廣東省2009屆高三數(shù)學(xué)模擬試題分類(lèi)匯總――立體幾何
一、選擇題
1、(2009揭陽(yáng))某師傅需用合板制作一個(gè)工作臺(tái),工作臺(tái)由主體和附屬兩部分組成,主體部分全封閉,附屬部分是為了防止工件滑出臺(tái)面而設(shè)置的三面護(hù)墻,其大致形狀的三視圖如右圖所示(單位長(zhǎng)度: cm), 則按圖中尺寸,做成的工作臺(tái)用去的合板的面積為(制作過(guò)程合板的損耗和合板厚度忽略不計(jì))( 。〥 w
.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. B
C. D.
2、(2009廣東五校)在下列關(guān)于直線、與平面、的命題中,真命題是( )B
(A)若,且,則 (B)若,且,則
(C)若,且,則 (D)若,且,則
A. B. C. D.
4、(2009吳川)已知α、β是兩個(gè)不同平面,m、n是兩條不同直線,則下列命題不正確的是( )D
A.則 B.m∥n,m⊥α,則n⊥α
C.n∥α,n⊥β,則α⊥β D.m∥β,m⊥n,則n⊥β
5、(2009北江中學(xué))如圖是一個(gè)空間幾何體的主視圖、左視圖、俯視圖,如果主視圖、左視圖所對(duì)應(yīng)的三角形皆為邊長(zhǎng)為2的正三角形,主視圖對(duì)應(yīng)的四邊形為正方形,那么這個(gè)幾何體的體積為( )B w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. B. C. D.不確定
6、(2009北江中學(xué))已知是兩個(gè)不同的平面,m,n是兩條不同的直線,給出下列命題:
①若;
②若;
③如果相交;
④若
其中正確的命題是 ( ) D
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
A. B.
C. D.
8、(2009潮州)設(shè)、、是空間不同的直線或平面,對(duì)下列四種情形:
① 、、均為直線;② 、是直線,是平面;③ 是直線,、是平面;④ 、、均為平面。
其中使“⊥且⊥∥”為真命題的是 ( 。〤
A ③ ④ B ① ③ C ② ③ D ① ②
9、(2009澄海)設(shè)m,n是兩條不同的直線,,,是三個(gè)不同的平面,給出下列四個(gè)命題:
①若m⊥,n∥,則m⊥n;
②若∥,∥,m⊥,則m⊥;
③若m∥,n∥,則m∥n;
④若⊥,⊥,則∥.
其中正確命題的序號(hào)是( 。〢
A.①和② B.②和③ C.③和④ D.①和④
10、(2009韶關(guān)田家炳)設(shè)是兩條不同的直線,是兩個(gè)不同的平面,下列命題中,其中正確的命題是( )
A. B.
C. D.
二、解答題
1、(2009廣雅期中)已知四棱錐的三視圖如下圖所示,是側(cè)棱上的動(dòng)點(diǎn).
(1) 求四棱錐的體積;
(2) 是否不論點(diǎn)在何位置,都有?證明你的結(jié)論;
(3) 若點(diǎn)為的中點(diǎn),求二面角的大小.
2、(2009廣雅期中)如圖,已知平面,平面,△為等邊三角形,
,為的中點(diǎn).
(1) 求證:平面;
(2) 求證:平面平面;
(3) 求直線和平面所成角的正弦值.
3、(09廣東四校理期末)如圖所示,在矩形ABCD中,AD=2AB=2,點(diǎn)E是AD的中點(diǎn),將△DEC沿CE折起到△D′EC的位置,使二面角D′―EC―B是直二面角.
(1)證明:BE⊥C D′;
(2)求二面角D′―BC―E的正切值.
4(09廣東四校文期末)如圖:直三棱柱ABC-A1B
(Ⅰ)求證:CD⊥平面A1ABB1;
(Ⅱ)求三棱錐A1-CDE的體積.
5、(09北江中學(xué)文期末)如圖,在底面是矩形的四棱錐中,面,、為別為、
的中點(diǎn),且, ,
(Ⅰ)求四棱錐的體積;
(Ⅱ)求證:直線∥平面
6、(2009廣東東莞)在直三棱柱中,,,且異面直線與所成的角等于,設(shè).
(1)求的值;
(2)求平面與平面所成的銳二面角的大小.
7、(2009廣州海珠)如圖6,在直角梯形ABCP中,AP//BC,APAB,AB=BC=,D是AP的中點(diǎn),E,F(xiàn),G分別為PC、PD、CB的中點(diǎn),將沿CD折起,使得平面ABCD,如圖7.
