【备战2012】高考数学(理) 最新专题冲刺之立体几何

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【备战2012】高考数学(理) 最新专题冲刺之立体几何

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1.(2012唐山市高三统一考试理)四棱锥P—ABCD的所有侧棱长都为,底面ABCD是边长为2的正方形,则CD与PA所成角的余弦值为 ( )
A. B. C. D.
【答案】 A
【解析】本题主要考查异面直线所成角和余弦定理. 属于基础知识、基本运算的考查.
∵CD平行于AB,则CD与PA所成角就是∠PAB;由余弦定理
∠PAB=
2.(2012唐山市高三模拟理)一个几何体的三视图如图所示,其中正视图是一个正三角形,则这个几何体的外接球的表面积为 ( )
A.
B.
C.
D.
【答案】 A
【解析】本题主要考查空间几何体的三视图和球的表面积公式. 属于基础知识、基本能力的考查.
这个几何体是如图所示的三棱锥,,设外接球的半径为R,则
,这个几何体的外接球的表面积为
3.(2012江西师大附中高三模拟理)如图甲所示,三棱锥的高分别在和上,且,图乙中的四个图像大致描绘了三棱锥的体积与的变化关系,其中正确的是( )
【答案】A
【解析】本题主要考查三棱锥的体积,三角形的面积公式,函数图像以及基本不等式的基本运算. 属于基础知识、基本运算、基本能力的考查.
, ,
是抛物线的一部分,答案A
4.(2012三明市普通高中高三联考理)一个棱锥的三视图如右图所示,则这个棱锥的体积是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】本题主要考查多面体的直观图和三视图、棱锥的体积公式. 属于基础知识、基本思维的考查.
由题意,多面体是一个四棱锥E-ABCD,ED垂直于平面ABCD,ED=3,AB=4,AD=3,四边形ABCD是矩形
这个棱锥的体积=
5.(2012厦门市高三模拟质检理)已知直线m、n和平面α、β,若α⊥β,α∩β=m,nα,要使n⊥β,则应增加的条件是
A. m∥n     B. n⊥m       C. n∥α       D. n⊥α
【答案】B
【解析】本题主要考查空间直线与平面、平面与平面的位置关系 . 属于基础知识、基本运算的考查.
已知直线m、n和平面α、β,若α⊥β,α∩β=m,nα,应增加的条件n⊥m,才能使得n⊥β。
6.(2012年石家庄市高中毕业班教学质检1)将长方体截去一个四棱锥后,得到的几何体的
长方体的侧面与底面垂直,所以俯视图是C
7.(2012厦门市高三质检)已知体积为的正三棱柱(底面是正三角形且侧棱垂直底面)的三视图如图所示,则此三棱柱的高为
 A.    B.   C.1    D.
【答案】C
【解析】本题主要考查正棱柱的体积、空间几何体的三视图. 属于基础知识、基本运算的考查.
由俯视图的高等于侧视图的宽,正三棱柱的底面三角形高为,故边长为,设正三棱柱的高为,则有正三棱柱的体积公式,
8.(2012金华十校高三模拟联考理)一空间几何体的三视图如图所示 ,则该几何体的体积为 ( )
A. B.
C. D.
【答案】 B
【解析】本题主要考查空间几何体的三视图、圆柱、圆台的体积计算公式. 属于基础知识、基本运算的考查.
【解析】本题主要考查空间直线与直线,直线与平面、平面与平面的有关知识. 属于基础知识、基本运算的考查.
需要才有,A错误.
若与可能平行、相交、也可能异面,B错误.
若与可能平行、相交、也可能异面,D错误.
10.(2012三明市普通高中高三联考理)设、、是三个互不重合的平面,、是两条不重合的直线,下列命题中正确的是
A. 若,,则 B. 若,,,则
C. 若,,则 D. 若,,,则
【答案】D
【解析】本题主要考查空间直线与直线、直线与平面、平面与平面的位置关系. 属于基础知识的考查.
对于A, 若,,可以平行,也可以不垂直相交
对于B,若,,,则可以平行
对于C, 若,,则可以在平面 答案D正确
由三视图知,几何体是一个底面是边长为1的等腰直角三角形,高为1的三棱柱。
12. (2012年西安市高三年级第一次质检理) —个空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为
A. 48
B.
