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- 2021-05-14 发布
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天津工业大学附中2019届高考数学一轮复习单元精品训练:空间几何体
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分150分.考试时间120分钟.
第Ⅰ卷(选择题 共60分)
一、选择题 (本大题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.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( )
【答案】D
2.如图是某一几何体的三视图,则这个几何体的体积为( )
A.4 B.8 C.16 D.20[来源:Zxxk.Com]
【答案】A
3.若△ABC中,∠C=90°,A(1,2,-3k),B(-2,1,0),C(4,0,-2k),则k的值为( )
A. B.-
C.2 D.±
【答案】D
4.在下列四个正方体中,能得出异面直线AB⊥CD的是( )
【答案】A
5.8、△ABC的边BC在平面 α内, A不在平面 α内, △ABC与α所成的角为θ(锐角), AA'⊥α,则下列结论中成立的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
6.已知空间四边形ABCD,M、G分别是BC、CD的中点,连结AM、AG、MG,则+等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
7.空间有9个点,其中任四点不共面,在这9个点间连接若干条线段,构成三角形个。若图中不存在四面体,则的最大值是( )
A. 7 B. 9 C. 20 D. 不少于27
【答案】D
8.在空间直角坐标系中点P(1,3,-5)关于对称的点的坐标是( )
A.(-1,3,-5) B.(1,-3,5)
C.(1,3,5) D.(-1,-3,5)
【答案】C
9.下面列举的图形一定是平面图形的是( )
A.有一个角是直角的四边形 B.有两个角是直角的四边形
C.有三个角是直角的四边形 D.有四个角是直角的四边形
【答案】D
10.将棱长为a的正四面体和棱长为a的正八面体的一个面重合,得到的新多面体的面数是( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【答案】A
11.用一个平面截去正方体一角,则截面是( )
A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.正三角形
【答案】A
12.一圆锥侧面展开图为半圆,平面与圆锥的轴成角,则平面与该圆锥侧面相交的交线为( )
A. 圆 B. 抛物线 C. 双曲线 D. 椭圆
【答案】D
第Ⅱ卷(非选择题 共90分)
二、填空题 (本大题共4个小题,每小题5分,共20分,把正确答案填在题中横线上)
13.在四面体O——ABC中,,D为BC的中点,E为AD的中点,则= (用表示)
【答案】
14.已知, , . 若将坐标平面沿x轴折成直二面角, 则折后的余弦值为
【答案】,
15.如图是一个空间几何体的主视图、侧视图、俯视图,如果主视图、侧视图所对应的三角形皆为边长为2的正三角形,俯视图对应的四边形为正方形,那么这个几何体的体积为 .
【答案】
16.已知四棱锥P-ABCD的三视图如图所示,则四棱锥P-ABCD的体积为____________
【答案】
三、解答题 (本大题共6个小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.我们将侧棱和底面边统称为棱,则三棱锥有4个面,6条棱,4个顶点,如果面数记作,棱数记作,顶点数记作,那么,,之间有什么关系?再用三棱柱,四棱台检验你得到的关系式,你知道这是个什么公式?
【答案】这个是欧拉式.
18.如图,在四棱锥P一ABCD中,底面ABCD是矩形,PA ⊥平面 ABCD,PA=AD =AB.点M为线段PD的中点.
(I)证明:平面ABM⊥平面PCD;
(II)求BM与平面PCD所成的角.
【答案】 (Ⅰ)∵平面,.
底面是矩形,.
平面.
平面,
又,点M为线段PD的中点,
平面.[来源:1ZXXK]
又平面,
∴平面⊥平面.
(Ⅱ),平面.
∴点B到平面PCD的距离与点A到平面PCD的距离相等.
由(Ⅰ)知,,
平面,即点到平面的距离为.
设,则.
点B到平面PCD的距离为.
在中,求得.
设BM与平面PCD所成的角为,
则.
所以BM与平面PCD所成的角为.
