2017三年文科立体几何高考题汇编(供参考)
湖北省各地2017届高三最新考试数学文试题分类汇编:立体几何 Word版含答案

湖北省各地2017届高三最新考试数学文试题分类汇编立体几何2017.02一、选择、填空题1、(黄冈市2017届高三上学期期末)在正方体1111ABCD A BC D -中,异面直线1A B 与1AD 所成角的大小为A. 30B. 45C. 60D.902、(荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟2017届高三2月联考)知在四面体ABCD 中,,E F 分别是,AC BD 的中点,若2,4,AB CD EF AB ==⊥,则EF 与CD 所成角的度数是 A .90B .45C .60D .303、(荆门市2017届高三元月调考)关于不重合的直线,m n 与不重合的平面,αβ,有下列四个命题:①m ∥α,n ∥β且α∥β,则m ∥n ; ②m ⊥α,n ⊥β且α⊥β,则m ⊥n ; ③m ⊥α,n ∥β且α∥β,则m ⊥n ; ④m ∥α,n ⊥β且α⊥β,则m ∥n . 其中为真命题的个数是A .1B .2C .3D .44、(荆州市五县市区2017届高三上学期期末)某几何体侧视图与正视图相同,则它的表面积为( )A 、12+6πB 、16+6πC 、16+10πD 、8+6π5、(天门、仙桃、潜江市2017届高三上学期期末联合考试)多面体MN ABCD -的底面ABCD为矩形,其正(主)视图和侧(左)视图如图,其中正(主)视图为等腰梯形,侧(左)视图为等腰三角形,则AM 的长为A BCD . 6、(武汉市2017届高三毕业生二月调研考)如图是某个几何体的三视图,其中正视图为正方形,俯视图是腰长为2的等腰直角三角形,则该几何体外接球的直径为A. 2B.7、(武汉市武昌区2017届高三1月调研)中国古代数学名著《九章算术》中记载了公元前344年商鞅监制的一种标准量器——商鞅铜方升,其三视图如图所示(单位:寸),若π取3,其体积为12.6(立方寸),则图中的x为()A.1.2 B.1.6 C. 1.8 D.2.48、(襄阳市2017届高三1月调研)某空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为A. 73B.83π-C.83D.73π-9、(襄阳市优质高中2017届高三1月联考)某四棱锥的三视图如右图所示,正视图、侧视图都是边长为)A.10、(孝感市七校教学联盟2017届高三上学期期末)将长方体截去一个四棱锥后,得到的几何体的直观图如右图所示,则该几何体的俯视图为( )11、(湖北省部分重点中学2017届高三上学期第二次联考)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为A.23B. 1C.13D. 212、(荆州中学2017届高三1月质量检测)高为4的直三棱柱被削去一部分后得到一个几何体,它的直观图和三视图中的侧视图、俯视图如图所示,则该几何体的体积是原直三棱柱的体积的A.B.C.D.13、(荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟2017届高三2月联考)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为 A .56π B .43π C .53πD .23π14、(荆门市2017届高三元月调考)如图,某几何体的三视图中,正视图和侧视图都是 半径为3的半圆和相同的正三角形,其中三角形的上顶点是半圆的中点,底边在直径上,则它的表面积是A .6πB .8πC .10πD .11π15、(襄阳市2017届高三1月调研)设,a b 是两条不同的直线,,αβ是两个不同的平面,则下列命题正确的是A. 若//,//a b αβ ,则//a bB. 若,,//a b a b αβ⊂⊂ ,则//αβC. 若//,//,//a b b ααβ ,则//αβD. 若,,a a b αββ⊥⊥⊥ ,则b α⊥二、解答题1、(黄冈市2017届高三上学期期末)如图,在直角梯形ABCD 中,90ADC BAD ∠=∠= ,1,2,AB AD CD ===平面SAD ⊥平面ABCD ,平面SDC ⊥平面ABCD ,SD =在线段SA 上取一点E (不含端点)使EC=AC,截面CDE 交SB 于点F.(1)求证:EF//CD;(2)求三棱锥S-DEF 的体积.2、(荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟2017届高三2月联考)如图,在四棱锥S ABCD -中,底面ABCD 是正方形,SA ⊥底面ABCD ,2SA AB ==, 点M 是SD 的中点,AN SC ⊥,且交SC 于点N . (Ⅰ) 求证://SB 平面ACM ; (Ⅱ) 求点C 到平面AMN 的距离.3、(荆门市2017届高三元月调考)如图,在正三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,2=AB , 31=AA ,D ,E 分别为AC 1和BB 1的中点.(Ⅰ)求证:DE //平面ABC ;(Ⅱ)若F 为AB 中点,求三棱锥1F C DE -的体积.4、(荆州市五县市区2017届高三上学期期末)已知正三棱柱ABC-C B A 11的各条棱长都为a ,P 为B A 1的中点,的中点,为AB M (1)求证:AB ⊥PMC 平面; (2)求点B 到平面PAC 的距离.5、(天门、仙桃、潜江市2017届高三上学期期末联合考试)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 是11B C 的中点.(Ⅰ)证明:11A D A BC ⊥平面; (Ⅱ)求四棱锥111A BB C C -的体积.6、(武汉市2017届高三毕业生二月调研考) 如图,在三棱柱111ABC A B C -中,AB ⊥平面11BCC B ,11,2,1,3BCC AB BB BC D π∠====为1CC 的中点.(1)求证:1DB ⊥平面ABD ; (2)求点1A 到平面1ADB的距离.7、(武汉市武昌区2017届高三1月调研)如图,四棱锥S ABCD =中,//AB CD ,BC CD ⊥,侧面SAB 为等边三角形,2AB BC ==,1CD SD == .(Ⅰ)证明:SD ⊥平面SAB ; (Ⅱ)求四棱锥S ABCD -的高.8、(襄阳市2017届高三1月调研)在长方体1111ABCD A BC D -中,E,F 分别是1,AB CD 的中点,11, 2.AA AD AB ===. (1)求证:EF//平面11BCC B ;(2))求证:平面1CD E ⊥平面1D DE ; (3)求三棱锥1F D DE -的体积.9、(襄阳市优质高中2017届高三1月联考)如图所示,四边形ABCD 为菱形,2,//,AF AF DE DE =⊥平面ABCD .(1)求证:AC ⊥平面BDE ;(2)当DE 为何值时,直线//AC 平面BEF ?