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1、
1
2、 1
五、立體幾何
小題強(qiáng)化練,練就速度和技能,掌握高考得分點(diǎn)! 姓名:________ 班級(jí):________
一、選擇題(本大題共10小題,每小5分,共50分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.已知a,b是兩條不同的直線,且b?平面α,則“a⊥b”是“a⊥α”的( )
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充要條件
3、 D.既不充分也不必要條件
解析:若a⊥b,則a不一定垂直于α,故充分性不成立;若a⊥α,則a⊥b一定成立,故必要性成立,所以“a⊥b”是“a⊥α”的必要不充分條件,選B.
答案:B
2.下列正方體或四面體中,P、Q、R、S分別是所在棱的中點(diǎn),這四點(diǎn)不共面的一個(gè)圖是( )
解析:通解:(利用“經(jīng)過兩條平行直線,有且只有一個(gè)平面”判斷)對(duì)選項(xiàng)A,易判斷PR∥SQ,故點(diǎn)P、Q、R、S共面;對(duì)選項(xiàng)B,易判斷QR∥SP,故點(diǎn)P、Q、R、S共面;對(duì)選項(xiàng)C,易判斷PQ∥SR,故點(diǎn)P、Q、R、S共面;而選項(xiàng)D中的RS、PQ為異面直線,故選D.
優(yōu)解:如圖,可知選項(xiàng)A、B中的四點(diǎn)共面.對(duì)于選
4、項(xiàng)C,易知可構(gòu)成平行四邊形.故選D.
答案:D
3.設(shè)a、b為兩條不同的直線,α、β為兩個(gè)不同的平面,則下列命題中正確的是( )
A.若a、b與α所成的角相等,則a∥b
B.若α⊥β,a∥α,則a⊥β
C.若a⊥α,α∥β,則a⊥β
D.若a∥α,b∥β,則a∥b
解析:A中兩條直線的位置關(guān)系不能確定,所以A錯(cuò)誤;B中a與平面β的位置關(guān)系不確定,所以B錯(cuò)誤;顯然C正確;D中兩條直線分別與兩個(gè)平面平行,則兩條直線的位置關(guān)系不確定,所以D錯(cuò)誤,故選C.
答案:C
4.將邊長(zhǎng)為1的正方形ABCD沿對(duì)角線AC進(jìn)行翻折,使翻折后兩部分所在的平面互相垂直,則翻折后形成的空間四面體A
5、BCD的內(nèi)切球的半徑為( )
A.- B.-1
C.1- D.1
解析:由題意可知翻折后形成的空間四面體ABCD的體積為××1×1×=,表面積S=2××1×1+2×=1+,設(shè)內(nèi)切球的半徑為r,則r=,解得r=-,故選A.
答案:A
5.已知在三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥平面ABC,AA1=2,BC=2,∠BAC=,此三棱柱的各個(gè)頂點(diǎn)都在同一個(gè)球面上,則球的體積為( )
A. B.16π C. D.
解析:如圖所示,∵在△ABC中,∠BAC=,
∴△ABC的外心P為BC的中點(diǎn),同理可得△A1B1C1的外心Q為B1C1的中點(diǎn),
6、
連接PQ,則PQ與側(cè)棱平行,∴PQ⊥平面ABC,
再取PQ的中點(diǎn)O,可得點(diǎn)O到A,B,C,A1,B1,C1的距離相等,
∴點(diǎn)O是三棱柱ABC-A1B1C1的外接球的球心.
∵在Rt△OPB中,BP=BC=,PO=AA1=1,
∴OB==2,即外接球半徑R=2,
∴三棱柱ABC-A1B1C1外接球的體積V=πR3=π×23=,故選A.
答案:A
6.已知兩條不同的直線l,m和兩個(gè)不同的平面α,β,有如下命題:
①若l?α,m?α,l∥β,m∥β,則α∥β?、谌鬺?α,l∥β,α∩β=m,則l∥m?、廴籀痢挺?,l⊥β,則l∥α.