19.如图,圆柱轴截面ABCD是正方形,E是底面圆周上不同于A、B的一点,AF⊥DE于F。
(1)求证:AF⊥BD
(2)若圆柱的体积是三棱锥D-ABE的体积的倍,
求直线DE与平面ABCD所成角的正切值。
【答案】(1)∵ ∴
∵为底面圆的直径 ∴
∵ ∴[来源:学&科&网Z&X&X&K]
(2)过E在底面上作于,连结
于是为直线与平面所成的角
设圆柱的底面半径为,则其母线为
由 即
得
即为底面圆心
又
20.如图,在空间中的直角三角形ABC与直角梯形EFGD中,平面ABC//平面DEFG,AD⊥平面DEFG,AC∥DG.且AB=AD=DE=DG=2,AC=EF=1.
(Ⅰ)求证:四点B、C、F、G共面;
(Ⅱ)求平面ADGC与平面BCGF所组成的二面角余弦值;
(Ⅲ) 求多面体ABC-DEFG的体积.
【答案】由 AD⊥面DEFG和直角梯形EFGD可知,AD、DE、DG两两垂直,建立如图的坐标系,则A(0,0,2),B(2,0,2),C(0,1,2),E(2,0,0),G(0,2,0),F(2,1,0)
(1)
∴,即四边形BCGF是平行四边形.
故四点B、C、F、G共面.
(2),
设平面BCGF的法向量为,
则,
令,则,
而平面ADGC的法向量
故面ADGC与面BCGF所组成的二面角余弦值为.
(3)设DG的中点为M,连接AM、FM,则=
解法二 (1)设DG的中点为M,连接AM、FM,则由已知条件易证四边形DEFM是
平行四边形,所以MF//DE,且MF=DE
又∵AB//DE,且AB=DE ∴MF//AB,且MF=AB
∴四边形ABMF是平行四边形,即BF//AM,且BF=AM
又∵M为DG的中点,DG=2,AC=1,面ABC//面DEFG
∴AC//MG,且AC=MG,即四边形ACGM是平行四边形
∴GC//AM,且GC=AM
故GC//BF,且GC=BF,
即四点B、C、F、G共面4分
(2)∵四边形EFGD是直角梯形,AD⊥面DEFG
∴DE⊥DG,DE⊥AD,即DE⊥面ADGC ,
∵MF//DE,且MF=DE , ∴MF⊥面ADGC
在平面ADGC中,过M作MN⊥GC,垂足为N,连接NF,则
显然∠MNF是所求二面角的平面角.
∵在四边形ADGC中,AD⊥AC,AD⊥DG,AC=DM=MG=1
∴ , ∴MN=
在直角三角形MNF中,MF=2,MN
故面ADGC与面BCGF所组成的二面角余弦值为
(3)==[来源:学#科#网Z#X#X#K]
21.在四棱锥P—ABCD中,已知PA垂直于菱形ABCD所在平面,M是CD的中点,,AB=PA=2a,AE⊥PD于PD上一点E。
(1)求证:ME∥平面PBC;
(2)当二面角M—PD—A的正切值为时,求AE与PO所成角。
【答案】(1) 又PA=AD=2a,AE⊥PD
为PD的中线, 又M为CD的中点
AE∥PC 故ME∥平面PBC
(2)过M作MH⊥AD于H,
PA⊥平面ABCD
过H作HN⊥PD于N,连MN则MN在[来源:学_科_网Z_X_X_K]
平面PAD内的射影为HN 故HN⊥PD
故
设,则MH=
在Rt△ABC中NH=MH
在Rt△HND中
即 故
取OD的中点G,连AG,EC 故EG∥PO且EG=OP
为异面直线AE与OP所成角
故AE与OP所成的角为
22.已知A(1 , -2 , 11) , B(4 , 2 , 3) ,C(6 , -1 , 4) , 求证: ABC是直角三角形.
【答案】证明:
为直角三角形.