第八章 培优课 空间几何体的截面问题(课件 学案 练习)高中数学人教A版(2019)必修 第二册

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第八章 培优课 空间几何体的截面问题(课件 学案 练习)高中数学人教A版(2019)必修 第二册

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培优课 空间几何体的截面问题
1.用一个平面去截一个四棱锥,截面形状不可能的是(  )
A.四边形 B.三角形
C.五边形 D.六边形
2.已知圆锥的母线长为3,若轴截面为等腰直角三角形,则圆锥的表面积为(  )
A.(3+3)π B.
C.(4+6)π D.(6+6)π
3.若正方体的一个截面恰好截这个正方体为等体积的两部分,则该截面(  )
A.一定通过正方体的中心
B.一定通过正方体一个表面的中心
C.一定通过正方体的一个顶点
D.一定构成正多边形
4.(2024·杭州月考)已知过BD1的平面与正方体ABCD-A1B1C1D1相交,分别交棱AA1,CC1于M,N.则下列关于截面BMD1N的说法中,不正确的是(  )
A.截面BMD1N可能是矩形
B.截面BMD1N可能是菱形
C.截面BMD1N可能是梯形
D.截面BMD1N不可能是正方形
5.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是棱DD1和BB1上的点,MD=DD1,NB=BB1,那么正方体中过点M,N,C1的截面图形是(  )
A.三角形 B.四边形
C.五边形 D.六边形
6.如图是一个棱长为2的正方体被过棱A1B1、A1D1的中点M、N,顶点A和过点N及顶点D、C1的两个截面截去两个角后所得的几何体,则该几何体的体积为(  )
A.5 B.6
C.7 D.8
7.如图所示的几何体是由一个圆柱挖去一个以圆柱上底面为底面,下底面圆心为顶点的圆锥而得到的几何体,现用一个竖直的平面去截这个几何体,则截面图形可能是(  )
A.(2)(5) B.(1)(3)
C.(2)(4) D.(1)(5)
8.已知正方体的棱长为2,每条棱所在直线与平面α所成的角相等,则α截此正方体所得截面面积的最大值为(  )
A. B.2
C.3 D.3
9.用一个平面去截一个正方体,截面边数有    种情况.
10.在长方体ABCD-A1B1C1D1中,若AB=2,AD=AA1=4,E,F分别为BB1,A1D1的中点,过点A,E,F作长方体ABCD-A1B1C1D1的一截面,则该截面的周长为    .
11.已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,M,N分别为A1B1,B1C1的中点,过M,N的平面所得截面为四边形,则该截面最大面积为    .
12.如图所示,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是等腰梯形,AB∥CD,AB=2CD,∠BAD=60°,四边形CDD1C1是正方形.指出棱CC1与平面ADB1的交点E的位置(无需证明),并在图中将平面ADB1截该四棱柱所得的截面补充完整.
13.(2024·阳江质检)如图,在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AB=1,AA1=,M为DD1的中点.
(1)求证:D1B∥平面MAC;
(2)过D1B作正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的截面,使得截面平行于平面MAC,在正四棱柱表面应该怎样画线?请说明理由,并求出截面的面积.
培优课 空间几何体的截面问题
1.D 根据一般的截面与几何体的几个面相交就得到几条交线,截面就是几边形,而四棱锥最多只有5个面,则截面形状不可能的是六边形,故选D.
2.B 依题意,圆锥的母线长为3,轴截面为等腰直角三角形,所以圆锥的底面半径为r=,所以圆锥的表面积为π×()2+π××3=,故选B.
3.A 根据题意,恰好截正方体为等体积的两部分的截面,可能为中截面、对角面、也可能是倾斜的平面,不管哪种截面都过正方体的中心.故选A.
4.C 如图①,当M,N分别与对角顶点重合时,显然BMD1N是矩形;
如图②,当M,N为AA1,CC1的中点时,显然BMD1N是菱形,由正方体的性质及勾股定理易知:BMD1N不可能为正方形;
根据对称性,其它情况下BMD1N为平行四边形;综上,C不正确.故选C.
