高中数学立体几何概念题选择题专项练习
高三数学立体几何专项练习题及答案

高三数学立体几何专项练习题及答案一、选择题1. 下列哪个几何体的所有面都是三角形?A. 正方体B. 圆柱体C. 正六面体D. 球体答案:C2. 一个有8个面的多面体,其中6个面是正方形,另外2个面是等边三角形,它的名字是?A. 正八面体B. 正十二面体C. 正二十面体D. 正二十四面体答案:C3. 空间中任意一点到四个角落连线的垂直距离相等的四棱锥称为?A. 正四棱锥B. 圆锥台C. 四棱锥D. 无法确定答案:C4. 任意多面体的面数与顶点数、棱数的关系是?A. 面数 + 顶点数 = 棱数 + 2B. 面数 + 棱数 = 顶点数 + 2C. 顶点数 + 棱数 = 面数 + 2D. 顶点数 + 面数 = 棱数 + 2答案:A5. 求下列多面体的棱数:(1)正六面体(2)正八面体(3)正十二面体答案:(1)正六面体的棱数为 12(2)正八面体的棱数为 24(3)正十二面体的棱数为 30二、填空题1. 下列说法正确的是:一棱锥没有底面时,它的底面是一个______。
答案:点2. 铅垂线是指从一个多面体的一个顶点到与它相对的棱上所作的垂线,它与该棱垂足的连线相交于该多面体的______上。
答案:中点3. 对正八面体,下列说法不正确的是:_____条对角线与_____两两垂直。
答案:六,相邻面三、计算题1. 一个棱锥的底面是一个边长为6cm的正三角形,其高为8cm。
求棱锥体积。
解答:底面积 S = (1/2) ×底边长 ×高 = (1/2) × 6 × 8 = 24 cm²棱锥体积 V = (1/3) × S ×高 = (1/3) × 24 × 8 = 64 cm³所以,棱锥的体积为64 cm³。
2. 一个正四棱锥的底面是一个边长为10cm的正方形,其高为12cm。
求四棱锥的体积。
解答:底面积 S = 边长² = 10² = 100 cm²四棱锥体积 V = (1/3) × S ×高 = (1/3) × 100 × 12 = 400 cm³所以,四棱锥的体积为400 cm³。
高中数学立体几何专项练习题及答案

高中数学立体几何专项练习题及答案一、选择题1. 下面哪个选项不是描述柱体的特点?A. 体积恒定B. 底面形状不限C. 侧面是矩形D. 顶面和底面平行答案:A2. 如果一个四面体的一个顶点的对边垂直于底面,那么这个四面体是什么类型?A. 正方形四面体B. 倒立四面体C. 锥体D. 正方锥体答案:C3. 以下哪个选项正确描述了一个正方体的特点?A. 全部面都是正方形B. 12 条棱长度相同C. 8 个顶点D. 6 个面都是正方形答案:D4. 若长方体的高度是 6cm,底面积是 5cm²,底面对角线长为 a cm,那么 a 的值为多少?A. √11B. √29C. √31D. √41答案:C二、填空题1. 一个正方体的棱长为 4cm,它的体积是多少?答案:64cm³2. 一个球的表面积是100π cm²,那么它的半径是多少?答案:5cm3. 一个圆柱体的底面半径为 3cm,高度为 8cm,它的体积是多少?答案:72π cm³4. 一个圆锥的底面半径为 6cm,高度为 10cm,它的体积是多少?答案:120π cm³三、计算题1. 一个四棱锥的底面是边长为 5cm 的正方形,高度为 8cm,它的体积是多少?答案:单位为 cm³,计算过程如下:首先计算底面积:5cm * 5cm = 25cm²再计算体积:25cm² * 8cm / 3 = 200cm³2. 一个圆柱体的底面直径为 12cm,高度为 15cm,它的体积是多少?答案:单位为 cm³,计算过程如下:首先计算底面半径:12cm / 2 = 6cm再计算底面积:π * 6cm * 6cm = 36π cm²最后计算体积:36π cm² * 15cm = 540π cm³3. 一个球的直径为 8cm,它的体积是多少?答案:单位为 cm³,计算过程如下:首先计算半径:8cm / 2 = 4cm再计算体积:4/3 * π * 4cm * 4cm * 4cm = 268.08π cm³4. 一个圆锥的底面半径为 10cm,高度为 20cm,它的体积是多少?答案:单位为 cm³,计算过程如下:首先计算底面积:π * 10cm * 10cm = 100π cm²最后计算体积:100π cm² * 20cm / 3 = 2000π cm³四、解答题1. 若一个长方体的长度、宽度、高度分别为 a、b、c,它的表面积为多少?答案:单位为 cm²,计算过程如下:首先计算侧面积:2 * (a * b + a * c + b * c)再计算底面积:a * b最后计算表面积:2 * (a * b + a * c + b * c) + a * b2. 一个四棱锥的底面为边长为 a 的正三角形,高度为 h,求这个四棱锥的体积。
(word完整版)高三数学立体几何经典例题

厦门一中立体几何专题一、选择题(10 X 5' =50 ')1•如图,设0是正三棱锥 P-ABC 底面三角形 ABC 的中心, 过0的动平面与P-ABC 的三条侧棱或其延长线的交点分别记 为 Q 、R 、S ,则-11 1( )PQ PR PSA. 有最大值而无最小值B. 有最小值而无最大值C. 既有最大值又有最小值,且最大值与最小值不等D. 是一个与平面QRS 位置无关的常量2•在正n 棱锥中,相邻两侧面所成的二面角的取值范围是 (A., B., C. 0,D.nn2n的面积的取值范围是()若B €a ,C €3 ,则厶ABC 的周长的最小值是( )B.2 .75.如图,正四面体 A-BCD 中,E 在棱AB 上,F 在棱CD 上,使得詈 Cy =入(0<入<+m ),记f (入)=a x+ 3入,其中a 入表示EF 与AC 所成的角,3入表示EF 与BD 所成的角,贝U( )A. f (入)在(0,+ g )单调增加B. f (入)在(0,+ g )单调减少C. f (入)在(0,1)单调增加,在(1,+ g )单调减少D. f (入)在(0,+ g )为常数合是 ()A. 一条直线B. —个平面C.两条平行直线D.两个平面7.正四棱锥底面积为 Q ,侧面积为S ,则它的体积为 ()A. 1 Q (S2Q 2)B. 1 Q (S2Q 2)6 •3 'C. 1 -Q(S2Q 2)23•正三棱锥P-ABC 的底面边长为 2a,点E 、F 、G 、H 分别是 PA 、PB 、BC 、AC 的中点,则四边形 EFGHA.(0,+ g )B.C.D. ^a 2, 24.已知二面角a -a-3为60°,点A 在此二面角内,且点A 到平面a 、3的距离分别是AE=4, AF=2,6.直线a //平面3,直线a 到平面3的距离为 1,则到直线a 的距离与平面3的距离都等于7的点的集第5题图D.f QS第1题图8. 已知球O的半径为R, A、B是球面上任意两点,则弦长|AB|的取值范围为()B.(0,2R]C. ( 0,2R )D. : R,2R ]9•已知平面aQ 平面B =l,m 是平面a 内的一条直线,则在平面B 内A. .—定存在直线与直线 m 平行,也一定存在直线与直线B. —定存在直线与直线 m 平行,但不一定存在直线与直线C. 不一定存在直线与直线 m 平行,但一定存在直线与直 线m 垂直D. 不一定存在直线与直线 m 平行,也不一定存在直线与 直线m 垂直10. 如图为一个简单多面体的表面展开图(沿图中虚线折11. ______________________________________________________________________ 边长为a 的等边三角形内任一点到三边距离之和为定值,这个定值为 __________________________ ;推广到空间,棱长为a 的正四面体内任一点到各面距离之和为 ______________12. 在厶ABC 中,AB=9, AC=15,/ BAC=120°,其所在平面外一点 P 到A 、B 、C 三个顶点的距离都是14,贝U P 点到直线 BC 的距离为 _____________ . 13. 已知将给定的两个全等的正三棱锥的底面粘在一起, 恰得到一个所有二面角都相等的六面体, 并且该六面体的最短棱的长为 2,则最远的两顶点间的距离是 _______________ .14. ___________________________________________________________________ 有120个等球密布在正四面体 A-BCD 内,问此正四面体的底部放有 ___________________________ 个球. 三、解答题(4X 10' +14' =54')15. 定直线11丄平面a ,垂足为M ,动直线12在平面a 内过定点 N ,但不过定点 M.MN=a 为定值,在11、12上分别有动线段 AB=b,CD = c.b 、c 为定值.问在什么情况下四面体 ABCD 的体积最大?最大值是多少?AC 的中点,求:(1) PM 与FQ 所成的角; (2) P 点到平面 EFB 的距离; (3 )异面直线PM 与FQ 的距离.16.如图所示,已知四边形 ABCD 、EADM 和MDCF 都是边长为 a 的正方形,点 P 、Q 分别是ED 和A. : 0,2 R ] m 垂直A.6B.7C.8D.9、填空题 (4X 4 ' =16')叠即可还原),则这个多面体的顶点数为 (第16题图连结人丘‘将厶DAE 沿AE 折起到△ D 1AE 的位置,使得/(1)试用基向量 AB , AE , AD 1表示向量OD 117.如图,在梯形 ABCD 中,AB // CD ,/ ADC = 90° ,3AD=DC=3,AB=2,E 是 CD 上一点,满足 DE = 1 ,D 1AB = 60° ,设AC 与BE 的交点为O.(2) 求异面直线OD i与AE所成的角.(3) 判断平面D i AE与平面ABCE是否垂直,并说明理由第17题图18. 如图,在斜棱柱ABC —A i B i C i中,底面为正三角形,侧棱长等于底面边长,且侧棱与底面所成的角为60°顶点B i在底面ABC上的射影O恰好是AB的中点.(i)求证:B i C± C i A;(2 )求二面角C i-AB-C的大小.第i8题图i9.如图所示,在三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC , BC=2a,AC=a,AB=、3 a,点P到平面ABC的距离为 | a.(i )求二面角P-AC-B的大小;(2)求点B到平面FAC的距离.第i9题图立体几何练习参考答案一、选择题 1.D 设正三棱锥P-ABC 中,各棱之间的夹角为a,棱与底面夹角为B ,h 为点S 到平面PQR 的距离,1 11则 V S -PQR = 3S ^PQR • h= — ( — PQ • PR • sin a ) • PS • sin B ,另一方面,记 O 到各平面的距离为 d,则有33 211 1 dV S -PQR =V O -PQR +V O -PRS +V O -PQS =S ^PQR °d+ S ^PRS ,d+S^PQS -d=3333a + d • - -PQ -PS-sin a •故有 PQ -PR -PS-sin B =d(PQ -PR+PR -PS+PQ -PS),即旦—-PQ -PR -sin a +— •丄 PS ・PR ・sin2321 1 _ sinPR PS d3 2 PQ 常量.2.B 设正n 棱锥的高为h,相邻两侧面所成二面角为B .当h f 0时,正n 棱锥的极限为正n 边形,这时 相邻两侧面所成二面角为平面角,即二面角Qfn.当h fg 时,正n 棱锥的极限为正n 棱柱,这时相邻两侧面所成二面角为正n 边形的内角,nEFGH 为矩形,当 P f 底面△ ABC 的中心O 时,矩形EFGH f 矩形E i F i GH.3a=_Aa 23 34. C 如图,I a 丄AE,a 丄AF,「. a 丄平面 AEF.设a 交平面 AEF 于点G ,则/ EGF 是二面角a -a-3的平面角,/ EGF=60° ,/ EAF=120。
高中空间立体几何经典例题精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版立体几何一、选择题1.(20XX 年普通高等学校招生统一考试广东省数学(理)卷(纯WORD 版))设,m n 是两条不同的直线,,αβ是两个不同的平面,下列命题中正确的是 ( )A .若αβ⊥,m α⊂,n β⊂,则m n ⊥B .若//αβ,m α⊂,n β⊂,则//m nC .若m n ⊥,m α⊂,n β⊂,则αβ⊥D .若m α⊥,//m n ,//n β,则αβ⊥【答案】D2 2.(20XX 年上海市春季高考数学试卷(含答案))若两个球的表面积之比为1:4,则这两个球的体积之比为( )A .1:2B .1:4C .1:8D .1:16【答案】C 【答案】A3 3.(20XX 年高考新课标1(理))某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .168π+B .88π+C .1616π+D .816π+【答案】A4 4.(20XX 年高考湖南卷(理))已知棱长为1的正方体的俯视图是一个面积为1的正方形,则该正方体的正视图的面积不可能...等于 ( )A .1B .2C .2-12D .2+12【答案】C5.(20XX 年普通高等学校招生统一考试山东数学(理)试题(含答案))已知三棱柱111ABC A B C -的侧棱与底面垂直,体积为94,底面是边长为3.若P 为底面111A B C 的中心,则PA 与平面ABC 所成角的大小为( )A.512πB .3πC.4πD.6π【答案】B6.(20XX年普通高等学校招生统一考试重庆数学(理)试题(含答案))某几何体的三视图如题()5图所示,则该几何体的体积为()A.5603B.5803C.200D.240【答案】C7.(20XX年高考江西卷(理))如图,正方体的底面与正四面体的底面在同一平面α上,且AB CD,正方体的六个面所在的平面与直线CE,EF相交的平面个数分别记为,m n,那么m n+=()A.8 B.9 C.10 D.11【答案】A二、填空题8.(20XX年高考北京卷(理))如图,在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为BC的中点,点P在线段D1E上,点P到直线CC1的距离的最小值为__________.1D1BPD1CCEBA1A【答案】2559.(20XX 年普通高等学校招生全国统一招生考试江苏卷(数学)(已校对纯WORD 版含附加题))如图,在三棱柱ABC C B A -111中,F E D ,,分别是1AA AC AB ,,的中点,设三棱锥ADE F -的体积为1V ,三棱柱ABC C B A -111的体积为2V ,则=21:V V ____________.【答案】1:2410.(20XX 年普通高等学校招生统一考试辽宁数学(理)试题(WORD 版))某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是____________.【答案】1616π-11.(20XX 年普通高等学校招生统一考试福建数学(理)试题(纯WORD 版))已知某一多面体内接于球构成一个简单组合体,如果该组合体的正视图.测试图.俯视图均如图所示,且图中的四边形是边长为2的正方形,则该球的表面积是_______________【答案】12π12.(20XX 年上海市春季高考数学试卷(含答案))在如图所示的正方体1111ABCD A B C D -中,异面直线1A B 与1B C 所成角的大小为_______AB C1A D EF1B 1C【答案】3π三、解答题13.(20XX 年普通高等学校招生统一考试辽宁数学(理)试题(WORD 版))如图,AB是圆的直径,PA 垂直圆所在的平面,C 是圆上的点. (I)求证:PAC PBC ⊥平面平面;(II)2.AB AC PA C PB A ===--若,1,1,求证:二面角的余弦值D 1 C 1 B 1A 1D C AB14.(20XX 年上海市春季高考数学试卷(含答案))如图,在正三棱锥111ABC A B C -中,16AA =,异面直线1BC 与1AA 所成角的大小为6π,求该三棱柱的体积.【答案】[解]因为1CC 1AA .所以1BC C ∠为异面直线1BC 与1AA .所成的角,即1BC C ∠=6π. 在Rt 1BC C ∆中,113tan 6233BC CC BC C =⋅∠==从而2333ABC S BC ∆==因此该三棱柱的体积为1336183ABC V S AA ∆=⋅==15.(20XX 年普通高等学校招生全国统一招生考试江苏卷(数学)(已校对纯WORD 版含附加题))B 1 A 1C 1ACB如图,在三棱锥ABC S -中,平面⊥SAB 平面SBC ,BC AB ⊥,AB AS =,过A 作SB AF ⊥,垂足为F ,点G E ,分别是棱SC SA ,的中点.求证:(1)平面//EFG 平面ABC ; (2)SA BC ⊥.【答案】证明:(1)∵AB AS =,SB AF ⊥∴F 分别是SB 的中点 ∵E.F 分别是SA.SB 的中点 ∴EF ∥AB又∵EF ⊄平面ABC, AB ⊆平面ABC ∴EF ∥平面ABC 同理:FG ∥平面ABC又∵EF FG=F, EF.FG ⊆平面ABC ∴平面//EFG 平面ABC (2)∵平面⊥SAB 平面SBC 平面SAB 平面SBC =BC AF ⊆平面SAB AF ⊥SB∴AF ⊥平面SBC 又∵BC ⊆平面SBC ∴AF ⊥BC又∵BC AB ⊥, AB AF=A, AB.AF ⊆平面SAB ∴BC ⊥平面SAB 又∵SA ⊆平面SAB ∴BC ⊥SA16.(20XX 年高考上海卷(理))如图,在长方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AB=2,AD=1,A 1A=1,证明直线BC 1平行于平面DA 1C,并求直线BC 1到平面D 1AC 的距离.C 11A【答案】因为ABCD-A 1B 1C 1D 1为长方体,故1111//,AB C D AB C D =,故ABC 1D 1为平行四边形,故11//BC AD ,显然B 不在平面D 1AC 上,于是直线BC 1平行于平面DA 1C; 直线BC 1到平面D 1AC 的距离即为点B 到平面D 1AC 的距离设为h考虑三棱锥ABCD 1的体积,以ABC 为底面,可得111(12)1323V =⨯⨯⨯⨯=而1AD C ∆中,11AC DC AD ==故132AD C S ∆= AB CSGFE所以,13123233V h h =⨯⨯=⇒=,即直线BC 1到平面D 1AC 的距离为23.17.(20XX 年普通高等学校招生统一考试广东省数学(理)卷(纯WORD 版))如图1,在等腰直角三角形ABC中,90A ∠=︒,6BC =,,D E 分别是,AC AB 上的点,CD BE =O 为BC 的中点.将ADE ∆沿DE 折起,得到如图2所示的四棱锥A BCDE '-,其中A O '(Ⅰ) 证明:A O '⊥平面BCDE ; (Ⅱ) 求二面角A CD B '--的平面角的余弦值.【答案】(Ⅰ) 在图1中,易得3,OC AC AD ===连结,OD OE,在OCD ∆中,由余弦定理可得OD=由翻折不变性可知A D '=,所以222A O OD A D ''+=,所以A O OD '⊥,理可证A O OE '⊥, 又OD OE O =,所以A O '⊥平面BCDE . (Ⅱ) 传统法:过O 作OH CD ⊥交CD 的延长线于H ,连结A H ', 因为A O '⊥平面BCDE ,所以A H CD '⊥, 所以A HO '∠为二面角A CD B '--的平面角. 结合图1可知,H 为AC 中点,故2OH =,从而2A H '== 所以cos OH A HO A H '∠=='所以二面角ACD B '--向量法:以O 点为原点,建立空间直角坐标系O -.CO BDEA CDOBE'A图1图2C DO BE'AH则(A ',()0,3,0C -,()1,2,0D -所以(CA '=,(1,DA '=- 设(),,n x y z =为平面A CD '的法向量,则00n CA n DA ⎧'⋅=⎪⎨'⋅=⎪⎩,即3020y x y ⎧+=⎪⎨-++=⎪⎩,解得y x z =-⎧⎪⎨=⎪⎩,令1x =,得(1,1,n =- 由(Ⅰ)知,(OA '=为平面CDB 的一个法向量,所以3cos ,3n OA n OA n OA'⋅'===',即二面角A CD B '--的平面角的余弦值为5.18.(20XX年普通高等学校招生统一考试天津数学(理)试题(含答案))如图, 四棱柱ABCD-A1B1C1D1中, 侧棱A1A⊥底面ABCD, AB//DC, AB⊥AD, AD = CD = 1, AA1 = AB = 2, E为棱AA1的中点.(Ⅰ) 证明B1C1⊥CE;(Ⅱ) 求二面角B1-CE-C1的正弦值.(Ⅲ) 设点M在线段C1E上, 且直线AM与平面ADD1A1所成角的正弦值为2, 求线段AM的长.6【答案】19.(20XX年高考陕西卷(理))如图, 四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是正方形, O为底面中心, A1O⊥平面ABCD,12AB AA==(Ⅰ) 证明: A1C⊥平面BB1D1D;(Ⅱ) 求平面OCB1与平面BB1D1D的夹角θ的大小.1A【答案】解:(Ⅰ) BDOAABCDBDABCDOA⊥∴⊂⊥11,,面且面;又因为,在正方形AB CD 中,BDCAACACAACABDAACOABDAC⊥⊂⊥=⋂⊥11111,,故面且面所以;且.在正方形AB CD中,AO = 1 . .111=∆OAOAART中,在OECAOCEAEDB1111111⊥为正方形,所以,则四边形的中点为设.,所以由以上三点得且,面面又OOBDDDBBODDBBBD=⋂⊂⊂111111E.E,DDBBCA111面⊥.(证毕)(Ⅱ) 建立直角坐标系统,使用向量解题.以O为原点,以OC为X轴正方向,以OB为Y轴正方向.则)1,0,1()1,1,1(),10(),1(,0,1,0111-=⇒CABACB,,,,)(.由(Ⅰ)知, 平面BB1D1D的一个法向量.0,0,1),1,1,1(),1,0,1(111)(==-==OCOBCAn设平面OCB1的法向量为,则0,0,2122=⋅=⋅OCnOBnn).1-,1,0(法向量2=n为解得其中一个21221||||||,cos|cos212111=⋅=⋅=><=nnnnnnθ.所以,平面OCB1与平面BB1D1D的夹角θ为3π1A。
高中数学立体几何小题100题(含答案与解析)

