(浙江专)高考数学分项解析专题10立体几何理

【十年高考】（浙江专版）高考数学分项版解析 专题10 立体几何 理一．基础题组1. 【2014年.浙江卷.理3】某几何体的三视图（单位：cm ）如图所示，则此几何体的表面积是A. 902cmB. 1292cmC. 1322cmD. 1382cm2. 【2013年.浙江卷.理12】若某几何体的三视图(单位：cm)如图所示，则此几何体的体积等于__________cm 3.【答案】：24【解析】：由三视图可知该几何体为如图所示的三棱柱割掉了一个三棱锥．11111111A EC ABC A B C ABC E A B C V V V ---=-＝12×3×4×5－13×12×3×4×3＝30－6＝24.3. 【2012年.浙江卷.理10】已知矩形ABCD ，AB ＝1，2BC =．将△ABD 沿矩形的对角线BD 所在的直线进行翻折，在翻折过程中，( )A ．存在某个位置，使得直线AC 与直线BD 垂直B ．存在某个位置，使得直线AB 与直线CD 垂直C ．存在某个位置，使得直线AD 与直线BC 垂直D ．对任意位置，三对直线“AC 与BD ”，“AB 与CD ”，“AD 与BC ”均不垂直4. 【2012年.浙江卷.理11】已知某三棱锥的三视图(单位：cm)如图所示，则该三棱锥的体积等于__________ cm 3．【答案】1【解析】 由图可知三棱锥底面积131322S =⨯⨯=(cm 2)，三棱锥的高h ＝2 cm ，根据三棱锥体积公式，11321332V Sh ==⨯⨯=(cm 3)． 5. 【2011年.浙江卷.理3】若某几何体的三视图如图所示，则这个几何体的直观图可以是7. 【2009年.浙江卷.理5】在三棱柱111ABC A B C -中，各棱长相等，侧掕垂直于底面，点D 是侧面11BB C C 的中心，则AD 与平面11BB C C 所成角的大小是 ( )A ．30B ．45C ．60D ．90答案：C【解析】取BC 的中点E ，则AE ⊥面11BB C C ，AE DE ∴⊥，因此AD 与平面11BB C C 所成角即为ADE ∠，设AB a =，则2AE a =，2a DE =，即有0tan 60ADE ADE ∠=∴∠=．8. 【2009年.浙江卷.理12】若某几何体的三视图（单位：cm ）如图所示，则此几何体的体积是 3cm ．答案：18【解析】该几何体是由二个长方体组成，下面体积为1339⨯⨯=，上面的长方体体积为3319⨯⨯=，因此其几何体的体积为189. 【2008年.浙江卷.理14】如图，已知球O 点面上四点A 、B 、C 、D ，DA ⊥平面ABC ，AB ⊥BC ，DA=AB=BC=3，则球O 点体积等于【答案】9π210. 【2007年.浙江卷.理6】若P 是两条异面直线,l m 外的任意一点，则（A）过点P有且仅有一条直线与,l m都平行（B）过点P有且仅有一条直线与,l m都垂直（C）过点P有且仅有一条直线与,l m都相交（D）过点P有且仅有一条直线与,l m都异面【答案】B【解析】选项A不正确，因为若这条直线与,l m都平行，则有,l m互相平行；选项B正确，因为过P分别作直线,l m的平行线，这两条直线确定一个平面α，过P点作平面α的垂线只能作一条；选项C不正确，因为当其中一条直线平行于P点与另一条直线所确定的平面时，不存在过点P 且与,l m都相交的直线;选项D不正确，因为过点P与,l m都异面的直线有数条.故选B.11. 【2005年.浙江卷.理6】设α、β为两个不同的平面，l、m为两条不同的直线，且l⊂α，m⊂β，有如下的两个命题：①若α∥β，则l∥m；②若l⊥m，则α⊥β．那么(A) ①是真命题，②是假命题 (B) ①是假命题，②是真命题(C) ①②都是真命题 (D) ①②都是假命题12. 【2005年.浙江卷.理12】设M 、N 是直角梯形ABCD 两腰的中点，DE ⊥AB 于E (如图)．现将△ADE沿DE 折起，使二面角A－DE－B为，此时点A 在平面BCDE 内的射影恰为点B ，则M 、N 的连线与AE 所成角的大小等于_________． 【答案】90° 【解析】：13. 【2015高考浙江，理2】某几何体的三视图如图所示（单位：cm ），则该几何体的体积是（ ）A.38cmB. 312cmC. 3323cmD. 3403cm【答案】C.【解析】 试题分析：由题意得，该几何体为一立方体与四棱锥的组合，如下图所示，∴体积3322231223=⨯⨯+=V ， 故选C.【考点定位】1.三视图；2.空间几何体的体积计算.14. 【2015高考浙江，理13】如图，三棱锥A BCD -中，3,2AB AC BD CD AD BC ======，点,M N 分别是,AD BC 的中点，则异面直线AN ，CM 所成的角的余弦值是 ．