5.C 先确定截面上的已知边与几何体上和其共面的边的交点,再确定截面与几何体的棱的交点.如图,设直线C1M,CD相交于点P,直线C1N,CB相交于点Q,连接PQ交直线AD于点E,交直线AB于点F,则五边形C1MEFN为所求截面图形.
6.C 将正方体还原可得如图所示图形,则=××1×1×2=,=××1×2×2=,=23=8,所以该几何体的体积V=8--=7.故选C.
7.D 当截面ABCD如图①为轴截面时,截面图形如(1)所示;
当截面ABCD如图②不为轴截面时,截面图形如(5)所示,下侧为抛物线的形状.
故选D.
8.C 在正方体中,共有3组互相平行的棱,每条棱与平面α所成的角都相等,如图所示的正六边形对应的截面面积最大.此时正六边形的边长为,其面积为6××()2=3.
9.4 解析:正方体有六个面,用一个平面去截一个正方体,截面的形状可能是:三角形、四边形、五边形、六边形,如图所示,因此截面边数有4种情况.
10.4+2 解析:连接AF,过点E作EP∥AF交B1C1于点P,连接FP,AE,即可得到截面AFPE,因为E为BB1中点,EP∥AF,所以B1P=A1F=1,因为AB=2,AD=AA1=4,则AF==2,且EP=AF=,AE==2,FP==,所以截面AFPE的周长为2++2+=4+2.
11. 解析:如图所示,最大面积的截面四边形为等腰梯形MNCA,其中MN=,AC=2,AM=CN=,高为h==,故面积为×(+2)×=.
12.解:E为CC1的中点.
作图如下:如图,取CC1的中点E,连接DE,B1E,
平面ADEB1即为该四棱柱所得的截面(可通过证明 DE∥AB1来判断).
13.解:(1)证明:连接DB,交AC于点O,所以O为DB的中点,连接MO.因为M为DD1的中点,所以MO是△D1DB的中位线,所以D1B∥MO.
又MO 平面MAC,D1B 平面MAC,所以D1B∥平面MAC.
(2)分别取A1A,B1B,C1C的中点E,G,F,连接D1E,EB,BF,FD1,则四边形D1EBF即为所求截面,证明如下:
连接A1G,GF,所以A1E=GB,A1E∥GB,所以四边形A1EBG是平行四边形,所以A1G=EB,A1G∥EB.同理A1D1=GF,A1D1∥GF,所以四边形D1A1GF是平行四边形,所以A1G=D1F,A1G∥D1F,所以D1F=EB,D1F∥EB,即四边形D1EBF是平行四边形.
又因为MD1=CF,MD1∥CF,所以四边形D1MCF是平行四边形,所以D1F∥MC.
因为D1F 平面MAC,MC 平面MAC,所以D1F∥平面MAC,又因为D1F∩D1B=D1,D1F,D1B 平面D1EBF,所以平面MAC∥平面D1EBF,所以四边形D1EBF即为所求截面.
又因为EB===,
FB===,所以EB=FB,所以四边形D1EBF为菱形,所以D1B⊥EF.
因为D1B=

==2,
EF=AC==,所以截面面积为D1B·EF=.
2 / 2培优课 空间几何体的截面问题
  截面定义:用一个平面去截几何体,此平面与几何体的交集,叫做这个几何体的截面,与几何体表面的交集(交线)叫做截线,与几何体棱的交集(交点)叫做截点.
题型一 直接法作截面
【例1】 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P为BB1的中点,画出过A1,C1,P三点的截面.
通性通法
  若截面上的点都在几何体的棱上,且两两在同一个平面内,可借助基本事实“如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内”,直接连线作截面.
【跟踪训练】
(多选)如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,点E,F,G,H分别为棱A1C1,B1C1,BC,AC上的点,过E,F,G,H四点作截面,则截面的形状可以为(  )
A.矩形 B.菱形
C.正方形 D.梯形
题型二 平行线法作截面
【例2】 在长方体ABCD-A'B'C'D'中,点P是棱BB'的中点,画出过点A',D',P三点的截面.
