2022年高考數(shù)學大一輪總復習 第九章 立體幾何初步與空間向量同步訓練 理
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1、2022年高考數(shù)學大一輪總復習 第九章 立體幾何初步與空間向量同步訓練 理 A級訓練 (完成時間:10分鐘) 1.以下四個命題:①正棱錐的所有側棱相等;②直棱柱的側面都是全等的矩形;③圓柱的母線垂直于底面;④用經(jīng)過旋轉軸的平面截圓錐,所得的截面一定是全等的等腰三角形.其中,真命題的個數(shù)為( ) A.4 B.3 C.2 D.1 2.(xx·四川)一個幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體可以是( ) A.棱柱 B.棱臺 C.圓柱 D.圓臺 3.如圖,一個封閉的長方體,它的六個表面各標出A、B、C、D、E、F這六個字母,現(xiàn)放
2、成下面三種不同的位置,所看見的表面上的字母已標明,則字母A、B、C對面的字母依次分別為( ) A.D、E、F B.F、D、E C.E、F、D D.E、D、F 4.一個三角形采用斜二測畫法作直觀圖,則其直觀圖的面積是原來三角形面積的( ) A. B. C. D.2 5.一個空間幾何體的三視圖如圖所示,則此空間幾何體的直觀圖為( ) 6.畫出如圖實物的三視圖. B級訓練 (完成時間:17分鐘) 1.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 將圖所示的一個直角三角形ABC(∠C=90°)繞斜邊AB旋轉一周,所得到的幾何體的正視圖是下
3、面四個圖形中的( ) 2.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 如圖所示為一平面圖形的直觀圖,則此平面圖形可能是( ) A. B. C. D. 3.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 如圖,在長方體ABCD-A1B1C1D1中,EF∥B1C1,用平面BCFE把這個長方體分成了(1)、(2)兩部分后,這兩部分幾何體的形狀是( ) A.(1)是棱柱,(2)是棱臺 B.(1)是棱臺,(2)是棱柱 C.(1)(2)都是棱柱 D.(1)(2)都是棱臺 4.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 將長方體截去一個四棱錐,得到的幾何體如圖所示,則該幾何體的
4、側視圖為( ) 5.[限時3分鐘,達標是( )否( )] 如圖所示,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,P為BD1的中點,則△PAC在該正方體各個面上的射影可能是( ) A.①④ B.②③ C.②④ D.①② 6.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 已知三棱錐的正視圖與俯視圖如圖,俯視圖是邊長為2的正三角形,則該三棱錐的側視圖可能為( ) 7.[限時4分鐘,達標是( )否( )] 如圖是一個幾何體的正視圖和俯視圖. (1)試判斷該幾何體是什么幾何體; (2)畫出其側視圖,并求該平面圖形的面積. C級訓練 (
5、完成時間:4分鐘) 1.[限時4分鐘,達標是( )否( )] 一只螞蟻從正方體ABCD-A1B1C1D1的頂點A處出發(fā),經(jīng)正方體的表面,按最短路線爬行到達頂點C1位置,則下列圖形中可以表示正方體及螞蟻最短爬行路線的正視圖是( ) A.①② B.①③ C.②④ D.③④第2講 空間幾何體的表面積與體積 A級訓練 (完成時間:10分鐘) 1.已知某球的體積大小等于其表面積大小,則此球的半徑是( ) A. B.3 C.4 D.5 2.一個幾何體的三視圖及部分數(shù)據(jù)如圖所示,側(左)視圖為等腰三角形,俯視圖為正方形,則這
6、個幾何體的體積等于( ) A. B. C. D. 3.如圖是底面半徑為1,母線長均為2的圓錐和圓柱的組合體,則該組合體的側視圖的面積為( ) A.8π B.6π C.4+ D.2+ 4.如果底面直徑和高相等的圓柱的側面積是S,那么圓柱的體積等于( ) A. B. C. D. 5.已知高為3的直棱柱ABC-A1B1C1的底面是邊長為1的正三角形(如圖),則三棱錐B1-ABC的體積為________. 6.某高速公路收費站入口處的安全標識墩如圖所示.墩的上半部分是正四棱錐P-EFGH,下半部分是長方體ABCD-EFGH.圖1、圖2分別是該標
7、識墩的正(主)視圖和俯視圖. (1)請畫出該安全標識墩的側(左)視圖; (2)求該安全標識墩的體積. B級訓練 (完成時間:14分鐘) 1.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 一個正方體的所有頂點都在同一球面上,若球的體積是π,則正方體的表面積是( ) A.8 B.6 C.4 D.3 2.[限時2分鐘,達標是( )否( )] (xx·福建)以邊長為1的正方形的一邊所在直線為旋轉軸,將該正方形旋轉一周所得圓柱的側面積等于( ) A.2π B.π C.2 D.1 3.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 底面水