15. 【2015高考浙江，理17】如图，在三棱柱111ABC A B C --中，90BAC ∠=，2AB AC ==，14A A =，1A 在底面ABC 的射影为BC 的中点，D 为11BC 的中点.（1）证明：1A D ⊥平面1A B C ；（2）求二面角1A -BD-1B 的平面角的余弦值.1143A F B F ==，由余弦定理得，111cos 8A FB ∠=-.【考点定位】1.线面垂直的判定与性质；2.二面角的求解16. 【2016高考浙江理数】已知互相垂直的平面αβ，交于直线l .若直线m ，n 满足,m n αβ∥⊥，则（ ） A ．m ∥l B ．m ∥n C ．n ⊥l D ．m ⊥n17.【2016高考浙江理数】某几何体的三视图如图所示（单位：cm ），则该几何体的表面积是 cm 2，体积是 cm 3.【答案】72 32【解析】试题分析：几何体为两个相同长方体组合，长方体的长宽高分别为4,2,2，所以体积为2(224)32⨯⨯⨯=，由于两个长方体重叠部分为一个边长为2的正方形，所以表面积为2(222244)2(22)72⨯⨯+⨯⨯-⨯=考点：1、三视图；2、空间几何体的表面积与体积．【方法点睛】解决由三视图求空间几何体的表面积与体积问题，一般是先根据三视图确定该几何体的结构特征，再准确利用几何体的表面积与体积公式计算该几何体的表面积与体积．二．能力题组1. 【2013年.浙江卷.理10】在空间中，过点A 作平面π的垂线，垂足为B ，记B ＝f π(A )．设α，β是两个不同的平面，对空间任意一点P ，Q 1＝f βf α(P )]，Q 2＝f αf β(P )]，恒有PQ 1＝PQ 2，则( )．A ．平面α与平面β垂直B ．平面α与平面β所成的(锐)二面角为45°C ．平面α与平面β平行D ．平面α与平面β所成的(锐)二面角为60°2. 【2009年.浙江卷.理17】如图，在长方形ABCD 中，2AB =，1BC =，E 为DC 的中点，F 为线段EC （端点除外）上一动点．现将AFD ∆沿AF 折起，使平面ABD ⊥平面ABC ．在平面ABD 内过点D 作DK AB ⊥，K 为垂足．设AK t =，则t 的取值范围是 ．3. 【2007年.浙江卷.理16】已知点O 在二面角AB αβ--的棱上，点P 在α内，且45POB ∠=︒.若对于β内异于O 的任意一点Q ，都有45POQ ∠≥︒，则二面角AB αβ--的取值范围是_____________. 【答案】,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦【解析】若二面角AB αβ--的大小为锐角， 则过点P 向平面β 作垂线，设垂足为H ． 过H 作AB 的垂线垂足为C ，连PC 、CH 、OH ，则∠PCH 就是所求二面角的平面角． 根据题意得∠POH≥450，由于对于β内异于O 的任意一点Q ，都有∠POQ≥45°， ∴∠POH≥45°，4. 【2006年.浙江卷.理14】正四面体ABCD 的棱长为1，棱AB ∥平面α，则正四面体上的所有点在平面α内的射影构成的图形面积的取值范围是 . 【答案】21[]42【解析】5. 【2015高考浙江，理8】如图，已知ABC ∆，D 是AB 的中点，沿直线CD 将ACD ∆折成A CD '∆，所成二面角A CD B '--的平面角为α，则（ ）A. A DB α'∠≤B. A DB α'∠≥C. A CB α'∠≤D. A CB α'∠≤222222222222cos 2cos 1cos cos 2sin 2sin sin sin sin t t A DB θθθθθθθθ+--'==+=∠+， ∵210sin θ>，22cos 0sin θθ≥，∴cos cos A DB α'≥∠（当2πθ=时取等号）， ∵α，[0,]A DB π'∠∈，而cos y x =在[0,]π上为递减函数，∴A DB α'≤∠，故选B.【考点定位】立体几何中的动态问题6.【2016高考浙江理数】如图，在△ABC 中，AB =BC =2，∠ABC =120°.若平面ABC 外的点P 和线段AC 上的点D ，满足PD =DA ，PB =BA ，则四面体PBCD 的体积的最大值是 .【答案】12【解析】所以30BPD ∠=.EDCBAP（1）当0x ≤≤|x x =故x此时，V =21414()66t t t t-=⋅=-. 214()(1)6V t t'=--，因为12t ≤≤，所以()0V t '<，函数()V t 在[1,2]上单调递减，故141()(1)(1)612V t V ≤=-=. （2x <≤|x x ==三．