6分. ……………………..7分在梯形中,, ……………………..9分四点共面. …………………….10分（3）同（1）中证明方法知四边形BFGC为平行四边形.且有，从而,. ……………………..12分又故，而,故四边形BFGC为菱形， . ……………………..14分又由知.正方形中，，故.. ……………………..16分【解析】略7.（本小题満分12分）如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是BB1、CD的中点．（Ⅰ）证明AD⊥D1F;（Ⅱ）求AE与D1F所成的角;（Ⅲ）证明面AED⊥面A1FD1;【答案】（Ⅰ）∴AD⊥D1F（Ⅱ）∴AE⊥D1FAE与D1F所成的角为900（Ⅲ）由以上可知D1F⊥平面AED∴面AED⊥面A1FD1;【解析】略8.（本小题满分12分）如图，在三棱柱中，面，，，分别为，的中点．（1）求证：∥平面；（2）求证：平面；（3）直线与平面所成的角的正弦值．【答案】（1）证明：连结，与交于点，连结．因为，分别为和的中点，所以∥．又平面，平面，所以∥平面．（2）证明：在直三棱柱中，平面，又平面，所以．因为，为中点，所以．又，所以平面．又平面，所以．因为四边形为正方形，，分别为，的中点，所以△≌△，．所以．所以．又，所以平面．（3）设CE与C1D交于点M，连AM由（2）知点C在面AC1D上的射影为M，故∠CAM为直线AC与面AC1D所成的角，又A1C1//AC所以∠CAM亦为直线A1C1与面AC1D所成的角。

高一数学立体几何综合试题答案及解析

高一数学立体几何综合试题答案及解析1.在空间直角坐标系中，以点为顶点的是以为底边的等腰三角形，则实数x的值为（）A．-2B．2C．6D．2或6【答案】D【解析】因为在空间直角坐标系中，以点为顶点的是以为底边的等腰三角形.所以可得.有空间两点间的距离公式可得，解得.故选D.【考点】1.空间中的两点的距离公式.2.解二次方程的能力.2.如图：是⊙的直径，垂直于⊙所在的平面，PA="AC," 是圆周上不同于的任意一点，(1) 求证：平面。

(2) 求二面角 P-BC-A 的大小。

【答案】（1）利用线面垂直的性质可得线线垂直，再利用线面垂直的判定定理，可得结论；（2）∠PCA=450【解析】试题分析（1）利用线面垂直的性质可得线线垂直，再利用线面垂直的判定定理，可得结论；（2）利用二面角的求解。

因为因为PA⊥平面ABC，且BC⊂平面ABC，所以PA⊥BC．又△ABC中，AB是圆O的直径，所以BC⊥AC．、又PA∩AC=A，所以BC⊥平面PAC．（2）在第一问的基础上，由于是⊙的直径，垂直于⊙所在的平面，PA="AC," 是圆周上不同于的任意一点，那么可知二面角 P-BC-A 的大小450【考点】空间图形的位置关系点评：本题考查直线与平面垂直的判定定理，平面与平面垂直的判定定理，考查空间图形的位置关系，属于中档题．3.已知正方体中，面中心为．（1）求证：面；（2）求异面直线与所成角．【答案】（1）对于线面平行的证明一般要利用其判定定理来求证。

（2）【解析】（1）证明：连结，设，连结，则四边形为平行四边形，∴又∵，∴面． 6分（2）解：由（1）可知，为异面直线与所成角（或其补角），设正方体的边长2，则在中，，，，∴为直角三角形，∴． 6分【考点】异面直线的角，线面平行点评：解决的关键是熟练的根据几何中的性质定理和判定定理来求解，属于基础题。