通性通法
  若截面与几何体的两个平行平面相交,或者截面上有一条直线与几何体的某一个面平行,可以借助于两个性质:①如果一条直线平行于一个平面,经过这条直线的平面与这个平面相交,那么这条直线就和交线平行;②如果两个平面平行,第三个平面和它们相交,那么两条交线平行,利用平行线法作截面.
【跟踪训练】
1.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为BC,CC1的中点,则平面AEF截正方体所得的截面多边形的形状为(   )
A.三角形 B.四边形
C.五边形 D.六边形
2.已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为3,点P在棱AD上,过点P作该正方体的截面,当截面平行于平面B1D1C且该截面的面积为时,线段AP的长为(  )
A. B.1
C. D.
题型三 延长线法作截面
【例3】 如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为6,M是A1B1的中点,点N在棱CC1上,且CN=2NC1.作出过点D,M,N的平面截正方体ABCD-A1B1C1D1所得的截面,写出作法.
通性通法
  若截面上的点中至少有两个点在几何体的一个表面上,可以借助于基本事实“如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内”,利用延长线法作截面.
【跟踪训练】
已知四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,PA⊥平面ABCD,AD∥BC,AB⊥AD,PA=AD=4,BA=BC=2,M为PA中点,过C,D,M的平面截四棱锥P-ABCD所得的截面为α.若α与棱PB交于点F,画出截面α,保留作图痕迹(不用说明理由),求点F的位置.
1.用一个平面去截一个几何体,截面的形状是三角形,那么这个几何体不可能是(  )
A.圆锥 B.圆柱
C.三棱锥 D.正方体
2.已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面α和线段AA1,BB1,CC1,DD1分别交于点E,F,G,H,则截面EFGH的形状不可能是(  )
A.梯形 B.正方形
C.长方形 D.菱形
3.(2024·中山月考)在棱长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是正方形ABCD、正方形BB1C1C的中心,则过点A,M,N的平面截正方体的截面面积为    .
4.如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P,Q,R分别是A1D1,C1D1,AA1的中点,试过P,Q,R三点作其截面.
培优课 空间几何体的截面问题
【典型例题·精研析】
【例1】 解:因为此三点在几何体的棱上,且两两在一个平面内,直接连接A1P,A1C1,C1P就得到截面A1C1P.
跟踪训练
 ACD 截面图如图所示,因为ABC-A1B1C1为直三棱柱,则平面A1B1C1∥平面ABC,截面过平面A1B1C1、平面ABC,则交线EF∥HG,当FG不与B1B平行时,此时截得的EH不平行于FG,四边形EFGH为梯形;当FG∥B1B时,此时截得的EH∥FG,FG⊥EF,当EH≠EF时,四边形EFGH为矩形;当EH=EF时,四边形EFGH为正方形.故A、C、D正确.
【例2】 解:连接 A'P,因为平面 ADD'A'∥平面BCC'B',所以只要过P作A'D'的平行线即可.取CC'的中点Q,连接PQ,则A'D'∥PQ.连接D'Q即得截面A'PQD'.
跟踪训练
1.B 如图,把截面AEF补形为四边形AEFD1,连接BC1,因为E,F分别为BC,CC1的中点,则EF∥BC1, 又在正方体ABCD-A1B1C1D1中,AD1∥BC1,所以EF∥AD1,则A,D1,F,E四点共面.则平面AEF截正方体所得的截面多边形的形状为四边形.故选B.
2.D 如图,连接BD,A1D,过点P作BD,A1D的平行线,分别交棱AB,AA1于点Q,R,连接QR.因为BD∥B1D1,所以PQ∥B1D1,因为B1D1 平面B1D1C,PQ 平面B1D1C,所以PQ∥平面B1D1C.因为A1D∥B1C,所以PR∥B1C.因为B1C 平面B1D1C,PR 平面B1D1C,所以PR∥平面B1D1C.又PQ∩PR=P,PQ,PR 平面PQR,所以平面PQR∥平面B1D1C,则平面PQR为截面,易知△PQR是等边三角形,则PQ2·=,解得PQ=2,所以AP=PQ=.故选D.
