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高考數(shù)學(xué)理一輪資源庫(kù) 第八章中檔題目強(qiáng)化練

上傳人:仙*** 文檔編號(hào):43053229 上傳時(shí)間:2021-11-29 格式:DOC 頁(yè)數(shù):8 大?。?63KB
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1、 精品資料 中檔題目強(qiáng)化練——立體幾何 A組 專(zhuān)項(xiàng)基礎(chǔ)訓(xùn)練 (時(shí)間:40分鐘) 一、填空題 1.已知直線l1,l2與平面α,則下列結(jié)論中正確的是________.(填序號(hào)) ①若l1?α,l2∩α=A,則l1,l2為異面直線; ②若l1∥l2,l1∥α,則l2∥α; ③若l1⊥l2,l1⊥α,則l2∥α; ④若l1⊥α,l2⊥α,則l1∥l2. 答案?、? 解析 對(duì)于①,當(dāng)A∈l1時(shí),結(jié)論不成立;對(duì)于②③,當(dāng)l2?α?xí)r,結(jié)論不成立. 2.設(shè)α、β、γ是三個(gè)互不重合的平面,m、n是兩條不重合的直線,下列命題中正確的是__

2、______.(填序號(hào)) ①若α⊥β,β⊥γ,則α⊥γ; ②若m∥α,n∥β,α⊥β,則m⊥n; ③若α⊥β,m⊥α,則m∥β; ④若α∥β,m?β,m∥α,則m∥β. 答案?、? 解析 對(duì)于①,若α⊥β,β⊥γ,α,γ可以平行,也可以相交,①錯(cuò);對(duì)于②,若m∥α,n∥β,α⊥β,則m,n可以平行,可以相交,也可以異面,②錯(cuò);對(duì)于③,若α⊥β,m⊥α,則m可以在平面β內(nèi),③錯(cuò);易知④正確. 3.設(shè)α、β、γ為平面,l、m、n為直線,則下列是m⊥β的一個(gè)充分條件為_(kāi)_______.(填序號(hào)) ①α⊥β,α∩β=l,m⊥l; ②n⊥α,n⊥β,m⊥α; ③α∩γ=m,α⊥γ,β⊥

3、γ; ④α⊥γ,β⊥γ,m⊥α. 答案?、? 解析 如圖1知①錯(cuò);如圖2知②錯(cuò);如圖3在正方體中,兩側(cè)面α與β相交于l,都與底面γ垂直,γ內(nèi)的直線m⊥α,但m與β不垂直,故④錯(cuò); 由n⊥α,n⊥β,得α∥β.又m⊥α,則m⊥β,故②正確. 4.如圖,在正四棱柱(底面是正方形的直四棱柱)ABCD-A1B1C1D1中,E、 F分別是AB1、BC1的中點(diǎn),則下列結(jié)論不成立的是________. ①EF與BB1垂直; ②EF與BD垂直; ③EF與CD異面; ④EF與A1C1異面. 答案?、? 解析 連結(jié)B1C,AC,則B1C交BC1于F, 且F為B1C的中點(diǎn), 又E為AB1

4、的中點(diǎn),所以EF綊AC, 而B(niǎo)1B⊥平面ABCD,所以B1B⊥AC, 所以B1B⊥EF,①正確; 又AC⊥BD,所以EF⊥BD,②正確; 顯然EF與CD異面,③正確;由EF綊AC,AC∥A1C1, 得EF∥A1C1.故不成立的為④. 5.底面直徑和母線長(zhǎng)相等的圓柱稱(chēng)為等邊圓柱.已知一等邊圓柱的底面半徑為2,則其體積為_(kāi)_______. 答案 16π 解析 由題意,圓柱的高為4,則V=π224=16π. 6.三棱錐P-ABC中,PA⊥底面ABC,PA=3,底面ABC是邊長(zhǎng)為2的正三角形,則三棱錐P-ABC的體積等于________. 答案  解析 ∵PA⊥底面ABC, ∴

