立体几何练习题(四)
高中立体几何练习题
高中立体几何练习题立体几何是高中数学中的一个重要部分，它涉及到空间图形的形状、体积、表面积等特性。
通过练习立体几何问题，可以帮助学生加深对立体几何概念的理解，并训练他们的逻辑思维能力和解题技巧。
本文将为大家提供一些高中立体几何的练习题，帮助大家巩固立体几何知识。
1. 地面上的一个正方形花坛，边长为4米。
现在要在花坛的四个角上立一个高为2米的正方体石柱，问：整个花坛所占的体积是多少？解析：首先，我们可以通过画图来更好地理解问题。
将正方体石柱看作是立在花坛四个角的柱子。
花坛的形状为正方体，边长为4米，所以它的体积为4 * 4 * 4 = 64立方米。
而每个石柱的体积为2 * 2 * 2 = 8立方米，因为有四个石柱，所以它们的总体积为 8 * 4 = 32立方米。
所以，整个花坛所占的体积为64 - 32 = 32立方米。
答案：整个花坛所占的体积为32立方米。
2. 一个正方体的棱长为5cm，问：该正方体的表面积是多少？解析：一个正方体有六个面，每个面积相等。
正方体的表面积等于一个面的面积乘以6。
每个面的面积等于正方形的边长的平方。
所以，这个正方体的表面积等于5 * 5 * 6 = 150 cm²。
答案：该正方体的表面积为150 cm²。
3. 一个边长为10cm的正方体，现在要将它截成一般，问：每一半的体积是多少？解析：将正方体截成一般意味着将它分成两个相等的部分。
每一半的体积等于整个正方体的体积的一半。
整个正方体的体积为10 * 10 * 10 = 1000 cm³。
所以每一半的体积为1000 / 2 = 500 cm³。
答案：每一半的体积为500 cm³。
4. 一个圆柱的底面半径为6cm，高为8cm，问：该圆柱的体积是多少？解析：圆柱的体积等于底面积乘以高。
底面积等于π * r²，其中r为底面的半径。
所以这个圆柱的体积为π * 6² * 8 = 288π cm³。
探索立体几何的欧拉公式练习题
探索立体几何的欧拉公式练习题欧拉公式是立体几何中的重要公式之一，用于描述封闭的多面体的顶点数、边数和面数之间的关系。
本文将通过探索欧拉公式的练习题，进一步理解该公式的应用。
练习题一：计算一个正方体的顶点数、边数和面数，并验证欧拉公式是否成立。
解答：正方体有8个顶点，每个顶点有3条棱相接，所以边数为24。
每个面有4条边，正方体有6个面，所以面数为6。
根据欧拉公式，顶点数V、边数E和面数F满足V - E + F = 2。
代入正方体的数据，有8 - 24 + 6 = 2，欧拉公式成立。
练习题二：一个多面体有12条边和6个面，求该多面体的顶点数，并验证欧拉公式是否成立。
解答：设顶点数为V，则边数为12，面数为6。
根据欧拉公式，V - 12 + 6 = 2，可得V = 8。
该多面体的顶点数为8，验证欧拉公式成立。
练习题三：一个多面体有10个顶点和7个面，求该多面体的边数，并验证欧拉公式是否成立。
解答：设边数为E，则顶点数为10，面数为7。
根据欧拉公式，10 - E + 7 = 2，可得E = 15。
该多面体的边数为15，验证欧拉公式成立。
练习题四：一个多面体有20个顶点和15条边，求该多面体的面数，并验证欧拉公式是否成立。
解答：设面数为F，则顶点数为20，边数为15。
根据欧拉公式，20 - 15 +F = 2，可得F = -3。
然而，根据几何直观，面数不可能是负数。
因此，该练习题中的数据存在错误，无法验证欧拉公式。
通过以上练习题的探索，我们可以看到欧拉公式在多面体中的应用。
然而，需要注意的是，欧拉公式只适用于封闭的多面体，对于非封闭的多面体或曲面，该公式不成立。
总结：欧拉公式是立体几何中的重要公式，通过顶点数、边数和面数之间的关系，可以推导出其满足V - E + F = 2的形式。
通过练习题的实践，我们可以进一步加深对该公式的理解。
然而，需要注意的是，欧拉公式只适用于封闭的多面体，且在某些情况下可能存在数据错误导致无法验证的情况。
专题4：立体几何中垂直关系的证明基础练习题
12．证明见解析
【分析】
在等腰三角形PAB中， 是 的中点，可得 ，利用线面垂直的判定定理可证 平面 ，利用线面垂直的性质定理，即可得证.
【详解】
证明：∵ 是 的中点， ，
∴ ，
∵ 底面 ，
∴ ，
又∵ ，即
∴ 平面 ，
∴ ，
∵ 平面 ， 平面 ，
∴ 平面 ，
∵ 平面 ，
∴ .
8．证明见解析
【分析】
由平面 ⊥平面 得到 ⊥平面 ，进一步得到 ⊥ ，再结合直径所对圆周角为直角得到 ⊥ ， ⊥平面 ，从而得到证明.
【详解】
由题设知，平面 ⊥平面 ，交线为 .
因为 ⊥ ， 平面 ，所以 ⊥平面 ，故 ⊥ .
因为 为 上异于 ， 的点，且 为直径，所以 ⊥ .
又 = ，所以 ⊥平面 .
∴点O为三角形ABC的垂心，∴BO⊥AC
又因PO⊥AC，所以AC⊥PBO
故PB⊥AC
考点：证明异面直线垂直．
7．见解析
【分析】
由已知中P为正方形ABCD所在平面外一点，PA⊥面ABCD，结合正方形的几何特征，我们易得到BC⊥平面PAB，由线面垂直的性质得到BC⊥AE，结合已知中AE⊥PB，及线面垂直的判定定理，得到AE⊥平面PBC，最后再由线面垂直的判定定理，即可得到AE⊥PC．
【点睛】
此题考查线面垂直的性质和判定的综合应用，利用线面垂直得线线垂直.
5．证明见解析
【分析】
先证直线 平面 ，再证平面 ⊥平面 .
【详解】
证明:∵ 是圆的直径， 是圆上任一点， ， ，
平面 ， 平面 ，
，又 ，
平面 ，又 平面 ，
平面 ⊥平面 .