请说明理由.10、(孝感市七校教学联盟2017届高三上学期期末)如图,已知四棱柱ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1的底面是菱形,且AA 1⊥底面ABCD ,∠DAB=60°,AD=AA 1=1,F 为棱AA 1的中点,M 为线段BD 1的中点.(Ⅰ)求证:MF∥平面ABCD ; (Ⅱ)求证:MF ⊥平面BDD 1B 1; (Ⅲ)求三棱锥D 1﹣BDF 的体积.11、(湖北省部分重点中学2017届高三上学期第二次联考)如图,在斜三棱柱111ABC A B C -中,侧面11ACC A 是边长为4的菱形,BC ⊥平面11ACC A ,2CB =,点1A 在底面ABC 上的射影D 为棱AC 的中点,点A 在平面1ACB 内的射影为E . (1)证明:E 为1AC 的中点; (2)求三棱锥11A B C C -的体积.12、(荆州中学2017届高三1月质量检测)如图,四边形ABCD 是梯形,四边形CDEF 是矩形,且平面A B ⊥平面C D ,090=∠=∠CDA BAD ,221====CD DE AD AB ,M 是线段AE 上的动点. (1)试确定点M 的位置,使AC ∥平面MDF ,并说明理由;(2)在(1)的条件下,求平面MDF 将几何体BCF ADE -分成的上下两部分的体积之比.A参考答案一、选择、填空题1、C2、D3、B4、D5、C6、D7、B8、B9、【答案】B由三视图知此四棱锥为正四棱锥,底面是边长为形的高为3,体积是13123V =⨯=. 10、C 11、C 12、C 13、B 14、C 15、 D二、解答题 1、证明:(1)CD//ABCD//平面SAB又平面CDEF ∩平面SAB=EF CD//EF ……………………(6分)(2)CDAD,平面SAD平面ABCD CD平面SADCD SD ,同理AD SD由(1)知EF//CD EF平面SADEC=AC ,,ED=AD在中AD=1,SD=又ED=AD=1E 为SA 中点,的面积为三棱锥S-DEF 的体积……………………(12分)2、(Ⅰ)证明:连结BD 交AC 于E ,连结ME .ABCD Q 是正方形,∴ E 是BD 的中点.M Q 是SD 的中点,∴ME 是△DSB 的中位线.∴//ME SB . ………………………3分 又∵ME ⊂平面ACM ,SB ⊄平面ACM ,∴SB //平面ACM . ………………………5分 (Ⅱ)由条件有,,DC SA DC DA ⊥⊥∴ DC ⊥平面SAD ,∴.AM DC ⊥ 又∵ ,SA AD M =是SD 的中点,∴.AM SD ⊥∴AM ⊥平面.SDC ∴.SC AM ⊥ ………………………8分 由已知SC AN ⊥,∴SC ⊥平面.AMN 于是CN ⊥面AMN ,则CN 为点C 到平面AMN 的距离 ………………………9分在Rt SAC ∆中,2,SA AC SC ====于是2AC CN SC CN =⋅⇒=∴点C 到平面AMN …………………12分3、(Ⅰ)证明:取AC 中点G ,连接BG 和DG ,因为D 和G 分别为AC 1和AC 的中点,所以DG //1CC ,且DG =BE ,则BEDG 是平行四边形,DE //BG ,又DE 不在平面ABC 内,BG 在平面ABC 内, 所以DE //平面ABC . ………………………………………………6分 (Ⅱ)因为D 为AC 1的中点,所以11-C 12F DE F AC E V V -=, 又F 为AB 中点,所以E AC B E AC F V V 1121--=,………………………………8分 则11-C 12F DE F AC E V V -=E AC B V 141-=833223213141=⨯⨯⨯⨯⨯=. ……12分 4、(1)证明:连接PM ,CM (1分)可知 PM AB AA AB AA PM ⊥∴⊥,,//11而 PMC AB CM AB 面又⊥∴⊥, (6分) (2)解:假设点B 到平面PAC 的距离: hPM S ABC p ABC ⨯⨯-∆31的体积为:四面体32432123a 2131a a a =⨯⨯⨯⨯= (8分) 28787a 2221,22a a S a PC a AP a AC PAC PAC =⨯⨯=∴===∆∆,,中又 (9分) a h h a a V V PAC B ABC P 721873124323=⇒⨯⨯=⇒=∴-- (12分) 5、(Ⅰ)设E 为BC 的中点,连接1,,,A E AE DE 由题意得1A E ABC ⊥平面 所以1A E AE ⊥因为AB AC =,所以AE BC ⊥故1AE A BC ⊥平面………………………………………………3分 由D ,E 分别为11B C ,BC 的中点,得11//DE B B DE B B =且,从而11//DE A A DE A A =,, 所以四边形1A AED 为平行四边形 故1//A D AE ,又因为1AE A BC ⊥平面所以11A D A BC ⊥平面………………………………6分(Ⅱ) 由1190,4AE EB A EA A A ==∠=︒=,得1A E =,2ABC S ∆=-----------------9分由1111111,3A ABC ABC ABC ABC ABC V A E S V A E S -∆-∆== ,得11111122233A BB C C A B C ABC V V --==⨯--------------12分6、7、(Ⅰ) 解:如下图,取AB 的中点E ,连结DE ,SE ,则四边形BCDE 为矩形,2DE CB ∴==AD ∴= 侧面SAB 为等边三角形,2AB =,2SA SB AB ∴===,且SE =又1SD = ,222SA SD AD ∴+=,222SB SD BD += , ,SD SA SD SB ∴⊥⊥, SD ∴⊥平面SAB .(Ⅱ)设四棱锥S ABCD -的高为h ,则h 也是三棱锥S ABD - 的高, 由(Ⅰ)知,SD ⊥平面SAB , 由S ABD D SAB V V --=,得11,33SABABD SAB ABDS SD S h S SD h S ∆∆∆∆⋅⋅=⋅∴= , 又1122222ABD S AB DE ∆=⋅=⨯⨯=,22244SAB S AB ∆===1SD =, SAB ABD S SD h S ∆∆⋅∴===故四棱锥S ABCD -8、(Ⅰ)证:过F 作FM ∥C 1D 1交CC 1于M ,连结BM ∵F 是CD 1的中点,∴FM ∥C 1D 1,1112FM C D = 2分又∵E 是AB 中点,∴BE ∥C 1D 1,1112BE C D =因此BE ∥FM ,BE = FM ,EBMF 是平行四边形,∴EF ∥BM 又BM 在平面BCC 1B 1内,∴EF ∥平面BCC 1B 1.4分(Ⅱ)证:∵D 1D ⊥平面ABCD ,CE 在平面ABCD 内,∴D 1D ⊥CE 在矩形ABCD 中,222DE CE ==,∴2224DE CE CD +== 6分 故△CED 是直角三角形,∴CE ⊥DE ,∴CE ⊥平面D 1DE ∵CE 在平面CD 1E 内,∴平面CD 1E ⊥平面D 1DE . 8分 (Ⅲ)解:11111133F D DE E D DF D DF D DF V V S AD S --∆∆==⨯⨯=⨯ 11111222D DF S D D CD ∆=⨯⨯= ∴116F D DE V -=. 