(Ⅰ)求證:AP//平面EFG;
(Ⅱ) 求二面角的大小;
(Ⅲ)求三棱椎的體積.
(Ⅰ)求證:平面;
(Ⅱ) 求點(diǎn)到平面的距離;
(Ⅲ)求直線平面所成角的正弦值.
9、(2009廣東揭陽(yáng))如圖,已知是底面為正方形的長(zhǎng)方體,,,點(diǎn)是上的動(dòng)點(diǎn).
(1)試判斷不論點(diǎn)在上的任何位置,是否都有平面
垂直于平面?并證明你的結(jié)論;
(2)當(dāng)為的中點(diǎn)時(shí),求異面直線與所成角的余弦值;
(3)求與平面所成角的正切值的最大值.
10、(2009廣東潮州期末)如圖,在四棱錐中,底面為直角梯形,,垂直于底面,分別為的中點(diǎn)。
(1)求證:;(2)求與平面所成的角;(3)求截面的面積。
11、(2009珠海期末)已知平面,,與交于點(diǎn),,,
(1)取中點(diǎn),求證:平面。
(2)求二面角的余弦值。
12、(2009中山期末)如圖,四面體ABCD中,O、E分別是BD、BC的中點(diǎn),
(I)求證:平面BCD;
(II)求異面直線AB與CD所成角的余弦;
(III)求點(diǎn)E到平面ACD的距離.
答案:
1、解:(1) 由三視圖可知,四棱錐的底面是邊長(zhǎng)為1的正方形,
側(cè)棱底面,且. …………2分
∴,
即四棱錐的體積為. …………4分
(2) 不論點(diǎn)在何位置,都有. …………5分
證明如下:連結(jié),∵是正方形,∴. …………6分
∵底面,且平面,∴. …………7分
又∵,∴平面. …………8分
∵不論點(diǎn)在何位置,都有平面.
∴不論點(diǎn)在何位置,都有. …………9分
(3) 解法1:在平面內(nèi)過(guò)點(diǎn)作于,連結(jié).
∵,,,
∴Rt△≌Rt△,
從而△≌△,∴.
∴為二面角的平面角. …………12分
在Rt△中,,
又,在△中,由余弦定理得
, …………13分
∴,即二面角的大小為. …………14分
解法2:如圖,以點(diǎn)為原點(diǎn),所在的直線分別為軸建立空間直角
坐標(biāo)系. 則,從而
,,,. …………10分
設(shè)平面和平面的法向量分別為
,,
由,取. …………11分
由,取. …………12分
設(shè)二面角的平面角為,則, …………13分
∴,即二面角的大小為. …………14分
2、方法一:
(1) 證法一:取的中點(diǎn),連.
∵為的中點(diǎn),∴且. …………1分
∵平面,平面,
∴,∴. …………2分
又,∴. …………3分
∴四邊形為平行四邊形,則. …………4分
∵平面,平面,
∴平面. …………5分
證法二:取的中點(diǎn),連.
∵為的中點(diǎn),∴. …………1分
∵平面,平面,∴. …………2分
又,
∴四邊形為平行四邊形,則. …………3分
∵平面,平面,
∴平面,平面.
又,∴平面平面. …………4分
∵平面,
∴平面. …………5分
(2) 證:∵為等邊三角形,為的中點(diǎn),∴. …………6分
∵平面,平面,∴. …………7分
又,故平面. …………8分
∵,∴平面. …………9分
∵平面,
∴平面平面. …………10分(3)
解:在平面內(nèi),過(guò)作于,連.
∵平面平面, ∴平面.
∴為和平面所成的角. …………12分
設(shè),則,
,
R t△中,.
∴直線和平面所成角的正弦值為. …………14分
方法二:
設(shè),建立如圖所示的坐標(biāo)系,則
.…………2分
∵為的中點(diǎn),∴. …………3分
(1) 證:, …………4分
∵,平面,∴平面. …………5分
(2) 證:∵, …………6分
∴,∴. …………8分
∴平面,又平面,
∴平面平面. …………10分
(3) 解:設(shè)平面的法向量為,由可得:
,取. …………12分
又,設(shè)和平面所成的角為,則
.
∴直線和平面所成角的正弦值為. …………14分
3、解:(1)∵AD=2AB=2,E是AD的中點(diǎn),
∴△BAE,△CDE是等腰直角三角形,
易知, ∠BEC=90°,即BE⊥EC.