【点睛】
立体几何练习题及答案
立体几何练习题及答案在学习立体几何的过程中，练习题对于巩固知识、提高应用能力起着至关重要的作用。
本文将为大家提供一些立体几何的练习题，并给出详细的答案解析，以帮助读者更好地理解和掌握立体几何的知识。
一、球的表面积和体积1. 某个球的半径为3cm，求其表面积和体积。
解析：球的表面积公式为S = 4πr²，体积公式为V = (4/3)πr³。
将半径r代入公式进行计算即可。
表面积：S = 4π(3)² = 4π(9) ≈ 113.04cm²体积：V = (4/3)π(3)³ = (4/3)π(27)≈ 113.04cm³因此，该球的表面积约为113.04cm²，体积约为113.04cm³。
二、立方体的表面积和体积2. 一个立方体的边长为5cm，求其表面积和体积。
解析：立方体的表面积公式为S = 6a²，体积公式为V = a³。
将边长a代入公式进行计算即可。
表面积：S = 6(5)² = 6(25) = 150cm²体积：V = (5)³ = 5(5)(5) = 125cm³因此，该立方体的表面积为150cm²，体积为125cm³。
三、圆柱的表面积和体积3. 一个圆柱的底面半径为4cm，高度为10cm，求其表面积和体积。
解析：圆柱的表面积公式为S = 2πr² + 2πrh，体积公式为V = πr²h。
将底面半径r和高度h代入公式进行计算即可。
表面积：S = 2π(4)² + 2π(4)(10) = 2π(16) + 2π(40) ≈ 321.2cm²体积：V = π(4)²(10) = π(16)(10) ≈ 502.4cm³因此，该圆柱的表面积约为321.2cm²，体积约为502.4cm³。
立体几何与空间向量小题分类练习(四)综合应用-北京市2021-2022学年高二上学期期中数学备考
高二专题分类-立体几何与空间向量（四）空间向量与立体几何的综合应用一．选择题1．（2021·北京八中高二期末）正方体1111ABCD A B C D -中，AC 和1A D 所成角的大小是（ ） A ．30B ．45C ．60D ．752．（2021·北京市朝阳区北京教育学院朝阳分院高二期中）已知空间四边形ABCD 的每条边和对角线的长都等于a ，点,E F 分别是,BC AD 的中点，则AE ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AF ⃗⃗⃗⃗⃗ 的值为（ ）A ．2aB ．212aC ．214aD 2 3．（2021·北京昌平区·昌平一中高二月考）已知正四棱锥S ABCD -的侧棱长与底面边长都相等，点E 是SB 的中点，则直线AE ，SD 所成角的余弦值为（ ）A ．3B C D ．134．（2021·北京西城·）如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，E 为CD 的中点，则直线1A E 与BC 所成角的余弦值为（ ）A ．25B ．35C ．13D ．235．（2020·北京和平街第一中学高二月考）已知向量()2,0,1n =为平面α的法向量，点()1,2,1A -在α内，点()1,2,2P -在α外，则点P 到平面α的距离为（ ）A B C ．D6．（2021·北京八中高二期末）如图，正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1，点E 为1DD 的中点，点P 为BDE 内部一动点，P 点到平面1111D C B A 的正射影为点Q ，则Q 到点A 的距离的最小值为（ ）AB C D ．17．（2021·北京师范大学昌平附属学校）正方体1111ABCD A B C D -中，点E 为1BB 中点，平面1A EC 与平面ABCD 所成二面角的余弦值为（ ）A B C D 8．（2021·北京高二期末）在空间直角坐标系Oxyz 中，已知点(1,0,0),(0,2,0),(0,0,2),(0,0,1)A B C D ，则直线AD 与BC 所成角的大小是___．二．填空题9．（2020·北京市广渠门中学）已知平面α的一个法向量()2,2,1n =--，点()1,3,0A --在平面α内，则点()2,1,4P -到平面α的距离为_________.10．（2021·北京朝阳·高二期末）如图，平行六面体ABCD －A 1B 1C 1D 1的底面ABCD 是菱形，且∠C 1CB ＝∠C 1CD ＝∠BCD ＝60°.CD ＝CC 1＝1.则A 1C 与平面C 1BD _______（填“垂直”或“不垂直”）；A 1C 的长为_______.11．（2021·北京昌平区·昌平一中高二月考）如图，在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中，点M 是左侧面11ADD A 上的一个动点，满足BC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅BM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =1，则BC 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 与BM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的夹角最大值为___________.12．（2021·北京昌平区·昌平一中高二月考）如图，正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2，E 为1BB 的中点，则异面直线1BC 与1D E 所成的角为___________.13．（2021·北京人大附中高二期末）如图，若正三棱柱111ABC A B C -的底面边长为8，对角线1B C 的长为10，点D 为AC 的中点，则点1B 到平面1C BD 的距离为_____，直线1AB 与直线BD 所成角的余弦值为________．14．（2021·北京高二期末）如图，在四面体ABCD 中，其棱长均为1，M ，N 分别为BC ，AD 的中点.若MN ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =xAB ⃗⃗⃗⃗⃗ +yAC ⃗⃗⃗⃗⃗ +zAD ⃗⃗⃗⃗⃗ ，则x y z ++=________；直线MN 和CD 的夹角为________.15．（2020·北京市第十二中学高二期中）在长方体1111ABCD A B C D -中，4AB AD ==，11AA =，点P 在底面1111D C B A 上．（1）若点P 与点1A 重合，则点P 到平面11BDD B 的距离是__________． （2）若点P 到直线AD 和11C D 的距离相等，则1PC 的最小值是__________．参考答案1．C 【分析】连接1B C ，即可得到11//A D B C ，则1B CA ∠（或补角）即为异面直线AC 和1A D 所成角，再根据正方体的性质计算可得； 【详解】解：如图连接1B C ，在正方体1111ABCD A B C D -中，因为11//A B CD ，且11=A B CD ，所以四边形11A B CD 为平行四边形，所以11//A D B C ， 所以1B CA ∠（或补角）即为异面直线AC 和1A D 所成角， 显然1AB C 为等边三角形，所以160B CA ∠=. 故选：C.2．C 【分析】由题意可知，空间四边形ABCD 相邻两边的夹角都为60︒，所以把,,AB AC AD 看成空间向量的基底，将,AE AF 用基底表示化简可得答案 【详解】11()22AB AC AE AF AD ⋅=+⋅1()4AB AD AC AD =⋅+⋅ 22211(cos60cos60)44a a a ︒︒=+= 故选：C3．C 【分析】由题意画出图形，连接AC ，BD ，交于O ，连接,EO SO ，可得//EO SD ，则AEO ∠为直线AE 与直线SD 所成的角，证明AC ⊥平面SBD ，AC OE ⊥，则求解直角三角形得答案．【详解】解：如图，连接AC ，BD ，交于O ，连接,EO SO ，则SO ⊥平面ABCD ，又AC ⊂平面ABCD ，所以SO AC ⊥， 因为正四棱锥S ABCD -的侧棱长与底面边长都相等，则AC BD ⊥， 又BD SO O ⋂=，所以AC ⊥平面SBD ， 又OE ⊂平面SBD ，所以AC OE ⊥，在SBD 中，O 为BD 的中点，点E 是SB 的中点，所以//EO SD ，则直线AE 与直线SD 所成的角为AEO ∠或其补角， 设正四棱锥S ABCD -的棱长为2，则AO =AE =在Rt AOE 中，1EO ．cosEO AEO AE ∴∠==即直线AE ，SD 故选：C ．4．D 【分析】设正方体的棱长为2，建立空间直角坐标系，利用向量法求解直线1A E 与BC 所成的角即可． 