C.
D. 80
【答案】C
【解析】本题主要空间几何体的三视图和棱柱的表面积计算公式 . 属于基础知识、基本运算的考查.
由三视图可知几何体是一个平放的直棱柱,底面是上底为2,下底为4,高为4的直角梯形,棱柱的高为4,因此梯形的周长为+6
该几何体的表面积为
13.(2012厦门模拟质检理8)已如图,正方体ABCD—A1B1C1D1中,O为底面ABCD的中心,M为棱BB1的中点,则下列结论中错误的是
 A.D1O∥平面A1BC1
B. D1O⊥平面MAC
C.异面直线BC1与AC所成的角等于60° 
D.二面角M-AC-B等于90°
【答案】D
【解析】因为D1O∥平面A1BC1, D1O⊥平面MAC, 异面直线BC1与AC所成的角等于60° 二面角M-AC-B等于90°错误,选D;
16.(2012宁德质检理5)若是三个互不重合的平面,是一条直线,则下列命题中正确的是 ( )
A.若 B.若
C.若的所成角相等,则 D.若上有两个点到α的距离相等,则
【答案】B
【解析】若,此推理符合平面与平面垂直的判定;
17.(2012宁德质检理13)一个空间几何体的三视图如右所示,
则该几何体的体积
为 。
13、【答案】4
【解析】几何体是平躺的三棱柱,
18.(2012韶关第一次调研理12)如图是边长为的为正方形的对角线,将绕
直线旋转一周后形成的几何体的体积等于
【答案】,
【解析】绕直线旋转一周后形成的几何体是圆柱去掉一个圆锥,
19. (2012深圳中学模拟理7)在半径为R的半球内有一内接圆柱,则这个圆柱的体积的最大值是( )
A B
C D
【答案】A
【解析】解:设圆柱的高为h,则圆柱的底面半径为,圆柱的体积为V==(020.(2012海南嘉积中学模拟理6)正四棱锥的侧棱长为,底面边长为,为中点,则异面直线与所成的角是( )
A、30° B、45° C、60° D、90°
【答案】C
【解析】取AC中点F,中,由余弦定理得.
21.(2012海南嘉积中学模拟理16)一个几何体的三视图如图所示,则此几何体的
体积为 .
【答案】
22. (2012黑龙江绥化市一模理4)若某一几何体的正视图与侧视图均为边长是1的正方
23. (2012黑龙江绥化市一模理8)如图,在三棱柱中,侧棱垂直于底面,底面是边长为2的正三角形,侧棱长为3,则与平面所成的角为( )
A. B. C. D.
【答案】A
25.(2012浙江瑞安模拟质检理2)一个几何体的三视图如右图所示,则该几何体的体积为( ▲ )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】几何体可以拼接成高为2的正三棱柱,
26.(2012浙江瑞安模拟质检理16)在正方体中,分别是的中点,给出以下四个结论:
①; ②//平面; ③与相交; ④与异面
其中正确结论的序号是 ▲ .
【答案】(1)(3)(4)
【解析】由图形可以观察出与平面MNPQ相交于正方体中心
27.(2012·泉州四校二次联考理7)设长方体的长、宽、高分别为、、,其顶点都在一个球面上,则该球的表面积为(  )
A.    B.   C.     D.
【答案】B
【解析】由题意,球的直径是长方体的对角线,所以
28.(2012·泉州四校二次联考理13)四棱锥的顶点在底面上的投影恰好是,
其正视图与侧视图都是腰长为的等腰直角三角形。则在四棱
锥的任意两个顶点的连线中,互相垂直的异面直线
共有______对.
【答案】6
【解析】因为,此推理符合线面平行的判定定理。
30.(2012浙江宁波市模拟理)下列命题中,错误的是( )
(A) 一条直线与两个平行平面中的一个相交,则必与另一个平面相交
(B)平行于同一平面的两个不同平面平行
(C)若直线不平行平面,则在平面内不存在与平行的直线
(D) 如果平面不垂直平面,那么平面内一定不存在直线垂直于平面
【答案】C
【解析】C错,直线不平行平面,可能直线在平面内,故在平面内不存在与平行的直线。
31.(2012浙江宁波市模拟理)如图是一个组合几何体的三视图,则该几何体的体积是 .