8、平放置的正三棱柱的所有棱長均為2,當其主視圖有最大面積時,其左視圖的面積為( ) A.2 B. C.3 D.4 4.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 如圖,一個簡單組合體的正(主)視圖和側(左)視圖都是由一個正方形與一個正三角形構成的相同的圖形,俯視圖是一個半徑為的圓(包括圓心).則該組合體的表面積等于( ) A.15π B.18π C.21π D.24π 5.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 如圖是某簡單組合體的三視圖,則該組合體的體積為( ) A.36(π+) B.36(π+2) C.108π D.108(π+2) 6.[限時2
9、分鐘,達標是( )否( )] (xx·山東)三棱錐P-ABC中,D,E分別為PB,PC的中點,記三棱錐D-ABE的體積為V1,P-ABC的體積為V2,則=________. 7.[限時2分鐘,達標是( )否( )] (xx·課標Ⅰ)已知H是球O的直徑AB上一點,AH∶HB=1∶2,AB⊥平面α,H為垂足,α截球O所得截面的面積為π,則球O的表面積為________. C級訓練 (完成時間:6分鐘) 1.[限時3分鐘,達標是( )否( )] 已知棱長為1的正方體的俯視圖是一個面積為1的正方形,則該正方體的正視圖的面積不可能是( ) A.1 B. C. D. 2.[
10、限時3分鐘,達標是( )否( )] 如圖,正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為2,動點E、F在棱A1B1上.點Q是CD的中點,動點P在棱AD上,若EF=1,DP=x,A1E=y(tǒng)(x,y大于零),則三棱錐P-EFQ的體積( ) A.與x,y都有關 B.與x,y都無關 C.與x有關,與y無關 D.與y有關,與x無關 第3講 空間點、線、面的位置關系 A級訓練 (完成時間:10分鐘) 1.在下列命題中,不是公理的是( ) A.平行于同一個平面的兩個平面平行 B.過不在同一直線上的三個點,有且只有一個平面 C.如果一條直線上的
11、兩點在同一個平面內,那么這條直線上所有點都在此平面內 D.如果兩個不重合的平面有一個公共點,那么它們有且只有一條過該點的公共直線 2.若直線l不平行于平面α,且l?α,則( ) A.α內的所有直線與l異面 B.α內不存在與l平行的直線 C.α內存在唯一的直線與l平行 D.α內的直線與l都相交 3.下列說法正確的是( ) A.如果兩個不重合的平面α,β有一條公共直線a,就說平面α,β相交,并記作α∩β=a B.兩個平面α,β有一個公共點A,就說α,β相交于過A點的任意一條直線 C.兩個平面α,β有一個公共點A,就說α,β相交于A點,并記作α∩β=A D.兩個平面AB
12、C與DBC相交于線段BC 4.空間中過一點作已知直線的平行線的條數(shù)是( ) A.0條 B.1條 C.無數(shù)條 D.0或1條 5.設有如下三個命題: 甲:相交直線l、m都在平面α內,并且都不在平面β內; 乙:直線l、m中至少有一條與平面β相交; 丙:平面α與平面β相交. 當甲成立時( ) A.乙是丙的充分而不必要條件 B.乙是丙的必要而不充分條件 C.乙是丙的充分必要條件 D.乙既不是丙的充分條件又不是丙的必要條件 6.空間四邊形ABCD中,E,F(xiàn),G,H分別是AB,BC,CD,DA的中點,則BC與AD的位置關系是 異面直線??;四邊形EFGH是 平行四邊形
13、;當 BD=AC 時,四邊形EFGH是菱形;當 BD⊥AC 時,四邊形EFGH是矩形;當 BD=AC且BD⊥AC 時,四邊形EFGH是正方形. B級訓練 (完成時間:18分鐘) 1.[限時2分鐘,達標是( )否( )] l1,l2,l3是空間三條不同的直線,則下列命題正確的是( ) A.l1⊥l2,l2⊥l3?l1∥l3 B.l1⊥l2,l2∥l3?l1⊥l3 C.l1∥l2∥l3?l1,l2,l3共面 D.l1,l2,l3共點?l1,l2,l3共面 2.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 如圖,正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn)分別為棱AB,CC1的中點,
14、在平面ADD1A1內且與平面D1EF平行的直線( ) A.不存在 B.有1條 C.有2條 D.有無數(shù)條 3.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 如圖,在三棱錐S-ABC中,E為棱SC的中點,若AC=2,SA=SB=AB=BC=SC=2,則異面直線AC與BE所成的角為( ) A.30° B.45° C.60° D.90° 4.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 如圖,ABCD-A1B1C1D1是長方體,其中AA1=a,∠BAB1=∠B1A1C1=30°,則AB與A1C1所成的角為 30° ,AA1與B1C所成的角為 45° . 5.[限時2分鐘,達標是
15、( )否( )] 正方形ABCD和正方形CDEF所在的平面相互垂直,則異面直線AC和DF所成的角為________. 6.[限時3分鐘,達標是( )否( )] 四棱錐P-ABCD的頂點P在底面ABCD上的投影恰好是A,其正視圖與側視圖都是腰長為a的等腰直角三角形.則在四棱錐P-ABCD的所有棱中,互相垂直的異面直線共有 6 對. 7.[限時5分鐘,達標是( )否( )] (xx·陜西)四面體ABCD及其三視圖如圖所示,平行于棱AD,BC的平面分別交四面體的棱AB,BD,DC,CA于點E,F(xiàn),G,H. (1)求四面體ABCD的體積; (2)證明:四邊形EFGH是矩形.