拔高题组1. 【2014年.浙江卷.理20】（本题满分15分）如图，在四棱锥BCDE A -中，平面⊥ABC 平面======∠=∠AC BE DE CD AB BED CDE BCDE ,1,2,90,02.（1）证明：⊥DE 平面ACD ; （2）求二面角E AD B --的大小4681012141618EA【答案】（Ⅰ）详见解析；（Ⅱ）二面角E AD B --的大小是6π． 【解析】试题分析：（Ⅰ）求证：⊥DE 平面ACD ，证明线面垂直，先证线线垂直，即证线和平面内两条相交直线垂直，由已知可得DE DC ⊥，只需证明AC DE ⊥，或AD DE ⊥，由已知平面⊥ABC 平面BCDE ，只需证明AC BC ⊥，就得AC ⊥平面BCDE ，即AC DE ⊥，而由已知2AC AB ==，在直角梯形BCDE 中，易求BC =222AB AC BC =+，即得AC BC ⊥，问题得证；（Ⅱ）求二面角46810121416EA在RtAED 中，1DE =，AD =，得AE =Rt ABD 中，BD =2AB =，AD =BF =23AF AD =，从而23GF =，在,ABE ABG 中，利用余弦定理分别可得2cos 143BAE BG ∠==，在BFG 中，2223cos 22GF BF BG BFG BF GF +-∠==⋅，所以6BFG π∠=，2. 【2013年.浙江卷.理20】(本题满分15分)如图，在四面体A －BCD 中，AD ⊥平面BCD ，BC ⊥CD ，AD ＝2，BD ＝22.M 是AD 的中点，P 是BM 的中点，点Q 在线段AC 上，且AQ ＝3QC ．(1)证明：PQ ∥平面BCD ；(2)若二面角C－BM－D的大小为60°，求∠BDC的大小．【答案】【解析】方法一：(1)证明：取BD的中点O，在线段CD上取点F，使得DF＝3FC，连结OP，OF，FQ，因为AQ＝3QC，所以QF∥AD，且QF＝14 AD．BG＝BC sin θ＝2θ.在Rt△BDM中，23BG DMHGBMθ⋅==.在Rt△CHG中，tan∠CHG＝3cossin CGHGθθ==所以tan θ.从而θ＝60°.即∠BDC＝60°.方法二：(1)证明：如图，取BD的中点O，以O为原点，OD，OP所在射线为y，z轴的正半轴，建立空间直角坐标系Oxyz.取y＝－1，得m＝01,yx⎛-⎝.3. 【2012年.浙江卷.理20】如图，在四棱锥P －ABCD 中，底面是边长为23的菱形，∠BAD ＝120°，且PA ⊥平面ABCD ，26PA ，M ，N 分别为PB ，PD 的中点．(1)证明：MN ∥平面ABCD ；(2)过点A 作AQ ⊥PC ，垂足为点Q ，求二面角A －MN －Q 的平面角的余弦值．【答案】（1）详见解析；（2）3333. 【解析】(1)证明：因为M ，N 分别是PB ，PD 的中点，所以MN 是△PBD 的中位线．所以MN ∥BD ．又因为MN 平面ABCD ，所以MN ∥平面ABCD ．(2)解：方法一：连结AC 交BD 于O ，以O 为原点，OC ，OD 所在直线为x ，y 轴，建立空间直角坐标系O －xyz ，如图所示．由33(22AM =-，33(22AN =，，知30230.2x y x y -+=++=， 取z＝－1，得m ＝(，0，－1)．设n ＝(x ，y ，z )为平面QMN 的法向量．由3(2QM =-， 3(623QN=-，，知30,62330.2x y z x y z ⎧--+=⎪⎪⎨⎪++=⎪⎩ 取z ＝5，得n ＝(0,5)．于是cos 〈m，n 〉＝||||⋅=⋅m n m n ．所以二面角A ­MN ­Q 的平面角的余弦值为33． 方法二：在菱形ABCD 中，∠BAD=120°，得AC=AB=BC=CD=DA ，BD= AB ．2AE =．在直角△PAC 中，AQ ⊥PC ，得AQ =QC =2，PQ =4，在△PBC 中，2225cos 26PB PC BC BPC PB PC +-∠==⋅，得MQ ==在等腰△MQN 中，MQ =NQ ，MN =3，得2QE ==．在△AEQ 中，2AE =，2QE =，AQ =222cos 2AE QE AQ AEQ AE QE +-∠==⋅．所以二面角A －MN －Q ． 4. 【2011年.浙江卷.理20】（本题满分15分）如图，在三棱锥P ABC -中，AB AC =，D 为BC 的中点，PO ⊥平面ABC ，垂足O 落在线段AD 上，已知BC=8，PO=4，AO=3，OD=2（Ⅰ）证明：AP ⊥BC ；（Ⅱ）在线段AP 上是否存在点M ，使得二面角A-MC-β为直二面角？若存在，求出AM 的长；若不存在，请说明理由。