立体几何小题100例一、选择题1.如图,已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为4,点E ,F 分别是线段AB ,11C D 上的动点,点P 是上底面1111A B C D 内一动点,且满足点P 到点F 的距离等于点P 到平面11ABB A 的距离,则当点P 运动时,PE 的最小值是( )A .5B .4C .42.5【答案】D 【解析】试题分析:因为点P 是上底面1111A B C D 内一动点,且点P 到点F 的距离等于点P 到平面11ABB A 的距离,所以,点P 在连接1111,A D B C 中点的连线上.为使当点P 运动时,PE 最小,须PE 所在平面平行于平面11AA D D ,2244()52PE =+=选D考点:1.平行关系;2.垂直关系;3.几何体的特征.2.如图在一个二面角的棱上有两个点A ,B ,线段,AC BD 分别在这个二面角的两个面内,并且都垂直于棱AB ,=46,AB cm AC cm =, 8,217BD cm CD cm ==,则这个二面角的度数为( )A .30︒B .60︒C .90︒D .120︒ 【答案】B 【解析】试题分析:设所求二面角的大小为θ,则,BD AC θ<>=,因为CD DB BA AC =++,所以22222()222CD DB BA AC DB BA AC DB BA DB AC BA AC =++=+++⋅+⋅+⋅CA DB而依题意可知,BD AB AC AB ⊥⊥,所以20,20DB BA BA AC ⋅=⋅=所以2222||||||||2CD DB BA AC BD AC =++-⋅即222417468286cos θ⨯=++-⨯⨯所以1cos 2θ=,而[0,]θπ∈,所以60θ=︒,故选B. 考点:1.二面角的平面角;2.空间向量在解决空间角中的应用.3.已知某个几何体的三视图如图所示,根据图中标出的尺寸(单位:cm )可得这 个几何体的体积是( )112222侧视图俯视图主视图A .343cmB .383cmC .33cmD .34cm【答案】B . 【解析】试题分析:分析题意可知,该几何体为一四棱锥,∴体积382231312=⨯⨯==Sh V . 考点:空间几何体的体积计算.4.如图,P 是正方体1111ABCD A B C D -对角线1AC 上一动点,设AP 的长度为x ,若PBD ∆的面积为(x)f ,则(x)f 的图象大致是( )【答案】A 【解析】试题分析:设AC 与BD 交于点O ,连接OP .易证得BD ⊥面11ACC A ,从而可得BD OP ⊥.设正方体边长为1,在1Rt ACC ∆中126cos 33C AC ∠==.在AOP ∆中 22OA =,设(),03AP x x =≤≤,由余弦定理可得2222226231222362OP x x x x ⎛⎫=+-⋅⨯=-+ ⎪ ⎪⎝⎭,所以223162OP x x =-+.所以()22231262f x x x =-+.故选A. 考点:1线面垂直,线线垂直;2函数图象.5.如图所示,正方体ABCD A B C D ''''-的棱长为1, ,E F 分别是棱AA ',CC '的中点,过直线,E F 的平面分别与棱BB '、DD '交于,M N ,设 BM x =,[0,1]x ∈,给出以下四个命题:(1)平面MENF ⊥平面BDD B '';(2)当且仅当x=12时,四边形MENF 的面积最小;(3)四边形MENF 周长()L f x =,[0,1]x ∈是单调函数; (4)四棱锥C MENF '-的体积()V h x =为常函数; 以上命题中假命题...的序号为( ) A .(1)(4) B .(2) C .(3) D .(3)(4) 【答案】C 【解析】试题分析:(1)由于AC EF //,B B AC BD AC '⊥⊥,,则D D B B ''⊥平面AC ,则D D B B EF ''⊥平面,又因为EMFN EF 平面⊂,则平面MENF ⊥平面BDD B '';(2)由于四边形MENF 为菱形,MN EF S MENF ⋅=21,2=EF ,要使四边形MENF 的面积最小,只需MN 最小,则当且仅当21=x 时,四边形MENF 的面积最小;(3)因为1)21(2+-=x MF ,1)21(4)(2+-=x x f ,)(x f 在]1,0[上不是单调函数;(4)NE C F EC M F MENF C V V V '-'--'+=,ME C S '∆=41121=⋅'E C ,F 到平面ME C '的距离为1,1214131=⋅='-ME C F V ,又41121=⋅'⋅='∆E C S NE C ,1214131=⋅='-NE C F V ,61)(=x h 为常函数.故选(3)考点:1.面面垂直的判定定理;2.建立函数模型.6.已知三棱柱111ABC A B C -的侧棱与底面边长都相等,1A 在底面ABC 上的射影为BC 的中点,则异面直线AB 与1CC 所成的角的余弦值为( )(A)4 (B )4 (C )4 (D )34【答案】D. 【解析】试题分析:连接B A 1;11//CC AA ,AB A 1∠∴是异面直线AB 与1CC 所成的角或其补角;在1ADA Rt ∆中,设11=AA ,则21,231==D A AD ;在1BDA Rt ∆中,2121=B A ;在1ABA ∆中,431122111cos 1=⨯⨯-+=∠AB A ;即面直线AB 与1CC 所成的角的余弦值为34. 考点:异面直线所成的角.7.一个几何体的三视图如图所示,其中正视图和侧视图是腰长为1的两个全等的等腰直角三角形,则该几何体的外接球的表面积为A .π312B .π12C .π34D .π3 【答案】D 【解析】试题分析:由三视图可知,该几何体为四棱锥,侧棱垂直底面,底面是正方形,将此四棱锥还原为正方体,则正方体的体对角线即外接球的直径,32=r ,23=∴r ,因此ππ342==r S 表面积,故答案为D. 考点:由三视图求外接球的表面积.8.如图,棱长为1的正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,P 为线段A 1B 上的动点,则下列结论错误的是( )A .11DC D P ⊥B .平面11D A P ⊥平面1A APC .1APD ∠的最大值为90 D .1AP PD +22+ 【答案】C 【解析】试题分析:111DC D A ⊥ ,11DC B A ⊥,1111A B A D A = ,⊥∴1DC 平面11BCD A ,⊂P D 1平面11BCD A 因此P D DC 11⊥,A 正确;由于⊥11A D 平面11ABB A ,⊂11A D 平面P A D 11,故平面⊥P A D 11平面AP A 1 故B 正确,当2201<<P A 时,1APD ∠为钝角,C 错;将面B AA 1与面11BCD A 沿B A 1展成平面图形,正视图 侧视图俯视图线段1AD 即为1PD AP +的最小值,利用余弦定理解221+=AD ,故D 正确,故答案为C .考点:棱柱的结构特征. 9.下列命题中,错误的是( )A .一条直线与两个平行平面中的一个相交,则必与另一个平面相交B .平行于同一平面的两条直线不一定平行C .如果平面α不垂直于平面β,那么平面α内一定不存在直线垂直于平面βD .若直线l 不平行于平面α,则在平面α内不存在与l 平行的直线 【答案】B 【解析】试题分析: 由直线与平面的位置关系右知A 正确;平行于同一个平面的两条直线可以相交、平行或异面,故B 错,所以选B.考点:直线、平面平行与垂直的判定与性质.10.已知如图所示的正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1,点P 、Q 分别在棱BB 1、DD 1上,且=,过点A 、P 、Q作截面截去该正方体的含点A 1的部分,则下列图形中不可能是截去后剩下几何体的主视图的是( )【答案】A【解析】试题分析:当P 、B 1重合时,主视图为选项B ;当P 到B 点的距离比B 1近时,主视图为选项C ;当P 到B 点的距离比B 1远时,主视图为选项D ,因此答案为A. 考点:组合体的三视图11.一个几何体的三视图及尺寸如图所示,则该几何体的外接球半径为 ( )A. B. C. D.【答案】C 【解析】试题分析:由三视图可知:该几何体是一个如图所示的三棱锥P-ABC ,它是一个正四棱锥P-ABCD 的一半,其中底面是一个两直角边都为6的直角三角形,高PE=4. 设其外接球的球心为O ,O 点必在高线PE 上,外接球半径为R , 则在直角三角形BOE 中,BO 2=OE 2+BE 2=(PE-EO )2+BE 2, 即R 2=(4-R )2+(32)2,解得:R=174,故选C.考点:三视图,球与多面体的切接问题,空间想象能力12.如右图,在长方体1111ABCD A B C D -中,AB =11,AD =7,1AA =12,一质点从顶点A 射向点()4312E ,,,遇长方体的面反射(反射服从光的反射原理),将1i -次到第i 次反射点之间的线段记为()2,3,4i L i =,1L AE =,将线段1234,,,L L L L 竖直放置在同一水平线上,则大致的图形是( )【答案】C 【解析】 试题分析:因为37411>,所以1A E 延长交11D C 于F ,过F 作FM 垂直DC 于.M 在矩形1AA FM 中分析反射情况:由于35105AM =>,第二次反射点为1E 在线段AM 上,此时153E M =,第三次反射点为2E 在线段FM 上,此时24E M =,第四次反射点为3E 在线段1AF 上,由图可知,选C.考点:空间想象能力13.一块石材表示的几何体的三视图如图所示,将该石材切削、打磨、加工成球,则能得到的最大球的半径等于( )A.1B.2C.3D.4【答案】B【解析】试题分析:由图可得该几何体为三棱柱,因为正视图,侧视图,俯视图的内切圆半径最小的是正视图(直角三角形)所对应的内切圆,所以最大球的半径为正视图直角三角形内切圆的半径r , 则2286862r r r -+-+⇒=,故选B. 考点:三视图 内切圆 球 三棱柱14.已知二面角l αβ--为60︒,AB α⊂,AB l ⊥,A 为垂足,CD β⊂,C l ∈,135ACD ∠=︒,则异面直线AB 与CD 所成角的余弦值为 A .14 B .24 C .34 D .12【答案】B. 【解析】试题分析:如图作BE β⊥于E ,连结AE ,过A 作AG ∥CD ,作EG AG ⊥于G ,连结BG ,则.BG AG ⊥设2AB a =.在ABE ∆中,60,90,2,.BAE AEB AB a AE a ∠=︒∠=︒=∴=在Rt AEG ∆中,29045,90,cos 45.2GAE CAG AGE AG a a ∠=︒-∠=︒∠=︒∴=︒=在Rt ABG∆中,222cos 24AG BAG AB a ∠===∴异面直线AB 与CD 所成角的余弦值为24,故选B .βαElBDACG考点:1.三垂线定理及其逆定理;2. 空间角(异面直线所成角)的计算.15.在空间直角坐标系Oxyz 中,已知(2,0,0)(2,2,0),(0,2,0),(1,1,2)A B C D .若123,,S S S 分别是三棱锥D ABC -在,,xOy yOz zOx 坐标平面上的正投影图形的面积,则( )A .123S S S ==B .21S S =且23S S ≠C .31S S =且32S S ≠D .32S S =且31S S ≠ 【答案】D 【解析】试题分析:三棱锥ABC D -在平面xoy 上的投影为ABC ∆,所以21=S ,设D 在平面yoz 、zox 平面上的投影分别为2D 、1D ,则ABC D -在平面yoz 、zox 上的投影分别为2OCD ∆、1OAD ∆,因为)2,1,0(1D ,)2,0,1(2D ,所以212=-S S ,故选D.考点:三棱锥的性质,空间中的投影,难度中等.16.正方形ABCD 的边长为2,点E 、F 分别在边AB 、BC 上,且1AE =,12BF =,将此正 方形沿DE 、DF 折起,使点A 、C 重合于点P ,则三棱锥P DEF -的体积是( ) A .13B 523 D .23【答案】B【解析】试题分析:解:因为90,DPE DPF ∠=∠=所以,DP PE DP PF ⊥⊥又因为PE ⊂平面PEF ,PF ⊂平面PEF ,且PE PF P =,所以DP ⊥平面PEF在PEF ∆中,22223151,,1222PE PF EF EB BF ⎛⎫===+=+= ⎪⎝⎭所以222351222cos 33212EPF ⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∠==⨯⨯,225sin 133EPF ⎛⎫∠=-= ⎪⎝⎭ 所以11355sin 122234PEF S PE PF EPF ∆=⋅⋅∠=⨯⨯⨯= 115523346PEF P DEF D PEF V V DP S ∆--==⋅⋅=⨯⨯=三棱锥三棱锥 所以应选B.考点:1、直线与平面垂直的判定;2、正弦定理与余弦定理;3、棱锥的体积.17.高为的四棱锥S ﹣ABCD 的底面是边长为1的正方形,点S ,A ,B ,C ,D 均在半径为1的同一球面上,则底面ABCD 的中心与顶点S 之间的距离为( )A. B. C. D.【答案】A【解析】试题分析:由题意可知ABCD 是小圆,对角线长为,四棱锥的高为,推出高就是四棱锥的一条侧棱,最长的侧棱就是球的直径,然后利用勾股定理求出底面ABCD 的中心与顶点S 之间的距离.解:由题意可知ABCD 是小圆,对角线长为,四棱锥的高为,点S ,A ,B ,C ,D 均在半径为1的同一球面上,球的直径为2,所以四棱锥的一条侧棱垂直底面的一个顶点,最长的侧棱就是直径,所以底面ABCD 的中心与顶点S 之间的距离为:=故选A点评:本题是基础题,考查球的内接多面体的知识,能够正确推出四棱锥的一条侧棱垂直底面的一个顶点,最长的侧棱就是直径是本题的关键,考查逻辑推理能力,计算能力.18.二面角l αβ--为60°,A 、B 是棱l 上的两点,AC 、BD 分别在半平面,αβ内,AC l ⊥,BD l ⊥,且AB =AC =a ,BD =2a ,则CD 的长为( )A .2aB .5aC .aD .3a【答案】A【解析】试题分析:根据异面直线上两点间的距离公式2222cos EF d m n mn θ=++± ,对于本题中,d a =,m a =,2n =,60θ=,故()222222cos 602CD a a a a a a =++-⋅⋅⋅=.考点:异面直线上两点间距离,空间想象能力.19.长方体的表面积是24,所有棱长的和是24,则对角线的长是( ).A.14 B .4 C .32 D .23【答案】B【解析】试题分析:设出长方体的长、宽、高,表示出长方体的全面积,十二条棱长度之和,然后可得对角线的长度.考点:长方体的结构特征,面积和棱长的关系.20.已知棱长为l 的正方体1111ABCD A B C D -中,E ,F ,M 分别是AB 、AD 、1AA 的中点,又P 、Q 分别在线段11A B 11、A D 上,且11A P=A Q=x,0<x<1,设面MEF 面MPQ=l ,则下列结论中不成立的是( )A .//l 面ABCDB .l ⊥ACC .面MEF 与面MPQ 不垂直D .当x 变化时,l 不是定直线【答案】D【解析】试题分析:解:连结1111,,,AC BD AC B D ,,AC BD 交于点O 1111,AC B D 交于点1O由正方体的性质知,11111111////,,BD B D AC AC AC BD AC B D ⊥⊥,因为,E F 是,AD AB 的中点,所以//EF BD因为11A P A Q =,所以11//PQ B D所以//PQ EF ,所以//PQ 平面MEF ,//EF 平面MPQ , 由MEF 面MPQ=l ,EF ⊂ 平面MEF ,所以//EF l ,而EF ⊂平面ABCD ,l ⊂/平面ABCD , 所以,//l 面ABCD ,所以选项A 正确;由AC BD ⊥,//EF BD 得EF AC ⊥而//EF l ,所以l ⊥AC ,所以选项B 正确;连111,,MB MD O M ,则11//,O M AC 而1111,//,//AC A B AC BD BD EF A B MF ⊥⊥,所以,11,O M EF O M MF ⊥⊥,所以1O M ⊥平面MEF ,过直线l 与平面MEF 垂直的平面只能有一个,所以面MEF 与面MPQ 不垂直,所以选项C 是正确的;因为//EF l ,M 是定点,过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,所以直线l 是唯一的,故选项D 不正确.考点:1、直线平面的位置关系;2、直线与直线,直线与平面,平面与平面的平行与垂直的判定及性质.21.如图,等边三角形ABC 的中线AF 与中位线DE 相交于G ,已知ED A '∆是△ADE 绕DE 旋转过程中的一个图形,下列命题中,错误的是( )A .动点A '在平面ABC 上的射影在线段AF 上B .恒有平面GF A '⊥平面BCDEC .三棱锥EFD A -'的体积有最大值D .异面直线E A '与BD 不可能垂直【答案】D【解析】试题分析:由于',A G DE FG DE ⊥⊥.所以DE ⊥平面'A FG .经过点'A 作平面ABC 的垂线垂足在AF上.所以A 选项正确.由A 可知B 选项正确.当平面'A DE 垂直于平面BCDE 时,三棱锥EFD A -'的体积最大,所以C 正确.因为BD EF ,设2AC a =.所以'EF A E a ==,当'2A F a =时,32'(')2a A G GF A G GF a <+==.所以异面直线E A '与BD 可能垂直.所以D 选项不正确.考点:1.线面位置关系.2.面面的位置关系.3.体积公式.4.异面直线所成的角.5.空间想象力.22.已知棱长为l 的正方体1111ABCD A B C D -中,E ,F ,M 分别是AB 、AD 、1AA 的中点,又P 、Q 分别在线段11A B 11、A D 上,且11A P=A Q=x,0<x<1,设面MEF 面MPQ=l ,则下列结论中不成立的是( )A .//l 面ABCDB .l ⊥ACC .面MEF 与面MPQ 不垂直D .当x 变化时,l 不是定直线【答案】D【解析】试题分析:解:连结1111,,,AC BD AC B D ,,AC BD 交于点O 1111,AC B D 交于点1O由正方体的性质知,11111111////,,BD B D AC AC AC BD AC B D ⊥⊥,因为,E F 是,AD AB 的中点,所以//EF BD因为11A P A Q =,所以11//PQ B D所以//PQ EF ,所以//PQ 平面MEF ,//EF 平面MPQ ,由MEF 面MPQ=l ,EF ⊂ 平面MEF ,所以//EF l ,而EF ⊂平面ABCD ,l ⊂/平面ABCD , 所以,//l 面ABCD ,所以选项A 正确;由AC BD ⊥,//EF BD 得EF AC ⊥而//EF l ,所以l ⊥AC ,所以选项B 正确;连111,,MB MD O M ,则11//,O M AC 而1111,//,//AC A B AC BD BD EF A B MF ⊥⊥,所以,11,O M EF O M MF ⊥⊥,所以1O M ⊥平面MEF ,过直线l 与平面MEF 垂直的平面只能有一个,所以面MEF与面MPQ不垂直,所以选项C是正确的;EF l,M是定点,过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,所以直线l是唯一的,故选因为//项D不正确.考点:1、直线平面的位置关系;2、直线与直线,直线与平面,平面与平面的平行与垂直的判定及性质.23.把四个半径都是1的球中的三个放在桌面上,使它两两外切,然后在它们上面放上第四个球,使它与前三个都相切,求第四个球的最高点与桌面的距离()A.B.C.D.3【答案】A【解析】由题意,四球心组成棱长为2的正四面体的四个顶点,则正四面体的高.而第四个球的最高点到第四个球的球心距离为求的半径1,且三个球心到桌面的距离都为1,故第四个球的最高点与桌面的距离为,选A.24.如图所示,四边形ABCD为正方形,QA⊥平面ABCD,PD∥QA,QA=AB=PD.则棱锥Q-ABCD的体积与棱锥P-DCQ的体积的比值是()A. 2:1B. 1:1C. 1:2D. 1:3【答案】C。
高中数学立体几何多选题100含解析

