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- 2021-05-13 发布
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【数学文】2011届高考模拟题(课标)分类汇编:立体几何
1.(2011·朝阳期末)关于直线,及平面,,下列命题中正确的是 ( C )
(A)若,,则;
(B)若,,则;
(C)若,,则;
(D)若,,则.
A
B
C
D
A1
B1
C1
D1
E
F
2.(2011·朝阳期末)如图,正方体中,,
分别为棱,的中点,在平面
内且与平面平行的直线( A )
(A)有无数条 (B)有2条
(C)有1条 (D)不存在
3.(2011·朝阳期末)一个几何体的三视图如右图所示,其中正视图与侧视图
正视图
侧视图
俯视图
都是边长为2的正三角形,俯视图半径为1的圆,则这个
几何体的体积为 .
4.(2011·朝阳期末)(本小题满分13分)
A
B
C
A1
B1
C1
M
N
如图,已知三棱柱中,底面,,,,,分别是棱,中点.
(Ⅰ)求证:平面;
(Ⅱ)求证:平面;
(Ⅲ)求三棱锥的体积.
(Ⅰ)证明:因为三棱柱中,底面
又因为平面, 所以. ………………………………… 1分
因为,是中点,
所以. …………………………………………………… 2分
因为, ……………………………………………………… 3分
所以平面. ……………………………………………………… 4分
A
B
C
A1
B1
C1
M
N
G
(Ⅱ)证明:取的中点,连结,,
因为,分别是棱,中点,
所以,.
又因为,,
所以,.
所以四边形是平行四边形. ………………………………………… 6分
所以. …………………………………………………………… 7分
因为平面,平面, …………………………… 8分
所以平面. ……………………………………………………… 9分
(Ⅲ)由(Ⅱ)知平面. …………………………………………… 10分
所以. ………………………… 13分
A.27
B.36
C.54
D.81
正视图
俯视图
2
1.6
2
1.5
5.(2011·丰台期末)
若一个螺栓的底面是正六边形,它的正视图和俯视图如图所示,则它的体积是( C )
A.
B.
C.
D.
6.(2011·丰台期末)
(本小题共13分)
A
A1
B
C
D
B1
C1
直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=5,AC=4,BC=3,AA1=4,D是AB的中点.
(Ⅰ)求证:AC⊥B1C;
(Ⅱ)求证:AC1∥平面B1CD;
A
A1
B
C
D
B1
C1
E
证明:(Ⅰ)在△ABC中,因为 AB=5,AC=4,BC=3,
所以 AC⊥BC.
因为 直三棱柱ABC-A1B1C1,所以 C C1⊥AC.
因为 BC∩AC =C, 所以 AC⊥平面B B1C1C.
所以 AC⊥B1C. ………………………7分
(Ⅱ)连结BC1,交B1C于E.
因为 直三棱柱ABC-A1B1C1,
所以 侧面B B1C1C为矩形,且E为B1C中点.
又D是AB中点,所以 DE为△ABC1的中位线, 所以 DE// AC1.
因为 DE平面B1CD, AC1平面B1CD,
所以 AC1∥平面B1CD.
7.(2011·东莞期末) 把边长为的正方形沿对角线折起,使得平面平面,形成三棱锥的正视图与俯视图如右图所示,则侧视图的面积为( D )
A. B. C. D.
8.(2011·东莞期末)(本小题满分14分)
在三棱锥中,是边长为的正三角形,平面⊥平面,,、分别为、的中点。
(1)证明:⊥;
(2)求三棱锥的体积.
证明:(1)如图,取中点,连结,.
∵,
∴ .
又∵是正三角形,
∴.
∵ ,
∴⊥平面.
又∵平面,
∴⊥.
解:(2)∵是的中点,
∴.
∵平面⊥平面,,
∴平面.
又∵,,
∴,即点到平面的距离为1.
∵ 是的中点,
∴点到平面的距离为.
∴
9.(2011·佛山一检)若一个圆台的的正视图如图所示,则其侧面积等于( C )
第4题图
A.6 B.
C. D.
10.(2011·佛山一检)(本题满分14分)
如图,已知直四棱柱的底面是直角梯形,,,,分别是棱,上的动点,且,,.
第19题图
(Ⅰ)证明:无论点怎样运动,
四边形都为矩形;
(Ⅱ)当时,
求几何体的体积.