其中正確命題的個(gè)數(shù)是( )
A.3 B.
7、2 C.1 D.0
解析:若一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交直線與另一個(gè)平面平行,則這兩個(gè)平面平行,所以①錯(cuò)誤;若一條直線與一個(gè)平面平行,則過這條直線的任一平面與此平面的交線與該直線平行,所以②正確;若α⊥β,l⊥β,則l∥α或l?α,所以③錯(cuò)誤.綜上可知,選C.
答案:C
7.已知一個(gè)四棱錐的側(cè)棱長(zhǎng)都相等,底面是正方形,其正視圖如圖所示,則該四棱錐的表面積和體積分別是( )
A.4,8 B.4,
C.4(+1), D.8,8
解析:由題知該四棱錐為正四棱錐,如圖,由該四棱錐的正視圖可知,四棱錐的底面邊長(zhǎng)AB=2,高PO=2,則四棱錐的斜高PE==.
所以該四棱錐的
8、表面積S=4+4××2×=4(+1),體積V=×2×2×2=.故選C.
答案:C
8.已知某幾何體的三視圖如圖所示,其中正視圖、側(cè)視圖均是由三角形和半圓構(gòu)成,俯視圖由圓與其內(nèi)接三角形構(gòu)成,根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)可得此幾何體的體積為( )
A.+ B.+
C.+2 D.+2
解析:由三視圖可知,該幾何體下面是半徑為的半球,上面是一個(gè)底面是腰為2的等腰直角三角形、高是2的三棱錐,其體積V=×π×()3+××2×2×2=π+,故選A.
答案:A
9.
如圖,平面PAC⊥平面ABC,△PAC是正三角形,∠CAB=90°,AB=2AC.則直線BC與平面PAB所成角的正弦值為(
9、 )
A. B.- C. D.-
解析:∵AB⊥AC,且平面PAC⊥平面ABC,
∴AB⊥平面PAC.
取AP的中點(diǎn)D,連接CD,DB,則CD⊥PA,又AB⊥CD,
∴CD⊥平面PAB,則∠CBD為所求線面角.
設(shè)AC=1,則CD=,AB=2,BC=,
∴sin∠CBD==,即直線BC與平面PAB所成角的正弦值為.
答案:C
10.如圖,已知四邊形ABCD為菱形,邊長(zhǎng)為2,且∠A=60°,E為AB的中點(diǎn),現(xiàn)將四邊形EBCD沿DE折起至EBHD,使得平面EBHD⊥平面ADE,則四棱錐A-EBHD的體積為( )
A. B. C. D.2
解析:因?yàn)椤螦=
10、60°,E為AB的中點(diǎn),所以DE⊥AB,故翻折之后AE⊥DE,又平面EBHD⊥平面ADE,因此AE⊥平面EBHD,故VA-EBHD=×S四邊形EBHD×AE=×(1+2)×××1=.
答案:A
二、填空題(本大題共5小題,每小5分,共25分.請(qǐng)把正確答案填在題中橫線上)
11.若α、β是兩個(gè)相交平面,則在下列命題中,真命題的序號(hào)為__________.(寫出所有真命題的序號(hào))
①若直線m⊥α,則在平面β內(nèi),一定不存在與直線m平行的直線?、谌糁本€m⊥α,則在平面β內(nèi),一定存在無數(shù)條直線與直線m垂直?、廴糁本€m?α,則在平面β內(nèi),不一定存在與直線m垂直的直線?、苋糁本€m?α,則在平面β內(nèi),
11、一定存在與直線m垂直的直線.
解析:對(duì)于①,若直線m⊥α,若α、β互相垂直,則在平面β內(nèi),存在與直線m平行的直線,故①錯(cuò)誤;對(duì)于②,若直線m⊥α,則直線m垂直于平面α內(nèi)的所有直線,則在平面β內(nèi),一定存在無數(shù)條直線與直線m垂直,故②正確;對(duì)于③,若直線m?α,則在平面β內(nèi),一定存在與直線m垂直的直線,故③錯(cuò)誤,④正確.