【答案】
【解析】由三视图还原可知该几何体是一个组合体,下面是一个圆柱,上面是一个三棱柱,故所求体积为

32.(2012山东青岛市模拟理)已知某个几何体的三视图如下,根据图中标出的尺寸(单位:33.(2012山东青岛市模拟理)已知、、为三条不重合的直线,下面有三个结论:①若则∥;②若则;③若∥则.
其中正确的个数为
A.个 B.个 C. 个 D. 个   
【答案】B
【解析】①不对,,可能异面;②不对,,可能平行;③对,选B。
34.(2012山东青岛市模拟理)已知长方体从同一顶点出发的三条棱的长分别为、、,则这个长方体的外接球的表面积为 .
【答案】
【解析】因长方体对角线长为,所以其外接球的表面积.
35.(2012吉林市模拟质检理)一个正方体的展开图如图所示,A、B、C、D为原正方体的顶点,则在原来的正方体中
A. B. AB与CD相交
C. D. AB与CD所成的角为
【答案】D
【解析】将平面展开图还原成几何体,易知AB与CD所成的角为,选D。
36.(2012吉林市模拟质检理)右图是一个空间几何体的三视图,则该几何体的表面积是 .
【答案】
【解析】由三视图可知原几何体是一个长方体中挖去半球体,故所求表面积为。
37.(2012江西南昌市调研理)已知 、 为不重合的两个平面,直线m ,那么“m⊥ ”是“ ⊥ ”的 ( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
侧视图如图所示,则其俯视图不可能为①长方形;②正方形;③圆;④椭圆.其中正确的是( )
A.①② B. ②③
C.③④ D. ①④
【答案】B
【解析】由三视图的成图原则可知,正视图、侧视图的宽度不一样,故俯视图②正方形;③圆,选B。
,选B。
40.(2012河南郑州市质检理)在三棱锥A-BCD中,AB=CD=6,AC=BD=AD=BC=5,则该三棱锥的外接球的表面积为 .
【答案】.
【解析】构造一个长方体,因为对棱垂直,故底面可看成一个正方形,不妨设长宽高为,则,三棱锥的外接球即为长方体的外接球,其直径为体对角线,即,所求表面积为。
41.(2012北京海淀区模拟理)已知正三棱柱的正(主)视图和侧(左)视图如图所示. 设的中心分别是,现将此三棱柱绕直线旋转,射线旋转所成的角为弧度(可以取到任意一个实数),对应的俯视图的面积为,则函数的最大值为 ;最小正周期为 .
说明:“三棱柱绕直线旋转”包括逆时针方向和顺时针方向,逆时针方向旋转时,旋转所成的角为正角,顺时针方向旋转时,旋转所成的角为负角.
【答案】;
【解析】由三视图还原可知,原几何体是一个正三棱柱横放的状态,则俯视图对应的是一个矩形,由旋转的过程可知取得最大值时俯视图投影的长为4,宽为2的矩形,即,又每旋转个单位又回到初始状态,故周期为。
42.(2012广东韶关市调研理)三棱柱的直观图和三视图(主视图和俯视图是正方形,左视,选A。
43.(2012金华十校高三模拟联考理)在正方体ABCD—A1B1C1D1中,直线BD1与平面A1B1CD所成角的正切值是 。
44.(本小题满分12分)
∵SD=AD,E是SA的中点,∴DE⊥SA,
∵AB∩SA=A,∴DE⊥平面SAB
∴平面BED⊥平面SAB. …6分
(Ⅱ)作AF⊥BE,垂足为F.
由(Ⅰ),平面BED⊥平面SAB,则AF⊥平面BED,
则∠AEF是直线SA与平面BED所成的角. …8分
设AD=2a,则AB=a,SA=2a,AE=a,
△ABE是等腰直角三角形,则AF=a.
在Rt△AFE中,sin∠AEF==,
故直线SA与平面BED所成角的大小45. …12分
45.(2012年西安市高三年级第一次质检理)如图,在四棱锥P-ABCD中,PA丄平面ABCD,底面ABCD是菱形AB = 2, = 60°.