解:(Ⅰ)在直四棱柱中,,
∵,∴, ---------------------------------------2分
又∵平面平面,
平面平面,
平面平面,
∴,∴四边形为平行四边形,---------------------------------------4分
∵侧棱底面,又平面内,
∴,∴四边形为矩形; ---------------------------------------6分
(Ⅱ)证明:连结,∵四棱柱为直四棱柱,
∴侧棱底面,又平面内,
∴,
在中,,,则;
在中,,,则;
在直角梯形中,;
∴,即,
又∵,∴平面;
由(Ⅰ)可知,四边形为矩形,且,,
∴矩形的面积为,
∴几何体的体积为.
11.(2011·广东四校一月联考)某简单几何体的三视图如图所示,其正视图.侧视图.俯视图
侧视图
正视图
俯视图
均为直角三角形,面积分别是1,2,4,则这个几何体的体积
为 ( A )
A. B.
C.4 D.8
12.(2011·广东四校一月联考)(本小题满分12分)
在棱长为1的正方体中,分别是棱的中点.
(1)证明:平面;
(2)证明:;
(3)求三棱锥的体积.
解:(1)证明: -------2分
又平面,平面,
平面 -------4分
(2)平面,平面,
-------5分
又
, -------6分
又,平面, -------7分
平面,故 -------8分
(3)连结,由(1)得平面, -------9分
又, -------10分
-------12分
13. (2011·广州期末)一空间几何体的三视图如图2所示, 该几何体的体积为,则正视图中的值为( C )
A. B. C. D.
14.(2011·广州期末)(本小题满分14分)
如图4,在四棱锥中,平面平面,,
是等边三角形,已知,
.
(1)求证:平面;
(2)求三棱锥的体积.
(本小题主要考查空间线面关系、锥体的体积等知识, 考查数形结合、化归与转化的数学思想方法,以及空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力)
(1)证明:在中,由于,,,
∴. …… 2分
∴ .
又平面平面,平面平面,平面,
∴平面. …… 4分
(2)解:过作交于.
又平面平面, ∴平面. …… 6分
∵是边长为2的等边三角形, ∴.
由(1)知,,在中,
斜边边上的高为. …… 8分
∵,∴. …… 10分
∴. …… 14分
15.(2011·哈九中高三期末)已知三棱锥底面是边长为的等边三角形,侧棱长均为,则侧棱与底面所成角的余弦值为 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】由于是三棱锥,故顶点在底面上的射影是底面正三角形的中心,底面的一个顶点到这个中心的距离是,侧棱与底面所成角的余弦值就是这个数值除以侧棱长。
【解析】根据分析,所求的余弦值是。
【考点】空间点、线、面位置关系。
【点评】正三棱锥的底面边长为,侧棱长为时,三棱锥的高是,侧棱与底面所成角的余弦值是等。
16.(2011·哈九中高三期末)(12分)如图,三棱柱中,侧棱平面,为等腰直角三角形,,且,分别是的中点。
(1)求证:平面;
(2)求证:平面;
(3)设,求三棱锥的体积。
【分析】(1)根据中点寻找平行线即可;(2)易证,在根据勾股定理的逆定理证明;(3)由于点是线段的中点,故点到平面的距离是点到平面距离的,求出高按照三棱锥的体积公式计算即可。
【解析】(1)取中点,连接
平行四边形,平面,平面,平面。 (4分)
(2)等腰直角三角形中为斜边的中点,
又直三棱柱,面面,
面,
设
又面。 (8分)
(3)由于点是线段的中点,故点到平面的距离是点到平面距离的。,所以三棱锥的高为;在中,
,所以三棱锥的底面面积为,故三棱锥的体积为。(12分)
【考点】空间点、线、面位置关系。
【点评】立体几何中的中点与中点之间可以产生平行线,当问题涉及到中点时可以通过再找其中的中点作出辅助线;垂直关系的证明,关键是线线垂直的证明,基本方法是通过线面垂直证明线线垂直、计算证明线线垂直;在计算三棱锥体积时,一个技巧是更换顶点便于求出其高、一个是借助于顶点与其它点的关系求出其高度。
17.(2011·哈九中高三期末)(12分)已知抛物线,其焦点到准线的距离为。,
(1)试求抛物线的方程;
(2)设抛物线上一点的横坐标为,过的直线交于另一点,交轴于,过点作的垂线交于另一点,若是的切线,求的最小值.