答案:②④
12.已知棱長(zhǎng)為1的正方體ABCD-A1B1C1D1中,E、F、M分別是AB、AD、AA1的中點(diǎn),又P、Q分別在線段A1B1、A1D1上,且A1P=A1Q=x(0
12、線l與平面BCC1B1不垂直 ④當(dāng)x變化時(shí),l不是定直線.
其中不成立的結(jié)論是__________.(寫出所有不成立結(jié)論的序號(hào))
解析:連接BD,B1D1,∵A1P=A1Q=x,
∴PQ∥B1D1∥BD∥EF,易證PQ∥平面MEF,
又平面MEF∩平面MPQ=l,∴PQ∥l,l∥EF,
∴l(xiāng)∥平面ABCD,故①成立;
又EF⊥AC,∴l(xiāng)⊥AC,故②成立;
∵l∥EF∥BD,∴易知直線l與平面BCC1B1不垂直,故③成立;
當(dāng)x變化時(shí),l是過點(diǎn)M且與直線EF平行的定直線,故④不成立.
答案:④
13.已知底面邊長(zhǎng)為,各側(cè)面均為直角三角形的正三棱錐P-ABC的四個(gè)頂點(diǎn)都在同一球
13、面上,則此球的表面積為________.
解析:由題意知此正三棱錐的外接球即是相應(yīng)的正方體的外接球,此正方體的體對(duì)角線長(zhǎng)為=.故外接球的直徑是,半徑是,故其表面積是4π×2=3π.
答案:3π
14.已知三棱錐A-BCO,OA,OB,OC兩兩垂直且長(zhǎng)度均為6,長(zhǎng)為2的線段MN的一個(gè)端點(diǎn)M在棱OA上運(yùn)動(dòng),另一個(gè)端點(diǎn)N在△BCO內(nèi)運(yùn)動(dòng)(含邊界),則MN的中點(diǎn)P的軌跡與三棱錐的面所圍成的幾何體的體積為__________.
解析:連接OP,無論M,N如何移動(dòng),△OMN總是直角三角形,且MN=2,OP=1,故點(diǎn)P的軌跡是以O(shè)為球心的球面的,故與三棱錐的面圍成的幾何體的體積為π×=或36-.
14、
答案:或36-
15.正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長(zhǎng)為1,動(dòng)點(diǎn)P,Q分別在棱BC,CC1上,過點(diǎn)A,P,Q的平面截該正方體所得的截面記為S,設(shè)BP=x,CQ=y(tǒng),其中x,y∈[0,1],則下列命題正確的是__________.(寫出所有正確命題的序號(hào))
①當(dāng)x=0時(shí),S為矩形,其面積的最大值為1?、诋?dāng)x=y(tǒng)=時(shí),S為等腰梯形?、郛?dāng)x=,y=時(shí),S為六邊形?、墚?dāng)x=,y∈時(shí),設(shè)S與棱C1D1的交點(diǎn)為R,則RD1=2-.
解析:當(dāng)x=0時(shí),S為矩形,其最大面積為1×=,①錯(cuò)誤;
當(dāng)x=y(tǒng)=時(shí),截面如圖(1)所示,②正確;
當(dāng)x=,y=時(shí),截面如圖(2)所示,③錯(cuò)誤;
當(dāng)x=,y∈時(shí),如圖(3),
延長(zhǎng)DD1與QR,使DD1∩QR=N,連接AN交A1D1于點(diǎn)T,連接TR,
可得AN∥PQ,△PCQ∽△ADN,==,
故DN=2y,D1N=2y-1.
由△NRD1∽△QRC1,可得==,
可得RD1=2-,④正確.
綜上可知正確命題的序號(hào)為②④.
答案:②④