5、PA為三棱錐P-ABC的高,且PA=3. ∵底面ABC為正三角形且邊長(zhǎng)為2,∴底面面積為22sin 60=,∴VP-ABC=3=. 7.已知四棱錐P—ABCD的底面ABCD是矩形,PA⊥底面ABCD,點(diǎn)E、F分別是棱PC、PD的中點(diǎn),則 ①棱AB與PD所在直線垂直; ②平面PBC與平面ABCD垂直; ③△PCD的面積大于△PAB的面積; ④直線AE與直線BF是異面直線. 以上結(jié)論正確的是________.(寫(xiě)出所有正確結(jié)論的編號(hào)) 答案?、佗? 解析 由條件可得AB⊥平面PAD, ∴AB⊥PD,故①正確; 若平面PBC⊥平面ABCD,由PB⊥BC, 得PB⊥平面ABCD,

6、從而PA∥PB,這是不可能的,故②錯(cuò); S△PCD=CDPD,S△PAB=ABPA, 由AB=CD,PD>PA知③正確; 由E、F分別是棱PC、PD的中點(diǎn), 可得EF∥CD,又AB∥CD, ∴EF∥AB,故AE與BF共面,④錯(cuò). 8.三棱錐S-ABC中,∠SBA=∠SCA=90,△ABC是斜邊AB=a的等腰直角三角形,則以下結(jié)論中: ①異面直線SB與AC所成的角為90; ②直線SB⊥平面ABC; ③平面SBC⊥平面SAC; ④點(diǎn)C到平面SAB的距離是a. 其中正確結(jié)論的序號(hào)是________. 答案?、佗冖邰? 解析 由題意知AC⊥平面SBC,故AC⊥SB,SB⊥平面A

7、BC,平面SBC⊥平面SAC,①②③ 正確;取AB的中點(diǎn)E,連結(jié)CE,(如圖)可證得CE⊥平面SAB,故 CE的長(zhǎng)度即為C到平面SAB的距離a,④正確. 二、解答題 9.如圖,已知在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AD⊥DC,AB∥DC,DC=DD1=2AD=2AB =2. (1)求證:DB⊥平面B1BCC1; (2)設(shè)E是DC上一點(diǎn),試確定E的位置,使得D1E∥平面A1BD, 并說(shuō)明理由. (1)證明 在Rt△ABD中,AB=AD=1,BD=, 又∵BC=,CD=2, ∴∠DBC=90,即BD⊥BC. 又BD⊥BB1,B1B∩BC=B, ∴BD⊥平面B1BCC

8、1. (2)解 DC的中點(diǎn)即為E點(diǎn), 連結(jié)D1E,BE,∵DE∥AB,DE=AB, ∴四邊形ABED是平行四邊形. ∴AD綊BE. 又AD綊A1D1,∴BE綊A1D1, ∴四邊形A1D1EB是平行四邊形. ∴D1E∥A1B. ∵D1E?平面A1BD,A1B?平面A1BD, ∴D1E∥平面A1BD. 10.在正方體ABCD-A′B′C′D′中,棱AB,BB′,B′C′,C′D′的中點(diǎn)分別是E, F,G,H,如圖所示. (1)求證:AD′∥平面EFG; (2)求證:A′C⊥平面EFG; (3)判斷點(diǎn)A,D′,H,F(xiàn)是否共面?并說(shuō)明理由. (1)證明 連結(jié)BC′. 在

9、正方體ABCD-A′B′C′D′中,AB=C′D′, AB∥C′D′, 所以四邊形ABC′D′是平行四邊形, 所以AD′∥BC′. 因?yàn)镕,G分別是BB′,B′C′的中點(diǎn), 所以FG∥BC′,所以FG∥AD′. 因?yàn)镋F,AD′是異面直線, 所以AD′?平面EFG. 因?yàn)镕G?平面EFG,所以AD′∥平面EFG. (2)證明 連結(jié)B′C. 在正方體ABCD-A′B′C′D′中,A′B′⊥平面BCC′B′, BC′?平面BCC′B′, 所以A′B′⊥BC′. 在正方形BCC′B中,B′C⊥BC′, 因?yàn)锳′B′?平面A′B′C,B′C?平面A′B′C,A′B′∩B′