高中数学立体几何多选题100含解析一、立体几何多选题1.如图,正方体1111ABCD A B C D -中的正四面体11A BDC -的棱长为2,则下列说法正确的是( )A .异面直线1AB 与1AD 所成的角是3πB .1BD ⊥平面11AC DC .平面1ACB 截正四面体11A BDC -所得截面面积为3D .正四面体11A BDC -的高等于正方体1111ABCD A B C D -体对角线长的23【答案】ABD 【分析】选项A ,利用正方体的结构特征找到异面直线所成的角;选项B ,根据正方体和正四面体的结构特征以及线面垂直的判定定理容易得证;选项C ,由图得平面1ACB 截正四面体11A BDC -所得截面面积为1ACB 面积的四分之一;选项D ,分别求出正方体的体对角线长和正四面体11A BDC -的高,然后判断数量关系即可得解. 【详解】A :正方体1111ABCD ABCD -中,易知11//AD BC ,异面直线1A B 与1AD 所成的角即直线1A B 与1BC 所成的角,即11A BC ∠,11A BC 为等边三角形,113A BC π∠=,正确;B :连接11B D ,1B B ⊥平面1111DC B A ,11A C ⊂平面1111D C B A ,即111AC B B ⊥,又1111AC B D ⊥,1111B B B D B ⋂=,有11A C ⊥平面11BDD B ,1BD ⊂平面11BDD B ,所以111BD AC ⊥,同理可证:11BD A D ⊥,1111AC A D A ⋂=,所以1BD ⊥平面11AC D ,正确;C :易知平面1ACB 截正四面体11A BDC -所得截面面积为134ACB S=,错误;D :易得正方体1111ABCD A B C D -()()()2222226++=2的正四面体11A BDC -的高为22222262213⎛⎫--⨯= ⎪⎝⎭,故正四面体11A BDC -的高等于正方体1111ABCD A B C D -体对角线长的23,正确. 故选:ABD. 【点睛】关键点点睛:利用正方体的性质,找异面直线所成角的平面角求其大小,根据线面垂直的判定证明1BD ⊥平面11AC D ,由正四面体的性质,结合几何图形确定截面的面积,并求高,即可判断C 、D 的正误.2.已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2,点E ,F 在平面1111D C B A 内,若||5AE =,AC DF ⊥,则( )A .点E 的轨迹是一个圆B .点F 的轨迹是一个圆C .EF 21-D .AE 与平面1A BD 21530+【答案】ACD 【分析】对于A 、B 、C 、D 四个选项,需要对各个选项一一验证. 选项A :由2211||5AE AA A E =+=1||1A E =,分析得E 的轨迹为圆;选项B :由AC DBF ⊥,而点F 在11B D 上,即F 的轨迹为线段11B D ,; 选项C :由E 的轨迹为圆,F 的轨迹为线段11B D ,可分析得min ||EF d r =-; 选项D :建立空间直角坐标系,用向量法求最值. 【详解】 对于A:2211||5AE AA A E =+=221|25A E +=1||1A E =,即点E 为在面1111D C B A 内,以1A 为圆心、半径为1 的圆上;故A 正确;对于B: 正方体1111ABCD A B C D -中,AC ⊥BD ,又AC DF ⊥,且BD ∩DF=D ,所以AC DBF ⊥,所以点F 在11B D 上,即F 的轨迹为线段11B D ,故B 错误;对于C:在平面1111D C B A 内,1A 到直线11B D 的距离为2,d=当点E ,F 落在11A C 上时,min ||21EF =-;故C 正确; 对于D:建立如图示的坐标系,则()()()()10,0,0,2,0,0,0,0,2,0,2,0A B A D因为点E 为在面1111D C B A 内,以1A 为圆心、半径为1 的圆上,可设()cos ,sin ,2E θθ 所以()()()1cos ,sin ,2,2,0,2,2,2,0,AE A B BD θθ==-=-设平面1A BD 的法向量(),,n x y z =,则有1·220·220n BD x y n A B x z ⎧=-+=⎪⎨=-=⎪⎩ 不妨令x =1,则()1,1,1n =, 设AE 与平面1A BD 所成角为α,则:2|||sin|cos,|||||n AEn AEn AEπθα⎛⎫++⎪====⨯当且仅当4πθ=时,sinα15=,故D正确故选:CD【点睛】多项选择题是2020年高考新题型,需要要对选项一一验证.3.在正三棱柱111ABC A B C-中,AC=11CC=,点D为BC中点,则以下结论正确的是()A .111122A D AB AC AA=+-B.三棱锥11D AB C-的体积为6C.1AB BC⊥且1//AB平面11AC DD.ABC内到直线AC、1BB的距离相等的点的轨迹为抛物线的一部分【答案】ABD【分析】A .根据空间向量的加减运算进行计算并判断;B.根据1111D AB C A DB CV V--=,然后计算出对应三棱锥的高AD和底面积11DB CS,由此求解出三棱锥的体积;C.先假设1AB BC⊥,然后推出矛盾;取AB中点E,根据四点共面判断1AB//平面11AC D是否成立;D.将问题转化为“ABC内到直线AC和点B的距离相等的点”的轨迹,然后利用抛物线的定义进行判断.【详解】A.()11111111222A D A A AD AD AA AB AC AA AB AC AA=+=-=+-=+-,故正确;B.1111D AB C ADB CV V--=,因为D为BC中点且AB AC=,所以AD BC⊥,又因为1BB⊥平面ABC,所以1BBAD⊥且1BB BC B=,所以AD⊥平面11DB C,又因为AD===11111122DB CS BB B C=⨯⨯=,所以1111111133226D AB C A DB C DB CV V AD S--==⨯⨯=⋅=,故正确;C .假设1AB BC ⊥成立,又因为1BB ⊥平面ABC ,所以1BB BC ⊥且111BB AB B =,所以BC ⊥平面1ABB ,所以BC AB ⊥,显然与几何体为正三棱柱矛盾,所以1AB BC ⊥不成立;取AB 中点E ,连接11,,ED EA AB ,如下图所示:因为,D E 为,BC AB 中点,所以//DE AC ,且11//AC A C ,所以11//DE AC ,所以11,,,D E A C 四点共面,又因为1A E 与1AB 相交,所以1AB //平面11AC D 显然不成立,故错误;D .“ABC 内到直线AC 、1BB 的距离相等的点”即为“ABC 内到直线AC 和点B 的距离相等的点”,根据抛物线的定义可知满足要求的点的轨迹为抛物线的一部分,故正确; 故选:ABD. 【点睛】方法点睛:求解空间中三棱锥的体积的常用方法:(1)公式法:直接得到三棱锥的高和底面积,然后用公式进行计算;(2)等体积法:待求三棱锥的高和底面积不易求出,采用替换顶点位置的方法,使其求解高和底面积更容易,由此求解出三棱锥的体积.4.已知图1中,A 、B 、C 、D 是正方形EFGH 各边的中点,分别沿着AB 、BC 、CD 、DA 把ABF 、BCG 、CDH △、DAE △向上折起,使得每个三角形所在的平面都与平面ABCD 垂直,再顺次连接EFGH ,得到一个如图2所示的多面体,则( )A .AEF 是正三角形B .平面AEF ⊥平面CGHC .直线CG 与平面AEF 2D .当2AB =时,多面体ABCD EFGH -的体积为83【答案】AC 【分析】取CD 、AB 的中点O 、M ,连接OH 、OM ,证明出OH ⊥平面ABCD ,然后以点O 为坐标原点,OM 、OC 、OH 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,求出EF ,可判断A 选项的正误,利用空间向量法可判断BC 选项的正误,利用几何体的体积公式可判断D 选项的正误. 【详解】取CD 、AB 的中点O 、M ,连接OH 、OM , 在图1中,A 、B 、C 、D 是正方形EFGH 各边的中点,则1122CH GH EH DH ===,O 为CD 的中点,OH CD ∴⊥,平面CDH ⊥平面ABCD ,平面CDH 平面ABCD CD =,OH ⊂平面CDH ,OH ∴⊥平面ABCD ,在图1中,设正方形EFGH 的边长为()220a a >,可得四边形ABCD 的边长为2a , 在图1中,ADE 和ABF 均为等腰直角三角形,可得45BAF DAE ∠=∠=, 90BAD ∴∠=,∴四边形ABCD 是边长为2a 的正方形,O 、M 分别为CD 、AB 的中点,则//OC BM 且OC BM =,且90OCB ∠=,所以,四边形OCBM 为矩形,所以,OM CD ⊥,以点O 为坐标原点,OM 、OC 、OH 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,则()2,,0A a a -、()2,,0B a a 、()0,,0C a 、()0,,0D a -、(),,E a a a -、()2,0,F a a 、(),,G a a a 、()0,0,H a .对于A 选项,由空间中两点间的距离公式可得2AE AF EF a ===,所以,AEF 是正三角形,A 选项正确;对于B 选项,设平面AEF 的法向量为()111,,m x y z =,(),0,AE a a =-,()0,,AF a a =,由111100m AE ax az m AF ay az ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=+=⎪⎩,取11z =,则11x =,11y =-,则()1,1,1m =-, 设平面CGH 的法向量为()222,,n x y z =,(),0,CG a a =,()0,,CH a a =-,由222200n CG ax az n CH ay az ⎧⋅=+=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩,取21z =-,可得21x =,21y =-,则()1,1,1n =--, ()22111110m n ⋅=+--⨯=≠,所以,平面AEF 与平面CGH 不垂直,B 选项错误;对于C 选项,6cos ,23CG m CG m a CG m⋅<>===⨯⋅, 设直线CG 与平面AEF 所成角为θ,则sin 63θ=,23cos 1sin θθ=-=,所以,sin tan 2cos θθθ==,C 选项正确; 对于D 选项,以ABCD 为底面,以OH 为高将几何体ABCD EFGH -补成长方体1111ABCD A B C D -,则E 、F 、G 、H 分别为11A D 、11A B 、11B C 、11C D 的中点,因为2AB =,即1a =,则1OH =,长方体1111ABCD A B C D -的体积为2214V =⨯=,11211111113326A A EF A EF V S AA -=⋅=⨯⨯⨯=△,因此,多面体ABCD EFGH -的体积为111044463ABCD EFGH A A EF V V V --=-=-⨯=, D 选项错误. 故选:AC. 【点睛】方法点睛:计算线面角,一般有如下几种方法:(1)利用面面垂直的性质定理,得到线面垂直,进而确定线面角的垂足,明确斜线在平面内的射影,即可确定线面角;(2)在构成线面角的直角三角形中,可利用等体积法求解垂线段的长度h ,从而不必作出线面角,则线面角θ满足sin hlθ=(l 为斜线段长),进而可求得线面角; (3)建立空间直角坐标系,利用向量法求解,设a 为直线l 的方向向量,n 为平面的法向量,则线面角θ的正弦值为sin cos ,a n θ=<>.5.在正方体1111ABCD A B C D -中,M 、N 分别是棱AB 、1CC 的中点,1MB P 的顶点P 在棱1CC 与棱11C D 上运动,有以下四个命题正确命题的序号是( )A .平面1MB P 1ND ⊥ B .平面1MB P ⊥平面11ND AC .1MB P 在底面ABCD 上的射影图形的面积为定值 D .1MB P 在侧面11D C CD 上射影图形是三角形 【答案】BC 【分析】取N 与P 重合,结合勾股定理可判断A 选项的正误;利用面面垂直的判定定理可判断B 选项的正误;分点P 在棱1CC 、11C D 上运动两种情况讨论,利用三角形的面积公式可判断C 选项的正误;取点P 与点1C 重合,判断1MB P 在侧面11D C CD 上射影图形形状,可判断D 选项的正误. 【详解】对于A 选项,设正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2,如下图所示:当点P 与点N 重合时, 若1ND ⊥平面1MB P ,1B N ⊂平面1MB P ,则11ND B N ⊥,由勾股定理可得2211115D N C N C D =+=,同理可得15B N =,1122B D =,2221111B N D N B D ∴+≠,则1ND 与1B N 不垂直,假设不成立,A 选项错误;对于B 选项,取1BB 的中点E ,连接1A E 、EN ,在正方体1111ABCD A B C D -中,11//BB CC ,且E 、N 分别为1BB 、1CC 的中点, 则11//B E C N 且11B E C N =,所以,四边形11B ENC 为平行四边形,则11//EN B C 且11EN B C =,1111//A D B C 且1111A D B C =,所以,11//A D EN 且11A D EN =,所以,四边形11A END 为平行四边形,所以,11//A E D N ,111A B BB =,1B E BM =,11190A B E B BM ∠=∠=,所以,111Rt A B E Rt B BM ≅△△,所以,111B A E BB M ∠=∠,所以,111111190A EB BB M A EB B A E ∠+∠=∠+∠=,190B FE ∴∠=,所以,11B M A E ⊥,11A D ⊥平面11AA B B ,1B M ⊂平面11AA B B ,111B M A D ∴⊥, 1111A D A E A =,11A D 、1A E ⊂平面11ND A ,1MB ∴⊥平面11ND A ,1MB ⊂平面1MB P ,所以,平面1MB P ⊥平面11ND A ,B 选项正确;对于C 选项,设正方体1111ABCD A B C D -的棱长为a .若点P 在棱1CC 上运动时,1MB P 在底面ABCD 上的射影为MBC △, 此时,射影图形的面积为21224MBCa a S a =⋅=△; 若点P 在棱11C D 上运动时,设点P 在底面ABCD 上的射影点为G ,则G CD ∈, 且点G 到AB 的距离为a ,1MB 在底面ABCD 内的射影为MB ,则1MB P 在底面ABCD 内的射影为MBG △,且21224MBGa a S a =⋅⋅=△.综上所述,1MB P 在底面ABCD 内的射影图形的面积为定值,C 选项正确; 对于D 选项,当点P 与1C 重合时,P 、1B 两点在平面11D C CD 上的射影重合, 此时,1MB P 在侧面11D C CD 上的射影不构成三角形,D 选项错误. 故选:BC. 【点睛】方法点睛:证明面面垂直常用的方法: (1)面面垂直的定义; (2)面面垂直的判定定理.在证明面面垂直时,一般假设面面垂直成立,然后利用面面垂直转化为线面垂直,即为所证的线面垂直,组织论据证明即可.6.如图,已知四棱锥P ABCD -所有棱长均为4,点M 是侧棱PC 上的一个动点(不与点,P C 重合),若过点M 且垂直于PC 的截面将该四棱锥分成两部分,则下列结论正确的是( )A .截面的形状可能为三角形、四边形、五边形B .截面和底面ABCD 所成的锐二面角为4π C .当1PM =时,截面的面积为52D .当2PM =时,记被截面分成的两个几何体的体积分别为()1212,>V V V V ,则123=V V 【答案】BCD 【分析】点M 是侧棱PC 上的一个动点,根据其不同位置,对选项逐一进行判断即可. 【详解】A 选项中,如图,连接BD ,当M 是PC 中点时,2MC =,由题意知三角形PDC 与三角形PBC 都是边长为4的正三角形,所以DM PC ⊥,BM BC ⊥,又DM ,BM 在面MBD 内,且相交,所以PC ⊥平面PBD ,三角形MBD 即为过点M 且垂直于PC 的截面,此时是三角形,点M 向下移动时,2MC <,如图,仍是三角形;若点M 由中点位置向上移动,2MC >,在平面PDC 内作EM PC ⊥,交PD 于E ,在平面PBC 内作FM PC ⊥交PB 于F ,平面MEF 交平面PAD 于EG ,交PAB 于FH ,即交平面ABCD 于GH ,则五边形MEGHF 即为过点M 且垂直于PC 的截面,此时是五边形; 故截面的形状可能为三角形、五边形,A 错误;B 选项中,因为截面总与PC 垂直,所以不同位置的截面均平行,截面与平面ABCD 所成的锐角为定值,不妨取M 是中点,连接AC ,BD ,MB ,MD ,设AC ,BD 交点是N ,连接PN ,由题意知,四边形ABCD 是边长为4的菱形,BD AC ⊥,因为MB =MD ,所以MN BD ⊥,故MNC ∠是截面与平面ABCD 所成的锐角,过点M 作MQ AC ⊥,垂足Q.在三角形PAC中,MN =2,2,故在直角三角形MNQ 中,2cos 2NQ MNC MN ∠==,故4MNC π∠=,故B 正确;C 选项中,当PM =1时,M 是PC 中点,如图,五边形MEGHF 即为过点M 且垂直于PC 的截面,依题意,直角三角形PME 中,2cos PMPE EPM==∠,故E 为PD 的中点,同理,F是PB 的中点,则EF 是三角形PBD 的中位线,1222EF BD ==G ,H 分别在,AD AB 的中点上,证明如下,当G ,H ,也是中点时,1//,2GH BD GH BD =,有//,22GH EF GH EF ==EFHG 是平行四边形.依题意,三角形PAC 中4,42PA PC AC ===,故PA PC ⊥,故PC GE ⊥,易见,正四棱锥中BD ⊥平面PAC ,故BD PC ⊥,GH PC ∴⊥,因为 ,GE GH 均在平面EFHG 内,且相交,所以PC ⊥平面EFHG ,故此时平面EFHG 和平面MEF 即同一平面.又BD ⊥平面PAC ,有GH ⊥面平面PAC ,GH GM ⊥,根据对称性有GH GE ⊥,四边形EFHG 是矩形. 即五边形MEGHF 即为过点M 且垂直于PC 的截面,平面图如下:依题意,22GH EF ==,2EG FG ==,三角形高为()()22321h =-=,面积是122122⨯⨯=,四边形面积是22242⨯=,故截面面积是52. 故C 正确;D 选项中,若PM =2,看B 选项中的图可知,21124M BCD P BCD P ABCD V V V V ---===,故剩余部分134P ABCD V V -=,所以123=V V ,故D 正确. 故选:BCD. 【点睛】本题考查了棱锥的截面问题,考查了二面角、体积等计算问题,属于难题.7.如图,点E 为正方形ABCD 边CD 上异于点C ,D 的动点,将ADE 沿AE 翻折成SAE △,在翻折过程中,下列说法正确的是( )A .存在点E 和某一翻折位置,使得SB SE ⊥ B .存在点E 和某一翻折位置,使得//AE 平面SBCC .存在点E 和某一翻折位置,使得直线SB 与平面ABC 所成的角为45°D .存在点E 和某一翻折位置,使得二面角S AB C --的大小为60° 【答案】ACD 【分析】依次判断每个选项:当SE CE ⊥时,⊥SE SB ,A 正确,//AE 平面SBC ,则//AE CB ,这与已知矛盾,故B 错误,取二面角D AE B --的平面角为α,取4=AD ,计算得到2cos 3α=,C 正确,取二面角D AE B --的平面角为60︒,计算得到tan θ=,故D 正确,得到答案. 【详解】当SE CE ⊥时,SE AB ⊥,SE SA ⊥,故SE ⊥平面SAB ,故⊥SE SB ,A 正确; 若//AE 平面SBC ,因AE ⊂平面ABC ,平面ABC 平面SBC BC =,则//AE CB ,这与已知矛盾,故B 错误;如图所示:DF AE ⊥交BC 于F ,交AE 于G ,S 在平面ABCE 的投影O 在GF 上, 连接BO ,故SBO ∠为直线SB 与平面ABC 所成的角,取二面角D AE B --的平面角为α,取4=AD ,3DE =,故5AE DF ==,1CE BF ==,125DG =,12cos 5OG α=,故只需满足12sin 5SO OB α==, 在OFB △中,根据余弦定理:2221213121312sin 1cos 2cos cos 55555OFB ααα⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+---∠ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,解得2cos 3α=,故C 正确; 过O 作OMAB ⊥交AB 于M ,则SMO ∠为二面角S AB C --的平面角,取二面角D AE B --的平面角为60︒,故只需满足22DG GO OM ==,设OAG OAM θ∠=∠=,84ππθ<<,则22DAG πθ∠=-,tan tan 22DG OGAG πθθ==⎛⎫- ⎪⎝⎭,化简得到2tan tan 21θθ=,解得tan 5θ=,验证满足,故D 正确; 故选:ACD .【点睛】本题考查了线线垂直,线面平行,线面夹角,二面角,意在考查学生的计算能力,推断能力和空间想象能力.8.在长方体1111ABCD A B C D -中,23AB =12AD AA ==,,,P Q R 分别是11,,AB BB AC 上的动点,下列结论正确的是( ) A .对于任意给定的点P ,存在点Q 使得1D P CQ ⊥ B .对于任意给定的点Q ,存在点R 使得1D R CQ ⊥ C .当1AR A C ⊥时,1AR D R ⊥D .当113AC A R =时,1//D R 平面1BDC 【答案】ABD 【分析】如图所示建立空间直角坐标系,计算142D P CQ b ⋅=-,()12222D R CQ b λλ⋅=--,134AR D R ⋅=-,10D R n ⋅=,得到答案.【详解】如图所示,建立空间直角坐标系,设()2,,0P a ,0,23a ⎡∈⎣,()2,23,Q b ,[]0,2b ∈,设11A R AC λ=,得到()22,23,22R λλλ--,[]0,1λ∈. ()12,,2P a D -=,()2,0,CQ b =,142D P CQ b ⋅=-,当2b =时,1D P CQ ⊥,A 正确;()122,23,2D R λλλ=--,()12222D R CQ b λλ⋅=--,取22bλ=+时,1D R CQ ⊥,B 正确; 1AR A C ⊥,则()()12,23,222,23,2212440AR AC λλλλλλ⋅=--⋅--=-+-+=, 14λ=,此时11333313,,,,022224AR D R ⎛⎫⎛⎫⋅=-⋅-=-≠ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,C 错误; 113AC A R =,则4234,,333R ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,14232,,333D R ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,设平面1BDC 的法向量为(),,n x y z =,则10n BD n DC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,解得()3,1,3n =-,故10D R n ⋅=,故1//D R 平面1BDC ,D 正确. 故选:ABD .【点睛】本题考查了空间中的线线垂直,线面平行,意在考查学生的计算能力和空间想象能力,推断能力.9.在边长为2的等边三角形ABC 中,点,D E 分别是边,AC AB 上的点,满足//DE BC 且AD ACλ=,(()01λ∈,),将ADE 沿直线DE 折到A DE '△的位置.在翻折过程中,下列结论不成立的是( )A .在边A E '上存在点F ,使得在翻折过程中,满足//BF 平面A CD 'B .存在102λ∈⎛⎫⎪⎝⎭,,使得在翻折过程中的某个位置,满足平面A BC '⊥平面BCDEC .若12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,||104A B '=D .在翻折过程中,四棱锥A BCDE '-体积的最大值记为()f λ,()f λ的最大值为23【答案】ABC 【分析】对于A.在边A E '上点F ,在A D '上取一点N ,使得//FN ED ,在ED 上取一点H ,使得//NH EF ,作//HG BE 交BC 于点G ,即可判断出结论.对于B ,102λ∈⎛⎫⎪⎝⎭,,在翻折过程中,点A '在底面BCDE 的射影不可能在交线BC 上,即可判断出结论. 对于C ,12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,取ED 的中点M ,可得AM ⊥平面BCDE .可得22A B AM BM '=+,结合余弦定理即可得出.对于D.在翻折过程中,取平面AED ⊥平面BCDE ,四棱锥A BCDE '-体积()3133BCDE f S λλλλ=⋅⋅=-,()01λ∈,,利用导数研究函数的单调性即可得出.【详解】对于A.在边A E '上点F ,在A D '上取一点N ,使得//FN ED ,在ED 上取一点H ,使得//NH EF ,作//HG BE 交BC 于点G ,如图所示,则可得FN 平行且等于BG ,即四边形BGNF 为平行四边形, ∴//NG BE ,而GN 始终与平面ACD 相交,因此在边A E '上不存在点F ,使得在翻折过程中,满足//BF 平面A CD ',A 不正确.对于B ,102λ∈⎛⎫⎪⎝⎭,,在翻折过程中,点A '在底面BCDE 的射影不可能在交线BC 上,因此不满足平面A BC '⊥平面BCDE ,因此B 不正确. 对于C.12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,取ED 的中点M ,如图所示:可得AM ⊥平面BCDE , 则22223111010()1()21cos12022224A B AM BM '=+=++-⨯⨯⨯︒=≠,因此C 不正确;对于D.在翻折过程中,取平面AED ⊥平面BCDE ,四棱锥A BCDE '-体积()3133BCDE f S λλλλ=⋅⋅=-,()01λ∈,,()213f λλ'=-,可得3λ=时,函数()f λ取得最大值()312313f λ⎛⎫=-=⎪⎝⎭,因此D 正确. 综上所述,不成立的为ABC. 故选:ABC. 【点睛】本题考查了利用运动的观点理解空间线面面面位置关系、四棱锥的体积计算公式、余弦定理、利用导数研究函数的单调性极值与最值,考查了推理能力空间想象能力与计算能力,属于难题.10.如图所示,正方体ABCD A B C D ''''-的棱长为1,E ,F 分别是棱AA ',CC '的中点,过直线EF 的平面分别与棱BB ',DD '交于点M ,N ,以下四个命题中正确的是( )A .0MN EF ⋅=B .ME NE =C .四边形MENF 的面积最小值与最大值之比为2:3D .四棱锥A MENF -与多面体ABCD EMFN -体积之比为1:3 【答案】ABD 【分析】证明EF ⊥平面BDD B '',进而得EF MN ⊥,即可得A 选项正确;证明四边形MENF 为菱形即可得B 选项正确;由菱形性质得四边形MENF 的面积12S MN EF =⋅,再分别讨论MN 的最大值与最小值即可;根据割补法求解体积即可. 【详解】对于A 选项,如图,连接BD ,B D '',MN .由题易得EF BD ⊥,EFBB '⊥,BD BB B '⋂=,所以EF ⊥平面BDD B '',又MN ⊂平面BDD B '',所以EF MN ⊥,因此0MN EF ⋅=,故A 正确.对于B 选项,由正方体性质得:平面''//BCC B 平面''ADD A ,平面''BCC B 平面EMFN MF =,平面''ADD A 平面EMFN EN =, 所以//MF EN ,同理得//ME NF ,又EF MN ⊥,所以四边形MENF 为菱形, 因此ME NE =,故B 正确.对于C 选项,由B 易得四边形MENF 的面积12S MN EF =⋅, 所以当点M ,N 分别为BB ',DD '的中点时,四边形MENF 的面积S 最小,此时MN EF ==,即面积S 的最小值为1;当点M ,N 分别与点B (或点B '),D (或D )重合时,四边形MENF 的面积S 最大,此时MN =,即面积S 的最大值为2所以四边形MENF 的面积最小值与最大值之比为2C 不正确. 对于D 选项,四棱锥A MENF -的体积11113346M AEF N AEF AEF V V V DB S --=+=⋅==△; 因为E ,F 分别是AA ',CC '的中点,所以BM D N '=,DN B M '=,于是被截面MENF 平分的两个多面体是完全相同的,则它们的体积也是相同的,因此多面体ABCD EMFN -的体积21122ABCD A B C D V V ''''-==正方体,所以四棱锥A MENF -与多面体ABCD EMFN -体积之比为1:3,故D 正确. 故选:ABD .【点睛】本题考查立体几何与向量的综合、截面面积的最值、几何体的体积,考查空间思维能力与运算求解能力,是中档题.本题解题的关键在于证明四边形MENF 为菱形,利用割补法将四棱锥A MENF -的体积转化为三棱锥M AEF - 和N AEF -的体积之和,将多面体ABCD EMFN -的体积转化为正方体的体积的一半求解.。
高中数学必修二立体几何测试

