广东省2009届高三数学模拟试题分类汇总――立体几何
一、选择题
1、(2009揭阳)某师傅需用合板制作一个工作台,工作台由主体和附属两部分组成,主体部分全封闭,附属部分是为了防止工件滑出台面而设置的三面护墙,其大致形状的三视图如右图所示(单位长度: cm), 则按图中尺寸,做成的工作台用去的合板的面积为(制作过程合板的损耗和合板厚度忽略不计)( )D w
.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. B
C. D.
2、(2009广东五校)在下列关于直线、与平面、的命题中,真命题是( )B
(A)若,且,则 (B)若,且,则
(C)若,且,则 (D)若,且,则
A. B. C. D.
4、(2009吴川)已知α、β是两个不同平面,m、n是两条不同直线,则下列命题不正确的是( )D
A.则 B.m∥n,m⊥α,则n⊥α
C.n∥α,n⊥β,则α⊥β D.m∥β,m⊥n,则n⊥β
5、(2009北江中学)如图是一个空间几何体的主视图、左视图、俯视图,如果主视图、左视图所对应的三角形皆为边长为2的正三角形,主视图对应的四边形为正方形,那么这个几何体的体积为( )B w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. B. C. D.不确定
6、(2009北江中学)已知是两个不同的平面,m,n是两条不同的直线,给出下列命题:
①若;
②若;
③如果相交;
④若
其中正确的命题是 ( ) D
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
A. B.
C. D.
8、(2009潮州)设、、是空间不同的直线或平面,对下列四种情形:
① 、、均为直线;② 、是直线,是平面;③ 是直线,、是平面;④ 、、均为平面。
其中使“⊥且⊥∥”为真命题的是 ( )C
A ③ ④ B ① ③ C ② ③ D ① ②
9、(2009澄海)设m,n是两条不同的直线,,,是三个不同的平面,给出下列四个命题:
①若m⊥,n∥,则m⊥n;
②若∥,∥,m⊥,则m⊥;
③若m∥,n∥,则m∥n;
④若⊥,⊥,则∥.
其中正确命题的序号是( )A
A.①和② B.②和③ C.③和④ D.①和④
10、(2009韶关田家炳)设是两条不同的直线,是两个不同的平面,下列命题中,其中正确的命题是( )
A. B.
C. D.
二、解答题
1、(2009广雅期中)已知四棱锥的三视图如下图所示,是侧棱上的动点.
(1) 求四棱锥的体积;
(2) 是否不论点在何位置,都有?证明你的结论;
(3) 若点为的中点,求二面角的大小.
2、(2009广雅期中)如图,已知平面,平面,△为等边三角形,
,为的中点.
(1) 求证:平面;
(2) 求证:平面平面;
(3) 求直线和平面所成角的正弦值.
3、(09广东四校理期末)如图所示,在矩形ABCD中,AD=2AB=2,点E是AD的中点,将△DEC沿CE折起到△D′EC的位置,使二面角D′―EC―B是直二面角.
(1)证明:BE⊥C D′;
(2)求二面角D′―BC―E的正切值.
4(09广东四校文期末)如图:直三棱柱ABC-A1B
(Ⅰ)求证:CD⊥平面A1ABB1;
(Ⅱ)求三棱锥A1-CDE的体积.
5、(09北江中学文期末)如图,在底面是矩形的四棱锥中,面,、为别为、
的中点,且, ,
(Ⅰ)求四棱锥的体积;
(Ⅱ)求证:直线∥平面
6、(2009广东东莞)在直三棱柱中,,,且异面直线与所成的角等于,设.
(1)求的值;
(2)求平面与平面所成的锐二面角的大小.
7、(2009广州海珠)如图6,在直角梯形ABCP中,AP//BC,APAB,AB=BC=,D是AP的中点,E,F,G分别为PC、PD、CB的中点,将沿CD折起,使得平面ABCD,如图7.