4.、经过空间一点作与直线成角的直线共有（）条A．0B．1C．2D．无数【答案】D【解析】若点P在直线l上，可以做无数条直线与直线l成角,这些线成一个圆锥形状.若点P不在直线l上，可以过点P作一条直线与l平行，然后以为一个圆锥的高，P为圆锥的顶点，其中母线与轴角，所以能做无数条.5.已知a、b是两条异面直线，c∥a，那么c与b的位置关系（）A．一定是异面B．一定是相交C．不可能相交D．不可能平行【答案】D【解析】解：6.已知两直线m、n，两平面α、β，且．下面有四个命题( )(1)若； (2)；(3； (4)．其中正确命题的个数是A．０B．１C．2D．3【答案】C【解析】，所以，则存在有。

高中数学立体几何专题练习题1（含答案）

⾼中数学⽴体⼏何专题练习题1（含答案）⾼中数学⽴体⼏何专题练习题姓名班级学号得分说明：１、本试卷包括第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（⾮选择题）两部分。

满分100分。

考试时间90分钟。

２、考⽣请将第Ⅰ卷选择题的正确选项填在答题框内，第Ⅱ卷直接答在试卷上。

考试结束后，只收第Ⅱ卷第Ⅰ卷（选择题）⼀、选择题（每题2分，共40分）1、⼀个正⽅体的展开图如图所⽰，A、B、C、D为原正⽅体的顶点，则在原来的正⽅体中A.AB∥ CDB. AB与 CD相交C. AB⊥CDD. AB与CD所成的⾓为60°2、（多选）如果⼀个棱锥的底⾯是正⽅形，且顶点在底⾯内的射影是底⾯的中⼼，那么这样的棱锥叫正四棱锥．若⼀正四棱锥的体积为18，则该正四棱锥的侧⾯积最⼩时，以下结论正确的是（）．A．棱的⾼与底边长的⽐为 22B．侧棱与底⾯所成的⾓为π4C．棱锥的⾼与底⾯边长的⽐为 2 D．侧棱与底⾯所成的⾓为π33、某⼏何体的三视图如图所⽰，则该⼏何体的体积为（）A ．43B ．4C ．2D ．234、某⼏何体的三视图如图所⽰，则此⼏何体的体积为（）A.23 B. 1C.43D.135、已知圆锥的轴截⾯为正三⾓形，且边长为2，则圆锥的表⾯积为（） A ．3π3B ．πC ．2πD ．3π6、如图，在正⽅体中， E 为线段A 1C 1的中点，则异⾯直线与所成⾓的⼤⼩为（）度.A. 60B. 45C. 30D. 157、已知⼀个⽔平放置的平⾯四边形ABCD 的直观图是⾯积为2的正⽅形，则原四边形ABCD 的⾯积为（）A ．2B ．22C ．2 2D ．4 28、下列说法正确的是（）A ．通过圆台侧⾯上⼀点可以做出⽆数条母线B ．直⾓三⾓形绕其⼀边所在直线旋转⼀周得到的⼏何体是圆锥C ．圆柱的上底⾯下底⾯互相平⾏D ．五棱锥只有五条棱9、如图，是⼀个⼏何体的三视图，主视图和侧视图是全等的半圆，俯视图是⼀个圆，则该⼏何体的体积是（）A 、32π3．B ．26π3C ．16π3D ．64π310、某⼏何体的三视图如图所⽰，则该⼏何体的体积为（）A. 56B. 23C. 43D. 4511、⼀个⼏何体的三视图如图，则该⼏何体的体积为（）A.263 B .283C. 10D.32312、某⼏何体的三视图如图所⽰，则该⼏何体中的最长棱长为（）A ．3 2B ．2 5C ．2 6D ．2 713、(多选题）如图，在棱长为1的正⽅体中，下列结论正确的是A ．异⾯直线AC 与BC1所成的⾓为60°B ．直线AB 1与平⾯ABC 1D 1所成⾓为45° C ．⼆⾯⾓A-B 1C-B 的正切值为 2D ．四⾯体D 1-AB 1C 的的体积为1214、下列命题错误的是A ．不在同⼀直线上的三点确定⼀个平⾯B ．两两相交且不共点的三条直线确定⼀个平⾯C ．如果两个平⾯垂直，那么其中⼀个平⾯内的直线⼀定垂直于另⼀个平⾯D ．如果两个平⾯平⾏，那么其中⼀个平⾯内的直线⼀定平⾏于另⼀个平⾯15、某四棱锥的三视图如图所⽰，俯视图是⼀个等腰直⾓三⾓形，则该四棱锥的体积为（）A ．2B ．C. D ．16、如图所⽰，O 是正⽅体ABCD-A 1B 1C 1D 1对⾓线A 1C 与AC 1的交点，E 为棱BB 1的中点，则⼏何体OEC 1D 1 在正⽅体各⾯上的正投影不可能是（）A． B． C． D．17、如图，在正⽅体ABCD -A1B l C1D1中，已知E，F，G分别是线段A1C1上的点，且A1E=EF=FG =GC1．则下列直线与平⾯A1BD平⾏的是(A) CE (B) CF (C) CG (D) CC118、⼏何体的三视图如图所⽰，则它的体积是A． B．C． D．19、如图，三棱P-ABC中，PC⊥平⾯ABC，PC=3，∠ACB=90°D、E．分别为线段AB、BC上的点，且CD=DE= 2,CE=2EB=2,则⼆⾯⾓A-PD-C的余弦值是（）．A、 24B、62C、33D、3620、下图为某⼏何体的三视图，则该⼏何体的表⾯积是（）A. 6+4B. 4+4C. 6+2D. 4+2⼆、填空题（15分）21、如图，点P在长⽅体ABCD－A1B1C1D1的⾯对⾓线BC1（线段BC1）上运动，给出下列四个说法：①直线AD与直线B1P为异⾯直线；②恒有A1P∥⾯ACD1；③三棱锥A－D1PC的体积为定值；④当长⽅体各棱长都相等时，⾯PDB1⊥⾯ACD1．其中所有正确说法的序号是．22、已知⼀个⼏何体是由上下两部分构成的组合体，其三视图如下，若图中圆的半径为，等腰三⾓形的腰长为，则该⼏何体的体积是。