【详解】解：设正方体的棱长为2，如图所示建立空间直角坐标系， 则1(2A ，0，2)，(0E ，1，0)，(0C ，2，0)，(2B ，2，0)， 则1(2,1,2),(2,0,0)A E BC =--=- 所以111cos ,||||A E BC A EBC A E BC ⋅<>=42323==⨯， 所以异面直线1A E 与直线BC 所成角的余弦值为23，故选：D ．5．A 【分析】利用点到平面距离公式的向量求法即可求解. 【详解】因为()1,2,1A -，()1,2,2P -， 所以()2,0,3PA =-，因为平面α的法向量为()2,0,1n =，所以点P 到平面α的距离为242PA n d n⋅-==， 故选：A.6．B 【分析】建立空间直角坐标系，用向量法求AQ 的距离，再由表达式研究最小值即可 【详解】由题可知，Q 点在线段11B D 上运动，且Q 不与11,B D 重合，如图以D 为原点，1,,DA DC DD 分别为,,x y z 轴，建立空间直角坐标系， 则易知(1,0,0)A ，又11B D 为1111D C B A 的对角线，故可设(,,1),(01)Q a a a <<，则AQ =令2222t a a =-+，则易知12a =时，2222t a a =-+所以AQ 故选：B 7．C 【分析】设正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2，以点D 为坐标原点，DA 、DC 、1DD 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系，利用空间向量法可求得平面1A EC 与平面ABCD 所成二面角的余弦值. 【详解】设正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2，以点D 为坐标原点，DA 、DC 、1DD 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立如下图所示的空间直角坐标系，则()12,0,2A 、()2,2,1E 、()0,2,0C ，所以，()10,2,1EA =-，()2,0,1CE =， 设平面1A CE 的法向量为(),,m x y z =，则12020m EA y z m CE x z ⎧⋅=-+=⎨⋅=+=⎩，取1x =，可得()1,1,2m =--，易知平面ABCD 的一个法向量为()0,0,1n =，所以，cos ,6m n m n m n⋅<>===⨯⋅，易知，平面1A EC 与平面ABCD 故选：C. 8．60︒ 【分析】利用空间向量求夹角公式直接求解. 【详解】(1,0,0),(0,2,0),(0,0,2),(0,0,1)A B C D(0,2,2),(1,0,1)BC AD ∴=-=-21cos ,20AD BC AD BC AD BC⋅∴===⋅又空间中两直线夹角范围为(0,90⎤⎦，故,60AD BC = 所以直线AD 与BC 所成角的大小是60︒ 故答案为：60︒9．23【分析】由题意算出()1,4,4AP =-，根据向量()2,2,1n =--是平面α的一个法向量，算出向量AP 在n 上的投影的绝对值，即可得到P 到α的距离.【详解】解：根据题意，可得()()1,3,0,1,4,2A P ---，()1,4,4AP =-， 又平面α的一个法向量()2,2,1n =--，点A 在α内，()2,1,4P ∴-到α的距离等于向量AP 在n 上的投影的绝对值，()()1242412P n A -⨯-+⨯-∴⨯=-=+ 即(232AP n d n===- 故答案为:23【点睛】本题给出平面的法向量和平面上的一点，求平面外一点到平面的距离；着重考查了向量的数量积公式和点到平面的距离计算等知识，属于中档题.10．垂直【分析】设CB a =，CD b =，1CC c =，可得出1CA a b c =++，计算得出1110CA BD CA BC ⋅=⋅=，可得出1CA BD ⊥，11CA BC ⊥，利用线面垂直的判定定理可证得结论成立，求1CA 的平方即可求A 1C 的长.【详解】设CB a =，CD b =，1CC c =，由题意可得1CA a b c =++，则()()()2211CA BD CA CD CB a b c b a b a c b c a ⋅=⋅-=++⋅-=-+⋅-⋅cos60cos600c b c a =⋅-⋅=，1CA BD ∴⊥，同理可证11CA BC ⊥，1BD BC B ⋂=，故1CA ⊥平面1C BD ．∠C 1CB ＝∠C 1CD ＝∠BCD ＝60°.CD ＝CC 1＝1，11CD CB CC ∴===,222221111()2()1112()6222CA a b c a b c a b b c a c ∴=++=+++⋅+⋅+⋅=+++++=1CA →∴=即A 1C .11．60【分析】以D 为坐标原点，以DA 为x 轴，DC 为y 轴，DD 1为z 轴，建立空间坐标系，设点M (x ，0，z )，其中01,1)0(x z ≤≤≤≤，根据空间向量的数量积运算得x z =，再根据空间向量的夹角运算和二次函数的性质可得答案.【详解】解：以D 为坐标原点，以DA 为x 轴，DC 为y 轴，DD 1为z 轴，建立空间坐标系，如图所示：∠M 是左侧面ADD 1A 上的一个动点，设点M (x ，0，z )，其中01,1)0(x z ≤≤≤≤， 1(1,1,0),(0,1,1),B C =，1(1,0,1),(1,1,)BC BM x z ∴=-=--，111BC BM x z ∴⋅=-+=，即x z =，又1||2,||(BC BM x ===设1BC 与BM 的夹角为θ，1cos 2θ∴== 设2()1f x x x =-+，()f x 在10,2⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减，在1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增，所以13(0)1,()24f f ==，3()14f x ≤≤，所以1cos 2θ≤≤1BC 与BM 的夹角最大值为60.故答案为：60.12．4π. 【分析】连接1BC ，证明11//BC AD ，则1AD E ∠或其补角即为异面直线1BC 与1D E 所成的角，从而可的答案.【详解】解：连接1BC ，由正方体的性质可知，11//AB C D ，且11AB C D =，所以11ABC D 是平行四边形，所以11//BC AD ，所以1AD E ∠或其补角即为异面直线1BC 与1D E 所成的角，在1AD E △中，113,D E AD AE ==则22211111cos 2AD D E AE AD E AD D E +-∠===⋅ 即异面直线1BC 与1D E又因异面直线1BC 与1D E 所成的角的范围为0,2π⎛⎤ ⎥⎝⎦， 所以异面直线1BC 与1D E 所成的角为4π. 故答案为：4π.13 【分析】设1B C 与1BC 交于点O ，连接1AC ，可证得1//AB 平面1C BD ，求点1B 到平面1C BD 的距离可以转化为求点A 到平面1C BD 的距离，然后利用11A BC D C ABD V V --=进行计算求解；由于1//AB DO ，直线1AB 与直线BD 所成的角为ODB ∠，利用余弦定理进行计算求解即可.【详解】设1B C 与1BC 交于点O ，连接1AC ，在正三棱柱111ABC A B C -中，显然点O 为1B C 的中点，又点D 为AC 的中点， 所以1//AB DO ，又DO ⊂平面1C BD ，1AB ⊄平面1C BD ，所以1//AB 平面1C BD ，所以求点1B 到平面1C BD 的距离可以转化为求点A 到平面1C BD 的距离，因为8BD =，16CC ==，1C D所以有22211BD C D BC +=，所以1BD C D ⊥，所以112BC D S =⨯△易得BD AC ⊥，所以142ABD S =⨯=△ 设点A 到平面1C BD 的距离为h ，由11A BC D C ABD V V --=，即111133BC D ABD S h S C C ⨯⨯=⨯⨯△△，所以有11633h ⨯=⨯，解得：h = 因为1//AB DO ，所以直线1AB 与直线BD 所成的角为ODB ∠，因为1BD C D ⊥，O 为1B C 的中点，所以1152DO BC ==，而BD =所以22222255cos2OD BD OB ODB OD BD+-+-∠===⨯..【点睛】关键点点睛：求线面距离通常可以转化为求三棱锥的高，而求三棱锥的高通常利用等体积法进行求解.14．12-． 4π 【分析】利用空间向量的线性运算把MN 用,,AB AC AD 表示即可得,,x y z ，再由向量的数量积得向量夹角，从而得异面直线所成的角．