(I )求证:BD丄平面PAC;
(II)若PA =Ab,求四棱锥P-ABCD的体积.
【解析】
46.(本题满分14分)
(2012金华十校高三模拟联考理)如图,三棱锥P—ABC中,平面ABC,PC=AC=2,AB=BC,D是PB上一点,且CD平面PAB。
(1)求证:平面PCB;
(2)求二面角C—PA—B的余弦值。
【答案】
【解析】本题主要考查空间直线和平面的位置关系、考查空间想象能力、逻辑思维能力、推理论证能力.考查化归和转化的数学思想方法.
47.(本小题满分12分)
(2012年石家庄市高中毕业班教学质检1理)如图,在三棱柱ABC—A1B1C1中,AA1⊥平面A1B1C1,∠B1A1C1=90°,D、E分别为CC1和A1B1的中点,且A1A=AC=2AB=2.
(I)求证:C1E∥平面A1BD;
(Ⅱ)求点C1到平面A1BD的距离.
【解析】本题主要考查集合的基本运算. 属于基础知识、基本运算的考查.
(Ⅰ)证明:取中点F,连结EF,FD.
∵,又,,
∴平行且等于
所以为平行四边形,……………4分
∴,又平面,
∴平面.……………6分
(Ⅱ),,……………8分
所以,
,………………10分
及,
.
所以点到平面的距离为.………………12分
48.(2012江西师大附中高三开学考卷理)一个多面体的直观图和三视图如图所示,其中分别是的中点,是上的一动点.
(1)求证:
(2)当时,在棱上确定一点,使得//平面,并给出证明.
【解析】本题主要考查多面体的直观图和三视图、空间直线与直线、直线与平面的位置关系. 属于基础知识、基本思维的考查.
证明:由三视图可得直观图为直三棱柱且底面ADF中AD⊥DF,DF=AD=DC
(1)连接DB,可知B、N、D共线,且AC⊥DN
又FD⊥AD FD⊥CD,
FD⊥面ABCD
FD⊥AC
AC⊥面FDN
GN⊥AC
(2)点P在A点处
证明:取DC中点S,连接AS、GS、GA
G是DF的中点,GS//FC,AS//CM
面GSA//面FMC
GA//面FMC 即GP//面FMC
49.(2012三明市普通高中高三联考理)如图,已知四棱锥中,底面是直角梯形,,,,,平面,.
(Ⅰ)求证:平面;
(Ⅱ)求证:平面;
(Ⅲ)若是的中点,求三棱锥的体积.
【解析】本题主要考查棱锥的体积公式、直线与平面的位置关系. 属于基础知识、基本思维的考查.
证明:(Ⅰ)由已知 底面是直角梯形,, …………………… 1分
又平面 , 平面 …………………… 3分
∴∥平面 …………………… 4分
(Ⅱ)在直角梯形中,过作于点, ………………… 5分
则,
∴ ………………… 7分
又平面,∴ ………………… 8分
………………… 12分
50.(本小题满分12分)
  (2012厦门市高三模拟质检理)如图,在四棱锥P-ABCD中,PD⊥平面ABCD,AB=BC,BD⊥AC,E为PC的中点。
  (Ⅰ)求证:AC⊥PB;
  (Ⅱ)求证:PA∥平面BDE。
【解析】本题主要考查空间直线和平面的位置关系、考查空间想象能力、逻辑思维能力、推理论证能力.考查化归和转化的数学思想方法.
51.(本小题共12分)
(2012武昌区高三年级元月调研理)如图,已知四棱台ABCD—A1B1C1D1的侧棱A1A垂直于底面ABCD.底面ABCD是边长为2的正方形,四边形A1B1C1D1是边长为1的正方形,DD1=2.
(I)求证:平面A1ACC1上平面B1BDD1;
(II)求侧棱DD1与底面ABCD所成的角;
(III)求四棱台ABCD—A1B1C1D1的体积。
【解析】本题主要考查了棱台的概念、直线与平面、平面与平面的垂直证明、直线与平面所成角以及台体的体积公式. 属于中等题。考查了基础知识、基本运算、识图能力.