立体几何练习(含答案)

立体几何练习1．直线在平面外是指A ．直线与平面没有公共点B ．直线与平面相交C ．直线与平面平行D ．直线与平面最多只有一个公共点【答案】D 【解析】试题分析：根据直线l 在平面α外则直线l 与平面α平行或相交可判定“直线l 与平面α平行”与“直线l 在平面α外”的关系．解：直线与平面有三种位置关系：平行、相交和直线在平面内，前两种说明直线在平面外，所以直线与平面最多只有一个公共点。

故选D 。

2．已知,m n 是两条不同的直线，,,αβγ是三个不同的平面，下列命题中错误的是（） A ．若,m m αβ⊥⊥，则α∥β B ．若α∥γ，β∥γ，则α∥β C ．若,,m n m αβ⊂⊂∥n ，则α∥βD ．若,m n 是异面直线，,,m n m αβ⊂⊂∥β，n ∥α，则α∥β 【答案】C 【解析】试题分析：因为，垂直于同一直线的两平面平行，所以，A 正确；因为，平面平行具有“传递性”，所以，B 正确；由平面平行的判定定理可知，若,,m n m αβ⊂⊂∥n ，则α∥β，不正确；由平面平行的判定定理可知，若,m n 是异面直线，,,m n m αβ⊂⊂∥β，n ∥α，则α∥β，正确，故选C 。

考点：立体几何平行关系、垂直关系。

点评：简单题，解答此类问题，牢记判定定理、性质定理是基础，借助于模型，结合“排除法”，则体现灵活性。

3．以下说法错误的是( )A ．直角坐标平面内直线的倾斜角的取值范围是),0[πB ．空间内二面角的平面角的取值范围是],0[πC ．平面内两个非零向量的夹角的取值范围是],0[πD ．空间两条异面直线所成角的取值范围是]2,0[π【答案】C【解析】试题分析：平面内两个非零向量的夹角的取值范围是],0[π ,A 、B 、D 均正确，故选C. 4．设a 、b 是两条不同的直线，α、β是两个不同的平面，给出下列结论： ①a ∥b ，b ⊂α ⇒a ∥α；②α∥β，a ∥β，a ⊄α⇒a ∥α； ③α β＝a ，b ∥α，b ∥β⇒b ∥a ；④a ∥α，b ⊂α ⇒a ∥b . 其中正确的有( )A ．1个B ．2个C ．3个D ．4个【答案】B 【解析】试题分析：在①中，可以是b α⊂，则①错误；结合两平面平行的性质知②正确；结合两平面相交的性质知③正确；在④中，a 与b 可以异面，则④错误。

