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1、五、立體幾何
小題強化練,練就速度和技能,掌握高考得分點! 姓名:________ 班級:________
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選項中,只有一項是符合題目要求的)
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 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、
2、Q、R、S分別是所在棱的中點,這四點不共面的一個圖是( )
解析:通解:(利用“經過兩條平行直線,有且只有一個平面”判斷)對選項A,易判斷PR∥SQ,故點P、Q、R、S共面;對選項B,易判斷QR∥SP,故點P、Q、R、S共面;對選項C,易判斷PQ∥SR,故點P、Q、R、S共面;而選項D中的RS、PQ為異面直線,故選D.
優(yōu)解:如圖,可知選項A、B中的四點共面.對于選項C,易知可構成平行四邊形.故選D.
答案:D
3.設a、b為兩條不同的直線,α、β為兩個不同的平面,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.
3、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系不能確定,所以A錯誤;B中a與平面β的位置關系不確定,所以B錯誤;顯然C正確;D中兩條直線分別與兩個平面平行,則兩條直線的位置關系不確定,所以D錯誤,故選C.
答案:C
4.將邊長為1的正方形ABCD沿對角線AC進行翻折,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ABCD的內切球的半徑為( )
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11=,表面積S=211+2=1+,設內切球的半徑為r,則r=
4、,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=,此三棱柱的各個頂點都在同一個球面上,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,同理可得△A1B1C1的外心Q為B1C1的中點,
連接PQ,則PQ與側棱平行,∴PQ⊥平面ABC,
再取PQ的中點O,可得點O到A,B,C,A1,B1,C1的距離相等,
∴點O是三棱柱ABC-A1B1C1的外接球的球心.
∵在Rt△OPB中,BP=BC=,PO=AA1=1,
5、∴OB==2,即外接球半徑R=2,
∴三棱柱ABC-A1B1C1外接球的體積V=πR3=π23=,故選A.
答案:A
6.已知兩條不同的直線l,m和兩個不同的平面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?、廴籀痢挺拢琹⊥β,則l∥α.
其中正確命題的個數(shù)是( )
A.3 B.2 C.1 D.0
解析:若一個平面內的兩條相交直線與另一個平面平行,則這兩個平面平行,所以①錯誤;若一條直線與一個平面平行,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錯誤
6、.綜上可知,選C.
答案:C
7.已知一個四棱錐的側棱長都相等,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AB=2,高PO=2,則四棱錐的斜高PE==.
所以該四棱錐的表面積S=4+42=4(+1),體積V=222=.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、側視圖均是由三角形和半圓構成,俯視圖由圓與其內接三角形構成,根據圖中的數(shù)據可得此幾何體的體積為( )
A.+
7、 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+222=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( )
A. B.- C. D.-
解析:∵AB⊥AC,且平面PAC⊥平面ABC,
∴AB⊥平面PAC.
取AP的中點D,連接CD,DB,則CD⊥PA,又AB⊥CD,
∴CD⊥平面PAB,則∠CBD為所求線面角.
設AC=1,則CD=,AB=2,BC
8、=,
∴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,邊長為2,且∠A=60,E為AB的中點,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:因為∠A=60,E為AB的中點,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EBHDAE=(1+2)1=.
答案:A
二、填空題(本大題共5小題,每小5分,共25分.請把正確答案填在題中橫線上)
11
9、.若α、β是兩個相交平面,則在下列命題中,真命題的序號為__________.(寫出所有真命題的序號)
①若直線m⊥α,則在平面β內,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,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,不一定存在與直線m垂直的直線 ④若直線m?α,則在平面β內,一定存在與直線m垂直的直線.
解析:對于①,若直線m⊥α,若α、β互相垂直,則在平面β內,存在與直線m平行的直線,故①錯誤;對于②,若直線m⊥α,則直線m垂直于平面α內的所有直線,則在平面β內,一定存在無數(shù)條直線與直線m垂直,故②正確;對于③,若直線m?α,則在平面β內,一定存在
10、與直線m垂直的直線,故③錯誤,④正確.
答案:②④
12.已知棱長為1的正方體ABCD-A1B1C1D1中,E、F、M分別是AB、AD、AA1的中點,又P、Q分別在線段A1B1、A1D1上,且A1P=A1Q=x(0
11、,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x變化時,l是過點M且與直線EF平行的定直線,故④不成立.
答案:④
13.已知底面邊長為,各側面均為直角三角形的正三棱錐P-ABC的四個頂點都在同一球面上,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的正方體的外接球,此正方體的體對角線長為=.故外接球的直徑是,半徑是,故其表面積是4π2=3π.
答案:3π
14.已知三棱錐A-BCO,OA,OB,OC兩兩垂直且長度均為6,長為2的線段MN的
12、一個端點M在棱OA上運動,另一個端點N在△BCO內運動(含邊界),則MN的中點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,△OMN總是直角三角形,且MN=2,OP=1,故點P的軌跡是以O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-.
答案:或36-
15.正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為1,動點P,Q分別在棱BC,CC1上,過點A,P,Q的平面截該正方體所得的截面記為S,設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)
①當x=0時
13、,S為矩形,其面積的最大值為1?、诋攛=y(tǒng)=時,S為等腰梯形?、郛攛=,y=時,S為六邊形?、墚攛=,y∈時,設S與棱C1D1的交點為R,則RD1=2-.
解析:當x=0時,S為矩形,其最大面積為1=,①錯誤;
當x=y(tǒng)=時,截面如圖(1)所示,②正確;
當x=,y=時,截面如圖(2)所示,③錯誤;
當x=,y∈時,如圖(3),
延長DD1與QR,使DD1∩QR=N,連接AN交A1D1于點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為②④.
答案:②④