16、 C級訓練 (完成時間:6分鐘) 1.[限時3分鐘,達標是( )否( )] 給出下列四個命題: ①過平面外一點作與該平面成θ角的直線一定有無窮多條; ②一條直線與兩個相交平面都平行,則它必與這兩個平面的交線平行; ③對確定的兩條異面直線,過空間任意一點有且只有唯一一個平面與這兩條異面直線都平行; ④對兩條異面直線,都存在無窮多個平面與這兩條異面直線所成的角相等. 其中正確的命題的序號是?、冖堋?(請把所有正確命題的序號都填上) 2.[限時3分鐘,達標是( )否(
17、)] 如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,M、N分別是CD、CC1的中點,則異面直線A1M與DN所成的角的大小是 90° . 第4講 空間中的平行關系 A級訓練 (完成時間:10分鐘) 1.如果直線a∥平面α,那么直線a與平面α內的( ) A.一條直線不相交 B.兩條直線不相交 C.無數(shù)條直線不相交 D.任意一條直線不相交 2.已知直線a,b,c及平面α,β,下列條件中,能使a∥b成立的是( ) A.a(chǎn)∥α,b?α B.a(chǎn)∥α,b∥α C.a(chǎn)∥c,b∥c D.a(chǎn)∥α,α∩β=b 3.下列四個結論: (1
18、)兩條直線都和同一個平面平行,則這兩條直線平行;(2)兩條直線沒有公共點,則這兩條直線平行;(3)兩條直線都和第三條直線垂直,則這兩條直線平行;(4)一條直線和一個平面內無數(shù)條直線沒有公共點,則這條直線和這個平面平行.其中正確的個數(shù)為( ) A.0 B.1 C.2 D.3 4.兩條不同的直線l1,l2平行的一個充分不必要條件是( ) A.l1,l2都平行于同一個平面 B.l1,l2與同一個平面所成的角相等 C.l1平行于l2所在的平面 D.l1,l2都垂直于同一個平面 5.若直線a與平面α內的無數(shù)條直線平行,則a與α的關系為 a∥α或a?α . 6.如圖所示
19、,在三棱柱ABC-A1B1C1中,D點為棱AB的中點.求證:AC1∥平面CDB1. 7.如圖,已知長方體ABCD-A1B1C1D1.求證:平面AB1D1∥平面BDC1. B級訓練 (完成時間:16分鐘) 1.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 已知三條直線a,b,c和平面β,則下列推論中正確的是( ) A.若a∥b,b?β,則a∥β B.若a∥β,b∥β,則a∥b或a與b相交 C.若a⊥c,b⊥c,則a∥b D.若a?β,b∥β,a,b共面,則a∥b 2.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 已
20、知兩個平面α、β,直線a?α,則“α∥β”是“直線a∥β”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 3.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 已知直線l和平面α,若l∥α,P∈α,則過點P且平行于l的直線( ) A.只有一條,不在平面α內 B.有無數(shù)條,一定在平面α內 C.只有一條,且在平面α內 D.有無數(shù)條,不一定在平面α內 4.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 對于平面α和直線m,n,下列命題中假命題的個數(shù)是( ) ①若m⊥α,m⊥n,則n∥α; ②若m∥α,n∥α,則m∥n; ③若m∥α,n?α,
21、則m∥n; ④若m∥n,n∥α,則m∥α A.1個 B.2個 C.3個 D.4個 5.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 如圖,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E、F、G、H分別是棱CC1、C1D1、D1D、CD的中點,N是BC的中點,點M在四邊形EFGH上及其內部運動,則M滿足條件 M∈FH 時,有MN∥平面B1BDD1. [限時6分鐘,達標是( )否( )] 如圖,已知四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,ABC
22、D是直角梯形,AD∥BC,∠BAD=90°,BC=2AD. (1)求證:AB⊥PD; (2)在線段PB上是否存在一點E,使AE∥平面PCD,若存在,指出點E的位置并加以證明;若不存在,請說明理由. C級訓練 (完成時間:6分鐘) 1.[限時3分鐘,達標是( )否( )] 已知一個平面α,那么對于空間內的任意一條直線a,在平面α內一定存在一條直線b,使得a與b( ) A.平行 B.相交 C.異面 D.垂直 2.[限時3分鐘,達標是( )否( )] 已知兩個不重合的平面α,β,給定以下條件: ①α內不共線的三點
23、到β的距離相等; ②l,m是α內的兩條直線,且l∥β,m∥β; ③l,m是兩條異面直線,且l∥α,l∥β,m∥α,m∥β; 其中可以判定α∥β的是( ) A.① B.② C.①③ D.③第5講 空間中的垂直關系 A級訓練 (完成時間:10分鐘) 1.設a,b,c是三條不同的直線,α,β是兩個不同的平面,則a⊥b的一個充分條件為( ) A.a(chǎn)⊥c,b⊥c B.α⊥β,a?α,b?β C.a(chǎn)⊥α,b∥α D.a(chǎn)⊥α,b⊥α 2.在正方體ABCD-A1B1C1D1中與異面直線AB,CC1均垂直的棱有______條( )
24、A.1 B.2 C.3 D.4 3.已知平面α⊥平面β,點A∈α,則過點A且垂直于平面β的直線( ) A.只有一條,不一定在平面α內 B.有無數(shù)條,不一定在平面α內 C.只有一條,一定在平面α內 D.有無數(shù)條,一定在平面α內 4.已知α,β表示兩個不同的平面,m為平面α內的一條直線,則“α⊥β”是“m⊥β”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 5.PA垂直于正方形ABCD所在平面,連接PB,PC,PD,AC,BD,則下列垂直關系正確的是( ) ①平面PAB⊥平面PBC; ②平面PAB⊥平面PAD
25、; ③平面PAB⊥平面PCD; ④平面PAB⊥平面PAC. A.①② B.①③ C.②③ D.②④ 6.下列命題中假命題是( ) A.若一條直線平行于兩個相交平面,則這條直線與這兩個平面的交線平行 B.垂直于同一條直線的兩條直線相互垂直 C.若一個平面經(jīng)過另一個平面的垂線,那么這兩個平面相互垂直 D.若一個平面內的兩條相交直線與另一個平面內的相交直線分別平行,那么這兩個平面相互平行 7.如圖,在五面體ABCDEF中,四邊形ABCD是矩形,DE⊥平面ABCD. (1)求證:AB∥EF; (2)求證:平面BCF⊥平面CDEF.