10、C=B′, 所以BC′⊥平面A′B′C. 因?yàn)锳′C?平面A′B′C,所以BC′⊥A′C. 因?yàn)镕G∥BC′,所以A′C⊥FG,同理可證A′C⊥EF. 因?yàn)镋F?平面EFG,F(xiàn)G?平面EFG,EF∩FG=F, 所以A′C⊥平面EFG. (3)解 點(diǎn)A,D′,H,F(xiàn)不共面.理由如下: 假設(shè)A,D′,H,F(xiàn)共面,連結(jié)C′F,AF,HF. 由(1)知,AD′∥BC′, 因?yàn)锽C′?平面BCC′B′,AD′?平面BCC′B′. 所以AD′∥平面BCC′B′. 因?yàn)镃′∈D′H, 所以平面AD′HF∩平面BCC′B′=C′F. 因?yàn)锳D′?平面AD′HF,所以AD′∥C′F.

11、 所以C′F∥BC′,而C′F與BC′相交,矛盾. 所以點(diǎn)A,D′,H,F(xiàn)不共面. B組 專(zhuān)項(xiàng)能力提升 (時(shí)間:40分鐘) 1.已知直線l⊥平面α,直線m?平面β,有下面四個(gè)命題: ①α∥β?l⊥m;?、讦痢挺?l∥m; ③l∥m?α⊥β;?、躭⊥m?α∥β. 其中正確的命題有________. 答案?、佗? 解析?、僦?,??l⊥m,故①正確; ②中,l與m相交、平行、異面均有可能,故②錯(cuò); ③中,??α⊥β,故③正確; ④中,α與β也有可能相交,故④錯(cuò)誤. 2.如圖所示,是一幾何體的平面展開(kāi)圖,其中ABCD為正方形,E、F 分別為PA、PD的中點(diǎn).在此幾何體中,給出

12、下面四個(gè)結(jié)論: ①直線BE與直線CF異面; ②直線BE與直線AF異面; ③直線EF∥平面PBC; ④平面BCE⊥平面PAD. 其中正確的有________. 答案 ②③ 解析 對(duì)于①,因?yàn)镋、F分別是PA、PD的中點(diǎn), 所以EF∥AD.又因?yàn)锳D∥BC, 所以EF∥BC.所以BE與CF共面.故①不正確. 對(duì)于②,因?yàn)锽E是平面APD的斜線,AF是平面APD內(nèi)與BE不相交的直線,所以BE與AF不共面.故②正確. 對(duì)于③,由①,知EF∥BC,所以EF∥平面PBC.故③正確. 對(duì)于④,條件不足,無(wú)法判斷兩平面垂直. 3.有一個(gè)內(nèi)接于球的四棱錐P-ABCD,若PA⊥底面ABC

13、D,∠BCD=,∠ABC≠,BC=3,CD=4,PA=5,則該球的表面積為_(kāi)_______. 答案 50π 解析 由∠BCD=90知BD為底面ABCD外接圓的直徑,則2r==5. 又∠DAB=90?PA⊥AB,PA⊥AD,BA⊥AD. 從而把PA,AB,AD看作長(zhǎng)方體的三條棱,設(shè)外接球半徑為R,則(2R)2=52+(2r)2=52+52, ∴4R2=50,∴S球=4πR2=50π. 4.將一個(gè)真命題中的“平面”換成“直線”、“直線”換成“平面”后仍是真命題,則該命題稱(chēng)為“可換命題”.給出下列四個(gè)命題: ①垂直于同一平面的兩直線平行; ②垂直于同一平面的兩平面平行; ③平行于同

