云南省2009届高三数学月考模拟分类汇编---立体几何

珠海市第四中学 邱金龙

一、选择题

1、(2009昆明市期末)三棱锥SABC中,SA⊥底面ABCSA=4,AB=3,DAB的中点∠ABC=90°,则点D到面SBC的距离等于                                                                                    (    )

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       A.                                                    B

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       C.                                                     D.

C

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2、(2009昆明一中第三次模拟)如图,正四棱柱中,,则异面直线所成角的余弦值为(   )

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  A.                        B.                

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C.                        D.

D

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3、(2009牟定一中期中)设是两条不同的直线,是两个不同的平面.下列四个命题中,正确的是    (      )

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A.,,则      B.,则

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C.,,则      D.,则

D

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4、(2009南华一中12月月考)空间四条直线a,b,c,d,满足a⊥b,b⊥c,c⊥d,d⊥a,则必有  (    )

A.a⊥c     B.b⊥d        C.b∥d 或a∥c     D.b∥d 且a∥c

C

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5、(2009玉溪市民族中学第四次月考)若球O的半径为1,点A、B、C在球面上,它们任意两点的球面距离都等于则过A、B、C的小圆面积与球表面积之比为    -------(    )   A.          B.                 C.               D.

C

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二、解答题

1、(2009昆明市期末)如图,在正三棱柱ABCA1B1C1中,BB1=2,BC=2,D为B1C1的中点。

   (Ⅰ)证明:B1C⊥面A1BD

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   (Ⅱ)求二面角BACB1的大小。

方法一:

   (Ⅰ)证明:在Rt△BB1D和Rt△B1C1C中,

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       由

              △BB1D∽△B1C1C,∠B1DB=∠B1CC1

       又 ∠CB1D+∠B1CC1=90°

       故 ∠CB1D+∠B1DB=90°

       故 B1C⊥BD.?????????????????????3分

       又 正三棱柱ABCA1B1C1,D为B1C1的中点。

       由 A1D⊥平面B1C

       得 A1DB1C

       又A1DB1D=D

       所以 B1C⊥面A1BD。???????????????????????????????????????????????????6分

   (Ⅱ)解:设E为AC的中点,连接BE、B1E。

    在正三棱柱ABCA1B1C1中,B1C=B1A,∴B1EACBEAC

       即 ∠BEB1为二面角B―AC―B1的平面角?????????????????????????????????9分

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       又

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       故

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       所以  二面角的大小为??????????????????????????????????????12分

       方法二:

   (Ⅰ)证明:设BC的中点为O,如图建立空间直角坐标系Oxyz

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依题意有

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       故 

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       又 

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       所以

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       故         又  BDBA1=B

       所以 B1C⊥面A1BD

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   (Ⅱ)依题意有

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       设⊥平面ACB1⊥平面ABC

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       求得

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       故

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       所以  二面角的大小为??????????????????????????????????????12分

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2、(2009昆明一中第三次模拟)如图1,在直角梯形中,的中点,分别为的中点,将沿折起,使点在平面上的射影为点,如图2.

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(Ⅰ)求证:平面

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(Ⅱ)求二面角的余弦值

 

 

 

 

 

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解:由题意, 折起后平面,四边形是边长为2的正方形,

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(Ⅰ)分别是的中点,.

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平面平面   平面

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(Ⅱ)建立空间直角坐标系,如图,

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设平面的法向量为

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, 得

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设平面的法向量为

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   得

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.

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所以,二面角的余弦值为.

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3、(2009牟定一中期中)如图,正三棱柱ABCA1B1C1中,DBC的中点,AA1=AB=a

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(I)求证:ADB1D

  (II)求证:A1C//平面AB1D

  (III)求点A1 到平面AB1D的距离

 

解(1)证明:∵ABC―A1B1C1是正三棱柱,

∴BB1⊥平面ABC,

∴BB1⊥AD,

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在正△ABC中,∵D是BC的中点,

∴AD⊥BD,………………2分

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AD⊥B1D………………4分

(2)解:连接DE.

∵AA1=AB  ∴四边形A1ABB1是正方形,

∴E是A1B的中点,

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又D是BC的中点,∴DE∥A1C. ………………………… 6分

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∵DE平面AB1D,A1C平面AB1D,

∴A1C∥平面AB1D. ……………………8分 

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(3)由

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         ……………………12分

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4、(2009南华一中12月月考)正四棱锥S-ABCD中,O为底面中心,E为SA的中点,AB=1,直线AD到平面SBC的距离等于

(1)求斜高SM的长;

(2)求平面EBC与侧面SAD所成锐二面角的小;

 

解法一:(1)连OM,作OH⊥SM于H.

∵SM为斜高,∴M为BC的中点,∴BC⊥OM.

∵BC⊥SM,∴BC⊥平面SMO.

又OH⊥SM,∴OH⊥平面SBC. 2分

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由题意,得

设SM=x,

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,解之,即.…………………6分

(2)设面EBC∩SD=F,取AD中点N,连SN,设SN∩EF=Q.

∵AD∥BC,∴AD∥面BEFC.而面SAD∩面BEFC=EF,∴AD∥EF.

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又AD⊥SN,AD⊥NM,AD⊥面SMN.

从而EF⊥面SMN,∴EF⊥QS,且EF⊥QM.

∴∠SQM为所求二面角的平面角,记为α.……… 7分

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由平几知识,得

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,∴

 

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,即      

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所求二面角为. ……… 12分

 

 

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∵底面边长为1,∴

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.    ……………1分

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平面SBC的一个法向

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∴y=2h,n=(0,2h,1).… 3分

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=(0,1,0),由题意,得.解得

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∴斜高. …………………………………………6分

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(2)n=(0,2h,1)=

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由对称性,面SAD的一个法向量为n1………8分

设平面EBC的一个法向量n2=(x,y,1),由

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,得

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 解得.…10分

设所求的锐二面角为α,则

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,∴.……… 12分

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5、(2009宣威六中第一次月考)三棱锥被平行于底面的平面所截得的几何体如图所示,截面为平面

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(1)证明:平面平面

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(2)求二面角的大小.

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解:(Ⅰ)如图,建立空间直角坐标系,

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点坐标为

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,又

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平面,又平面平面平面

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(Ⅱ)平面,取为平面的法向量,

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设平面的法向量为,则

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,如图,可取,则

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即二面角

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6、(2009玉溪一中期末)如图,棱锥的底面是矩形,⊥平面为棱上一点,且.

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(Ⅰ)求二面角的余弦值;

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(Ⅱ)求点到平面的距离.

解法一:

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(Ⅰ)在棱取三等分点,使,则⊥平面

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⊥平面,过点,连结

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为所求二面角的平面角.

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中,

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所以,二面角的余弦值为

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(Ⅱ)因为,所以点到平面的距离等于

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到平面的距离,⊥平面

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过点,连结,则

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⊥平面,过点

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为所求距离,

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所以,求点到平面的距离为

解法二:

证:(Ⅰ)建立如图所示的直角坐标系,

A(0,0,0)、D(0,3,0)、P(0,0,3)、

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B(4,0,0)、C(4,3,0), 有已知得

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.

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设平面QAC的法向量为,则

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,∴

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,得到平面QAC的一个法向量为

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PA⊥平面ABCD,∴为平面ABCD的法向量.             

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设二面角P―CD―B的大小为q,依题意可得

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(Ⅱ)由(Ⅰ)得

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设平面PBD的法向量为,则

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,∴令,得到平面QAC的一个为法向量为

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 ∵

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C到面PBD的距离为

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