12分9、(I)证明:1 因为DE ⊥平面ABCD ,AC ⊂平面ABCD ,所以AC DE ⊥;…2分2 菱形ABCD 中,AC BD ⊥;DE BD D = ,所以AC ⊥平面BDE .…………5分法二:1 因为DE ⊥平面ABCD ,DE ⊂平面BDE ,所以平面BDE ⊥平面ABCD ;……………2分2 菱形ABCD 中,AC BD ⊥;平面BDE 平面ABCD BD =;所以AC ⊥平面BDE . ……………5分(II)当4DE =时直线AC ∥平面BEF .理由如下:…………………………………7分1 设菱形ABCD 中对角线AC BD O = ,BE 的中点为M ,则OM 为BDE ∆的中位线, OM ∥DE 且四边形AOMF ,所以AC ∥FM ;………………………………………………………11分3 因为AC ⊄平面BEF ,FM ⊂平面BEF ,所以直线AC ∥平面BEF .……12分法二:1 设菱形ABCD 中对角线AC BD O = ,DE 的中点为N ,则ON 为BDE ∆的中位线,ON ∥BE ;ON ⊄平面BEF ,BE ⊂平面BEF ,所以直线ON ∥平面BEF ;四边形ANEF ,所以AN ∥EF ;AN ⊄平面BEF ,EF ⊂平面BEF ,所以直线AN ∥平面BEF ;3 AN ON N = ,AN ⊂平面AON ,ON ⊂平面AON ,所以平面AON ∥平面BEF .4 因为AC ⊂平面AON ,所以直线AC ∥平面BEF .………………12分10、(1)证明:连接1AC ,11A D BC ,∴四边形11ABCD 是平行四边形,∴1AC 与1BD 互相平分.又M 是1BD 的中点,M 也是1AC 的中点,又 F 是1A A 的中点FM ∴是1A AC ∆的中位线, FM AC ∴ (3分),FM ABCD AC ABCD ⊄⊂ 面面,FM AC ,FM ABCD ∴ 面 (4分)(2)连,AC BD ,ABCD 四边形为菱形,AC BD ∴⊥ 又1A A ABCD ⊥面,11D D A A ,1D D ABCD ⊥面,又AC ABCD ⊂面,1D D AC ⊥, 即AC ⊥1D D (6分)11,,,AC BD AC D D BD D D D ⊥⊥= 11AC BDD B ∴⊥面11MF BDD B ∴⊥面 (8分)(3)取AD 的中点N ,连BN ,ABD ∆ 是正三角形,BN AD ∴⊥,且BN = (9分) 又1D D ABCD ⊥面,BN ABCD ⊂面,1D D BN ⊥,即1BN D D ⊥,又1111,,,BN AD BN D D AD D D D BN ADD A ⊥⊥=∴⊥ 面 (10分)∴三棱锥1D BDF -以1FD D 为底面时,BN 是高111111.11332212D BDF B FDD FDD V V S BN --∆∴===⨯⨯⨯⨯=(12分)11、(1)证明:因为,11ACC A BC 面⊥BC A BC 1平面⊆,所以111ACC A BC A 平面平面⊥交线为C A 1,过A 作C A AE 1⊥,则CB A AE 1平面⊥.又11ACC A 是菱形,AC AA =1所以E 为C A 1的中点. ……6分 (2)由题意1A D ⊥平面ABC ,321=D A338324221311111=⋅⋅⋅⋅===---ABC B BC B A C C B A V V V ………12分A1(1)12、当M 是线段AE 的中点时,AC ∥平面MDF . 证明如下:连结CE ,交DF 于N ,连结MN ,由于N M ,分别是AE 、CE 的中点,所以MN ∥AC ,由于⊂MN 平面MDF ,又⊄AC 平面MDF , 所以AC ∥平面MDF . ………………6分 (2)如图,将几何体BCF ADE -补成三棱柱CF B ADE 1-,三棱柱CF B ADE 1-的体积为842221=⨯⨯⨯=⋅=∆CD S V ADE , 则几何体BCF ADE -的体积3202)2221(31811=⨯⨯⨯⨯-=-=---C BB F CF B ADE BCF ADE V V V三棱锥DEM F -的体积34==--DEFM DEM F V V , 故两部分的体积之比为42041:3334⎛⎫-= ⎪⎝⎭ ………………12分。
(最新整理)2017-2019三年高考数学(文科)分类汇编专题06立体几何(解答题)

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专题06 立体几何(解答题)1.【2019年高考全国Ⅰ卷文数】如图,直四棱柱ABCD–A 1B 1C 1D 1的底面是菱形,AA 1=4,AB =2,∠BAD =60°,E ,M ,N 分别是BC ,BB 1,A 1D 的中点.(1)证明:MN ∥平面C 1DE ;(2)求点C 到平面C 1DE 的距离.【答案】(1)见解析;(2。
【解析】(1)连结。
1,B C ME 因为M ,E 分别为的中点,所以,且。
1,BB BC 1ME B C ∥112ME B C =又因为N 为的中点,所以.1A D 112ND A D =由题设知,可得,故,11=A B DC ∥11=B C A D ∥=ME ND ∥因此四边形MNDE 为平行四边形,。
MN ED ∥又平面,所以MN ∥平面.MN ⊄1C DE 1C DE (2)过C 作C 1E 的垂线,垂足为H .由已知可得,,所以DE ⊥平面,故DE ⊥CH.DE BC ⊥1DE C C ⊥1C CE 从而CH ⊥平面,故CH 的长即为C 到平面的距离,1C DE 1C DE由已知可得CE =1,C 1C =4,所以,故.1C E =CH =从而点C 到平面.1C DE【名师点睛】该题考查的是有关立体几何的问题,涉及的知识点有线面平行的判定,点到平面的距离的求解,在解题的过程中,注意要熟记线面平行的判定定理的内容,注意平行线的寻找思路,再者就是利用线面垂直找到距离问题,当然也可以用等积法进行求解.2.【2019年高考全国Ⅱ卷文数】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;(2)若AE =A 1E ,AB =3,求四棱锥的体积.11E BB C C -【答案】(1)见详解;(2)18.【解析】(1)由已知得B 1C 1⊥平面ABB 1A 1,BE 平面ABB 1A 1,⊂故.11B C BE ⊥又,所以BE ⊥平面.1BE EC ⊥11EB C (2)由(1)知∠BEB 1=90°。
2017高考试题分类汇编之立体几何(精校版)