西安市第一中学高一年级第二次月考数学试题(立体几何初步)班级 姓名 考号一、选择题(共12个小题,每小题4分,共计48分)1.线段AB 在平面α内,则直线AB 与平面α的位置关系是( ) A 、ABα B 、AB α⊄C 、由线段AB 的长短而定D 、以上都不对 2.下列说法正确的是( )A 、三点确定一个平面B 、四边形一定是平面图形C 、梯形一定是平面图形D 、平面α和平面β有不同在一条直线上的三个交点 3. 垂直于同一条直线的两条直线一定( )A 、平行B 、相交C 、异面D 、以上都有可能 4. 正方体////D C B A ABCD -中,下列几种说法正确的是( )A 、AD C A //⊥ B 、AB C D //⊥C 、/AC 与DC 成45°角D 、//C A 与C B /成60°角5. 若直线l ∥平面α,直线a α,则直线l 与直线a 的位置关系是( ) A 、直线l ∥直线a B 、直线l 与直线a 异面 C 、直线l 与直线a 相交 D 、直线l 与直线a 没有公共点6. 下列命题中,①平行于同一直线的两个平面平行;②平行于同一平面的两个平面平行;③垂直于同一直线的两个直线平行;④垂直于同一平面的两个平面平行。
其中正确的个数有( ) A 、 1 B 、 2 C 、 3 D 、47. 在空间四边形ABCD 各边AB 、BC 、CD 、DA 上分别取E 、F 、G 、H 四点,如果EF 、GH 能相交于P ,那么( )A 、点P 不在直线AC 上B 、点P 必在直线BD 上C 、点P 必在平面ABC 内D 、点P 必在平面ABC 外7题图 9题图8. 已知正方体外接球的体积是π332,那么正方体的棱长等于( ) A 、22 B 、332 C 、324 D 、334 9. 正方体////D C B A ABCD -中,E 、F 、G 、H 分别为/AA 、AB 、/BB 、//C B 的中点,则异面 直线EF 与GH 所成的角等于( )A 、45°B 、60°C 、90°D 、120°10. a 、b 、c 表示直线,M 表示平面,给出下列四个命题:① 若a ∥M ,b ∥M ,则a ∥b ; ②若b M ,a ∥b ,则a ∥M ;③若a ⊥c ,b ⊥c ,则a ∥b ;④若a ⊥M ,b ⊥M ,则a ∥b.其中正确命题的个数有( )A 、0个B 、1个C 、2个D 、3个 11. 已知m 、n 为直线,α、β为平面,有以下命题:①n n m m ⇒⎩⎨⎧⊥α⊥∥α; ②n n m ⇒⎩⎨⎧β⊥β⊥∥m ;③α⇒⎩⎨⎧β⊥α⊥m m ∥β; ④⇒⎪⎩⎪⎨⎧βαβ⊆α⊆平行n m m ∥n ; 其中正确命题的个数有( )A 、1个B 、2个C 、3个D 、4个 12. 如图直三棱柱111C B A ABC -的体积为V ,点P 、Q 分 别在侧棱1AA 和1CC 上,并且Q C AP 1=, 则四棱锥B-APQC 的体积为( ) A 、2V B 、3VC 、4V D 、5V 二、填空题(4个小题,每小题4分,共计16分)13. 正方体////D C B A ABCD -中,平面//D AB 和平面D BC /的位置关系为14.正方体的内切球和外接球的半径之比为15.一几何体的三视图如图所示,俯视图是边长为2的正方形,主视图和左视图是直角边长为2的等腰直角三角形, 则此几何体的体积为16.在直四棱柱1111D C B A ABCD -中,当底面四边形ABCD 满足条件 时,有111D B C A ⊥.(注:填上你认为正确的的一种条件即可,不必考虑所有可能的情形。
高中数学必修二《立体几何》练习题

立体几何一、选择题1、(2016年北京高考)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为( )A.B. C. D. 【答案】A2、(2016年山东高考)有一个半球和四棱锥组成的几何体,其三 视图如右图所示,则该几何体的体积为(A ) (B ) (C ) (D ) 【答案】C3、(2016年全国I高考)如图,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条互相1613121π32+31π32+31π62+31π62+1垂直的半径.若该几何体的体积是28π3,则它的表面积是(A )17π (B )18π (C )20π (D )28π【答案】A4、(2016年全国I 高考)平面过正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的顶点A ,//平面CB 1D 1,平面ABCD =m ,平面ABB 1 A 1=n ,则m ,n 所成角的正弦值为(A ) (B ) (C ) (D ) 【答案】A5、(2016年全国II 高考)右图是由圆柱与圆锥组合而成的几何体的三视图,则该几何体的表面积为(A )20π (B )24π (C )28π (D )32π 【答案】C6、(2016年全国III 高考)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实现画出的是某多面体的三视图,则该多面体的表面积为α-ααI αI22313(A )(B )(C )90 (D )81 【答案】B7、(2016年全国III 高考)在封闭的直三棱柱内有一个体积为V 的球,若,,,,则V 的最大值是(A )4π (B ) (C )6π (D )【答案】B二、填空题1、(2016年上海高考)如图,在正四棱柱中,底面的边长为3,与底面所成角的大小为,则该正四棱柱的高等于____________【答案】2、(2016年四川高考)已知三棱锥的四个面都是腰长为2的等腰三角形,该三棱锥的正视图如图所示,则该三棱锥的体积是__________.18+54+111ABC A B C -AB BC ⊥6AB =8BC =13AA =92π323π1111D C B A ABCD -ABCD 1BD 32arctan3、(2016年天津高考)已知一个四棱锥的底面是平行四边形,该四棱锥的三视图如图所示(单位:m),则该四棱锥的体积为_______m3.【答案】24、(2016年全国II高考)是两个平面,是两条直线,有下列四个命题:(1)如果,那么.[(2)如果,那么.(3)如果,那么.(4)如果,那么与所成的角和与所成的角相等.其中正确的命题有..(填写所有正确命题的编号)【答案】②③④5、(2016年浙江高考)某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的表面积是 cm2,体积是 cm3.,αβ,m n,,//m n m nαβ⊥⊥αβ⊥,//m nαα⊥m n⊥//,mαβα⊂//mβ//,//m nαβmαnβ【答案】 6、(2016年浙江高考)如图,在△ABC 中,AB =BC =2,∠ABC =120°.若平面ABC 外的点P 和线段AC 上的点D ,满足PD =DA ,PB =BA ,则四面体PBCD 的体积的最大值是 .【答案】三、解答题1、(2016年北京高考) 如图,在四棱锥中,平面平面,,,,,,(1)求证:平面;(2)求直线与平面所成角的正弦值;(3)在棱上是否存在点,使得平面?若存在,求的值;若不存在,说明理由. 【解】⑴∵面面 面面723212P ABCD -PAD ⊥ABCD PA PD ⊥PA PD =AB AD ⊥1AB =2AD =AC CD ==PD ⊥PAB PB PCD PA M //BM PCD AMAP∵,面∴面∵面∴又∴面⑵取中点为,连结,∵∴∵∴以为原点,如图建系易知,,,,则,,,设为面的法向量,令,则与面夹角有⑶假设存在点使得面设,由(2)知,,,,有∴∵面,为的法向量∴即∴∴综上,存在点,即当时,点即为所求.' 2、(2016年山东高考)在如图所示的圆台中,AC是下底面圆O的直径,EF是上底面圆O的直径,FB 是圆台的一条母线.(I )已知G ,H 分别为EC ,FB 的中点,求证:GH ∥平面ABC ; (II )已知EF =FB =AC =,AB =BC .求二面角的余弦值.【解】(Ⅰ)连结,取的中点,连结, 因为,在上底面内,不在上底面内, 所以上底面,所以平面; 又因为,平面,平面,所以平面; 所以平面平面,由平面,所以平面. (Ⅱ) 连结,以为原点,分别以为轴, 建立空间直角坐标系.,,于是有,,,, 可得平面中的向量,, 于是得平面的一个法向量为, 又平面的一个法向量为, 设二面角为,12F BC A --FC FC M HM GM,GM//EF EF GM GM//GM//ABC MH//B C⊂BC ABC ⊄MH ABC MH//ABC GHM//ABC ⊂GH GHM GH//ABC OB B C AB = OB A ⊥∴O O O O OB,OA,'z y,x,BC AB ,32AC 21FB EF ==== 3)(22=--='FO BO BF O O )0,0,3A(2)0,0,3C(-2)0,3B(0,2)3,3F(0,FBC )3,(30,-=)0,,(3232=FBC )1,3,3(1-=n ABC )1,0,0(2=n A -BC -F θ B则. 二面角的余弦值为.3、(2016年上海高考)将边长为1的正方形(及其内部)绕的旋转一周形成圆柱,如图,长为,长为,其中与在平面的同侧。
高中数学立体几何经典题型练习题集(附有答案)