26、 B級訓練 (完成時間:27分鐘) 1.[限時2分鐘,達標是( )否( )] (xx·廣東汕尾二模)關于直線l,m及平面α,β,下列命題中正確的是( ) A.若l∥α,α∩β=m,則l∥m B.若l∥α,m∥α,則l∥m C.若l⊥α,l∥β,則α⊥β D.若l∥α,m⊥l,則m⊥α 2.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 正方體ABCD-A1B1C1D1中,E為線段B1D1上的一個動點,則下列結論中錯誤的是( ) A.AC⊥BE B.B1E∥平面
27、ABCD C.三棱錐E-ABC的體積為定值 D.直線B1E⊥直線BC1 3.[限時5分鐘,達標是( )否( )] 如圖在四錐P-ABCD中,CD⊥平面PAD,CD∥AB,AB=2CD,PD=AD,E為PB中點.證明: (1)CE∥平面PAD. (2)PA⊥平面CDE. [限時6分鐘,達標是( )否( )] (xx·湖北)如圖,在正方體ABCD -A1B1C1D1中,E,F(xiàn),P,Q,M,N分別是棱AB,AD,DD1,BB1,A1B1,A1D1的中點.求證: (1
28、)直線BC1∥平面EFPQ; (2)直線AC1⊥平面PQMN. [限時6分鐘,達標是( )否( )] (xx·江蘇)如圖,在三棱錐P-ABC中,D,E,F(xiàn)分別為棱PC,AC,AB的中點.已知PA⊥AC,PA=6,BC=8,DF=5. 求證:(1)直線PA∥平面DEF; (2)平面BDE⊥平面ABC.
29、 [限時6分鐘,達標是( )否( )] (xx·山東)如圖,四棱錐P-ABCD中,AP⊥平面PCD,AD∥BC,AB=BC=AD,E,F(xiàn)分別為線段AD,PC的中點. (1)求證:AP∥平面BEF; (2)求證:BE⊥平面PAC. C級訓練 (完成時間:10分鐘) 1.[限時3分鐘,達標是(
30、 )否( )] 在正四面體ABCD中,E、F、G分別是BC、CD、DB的中點,下面四個結論中不正確的是( ) A.BC∥平面AGF B.EG⊥平面ABF C.平面AEF⊥平面BCD D.平面ABF⊥平面BCD [限時7分鐘,達標是( )否( )] 如圖所示,在四棱錐P-ABCD中,AB⊥平面PAD,AB∥CD,PD=AD,E是PB的中點,F(xiàn)是CD上的點且DF=AB,PH為△PAD中AD
31、邊上的高. (1)證明:PH⊥平面ABCD; (2)若PH=1,AD=,F(xiàn)C=1,求三棱錐E-BCF的體積; (3)證明:EF⊥平面PAB. 第6講 空間向量的概念及運算 A級訓練 (完成時間:10分鐘) 1.如圖,棱長為2的正方體ABCD-A1B1C1D1在空間直角坐標系中,若E,F(xiàn)分別是BC,DD1中點,則的坐標為( ) A.(1,2,-1) B.(-1,2,-1) C.(1,-2,-1) D.(-1,-2,1) 2.下列說法中正確的是( ) A.任何三個不共線的向量可構成空間向量的一個
32、基底 B.空間的基底有且僅有一個 C.兩兩垂直的三個非零向量可構成空間的一個基底 D.基底{a,b,c}中基向量與基底{e,f,g}中基向量對應相等 3.在空間中,點M(x,0,0)與點A(2,0,1)和點B(1,-3,1)的距離相等,則x=( ) A.3 B.-3 C.2 D.-2 4.向量a=(0,1,-1),b=(0,1,0),則a與b的夾角為( ) A.0° B.30° C.45° D.60° 5.已知向量a=(-1,2,2),b=(1,1,1),則向量a在向量b方向上的投影為________. 6.已知點A(1,2,1),B(-1,3,4),
33、D(1,1,1),若=2,則||的值是____________. 7.已知長方體ABCD-A1B1C1D1中,AB=AA1=2,AD=4,E為側面AB1的中心,F(xiàn)為A1D1的中點.試計算: (1)·; (2)·. B級訓練 (完成時間:15分鐘) 1.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 已知三棱錐O-ABC,點M,N分別為AB,OC的中點,且=a,=b,=c,用a,b,c表示,則等于( ) A.(b+c-a) B.(a+b-c) C.(a-b+c) D,(c-a-b) 2.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 對于空間任意一點O和
34、不共線三點A,B,C,點P滿足=x+y+z是點P,A,B,C共面的( ) 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 3.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 已知長方體ABCD-A1B1C1D1,下列向量的數(shù)量積一定不為0的是( ) A.· B.· C.· D.· 4.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 已知向量a=(0,-1,1),b=(4,1,0),|λa+b|=,且SymbollA@>0,則λ= 3 . 5.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 已知A(-1,-2,6),B(1,2,-6),O為坐標原