【分析】(1)根据抛物线的准线方程确定值即可;(2)由于是抛物线上的点,可以使用点参数表示各个点的坐标,可以设,求出过点的抛物线的切线方程,即可用表示点的坐标,再根据三点共线即可把用表达,最后根据即可建立之间的一个方程,从而是变量表示,通过函数的方法求出的取值范围。
【解析】(1)。 (3分)
(2)设,则直线的方程为 (4分)
令,得,(5分)
,且两直线斜率存在,,即,(8分)
整理得,又在直线上,
则与共线,得 (10分)
由(1)、(2)得,,或(舍)
所求的最小值为。(12分)
【考点】圆锥曲线与方程、直线与方程、不等式、导数及其应用。
【点评】本题综合解析几何中的各种知识、不等式的知识、导数的几何意义等,是一道在知识网络交汇处命题的试题。本题的第二问各种位置关系错综复杂,在解题中抓住主要问题“是抛物线的切线,以及是直线与轴的交点”,这样就可以用的横坐标表示的横坐标,这是解决问题的关键所在。
D
18.(2011·湖北重点中学二联)有一正方体,六个面上分别写有数字1、2、3、4、5、6,有三个人从不同的角度观察的结果如图所示,如果记3的对面的数字为m,4的对面的数字为n,那么m+n的值为( C )
A.3 B.7 C.8 D.11
19.(2011·湖北重点中学二联)若地球半径为R,地面上两点A、B在东半球上,纬度均为北伟,又A、B两点的经度差为,则A、B两点的球面距离为 。
20.(2011·湖北重点中学二联)(12分)
如图,平面ABEF平面ABCD,四边形ABEF与ABCD都是直角梯形,
(I)证明:C,D,F,E四点共面;
(II)设AB=BC=BE,求二面角A—ED—B的大小。
解:法1:(Ⅰ)解:延长交的延长线于点,由
得
……2分
延长交的延长线于同理可得
故,即与重合……4分
因此直线相交于点,即四点共面。……6分
(Ⅱ)证明:设,则,
取中点,则,
又由已知得,平面
故,与平面内两相交直线都垂直。
所以平面,作,垂足为,连结
由三垂线定理知为二面角的平面角。……9分
故
所以二面角的大小……12分
法2:向量法(略)
21、(2011·淮南一模)下列几何体各自的三视图中,有且仅有两个视图相同的是
A.①② B.①③ C.①④ D.②④
D【解析】①的三个视图都相同,排除A,B,C.
22、(2011·淮南一模)给出命题:
(1)在空间里,垂直于同一平面的两个平面平行;
(2)设是不同的直线,是一个平面,若,∥,则;
(3)已知表示两个不同平面,为平面内的一条直线,则“”是“”的充要条件;
(4)是两条异面直线,为空间一点, 过总可以作一个平面与之一垂直,与另一个平行。
其中正确命题个数是
A.0 B.1 C.2 D.3
B【解析】(1)错;(2)正确;(3)“”是“”的必要条件,命题错误;(4)当异面直线垂直时可以作出满足要求的平面,命题错误.
23、(2011·淮南一模)(本小题12分)如图是以正方形为底面的正四棱柱被一平面所截得的几何体,四边形为截面,且,,,
(Ⅰ)证明:截面四边形是菱形;
(Ⅱ)求几何体的体积.
【解】(Ⅰ)证明:因为平面∥平面,且平面分别交平面、平面于直线、,所以∥.
同理,∥.
因此,四边形为平行四边形. ……(1)
因为,而为在底面上的射影,所以.
因为,所以∥.
因此,. ……(2)
由(1)、(2)可知:四边形是菱形;…………………6分
(Ⅱ)连结、、、,则
,,且几何体是以正方形为底面的正四棱柱的一部分,
该几何体的体积为,
同理,得
所以,,
即几何体的体积为2. …………………12分
24.(2011·锦州期末)连结球面上两点的线段称为球的弦.半径为4的球的两条弦的长度分别等于2、4,分别为的中点,每条弦的两端都在球面上运动,有下列四个命题:
①弦可能相交于点,
②弦可能相交于点,
③的最大值为5
④的最小值为l.
其中真命题的个数为 ( C )
(A)1个 (B)2个 (C)3个 (D)4个
25.(2011·锦州期末)(本小题12分)
在三棱锥中,和是边长为
的等边三角形,,是中点.
(Ⅰ)在棱上求一点,使得∥平面;
(Ⅱ)求证:平面⊥平面.
。解: (Ⅰ)当为棱中点时,∥平面.