2017 年高考试题分类汇编之立体几何一、选择题(在每题给出的四个选项中,只有一项为哪一项切合题目要求的)1.( 2017 课标 I 理)某多面体的三视图如下图,此中正视图和左视图都由正方形和等腰直角三角形构成,正方形的边长为2 ,俯视图为等腰直角三角形.该多面体的各个面中有若干个是梯形, 这些梯形的面积之和为() A.10B.12C.12D.16(第 1题)(第 2题)(第 3题)2.( 2017 课标 II1理)如图,网格纸上小正方形的边长为,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分所得,则该几何体的体积为()A.90B.63C.42D.363. ( 2017 北京理) 某四棱锥的三视图如下图,则该四棱锥的最长棱的长度为()A.3 2B.2 3C.2 2D.24.( 2017 课标 II 理)已知直三棱柱ABCA 1B 1C 1中, ABC 1200 , AB 2, BCCC 1 1,则异面直线AB 1 与 BC 1 所成角的余弦值为(3 15 C . 10 3) A. B.5D .2535. ( 2017 课标 III 理) 已知圆柱的高为 1,它的两个底面的圆周在直径为2 的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为()A.B.3C.D .4246.( 2017 浙江)某几何体的三视图如下图(单位: cm ),则该几何体的体积 (单位: cm 3)是()A.2 1 B.3 C .31D.332227.( 2017 浙江)如图, 已知正四周体 D ABC (全部棱长均相等的三棱锥), P,Q, R 分别为 AB, BC, CA上的点, AP PB,BQCR 2 ,分别记二面角 D PR Q, DPQ R,D QRP 的平面角为 , ,QCRA则() A. B. C. D.O2OO1(第 6题)(第 7题)(第 8题)二、填空题(将正确的答案填在题中横线上)8.( 2017江苏)如图 ,在圆柱 O1 ,O2内有一个球 O ,该球与圆柱的上、下边及母线均相切.记圆柱 O1 , O2的体积为 V1,球 O 的体积为 V2 ,则V1的值是. V29. ( 2017 天津理)已知一个正方体的全部极点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18 ,则这个球的积为.10. ( 2017 山东理)由一个长方体和两个1 圆柱体构成的几何体的三视图如右图,则该几何体的体积4为.(第10 题)(第11 题)11.( 2017课标I 理)如图,圆形纸片的圆心为O ,半径为5cm,该纸片上的等边三角形ABC 的中心为O.D,E,F为圆剪开后,分别以O 上的点,BC ,CA, ABDBC , ECA, FAB 分别是以 BC ,CA, AB 为底边的等腰三角形.沿虚线为折痕折起DBC , ECA , FAB ,使得 D , E, F 重合,获得三棱锥.当ABC 的边长变化时,所得三棱锥体积(单位:cm3)的最大值为_______.12. ( 2017课标III理)a,b 为空间中两条相互垂直的直线,等腰直角三角形ABC 的直角边AC 所在直线与 a, b都垂直,斜边AB 以直线AC 为旋转轴旋转,有以下结论:①当直线AB 与a 成 600角时,AB 与b 成300角;②当直线AB 与a成600角时,AB 与b 成600角;③直线AB 与a所成角的最小值为450;④直线AB与 a 所成角的最小值为600.________.(填写全部正确结论的编号)此中正确的选项是三、解答题(应写出必需的文字说明、证明过程或演算步骤)13.( 2017 课标I 理)如图,在四棱锥P ABCD 中,AB // CD,且BAP CDP90o.( 1)证明:平面PAB平面PAD ;( 2)若PA PD AB DC ,APD90 0,求二面角A PB C 的余弦值.14.( 2017 课标II 理)如图,四棱锥P ABCD 中,侧面PAD 为等比三角形且垂直于底面ABCD ,AB BC 1AD ,BAD ABC90o , E 是PD 的中点。
2017年高考真题分类汇编理数专题6 立体几何 含解析 精

2017年高考真题分类汇编(理数):专题6 立体几何(解析版)一、单选题(共7题;共14分)1、(2017•浙江)某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm2)是()A、+1B、+3C、+1D、+32、(2017•浙江)如图,已知正四面体D﹣ABC(所有棱长均相等的三棱锥),P、Q、R分别为AB、BC、CA上的点,AP=PB,= =2,分别记二面角D﹣PR﹣Q,D﹣PQ﹣R,D ﹣QR﹣P的平面角为α、β、γ,则()A、γ<α<βB、α<γ<βC、α<β<γD、β<γ<α3、(2017•北京卷)某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的最长棱的长度为()A、3B、2C、2D、24、(2017•新课标Ⅰ卷)某多面体的三视图如图所示,其中正视图和左视图都由正方形和等腰直角三角形组成,正方形的边长为2,俯视图为等腰直角三角形,该多面体的各个面中有若干个是梯形,这些梯形的面积之和为()A、10B、12C、14D、165、(2017•新课标Ⅱ)已知直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ABC=120°,AB=2,BC=CC1=1,则异面直线AB1与BC1所成角的余弦值为()A、B、C、D、6、(2017•新课标Ⅱ)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分后所得,则该几何体的体积为()A、90πB、63πC、42πD、36π7、(2017•新课标Ⅲ)已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为2的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为()A、πB、C、D、二、填空题(共5题;共5分)8、(2017•山东)由一个长方体和两个圆柱体构成的几何体的三视图如图,则该几何体的体积为________.9、(2017·天津)已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球的体积为________.10、(2017•江苏)如图,在圆柱O1O2内有一个球O,该球与圆柱的上、下底面及母线均相切,记圆柱O1O2的体积为V1,球O的体积为V2,则的值是________.11、(2017•新课标Ⅰ卷)如图,圆形纸片的圆心为O,半径为5cm,该纸片上的等边三角形ABC的中心为O.D、E、F为圆O上的点,△DBC,△ECA,△FAB分别是以BC,CA,AB为底边的等腰三角形.沿虚线剪开后,分别以BC,CA,AB为折痕折起△DBC,△ECA,△FAB,使得D、E、F重合,得到三棱锥.当△ABC的边长变化时,所得三棱锥体积(单位:cm3)的最大值为________.12、(2017•新课标Ⅲ)a,b为空间中两条互相垂直的直线,等腰直角三角形ABC的直角边AC所在直线与a,b都垂直,斜边AB以直线AC为旋转轴旋转,有下列结论:①当直线AB与a成60°角时,AB与b成30°角;②当直线AB与a成60°角时,AB与b成60°角;③直线AB与a所成角的最小值为45°;④直线AB与a所成角的最小值为60°;其中正确的是________(填写所有正确结论的编号)三、解答题(共9题;共60分)13、(2017•山东)如图,几何体是圆柱的一部分,它是由矩形ABCD(及其内部)以AB边所在直线为旋转轴旋转120°得到的,G是的中点.