高中数学立体几何经典题型练习题集学校:______姓名:_____班级:______考号:______题号一二三总分得分评卷人得 分一.单选题1.正三棱锥的底边长和高都是2,则此正三棱锥的斜高长度为( )A.B.C.D.2.在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,若E,F,G分别为C1D1,AA1,BB1的中点,则空间四边形EFBG在正方体下底面ABCD上的射影面积为( )A.1B.C.D.3.一个棱柱是正四棱柱的条件是( )A.底面是正方形,有两个侧面是矩形B.底面是正方形,有两个侧面垂直于底面C.底面是菱形,且有一个顶点处的三条棱两两垂直D.每个侧面都是全等矩形的四棱柱4、如图,P是正方体ABCD-A1B1C1D1对角线AC1上一动点,设AP的长度为x,若△PBD的面积为f(x),则f(x)的图象大致是( )A.B.C.D.5、如图所示,AB是圆O的直径,C是异于A,B两点的圆周上的任意一点,PA垂直于圆O 所在的平面,则△PAB,△PAC,△ABC,△PBC中,直角三角形的个数是( )A.1B.2C.3D.46、如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F、G分别是棱A1B1、BB1、B1C1的中点,则下列结论中:⊥;①FG BD②B1D⊥面EFG;③面EFG∥面ACC1A1;④EF∥面CDD1C1.正确结论的序号是( )A.①和②B.③和④C.①和③D.②和④⊥,垂足为⊥,CH PB7、三棱锥P-ABC,PC⊥面ABC,△PAC是等腰三角形,PA=4,AB BCH,D是PA的中点,则△CDH的面积最大时,CB的长是( )A.B.C.D.8、正方体的直观图如图所示,则其展开图是( )A.B.C.D.评卷人得 分二.填空题(共__小题)9、如图所示,ABCD是空间四边形,E、F、G、H分别是四边上的中点,并且⊥,AC=m,BD=n,则四 边形EFGH的面积为______.AC BD10、如图,已知六棱锥P-ABCDEF的底面是正六边形,PA⊥平面ABC,PA=2AB,给出下列结⊥;②平面ABC⊥平面PBC;③直线BC∥平面PAE;④∠PDA=45°;⑤直线PD与论:①PB AE平面PAB所成角的余弦值为.其中正确的有______(把所有正确的序号都填上).11.如图所示,三棱锥M,PA⊥底面ABC,∠ABC=90°,则此三棱锥P-ABC中直角三角形有_ _____个.12、如图,正三棱柱ABC-A1B1C1的各棱长都等于2,D在AC1上,F为BB1中点,且⊥1,有下述结论FD AC⊥;(1)AC1BC(2)=1;(3)二面角F-AC1-C的大小为90°;(4)三棱锥D-ACF的体积为.正确的有______.13.各棱长为a的正三棱柱的六个顶点都在同一个球面上,则此球的表面积为______.14.一四棱锥被平行于底面的平面所截,若截面面积与底面面积之比为1:4,则此截面把一条侧棱分成的两段之比为______.15、如图所示正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,线段B1D1上有两个动点E,F且EF=,给出下列五个结论⊥①AC BE②EF∥平面ABCD③异面直线AE,BF所成的角为60°④A1点到面BEF的距离为定值⑤三棱柱A-BEF的体积为定值其中正确的结论有:______(写出所有正确结论的编号)评卷人得 分三.简答题(共__小题)16、如图,立体图形A-BCD的四个面分别为△ABC、△ACD、△ADB和△BCD,E、F、G分别是线段AB、AC、AD上的点,且满足AE:AB=AF:AC=AG:AD,∽△.求证:△EFG BCD17、如图,在三棱锥D-ABC中,已知△BCD是正三角形,AB⊥平面BCD,AB=BC=a,E为BC 的中点,F在棱AC上,且AF=3FC.(1)求三棱锥D-ABC的表面积;(2)求证AC⊥平面DEF;(3)若M为BD的中点,问AC上是否存在一点N,使MN∥平面DEF?若存在,说明点N 的位置;若不存在,试说明理由.参考答案一.单选题(共__小题)1.正三棱锥的底边长和高都是2,则此正三棱锥的斜高长度为( )A.B.C.D.解析:解:在正三棱锥中,顶点P在底面的射影为底面正三角形的中心O,延长A0到E,则E为BC的中点,连结PE,则PE为正三棱锥的斜高.∵正三棱锥的底边长和高都是2,∴AB=PO=2,即AE=,OE=,∴斜高PE==,故选:D.2、在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,若E,F,G分别为C1D1,AA1,BB1的中点,则空间四边形EFBG在正方体下底面ABCD上的射影面积为( )A.1B.C.D.答案:B解:过E点做EH垂直CD于H,连接EH,易得H即为E在平面ABCD上的射影,连接AH,BH,如下图所示则AH,BH,AB分别为FE,EG,FB在平面ABCD上的射影,又由G在平面ABCD上的射影为B,故△ABH即为空间四边形EFBG在正方体下底面ABCD上的射影∵S ABH△=S ABCD=故选B3.一个棱柱是正四棱柱的条件是( )A.底面是正方形,有两个侧面是矩形B.底面是正方形,有两个侧面垂直于底面C.底面是菱形,且有一个顶点处的三条棱两两垂直D.每个侧面都是全等矩形的四棱柱答案:C解析:解:上、下底面都是正方形,且侧棱垂直于底面的棱柱叫做正四棱柱.故A和B错在有可能是斜棱柱,D错在上下底面有可能不是正方形,底面是菱形,且有一个顶点处的三条棱两两垂直能保证上、下底面都是正方形,且侧棱垂直于底面.故选C.4、如图,P是正方体ABCD-A1B1C1D1对角线AC1上一动点,设AP的长度为x,若△PBD的面积为f(x),则f(x)的图象大致是( )A.B.C.D.答案:A解析:解:设正方体的棱长为1,连接AC交BD于O,连PO,则PO是等腰△PBD的高,故△PBD的面积为f(x)=BD×PO,在三角形PAO中,PO==,∴f(x)=××=,画出其图象,如图所示,对照选项,A正确.故选A.5、如图所示,AB是圆O的直径,C是异于A,B两点的圆周上的任意一点,PA垂直于圆O所在的平面,则△PAB,△PAC,△ABC,△PBC中,直角三角形的个数是( )A.1B.2C.3D.4答案:D解析:证明:∵AB是圆O的直径⊥,三角形ABC是直角三角形∴∠ACB=90°即BC AC又∵PA⊥圆O所在平面,∴△PAC,△PAB是直角三角形.且BC在这个平面内⊥因此BC垂直于平面PAC中两条相交直线,∴PA BC∴BC⊥平面PAC,∴△PBC是直角三角形.从而△PAB,△PAC,△ABC,△PBC中,直角三角形的个数是,4.故选D.6、如图,在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E 、F 、G 分别是棱A 1B 1、BB 1、B 1C 1的中点,则下列结论中:①FG BD ⊥;②B 1D ⊥面EFG ;③面EFG ∥面ACC 1A 1;④EF ∥面CDD 1C 1.正确结论的序号是( )A .①和②B .③和④C .①和③D .②和④答案:D 解析:解:如图连接A 1C 1、A 1B 、BC 1、BD 、B 1D ,因为E 、F 、G 分别是棱A 1B 1、BB 1、B 1C 1的中点对于①因为FG BC ∥1,△BDC 1是正三角形,FG BD ⊥,不正确.对于②因为平面A 1C 1B ∥平面EFG ,并且B 1D ⊥平面A 1C 1B ,所以B 1D ⊥面EFG ,正确.③面EFG ∥面ACC 1A 1;显然不正确.④EF ∥平面CDD 1C 1内的D 1C ,所以EF ∥面CDD 1C 1.正确.故选D7、三棱锥P-ABC,PC⊥面ABC,△PAC是等腰三角形,⊥,垂足为H,D是PA的中点,则△CDH的面积最大时,CB的长是(PA=4,AB BC⊥,CH PB)A.B.C.D.答案:D解析:⊥;解:三棱锥P-ABC中,PC⊥面ABC,AB⊂平面ABC,∴PC AB⊥,BC∩PC=C,又AB BC∴AB⊥平面PBC;又CH⊂平面PBC,⊥,∴AB CH⊥,又CH PBPB∩AB=B,∴CH⊥平面PAB,又DH⊂平面PAB,⊥;∴CH DH又△PAC是等腰直角三角形,且PA=4,D是PA的中点,∴CD=PA=2,设CH=a,DH=b,则a2+b2=CD2=4,∴4=a2+b2≥2ab,即ab≤1,当且仅当a=b=时,“=”成立,此时△CDH的面积最大;△,设BC=x,在Rt PBC则PB===,∴PC•BC=PB•CH,即2•x=•;解得x=,∴CB的长是.故选:D.8、正方体的直观图如图所示,则其展开图是( )A.B.C.D.答案:D解析:解:根据题意,可得对于A,展开图中的上下两边的正方形的对边中点连线应该呈左右方向显现,故A的图形不符合题意;对于B,展开图中最右边的“日”字形正方形的对边中点连线应该是上下方向呈现,且应该在含有圆形的正方形的左边放置,故B的图形不符合题意;对于C,展开图中最右边的正方形应该与含有圆形的正方形相邻,故C的图形不符合题意;对于D,沿如图的红线将正方体的侧面剪裁,展开可得如D项图的形状,故D的图形符合题意故选:D评卷人得 分二.填空题(共__小题)9、如图所示,ABCD是空间四边形,E、F、G、H分别是四边上的中点,⊥,AC=m,BD=n,则四 边形EFGH的面积为______.并且AC BD答案:解析:⊥,可得四边形解:由ABCD是空间四边形,E、F、G、H分别是四边上的中点,并且AC BDEFGH为矩形,且此矩形的长和宽分别为和 ,故四边形EFGH的面积为=,故答案为:.10、如图,已知六棱锥P-ABCDEF的底面是正六边形,PA⊥平面⊥;②平面ABC⊥平面PBC;③直线BC∥平面PAE;ABC,PA=2AB,给出下列结论:①PB AE④∠PDA=45°;⑤直线PD与平面PAB所成角的余弦值为.其中正确的有______(把所有正确的序号都填上).答案:①④⑤解析:⊥,解:对于①、由PA⊥平面ABC,AE⊂平面ABC,得PA AE⊥,PA∩AB=A,得AE⊥平面PAB,又PB⊂平面PAB,又由正六边形的性质得AE AB⊥,①正确;∴AE PB对于②、又平面PAB⊥平面ABC,所以平面ABC⊥平面PBC不成立,②错;∥,又AD⊂平面PAD,∴BC∥平面PAD,∴直线BC∥平面对于③、由正六边形的性质得BC ADPAE也不成立,③错;△中,PA=AD=2AB,∴∠PDA=45°,∴④正确;对于④、在Rt PAD∥,∴D到平面PAB的距离即为E到平面PAB的距离,即E到直线PA的对于⑤、由于DE AB距离,即EA,EA=AB,在Rt PAD △中,PA=AD=2AB ,∴PD=2AB ,∴直线PD 与平面PAB 所成角的正弦值为=,∴直线PD 与平面PAB 所成角的余弦值为=,∴⑤正确.故答案为:①④⑤.11.如图所示,三棱锥M ,PA ⊥底面ABC ,∠ABC=90°,则此三棱锥P-ABC 中直角三角形有______个.答案:4解析:解:由已知PA ⊥底面ABC ,∠ABC=90°,所以CB PA ⊥,CB AB ⊥,又PA∩AB=A ,所以CB ⊥平面PAB ,所以CB PB ⊥,所以此三棱锥P-ABC 中直角三角形有△ABC ,△ABP ,△ACP ,△PBC 共有4个.故答案为:4.12、如图,正三棱柱ABC-A1B1C1的各棱长⊥1,有下述结论都等于2,D在AC1上,F为BB1中点,且FD AC⊥;(1)AC1BC(2)=1;(3)二面角F-AC1-C的大小为90°;(4)三棱锥D-ACF的体积为.正确的有______.答案:(2)(3)(4)解析:解:(1)连接AB1,则∠B1C1A即为BC和AC1所成的角,在三角形AB1C1中,B1C1=2,AB1=2,∠1C1A==,AC 1=2,cos B故(1)错;(2)连接AF ,C 1F ,则易得AF=FC 1=,又FD AC ⊥1,则AD=DC 1,故(2)正确;(3)连接CD ,则CD AC ⊥1,且FD AC ⊥1,则∠CDF 为二面角F-AC 1-C 的平面角,CD=,CF=,DF===,即CD 2+DF 2=CF 2,故二面角F-AC 1-C 的大小为90°,故(3)正确;(4)由于CD AC ⊥1,且FD AC ⊥1,则AD ⊥平面CDF ,则VD-ACF =V A-DCF =•AD•S DCF △=×××=.故(4)正确.故答案为:(2)(3)(4)13.各棱长为a 的正三棱柱的六个顶点都在同一个球面上,则此球的表面积为______.答案:解析:解:∵正三棱柱的六个顶点都在同一个球面上,所以球心在上下底面中心的连线的中点上,AB=a ,OA=R ,在△OEA 中,OE=,AE=,∵AO 2=OE 2+AE 2,∴,∴球的表面积为4πR2=,故答案为.14.一四棱锥被平行于底面的平面所截,若截面面积与底面面积之比为1:4,则此截面把一条侧棱分成的两段之比为______.答案:1:1解析:解:根据题意,设截得小棱锥的侧棱长为l,原棱锥的侧棱长为L,∵截面与底面相似,且截面面积与底面面积之比为1:4,∴相似比为:==,∴截面把棱锥的一条侧棱分成的两段之比是l:(L-l)=1:1.故答案为:1:1.15、如图所示正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,线段B1D1上有两个动点E,F且EF=,给出下列五个结论⊥①AC BE②EF∥平面ABCD③异面直线AE,BF所成的角为60°④A1点到面BEF的距离为定值⑤三棱柱A-BEF 的体积为定值其中正确的结论有:______(写出所有正确结论的编号)答案:①②④⑤解析:解:①AC BE ⊥,由题意及图形知,AC ⊥面DD 1B 1B ,故可得出AC BE ⊥,此命题正确;②EF ∥平面ABCD ,由正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1的两个底面平行,EF 在其一面上,故EF 与平面ABCD 无公共点,故有EF ∥平面ABCD ,此命题正确;③由图知,当F 与B 1重合时,令上底面顶点为O ,则此时两异面直线所成的角是∠A 1AO ,当E 与D 1重合时,此时点F 与O 重合,则两异面直线所成的角是∠OBC 1,此二角不相等,故异面直线AE 、BF 所成的角不为定值,故不正确.④A 1点到面DD 1B 1B 距离是定值,所以A 1点到面BEF 的距离为定值,正确;⑤三棱锥A-BEF 的体积为定值,由几何体的性质及图形知,三角形BEF 的面积是定值,A 点到面DD 1B 1B 距离是定值,故可得三棱锥A-BEF 的体积为定值,此命题正确.故答案为:①②④⑤.评卷人得 分三.简答题(共__小题)16、如图,立体图形A-BCD 的四个面分别为△ABC 、△ACD 、△ADB 和△BCD ,E 、F 、G 分别是线段AB 、AC 、AD 上的点,且满足AE :AB=AF :AC=AG :AD ,求证:△EFG BCD ∽△.答案:证明:在△ABD 中,∵AE :AB=AG :AD ,∴EG BD ∥.同理,GF DC ∥,EF BC ∥.又∠GEF 与∠DBC 方向相同.∴∠GEF=DBC ∠.同理,∠EGF=BDC ∠.∴△EFG BCD ∽△.17、如图,在三棱锥D-ABC 中,已知△BCD 是正三角形,AB ⊥平面BCD ,AB=BC=a ,E 为BC 的中点,F 在棱AC 上,且AF=3FC .(1)求三棱锥D-ABC 的表面积;(2)求证AC ⊥平面DEF ;(3)若M 为BD 的中点,问AC 上是否存在一点N ,使MN ∥平面DEF ?若存在,说明点N 的位置;若不存在,试说明理由.答案:解:(1)∵AB ⊥平面BCD ,∴AB BC ⊥,AB BD ⊥.∵△BCD 是正三角形,且AB=BC=a ,∴AD=AC=.设G 为CD 的中点,则CG=,AG=.∴,,.三棱锥D-ABC 的表面积为.(2)取AC 的中点H ,∵AB=BC ,∴BH AC ⊥.∵AF=3FC ,∴F 为CH 的中点.∵E 为BC 的中点,∴EF BH ∥.则EF AC ⊥.∵△BCD 是正三角形,∴DE BC ⊥.∵AB ⊥平面BCD ,∴AB DE ⊥.∵AB∩BC=B ,∴DE ⊥平面ABC .∴DE AC ⊥.∵DE∩EF=E ,∴AC ⊥平面DEF .(3)存在这样的点N ,当CN=时,MN ∥平面DEF .连CM ,设CM∩DE=O ,连OF .由条件知,O 为△BCD 的重心,CO=CM .∴当CF=CN 时,MN OF ∥.∴CN=.。
高中立体几何试题及答案

高中立体几何试题及答案一、选择题(每题3分,共15分)1. 空间中,如果直线a与平面α平行,那么直线a与平面α内的任意直线b的位置关系是:A. 平行B. 异面C. 相交D. 垂直2. 一个正方体的棱长为a,那么它的对角线长度为:A. a√2B. a√3C. 2aD. 3a3. 已知一个圆锥的底面半径为r,高为h,圆锥的体积是:A. πr²hB. 1/3πr²hC. 2πr²hD. 3πr²h4. 一个球的半径为R,那么它的表面积是:A. 4πR²B. 2πR²C. πR²D. R²5. 空间中,如果两个平面α和β相交于直线l,那么直线l与平面α和平面β的位置关系是:A. 平行B. 垂直C. 相交D. 包含二、填空题(每题2分,共10分)6. 空间直角坐标系中,点A(2,3,4)到原点O的距离是________。
7. 一个正四面体的每个顶点都与其它三个顶点相连,那么它的边长与高之比为________。
8. 已知一个长方体的长、宽、高分别为l、w、h,那么它的体积是________。
9. 空间中,如果一个点到平面的距离是d,那么这个点到平面上任意一点的距离的最大值是________。
10. 一个圆柱的底面半径为r,高为h,它的侧面积是________。
三、解答题(共75分)11. (15分)已知空间直角坐标系中,点A(1,2,3),B(4,5,6),点C 在平面ABC内,且AC=BC=2,求点C的坐标。
12. (20分)一个圆锥的底面半径为3,高为4,求圆锥的全面积和表面积。
13. (20分)一个长方体的长、宽、高分别为5、3、2,求其外接球的半径。
14. (20分)已知一个球的表面积为4π,求该球的体积。
答案:一、选择题1. A2. B3. B4. A5. C二、填空题6. √(1²+2²+3²)=√147. √3:18. lwh9. d+R10. 2πrh三、解答题11. 点C的坐标可以通过向量运算求得,设C(x,y,z),则向量AC=向量BC,即(1-x,2-y,3-z)=(x-4,5-y,6-z),解得x=3,y=4,z=5,所以点C的坐标为(3,4,5)。
高中数学立体几何练习题及答案