【例3】 解:如图所示,五边形DQMFN为所求截面.
作法如下:连接DN并延长交D1C1的延长线于点E,
连接ME交B1C1于点F,交D1A1的延长线于点H,
连接DH交AA1于点Q,连接QM,FN,
所以五边形DQMFN即为所求截面.
跟踪训练
 解:延长DC交AB的延长线于E,连接ME交PB于F,连接FC,如图,四边形MFCD为截面α.在△ADE中,BC∥AD,由=,则C为DE中点,B为AE中点,过M作MN∥AB交PB于N,则MN=AB=1,∴△MNF∽△EBF,∴==,∴BF=2NF,即BF=BP,∴F为棱PB上靠近点B位置的三等分点.
随堂检测
1.B 用一个平面去截一个圆锥时,轴截面的形状是一个等腰三角形,所以A满足条件; 用一个平面去截一个圆柱时,截面的形状可能是矩形,可能是圆,可能是椭圆,不可能是一个三角形,所以B不满足条件; 用一个平面去截一个三棱锥时,截面的形状是一个三角形,所以C满足条件; 用一个平面去截一个正方体时,截面的形状可以是一个三角形,所以D满足条件.故选B.
2.A ∵平面ADD1A1∥平面BCC1B1,平面α∩平面ADD1A1=EH,平面α∩平面BCC1B1=FG,∴EH∥FG,同理可得EF∥HG,∴四边形EFGH为平行四边形,∴截面EFGH的形状不可能是梯形.故选A.
3.a2 解析:如图,连接AC,则AC过点M,连接B1C,则B1C经过点N,连接AB1,则过点A、M、N的平面截正方体的截面为等边△ACB1,因为正方体棱长为a,故△ACB1边长为a,面积为·(a)2=a2.
4.解:如图,取BC的中点为F,延长PR,DA交于点E,连接EF交AB于点G,则G为AB的中点,延长GF,DC交于点H,连接HQ交CC1于点I,所得六边形PRGFIQ即为所作截面.
1 / 2(共52张PPT)
培优课 空间几何体的截面问题
目录
典型例题·精研析
01
知能演练·扣课标
02
典型例题·精研析
01
课堂互动 关键能力提升
  截面定义:用一个平面去截几何体,此平面与几何体的交集,叫
做这个几何体的截面,与几何体表面的交集(交线)叫做截线,与几
何体棱的交集(交点)叫做截点.
解:因为此三点在几何体的棱上,且两两在一个平面内,直接连接A1P,A1C1,C1P就得到截面A1C1P.
题型一 直接法作截面
【例1】 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P为BB1的中点,画出过
A1,C1,P三点的截面.
通性通法
  若截面上的点都在几何体的棱上,且两两在同一个平面内,可借
助基本事实“如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线
在这个平面内”,直接连线作截面.
【跟踪训练】
(多选)如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,点E,F,G,H分别
为棱A1C1,B1C1,BC,AC上的点,过E,F,G,H四点作截面,
则截面的形状可以为(  )
A. 矩形
B. 菱形
C. 正方形
D. 梯形
解析: 截面图如图所示,因为ABC-A1B1C1为
直三棱柱,则平面A1B1C1∥平面ABC,截面过平面
A1B1C1、平面ABC,则交线EF∥HG,当FG不与
B1B平行时,此时截得的EH不平行于FG,四边形
EFGH为梯形;当FG∥B1B时,此时截得的
EH∥FG,FG⊥EF,当EH≠EF时,四边形
EFGH为矩形;当EH=EF时,四边形EFGH为正方
形.故A、C、D正确.
题型二 平行线法作截面
【例2】 在长方体ABCD-A'B'C'D'中,点P是棱BB'的中点,画出过
点A',D',P三点的截面.
解:连接 A'P,因为平面 ADD'A'∥平面BCC'B',所以只要过P作
A'D'的平行线即可.取CC'的中点Q,连接PQ,则A'D'∥PQ. 连接
D'Q即得截面A'PQD'.