又∵平面D′EC⊥平面BEC,面D′EC∩面BEC=EC,
∴BE⊥面D′EC,又C D′Ì 面D′EC , ∴BE⊥CD′;
(2)法一:設(shè)M是線段EC的中點(diǎn),過(guò)M作MF⊥BC
垂足為F,連接D′M,D′F,則D′M⊥EC.
∵平面D′EC⊥平面BEC,
∴D′M⊥平面EBC,
∴MF是D′F在平面BEC上的射影,由三垂線定理得:
D′F⊥BC
∴∠D′FM是二面D′―BC―E的平面角.
在Rt△D′MF中,D′M=EC=,MF=AB=
∴
即二面角D′―BC―E的正切值為.
法二:如圖,以EB,EC為x軸、y軸,過(guò)E垂直于平面BEC的射線為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系.
則B(,0,0),C(0,,0),D′(0,,)
設(shè)平面BEC的法向量為;平面D′BC的法向量為
Þ tan= ∴二面角D′―BC―E的正切值為.
4、解:(1)在Rt△DBE中,BE=1,DE=,∴BD=== AB,∴ 則D為AB中點(diǎn), 而AC=BC, ∴CD⊥AB
又∵三棱柱ABC-A1B
又 AA1∩AB=A 且 AA1、AB Ì 平面A1ABB1
故 CD⊥平面A1ABB1 6分
(2)解:∵A1ABB1為矩形,∴△A1AD,△DBE,△EB
∴
=2×2-××2-××1-×2×1=
∴ VA1-CDE =VC-A1DE = ×SA1DE ×CD= ××=1
∴ 三棱錐A1-CDE的體積為1. 14分
5、解:(1)取AD的中點(diǎn)O,連接EO,則EO是PAD的中位線,得EO∥PA,故EOABCD,
EO是四棱錐的高, 6分
(2)取PC的中點(diǎn)G,連EG,FG, 由中位線得EG∥CD,EG=CD=AF, 四邊形AFGE是平行四邊形, ∥ 6分
6、解法一:(1),
就是異面直線與所成的角,
即,……(2分)
連接,又,則
為等邊三角形,……………………………4分
由,,
;………6分
(2)取的中點(diǎn),連接,過(guò)作于,連接,
,平面
………………8分
又,所以平面,即,
所以就是平面與平面所成的銳二面角的平面角。…………10分
在中,,,,
,…………………………13分
因此平面與平面所成的銳二面角的大小為!14分
說(shuō)明:取的中點(diǎn),連接,…………同樣給分(也給10分)
解法二:(1)建立如圖坐標(biāo)系,于是,,,()
,, …………3分
由于異面直線與所成的角,
所以與的夾角為
即
………6分
(2)設(shè)向量且平面
于是且,即且,
又,,所以,不妨設(shè)……8分
同理得,使平面,(10分)
設(shè)與的夾角為,所以依,
,………………12分
平面,平面,
因此平面與平面所成的銳二面角的大小為!14分
說(shuō)明:或者取的中點(diǎn),連接,于是顯然平面
7、解:(Ⅰ) 證明:方法一)連AC,BD交于O點(diǎn),連GO,FO,EO.
∵E,F分別為PC,PD的中點(diǎn),,同理,
四邊形EFOG是平行四邊形,平面EFOG. ……3分
又在三角形PAC中,E,O分別為PC,AC的中點(diǎn),PA//EO……4分
平面EFOG,PA平面EFOG, ……5分
PA//平面EFOG,即PA//平面EFG. ……6分
方法二) 連AC,BD交于O點(diǎn),連GO,FO,EO.
∵E,F分別為PC,PD的中點(diǎn),,同理
又,
平面EFG//平面PAB, ……4分
又PA平面PAB,平面EFG. ……6分
方法三)如圖以D為原點(diǎn),以
為方向向量建立空間直角坐標(biāo)系.
則有關(guān)點(diǎn)及向量的坐標(biāo)為:
……2分
設(shè)平面EFG的法向量為
取.……4分
∵,……5分
又平面EFG. AP//平面EFG. ……6分
(Ⅱ)由已知底面ABCD是正方形,又∵面ABCD
又
平面PCD,向量是平面PCD的一個(gè)法向量,=……8分
又由(Ⅰ)方法三)知平面EFG的法向量為……9分
……10分
結(jié)合圖知二面角的平面角為……11分
(Ⅲ) ……13分
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