【详解】由已知得MN 1122MB BA AN CB AB AD =++=-+11111()22222AB AC AB AD AB AC AD =--+=--+，又MN xAB y AC z AD =++且,,AB AC AD 不共面，∠12x y ==-，12z =，∠12x y z ++=-， ABCD 是棱长为1的正四面体，∠111cos602AB AC ⋅=⨯⨯︒=，同理12AB AD AC AD ⋅=⋅=，2222111111444222MN MN AB AC ADAB AC AB AD AC AD ==+++⋅-⋅-⋅44444== CD AD AC =-，111()()222MN CD AB AC AD AD AC ⋅=--+⋅-22111111222222AB AD AB AC AC AD AC AD AD AC =-⋅+⋅-⋅++-⋅11111114442242=-+-++-=， ∠12cos ,2MN CD MN CD MN CD ⋅<>===，∠,4MN CD π<>=， ∠异面直线MN 和CD 所成的角为4π． 【点睛】 关键点点睛：本题考查空间向量基本定理，考查用向量法求异面直线所成的角．在空间任意不共面的三个向量可作为空间的一个基底，空间所有向量都可用基底表示，且表示方法唯一，因此在用同一个基底用两种不同方法表示出同一向量时，两种表示法中对应的系数相等．由此结合向量的运算法则可表示得结论．同样用向量法求异面直线所成的角，可以直接计算，不需要作图与证明．15． 3【分析】（1）若点P 与点1A 重合，在平面1111D C B A 内，过P 作11PE B D ⊥，证明PE ⊥平面11BDD B ，则PE 为点P 到平面11BDD B 的距离，利用等面积法求解； （2）以1D 为坐标原点建立空间直角坐标系，设()(),,00,0P x y x y >≤，得()2210,0x y x y +=>≤，再由两点间的距离公式写出1PC ，利用配方法求最小值．【详解】解：（1）如图，若点P 与点1A 重合，在平面1111D C B A 内，过1A 作111A E B D ⊥， ∠平面1111A B C D ⊥平面11BB D D ，平面1111A B C D 平面1111BB D D B D =，∠1A E ⊥平面11BDD B ，则1A E 为点P 到平面11BDD B = （2）以1D 为坐标原点建立如图所示空间直角坐标系．设()(),,00,0P x y x y >≤y ，即()2210,0x y x y +=>≤，P 的轨迹为双曲线的部分， ()14,0,0C ，则1PC = ∠当2x =时，1PC 的最小值是3．故答案为：3．。
精品高三复习练习题：立体几何4
1.与正方体ABCD —1111A B C D 的三条棱AB 、CC 1 、A 11D 所在直线的距离相等的点( )A.有且只有1个B.有且只有2个C.有且只有3个D.有无数个答案:D解析:经验证线段1B D 上的点B,D,中点,四等分点均满足题意,故由排除法知应有无数个点.2.直三棱柱ABC —111A B C 中,若90BAC ∠=°1AB AC AA ,==,则异面直线1BA 与1AC 所成的角等于 ( )A.30°B.45°C.60°D.90° 答案:C解析:不妨设AB=AC=11AA =,建立空间直角坐标系如图所示,则B(0,-1,0),1(001)A ,,,A(0,0,0),1(101)C -,,,∴11(011)BA AC =,,,=u u u u u u u r u u u u u u u u r (-1,0,1).∴cos 111111BA AC BA AC BA AC ⋅,=||||u u u u u u u r u u u u u u u u r u u u u r u u u u r u u u u r u u u u r 11222==⨯. ∴1160BA AC ,=u r °. ∴异面直线1BA 与1AC 所成的角为60°.3.在空间中,①若四点不共面,则这四点中任何三点都不共线;②若两条直线没有公共点,则这两条直线是异面直线.以上两个命题中,逆命题为真命题的是(把符合要求的命题序号都填上).答案:②解析:对于①的逆命题可举反例,如直线AB ∥CD,A B C D A B C D ,、、、没有三点共线但、、、四点共面；对于②的逆命题由异面直线定义知正确，故填②.4.若a 、b 是异面直线,在直线a 上有5个点,在直线b 上有4个点,则这9个点可确定平面的个数为 个.答案:9解析:直线a 上任一点与直线b 确定一平面,共5个,直线b 上任一点与直线a 确定一平面,共4个,一共9个.5.如图,三棱锥A —BCD 中E F G AB AC AD ,、、分别是侧棱、、上的点.AE AB AF AC AG AD ==且满足：：：EFG BCD :.V V 求证∽证明:在△ABD 中,∵AE ∶AB=AG ∶AD,∴EG ∥BD.同理,GF ∥DC,EF ∥BC.又GEF ∠与DBC ∠方向相同.∴GEF DBC ∠=∠.同理EGF BDC ,∠=∠.∴△EFG ∽△BCD.题组一 共线、共面问题1.下列命题中正确的有几个?( )①若△ABC 在平面α外,它的三条边所在的直线分别交α于点P 、Q 、R,则P 、Q 、R 三点共线;②若三条直线a 、b 、c 互相平行且分别交直线l 于A 、B 、C 三点,则这四条直线共面;③空间中不共面的五个点一定能确定10个平面.A.0个B.1个C.2个D.3个答案:C解析:在①中,因为P 、Q 、R 三点既在平面ABC 上,又在平面α上,所以这三点必在平面ABC 与α的交线上,即P 、Q 、R 三点共线,故①正确;在②中,因为a ∥b,所以a 与b 确定一个平面α,而l 上有A 、B 两点在该平面上,所以l α⊂,即a 、b 、l 三线共面于α;同理a 、c 、l 三线也共面,不妨设为β,而α、β有两条公共的直线a 、l,∴α与β重合,即这四条直线共面,故②正确;在③中,不妨设其中四点共面,则它们最多只能确定7个平面,故③错.2.如图所示,ABCD —1111A B C D 是正方体,O 是11B D 的中点,直线1A C 交平面11AB D 于点M,则下列结论正确的是 ( )A.A 、M 、O 三点共线B.A 、M 、O 、1A 不共面C.A 、M 、C 、O 不共面D.B 、1B 、O 、M 共面答案:A解析:连接11AC AC ,,则11A C ∥AC,∴1A 、1C 、C 、A 四点共面. ∴1AC ⊂平面11ACC A . ∵1M AC ∈,∴M ∈平面11ACC A .又M ∈平面11AB D ,∴M 在平面11ACC A 与平面11AB D 的交线上,同理O 也在平面11ACC A 与平面11AB D 的交线上,∴A 、M 、O 三点共线.3.在空间四边形ABCD 的边AB BC CD DA E F G H EF HG M ,,、、、上分别取、、、四点如果与交于点那么( )A.M 一定在直线AC 上B.M 一定在直线BD 上C.M 可能在直线AC 上,也可能在直线BD 上D.M 既不在直线AC 上,也不在直线BD 上答案:A解析:平面ABC ⋂平面ACD AC M =,∈平面ABC M ,∈平面ACD,从而M AC ∈.4.对于空间三条直线,有下列四个条件:①三条直线两两相交且不共点;②三条直线两两平行;③三条直线共点;④有两条直线平行,第三条直线和这两条直线都相交.其中,使三条直线共面的充分条件有 .(把符合要求的条件序号都填上)答案:①④解析:①中两直线相交确定平面,由于第三条直线不过前两条直线的交点且又分别与它们都相交,所以第三条直线也在这个平面内.②中可能有直线和平面平行.③中直线最多可确定3个平面.④两条平行线确定一个平面,第三条直线与它们都相交,所以第三条直线也在这个平面内.5.如图,在四边形ABCD 中,已知AB ∥CD,直线AB 、BC 、AD 、CD 与平面α相交于点E 、G 、H 、F.求证:E 、F 、G 、H 四点共线.证明:∵AB ∥CD,∴直线AB 、CD 确定一个平面β.∵E 是直线AB 上一点,∴E β∈,又E α∈,E 是平面α与β的一个公共点.同理可证F 、G 、H 均为平面α与β的公共点.∵两个平面有公共点,它们有且只有一条通过公共点的公共直线,∴E 、F 、G 、H 四点共线.题组二 异面直线6.到两互相垂直的异面直线的距离相等的点… ( )A.只有1个B.恰有3个C.恰有4个D.有无穷多个答案:D解析:放在正方体中研究,显然,线段1OO 、EF 、FG 、GH 、HE 的中点到两垂直异面直线AB 、CD 的距离都相等,所以排除A 、B 、C,选D.7.如图,正方体1AC 中,E 、F 分别是线段BC 、1CD 的中点,则直线1A B 与直线EF 的位置关系是( )A.相交B.异面C.平行D.垂直答案:A解析:如题图所示,直线1A B 与直线1CD 平行,所以确定一个平面11A BCD ,显然EF ⊂平面11A BCD ,直线EF 与1CD 相交1A B ,∥1CD ,所以1A B 与EF 相交.8.如图,长方体1111ABCD A B C D -中,12AA AB AD ==,=1,点E 、F 、G 分别是1DD 、AB 、1CC 的中点.求异面直线1A E 与GF 所成角的大小.