通性通法
  若截面与几何体的两个平行平面相交,或者截面上有一条直线与
几何体的某一个面平行,可以借助于两个性质:①如果一条直线平行
于一个平面,经过这条直线的平面与这个平面相交,那么这条直线就
和交线平行;②如果两个平面平行,第三个平面和它们相交,那么两
条交线平行,利用平行线法作截面.
【跟踪训练】
1. 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为BC,CC1的中点,则
平面AEF截正方体所得的截面多边形的形状为(   )
A. 三角形 B. 四边形
C. 五边形 D. 六边形
解析: 如图,把截面AEF补形为四边形
AEFD1,连接BC1,因为E,F分别为BC,
CC1的中点,则EF∥BC1, 又在正方体
ABCD-A1B1C1D1中,AD1∥BC1,所以
EF∥AD1,则A,D1,F,E四点共面.则平
面AEF截正方体所得的截面多边形的形状为
四边形.故选B.
2. 已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为3,点P在棱AD上,过点P
作该正方体的截面,当截面平行于平面B1D1C且该截面的面积为
时,线段AP的长为(  )
B. 1
解析: 如图,连接BD,A1D,过点P作
BD,A1D的平行线,分别交棱AB,AA1于点
Q,R,连接QR. 因为BD∥B1D1,所以
PQ∥B1D1,因为B1D1 平面B1D1C,PQ 平
面B1D1C,所以PQ∥平面B1D1C. 因为
A1D∥B1C,所以PR∥B1C. 因为B1C 平面
B1D1C,PR 平面B1D1C,所以PR∥平面B1D1C. 又PQ∩PR=P,PQ,PR 平面PQR,所以平面PQR∥平面B1D1C,则平面PQR为截面,易知△PQR是等边三角形,则 PQ2· = ,解得PQ=2,所以AP= PQ= .故选D.
  
题型三 延长线法作截面
【例3】 如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为6,M是A1B1的中
点,点N在棱CC1上,且CN=2NC1.作出过点D,M,N的平面截正
方体ABCD-A1B1C1D1所得的截面,写出作法.
解:如图所示,五边形DQMFN为所求截面.
作法如下:连接DN并延长交D1C1的延长线于点E,
连接ME交B1C1于点F,交D1A1的延长线于点H,
连接DH交AA1于点Q,连接QM,FN,
所以五边形DQMFN即为所求截面.
通性通法
  若截面上的点中至少有两个点在几何体的一个表面上,可以借助
于基本事实“如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线
在这个平面内”,利用延长线法作截面.
【跟踪训练】
已知四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为直角梯形,PA⊥平面
ABCD,AD∥BC,AB⊥AD,PA=AD=4,BA=BC=2,M为PA
中点,过C,D,M的平面截四棱锥P-ABCD所得的截面为α.若α与
棱PB交于点F,画出截面α,保留作图痕迹(不用说明理由),求
点F的位置.
解:延长DC交AB的延长线于E,连接ME交
PB于F,连接FC,如图,四边形MFCD为截
面α.在△ADE中,BC∥AD,由 = ,则
C为DE中点,B为AE中点,过M作
MN∥AB交PB于N,则MN= AB=1,
∴△MNF∽△EBF,∴ = = ,∴BF=
2NF,即BF= BP,∴F为棱PB上靠近点B
位置的三等分点.
1. 用一个平面去截一个几何体,截面的形状是三角形,那么这个几何
体不可能是(  )
A. 圆锥 B. 圆柱
C. 三棱锥 D. 正方体
解析: 用一个平面去截一个圆锥时,轴截面的形状是一个等腰
三角形,所以A满足条件; 用一个平面去截一个圆柱时,截面的形
状可能是矩形,可能是圆,可能是椭圆,不可能是一个三角形,所
以B不满足条件; 用一个平面去截一个三棱锥时,截面的形状是一
个三角形,所以C满足条件; 用一个平面去截一个正方体时,截面
的形状可以是一个三角形,所以D满足条件.故选B.