35、點,則向量與夾角是________. 6.[限時5分鐘,達標是( )否( )] 已知向量a=(1,-3,2),b=(-2,1,1),點A(-3,-1,4),B(-2,-2,2). (1)求|2a+b|; (2)在直線AB上,是否存在一點E,使得⊥b?(O為原點). C級訓練 (完成時間:11分鐘) 1.[限時5分鐘,達標是( )否( )] 如圖,在棱長為1的正方體ABCD-A1B1C1D1中,E、F分別是BB1、D1B1的中點.求: (1)|
36、EF|的值; (2)點B1(1,1,1)關于z軸對稱的點的坐標. 2.[限時6分鐘,達標是( )否( )] 證明空間任意無三點共線的四點A、B、C、D共面的充分必要條件是:對于空間任一點O,存在實數(shù)x、y、z且x+y+z=1,使得=x+y+z. 第7講 空間向量的應用(一) ——證明平行與垂直 A級訓練 (完成時間:10分鐘) 1.已知直線a的方向向量為a,平面α的法向量為n,下列結論成立的是( ) A.若a∥n,則a∥α B.若a·n=0,則a⊥α C
37、.若a∥n,則a⊥α D.若a·n=0,則a∥α 2.設平面α的法向量為(1,2,-2),平面β的法向量為(-2,-4,k),若α∥β,則k=( ) A.2 B.-4 C.4 D.-2 3.已知A(3,-2,1),B(4,-5,3),則與向量平行的一個向量的坐標是( ) A.(,1,1) B.(-1,-3,2) C.(-,,-1) D.(,-3,-2) 4.已知向量a=(1,1,0),b=(-1,0,2),且ka+b與2a-b互相垂直,則k=________. 5.向量i,j,k是兩兩互相垂直的單位向量,若向量a=2i-j+k,b=4i+9j+k,則這兩個
38、向量的位置關系是 垂直 . 6.若A(0,2,),B(1,-1,),C(-2,1,)是平面α內的三點,設平面α的法向量a=(x,y,z),則x∶y∶z= 2∶3∶(-4) . 7.如圖,在長方體ABCD-A1B1C1D1中,AD=AA1=2,AB=6,E、F分別為A1D1、D1C1的中點.分別以DA、DC、DD1所在直線為x軸、y軸、z軸建立空間直角坐標系D-xyz. (1)求點E、F的坐標; (2)求證:EF∥平面ACD1. B級訓練 (完成時間:27分鐘) 1.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 已知A(-4,6,-1),B(4,3,2)
39、,則下列各向量中是平面AOB(O是坐標原點)的一個法向量的是( ) A.(0,1,6) B.(-1,2,-1) C.(-15,4,36) D.(15,4,-36) 2.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 在空間坐標系中,已知直角三角形ABC的三個頂點為A(-3,-2,1)、B(-1,-1,-1)、C(-5,x,0),則x的值為 0或9 . 3.[限時5分鐘,達標是( )否( )] 在四棱錐P-ABCD中,PD⊥底面ABCD,底面ABCD為正方形,PD=DC,E、F分別是AB、PB的中點. (1)求證:EF⊥CD; (2)求DB與平面DEF所成角的正弦值.
40、 [限時5分鐘,達標是( )否( )] 如圖,在棱長為1的正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn),G分別為A1B1、B1C1、C1D1的中點. (1)求異面直線AG與BF所成角的余弦值; (2)求證:AG∥平面BEF; (3)試在棱BB1上找一點M,使DM⊥平面BEF,并證明你的結論.
41、 [限時6分鐘,達標是( )否( )] 如圖,已知四棱錐P-ABCD的底面ABCD為等腰梯形,AB∥DC,AC⊥BD,AC與BD相交于點O,且頂點P在底面上的射影恰為O點,又BO=2,PO=,PB⊥PD.設點M在棱PC上,問M點在什么位置時,PC⊥平面BMD. [限時7分鐘,達標是( )否( )] 正三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱長均為2,P是側棱AA1
42、上任意一點. (1)求正三棱柱ABC-A1B1C1的體積; (2)判斷直線B1P與平面ACC1A1是否垂直,請證明你的結論; (3)當BC1⊥B1P時,求二面角C-B1P-C1的余弦值. C級訓練 (完成時間:7分鐘) 1.[限時7分鐘,達標是( )否( )] 如圖,在四棱錐P-ABCD中,PB⊥平面ABCD,AB⊥AD,AB∥CD,且AB=1,AD=CD=2,E在線段
43、PD上. (1)若E是PD的中點,試證明:AE∥平面PBC; (2)若異面直線BC與PD所成的角為60°,求四棱錐P-ABCD的側視圖的面積. 第8講 空間向量的應用(二) ——空間角及其計算 A級訓練 (完成時間:10分鐘) 1.已知二面角α-l-β的大小為60°,m、n為異面直線,且m⊥α,n⊥β,則m、n所成的角是( ) A.30° B.60° C.90° D.120° 2.正方體ABCD-A1B1C1D1中,BB1與平面ACD1所成角的余弦值為( ) A. B. C. D.