解:连接1B G EG ,,由于E 、G 分别是1DD 和1CC 的中点,∴EG C 11D ,而11C D A 11B ,∴EG A 11B ,∴四边形11EGB A 是平行四边形.∴1A E ∥1B G ,从而1B GF ∠为异面直线1A E 与GF 所成的角,连接1B F ,易求得11325FG BG B F =,=,=, ∵22211FG B G B F +=,∴190B GF ∠=°,即异面直线1A E 与GF 所成的角为90°.题组三 综合问题9.在正方体ABCD —1111A B C D 的侧面1AB 内有一动点P 到直线11A B 与直线BC 的距离相等,则动点P 所在曲线的形状为( )答案:C解析:动点P 到定点B 的距离也就是P 到直线BC 的距离,它等于到直线11A B 的距离,所以动点P 的轨迹是以B 为焦点,以11A B 为准线的过A 的抛物线的一部分.10.如图,在四面体ABCD 中,若截面PQMN 是正方形,则在下列命题中,错误的为 ( )A.AC BD ⊥B.AC ∥截面PQMNC.AC=BDD.异面直线PM 与BD 所成的角为45°答案:C解析:由PQ ∥AC,QM ∥BD PQ QM ,⊥可得AC BD ⊥,故A 正确;由PQ ∥AC 可得AC ∥截面PQMN,故B 正确;异面直线PM 与BD 所成的角等于PM 与PN 所成的角,故D 正确;综上C 是错误的,故选C.11.已知正方体ABCD —1111A B C D 中,E 是对角线1AB 上一点,且113AE AB F =,是对角线BD 上一点且13BF BD =.求证:E 、F 、C 、1A 四点共面. 证明:∵113AE AB =,延长1A E 与AB 交于G,则12111AG AE A B EB ==,即12AG AB =, ∴∶GA=1∶1.同理延长CF 与AB 交于G′,则′∶G′A=1∶1.∴G 与G′重合,即直线1A E 与CF 相交于G,从而确定一个平面.∴E 、F 、C 、1A 四点共面.12.如图所示,三棱锥P-ABC 中PA ,⊥平面60ABC BAC ,∠=°,PA=AB=AC=2,E 是PC 的中点.(1)求证AE 与PB 是异面直线.(2)求三棱锥A-EBC 的体积.解:(1)证明:假设AE 与PB 共面,设平面为α,∵A B E ααα∈,∈,∈,∴平面α即为平面ABE,∴P ∈平面ABE,这与P ∉平面ABE 矛盾,所以直线AE 与PB 是异面直线.(2)∵PA ⊥平面ABC,E 是PC 的中点,∴E 到平面ABC 的距离112h PA ==. ∵△ABC 中60BAC ,∠=°,AB=AC=2,∴△ABC 的面积12ABC S AB AC =⨯⨯⨯V sin BAC ∠312232=⨯⨯⨯=. ∴三棱锥A —EBC 的体积,即三棱锥E —ABC 的体积为3111333ABC hS =⨯⨯=V .。
高中立体几何练习题
高中立体几何练习题高中立体几何练习题高中数学中，几何是一个非常重要的部分，其中立体几何更是让很多学生感到头疼的一部分。
立体几何涉及到的概念和性质繁多，而且需要一定的想象力和空间思维能力。
为了帮助学生更好地掌握立体几何知识，老师们通常会布置一些练习题，下面我们来看一些典型的高中立体几何练习题。
题目一：一个正方体的棱长为a，求它的表面积和体积。
解析：首先，我们需要知道正方体的表面积和体积的计算公式。
正方体的表面积等于6倍的边长的平方，即6a²；正方体的体积等于边长的立方，即a³。
所以，这个正方体的表面积为6a²，体积为a³。
题目二：一个圆柱的底面半径为r，高为h，求它的体积和侧面积。
解析：圆柱的体积等于底面积乘以高，即πr²h；圆柱的侧面积等于底面周长乘以高，即2πrh。
所以，这个圆柱的体积为πr²h，侧面积为2πrh。
题目三：一个球的半径为r，求它的表面积和体积。
解析：球的表面积等于4倍的半径的平方乘以π，即4πr²；球的体积等于半径的立方乘以4/3再乘以π，即4/3πr³。
所以，这个球的表面积为4πr²，体积为4/3πr³。
题目四：一个锥体的底面半径为r，高为h，求它的体积和侧面积。
解析：锥体的体积等于底面积乘以高再除以3，即πr²h/3；锥体的侧面积等于底面周长乘以斜高，即πrl。
其中，斜高l可以通过勾股定理计算，l=sqrt(r²+h²)。
所以，这个锥体的体积为πr²h/3，侧面积为πrl。
以上是一些典型的高中立体几何练习题，通过解析这些题目，我们可以加深对立体几何的理解。
在解题过程中，我们需要灵活运用几何知识，掌握各种几何形状的计算公式，并且注意计算过程中的单位换算。
此外，还需要注意题目中的条件，有时候需要利用条件进行一些推导和计算。
对于立体几何的学习，除了做练习题外，还可以通过观察和实践来加深理解。
第8章立体几何专题4 垂直的证明-人教A版(2019)高中数学必修(第二册)常考题型专题练习
垂直的证明【方法总结】1、证明线面垂直的方法：①利用线面垂直定义：如果一条直线垂直于平面内任一条直线，则这条直线垂直于该平面；②用线面垂直判定定理：如果一条直线与平面内的两条相交直线都垂直，则这条直线与平面垂直；③用线面垂直性质：两条平行线中的一条垂直于一个平面，则另一条也必垂直于这个平面．2、证明线线（或线面）垂直有时需多次运用线面垂直的定义和线面垂直的判定定理，实现线线垂直与线面垂直的相互转化．3、证明面面垂直一般要先找到两个面的交线，然后再在两个面内找能与交线垂直的直线，最后通过证明线面垂直证明面面垂直。
【分类练习】考向一线面垂直例1、在四棱锥P ABCD -中，PA ⊥底面ABCD ，//AB CD ，AB BC ⊥，1AB BC ==，2DC =，点E 在PB 上求证：CA ⊥平面PAD ；【答案】(1)证明见解析；(2)2.【解析】(1)过A 作AF ⊥DC 于F ,则CF =DF =AF ,所以∠DAC =90°,即AC ⊥DA ，又PA ⊥底面ABCD ，AC ⊂面ABCD ，所以AC ⊥PA ，因为PA 、AD ⊂面PAD ，且PA ∩AD =A ，所以AC ⊥平面PAD .例2、如图，长方体ABCD –A 1B 1C 1D 1的底面ABCD 是正方形，点E 在棱AA 1上，BE ⊥EC 1.（1）证明：BE ⊥平面EB 1C 1；解析：（1）由已知得，11B C ⊥平面11ABB A ，BE ⊂平面11ABB A ，故11B C ⊥BE ．又1BE EC ⊥，所以BE ⊥平面11EB C ．例3、如图，在三棱柱111ABC A B C -中，1CC ⊥平面ABC ，D ，E ，F ，G 分别为1AA ，AC ，11A C ，1BB 的中点求证：AC ⊥平面BEF ；【解析】(1)在三棱柱111ABC A B C -中，∵1CC ⊥平面ABC ，∴四边形11A ACC 为矩形．又E ，F 分别为AC ，11A C 的中点，∴AC ⊥EF ．∵AB BC =．∴AC ⊥BE ，∴AC ⊥平面BEF ．例4、如图，在四棱锥P ABCD -中，PA ⊥平面ABCD ，CD ⊥AD ，BC ∥AD ，12BC CD AD ==.（Ⅰ）求证：BD ⊥平面PAB ；【解析】因为PA ⊥平面ABCD ，BD ⊂平面ABCD ，所以BD ⊥PA .所以222AD AB BD =+，所以BD AB ⊥.因为PA AB A = ，所以BD ⊥平面PAB .【巩固练习】1、如图，在三棱柱ABC－A 1B 1C 1中，AB＝AC，A 1在底面ABC 的射影为BC 的中点，D 是B 1C 1的中点．证明：A 1D⊥平面A 1BC；【答案】见解析【解析】证明：设E 为BC 的中点，连接A 1E，AE.由题意得A 1E⊥平面ABC，所以A 1E⊥AE.因为AB＝AC，所以AE⊥BC.故AE⊥平面A 1BC.连接DE，由D，E 分别为B 1C 1，BC 的中点，得DE∥B 1B 且DE＝B 1B，从而DE∥A 1A 且DE ＝A 1A，所以AA 1DE 为平行四边形．于是A 1D∥AE.因为AE⊥平面A 1BC，所以A 1D⊥平面A 1BC.2．（2019·上海格致中学高三月考）如图，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 是正方形，侧棱PD ⊥底面ABCD ，PD DC =，E 是PC 的中点，作EF PB ⊥交PB 于点F .（1）证明：PA ∥平面EDB ；（2）证明：PB ⊥平面EFD .【答案】（1）详见解析；（2）详见解析.【解析】（1）设AC 与BD 相交于O ，连接OE ，由于O 是AC 中点，E 是PC 中点，所所以PA ∥平面EDB .（2）由于PD ⊥底面ABCD ，所以PD BC ⊥，由于,BC CD PD CD D ⊥⋂=，所以BC ⊥平面PCD ，所以BC DE ⊥.由于DP DC =且E 是PC 中点，所以DE PC ⊥，而PC BC C ⋂=，所以DE ⊥平面PBC ，所以DE PB ⊥.依题意EF PB ⊥，DE EF E = ，所以PB ⊥平面EFD .3．（2019·江苏高三月考）如图，在四棱锥P ABCD -中，四边形ABCD 是平行四边形，AC ，BD 相交于点O ，OP OC =，E 为PC 的中点，PA PD ⊥.