证明如下:
分别为中点,
∥
又平面,平面
∥平面. --------------------6分
(Ⅱ)连结,
,为中点,,
⊥,.
同理, ⊥,.
又,
,
.
⊥.
⊥,⊥,,
⊥平面.
平面
平面⊥平面. --------------------12分
学*科*网]
26.(2011·九江七校二月联考)四棱锥的顶点P在底面ABCD中的投影恰好是A,
其三视图如图所示,则四棱锥的表面积为( D )
A. a2 B. 2a2 C. a2 D. (2+)a2
27. (2011·九江七校二月联考)本小题满分12分)如图所示,四棱锥中,底面为正方形,平面,,,,分别为、、的中点.
(1)求证:;;
(2)求三棱锥的体积.
解:(1)如图,取AD的中点H,连接GH,FH
E,F分别为PC,PD的中点 EF∥CD………2分
G,H分别是BC,AD的中点,GH∥CD
EF∥CD E,F,H,G四点共面……………..3分
E,H分别为DP,DA的中点 PA∥FH……4分
PA∥面EFG…………6分
(2) GC⊥面PCD, 三棱锥以GC为高,△PEF为底。…………8分
PE=PD=1 EF=CD=1
S△PEF=EF×PF=……………………………………………10分
GC=BC=1
VP-EFG= VG-PEF=…………………………………………12分
28.(2011·日照一调)设、是两个不同的平面,为两条不同的直线,命题p:若,,,则;命题q:,,,则. 则下列命题为真命题的是 ( C )
(A)p或q (B)p且q (C)┐p或q (D)p且┐q
29.(2011·日照一调)右图是某几何体的三视图,其中主视图是腰
长为2的等腰三角形,俯视图是半径为1的半圆,
俯视图
主视图
左视图
则该几何体的体积是 .
30.(2011·日照一调)(本小题满分12分)
如图,在四棱锥中,底面是矩形, 平面,且,点是棱的中点,点在棱上移动.
(Ⅰ)当点为的中点时,试判断直线与平面的关系,并说明理由;
P
A
B
C
D
F
E
(Ⅱ)求证:.
解:(Ⅰ)当点为CD的中点时,平面PAC. ……………2分
理由如下:
点分别为,的中点,. ……………3分
,,
平面PAC. ………………4分
(Ⅱ), ,
.
又是矩形,,
,.
, . …………………8分
,点是的中点, . …………10分
又, . ………………11分
. ………………12分
31、(2011·三明三校一月联考)设、是两个不同的平面,、是平面内的两条不同直线,是平面内的两条相交直线,则的一个充分而不必要条件是( D )
A. B.
C. D.
32、(2011·三明三校一月联考)(本小题满分12分)如图,已知矩形中,,将矩形沿对角线把折起,使移到点,且在平面上的射影恰好在上。
(1)求证:
(2)求证:平面 ;
(3)求三棱锥的体积。
证明:(1)∵在平面上的射影在上
∴ ,又 ∴………………..2分
又 ,
∴,又
∴………………………………………………………………………….4分
(2)∵矩形 ∴………………………………………………5分
由(1)知 ……………………………………………………………….6分
又
∴ 又
∴ 平面………………………………………………………..8分
(3)∵
∴ …………………………………………………………………….10分
∵ ∴
∴ ………………………………………12分
33、(2011·上海长宁期末)(本题满分12分,第(1)小题6分,第(2)小题6分)
若四棱锥的底面是边长为2的正方形,⊥底面(如图),
且.
(1)求异面直线与所成角的大小;
A
B
C
D
P
(2)求四棱锥的体积.
解:(1),的大小即为异面直线与所成角的大小。
…………………………………………………. 2分
,,由,,
…………………………………………………. 4分
,故异面直线与所成角的大小为。
…………………………………………………. 6分
(2),。
…………………………………………………. 12分
34. (2011·上海普陀区期末)已知一个球的半径为,一个平面截该球所得小圆的半径为,该小圆圆心到球心的距离为,则关于的函数解析式为 ,; .
35. (2011·上海普陀区期末)在正方体的顶点中任意选择4个顶点,对于由这4个顶点构成的四面体的以下判断中,所有正确的结论是 ①②③ (写出所有正确结论的编号)
① 能构成每个面都是等边三角形的四面体;
② 能构成每个面都是直角三角形的四面体;
③ 能构成三个面为全等的等腰直角三角形,一个面为等边三角形的四面体.