44、 3.已知正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=2AB,E為AA1中點,則異面直線BE與CD1所成的角的余弦值為( ) A. B. C. D. 4.如圖,正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為a,那么直線BA1與CC1所成角的大小為 45° ;直線BA1與B1C所成角的大小為 60° . 5.三棱錐P-ABC中,∠ABC=90°,PA⊥平面ABC,且∠CPB=30°,則∠PCB= 60° . 6.如圖,在棱長為1的正方體AC1中,E、F分別為A1D1和A1B1的中點. (1)求異面直線AE和BF所成的角的余弦值; (2)求平面BDD1與平面B
45、FC1所成的銳二面角的余弦值. B級訓練 (完成時間:29分鐘) 1.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 如果平面的一條斜線和它在這個平面上的射影的方向向量分別是a=(0,2,1),b=(,,),那么這條斜線與平面的夾角是( ) A.90° B.60° C.45° D.30° 2.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 若正三棱錐的側面都是直角三角形,則側面與底面所成二面角的余弦值是( ) A. B. C. D. 3.[限時2分鐘,達標是( )否( )] 如圖,點P在正方形ABCD所在平面外,
46、PD⊥平面ABCD,PD=AD,則PA與BD所成角的度數(shù)為( ) A.30° B.45° C.60° D.90° 4.[限時3分鐘,達標是( )否( )] 如圖,正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為2,P是底面A1B1C1D1的中心,M是CD的中點,則P到平面AMD1的距離為________. 5.[限時6分鐘,達標是( )否( )] 如圖,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=3,BC=4,AB=5,AA1=4,點D為AB的中點. (1)求證AC⊥BC1; (2)求證AC1∥平面CDB1; (3)求異面直線AC1與B1C所成角的余弦值.
47、 [限時8分鐘,達標是( )否( )] (xx·遼寧)如圖,AB是圓的直徑,PA垂直圓所在的平面,C是圓上的點. (1)求證:平面PAC⊥平面PBC; (2)若AB=2,AC=1,PA=1,求二面角C-PB-A的余弦值. 7.[限時8分鐘,達標是( )否( )] (xx·遼寧)如圖,△ABC和△BCD所在平面互相垂直,且AB=BC=BD=2,∠ABC=∠DBC=120°,E,F(xiàn)分別為AC,DC的中點. (1
48、)求證:EF⊥BC; (2)求二面角E-BF-C的正弦值. C級訓練 (完成時間:15分鐘) 1.[限時7分鐘,達標是( )否( )] (xx·福建)在平面四邊形ABCD中,AB=BD=CD=1,AB⊥BD,CD⊥BD.將△ABD沿BD折起,使得平面ABD⊥平面BCD,如圖所示. (1)求證:AB⊥CD; (2)若M為AD中點,求直線AD與平面MBC所成角的正弦值.
49、 [限時8分鐘,達標是( )否( )] (xx·廣東)如圖,四邊形ABCD為正方形,PD⊥平面ABCD,∠DPC=30°,AF⊥PC于點F,F(xiàn)E∥CD,交PD于點E. (1)證明:CF⊥平面ADF; (2)求二面角D-AF-E的余弦值. 第九章 立體幾何初步與空間向量 第1講 空間幾何體的結構及三視圖、直觀圖 【A級訓練】 1.B 解析:由正棱錐的性質可得①正確;②不正確,如直棱柱的底面是梯形時,側面不是全等
50、的矩形;由圓柱的母線的定義知,③正確;由圓錐的軸截面是全等的等腰三角形知,④正確.綜上,①③④正確,②不正確,故選B. 2.D 解析:由三視圖知,從正面和側面看都是梯形,從上面看為圓形,下面看是圓形,則該幾何體可以是圓臺. 3.D 解析:由不同的面上寫的字母各不相同,可知A對面標的是E,B對面標的是D,C對面標的是F. 4.A 解析:以三角形的一邊為x軸,高所在的直線為y軸,由斜二測畫法知,三角形的底長度不變,高所在的直線為y′軸,長度減半,故三角形的高變?yōu)樵瓉淼膕in45°=,故直觀圖中三角形面積是原三角形面積的. 5.A 解析:由三視圖可知該幾何體的上部分是錐體,是三棱錐,滿足正視
51、圖的選項是A與D,由側視圖可知,選項D不正確,故選A. 6. 解析:根據(jù)已知中的幾何體,畫出其三視圖如下: 【B級訓練】 1.B 解析:繞斜邊AB旋轉一周,所得到的幾何體是兩個圓錐的組合體,它的正視圖是兩個等腰三角形,三角形之間有一條實線段. 2.C 解析:設直觀圖中與x′軸和y′軸的交點分別為A′和B′,根據(jù)斜二測畫法的規(guī)則在直角坐標系中先做出對應的A和B點,再由平行與x′軸的線在原圖中平行于x軸,且長度不變,作出原圖可知選C. 3.C 4.D 5.A 解析:△PAC在正方形的左右、前后面上的投影為④,上下面上的投影為①,故選A. 6.B 解析:由俯視圖可知三棱錐的底面是