高中数学立体几何练习题及答案Ⅰ.选择题1.已知正方体的一条对角线的长度为3√3cm,则正方形的边长为()。
A. 2cmB. 3cmC. 6cmD. 9cm2.如图,在长方体的ABCD和BDEM中,BN=DM,求线段BN的长。
(可略)3.如图,A是正方体ABCDA1B1C1D1的顶点,平面A1AD1平分角A1AD的角度为α,则sinα=1/()。
A. 2B. 6C. 4D. √24.如图,正方体在右侧下面的视点B1处观察时,所看到的方形ABCD的形状是(可略)5.如图,有一个棱长为2的正方体,其中一对相对棱在无系的背景上的投影是一个边长为5的正方形,求此正方体所有棱长的和。
Ⅱ.填空题1.如图,四面体ABCD,P是边AB的中点,连接PC,则PA1:PB1=():()。
(可略)2.如图,已知点A的坐标是(1,-2,3)、B的坐标是(4,-1,1),那么线段AB的中点的坐标是()。
(可略)3.如图,四棱锥的底面是边长为2的正方形,则侧面三棱锥的体积为()。
(可略)4.有一个正方体,如果把它的一角顶点放在水平地面上,正方体上点O的投影在地面上是一个直角等腰三角形,而且三角形的短边和长边的长度的比是()。
5.如图,已知棱长为1的正方体ABCD-EFGH,点P分别是棱CD和棱BF的中点,点M是棱EF的中点,则四边形PBDM是一个()形。
Ⅲ.计算题1.有一个侧面积是36平方厘米的直接四棱锥,设它各侧棱的长为a,底面边长为12cm,则它的体积为()立方厘米。
2.如图,ABCD-EFGH是一个边长为1的正方体,J是边AF上的动点.关于四边形AHJK和四边形FBJK,下列说法正确的是().(可略)3.如图,ABCD是边长为a的正方体,M是CD的中点,E是AB的中点,连接MEA,若α<90,则α的值为().(可略)4.如图,ABCD-EFGH是一棱长为10cm的立方体,P是棱EF的中点,连接PC,P1C⊥PC交BF于点P1,求线段BP1的长。
高中数学立体几何精典练习题(含答案)

D.存在点 ,使得 与平面 所成角的大小为
3.一个几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积是()
A.6B.3C.4D.8
4.已知三棱锥 的各顶点都在同一球面上,且 平面 , , , ,若该棱锥的体积为 ,则此球的表面积为()
A. B. C. D.
5.如图,正四棱锥 的底面边长和高均为2,M是侧棱PC的中点,若过AM作该正四棱锥的截面,分别交棱PB、PD于点E、F(可与端点重合),则四棱锥 的体积的取值范围是()
17.如图,在三棱锥 中, 平面 , ,已知 , ,则当 最大时,三棱锥 的表面积为__________.
18.在三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC=2,二面角A-PB-C为直二面角,∠APB=2∠BPC(∠BPC< ),M,N分别为侧棱PA,PC上的动点,设直线MN与平面PAB所成的角为α.当 的最大值为 时,则三棱锥P-ABC的体积为__________.
4、【答案】B
5、【答案】D
6、【答案】D
7、【答案】B
8、【答案】A
9、【答案】B
10、【答案】D
11、【答案】
12、【答案】①②④
13、【答案】
14、【答案】
15、【答案】 .
16、【答案】
17、【答案】
18、【答案】
19、【答案】
20、【答案】
21、【答案】(1)略;(2) .
22、【答案】(1)略;(2) .
9.如图,在正四棱柱 中,底面边长 ,高 , 为棱 的中点.设 、 、 ,则 、 、 之间的关系正确的是().
A. B. C. D.
10.如图是一个空间几何体的三视图(单位: ),这个几何体的体积是()
高中数学立体几何小题100题(含答案与解析)

立体几何小题100例一、选择题1.如图,已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为4,点E ,F 分别是线段AB ,11C D 上的动点,点P 是上底面1111A B C D 内一动点,且满足点P 到点F 的距离等于点P 到平面11ABB A 的距离,则当点P 运动时,PE 的最小值是( )A .5B .4C .42.5【答案】D 【解析】试题分析:因为点P 是上底面1111A B C D 内一动点,且点P 到点F 的距离等于点P 到平面11ABB A 的距离,所以,点P 在连接1111,A D B C 中点的连线上.为使当点P 运动时,PE 最小,须PE 所在平面平行于平面11AA D D ,2244()52PE =+=选D考点:1.平行关系;2.垂直关系;3.几何体的特征.2.如图在一个二面角的棱上有两个点A ,B ,线段,AC BD 分别在这个二面角的两个面内,并且都垂直于棱AB ,=46,AB cm AC cm =, 8,217BD cm CD cm ==,则这个二面角的度数为( )A .30︒B .60︒C .90︒D .120︒ 【答案】B 【解析】试题分析:设所求二面角的大小为θ,则,BD AC θ<>=,因为CD DB BA AC =++,所以22222()222CD DB BA AC DB BA AC DB BA DB AC BA AC =++=+++⋅+⋅+⋅CA DB而依题意可知,BD AB AC AB ⊥⊥,所以20,20DB BA BA AC ⋅=⋅=所以2222||||||||2CD DB BA AC BD AC =++-⋅即222417468286cos θ⨯=++-⨯⨯所以1cos 2θ=,而[0,]θπ∈,所以60θ=︒,故选B. 考点:1.二面角的平面角;2.空间向量在解决空间角中的应用.3.已知某个几何体的三视图如图所示,根据图中标出的尺寸(单位:cm )可得这 个几何体的体积是( )112222侧视图俯视图主视图A .343cmB .383cmC .33cmD .34cm【答案】B . 【解析】试题分析:分析题意可知,该几何体为一四棱锥,∴体积382231312=⨯⨯==Sh V . 考点:空间几何体的体积计算.4.如图,P 是正方体1111ABCD A B C D -对角线1AC 上一动点,设AP 的长度为x ,若PBD ∆的面积为(x)f ,则(x)f 的图象大致是( )【答案】A 【解析】试题分析:设AC 与BD 交于点O ,连接OP .易证得BD ⊥面11ACC A ,从而可得BD OP ⊥.设正方体边长为1,在1Rt ACC ∆中126cos 33C AC ∠==.在AOP ∆中 22OA =,设(),03AP x x =≤≤,由余弦定理可得2222226231222362OP x x x x ⎛⎫=+-⋅⨯=-+ ⎪ ⎪⎝⎭,所以223162OP x x =-+.所以()22231262f x x x =-+.故选A. 考点:1线面垂直,线线垂直;2函数图象.5.如图所示,正方体ABCD A B C D ''''-的棱长为1, ,E F 分别是棱AA ',CC '的中点,过直线,E F 的平面分别与棱BB '、DD '交于,M N ,设 BM x =,[0,1]x ∈,给出以下四个命题:(1)平面MENF ⊥平面BDD B '';(2)当且仅当x=12时,四边形MENF 的面积最小;(3)四边形MENF 周长()L f x =,[0,1]x ∈是单调函数; (4)四棱锥C MENF '-的体积()V h x =为常函数; 以上命题中假命题...的序号为( ) A .(1)(4) B .(2) C .(3) D .(3)(4) 【答案】C 【解析】试题分析:(1)由于AC EF //,B B AC BD AC '⊥⊥,,则D D B B ''⊥平面AC ,则D D B B EF ''⊥平面,又因为EMFN EF 平面⊂,则平面MENF ⊥平面BDD B '';(2)由于四边形MENF 为菱形,MN EF S MENF ⋅=21,2=EF ,要使四边形MENF 的面积最小,只需MN 最小,则当且仅当21=x 时,四边形MENF 的面积最小;(3)因为1)21(2+-=x MF ,1)21(4)(2+-=x x f ,)(x f 在]1,0[上不是单调函数;(4)NE C F EC M F MENF C V V V '-'--'+=,ME C S '∆=41121=⋅'E C ,F 到平面ME C '的距离为1,1214131=⋅='-ME C F V ,又41121=⋅'⋅='∆E C S NE C ,1214131=⋅='-NE C F V ,61)(=x h 为常函数.故选(3)考点:1.面面垂直的判定定理;2.建立函数模型.6.已知三棱柱111ABC A B C -的侧棱与底面边长都相等,1A 在底面ABC 上的射影为BC 的中点,则异面直线AB 与1CC 所成的角的余弦值为( )(A)4 (B )4 (C )4 (D )34【答案】D. 【解析】试题分析:连接B A 1;11//CC AA ,AB A 1∠∴是异面直线AB 与1CC 所成的角或其补角;在1ADA Rt ∆中,设11=AA ,则21,231==D A AD ;在1BDA Rt ∆中,2121=B A ;在1ABA ∆中,431122111cos 1=⨯⨯-+=∠AB A ;即面直线AB 与1CC 所成的角的余弦值为34. 考点:异面直线所成的角.7.一个几何体的三视图如图所示,其中正视图和侧视图是腰长为1的两个全等的等腰直角三角形,则该几何体的外接球的表面积为A .π312B .π12C .π34D .π3 【答案】D 【解析】试题分析:由三视图可知,该几何体为四棱锥,侧棱垂直底面,底面是正方形,将此四棱锥还原为正方体,则正方体的体对角线即外接球的直径,32=r ,23=∴r ,因此ππ342==r S 表面积,故答案为D. 考点:由三视图求外接球的表面积.8.如图,棱长为1的正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,P 为线段A 1B 上的动点,则下列结论错误的是( )A .11DC D P ⊥B .平面11D A P ⊥平面1A APC .1APD ∠的最大值为90 D .1AP PD +22+ 【答案】C 【解析】试题分析:111DC D A ⊥ ,11DC B A ⊥,1111A B A D A = ,⊥∴1DC 平面11BCD A ,⊂P D 1平面11BCD A 因此P D DC 11⊥,A 正确;由于⊥11A D 平面11ABB A ,⊂11A D 平面P A D 11,故平面⊥P A D 11平面AP A 1 故B 正确,当2201<<P A 时,1APD ∠为钝角,C 错;将面B AA 1与面11BCD A 沿B A 1展成平面图形,正视图 侧视图俯视图线段1AD 即为1PD AP +的最小值,利用余弦定理解221+=AD ,故D 正确,故答案为C .考点:棱柱的结构特征. 9.下列命题中,错误的是( )A .一条直线与两个平行平面中的一个相交,则必与另一个平面相交B .平行于同一平面的两条直线不一定平行C .如果平面α不垂直于平面β,那么平面α内一定不存在直线垂直于平面βD .若直线l 不平行于平面α,则在平面α内不存在与l 平行的直线 【答案】B 【解析】试题分析: 由直线与平面的位置关系右知A 正确;平行于同一个平面的两条直线可以相交、平行或异面,故B 错,所以选B.考点:直线、平面平行与垂直的判定与性质.10.已知如图所示的正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1,点P 、Q 分别在棱BB 1、DD 1上,且=,过点A 、P 、Q作截面截去该正方体的含点A 1的部分,则下列图形中不可能是截去后剩下几何体的主视图的是( )【答案】A【解析】试题分析:当P 、B 1重合时,主视图为选项B ;当P 到B 点的距离比B 1近时,主视图为选项C ;当P 到B 点的距离比B 1远时,主视图为选项D ,因此答案为A. 考点:组合体的三视图11.一个几何体的三视图及尺寸如图所示,则该几何体的外接球半径为 ( )A. B. C. D.【答案】C 【解析】试题分析:由三视图可知:该几何体是一个如图所示的三棱锥P-ABC ,它是一个正四棱锥P-ABCD 的一半,其中底面是一个两直角边都为6的直角三角形,高PE=4. 设其外接球的球心为O ,O 点必在高线PE 上,外接球半径为R , 则在直角三角形BOE 中,BO 2=OE 2+BE 2=(PE-EO )2+BE 2, 即R 2=(4-R )2+(32)2,解得:R=174,故选C.考点:三视图,球与多面体的切接问题,空间想象能力12.如右图,在长方体1111ABCD A B C D -中,AB =11,AD =7,1AA =12,一质点从顶点A 射向点()4312E ,,,遇长方体的面反射(反射服从光的反射原理),将1i -次到第i 次反射点之间的线段记为()2,3,4i L i =,1L AE =,将线段1234,,,L L L L 竖直放置在同一水平线上,则大致的图形是( )【答案】C 【解析】 试题分析:因为37411>,所以1A E 延长交11D C 于F ,过F 作FM 垂直DC 于.M 在矩形1AA FM 中分析反射情况:由于35105AM =>,第二次反射点为1E 在线段AM 上,此时153E M =,第三次反射点为2E 在线段FM 上,此时24E M =,第四次反射点为3E 在线段1AF 上,由图可知,选C.考点:空间想象能力13.一块石材表示的几何体的三视图如图所示,将该石材切削、打磨、加工成球,则能得到的最大球的半径等于( )A.1B.2C.3D.4【答案】B【解析】试题分析:由图可得该几何体为三棱柱,因为正视图,侧视图,俯视图的内切圆半径最小的是正视图(直角三角形)所对应的内切圆,所以最大球的半径为正视图直角三角形内切圆的半径r , 则2286862r r r -+-+⇒=,故选B. 考点:三视图 内切圆 球 三棱柱14.已知二面角l αβ--为60︒,AB α⊂,AB l ⊥,A 为垂足,CD β⊂,C l ∈,135ACD ∠=︒,则异面直线AB 与CD 所成角的余弦值为 A .14 B .24 C .34 D .12【答案】B. 【解析】试题分析:如图作BE β⊥于E ,连结AE ,过A 作AG ∥CD ,作EG AG ⊥于G ,连结BG ,则.BG AG ⊥设2AB a =.在ABE ∆中,60,90,2,.BAE AEB AB a AE a ∠=︒∠=︒=∴=在Rt AEG ∆中,29045,90,cos 45.2GAE CAG AGE AG a a ∠=︒-∠=︒∠=︒∴=︒=在Rt ABG∆中,222cos 24AG BAG AB a ∠===∴异面直线AB 与CD 所成角的余弦值为24,故选B .βαElBDACG考点:1.三垂线定理及其逆定理;2. 空间角(异面直线所成角)的计算.15.在空间直角坐标系Oxyz 中,已知(2,0,0)(2,2,0),(0,2,0),(1,1,2)A B C D .若123,,S S S 分别是三棱锥D ABC -在,,xOy yOz zOx 坐标平面上的正投影图形的面积,则( )A .123S S S ==B .21S S =且23S S ≠C .31S S =且32S S ≠D .32S S =且31S S ≠ 【答案】D 【解析】试题分析:三棱锥ABC D -在平面xoy 上的投影为ABC ∆,所以21=S ,设D 在平面yoz 、zox 平面上的投影分别为2D 、1D ,则ABC D -在平面yoz 、zox 上的投影分别为2OCD ∆、1OAD ∆,因为)2,1,0(1D ,)2,0,1(2D ,所以212=-S S ,故选D.考点:三棱锥的性质,空间中的投影,难度中等.16.正方形ABCD 的边长为2,点E 、F 分别在边AB 、BC 上,且1AE =,12BF =,将此正 方形沿DE 、DF 折起,使点A 、C 重合于点P ,则三棱锥P DEF -的体积是( ) A .13B 523 D .23【答案】B【解析】试题分析:解:因为90,DPE DPF ∠=∠=所以,DP PE DP PF ⊥⊥又因为PE ⊂平面PEF ,PF ⊂平面PEF ,且PE PF P =,所以DP ⊥平面PEF在PEF ∆中,22223151,,1222PE PF EF EB BF ⎛⎫===+=+= ⎪⎝⎭所以222351222cos 33212EPF ⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∠==⨯⨯,225sin 133EPF ⎛⎫∠=-= ⎪⎝⎭ 所以11355sin 122234PEF S PE PF EPF ∆=⋅⋅∠=⨯⨯⨯= 115523346PEF P DEF D PEF V V DP S ∆--==⋅⋅=⨯⨯=三棱锥三棱锥 所以应选B.考点:1、直线与平面垂直的判定;2、正弦定理与余弦定理;3、棱锥的体积.17.高为的四棱锥S ﹣ABCD 的底面是边长为1的正方形,点S ,A ,B ,C ,D 均在半径为1的同一球面上,则底面ABCD 的中心与顶点S 之间的距离为( )A. B. C. D.【答案】A【解析】试题分析:由题意可知ABCD 是小圆,对角线长为,四棱锥的高为,推出高就是四棱锥的一条侧棱,最长的侧棱就是球的直径,然后利用勾股定理求出底面ABCD 的中心与顶点S 之间的距离.解:由题意可知ABCD 是小圆,对角线长为,四棱锥的高为,点S ,A ,B ,C ,D 均在半径为1的同一球面上,球的直径为2,所以四棱锥的一条侧棱垂直底面的一个顶点,最长的侧棱就是直径,所以底面ABCD 的中心与顶点S 之间的距离为:=故选A点评:本题是基础题,考查球的内接多面体的知识,能够正确推出四棱锥的一条侧棱垂直底面的一个顶点,最长的侧棱就是直径是本题的关键,考查逻辑推理能力,计算能力.18.二面角l αβ--为60°,A 、B 是棱l 上的两点,AC 、BD 分别在半平面,αβ内,AC l ⊥,BD l ⊥,且AB =AC =a ,BD =2a ,则CD 的长为( )A .2aB .5aC .aD .3a【答案】A【解析】试题分析:根据异面直线上两点间的距离公式2222cos EF d m n mn θ=++± ,对于本题中,d a =,m a =,2n =,60θ=,故()222222cos 602CD a a a a a a =++-⋅⋅⋅=.考点:异面直线上两点间距离,空间想象能力.19.长方体的表面积是24,所有棱长的和是24,则对角线的长是( ).A.14 B .4 C .32 D .23【答案】B【解析】试题分析:设出长方体的长、宽、高,表示出长方体的全面积,十二条棱长度之和,然后可得对角线的长度.考点:长方体的结构特征,面积和棱长的关系.20.已知棱长为l 的正方体1111ABCD A B C D -中,E ,F ,M 分别是AB 、AD 、1AA 的中点,又P 、Q 分别在线段11A B 11、A D 上,且11A P=A Q=x,0<x<1,设面MEF 面MPQ=l ,则下列结论中不成立的是( )A .//l 面ABCDB .l ⊥ACC .面MEF 与面MPQ 不垂直D .当x 变化时,l 不是定直线【答案】D【解析】试题分析:解:连结1111,,,AC BD AC B D ,,AC BD 交于点O 1111,AC B D 交于点1O由正方体的性质知,11111111////,,BD B D AC AC AC BD AC B D ⊥⊥,因为,E F 是,AD AB 的中点,所以//EF BD因为11A P A Q =,所以11//PQ B D所以//PQ EF ,所以//PQ 平面MEF ,//EF 平面MPQ , 由MEF 面MPQ=l ,EF ⊂ 平面MEF ,所以//EF l ,而EF ⊂平面ABCD ,l ⊂/平面ABCD , 所以,//l 面ABCD ,所以选项A 正确;由AC BD ⊥,//EF BD 得EF AC ⊥而//EF l ,所以l ⊥AC ,所以选项B 正确;连111,,MB MD O M ,则11//,O M AC 而1111,//,//AC A B AC BD BD EF A B MF ⊥⊥,所以,11,O M EF O M MF ⊥⊥,所以1O M ⊥平面MEF ,过直线l 与平面MEF 垂直的平面只能有一个,所以面MEF 与面MPQ 不垂直,所以选项C 是正确的;因为//EF l ,M 是定点,过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,所以直线l 是唯一的,故选项D 不正确.考点:1、直线平面的位置关系;2、直线与直线,直线与平面,平面与平面的平行与垂直的判定及性质.21.如图,等边三角形ABC 的中线AF 与中位线DE 相交于G ,已知ED A '∆是△ADE 绕DE 旋转过程中的一个图形,下列命题中,错误的是( )A .动点A '在平面ABC 上的射影在线段AF 上B .恒有平面GF A '⊥平面BCDEC .三棱锥EFD A -'的体积有最大值D .异面直线E A '与BD 不可能垂直【答案】D【解析】试题分析:由于',A G DE FG DE ⊥⊥.所以DE ⊥平面'A FG .经过点'A 作平面ABC 的垂线垂足在AF上.所以A 选项正确.由A 可知B 选项正确.当平面'A DE 垂直于平面BCDE 时,三棱锥EFD A -'的体积最大,所以C 正确.因为BD EF ,设2AC a =.所以'EF A E a ==,当'2A F a =时,32'(')2a A G GF A G GF a <+==.所以异面直线E A '与BD 可能垂直.所以D 选项不正确.考点:1.线面位置关系.2.面面的位置关系.3.体积公式.4.异面直线所成的角.5.空间想象力.22.已知棱长为l 的正方体1111ABCD A B C D -中,E ,F ,M 分别是AB 、AD 、1AA 的中点,又P 、Q 分别在线段11A B 11、A D 上,且11A P=A Q=x,0<x<1,设面MEF 面MPQ=l ,则下列结论中不成立的是( )A .//l 面ABCDB .l ⊥ACC .面MEF 与面MPQ 不垂直D .当x 变化时,l 不是定直线【答案】D【解析】试题分析:解:连结1111,,,AC BD AC B D ,,AC BD 交于点O 1111,AC B D 交于点1O由正方体的性质知,11111111////,,BD B D AC AC AC BD AC B D ⊥⊥,因为,E F 是,AD AB 的中点,所以//EF BD因为11A P A Q =,所以11//PQ B D所以//PQ EF ,所以//PQ 平面MEF ,//EF 平面MPQ ,由MEF 面MPQ=l ,EF ⊂ 平面MEF ,所以//EF l ,而EF ⊂平面ABCD ,l ⊂/平面ABCD , 所以,//l 面ABCD ,所以选项A 正确;由AC BD ⊥,//EF BD 得EF AC ⊥而//EF l ,所以l ⊥AC ,所以选项B 正确;连111,,MB MD O M ,则11//,O M AC 而1111,//,//AC A B AC BD BD EF A B MF ⊥⊥,所以,11,O M EF O M MF ⊥⊥,所以1O M ⊥平面MEF ,过直线l 与平面MEF 垂直的平面只能有一个,所以面MEF与面MPQ不垂直,所以选项C是正确的;EF l,M是定点,过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行,所以直线l是唯一的,故选因为//项D不正确.考点:1、直线平面的位置关系;2、直线与直线,直线与平面,平面与平面的平行与垂直的判定及性质.23.把四个半径都是1的球中的三个放在桌面上,使它两两外切,然后在它们上面放上第四个球,使它与前三个都相切,求第四个球的最高点与桌面的距离()A.B.C.D.3【答案】A【解析】由题意,四球心组成棱长为2的正四面体的四个顶点,则正四面体的高.而第四个球的最高点到第四个球的球心距离为求的半径1,且三个球心到桌面的距离都为1,故第四个球的最高点与桌面的距离为,选A.24.如图所示,四边形ABCD为正方形,QA⊥平面ABCD,PD∥QA,QA=AB=PD.则棱锥Q-ABCD的体积与棱锥P-DCQ的体积的比值是()A. 2:1B. 1:1C. 1:2D. 1:3【答案】C【解析】设AB =a.由题设知AQ 为棱锥Q -ABCD 的高,所以棱锥Q -ABCD 的体积V 1=.易证PQ ⊥面DCQ ,而PQ =,△DCQ 的面积为,所以棱锥P -DCQ 的体积V 2=.故棱锥Q -ABCD 的体积与棱锥P -DCQ 的体积的比值为1:1,选C.25.正四面体ABCD ,线段AB //平面α,E ,F 分别是线段AD 和BC 的中点,当正四面体绕以AB 为轴旋转时,则线段AB 与EF 在平面α上的射影所成角余弦值的范围是( )A . [0,22]B .[22,1]C .[21,1] D .[21,22] 【答案】B【解析】试题分析:如图,取AC 中点为G ,结合已知得GF //AB ,则线段AB 、EF 在平面α上的射影所成角等于GF 与EF 在平面α上的射影所成角,在正四面体中,AB ⊥CD ,又GE //CD ,所以GE ⊥GF,所以222GF GE EF +=,当四面体绕AB 转动时,因为GF //平面α,GE 与GF 的垂直性保持不变,显然,当CD 与平面α垂直时,GE 在平面上的射影长最短为0,此时EF 在平面α上的射影11F E 的长取得最小值21,当CD 与平面α平行时,GE 在平面上的射影长最长为21,11F E 取得最大值22,所以射影11F E 长的取值范围是 [21,22],而GF 在平面α上的射影长为定值21,所以AB 与EF 在平面α上的射影所成角余弦值的范围是[22,1].故选B 考点:1线面平行;2线面垂直。
高考数学立体几何选择题