(12分)(Ⅰ)设P是上的一点,且AP⊥BE,求∠CBP的大小;(Ⅱ)当AB=3,AD=2时,求二面角E﹣AG﹣C的大小.14、(2017·天津)如图,在三棱锥P﹣ABC中,PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.点D,E,N分别为棱PA,PC,BC的中点,M是线段AD的中点,PA=AC=4,AB=2.(Ⅰ)求证:MN∥平面BDE;(Ⅱ)求二面角C﹣EM﹣N的正弦值;(Ⅲ)已知点H在棱PA上,且直线NH与直线BE所成角的余弦值为,求线段AH的长.15、(2017•浙江)如图,已知四棱锥P﹣ABCD,△PAD是以AD为斜边的等腰直角三角形,BC∥AD,CD⊥AD,PC=AD=2DC=2CB,E为PD的中点.(Ⅰ)证明:CE∥平面PAB;(Ⅱ)求直线CE与平面PBC所成角的正弦值.16、(2017•北京卷)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为正方形,平面PAD⊥平面ABCD,点M在线段PB上,PD∥平面MAC,PA=PD= ,AB=4.(14分)(1)求证:M为PB的中点;(2)求二面角B﹣PD﹣A的大小;(3)求直线MC与平面BDP所成角的正弦值.17、(2017•江苏)如图,在平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1⊥平面ABCD,且AB=AD=2,AA1= ,∠BAD=120°.(Ⅰ)求异面直线A1B与AC1所成角的余弦值;(Ⅱ)求二面角B﹣A1D﹣A的正弦值.18、(2017•江苏)如图,在三棱锥A﹣BCD中,AB⊥AD,BC⊥BD,平面ABD⊥平面BCD,点E、F(E与A、D不重合)分别在棱AD,BD上,且EF⊥AD.求证:(Ⅰ)EF∥平面ABC;(Ⅱ)AD⊥AC.19、(2017•新课标Ⅱ)如图,四棱锥P﹣ABCD中,侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD,AB=BC= AD,∠BAD=∠ABC=90°,E是PD的中点.(Ⅰ)证明:直线CE∥平面PAB;(Ⅱ)点M在棱PC 上,且直线BM与底面ABCD所成角为45°,求二面角M﹣AB﹣D的余弦值.20、(2017•新课标Ⅲ)如图,四面体ABCD中,△ABC是正三角形,△ACD是直角三角形,∠ABD=∠CBD,AB=BD.(Ⅰ)证明:平面ACD⊥平面ABC;(Ⅱ)过AC的平面交BD于点E,若平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,求二面角D﹣AE﹣C的余弦值.21、(2017•新课标Ⅰ卷)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°.(12分)(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;(2)若PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,求二面角A﹣PB﹣C的余弦值.答案解析部分一、单选题1、【答案】A【考点】由三视图求面积、体积,由三视图还原实物图,棱柱、棱锥、棱台的体积【解析】【解答】解:由几何的三视图可知,该几何体是圆锥的一半和一个三棱锥组成,圆锥的底面圆的半径为1,三棱锥的底面是底边长2的等腰直角三角形,圆锥的高和棱锥的高相等均为3,故该几何体的体积为× ×π×12×3+ × × × ×3= +1,故选:A【分析】根据几何体的三视图,该几何体是圆锥的一半和一个三棱锥组成,画出图形,结合图中数据即可求出它的体积.2、【答案】B【考点】用空间向量求平面间的夹角,二面角的平面角及求法【解析】【解答】解法一:如图所示,建立空间直角坐标系.设底面△ABC的中心为O.不妨设OP=3.则O(0,0,0),P(0,﹣3,0),C(0,﹣6,0),D(0,0,6 ),Q ,R ,= ,=(0,3,6 ),=(,5,0),= ,= .设平面PDR的法向量为=(x,y,z),则,可得,可得= ,取平面ABC的法向量=(0,0,1).则cos = = ,取α=arccos .同理可得:β=arccos .γ=arccos .∵>>.∴α<γ<β.解法二:如图所示,连接OD,OQ,OR,过点O发布作垂线:OE⊥DR,OF⊥DQ,OG⊥QR,垂足分别为E,F,G,连接PE,PF,PG.设OP=h.则cosα= = = .同理可得:cosβ= = ,cosγ= = .由已知可得:OE>OG>OF.∴cosα>cosγ>cosβ,α,β,γ为锐角.∴α<γ<β.故选:B.【分析】解法一:如图所示,建立空间直角坐标系.设底面△ABC的中心为O.不妨设OP=3.则O(0,0,0),P(0,﹣3,0),C(0,﹣6,0),D(0,0,6 ),Q ,R ,利用法向量的夹角公式即可得出二面角.解法二:如图所示,连接OD,OQ,OR,过点O发布作垂线:OE⊥DR,OF⊥DQ,OG⊥QR,垂足分别为E,F,G,连接PE,PF,PG.设OP=h.可得cosα= = = .同理可得:cosβ= = ,cosγ= = .由已知可得:OE>OG>OF.即可得出.3、【答案】B【考点】由三视图求面积、体积,由三视图还原实物图【解析】【解答】解:由三视图可得直观图,再四棱锥P﹣ABCD中,最长的棱为PA,即PA= ==2 ,故选:B.【分析】根据三视图可得物体的直观图,结合图形可得最长的棱为PA,根据勾股定理求出即可.4、【答案】B【考点】由三视图求面积、体积,组合几何体的面积、体积问题,由三视图还原实物图【解析】【解答】解:由三视图可画出直观图,该立体图中只有两个相同的梯形的面,S梯形= ×2×(2+4)=6,∴这些梯形的面积之和为6×2=12,故选:B【分析】由三视图可得直观图,由图形可知该立体图中只有两个相同的梯形的面,根据梯形的面积公式计算即可5、【答案】C【考点】余弦定理的应用,异面直线及其所成的角【解析】【解答】解:如图所示,设M、N、P分别为AB,BB1和B1C1的中点,则AB1、BC1夹角为MN和NP夹角或其补角(因异面直线所成角为(0,]),可知MN= AB1= ,NP= BC1= ;作BC中点Q,则△PQM为直角三角形;∵PQ=1,MQ= AC,△ABC中,由余弦定理得AC2=AB2+BC2﹣2AB•BC•cos∠ABC=4+1﹣2×2×1×(﹣)=7,∴AC= ,∴MQ= ;在△MQP中,MP= = ;在△PMN中,由余弦定理得cos∠MNP= = =﹣;又异面直线所成角的范围是(0,],∴AB1与BC1所成角的余弦值为.【分析】设M、N、P分别为AB,BB1和B1C1的中点,得出AB1、BC1夹角为MN和NP夹角或其补角;根据中位线定理,结合余弦定理求出AC、MQ,MP和∠MNP的余弦值即可.6、【答案】B【考点】由三视图求面积、体积,组合几何体的面积、体积问题,由三视图还原实物图,棱柱、棱锥、棱台的体积【解析】【解答】解:由三视图可得,直观图为一个完整的圆柱减去一个高为6的圆柱的一半,V=π•32×10﹣•π•32×6=63π,故选:B.