（1）求证：//PA 平面BDE ；（2）求证：PA ⊥平面PCD【答案】（1）详见解析（2）详见解析【解析】（1）连结OE .因为四边形ABCD 是平行四边形，AC ，BD 相交于点O ，所以O 为AC 的中点.因为E 为PC 的中点，所以//OE PA .因为OE ⊂平面BDE ，PA ⊄平面BDE ，所以//PA 平面BDE .（2）因为OP OC =，E 为PC 的中点，所以OE PC ⊥.由（1）知，//OE PA ，所以PA PC ⊥.因为PA PD ⊥，PC ，PD ⊂平面PCD ，PC PD P ⋂=，所以PA ⊥平面PCD .考向二面面垂直例1、如图，在四棱锥P ABCD -中，已知底面ABCD 为矩形，且AB =，1BC =，E ，F 分别是AB ，PC 的中点，PA DE ⊥.(1)求证：//EF 平面PAD ；(2)求证：平面PAC ⊥平面PDE ．【答案】（1）详见解析（2）详见解析【解析】证明：(1)取PD 中点G ，连AG ，FG ，F ，G 分别是PC ，PD 的中点又E 为AB 中点//AE FG ∴，AE FG=四边形AEFG 为平行四边形//EF AG ∴，又EF ⊄平面PAD ，AG ⊂平面PAD//EF ∴平面PAD(2)设AC DE H= 由AEH CDH ∆∆ 及E 为AB 中点又BAD ∠为公共角GAE BAC∴∆∆ 90AHE ABC ∴∠=∠=︒即DE AC ⊥又DE PA ⊥，PA AC A= DE ⊥平面PAC ，又DE ⊂平面PDE∴平面PAC ⊥平面PDE例2、如图，边长为2的正方形ABCD 所在的平面与半圆弧 CD所在平面垂直，M 是 CD 上异于C ，D 的点．(1)证明：平面AMD ⊥平面BMC ；【解析】(1)由题设知，平面CMD ⊥平面ABCD ，交线为CD ．因为BC ⊥CD ，BC ⊂平面ABCD ，所以BC ⊥平面CMD ，故BC ⊥DM ．因为M 为 CD上异于C ，D 的点，且DC 为直径，所以DM ⊥CM ．又BC CM =C ，所以DM ⊥平面BMC ．而DM ⊂平面AMD ，故平面AMD ⊥平面BMC ．例3、如图，在梯形ABCD 中，AB ∥CD ，AD=DC=CB=a ，∠ABC=3π，平面ACFE ⊥平面ABCD ，四边形ACFE 是矩形，AE=AD ，点M 在线段EF 上。
2015届高考文科数学立体几何基础练习(四)
正视图侧视图俯视图2015届高考文科数学立体几何基础练习（四）一、选择题1．下列说法正确的是（ ）A ．三点确定一个平面B ．四边形一定是平面图形C ．梯形一定是平面图形D ．平面α和平面β有不同在一条直线上的三个交点[来 2．下列判断错误的是（ ）A ．平行于同一条直线的两条直线互相平行B ．平行于同一平面的两个平面互相平行C ．经过两条异面直线中的一条，有且仅有一个平面与另一条直线平行D ．垂直于同一平面的两个平面互相平行3．设,,,A B C D 是空间四个不同的点，在下列命题中，不正确．．．的是（ ） A ．若AC 与BD 共面，则AD 与BC 共面 B ．若AC 与BD是异面直线，则AD与BC 是异面直线 C ．若,AB AC DB DC ==，则AD BC = D ．若,AB AC DB DC ==，则AD BC ⊥ 4．将长方体截去一个四棱锥，得到的几何体如图（1）示，则该几何体的正视图为（ ）5．一个几何体的三视图如图所示，其中正视图和侧视图是腰长为1的两个全等的等腰直角三角形，则该几何体的外接球的表面积为（ ）A ．π312B ．π12C ．π34D ．π36．已知n m ,是两条不同的直线, βα,是两个不同 的平面,给出下列命题：①若βα⊥,α//m ,则β⊥m ；②若α⊥m ,β⊥n ,且n m ⊥,则βα⊥； ③若β⊥m ,α//m ,则β⊥α；④若α//m ,β//n ,且n m //,则βα//． 其中正确命题的序号是（ ）A ．①④B ．②④C ．②③D ．①③7．如图是水平放置的ABC ∆的直观图，''//'A B y 轴，''''A B A C =，则ABC ∆是（ ） A ．等边三角形 B ．等腰三角形 C ．直角三角形 D ．等腰直角三角形8．若某三棱柱截去一个三棱锥后所剩几何体的三视图如下图所示，则此几何体的体积等于（ ） A.30 B.12 C.24 D.4第7小题图 第8小题图 第9小题图 9．若一个几何体的三视图如图所示，则此几何体的体积为（ ） A ．112 B ．5 C ．92D ．4 10．如图，某四棱锥的三视图如图所示，则最长的一条侧棱长度为（ ） A ．2 B ．3 C ．5 D第10小题图 第11小题图 第12小题图 二、填空题11．一个几何体的三视图及其尺寸(单位：cm) ，如图所示， 则该几何体的侧面积为 cm12．一个半径为2的球体经过切割后，剩余部分几何体的 三视图如图所示，则该几何体的表面积为___．13．某四棱台的三视图如右图所示，则该四棱台的体积为_________.14．已知l n m ,,是直线，βα、是平面，下列命题中，正确的命题 是 .（填序号）①若l 垂直于α内两条直线，则α⊥l； ②若l 平行于α，则α内可有无数条直线与l 平行；③若m ⊥n ，n ⊥l 则m ∥l ； ④若βαβα//,,且⊂⊂l m ，则l m //；E DCB A S 三、解答题15．如图，ABCD 是正方形，O 是正方形的中心，PO ⊥底面ABCD ，E 是PC 的中点． 求证：（1）PA //平面BDE ；（2）平面PAC ⊥平面BDE ．16．如图所示的多面体中， ABCD 是菱形，BDEF 是矩形，ED ⊥面ABCD ,3BAD π∠=．（1）求证：平//CF AED 面B 面；（2））若BF BD a ==，求四棱锥A BDEF -的体积．DCBAFE17．如图，AB 是圆O 的直径，点C 是弧AB 的中点，点V 是圆O 所在平面外一点，D 是AC 的中点，已知2AB =，2VA VB VC ===． （1）求证：AC ⊥平面VOD ； （2）求三棱锥C ABV -的体积.18．如图，四棱锥ABCD S -的底面是正方形，⊥SA 底面ABCD ，E 是SC 上一点（1）求证：平面⊥EBD 平面SAC ； （2）设4=SA ，2=AB ，求点A 到平面SBD 的距离.19．如图，1AA 、1BB 为圆柱1OO 的母线，BC 是底面圆O 的直径，D 、E 分别是1AA 、1CB 的中点，1DE CBB ⊥面．(1)证明：//DE ABC 面； (2)证明：AC A C B A 111面面⊥；(3)求四棱锥11A ABB C -与圆柱1OO 的体积比.20．如图，正△ABC 的边长为4，CD 是AB 边上的高，E ，F 分别是AC 和BC 边的中点，现将△ABC 沿CD 翻折成直二面角A-DC-B ．（1）试判断直线AB 与平面DEF 的位置关系，并说明理由； （2）求棱锥E-DFC 的体积；（3）在线段BC 上是否存在一点P ，使AP⊥DE ？如果存在，求出BCBP的值；如果不存在，请说明理由.2015届高考文科数学立体几何基础练习（四）参考答案1．】C 【解析】不共线的三点确定一个平面，故A 错；空间四边形不是平面图形，故B 错；平面α和平面β有不同在一条直线上的三个交点，则平面α和平面β重合，故D 错 考点：平面及其定理2．D 【解析】选项A 为平行公理，正确；选项B 也是判断两个平面平行的方法之一，正确；选项C 中，过两条异面直线其中一条上任意一点，作另一条线的平行线，与前一条直线所形成的相交直线确定的平面，就是满足条件的唯一平面，正确；选项D 中，一个正方体过同一顶点的三个面，其中任意两个都同时垂直于第三个平面，但它们的位置关系是垂直，错误.考点：直线与平面的位置关系3.C 【解析】据共面定义知A 正确；对B,若AD 与BC 不是异面直线,则AD 与BC 共面,从而AC 与BD 共面,这与已知条件AC 与BD是异面直线矛盾；对于C,如图所示,虽然AB=AC,DB=DC,但BC 与AD 的长无关系；D 正确，容易证明AOD BC 面⊥，故AD BC ⊥考点：直线与直线、直线与平面的位置关系4．D 【解析】长方体的相邻的两个侧面相互垂直，所以正视图是选项D ．考点：三视图．5．D 【解析】由三视图可知，该几何体为四棱锥，侧棱垂直底面，底面是正方形，将此四棱锥还原为正方体，则正方体的体对角线即外接球的直径，32=r ，23=∴r ，因此ππ342==r S 表面积，故答案为D.考点：由三视图求外接球的表面积.6．C.【解析】当//m αβα⊥，时，有//m m m βββ⊥⊆，，等多种可能情况，所以①不正确；当//////m n m n αβ，，且时，//αβ或αβ，相交，所以④不正确，故选C. 考点：直线与平面垂直的判定；平面与平面平行的判定；平面与平面垂直的判定. 7．C 【解析】先根据斜二测画法结合A′B′||y′轴，画出原图△ABC，再根据原图进行判断即可．由题意，直观图中A′B′||y′轴，由斜二测画法得：原图△ABC 中：AB||y 轴，AC 在x 轴上，如图．则△ABC 是直角三角形，考点：平面图形的直观图．