立体几何练习题(含答案)精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版《立体几何》练习题一、选择题1、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 、垂直B 、平行C 、相交不垂直D 、不确定2. 在正方体1111ABCD A B C D -中, 与1A C 垂直的是（）A. BDB. CDC. BCD. 1CC3、线n m ,和平面βα、，能得出βα⊥的一个条件是( )A.βα//n ,//m ,n m ⊥B.m ⊥n ,α∩β=m ,n ⊂αC.αβ⊆⊥m n n m ,,//D.βα⊥⊥n m n m ,,//4、平面α与平面β平行的条件可以是（）A.α内有无穷多条直线与β平行；B.直线a//α,a//βC.直线a α⊂,直线b β⊂,且a//β,b//αD.α内的任何直线都与β平行5、设m 、n 是两条不同的直线，,,αβγ是三个不同的平面，给出下列四个命题：①若m ⊥α，n //α，则m n ⊥ ②若αβ//，βγ//，m ⊥α，则m ⊥γ③若m //α，n //α，则m n // ④若αγ⊥，βγ⊥，则//αβ其中正确命题的序号是( )A.①和②B.②和③C.③和④D.①和④6.点P 为ΔABC 所在平面外一点，PO ⊥平面ABC ，垂足为O,若PA=PB=PC ，则点O 是ΔABC 的（）A.内心B.外心C.重心D.垂心7. 若l 、m 、n 是互不相同的空间直线，α、β是不重合的平面，则下列命题中为真命题的是（）A ．若//,,l n αβαβ⊂⊂，则//l nB ．若,l αβα⊥⊂，则l β⊥C. 若,//l l αβ⊥，则αβ⊥ D ．若,l n m n ⊥⊥，则//l m8. 已知两个平面垂直，下列命题中正确的个数是（）①一个平面内的已知直线必垂直于另一个平面的任意一条直线；②一个平面内的已知直线必垂直于另一个平面的无数条直线；③一个平面内的任一条直线必垂直于另一个平面；④过一个平面内任意一点作交线的垂线，则垂线必垂直于另一个平面.A.3B.2C.1D.09．设m.n 是两条不同的直线,α.β是两个不同的平面,（） A ．若m ∥α,n ∥α,则m ∥n B ．若m ∥α,m ∥β,则α∥βC ．若m ∥n,m ⊥α,则n ⊥αD ．若m ∥α,α⊥β,则m ⊥β10．设l 为直线,,αβ是两个不同的平面,下列命题中正确的是（）A ．若//l α,//l β,则//αβB ．若l α⊥,l β⊥,则//αβC ．若l α⊥,//l β,则//αβD ．若αβ⊥,//l α,则l β⊥ 二、填空题11、在棱长为2的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中，E ，F 分别是棱AB ，BC 中点，则三棱锥B —B 1EF 的体积为 .12．对于空间四边形ABCD ，给出下列四个命题：①若AB=AC ，BD=CD 则BC ⊥AD ；②若AB=CD ，AC=BD 则BC ⊥AD ；③若AB ⊥AC ，BD ⊥CD 则BC ⊥AD ；④若AB ⊥CD ， BD ⊥AC 则BC ⊥AD ；其中真命题序号是．13. 已知直线b//平面α，平面α//平面β，则直线b 与β的位置关系为 .14. 如图，△ABC 是直角三角形，∠ACB=︒90，PA ⊥平面ABC ，此图形中有个直角三角形参考答案选择题：AACDA,BCCCB填空题：11、1312、①④ 13、//b b ββ⊂或 14、4A B C P欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求。

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