【分析】由三视图可得,直观图为一个完整的圆柱减去一个高为6的圆柱的一半,即可求出几何体的体积.7、【答案】B【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积【解析】【解答】解:∵圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为2的同一个球的球面上,∴该圆柱底面圆周半径r= = ,∴该圆柱的体积:V=Sh= = .故选:B.【分析】推导出该圆柱底面圆周半径r= = ,由此能求出该圆柱的体积.二、填空题8、【答案】2+【考点】由三视图还原实物图,棱柱、棱锥、棱台的体积【解析】【解答】解:由长方体长为2,宽为1,高为1,则长方体的体积V1=2×1×1=2,圆柱的底面半径为1,高为1,则圆柱的体积V2= ×π×12×1= ,则该几何体的体积V=V1+2V1=2+ ,故答案为:2+ .【分析】由三视图可知:长方体长为2,宽为1,高为1,圆柱的底面半径为1,高为1圆柱的,根据长方体及圆柱的体积公式,即可求得几何体的体积.9、【答案】【考点】球的体积和表面积【解析】【解答】解:设正方体的棱长为a,∵这个正方体的表面积为18,∴6a2=18,则a2=3,即a= ,∵一个正方体的所有顶点在一个球面上,∴正方体的体对角线等于球的直径,即a=2R,即R= ,则球的体积V= π•()3= ;故答案为:.【分析】根据正方体和球的关系,得到正方体的体对角线等于直径,结合球的体积公式进行计算即可.10、【答案】【考点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台),球的体积和表面积【解析】【解答】解:设球的半径为R,则球的体积为:R3,圆柱的体积为:πR2•2R=2πR3.则= = .故答案为:.【分析】设出球的半径,求出圆柱的体积以及球的体积即可得到结果.11、【答案】4 cm3【考点】棱锥的结构特征,棱柱、棱锥、棱台的体积【解析】【解答】解:由题意,连接OD,交BC于点G,由题意得OD⊥BC,OG= BC,即OG的长度与BC的长度成正比,设OG=x,则BC=2 x,DG=5﹣x,三棱锥的高h= = = ,=3 ,则V= = = ,令f(x)=25x4﹣10x5,x∈(0,),f′(x)=100x3﹣50x4,令f′(x)≥0,即x4﹣2x3≤0,解得x≤2,则f(x)≤f(2)=80,∴V≤ =4 cm3,∴体积最大值为4 cm3.故答案为:4 cm3.【分析】由题,连接OD,交BC于点G,由题意得OD⊥BC,OG= BC,设OG=x,则BC=2x,DG=5﹣x,三棱锥的高h= ,求出S△ABC=3 ,V= =,令f(x)=25x4﹣10x5,x∈(0,),f′(x)=100x3﹣50x4,f (x)≤f(2)=80,由此能求出体积最大值.12、【答案】②③【考点】异面直线及其所成的角,用空间向量求直线间的夹角、距离【解析】【解答】解:由题意知,a、b、AC三条直线两两相互垂直,画出图形如图,不妨设图中所示正方体边长为1,故|AC|=1,|AB|= ,斜边AB以直线AC为旋转轴,则A点保持不变,B点的运动轨迹是以C为圆心,1为半径的圆,以C坐标原点,以CD为x轴,CB为y轴,CA为z轴,建立空间直角坐标系,则D(1,0,0),A(0,0,1),直线a的方向单位向量=(0,1,0),| |=1,直线b的方向单位向量=(1,0,0),| |=1,设B点在运动过程中的坐标中的坐标B′(cosθ,sinθ,0),其中θ为B′C与CD的夹角,θ∈[0,2π),∴AB′在运动过程中的向量,=(﹣cosθ,﹣sinθ,1),| |= ,设与所成夹角为α∈[0,],则c osα= = |sinθ|∈[0,],∴α∈[ ,],∴③正确,④错误.设与所成夹角为β∈[0,],cosβ= = = |cosθ|,当与夹角为60°时,即α= ,|sinθ|= = = ,∵cos2θ+sin2θ=1,∴cosβ= |cosθ|= ,∵β∈[0,],∴β= ,此时与的夹角为60°,∴②正确,①错误.故答案为:②③.【分析】由题意知,a、b、AC三条直线两两相互垂直,构建如图所示的边长为1的正方体,|AC|=1,|AB|= ,斜边AB以直线AC为旋转轴,则A点保持不变,B点的运动轨迹是以C为圆心,1为半径的圆,以C坐标原点,以CD为x轴,CB为y轴,CA为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出结果.三、解答题13、【答案】解:(Ⅰ)∵AP⊥BE,AB⊥BE,且AB,AP⊂平面ABP,AB∩AP=A,∴BE⊥平面ABP,又BP⊂平面ABP,∴BE⊥BP,又∠EBC=120°,因此∠CBP=30°;(Ⅱ)解法一、取的中点H,连接EH,GH,CH,∵∠EBC=120°,∴四边形BEGH为菱形,∴AE=GE=AC=GC= .取AG中点M,连接EM,CM,EC,则EM⊥AG,CM⊥AG,∴∠EMC为所求二面角的平面角.又AM=1,∴EM=CM= .在△BEC中,由于∠EBC=120°,由余弦定理得:EC2=22+22﹣2×2×2×cos120°=12,∴,因此△EMC为等边三角形,故所求的角为60°.解法二、以B为坐标原点,分别以BE,BP,BA所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系.由题意得:A(0,0,3),E(2,0,0),G(1,,3),C(﹣1,,0),故,,.设为平面AEG的一个法向量,由,得,取z1=2,得;设为平面ACG的一个法向量,由,可得,取z2=﹣2,得.∴cos<>= .∴二面角E﹣AG﹣C的大小为60°.【考点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台),直线与平面垂直的判定,直线与平面垂直的性质,用空间向量求平面间的夹角,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(Ⅰ)由已知利用线面垂直的判定可得BE⊥平面ABP,得到BE⊥BP,结合∠EBC=120°求得∠CBP=30°;(Ⅱ)法一、取的中点H,连接EH,GH,CH,可得四边形BEGH为菱形,取AG中点M,连接EM,CM,EC,得到EM⊥AG,CM⊥AG,说明∠EMC为所求二面角的平面角.求解三角形得二面角E﹣AG﹣C的大小.法二、以B为坐标原点,分别以BE,BP,BA所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系.求出A,E,G,C的坐标,进一步求出平面AEG与平面ACG的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值可得二面角E﹣AG﹣C的大小.14、【答案】(Ⅰ)证明:取AB中点F,连接MF、NF,∵M为AD中点,∴MF∥BD,∵BD⊂平面BDE,MF⊄平面BDE,∴MF∥平面BDE.∵N为BC中点,∴NF∥AC,又D、E分别为AP、PC的中点,∴DE∥AC,则NF∥DE.∵DE⊂平面BDE,NF⊄平面BDE,∴NF∥平面BDE.