2. 已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,平面α和线段AA1,BB1,CC1,
DD1分别交于点E,F,G,H,则截面EFGH的形状不可能是
(  )
A. 梯形 B. 正方形
C. 长方形 D. 菱形
解析: ∵平面ADD1A1∥平面BCC1B1,平面α∩平面ADD1A1=
EH,平面α∩平面BCC1B1=FG,∴EH∥FG,同理可得
EF∥HG,∴四边形EFGH为平行四边形,∴截面EFGH的形状不
可能是梯形.故选A.

解析:如图,连接AC,则AC过点M,连接
B1C,则B1C经过点N,连接AB1,则过点A、
M、N的平面截正方体的截面为等边△ACB1,
因为正方体棱长为a,故△ACB1边长为 a,
面积为 ·( a)2= a2.
a2
4. 如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,P,Q,R分别是A1D1,C1D1,AA1的中点,试过P,Q,R三点作其截面.
解:如图,取BC的中点为F,延长PR,DA交于点E,连接EF交AB于点G,则G为AB的中点,延长GF,DC交于点H,连接HQ交CC1于点I,所得六边形PRGFIQ即为所作截面.
知能演练·扣课标
02
课后巩固 核心素养落地
1. 用一个平面去截一个四棱锥,截面形状不可能的是(  )
A. 四边形 B. 三角形
C. 五边形 D. 六边形
解析: 根据一般的截面与几何体的几个面相交就得到几条交
线,截面就是几边形,而四棱锥最多只有5个面,则截面形状不可
能的是六边形,故选D.
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2. 已知圆锥的母线长为3,若轴截面为等腰直角三角形,则圆锥的表
面积为(  )
解析: 依题意,圆锥的母线长为3,轴截面为等腰直角三角
形,所以圆锥的底面半径为r= ,所以圆锥的表面积为π×
( )2+π× ×3= ,故选B.
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3. 若正方体的一个截面恰好截这个正方体为等体积的两部分,则该截
面(  )
A. 一定通过正方体的中心
B. 一定通过正方体一个表面的中心
C. 一定通过正方体的一个顶点
D. 一定构成正多边形
解析: 根据题意,恰好截正方体为等体积的两部分的截面,可
能为中截面、对角面、也可能是倾斜的平面,不管哪种截面都过正
方体的中心.故选A.
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4. (2024·杭州月考)已知过BD1的平面与正方体ABCD-A1B1C1D1相
交,分别交棱AA1,CC1于M,N. 则下列关于截面BMD1N的说法
中,不正确的是(  )
A. 截面BMD1N可能是矩形
B. 截面BMD1N可能是菱形
C. 截面BMD1N可能是梯形
D. 截面BMD1N不可能是正方形
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解析: 如图①,当M,N分别与对角顶点重合时,显然BMD1N是矩形;
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如图②,当M,N为AA1,CC1的中点时,显然BMD1N是菱形,由正方体的性质及勾股定理易知:BMD1N不可能为正方形;
根据对称性,其它情况下BMD1N为平行四边形;综上,C不正确.故选C.
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5. 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是棱DD1和BB1上的
点,MD= DD1,NB= BB1,那么正方体中过点M,N,C1的
截面图形是(  )
A. 三角形 B. 四边形
C. 五边形 D. 六边形
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解析: 先确定截面上的已知边与几何体上和其共面的边的交点,再确定截面与几何体的棱的交点.如图,设直线C1M,CD相交于点P,
直线C1N,CB相交于点Q,连接PQ交直线AD于点E,交直线AB于点F,则五边形C1MEFN为所求截面图形.
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6. 如图是一个棱长为2的正方体被过棱A1B1、A1D1的中点M、N,顶
点A和过点N及顶点D、C1的两个截面截去两个角后所得的几何
体,则该几何体的体积为(  )
A. 5 B. 6
C. 7 D. 8
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解析: 将正方体还原可得如图所示图形,则 = × ×1×1×2= , = × ×1×2×2= , =23=8,所以该几何体的体积V=8- - =7.故选C.