14、一直線的兩直線平行; ④平行于同一平面的兩直線平行. 其中是“可換命題”的是________.(填命題的序號(hào)) 答案?、佗? 解析 由線面垂直的性質(zhì)定理可知①是真命題,且垂直于同一直線的兩平面平行也是真命題,故①是“可換命題”;因?yàn)榇怪庇谕黄矫娴膬善矫婵赡芷叫谢蛳嘟?,所以②是假命題,不是“可換命題”;由公理4可知③是真命題,且平行于同一平面的兩平面平行也是真命題,故③是“可換命題”;因?yàn)槠叫杏谕黄矫娴膬蓷l直線可能平行、相交或異面,故④是假命題,故④不是“可換命題”. 5.如圖,直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠BCD=90,BC=CD=, AD=BD,EC⊥底面ABCD,F(xiàn)D⊥底

15、面ABCD,且有EC=FD=2. (1)求證:AD⊥BF; (2)若線段EC上一點(diǎn)M在平面BDF上的射影恰好是BF的中點(diǎn)N, 試求二面角B-MF-C的余弦值. (1)證明 ∵BC⊥DC,且BC=CD=, ∴BD=2且∠CBD=∠BDC=45. 又AB∥DC,可知∠DBA=∠CDB=45. ∵AD=BD, ∴△ADB是等腰三角形,且∠DAB=∠DBA=45. ∴∠ADB=90,即AD⊥DB. ∵FD⊥底面ABCD于D,AD?平面ABCD, ∴AD⊥DF. 又DF∩DB=D1,∴AD⊥平面BDF, ∵BF?平面DBF,∴AD⊥BF. (2)解 以點(diǎn)C為原點(diǎn),直線CD、C

16、B、CE方向?yàn)閤,y,z軸建系. 則D(,0,0),B(0,,0),F(xiàn)(,0,2),A(2,,0), ∵N恰好為BF的中點(diǎn), ∴N(,,1). 設(shè)M(0,0,z0),∴=(,,1-z0). 由解得z0=1. 故M為線段CE的中點(diǎn). 設(shè)平面BMF的一個(gè)法向量為n1=(x1,y1,z1), 且=(,-,2),=(0,-,1), 由可得取x1=-1, 則得n1=(-1,1,). ∵平面MFC的一個(gè)法向量為n2=(0,1,0), ∴cos〈n1,n2〉==. 故所求二面角B-MF-C的余弦值為. 6.(2013遼寧)如圖,直三棱柱ABC-A′B′C,∠BAC=90,AB=A

17、C =,AA′=1,點(diǎn)M,N分別為A′B和B′C′的中點(diǎn). (1)證明:MN∥平面A′ACC′; (2)求三棱錐A′-MNC的體積. (錐體體積公式V=Sh,其中S為底面面積,h為高) (1)證明 方法一 連結(jié)AB′,AC′,如圖, 由已知∠BAC=90,AB=AC, 三棱柱ABC-A′B′C為直三棱柱, 所以M為AB′的中點(diǎn). 又因?yàn)镹為B′C′的中點(diǎn),所以MN∥AC′. 又MN?平面A′ACC′,AC′?平面A′ACC′,所以MN∥平面A′ACC′. 方法二 取A′B′的中點(diǎn)P,連結(jié)MP,NP,AB′,如圖, 因?yàn)镸,N分別為AB′與B′C′的中點(diǎn), 所以MP∥AA′,PN∥A′C′. 所以MP∥平面A′ACC′,PN∥平面A′ACC′. 又MP∩NP=P,所以平面MPN∥平面A′ACC′. 而MN?平面MPN,所以MN∥平面A′ACC′. (2)解 方法一 連結(jié)BN,如圖所示, 由題意知A′N(xiāo)⊥B′C′, 平面A′B′C′∩平面B′BCC′=B′C′, 所以A′N(xiāo)⊥平面NBC. 又A′N(xiāo)=B′C′=1, 故VA′-MNC=VN-A′MC=VN-A′BC=VA′-NBC=. 方法二 VA′-MNC=VA′-NBC-VM-NBC=VA′-NBC=.

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