又MF∩NF=F.∴平面MFN∥平面BDE,则MN∥平面BDE;(Ⅱ)解:∵PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.∴以A为原点,分别以AB、AC、AP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.∵PA=AC=4,AB=2,∴A(0,0,0),B(2,0,0),C(0,4,0),M(0,0,1),N(1,2,0),E(0,2,2),则,,设平面MEN的一个法向量为,由,得,取z=2,得.由图可得平面CME的一个法向量为.∴cos<>= .∴二面角C﹣EM﹣N的余弦值为,则正弦值为;(Ⅲ)解:设AH=t,则H(0,0,t),,.∵直线NH与直线BE所成角的余弦值为,∴|cos<>|=| |=| |= .解得:t=4.∴当H与P重合时直线NH与直线BE所成角的余弦值为,此时线段AH的长为4.【考点】异面直线及其所成的角,平面与平面平行的判定,平面与平面平行的性质,用空间向量求平面间的夹角,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(Ⅰ)取AB中点F,连接MF、NF,由已知可证MF∥平面BDE,NF∥平面BDE.得到平面MFN∥平面BDE,则MN∥平面BDE;(Ⅱ)由PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.可以A为原点,分别以AB、AC、AP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.求出平面MEN与平面CME的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值得二面角C﹣EM﹣N的余弦值,进一步求得正弦值;(Ⅲ)设AH=t,则H(0,0,t),求出的坐标,结合直线NH与直线BE所成角的余弦值为列式求得线段AH的长.15、【答案】证明:(Ⅰ)∵四棱锥P﹣ABCD,△PAD是以AD为斜边的等腰直角三角形,BC∥AD,CD⊥AD,PC=AD=2DC=2CB,E为PD的中点,∴以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,过D作平面ABCD的垂线为z轴,建立空间直角系,设PC=AD=2DC=2CB=2,则C(0,1,0),D(0,0,0),P(1,0,1),E(),A(2,0,0),B(1,1,0),=(),=(1,0,﹣1),=(0,1,﹣1),设平面PAB的法向量=(x,y,z),则,取z=1,得=(1,1,1),∵= =0,CE⊄平面PAB,∴CE∥平面PAB.解:(Ⅱ)=(﹣1,1,﹣1),设平面PBC的法向量=(a,b,c),则,取b=1,得=(0,1,1),设直线CE与平面PBC所成角为θ,则sinθ=|cos<>|= = = .∴直线CE与平面PBC所成角的正弦值为.【考点】直线与平面平行的判定,直线与平面所成的角,向量方法证明线、面的位置关系定理,用空间向量求直线与平面的夹角【解析】【分析】(Ⅰ)以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,过D作平面ABCD的垂线为z 轴,建立空间直角系,利用向量法能证明CE∥平面PAB.(Ⅱ)求出平面PBC的法向量和,利用向量法能求出直线CE与平面PBC所成角的正弦值.16、【答案】(1)证明:如图,设AC∩BD=O,∵ABCD为正方形,∴O为BD的中点,连接OM,∵PD∥平面MAC,PD⊂平面PBD,平面PBD∩平面AMC=OM,∴PD∥OM,则,即M为PB的中点;(2)解:取AD中点G,∵PA=PD,∴PG⊥AD,∵平面PAD⊥平面ABCD,且平面PAD∩平面ABCD=AD,∴PG⊥平面ABCD,则PG⊥AD,连接OG,则PG⊥OG,由G是AD的中点,O是AC的中点,可得OG∥DC,则OG⊥AD.以G为坐标原点,分别以GD、GO、GP所在直线为x、y、z轴距离空间直角坐标系,由PA=PD= ,AB=4,得D(2,0,0),A(﹣2,0,0),P(0,0,),C(2,4,0),B(﹣2,4,0),M(﹣1,2,),,.设平面PBD的一个法向量为,则由,得,取z= ,得.取平面PAD的一个法向量为.∴cos<>= = .∴二面角B﹣PD﹣A的大小为60°;(3)解:,平面PAD的一个法向量为.∴直线MC与平面BDP所成角的正弦值为|cos<>|=| |=| |=.【考点】直线与平面平行的性质,平面与平面垂直的性质,直线与平面所成的角,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(1.)设AC∩BD=O,则O为BD的中点,连接OM,利用线面平行的性质证明OM∥PD,再由平行线截线段成比例可得M为PB的中点;(2.)取AD中点G,可得PG⊥AD,再由面面垂直的性质可得PG⊥平面ABCD,则PG⊥AD,连接OG,则PG⊥OG,再证明OG⊥AD.以G为坐标原点,分别以GD、GO、GP所在直线为x、y、z轴距离空间直角坐标系,求出平面PBD与平面PAD的一个法向量,由两法向量所成角的大小可得二面角B﹣PD﹣A的大小;(3.)求出的坐标,由与平面PBD的法向量所成角的余弦值的绝对值可得直线MC与平面BDP所成角的正弦值.17、【答案】解:在平面ABCD内,过A作Ax⊥AD,∵AA1⊥平面ABCD,AD、Ax⊂平面ABCD,∴AA1⊥Ax,AA1⊥AD,以A为坐标原点,分别以Ax、AD、AA1所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.∵AB=AD=2,AA1= ,∠BAD=120°,∴A(0,0,0),B(),C(,1,0),D(0,2,0),A1(0,0,),C1().=(),=(),,.(Ⅰ)∵cos<>= = .∴异面直线A1B与AC1所成角的余弦值为;(Ⅱ)设平面BA1D的一个法向量为,由,得,取x= ,得;取平面A1AD的一个法向量为.∴cos<>= = .∴二面角B﹣A1D﹣A的正弦值为,则二面角B﹣A1D﹣A的正弦值为.【考点】异面直线及其所成的角,直线与平面垂直的性质,用空间向量求直线间的夹角、距离,二面角的平面角及求法【解析】【分析】在平面ABCD内,过A作Ax⊥AD,由AA1⊥平面ABCD,可得AA1⊥Ax,AA1⊥AD,以A为坐标原点,分别以Ax、AD、AA1所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.结合已知求出A,B,C,D,A1,C1的坐标,进一步求出,,,的坐标.(Ⅰ)直接利用两法向量所成角的余弦值可得异面直线A1B与AC1所成角的余弦值;(Ⅱ)求出平面BA1D与平面A1AD的一个法向量,再由两法向量所成角的余弦值求得二面角B﹣A1D﹣A的余弦值,进一步得到正弦值.18、【答案】证明:(Ⅰ)因为AB⊥AD,EF⊥AD,且A、B、E、F四点共面,所以AB∥EF,又因为EF⊊平面ABC,AB⊆平面ABC,所以由线面平行判定定理可知:EF∥平面ABC;(Ⅱ)在线段CD上取点G,连结FG、EG使得FG∥BC,则EG∥AC,因为BC⊥BD,所以FG⊥BC,又因为平面ABD⊥平面BCD,所以FG⊥平面ABD,所以FG⊥AD,又因为AD⊥EF,且EF∩FG=F,所以AD⊥平面EFG,所以AD⊥EG,故AD⊥AC.