(Ⅰ)求证:AP//平面EFG;
(Ⅱ) 求二面角的大小;
(Ⅲ)求三棱椎的体积.
(Ⅰ)求证:平面;
(Ⅱ) 求点到平面的距离;
(Ⅲ)求直线平面所成角的正弦值.
9、(2009广东揭阳)如图,已知是底面为正方形的长方体,,,点是上的动点.
(1)试判断不论点在上的任何位置,是否都有平面
垂直于平面?并证明你的结论;
(2)当为的中点时,求异面直线与所成角的余弦值;
(3)求与平面所成角的正切值的最大值.
10、(2009广东潮州期末)如图,在四棱锥中,底面为直角梯形,,垂直于底面,分别为的中点。
(1)求证:;(2)求与平面所成的角;(3)求截面的面积。
11、(2009珠海期末)已知平面,,与交于点,,,
(1)取中点,求证:平面。
(2)求二面角的余弦值。
12、(2009中山期末)如图,四面体ABCD中,O、E分别是BD、BC的中点,
(I)求证:平面BCD;
(II)求异面直线AB与CD所成角的余弦;
(III)求点E到平面ACD的距离.
答案:
1、解:(1) 由三视图可知,四棱锥的底面是边长为1的正方形,
侧棱底面,且. …………2分
∴,
即四棱锥的体积为. …………4分
(2) 不论点在何位置,都有. …………5分
证明如下:连结,∵是正方形,∴. …………6分
∵底面,且平面,∴. …………7分
又∵,∴平面. …………8分
∵不论点在何位置,都有平面.
∴不论点在何位置,都有. …………9分
(3) 解法1:在平面内过点作于,连结.
∵,,,
∴Rt△≌Rt△,
从而△≌△,∴.
∴为二面角的平面角. …………12分
在Rt△中,,
又,在△中,由余弦定理得
, …………13分
∴,即二面角的大小为. …………14分
解法2:如图,以点为原点,所在的直线分别为轴建立空间直角
坐标系. 则,从而
,,,. …………10分
设平面和平面的法向量分别为
,,
由,取. …………11分
由,取. …………12分
设二面角的平面角为,则, …………13分
∴,即二面角的大小为. …………14分
2、方法一:
(1) 证法一:取的中点,连.
∵为的中点,∴且. …………1分
∵平面,平面,
∴,∴. …………2分
又,∴. …………3分
∴四边形为平行四边形,则. …………4分
∵平面,平面,
∴平面. …………5分
证法二:取的中点,连.
∵为的中点,∴. …………1分
∵平面,平面,∴. …………2分
又,
∴四边形为平行四边形,则. …………3分
∵平面,平面,
∴平面,平面.
又,∴平面平面. …………4分
∵平面,
∴平面. …………5分
(2) 证:∵为等边三角形,为的中点,∴. …………6分
∵平面,平面,∴. …………7分
又,故平面. …………8分
∵,∴平面. …………9分
∵平面,
∴平面平面. …………10分(3)
解:在平面内,过作于,连.
∵平面平面, ∴平面.
∴为和平面所成的角. …………12分
设,则,
,
R t△中,.
∴直线和平面所成角的正弦值为. …………14分
方法二:
设,建立如图所示的坐标系,则
.…………2分
∵为的中点,∴. …………3分
(1) 证:, …………4分
∵,平面,∴平面. …………5分
(2) 证:∵, …………6分
∴,∴. …………8分
∴平面,又平面,
∴平面平面. …………10分
(3) 解:设平面的法向量为,由可得:
,取. …………12分
又,设和平面所成的角为,则
.
∴直线和平面所成角的正弦值为. …………14分
3、解:(1)∵AD=2AB=2,E是AD的中点,
∴△BAE,△CDE是等腰直角三角形,
易知, ∠BEC=90°,即BE⊥EC.