52、個邊長為2的正三角形,由正視圖可知三棱錐的一條側棱垂直于底面,且其長度為2,故其側視圖為直角邊長為2和的直角三角形. 7.解析:(1)由該幾何體的正視圖和俯視圖可知該幾何體是一個正六棱錐. (2)該幾何體的側視圖如右圖. 其中AB=AC,AD⊥BC,且BC的長是俯視圖正六邊形對邊的距離,即BC=a. AD是正六棱錐的高,即AD=a, 所以該平面圖形的面積S=·a·a=a2. 【C級訓練】 1.C 解析:由點A經(jīng)正方體的表面,按最短路線爬行到達頂點C1位置,共有6種展開方式,若把平面ABB1A1和平面BCC1展到同一個平面內,在矩形中連接AC1會經(jīng)過BB1的中點,故此時的正視圖
53、為②.若把平面ABCD和平面CDD1C1展到同一個平面內,在矩形中連接AC1會經(jīng)過CD的中點,此時正視圖會是④.其它幾種展開方式對應的正視圖在題中沒有出現(xiàn)或者已在②④中了. 第2講 空間幾何體的表面積與體積 【A級訓練】 1.B 解析:設球的半徑為R,則πR3=4πR2,所以R=3. 2.A 解析:由題中的三視圖可知,該幾何體是一個四棱錐,所以其體積為V=Sh=××2=. 3.C 解析:如圖為該組合體的側視圖,下方為邊長為2的正方形,上方為邊長為2的等邊三角形,所以其面積S=22+×2×2×sin 60°=4+. 4.D 解析:設圓柱高為h,則底面半徑為.由題意知,S=πh
54、2,所以h=,所以V=π()2·h=. 5. 解析:VB1-ABC=S△ABC·BB1=××3=. 6.解析:(1)側視圖同正視圖,如下圖所示. (2)該安全標識墩的體積為 V=VP-EFGH+VABCD-EFGH =×402×60+402×20 =3xx+3xx=64000(cm3). 【B級訓練】 1.A 解析:設球的半徑為R,由πR3=π,得R=1,所以a=2,?a=,表面積為6a2=8. 2.A 解析:以正方形的一邊所在直線為軸旋轉得到的圓柱底面半徑r=1,高h=1,所以側面積S=2πrh=2π. 3.A 解析:由三視圖和題意可知三視圖的正視圖面積最大時是正方形
55、,此時側視圖是矩形,長為2,寬為,所以側視圖的面積為2. 4.C 解析:由題意可知,該組合體的下面為圓柱體,上面為圓錐體,由相應幾何體的面積計算公式得,該組合體的表面積為:S=πr2+2πrh+πrl=π()2+2π×()×2+π×()×2=21π. 5.B 解析:由三視圖知,幾何體是一個簡單的空間組合體,后面是半個圓錐,圓錐的底面是半徑為6的圓,母線長是12,所以根據(jù)勾股定理知圓錐的高是6,所以半個圓錐的體積是××π×62×6=36π;前面是一個三棱錐,三棱錐的底是邊長為12、高為6的等腰三角形,三棱錐的高是6,所以三棱錐的體積是××12×6×6=72.所以幾何體的體積是36π+72=3
56、6(π+2). 6. 解析:設點A到平面PBC的距離為h. 因為D,E分別為PB,PC的中點, 所以S△BDE=S△PBC, 所以===. 7. 解析:過H的截面與球面的一個交點為M,三角形AMB為直角三角形,因為MH=1,由射影定理可知,AH=,BH=,所以球體的半徑為,故表面積S=4×π×=. 【C級訓練】 1.C 解析:水平放置的正方體,當正視圖為正方形時,其面積最小為1;當正視圖為對角面時,其面積最大為.因此滿足棱長為1的正方體的俯視圖是一個面積為1的正方形,則該正方體的正視圖的面積的范圍為[1,].因此可知:A,B,D皆有可能,而<1,故C不可能. 2.C 解析:
57、三棱錐P-EFQ的體積與點P到平面EFQ的距離和三角形EFQ的面積有關,由圖形可知,平面EFQ與平面CDA1B1是同一平面,故點P到平面EFQ的距離是P到平面CDA1B1的距離,且該距離就是P到線段A1D的距離,此距離只與x有關,因為EF=1,點Q到EF的距離為線段B1C的長度,為定值,綜上可知所求三棱錐的體積只與x有關,與y無關. 第3講 空間點、線、面的位置關系 【A級訓練】 1.A 解析:B,C,D經(jīng)過人類長期反復的實踐檢驗是真實的,不需要由其他判斷加以證明的命題和原理故是公理;而A平行于同一個平面的兩個平面平行是定理不是公理. 2.B 解析:在α內存在直線與l相交,所以A不
58、正確;若α內存在直線與l平行,又因為l?α,則有l(wèi)∥α,與題設相矛盾,所以B正確,C不正確;在α內不過l與α交點的直線與l異面,D不正確. 3.A 解析:根據(jù)平面的性質公理3可知,A對;對于B,其錯誤在于“任意”二字上;對于C,錯誤在于α∩β=A上;對于D,應為平面ABC和平面DBC相交于直線BC. 4.D 解析:空間中過一點作已知直線的平行線,如果點在已知直線上,滿足條件的平行線不存在,如果點不在已知直線上,由平行公理知滿足條件的平行線有且只有一條.綜上:空間中過一點作已知直線的平行線有0條或者1條. 5.C 解析:當甲成立,即“相交直線l、m都在平面α內,并且都不在平面β內”時,若“
59、l、m中至少有一條與平面β相交”,則“平面α與平面β相交”成立;若“平面α與平面β相交”,則“l(fā)、m中至少有一條與平面β相交”也成立. 6.異面直線 平行四邊形 BD=AC BD⊥AC BD=AC且BD⊥AC 解析:假設BC,AD是共面直線,則A,B,C,D共面,所以四邊形ABCD是平面四邊形與已知矛盾故BC,AD是異面直線,因為E,F(xiàn)分別是AB,BC的中點,所以EF∥AC,EF=AC,同理GH∥AC,GH=AC,所以四邊形EFGH是平行四邊形;若EFGH是菱形,則有EH=EF,所以BD=AC;若EFGH是矩形,則EH⊥EF,所以BD⊥AC;若四邊形是正方形則四邊形是矩形且是菱形,則BD=
