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復旦大學附中2020屆高三數(shù)學一輪復習單元訓練:空間幾何體
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分.滿分150分.考試時間120分鐘.
第Ⅰ卷(選擇題 共60分)
一、選擇題(本大題共12個小題,每小題5分,共60分,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)
1.如圖,在平行六面體中,為與的交點.若,,則下列向量中與相等的向量是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
2.一個棱錐的三視圖如右圖所示,則它的體積為( )
A. B. C.1 D
2、.
【答案】A
3.如圖是某一幾何體的三視圖,則這個幾何體的體積為( )
A. 4 B. 8 C. 16 D. 20
【答案】C
4.如圖,點P、Q、R、S分別在正方體的四條棱上,并且是所在棱的中點,則直線PQ與RS是異面直線的一個圖是( )
【答案】C
5.平面的一個法向量為,則y軸與平面所成的角的大小為( )
A. B. C. D.
【答案】B
6.設是兩個不同的平面,是一條直線,以下命題正確的是( )
A.若,則 B.若,則
C.若,則 D.若,則
【答案】C
7.在平行六面體中,點為與的的交點,,,,則下列向量中與相等的是
3、( )
A. B.
C. D.
【答案】A
8.已知直線⊥平面,直線平面,下面三個命題( )
①∥⊥;②⊥∥;
③∥⊥. 則真命題的個數(shù)為
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
【答案】C
9.已知三棱柱的側棱與底面邊長都相等,在底面上的射影為 的中點,則異面直線與所成的角的余弦值為( )
A. B. C. D.
【答案】D
10.設點M是Z軸上一點,且點M到A(1,0,2)與點B(1,-3,1)的距離相等,則點M的坐標是( )
A.(-3,-3,0) B.(0,0,-3)
C.(0,-3,-3) D.(0,0
4、,3)
【答案】B
11.在空間直角坐標系中,點A(1,0,1)與點B(2,1,-1)之間的距離是( )
A. B.6 C. D.2
【答案】A
12.已知正六棱柱的12個頂點都在一個半徑為3的球面上,當正六棱柱的體積最大時,其高的值為( )
A. B. C. D.
【答案】D
第Ⅱ卷(非選擇題 共90分)
二、填空題(本大題共4個小題,每小題5分,共20分,把正確答案填在題中橫線上)
13.如圖,一個空間幾何體的主視圖和左視圖都是邊長為2的正方形,俯視圖是一個圓,那么這個幾何體的側面積為
【答案】
14.已知點A(1,2,1)、B
5、(-1,3,4)、D(1,1,1),若=2,則| |的值是
【答案】
15.已知平行六面體,以頂點A為端點的三條棱長都等于1,且兩兩夾角都等于,則=_________
【答案】
16.已知=(1-t,1-t,t),=(2,t,t),則|-|的最小值為 。
【答案】
三、解答題(本大題共6個小題,共70分,解答應寫出文字說明,證明過程或演算步驟)
17.已知,如圖,AB是⊙O的直徑,G為AB延長線上的一點,GCD是⊙O的割線,過點G作AB的垂線,交直線AC于點E,交AD于點F,過G作⊙O的切線,切點為H.求證:
(1)C,D,F(xiàn),E四點共圓;
(2)
6、GH2=GE·GF.
【答案】 (1)連接CB,
∵∠ACB=90°,AG⊥FG,
又∵∠EAG=∠BAC,
∴∠ABC=∠AEG.
∵∠ADC=180°-∠ABC
=180°-∠AEG=∠CEF,
∴∠ADC+∠FDC=∠CEF+∠FDC=180°,
∴C,D,F(xiàn),E四點共圓.
(2)由C,D,F(xiàn),E四點共圓,知∠GCE=∠AFE,∠GEC=∠GDF,
∴△GCE∽△GFD,
故=,即GC·GD=GE·GF.
∵GH為圓的切線,GCD為割線,
∴GH2=GC·GD,∴GH2=GE·GF.
18.如圖,在四梭錐P -ABCD中,底面ABCD是矩形,PA
7、⊥平面ABCD,AD =2,AB=1.點M線段PD的中點.
(I)若PA=2,證明:平面ABM ⊥平面PCD;
(II)設BM與平面PCD所成的角為θ,當棱錐的高變化時,求sinθ的最大值.
【答案】 (Ⅰ)∵平面,.
∵點M為線段PD的中點,PA= AD =2,.
又∵平面,.
平面.
又平面,
∴平面⊥平面.
(Ⅱ)設點B到平面PCD的距離為.
∵AB∥CD, ∴AB∥平面PCD.
∴點B到平面PCD的距離與點A到平面PCD的距離相等.
過點A在平面PAD內作AN⊥PD于N,
平面⊥平面,平面.
所以AN就是點A到平面PCD的距離.
設棱錐的高
8、為,則AN=.
在△中,.
.
因為,當且僅當,即時,等號成立.
故.
19.如圖,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=90°,2AC=AA1=BC=2.
(1)若D為AA1中點,求證:平面B1CD⊥平面B1C1D;
(2)當AD的長等于多少時?二面角B1-DC-C1的大小為60°.
【答案】(1)∵∠A1C1B1=∠ACB=90°,∴B1C1⊥A1C1.
又由直三棱柱性質知B1C1⊥CC1,∴B1C1⊥平面ACC1A1.
∴B1C1⊥CD. ①
由D為中點可知,,∴DC2+DC12=CC12,即CD⊥DC1.②
由①②可知CD⊥平面B1C1D,
9、又平面B1CD,故平面B1CD⊥平面B1C1D.
(2)由(1)可知B1C1⊥平面ACC1A1,在平面ACC1A1內過C1作C1E⊥平面CD,交CD或延長線于E,連接EB1.
由三垂線定理可知∠B1EC1為二面角B1-DC-C1的平面角,∴∠B1EC1=60°.
由B1C1=2,知,設AD=x,則.
∵△DCC1的面積為1,∴,解得,即.
20.如圖,已知是平面的一條斜線,為斜足,為垂足,為內的一條直線,,求斜線和平面所成角
【答案】∵,由斜線和平面所成角的定義可知,為和所成角,
又∵,
∴,
∴,即斜線和平面所成角為.
21.如圖,已知三棱柱的側棱與底面垂直,,是
10、的中點,是的中點,點在直線上,且滿足.
(1)當取何值時,直線與平面所成的角最大?
(2)若平面與平面所成的二面角為,試確定點的位置.
【答案】(1)以AB,AC,分別為軸,建立空間直角坐標系,
則,
平面ABC的一個法向量為則 (*)
于是問題轉化為二次函數(shù)求最值,而當最大時,最大,所以當時,
.
(2)已知給出了平面PMN與平面ABC所成的二面角為,即可得到平面ABC的一個法向量為
,設平面PMN的一個法向量為,.
由得 ,解得.
令于是由
,
解得的延長線上,且.
22.已知A(1 , -2 , 11) , B(4 , 2 , 3) ,C(6 , -1 , 4) , 求證: ABC是直角三角形.
【答案】證明:
為直角三角形.