又∵平面D′EC⊥平面BEC,面D′EC∩面BEC=EC,
∴BE⊥面D′EC,又C D′Ì 面D′EC , ∴BE⊥CD′;
(2)法一:设M是线段EC的中点,过M作MF⊥BC
垂足为F,连接D′M,D′F,则D′M⊥EC.
∵平面D′EC⊥平面BEC,
∴D′M⊥平面EBC,
∴MF是D′F在平面BEC上的射影,由三垂线定理得:
D′F⊥BC
∴∠D′FM是二面D′―BC―E的平面角.
在Rt△D′MF中,D′M=EC=,MF=AB=
∴
即二面角D′―BC―E的正切值为.
法二:如图,以EB,EC为x轴、y轴,过E垂直于平面BEC的射线为z轴,建立空间直角坐标系.
则B(,0,0),C(0,,0),D′(0,,)
设平面BEC的法向量为;平面D′BC的法向量为
Þ tan= ∴二面角D′―BC―E的正切值为.
4、解:(1)在Rt△DBE中,BE=1,DE=,∴BD=== AB,∴ 则D为AB中点, 而AC=BC, ∴CD⊥AB
又∵三棱柱ABC-A1B
又 AA1∩AB=A 且 AA1、AB Ì 平面A1ABB1
故 CD⊥平面A1ABB1 6分
(2)解:∵A1ABB1为矩形,∴△A1AD,△DBE,△EB
∴
=2×2-××2-××1-×2×1=
∴ VA1-CDE =VC-A1DE = ×SA1DE ×CD= ××=1
∴ 三棱锥A1-CDE的体积为1. 14分
5、解:(1)取AD的中点O,连接EO,则EO是PAD的中位线,得EO∥PA,故EOABCD,
EO是四棱锥的高, 6分
(2)取PC的中点G,连EG,FG, 由中位线得EG∥CD,EG=CD=AF, 四边形AFGE是平行四边形, ∥ 6分
6、解法一:(1),
就是异面直线与所成的角,
即,……(2分)
连接,又,则
为等边三角形,……………………………4分
由,,
;………6分
(2)取的中点,连接,过作于,连接,
,平面
………………8分
又,所以平面,即,
所以就是平面与平面所成的锐二面角的平面角。…………10分
在中,,,,
,…………………………13分
因此平面与平面所成的锐二面角的大小为。…………14分
说明:取的中点,连接,…………同样给分(也给10分)
解法二:(1)建立如图坐标系,于是,,,()
,, …………3分
由于异面直线与所成的角,
所以与的夹角为
即
………6分
(2)设向量且平面
于是且,即且,
又,,所以,不妨设……8分
同理得,使平面,(10分)
设与的夹角为,所以依,
,………………12分
平面,平面,
因此平面与平面所成的锐二面角的大小为。…………14分
说明:或者取的中点,连接,于是显然平面
7、解:(Ⅰ) 证明:方法一)连AC,BD交于O点,连GO,FO,EO.
∵E,F分别为PC,PD的中点,,同理,
四边形EFOG是平行四边形,平面EFOG. ……3分
又在三角形PAC中,E,O分别为PC,AC的中点,PA//EO……4分
平面EFOG,PA平面EFOG, ……5分
PA//平面EFOG,即PA//平面EFG. ……6分
方法二) 连AC,BD交于O点,连GO,FO,EO.
∵E,F分别为PC,PD的中点,,同理
又,
平面EFG//平面PAB, ……4分
又PA平面PAB,平面EFG. ……6分
方法三)如图以D为原点,以
为方向向量建立空间直角坐标系.
则有关点及向量的坐标为:
……2分
设平面EFG的法向量为
取.……4分
∵,……5分
又平面EFG. AP//平面EFG. ……6分
(Ⅱ)由已知底面ABCD是正方形,又∵面ABCD
又
平面PCD,向量是平面PCD的一个法向量,=……8分
又由(Ⅰ)方法三)知平面EFG的法向量为……9分
……10分
结合图知二面角的平面角为……11分
(Ⅲ) ……13分
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