60、AC,BD⊥AC. 【B級訓練】 1.B 解析:對于A,通過常見的圖形正方體,從同一個頂點出發(fā)的三條棱兩兩垂直,得到A錯; 對于B,因為l1⊥l2,所以l1,l2所成的角是90°. 又因為l2∥l3,所以l1,l3所成的角是90°, 所以l1⊥l3,得到B對; 對于C,例如三棱柱中的三側棱平行,但不共面,故C錯; 對于D,例如三棱錐的三側棱共點,但不共面,故D錯. 2.D 解析:由題設知平面ADD1A1與平面D1EF有公共點D1,由平面的基本性質中的公理知必有過該點的公共線l,在平面ADD1A1內與l平行的線有無數(shù)條,且它們都不在平面D1EF內,由線面平行的判定定理知它們都與平
61、面D1EF平行. 3.C 解析:取SA的中點F,連接EF,BF, 因為E為棱SC的中點,所以EF∥AC. 所以∠BEF(或其補角)為異面直線AC與BE所成的角, 因為AC=2,SA=SB=AB=BC=SC=2, 所以BE=EF=BF=, 所以∠BEF=60°. 4.30° 45° 解析:因為AB∥A1B1,所以∠B1A1C1即是AB與A1C1所成的角. 所以AB與A1C1所成的角為30°. 因為AA1∥BB1,所以∠BB1C即是AA1與B1C所成的角. 由已知條件可以得出BB1=a,AB1=A1C1=2a,AB=a, 所以B1C1=a, 所以四邊形BB1C1C是正方
62、形,所以∠BB1C=45°. 5. 解析:如圖所示的正方體,正方形ABCD和正方形CDEF所在的平面相互垂直,連接GF,GD,則GF∥AC,所以∠GFD(或其補角)為異面直線AC和DF所成的角.因為△GDF為等邊三角形,所以∠GFD=. 6.6 解析:因為四棱錐P-ABCD的頂點P在底面ABCD上的投影恰好是A,其正視圖與側視圖都是腰長為a的等腰直角三角形,所以四棱錐P-ABCD中,PA⊥面ABCD,ABCD是邊長為a的正方形,PA=a,(如圖),所以在四棱錐P-ABCD的任意兩個頂點的連線中,互相垂直的異面直線有:PA和CD,PA和BC,PD和BC,PD和AB,PB和AD,PB和
63、CD,共6對. 7.解析:(1)由該四面體的三視圖可知,BD⊥DC,BD⊥AD,AD⊥DC,BD=DC=2,AD=1, 所以AD⊥平面BDC, 所以四面體ABCD體積V=××2×2×1=. (2)證明:因為BC∥平面EFGH,平面EFGH∩平面BDC=FG,平面EFGH∩平面ABC=EH, 所以BC∥FG,BC∥EH,所以FG∥EH. 同理EF∥AD,HG∥AD,所以EF∥HG, 所以四邊形EFGH是平行四邊形. 又因為AD⊥平面BDC,所以AD⊥BC,所以EF⊥FG. 所以四邊形EFGH是矩形. 【C級訓練】 1.②④ 解析:①考慮圓錐的母線與底面所成角,將其頂點
64、看為底面所在平面外一點,θ=90°時不正確. ②由線面平行的性質定理和判定定理可以證明,此直線與交線平行,正確; ③如果此點選在其中一條異面直線上,則此平面不存在,錯誤; ④可以考慮:兩異面直線與同一個平面所成角可以相等,而與此平面平行的平面有無窮多個,故正確. 2.90° 解析:以D為坐標原點,建立如圖所示的空間直角坐標系. 設棱長為2,則D(0,0,0),N(0,2,1),M(0,1,0),A1(2,0,2),=(0,2,1),=(-2,1,-2),·=0, 所以⊥, 即A1M⊥DN,異面直線A1M與DN所成的角的大小是90°. 第4講 空間中的平行關系 【A級訓
65、練】 1.D 解析:根據(jù)線面平行的定義可知直線與平面無交點,因為直線a∥平面α,所以直線a與平面α沒有公共點.從而直線a與平面α內任意一直線都沒有公共點,則不相交. 2.C 解析:由平行公理知C正確,A中a與b可能異面,B中a,b可能相交或異面,D中a,b可能異面. 3.A 解析:(1)兩條直線都和同一個平面平行,那么這兩條直線可能平行、相交、異面.故(1)不正確;(2)兩條直線沒有公共點,那么這兩條直線可能平行、異面.故(2)不正確;(3)兩條直線都和第三條直線垂,則這兩條直線可能平行、相交、異面.故(3)不正確;(4)一條直線和一個平面內無數(shù)條直線沒有公共點,則這條直線和這個平面可能
66、平行、可能相交、可能在平面內. 4.D 解析:l1,l2都平行于同一個平面,則l1,l2相交、平行或異面,故A錯誤;l1,l2與同一個平面所成的角相等,則l1,l2相交、平行或異面,故B錯誤;l1平行于l2所在的平面,l1,l2平行或異面,故C錯誤;l1,l2都垂直于同一個平面,則由直線與平面垂直的性質定理知直線l1,l2平行,故D正確. 5.a(chǎn)∥α或a?α 解析:若直線a在平面外,則a∥α;若直線a在平面內,符合條件,所以a∥α或a?α. 6.證明:連接BC1,交B1C于點E, 連接DE,則BC1與B1C互相平分. 所以BE=C1E,又AD=BD. 所以DE為△ABC1的中位線, 所以AC1∥DE. 又DE?平面CDB1,AC1?平面CDB1, 所以AC1∥平面CDB1. 7.證明:根據(jù)長方體的性質可知BD∥B1D1,BC1∥AD1,所以B1D1∥平面BDC1.同理可證AD1∥平面BDC1.又因為AD1∩D1B1=D1,所以AB1D1∥平面BDC1. 【B級訓練】 1.D 解析:A選項不正確,由于不能保證a不在面內,故無法判斷線面平行;B選項,a∥β,b∥
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