高考数学立体几何选择题1. 题目:一个正方体的对角线长为6,求正方体的边长。
选项:A. 2 B. 3 C. 4 D. 52. 题目:一个圆柱的底面半径为3,高为4,求圆柱的侧面积。
选项:A. 12π B. 24π C. 36π D. 48π3. 题目:一个圆锥的底面半径为4,高为5,求圆锥的侧面积。
选项:A. 2π B. 4π C. 6π D. 8π4. 题目:一个长方体的长、宽、高分别为4、3、2,求长方体的对角线长度。
选项:A. 5 B. 6 C. 7 D. 85. 题目:一个球的直径为10,求球的表面积。
选项:A. 314 B. 628 C. 1256 D. 25126. 题目:一个正四面体的棱长为3,求正四面体的外接球半径。
选项:A. 1 B. 2 C. 3 D. 47. 题目:一个圆台的上下底面半径分别为3和2,高为4,求圆台的侧面积。
选项:A. 2π B. 4π C. 6π D. 8π8. 题目:一个正方体的对角线长为8,求正方体的体积。
选项:A. 64 B. 125 C. 216 D. 3439. 题目:一个圆柱的底面半径为5,高为6,求圆柱的体积。
选项:A. 9π B. 18π C. 27π D. 36π10. 题目:一个圆锥的底面半径为4,高为5,求圆锥的体积。
选项:A. π B. 2π C. 4π D. 8π11. 题目:一个长方体的长、宽、高分别为3、2、1,求长方体的体积。
选项:A. 6 B. 12 C. 18 D. 2412. 题目:一个球的直径为12,求球的体积。
选项:A. 4π B. 16π C. 64π D. 125π13. 题目:一个正四面体的棱长为4,求正四面体的体积。
选项:A. 2 B. 4 C. 8 D. 1614. 题目:一个圆台的上下底面半径分别为5和3,高为4,求圆台的体积。
选项:A. π B. 2π C. 4π D. 8π15. 题目:一个正方体的对角线长为10,求正方体的表面积。
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。
高考数学立体几何选择题

高考数学立体几何选择题1. 下列哪个图形是球体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 立方体2. 下列哪个图形是正方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 正方体3. 下列哪个图形是圆柱体?A. 圆锥体B. 球体C. 圆柱体D. 立方体4. 下列哪个图形是圆锥体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 立方体5. 下列哪个图形是立方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 立方体6. 下列哪个图形是长方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 长方体7. 下列哪个图形是正四面体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 正四面体8. 下列哪个图形是正方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 正方体9. 下列哪个图形是圆柱体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆柱体10. 下列哪个图形是圆锥体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆锥体11. 下列哪个图形是球体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体12. 下列哪个图形是圆柱体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆柱体13. 下列哪个图形是圆锥体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆锥体14. 下列哪个图形是立方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 立方体15. 下列哪个图形是长方体?A. 圆柱体C. 球体D. 长方体16. 下列哪个图形是正四面体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 正四面体17. 下列哪个图形是正方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 正方体18. 下列哪个图形是圆柱体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆柱体19. 下列哪个图形是圆锥体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆锥体20. 下列哪个图形是球体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 球体21. 下列哪个图形是圆柱体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆柱体22. 下列哪个图形是圆锥体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体23. 下列哪个图形是立方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 立方体24. 下列哪个图形是长方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 长方体25. 下列哪个图形是正四面体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 正四面体26. 下列哪个图形是正方体?A. 圆柱体C. 球体D. 正方体27. 下列哪个图形是圆柱体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆柱体28. 下列哪个图形是圆锥体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆锥体29. 下列哪个图形是球体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 球体30. 下列哪个图形是圆柱体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆柱体31. 下列哪个图形是圆锥体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆锥体32. 下列哪个图形是立方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 立方体33. 下列哪个图形是长方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 长方体34. 下列哪个图形是正四面体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 正四面体35. 下列哪个图形是正方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 正方体36. 下列哪个图形是圆柱体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆柱体37. 下列哪个图形是圆锥体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆锥体38. 下列哪个图形是球体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 球体39. 下列哪个图形是圆柱体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆柱体40. 下列哪个图形是圆锥体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆锥体41. 下列哪个图形是立方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 立方体42. 下列哪个图形是长方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 长方体43. 下列哪个图形是正四面体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 正四面体44. 下列哪个图形是正方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 正方体45. 下列哪个图形是圆柱体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆柱体46. 下列哪个图形是圆锥体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆锥体47. 下列哪个图形是球体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 球体48. 下列哪个图形是圆柱体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆柱体49. 下列哪个图形是圆锥体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 圆锥体50. 下列哪个图形是立方体?A. 圆柱体B. 圆锥体C. 球体D. 立方体。
2025届新高考一轮复习特训---立体几何初步(含解析)