解:(Ⅰ)∵⊥平面 ABCD,∴.
底面是正方形,.
与是平面内的两条相交直线,
∴⊥平面
平面,
∴平面平面.
(Ⅱ)过作于,则.
∵⊥平面 ABCD,
平面.
为侧棱与底面所成的角.
在中,,


(Ⅲ) 在中,求得.
而,
所以.
52、(2012浙江宁波市模拟理科)如图,在梯形中,,,,四边形为矩形,平面平面,.
(Ⅰ)求证:平面;
(Ⅱ)设点为中点,求二面角的余弦值.
【解析】(1)证明:
则,,则得
,面平面,
面平面
平面. ……7分
(II)过作交于点,连,
则为二面角的平面角,在中,,,则二面角的余弦值为.…………14分
则…………………………………………………………………………4分
(Ⅱ)作,因为面平面,所以面
因为,,所以…………………………6分
…………………………………8分
(Ⅲ)因为,平面于点,所以是的中点
设是的中点,连接…………………………………………………10分
所以∥∥
因为,所以∥面,则点就是点…………………12分
54.(2012吉林市模拟质检理)如图,在四棱锥中,侧棱底面,底面为矩形,,为的上一点,且.
(Ⅰ)若F为PE的中点,求证:平面AEC;
(Ⅱ)求三棱锥的体积.
【解析】证明(1)E为BC的中点,又为正三棱锥
【解析】(1)证明:∵底面,且底面, ∴ …1分
由,可得 …………………2分
又,∴平面 …………………3分
注意到平面, ∴ ………………4分
,为中点,∴ …………………………5分
, ∴平面 …………………………6分
57.(2012河南郑州市质检理)如图,在四棱锥S-ABCD中,AB⊥AD,AB∥CD,CD=3AB=3,平面SAD⊥平面ABCD,E是线段AD上一点,AE=ED=,SE⊥AD.
(Ⅰ)证明:平面SBE⊥平面SEC;
(Ⅱ)若SE=1,求三棱锥E-SBC的高.
【解析】(Ⅰ)证明: 平面平面,平面平面,
平面,,
平面. …………2分
平面
,,=3, AE=ED=
所以即…………4分
结合得BE⊥平面SEC,
平面, 平面SBE⊥平面SEC. …………6分
(Ⅱ)如图,作EF⊥BC于F,连结SF.由BC⊥SE,SE和EF相交得,
BC⊥平面SEF,由BC在平面SBC内,得平面SEF⊥平面SBC.
作EG⊥SF于G,
则EG⊥平面SBC.即线段EG的长即为三棱锥E-SBC的高.…………9分
由SE=1,BE=2,CE=得BC=4,EF=.
在中,,
所以三棱锥E-SBC的高为.…………12分
58.(2012北京海淀区模拟理)在四棱锥中,底面是菱形,.
(Ⅰ)若,求证:平面;
(Ⅱ)若平面平面,求证:;
(Ⅲ)在棱上是否存在点(异于点)使得∥平面,若存在,求的值;若不存在,说明理由.
【解析】(Ⅰ)证明:因为 底面是菱形
所以 . ………………………………………1分
因为 ,,
所以 平面. ………………………………………3分
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)可知.
因为 平面平面,平面平面,
平面,
所以 平面. ………………………………………5分
因为 平面,
所以 . ………………………………………7分
因为 底面是菱形,
所以 .
所以 . ………………………………………8分
60.(2012广东韶关市调研理)如图所示,圆柱的高为2,底面半径为,AE、DF是圆柱的两条母线,过作圆柱的截面交下底面于.
(1)求证:;
(2)若四边形ABCD是正方形,求证;
(3)在(2)的条件下,求四棱锥的体积.
【解析】(1)证明:在圆柱中:
上底面//下底面,
且上底面∩截面ABCD=,下底面∩截面ABCD=
//……………………………………………………………………….2分
又AE、DF是圆柱的两条母线,
是平行四边形,所以,又//
…………………………………………………………………….5分
(2)AE是圆柱的母线,
下底面,又下底面,…………………………….7分

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