8．C 【解析】由三视图可知，空间几体体的直观图如下图所示：所求几何体的体积11111111134534330624232ABC A B C D A B C V V V --=-=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-=三棱柱三棱锥 故选C.考点：1、三视图；2、空间几何体的体积.9．D ．【解析】由题意可知，该几何体为一直六棱柱，∴底面六边形的面积可以看成一个矩形与两个等腰直角三角形的面积和，即11221242S =⨯+⨯⨯⨯=，∴4V Sh ==．考点：空间几何体的体积． 10．C 【解析】由三视图知：四棱锥的一条侧棱与底面垂直，且高为1，如图：考点：三视图 11．【解析】三视图复原的几何体是正四棱锥，斜高是5cm ，底面边长是8cm ， 侧面积为 ×4×8×5=80（cm 2）；故答案为：80．考点：由三视图求面积、体积． 12．16π【解析】该几何体是从一个球体中挖去14个球体后剩余的部分，所以该几何体的表面积为34×(4π×22)＋2×222π⨯＝16π. 13．143【解析】由三视图知，几何体为四棱台，上底和下底分别是边长为1和2的正方形，高为2，体积可由两个三棱锥的体积差求得，2211142412333V =⨯⨯-⨯⨯=.考点： 三视图、棱台体积.14．②【解析】①若l 垂直于α内两条相交直线，则l ⊥α；若l 垂直于α内两条平行直线，则l 不垂直于α．故①不成立．②若l 平行于α，则l 平行于α内所有直线，故②成立；③若m ⊥n ，n ⊥l ，则m 与l 平行、相交或异面，故③不成立；④若m ⊂α，l ⊂β，且α∥β，则m 与l 平行、相交或异面，故④不成立． 故答案为：②． 15．【解析】（1）连结OE Q O 是正方形的中心O AC \是的中点 又Q E 是PC 的中点 \OE 是PCA V 的中位线 \ OE||PA 又Q OE Ì 平面BDE,PA Ë 平面BDE \PA||平面BDE;（2）Q PO ⊥底面ABCD ，BD Ì平面ABCD \PO ⊥BD 又Q BD ⊥AC AC PO O ?\BD ⊥平面PAC 又Q BD Ì 平面BDE \平面PAC ⊥平面BDE ．考点：平面与平面垂直的判定；直线与平面平行的判定．16．解析：证明：（1）由ABCD 是菱形//BC AD ∴,BC ADE AD ADE ⊄⊂面面//BC ADE ∴面 3分由BDEF 是矩形//BFDE ∴,BF ADE DE ADE ⊄⊂面面//BF ADE ∴面,,BC BCF BF BCF BCBF B ⊂⊂=面面//BCF ADE ∴面面 6分（2）连接AC ，AC BD O ⋂=由ABCD 是菱形，AC BD ∴⊥ 由ED ⊥面ABCD ,AC ABCD ⊂面ED AC ∴⊥,,ED BD BDEF EDBD D ⊂=面AO BDEF ∴⊥面， 10分则AO 为四棱锥A BDEF -的高 由ABCD 是菱形，3BAD π∠=，则A BD ∆为等边三角形，由BF BD a ==；则,AD a AO ==2BDEF S a =，2313A BDEF V a -=⋅= 14分 考点：1.空间垂直关系；2.几何体的体积.17．（1）∵VA=VB ，O 为AB 中点，∴VO AB ⊥．连接OC ，在VOA ∆和VOC ∆中，,,OA OC VO VO VA VC ===, ∴VOA ∆≌∆VOC ，∴VOA ∠=∠VOC=90︒， ∴VO OC ⊥∵AB OC O =, AB ⊂平面ABC, OC ⊂平面ABC, ∴VO ⊥平面ABC ．∵AC ⊂平面ABC ，∴AC VO ⊥．又∵VA VC =，D 是AC 的中点，∴AC VD ⊥．∵VO ⊂平面VOD ，VD ⊂平面VOD ，VO VD V =，∴ AC ⊥平面DOV ．（2）由（2）知VO 是棱锥V ABC -的高，且VO =．又∵点C 是弧的中点，∴CO AB ⊥，且1,2CO AB ==， ∴三角形ABC 的面积1121122ABC SAB CO ∆=⋅=⨯⨯=， ∴棱锥V ABC -的体积为11133V ABC ABC V S VO -∆=⋅=⨯=故棱锥C ABV -的体积为3．18．解析：证明（1）∵ABCD 是正方形，∴BD ⊥AC ，∵SA ⊥底面ABCD ，BD ⊂面ABCD ，∴SA ⊥BD ， ∵SA ∩AC=A ，∴BD ⊥面SAC，又∵BD ⊥平面SAC ，∴平面EBD⊥平面SAC ；（2）解：设BD 与AC 交于点O ，连结SO ，过点A 作AF ⊥SO 于点F,∵BD ⊥平面SAC ，BD ⊂面SBD,∴平面SBD ⊥平面SAC,∵平面SBD ∩平面SAC=SO,∴AF ⊥平面SBD,即点A 到平面SBD 的距离d =AF.在直角三角形SAO 中，由等面积法得SA AO d SO ⨯=⨯,即:43d ==. 考点：1.平面与平面之间的位置关系；2.面面垂直的性质定理；3.点到平面的距离19．解析：（1）证明：连结EO ，OA .O E , 分别为BC C B ,1的中点，∴1//BB EO . 又1//BB DA ，且121BB EO DA ==.∴四边形AOED 是平行四边形， 即ABC DE OA DE 面⊄,//. ∴ABC DE 面//. 4分(2) 证明：1AA 、1BB 为圆柱1OO 的母线，所以11//B A AB 且O AA 圆⊥1，即AB AA ⊥1，又BC 是底面圆O 的直径，所以AC AB ⊥，A AA AC =1 ，所以AC A AB 1面⊥由11//B A AB ，所以AC A B A 111面⊥，C B A B A 1111面⊂，所以AC A C B A 111面面⊥ 9分（3）解：由题1CBB DE 面⊥，且由（1）知OA DE //.∴1CBB AO 面⊥，∴ BC AO ⊥，∴AB AC =. 因BC 是底面圆O 的直径，得AB CA ⊥，且CA AA ⊥1，∴B B AA CA 11面⊥，即CA 为四棱锥的高．设圆柱高为h ，底半径为r ， 则h r V 2π=柱，232)2()2(31hr r r h V =⋅=锥∴锥V ：=柱V π32. 14分 考点：1、线面平行的证明，2、面面垂直的证明，3、柱体和锥体的体积计算.20．解析：（1）//AB 平面DEF ，理由如下：如图：在ABC ∆中，由E F 、分别是AC 、BC 中点，得//EF AB ， 又AB ⊄平面DEF ，EF ⊂平面DEF ．∴//AB 平面DEF ．（2）∵AD CD ⊥，BD CD ⊥，将ABC ∆沿CD 翻折成直二面角A DC B --． ∴AD BD ⊥ ∴AD ⊥平面BCD取CD 的中点M ，这时//EM AD ∴EM ⊥平面BCD ，1EM =，33)41(31DFC -E =⨯⨯=∆EM S V ABC（3）在线段BC 上存在点P ，使AP DE ⊥证明如下：在线段BC 上取点P ．使/3BP BC =， 过P 作PQ CD ⊥于Q ， ∵AD ⊥平面BCD ∴PQ ⊥平面ACD∴/33DQ DC ==，∴tan /3)/23DAQ DQ AD ∠==， ∴030DAQ ∠= 在等边ADE ∆中，030DAQ ∠= ∴AQ DE ⊥ ∵PQ ⊥平面ACD ∴AP DE ⊥．AQ AP A =∴DE ⊥平面APQ ， ∴AP DE ⊥．此时/3BP BC =， ∴/1/3BP BC =．考点：1.线面平行的判定定理；2.线面垂直的判定；3.锥体体积公式.。
立体几何散装练习4
立体几何散装练习（4）1. 四棱锥P ABCD -底面为正方形,侧面PAD 为等边三角形,且侧面PAD ⊥底面ABCD ,点M 在底面正方形ABCD 内运动,且满足MP MC =,则点M 在正方形ABCD 内的轨迹一定是 （ ）2. 一个正三棱锥的四个顶点都在半径为1的球面上，其中底面的三个顶点在该球的一个大圆上，则该正三棱锥的体积是 （ ）A ．334； B ．34； C ．312； D ．33. 3．若体积为8的正方体的各个顶点均在一球面上，则该球的体积为 （结果保留π）． 4．如图，由编号1，2，…，n ，…（*n ∈N 且3n ≥）的圆柱自下而上组成．其中每一个圆柱的高与其底面圆的直径相等，且对于任意两个相邻圆柱，上面圆柱的高是下面圆柱的高的一半．若编号1的圆柱的高为4，则所有圆柱的体积V 为 （结果保留π）．5.在正四面体ABCD 中，E 、F 分别是BC 、AD 中点，则异面直线AE 与CF 所成的角是________________。
（用反三角值表示） 6．在长方体1111ABCD A B C D -中，2AB BC ==，过1A 、1C 、B 三点的平面截去长方体的一个角后，得到如图所示的几何体111ABCD AC D -，且这个几何体的体积为10．（1）求棱1A A 的长；（2）若11AC 的中点为1O ，求异面直线1BO 与11A D 所成角的大小（结果用反三角函数值表示）．ABCDC. ABCDA. ABCDB. ABCDD.第1题PADCMB第4 (1)2n3…A BCD 1A 1C 1D7.如图，已知三棱柱111ABC A B C -是直三棱柱，2ACB π∠=，若用此直三棱柱作为无盖盛水容器，容积为)(10L ,高为)(4dm ，盛水时发现在D 、E 两处有泄露，且D 、E 分别在棱1AA 和1CC 上， 13DA =()dm ， 12EC =()dm 。