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7. 如图所示的几何体是由一个圆柱挖去一个以圆柱上底面为底面,下
底面圆心为顶点的圆锥而得到的几何体,现用一个竖直的平面去截
这个几何体,则截面图形可能是(  )
A. (2)(5) B. (1)(3)
C. (2)(4) D. (1)(5)
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解析: 当截面ABCD如图①为轴截面时,截面图形如
(1)所示;
当截面ABCD如图②不为轴截面时,截面图形如(5)所
示,下侧为抛物线的形状.
故选D.
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8. 已知正方体的棱长为2,每条棱所在直线与平面α所成的角相等,则
α截此正方体所得截面面积的最大值为(  )
D. 3
解析: 在正方体中,共有3组互相平行的棱,
每条棱与平面α所成的角都相等,如图所示的正
六边形对应的截面面积最大.此时正六边形的边
长为 ,其面积为6× ×( )2=3 .
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9. 用一个平面去截一个正方体,截面边数有 种情况.
解析:正方体有六个面,用一个平面去截一个正方体,截面的形状可能是:三角形、四边形、五边形、六边形,如图所示,因此截面边数有4种情况.
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10. 在长方体ABCD-A1B1C1D1中,若AB=2,AD=AA1=4,E,F
分别为BB1,A1D1的中点,过点A,E,F作长方体ABCD-
A1B1C1D1的一截面,则该截面的周长为 .
4 +2
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解析:连接AF,过点E作EP∥AF交B1C1于点P,连接FP,AE,即可得到截面AFPE,因为E为BB1中点,EP∥AF,所以B1P= A1F=1,因为AB=2,AD=AA1=4,则AF=
=2 ,且EP= AF= ,AE= =2 ,FP= = ,所以截面AFPE的周长为2 + +2 + =4 +2 .
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解析:如图所示,最大面积的截面四边形为等
腰梯形MNCA,其中MN= ,AC=2 ,
AM=CN= ,高为h= = ,故面
积为 ×( +2 )× = .

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12. 如图所示,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是等腰梯
形,AB∥CD,AB=2CD,∠BAD=60°,四边形CDD1C1是
正方形.指出棱CC1与平面ADB1的交点E的位置(无需证明),
并在图中将平面ADB1截该四棱柱所得的截面补充完整.
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解:E为CC1的中点.
作图如下:如图,取CC1的中点E,连接DE,B1E,
平面ADEB1即为该四棱柱所得的截面(可通过证明 DE∥AB1来判断).
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13. (2024·阳江质检)如图,在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AB=1,AA1= ,M为DD1的中点.
(1)求证:D1B∥平面MAC;
解:证明:连接DB,交AC于点O,
所以O为DB的中点,连接MO. 因为M为
DD1的中点,所以MO是△D1DB的中位线,
所以D1B∥MO.
又MO 平面MAC,D1B 平面MAC,所
以D1B∥平面MAC.
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(2)过D1B作正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的截面,使得截面平行
于平面MAC,在正四棱柱表面应该怎样画线?请说明理
由,并求出截面的面积.
解:分别取A1A,B1B,C1C的中点E,G,F,连接D1E,EB,BF,FD1,
则四边形D1EBF即为所求截面,证明如下:
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连接A1G,GF,所以A1E=GB,A1E∥GB,所以四边形A1EBG是平行四边形,所以A1G=EB,A1G∥EB. 同理A1D1=GF,A1D1∥GF,所以四边形D1A1GF是平行四边形,所以A1G=D1F,
A1G∥D1F,所以D1F=EB,D1F∥EB,
即四边形D1EBF是平行四边形.
又因为MD1=CF,MD1∥CF,所以四边形D1MCF是平行四边形,所以D1F∥MC.
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因为D1F 平面MAC,MC 平面MAC,所以D1F∥平面MAC,又因为D1F∩D1B=D1,D1F,D1B 平面D1EBF,所以平面MAC∥平面D1EBF,所以四边形D1EBF即为所求截面.
又因为EB= = = ,
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FB= = = ,
所以EB=FB,所以四边形D1EBF为菱形,
所以D1B⊥EF.
因为D1B=
= =
=2,
EF=AC= = ,所以截面面
积为 D1B·EF= .
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