36. (2011·上海普陀区期末)如图,直角三角形的直角顶点是空间坐标系的原点,点在轴正半轴上,;点在轴正半轴上,.我们称绕轴逆时针旋转后得到的旋转体为四分之一圆锥体. 以下关于此四分之一圆锥体的三视图的表述错误的是 ( C )
A. 该四分之一圆锥体主视图和左视图的图形是全等的直角三角形;
B. 该四分之一圆锥体俯视图的图形是一个圆心角为的扇形;
C. 该四分之一圆锥体主视图、左视图和俯视图的图形都是扇形;
D. 该四分之一圆锥体主视图的图形面积大于俯视图的图形面积.
37. (2011·上海普陀区期末)(本题满分10分)
如图,平面,是边长为2的正方形,. 求异面直线与所成角的大小.
解:如图,延长DA至E,CB至F,使得DA=AE,CB=BF. 联结AF,PF,EF,DF. 因为ABCD是正方形,所以AD//BF,且AD=BF,所以AF//BD. 故(或其补角)的大小即为异面直线与所成角的大小.
又正方形边长为2,PD=1,故,,.
所以,.
于是,,
所以异面直线与所成角的大小为.
38,。(2011·泰安高三期末)设m、n表示不同直线,、表示不同平面,下列命题中正确的是( D )
A. 若m,m n,则n
B. 若m,n,m,n,则
C. 若,m,mn,则n
D. 若, m,nm,n,则n
39. (2011·泰安高三期末)右图是某四棱锥的三视图,则该几何体的表面积为 34 +6 .
40..(2011·泰安高三期末)(本小题满分12分)
如图,平面ABCD⊥平面PAD,△APD是直角三角形,
∠APD=90°四边形ABCD是直角梯形,其中BCAD,
∠BAD=90°,AD=2 BC,且BC=PD,O是AD的中点,E,F是PC,OD的中点.
(Ⅰ)求证:EF平面PBO;
(Ⅱ)证明:PF⊥平面ABCD.
解:(Ⅰ)取BP中点G,连EG,由E为PC中点
故EG又F为OD中点
∴OF=
∴EFOF,故四边形OFEG为平行四边形…………(3分)
∴EF∥GO 则EF∥面PBO…………………………(5分)
(Ⅱ) ∵四边形ABCD是直角梯形,∠BAD=90°
∴AB⊥AD
又平面ABCD⊥平面PAD
∴AB⊥平面PAD
又PF平面PAD
∴AB⊥PF…………分)
在Rt△APD中,O为AE的中点,BC=PD,AD=2BC
∴PO=OD=PD
即△OPD为正三角形
又F为OD的中点
∴PF⊥OD…………………………………………………………………………………(11分)
∴PF⊥平面ABCD…………………………………………………………………………(12
41、(2011·温州十校期末联考)若m、n为两条不同的直线,、为两个不同的平面,则以下命题正确的是( B )
(A)若则 (B)若则
(C) 若则 (D)若,则
20、(2011·温州十校期末联考)(本题满分14分)如图,AC为圆O的直径,AP⊥圆O,
PA=AB=BC.
(1)证明:面面;
(2)若M、N分别为线段PB、PC的中点,试求
直线PC与平面AMN所成角的正弦值.
(1)由题意,面,,又,面
又面,面面———6分
(2)
,
即为
所求角或其补角————————10分
设,则
,即所求角的正弦值为.———14分
42、(2011·温州十校期末联考)已知四棱锥的三视图如下图所示,则四棱锥的体积为 .
43.(2011·烟台一月调研)已知直线 平面,且,给出下列四个命题
①若∥,则 ②若,则∥
③若,则∥ ④若∥,则
其中正确命题的序号是( C )
A.①② B.①③ C. ①④ D.②④
44. (2011·烟台一月调研)右图是一个几何体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的表面积是
_____12______________.
45. (2011·烟台一月调研)(本小题满分12分)
如图,矩形中,平面,为上的点,且平面.
(1)求证:平面;
(2)求证:∥平面.
解:(1)证明:平面,∥
平面,则………………………………………………………………2分
又平面,则
平面………………………………………………………………………………5分
(2)证明:依题意可知:是中点……………………………………………………6分
平面,则,
而是中点,
在△中,∥
又∥………………………………………………………
46.(2011·中山期末)已知某几何体的俯视图是如图所示的边长为的正方形,主视图与左视图是边长为的正三角形,则其全面积是 ( B )
A.8 B.12 C. D.