试问现在此容器最多能盛水多少（L ）？8.已知长方体中1111D C B A ABCD -，1244AB BC AA ===，，，点M 是棱11D C 的中点．（1）试用反证法证明直线11AB BC 与是异面直线；（2）求直线11AB DA M 与平面所成的角（结果用反三角函数值表示）．9.如图，四棱锥S-ABCD 的底面是正方形，SD ⊥平面ABCD,SD ＝AD ＝a ,点E 是线段SD 上任意一点。
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立体几何测试题
试卷满分：150分 考试时间：120分钟
第Ⅰ卷
一、选择题（每小题5分，共60分）
1、线段AB 在平面α内，则直线AB 与平面α的位置关系是
A 、A
B α⊂ B 、AB α⊄
C 、由线段AB 的长短而定
D 、以上都不对 2、下列说法正确的是
A 、三点确定一个平面
B 、四边形一定是平面图形
C 、梯形一定是平面图形
D 、平面α和平面β有不同在一条直线上的三个交点 3、垂直于同一条直线的两条直线一定
A 、平行
B 、相交
C 、异面
D 、以上都有可能 4、在正方体1111ABCD A BC D -中，下列几种说法正确的是
A 、11AC AD ⊥
B 、11D
C AB ⊥
C 、1AC 与DC 成45
角
D 、11AC 与1BC
成60
角 5、若直线l 平面α，直线a α⊂，则l 与a 的位置关系是
A 、l a
B 、l 与a 异面
C 、l 与a 相交
D 、l 与a 没有公共点 6、下列命题中：（1）、平行于同一直线的两个平面平行；（2）、平行于同一平面的两个平面平行；（3）、垂直于同一直线的两直线平行；（4）、垂直于同一平面的两直线平行.其中正确的个数有
A 、1
B 、2
C 、3
D 、4
7、在空间四边形ABCD 各边AB BC CD DA 、、、上分别取E F G H 、、、四点，如果与EF GH 、能相交于点P ，那么
A 、点必P 在直线AC 上
B 、点P 必在直线BD 上
C 、点P 必在平面ABC 内
D 、点P 必在平面ABC 外 8、a ，b ，c 表示直线，M 表示平面，给出下列四个命题：①若a ∥M ，b ∥M ，则a ∥b ；②若b ⊂M ，
a ∥
b ，则a ∥M ；③若a ⊥
c ，b ⊥c ，则a ∥b ；④若a ⊥M ，b ⊥M ，则a ∥b .其中正确命题的个数有
A 、0个
B 、1个
C 、2个
D 、3个 9、一个棱柱是正四棱柱的条件是
A 、 底面是正方形，有两个侧面是矩形
B 、 底面是正方形，有两个侧面垂直于底面
C 、 底面是菱形，且有一个顶点处的三条棱两两垂直
D 、 每个侧面都是全等矩形的四棱柱
10、在棱长为1的正方体上，分别用过共顶点的三条棱中点的平面截该正方体,则截去8个三棱锥后,剩下的凸多面体的体积是
B 1
C 1
A 1D 1
B
A
C
D
A 、
23 B 、76 C 、4
5
D 、
5
6
11、已知二面角AB αβ--的平面角是锐角θ，α内一点C 到β的距离为3，点C 到棱AB 的距离为4，那么tan θ的值等于
A 、
34
B 、
35
C
D 12、如图:直三棱柱ABC —A 1B 1C 1的体积为V ，点P 、Q 分别在侧棱AA 1和
CC 1上，AP=C 1Q ，则四棱锥B —APQC 的体积为
A 、
2V B 、3V C 、4V D 、5
V 二、填空题（每小题4分，共16分）
13、等体积的球和正方体,它们的表面积的大小关系是S 球_____S 正方体
(填”大于、小于或等于”).
14、正方体1111ABCD A BC D -中，平面11AB D 和平面1BC D 的位置关系为 15、已知PA 垂直平行四边形ABCD 所在平面，若PC BD ⊥，平行则四边形ABCD 一定
是 .
16、如图，在直四棱柱A 1B 1C 1 D 1－ABCD 中，当底面四边形ABCD 满足条件_________时，有
A 1
B ⊥B 1 D 1．(注：填上你认为正确的一种条件即可，不必考虑所有可能的情形.)
第Ⅱ卷
二、填空题（每小题4分，共16分）
13、 14、 15、 16、 三、解答题(共74分,要求写出主要的证明、解答过程)
17、已知圆台的上下底面半径分别是2、5,且侧面面积等于两底面面积之和,求该圆台的母线长.(10分)
18、已知E 、F 、G 、H 为空间四边形ABCD 的边AB 、BC 、CD 、DA 上的点，且ＥＨ∥ＦＧ．求
证：EH ∥BD . (12分)
Q
P
C'B'
A'C
B
A
H
G F
E D B
A
C
19、已知ABC ∆中90ACB ∠=
，SA ⊥面ABC ，AD SC ⊥，求证：AD ⊥面SBC ．(12分)
20、一块边长为10cm 的正方形铁片按如图所示的阴影部分裁下,然后用余下的四个全等的等腰三角形加工成一个正四棱锥形容器,试建立容器的容积V 与x 的函数关系式,并求出函数的定义域. (12分)
21、已知正方体1111ABCD A BC D -，O 是底ABCD 对角线的交点.求证：
（１）1C O 面11AB D ；
(2）1
AC ⊥面11AB D ． (14分)
22、已知△BCD 中，∠BCD =90°，BC =CD =1，AB ⊥平面BCD ，∠ADB =60°，E 、F 分别是AC 、
S D C
B A
D 1
O
D B
A C 1
B 1
A 1
C
AD 上的动点，且 (01).AE AF
AC AD
λλ==<< （Ⅰ）求证：不论λ为何值，总有平面BEF ⊥平面ABC ； （Ⅱ）当λ为何值时，平面BEF ⊥平面ACD ？ (14分)
立体几何测试题参考答案
一、选择题（每小题5分，共60分）
ACDDD BCBDD DB
二、填空题（每小题4分，共16分）
13、小于 14、平行 15、菱形 16、1111AC B D 对角线与互相垂直 三、解答题（共74分,要求写出主要的证明、解答过程）
17、解:设圆台的母线长为l ,则 1分
圆台的上底面面积为224S ππ=⋅=上 3分 圆台的上底面面积为2525S ππ=⋅=下 5分 所以圆台的底面面积为29S S S π=+=下上 6分 又圆台的侧面积(25)7S l l ππ=+=侧 8分
于是725l ππ= 9分 即29
7
l =
为所求. 10分 18、证明：,EH FG EH ⊄ 面BCD ，FG ⊂面BCD
EH ∴ 面BCD 6分
又EH ⊂ 面BCD ，面BCD 面ABD BD =，
EH BD ∴ 12分
19、证明：90ACB ∠=
BC AC ∴⊥ 1分
F
E
D
B
A
C
又SA ⊥面ABC SA BC ∴⊥ 4分 BC ∴⊥面SAC 7分 BC AD ∴⊥ 10分 又,SC AD SC BC C ⊥=
AD ∴⊥面SBC 12分
20、解:如图,设所截等腰三角形的底边边长为xcm . 在Rt EOF 中,
1
5,2
EF cm OF xcm ==
, 3分
所以EO =
分
于是13V x =
分 依题意函数的定义域为{|010}x x << 12分
21、证明：（1）连结11AC ，设11111AC
B D O = 连结1AO ， 1111ABCD A B
C
D -是正方体 11A ACC ∴是平行四边形
11AC AC ∴ 且 11AC
AC = 2分 又1,O O 分别是11,AC AC 的中点，11O
C AO ∴ 且11O C AO = 11AOC O ∴是平行四边形 4分
111,C O AO AO ∴⊂ 面11AB D ，1C O ⊄面11AB D
∴1C O 面11AB D 6分
（2）1CC ⊥ 面1111A B C D 11!CC B D ∴⊥ 7分
又1111AC B D ⊥ ， 1111B D AC C ∴⊥面 9分
1
11AC B D ⊥即 11分 同理可证11AC AB ⊥， 12分 又1111D B AB B =
∴1
AC ⊥面11AB D 14分
22、证明：（Ⅰ）∵AB ⊥平面BCD ， ∴AB ⊥CD ，
∵CD ⊥BC 且AB ∩BC=B ， ∴CD ⊥平面ABC. 3分 又),10(<<==λλAD
AF AC AE
∴不论λ为何值，恒有EF ∥CD ，∴EF ⊥平面ABC ，EF ⊂平面BEF,
∴不论λ为何值恒有平面BEF ⊥平面ABC. 6分 （Ⅱ）由（Ⅰ）知，BE ⊥EF ，又平面BEF ⊥平面ACD ，
∴BE ⊥平面ACD ，∴BE ⊥AC. 9分 ∵BC=CD=1，∠BCD=90°，∠ADB=60°， ∴,660tan 2,2===
AB BD 11分
,722=+=∴BC AB AC 由AB 2
=AE ·AC 得,7
6,7
6==∴=AC
AE AE λ 13分
故当7
6
=λ时，平面BEF ⊥平面ACD. 14分。