2025届新高考一轮复习特训 立体几何初步一、选择题1.平行六面体1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 为正方形,11A AD A AB ∠=∠=11AA AB ==,E 为11C D 的中点,则异面直线BE 和DC 所成角的余弦值为( )2.已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2,E ,F ,G 分别是AB ,1BB ,11B C 的中点,则过这三点的截面面积是( )A.3.已知平面α,β,γ,l αβ= ,则“l γ⊥”是“αγ⊥且βγ⊥”的( )A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件4.如图,某车间生产一种圆台形零件,其下底面的直径为4cm ,上底面的直径为8cm ,高为4cm ,已知点P 是上底面圆周上不与直径AB 端点重合的一点,且AP BP =,O 为上底面圆的圆心,则OP 与平面ABC 所成的角的正切值为( )5.已知长方体的一条棱长为2,体积为16,则其外接球表面积的最小值为( )A.5πB.12πC.20πD.80π6.如图,在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中,E 为线段1DD 的中点,F 为线段1BB 的中点.直线1FC 到平面1AB E 的距离为( ).7.在三棱柱111ABC A B C -中,AB BC AC ==,侧棱1AA ⊥底面ABC ,若该三棱柱的所有顶点都在同一个球O 的表面上,且球O 的表面积的最小值为4π,则该三棱柱的侧面积为( )A.8.设A ,B ,C ,D 是同一个半径为4的球的球面上的四点,ABC △为等边三角形且其面积为D ABC -体积的最大值为( )A. C.二、多项选择题9.在ABC △中,AC BC ==2AB =,ABD △是有一个角是30°的直角三角形,若二面角D AB C --是直二面角,则DC 的长可以是( )10.如图,P 为矩形ABCD 所在平面外一点,矩形对角线的交点为O ,M 为PB 的中点,则下列结论成立的是( )A.//OM 平面PCDB.//OM 平面PDAC.//OM 平面PBAD.平面PBC11.如图,正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,动点P 在对角线1BD 上,过P 作垂直于1BD 的平面α,记平面α与正方体1111ABCD A B C D -的截面多边形(含三角形)的周长为L,面积为S ,BP x =,(x ∈,下面关于函数()L x 和()S x 的描述正确的是( )A.(S x B.()L x 在x=C.()L x 在⎛⎝上单调递增,在上单调递减;D.()S x 在⎛⎝上单调递增,在上单调递减三、填空题12.如图一个正六棱柱的茶叶盒,底面边长为10cm ,高为20cm ,则这个茶叶盒的表面积为______2cm .13.已知正三棱柱111ABC A B C-的各棱长都等于2,点E 是11A B 的中点,则异面直线AE 与1BC 所成角的余弦值为________.14.底面边长为4的正四棱锥被平行于其底面的平面所截,截去一个底面边长为2,//OM高为3的正四棱锥,所得棱台的体积为____________.四、解答题15.如图,在三棱锥A BCD -中,BCD △是边长为2的等边三角形,AB AC =,O 是BC 的中点,OA CD ⊥.(1)证明:平面ABC ⊥平面BCD .(2)若点E 是棱AC 上的一点,则从①2CE EA =,②二面角E BD C --的大小为60︒,③三棱锥A BCD -成立.16.如图,垂直于梯形ABCD 所在平面,,F 为线段PA 上一点,112ABAD CD ===,四边形为矩形.(1)若F 是PA 的中点,求证:平面DEF ;(2)求直线与平面BCP 所成角的正弦值;(3)若点F 到平面的长.17.如图,P 为圆锥的顶点,O 为圆锥底面的圆心,AC 为底面直径,ABD △为底面四O 的内接正三角形,且△PC 上,且AE =1CE =.PD 90ADC BAD ∠∠==︒PD =PDCE //AC AE(1)求证:BD AE ⊥,并求三棱锥P BDE -的体积;(2)若点M 为线段PO 上的动点,当直线DM 与平面ABE 所成角的正弦值最大时,求此时点M 到平面ABE 的距离.18.如图,在多面体ABCDEF 中,已知四边形ABCD 是菱形,AF ⊥平面ABCD .(1)证明:平面BDE ⊥平面ACF ;(2)若4AD =,6AF =,3DE =,//DE AF ,AE 与平面BDE 三棱锥F CDE -的体积.19.如图所示,已知正方形ABCD 和矩形ACEF 所在的平面互相垂直,AB =1AF =,M 是线段EF 的中点.求证:(1)//AM 平面BDE ;(2)AM ⊥平面BDF .参考答案1.答案:A解析:由题意,11π11cos 3AA AB AA AD ⋅=⋅=⨯⨯= 0AB AD ⋅= ,又DC AB = ,1111112BE AE AB AA A D D E AB AA AD AB =-=++-=+-,所以111100222BE DC AA AD AB AB ⎛⎫⋅=+-⋅=+-= ⎪⎝⎭,即有BE DC ⊥ ,故选:A.2.答案:D解析:如图所示,分别取11C D ,1DD ,AD 的中点H ,M ,N ,连接GH ,HM ,MN ,NE ,在正方体1111ABCD A B C D -中,可得//GH NE ,//HM EF ,//MN FG ,所以经过点E,F ,G 的截面为正六边形EFGHMN ,又因为正方体1111ABCDA B C D -的棱长为2,在直角BEF△中,可得EF==所以截面正六边形的面积为26=故选:D.3.答案:C解析:由于l αβ= ,所以l α⊂,l β⊂,若l γ⊥,则αγ⊥,βγ⊥,故充分性成立,若αγ⊥,βγ⊥,设m αγ= ,n βγ= ,则存在直线,a γ⊂使得a m ⊥,所以a α⊥,由于l ⊂α,故a l ⊥,同理存在直线,b γ⊂使得b n ⊥,所以b β⊥,由于l β⊂,故b l ⊥,由于a ,b 不平行,所以a ,b 是平面γ内两条相交直线,所以l γ⊥,故必要性成立,故选:C.4.答案:A解析:设O '为下底面圆的圆心,连接OO ',CO '和CO ,因为AP BP =,所以AB OP ⊥,又因为AB OO ⊥',OP OO O '= ,OP ,OO '⊂平面OO P ',所以AB ⊥平面OO P ',因为PC 是该圆台的一条母线,所以O ,O ',C ,P 四点共面,且//O C OP ',又AB ⊂平面ABC ,所以平面ABC ⊥平面POC ,又因为平面ABC 平面POC OC =,所以点P 在平面ABC 的射影在直线OC 上,则OP 与平面ABC 所成的角即为POC OCO ∠=∠',过点C 作CD OP ⊥于点D ,因为4cm OP =,2cm O C '=,所以tan tan 2OO POC OCO O C∠=''∠=='.故选:A.5.答案:C解析:设长方体的长、宽、高分别为a ,b ,2,所以长方体的体积为216V ab ==,解得:8ab =,设长方体的外接球的半径为R ,所以2R =22242420R a b ab =++≥+=,即R ≥b ==所以min R =所以其外接球表面积的最小值为24π20πS R ==.故选:C.6.答案:D解析:1//AE FC ,1FC ⊂/平面1AB E ,AE ⊂平面1AB E ,1//FC ∴平面1AB E ,因此直线1FC 到平面1AB E 的距离等于点1C 到平面1AB E 的距离,如图,以D 点为坐标原点,DA 所在的直线为x 轴,DC 所在的直线为y 轴,1DD 所在的直线为轴,建立直角坐标系.则(1,0,0)A ,1(1,1,1)B ,1(0,1,1)C ,10,0,2E ⎛⎫ ⎪⎝⎭,11,1,2F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,,,,设平面的法向量为,则,令,则设点到平面1AB E 的距离为d ,则1113n C B d n⋅==故直线1FC 到平面1ABE 故选:D.7.答案:B解析:如图:设三棱柱上,下底面中心分别为1O ,2O ,则12OO 的中点为O ,111,0,2FC ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 11,0,2AE ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ 1(0,1,1)AB =11(1,0,0)C B = 1AB E (,,)n x y z =11020n AE x z n AB y z ⎧⋅=-+=⎪⎨⎪⋅=+=⎩2z =(1,2,2)n =- 1C设球O 的半径为R ,则OA R =,设AB BC AC a ===,1AA h =,则212OO h =,223O A AB ==,则在2Rt OO A △中,222222*********R OA OO O A h a h ==+=+≥⨯=,当且仅当h =时,等号成立,所以24π4πS R =≥球4πah =,所以ah =所以该三棱柱的侧面积为3ah =故选:B.8.答案:B解析:如图,设点O 为球心,点M 为三角形ABC 的中心,E 为AC 的中点,连接OB ,DM ,且DM 过球心O ,连接BE ,且BE 过点M ,当DM ⊥平面ABC 时,三棱锥D ABC -的体积最大.2ABC S AB == △6AB =.又 点M 为三角形ABC 的中心,23BM BE ∴==,在Rt OMB △中,2OM ==,426DM OD OM ∴=+=+=,∴三棱锥D ABC -体积的最大6=9.答案:ACD 解析:如图①,当60ADB ∠=︒且90DBA ∠=︒时,二面角D AB C --是直二面角,故平面ABD ⊥平面ABC ,且平面ABD 平面ABC AB =,DB ⊂平面ABD ,故DB ⊥平面ABC ,所以DB BC ⊥,因为tan AB DB ADB ==∠==同理可得,当30ADB ∠=︒且90DBA ∠=︒时,DB ⊥平面ABC ,所以DB BC ⊥,因为tan ABDB ADB==∠==当90ADB ∠=︒且30DAB ∠=︒时,如图②,过点D 作DE AB ⊥,垂足为E ,连接CE ,因为平面ABD ⊥平面ABC ,且平面ABD 平面ABC AB =,DE ⊂平面ABD ,故DE ⊥平面ABC ,所以DE CE ⊥,此时cos DA AB DAB =∠=,sin DE DA DAB =∠=cos AE AD DAB =∠===所以DC ==当90ADB ∠=︒且60DAB ∠=︒时,同理可得,sinDE DA DAB=∠====故选:ACD.10.答案:AB解析:矩形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O ,所以点O 为BD 的中点,在△PBD 中,因为点M 是PB 的中点,所以OM 是的中位线,,平面PCD ,平面PCD ,平面PCD ,故A 正确;PD ⊂平面PDA ,平面PDA ,平面PDA ,故B 正确;因为M ∈PB ,O ∉平面PBC ,O ∉平面PAB ,所以OM 与平面PAB ,平面PBC 相交,故CD 错误;故选:AB.11.答案:AD解析:当x ⎛∈⎝时,截面为等边三角形,如图:因为BP x =,所以EF =,所以:()L x =,()2S x x =,x ⎛∈ ⎝.此时()L x ,()S x 在上单调递增,且当时截面为六边形,如图:PBD △//OM PD PD ⊂OM ⊄//OM ∴OM⊄//OM ∴⎛ ⎝()L x ≤()x ≤x ∈设AE t =,则11AE AF CG CH B N B M t======所以六边形EFGHMN 的周长为:)1t +-=为定值;做1NN ⊥平面ABCD 于1N ,1MM ⊥平面ABCD 于1M .设平面EFGHMN 与平面ABCD 所成的角为α,则易求cos α=所以11cos EFDHMN FAN M CG S S α⋅=,所以()22111122EFDHMN S t t ⎡⎤=---⎢⎥⎣⎦212t t ⎫=+-⎪⎭,在10,2t ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦上递增,在1,12t ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭上递减,111224⎫+-=⎪⎭=x =所以()S x 在上递增,在上递减.x =()x当x ∈时,易得:())L x x =,())2S x x=-此时()L x ,()S x 在上单调递减,()L x <()x <综上可知:AD 是正确的,BC 错误.故选:AD12.答案:300(4解析:由题设,一个底面的面积为21161010sin 602S =⨯⨯⨯⨯︒=,一个侧面矩形面积为22102020c 0m S =⨯=,所以茶叶盒的表面积为22126300(4c mS S +=+.故答案为:300(4解析:连结1A B ,交AE 于点M ,作1//MN BC ,交11A C 于点N ,连结EN ,异面直线AE 与1BC 所成的角为EMN ∠或其补角,因为1//A E AB ,且,所以1::1:2EM MA A M MB ==,所以113BC ==,EN ==中,222cos 2ME MN EN EMN ME MN +-∠==⋅14.答案:28=(44)6⨯⨯=(22)34⨯⨯=,所以棱台的体积为32428-=.112A E AB =13ME AE ==123A N =EMN △3(16428⨯++=.故答案为28.15.答案:(1)证明见解析(2)见解析解析:(1)证明:因为AB AC =,O 是BC 的中点,所以OA BC ⊥.又因为OA CD ⊥,BC CD C = ,,BC CD ⊂平面BCD ,所以OA ⊥平面BCD .因为OA ⊂平面ABC ,所以平面ABC ⊥平面BCD .(2)如图,连接OD .因为BCD △是边长为2的等边三角形,所以DO BC ⊥.由(1)知,OA ⊥平面BCD ,所以AO ,BC ,DO 两两互相垂直.以O 为坐标原点,分别以OB ,OD ,OA 所在直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系.设||(0)OA m m =>,则(0,0,0)O ,(0,0,)A m ,(1,0,0)B ,(1,0,0)C -,D .若选①②作为条件,证明③成立.因为2CE EA =,所以2CE EA = ,所以12,0,33m E ⎛⎫- ⎪⎝⎭.易知平面BCD 的一个法向量为(0,0,1)=n ,42,0,33m BE ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,(BD =-.设(,,)x y z =m 是平面BDE 的法向量,则0,0,BE BD ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩m m 所以420,330.m x z x ⎧-+=⎪⎨⎪-=⎩令1x =,则y =z =2m ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭.由二面角EBD C --的大小为60||60||||⋅︒===m n m n 3m =.所以三棱锥A -1232⨯=若选①③作为条件,证明②成立.因为三棱锥A -122m ⨯=3=,即(0,0,3)A .又因为2CE EA =,所以1,0,23E ⎛⎫- ⎪⎝⎭.易知平面BCD 的一个法向量为(0,0,1)=n ,4,0,23BE ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,(BD =-.设(,,)x y z =m 是平面BDE 的法向量,则0,0,BE BD ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ m m 即420,30.x z x ⎧-+=⎪⎨⎪-=⎩令1x =,则y =z =23⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭.设二面角E BD C --的大小为θ,则|||cos |||||θ⋅===m n m n BD C --的大小为60︒.若选②③作为条件,证明①成立.又(1,0,0)C -,所以(1,0,3)AC =--.设(,,)E x y z .不妨设(01)AE AC λλ=≤≤,则(,,3)(1,0,3)x y z λ-=--,所以(,0,33)E λλ--+.易知平面BCD 的一个法向量为(0,0,1)=n ,(1,0,33)BE λλ=---+ ,(BD =-.设(,,)x y z =m 是平面BDE 的法向量,则0,0,BE BD ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ m m 即(1)(33)0,0.x z x λλ--+-=⎧⎪⎨-+=⎪⎩当1λ=时,二面角E BD C --的大小为0︒,不合题意,所以01λ≤<.令1x =,则y=z =133λλ⎛⎫+= ⎪ ⎪-⎝⎭.设二面角E BD C --的大小为θ,则|||cos |||||θ⋅===m n m n 解得3λ=(舍去)或λ=所以2CE EA =.16.答案:(1)证明见解析;;解析:(1)设CP DE G = ,连接, 四边形为矩形,∴G 为中点,又F 为PA 中点,,又FG ⊂平面,AC ⊄平面,//AC ∴平面.(2)以D 为坐标原点,DA ,,DP正方向为x ,y ,z 轴,可建立如图所示空间直角坐标系,FG PDCE PC //AC FG ∴DEF DEF DEF DC则,()1,1,0B ,,(P ,()1,1,0BC ∴=-,,(1,AE =-设平面BCP 的法向量,20BC n x y CP n y ⎧⋅=-+=⎪∴⎨⋅=-+=⎪⎩,令,解得:1x=,(n = ;设直线与平面BCP 所成角为,sin cos ,AE n AE n AE n θ⋅∴===⋅则直线与平面(3)(1,0,PA =,设,[]0,1λ∈由平面的法向量(n =,点F 到平面的距离2PF n d nλ⋅===解得,13PA = 解析:(1)设AC BD F = ,连接EF ,ABD △为底面圆O 的内接正三角形,2AC ∴==,F 为BD 中点,又AF ==322CF ∴=-=312AO AF ==;()1,0,0A ()0,2,0C (0,E (0,CP =- (),,n x y z =1y =z =AE θAE (),0,PF PA λλ==BCP BCP 13λ=AE = 1=,222AE CE AC ∴+=,AE EC ∴⊥,AF AE =AEF ACE ∽△△,AFE AEC ∠∠∴=,EF AC ∴⊥,;PO ⊥ 平面ABD ,PO ⊂平面PAC ,∴平面PAC ⊥平面ABD ,平面PAC 平面ABD AC =,EF ⊂平面PAC ,EF ∴⊥平面ABD ,又BD ⊆面ABD ,EF BD ⊥,又BD AC ⊥,EF AC F = ,BD ⊥面AEC ,又AE ⊂面AEC ,所以BD AE⊥又PO ⊥平面ABD ,//EF PO ∴,PO ⊄ 平面BDE ,EF ⊂平面BDE ,//PO ∴平面BDE ;F 为BD 中点,AF BD ∴⊥,即OF BD ⊥,又EF ⊥平面ABD ,平面,,OF BD ⊂平面ABD ,EF OF ∴⊥,EF BD ⊥,EF BD F = ,,EF BD ⊂平面BDE ,OF ∴⊥平面BDE ,EF === BD ⊥,1122BDE S BD EF ∴=⋅==△又12OF AF ==//平面BDE ,11313342P BDE O BDE BDE V V S OF --∴==⋅=⨯⨯=△(2)OF CF ==F 为OC 中点,又//PO EF ,∴E 为PC 中点,2PO EF =,PO ∴=2=,以F 为坐标原点,FB ,FC ,FE正方向为x ,y ,z 轴,可建立如图所示空间直角坐标系,则30,,02A ⎛⎫-⎪⎝⎭,B ⎫⎪⎪⎭,E ⎛⎝,D ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,10,,02O ⎛⎫- ⎪⎝⎭,10,2P ⎛-⎝,3,02AB ⎫∴=⎪⎪⎭ ,30,2AE ⎛=⎝ ,(OP =,1,02DO ⎫=-⎪⎪⎭ ,3,02DA ⎫=-⎪⎪⎭ ,设()()01OMOP λλ==≤≤,12DM DO OM ⎫∴=+=-⎪⎪⎭ ;设平面ABE 的法向量(),,n x y z =,则302ABn x y ⋅=+= 则302AE n y z ⋅=+=令1y =-,解得:x =z =n =-,设直线DM 与平面ABE 所成角为θ,sin DM n DM n θ⋅∴===⋅令32t λ=+,则[]2,5t ∈,λ∴=2222222(2)1314717431(32)33t t t t t t t λλ-++-+⎛⎫∴===-+ ⎪+⎝⎭,111,52t⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,∴=即λ=22min 3131449(32)4λλ+⎤+==⎥+⎦max (sin )1θ∴==,此时12DM =- ,0,1,MA DA DM ⎛∴=-=- ⎝,∴点M 到平面ABE的距离MA n d n ⋅=== 18.答案:(1)证明见解析;(2)解析:(1)如图,设AC 与BD 交于点O .因为四边形ABCD 是菱形,所以AC BD ⊥.因为AF ⊥平面ABCD ,BD ⊂平面ABCD ,所以AF BD ⊥.因为AF AC A = ,AF AC ⊂、平面ACF ,所以BD ⊥平面ACF.又因为BD ⊂平面BDE ,所以平面BDE ⊥平面ACF .(2)因为AF ⊥平面ABCD ,//DE AF ,所以DE ⊥平面ABCD ,因为AC ⊂平面ABCD ,所以DE AC ⊥.又因为AC BD ⊥,DE BD D = ,,DE BD ⊂平面BDE ,所以AC ⊥平面BDE .连接OE ,AEO ∠即为AE 与平面BDE 所成的角,所以sin AO AEO AE ∠==因为4AD =,3DE =,所以5AE =,所以2AO =,所以24AC AO ==,所以ACD △是等边三角形.因为//DE AF ,DE ⊂平面BDE ,AF ⊄平面BDE ,所以//AF 平面BDE,所以111443332F CDE A CDE E ACD ACD V V V S DE ---===⋅=⨯⨯⨯=△19.答案:(1)见解析;(2)见解析解析:(1)建立如图所示的空间直角坐标系,设AC BD N = ,连结NE .则N ⎫⎪⎪⎭,()0,0,1E ,)A,M ⎫⎪⎪⎭.∴NE ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝=⎭,AM ⎛⎫ =⎪ ⎪⎝⎭ .∴//AM NE 且NE 与AM 不共线.∴//NE AM . NE ⊂平面BDE ,AM ⊄平面BDE ,∴//AM 平面BDE .(2)由(1)知AM ⎛⎫ =⎪⎪⎝⎭ ,)D,)F ,∴()DF = ,∴0DF AM ⋅= ,∴AM DF ⊥.同理.又,平面.AM BF ⊥DF BF F = ∴AM ⊥BDF。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
立体几何基本概念选择三十题
姓名:_________________ 正确个数:_________________
选择题(共30小题)
1.(2012•浙江)设l是直线,α,β是两个不同的平面()
A.若l∥α,l∥β,则α∥βB.若l∥α,l⊥β,则α⊥βC.若α⊥β,l⊥α,则l⊥βD
若α⊥β,l∥α,则l⊥β
.
2.(2011•浙江)若直线l不平行于平面α,且l⊄α,则()
A.α内存在直线与l异面B.α内存在与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
3.(2011•浙江)下列命题中错误的是()
A.如果平面α⊥平面β,那么平面α内一定存在直线平行于平面β
B.如果平面α不垂直于平面β,那么平面α内一定不存在直线垂直于平面β
C.如果平面α⊥平面γ,平面β⊥平面γ,α∩β=l,那么l⊥平面γ
D.如果平面α⊥平面β,那么平面α内所有直线都垂直于平面β
4.(2010•浙江)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∥m D若l∥α,m∥α,则l∥m
5.(2010•江西)如图,M是正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱DD1的中点,给出下列命题
①过M点有且只有一条直线与直线AB、B1C1都相交;
②过M点有且只有一条直线与直线AB、B1C1都垂直;
③过M点有且只有一个平面与直线AB、B1C1都相交;
④过M点有且只有一个平面与直线AB、B1C1都平行.
其中真命题是()
A.②③④B.①③④C.①②④D.①②③
6.(2008•江西)设直线m与平面α相交但不垂直,则下列说法中正确的是()
A.在平面α内有且只有一条直线与直线m垂直
B.过直线m有且只有一个平面与平面α垂直
C.与直线m垂直的直线不可能与平面α平行
D.与直线m平行的平面不可能与平面α垂直
7.(2008•湖南)设有直线m、n和平面α、β,下列四个命题中,正确的是()
A.若m∥α,n∥α,则m∥n B.若m⊂α,n⊂α,m∥β,n∥β,则α∥β
C.若α⊥β,m⊂α,则m⊥β D.若α⊥β,m⊥β,m⊄α,则m∥α
8.(2008•湖南)已知直线m、n和平面α、β满足m⊥n,m⊥α,α⊥β,则()
9.(2008•海南)已知平面α⊥平面β,α∩β=l,点A∈α,A∉l,直线AB∥l,直线AC⊥l,直线m∥α,m∥β,则下列四种位置关系中,不一定成立的是()
A.A B∥m B.A C⊥m C.A B∥βD.A C⊥β
10.(2008•安徽)已知m,n是两条不同直线,α,β,γ是三个不同平面,下列命题中正确的为()
A 若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β B.若m∥α,m∥β,则α∥βC 若m∥α,n∥α,则m∥n D 若m⊥α,n⊥α,则m∥n
11.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α∥b B.若a∥α,b∥β,α∥β,则a∥b
C.若a⊂α,b⊂β,α∥b,则α∥βD.若a⊥α,b⊥β,α⊥β,是a⊥b
12.若m,n是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,则下列命题中为真命题的是()
A.若m⊂β,α⊥β,则m⊥αB.若α∩γ=m,β∩γ=n,m∥n,则α∥β
C.若α⊥γ,α⊥β,则β∥γD.若m⊥β,m∥α,则α⊥β
13.已知两条直线m,n,两个平面α,β,给出下面四个命题:
①m∥n,m⊥α⇒n⊥α②α∥β,m⊂α,n⊂β⇒m∥n
③m∥n,m∥α⇒n∥α④α∥β,m∥n,m⊥α⇒n⊥β
其中正确命题的序号是()
A.①③B.②④C.①④D.②③
14.平面α外有两条直线m和n,如果m和n在平面α内的射影分别是m′和n′,给出下列四个命题:
①m′⊥n′⇒m⊥n;②m⊥n⇒m′⊥n′;③m′与n′相交⇒m与n相交或重合;④m′与n′平行⇒m与n平行或重合.其中不正确的命题个数是()
A.1B.2C.3D.4
15.已知m、n为两条不同的直线,α、β为两个不同的平面,则下列命题中正确的是()
A.m⊂α,n⊂α,m∥β,n∥β⇒α∥βB.α∥β,m⊂α,n⊂β,⇒m∥n
C.m⊥α,m⊥n⇒n∥αD.n∥m,n⊥α⇒m⊥α
16.对于任意的直线l与平面α,在平面α内必有直线m,使m与l()
A.平行B.相交C.垂直D.互为异面直线
17.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l1,l2与同一平面所成的角相等,则l1,l2互相平行.
④若直线l1,l2是异面直线,则与l1,l2都相交的两条直线是异面直线.
其中假命题的个数是()
18.如果四棱锥的四条侧棱都相等,就称它为“等腰四棱锥”,四条侧棱称为它的腰,以下4个命题中,假命题是()A.等腰四棱锥的腰与底面所成的角都相等
B.等腰四棱锥的侧面与底面所成的二面角都相等或互补
C.等腰四棱锥的底面四边形必存在外接圆
D.等腰四棱锥的各顶点必在同一球面上
19.对于不重合的两个平面α与β,给定下列条件:
①存在平面γ,使得α,β都平行于γ②存在平面γ,使得α,β都垂直于γ;
③α内有不共线的三点到β的距离相等;④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平行的条件有()
A.1个B.2个C.3个D.4个
20.已知m、n是两条不重合的直线,α、β、γ是三个两两不重合的平面,给出下列四个命题:
①若m⊥α,m⊥β,则α∥β;②若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β;
③若m∥α,n∥β,m∥n,则α∥β;④若m、n是异面直线,m⊥α,m∥β,n⊥β,n∥α,则α⊥β
其中真命题是()
A.①和②B.①和③C.③和④D.①和④
21.已知a、b、c是三条直线,β是平面,给出下列命题:
①若a⊥b,b⊥c,则a∥c;②若a∥b,b⊥c,则a⊥c;
③若a∥β,b⊂β,则a∥b;④若a与b异面,且a∥β,则b与β相交;
⑤若a与b异面,则至多有一条直线与a,b都垂直.其中真命题的个数是()
A.1B.2C.3D.4
22.已知直线m、n与平面α,β,给出下列三个命题:
①若m∥α,n∥α,则m∥n;②若m∥α,n⊥α,则n⊥m;③若m⊥α,m∥β,则α⊥β.
其中真命题的个数是()
A.0B.1C.2D.3
23.不同直线m,n和不同平面α,β,给出下列命题:
①,②,③,④
其中假命题有:()
A.0个B.1个C.2个D.3个
24.在下列关于直线l、m与平面α、β的命题中,真命题是()
A.若l⊂β,且α⊥β,则l⊥αB.若l⊥β,且α∥β,则l⊥α
C.若α∩β=m,且l⊥m,则l∥αD.若l⊥β,且α⊥β,则l∥α
25.(2004•湖北)如图是正方体的平面展开图.在这个正方形中,
①BM与ED平行;②CN与BE是异面直线;③CN与BM成60°角;④DM与BN垂直.
以上四个命题中,正确命题的序号是()
A.①②③B.②④C.③④D.②③④
26.设m、n是两条不同的直线,α、β、γ是三个不同的平面.给出下列四个命题,其中正确命题的序号是()①若m⊥α,n∥α,则m⊥n ②若α∥β,β∥γ,m⊥α,则m⊥γ ③若m∥α,n∥α,则m∥n ④若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β
A.①②B.②③C.③④D.①④
27.已知三条直线m、n、l,三个平面α、β、γ,下列四个命题中,正确的是()
A.B.C.D.
28.在下列条件中,可判断平面α与β平行的是()
A.α、β都垂直于平面r
B.α内存在不共线的三点到β的距离相等
C.l,m是α内两条直线,且l∥β,m∥β
D.l,m是两条异面直线,且l∥α,m∥α,l∥β,m∥β
29.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.至多与m,n中的一条相交
30.已知直线l、m,平面α、β,且l⊥a,m⊥β,给出下列四个命题;
(1)若α∥β,则l⊥m.(2)若l⊥m,则α∥β.
(3)若α⊥β,则l∥m.(4)若l∥m,则α//β.
其中正确命题的个数是()
A.1个B.2个C.3个D.4个。