【考点】空间中直线与直线之间的位置关系,直线与平面平行的判定【解析】【分析】(Ⅰ)利用AB∥EF及线面平行判定定理可得结论;(Ⅱ)通过取线段CD 上点G,连结FG、EG使得FG∥BC,则EG∥AC,利用线面垂直的性质定理可知FG⊥AD,结合线面垂直的判定定理可知AD⊥平面EFG,从而可得结论.19、【答案】(Ⅰ)证明:取PA的中点F,连接EF,BF,因为E是PD的中点,所以EF AD,AB=BC= AD,∠BAD=∠ABC=90°,∴BC∥AD,∴BCEF是平行四边形,可得CE∥BF,BF⊂平面PAB,CF⊄平面PAB,∴直线CE∥平面PAB;(Ⅱ)解:四棱锥P﹣ABCD中,侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD,AB=BC= AD,∠BAD=∠ABC=90°,E是PD的中点.取AD的中点O,M在底面ABCD上的射影N在OC上,设AD=2,则AB=BC=1,OP= ,∴∠PCO=60°,直线BM与底面ABCD所成角为45°,可得:BN=MN,CN= MN,BC=1,可得:1+ BN2=BN2,BN= ,MN= ,作NQ⊥AB于Q,连接MQ,所以∠MQN就是二面角M﹣AB﹣D的平面角,MQ== ,二面角M﹣AB﹣D的余弦值为:= .【考点】直线与平面平行的判定,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(Ⅰ)取PA的中点F,连接EF,BF,通过证明CE∥BF,利用直线与平面平行的判定定理证明即可.(Ⅱ)利用已知条件转化求解M到底面的距离,作出二面角的平面角,然后求解二面角M ﹣AB﹣D的余弦值即可.20、【答案】(Ⅰ)证明:如图所示,取AC的中点O,连接BO,OD.∵△ABC是等边三角形,∴OB⊥AC.△ABD与△CBD中,AB=BD=BC,∠ABD=∠CBD,∴△ABD≌△CBD,∴AD=CD.∵△ACD是直角三角形,∴AC是斜边,∴∠ADC=90°.∴DO= AC.∴DO2+BO2=AB2=BD2.∴∠BOD=90°.∴OB⊥OD.又DO∩AC=O,∴OB⊥平面ACD.又OB⊂平面ABC,∴平面ACD⊥平面ABC.(Ⅱ)解:设点D,B到平面ACE的距离分别为h D,h E.则= .∵平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,∴= = =1.∴点E是BD的中点.建立如图所示的空间直角坐标系.不妨设AB=2.则O(0,0,0),A(1,0,0),C(﹣1,0,0),D(0,0,1),B(0,,0),E .=(﹣1,0,1),= ,=(﹣2,0,0).设平面ADE的法向量为=(x,y,z),则,即,取=.同理可得:平面ACE的法向量为=(0,1,).∴cos = = =﹣.∴二面角D﹣AE﹣C的余弦值为.【考点】平面与平面垂直的判定,用空间向量求平面间的夹角,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(Ⅰ)如图所示,取AC的中点O,连接BO,OD.△ABC是等边三角形,可得OB⊥AC.由已知可得:△ABD≌△CBD,AD=CD.△ACD是直角三角形,可得AC是斜边,∠ADC=90°.可得DO= AC.利用DO2+BO2=AB2=BD2.可得OB⊥OD.利用线面面面垂直的判定与性质定理即可证明.(Ⅱ)设点D,B到平面ACE的距离分别为h D,h E.则= .根据平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,可得= = =1,即点E是BD的中点.建立如图所示的空间直角坐标系.设AB=2.利用法向量的夹角公式即可得出.21、【答案】(1)证明:∵∠BAP=∠CDP=90°,∴PA⊥AB,PD⊥CD,∵AB∥CD,∴AB⊥PD,又∵PA∩PD=P,且PA⊂平面PAD,PD⊂平面PAD,∴AB⊥平面PAD,又AB⊂平面PAB,∴平面PAB⊥平面PAD;(2)解:∵AB∥CD,AB=CD,∴四边形ABCD为平行四边形,由(1)知AB⊥平面PAD,∴AB⊥AD,则四边形ABCD为矩形,在△APD中,由PA=PD,∠APD=90°,可得△PAD为等腰直角三角形,设PA=AB=2a,则AD= .取AD中点O,BC中点E,连接PO、OE,以O为坐标原点,分别以OA、OE、OP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系,则:D(),B(),P(0,0,),C().,,.设平面PBC的一个法向量为,由,得,取y=1,得.∵AB⊥平面PAD,AD⊂平面PAD,∴AB⊥AD,又PD⊥PA,PA∩AB=A,∴PD⊥平面PAB,则为平面PAB的一个法向量,.∴cos<>= = .由图可知,二面角A﹣PB﹣C为钝角,∴二面角A﹣PB﹣C的余弦值为.【考点】平面与平面垂直的判定,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(1.)由已知可得PA⊥AB,PD⊥CD,再由AB∥CD,得AB⊥PD,利用线面垂直的判定可得AB⊥平面PAD,进一步得到平面PAB⊥平面PAD;(2.)由已知可得四边形ABCD为平行四边形,由(1)知AB⊥平面PAD,得到AB⊥AD,则四边形ABCD为矩形,设PA=AB=2a,则AD= .取AD中点O,BC中点E,连接PO、OE,以O为坐标原点,分别以OA、OE、OP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系,求出平面PBC的一个法向量,再证明PD⊥平面PAB,得为平面PAB的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值可得二面角A﹣PB﹣C的余弦值.。
2017年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标ⅱ)(含解析版)

2017 年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅱ)一、选择题:本题共12 小题,每小题5 分,共60 分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.(5 分)设集合A={1,2,3},B={2,3,4},则A∪B=()A.{1,2,3,4} B.{1,2,3} C.{2,3,4} D.{1,3,4} 2.(5分)(1+i)(2+i)=()A.1﹣i B.1+3i C.3+i D.3+3i3.(5分)函数f(x)=sin(2x+)的最小正周期为()A.4πB.2πC.πD.4.(5 分)设非零向量,满足|+|=|﹣|则()A.⊥B.||=|| C.∥D.||>||5.(5 分)若a>1,则双曲线﹣y2=1 的离心率的取值范围是()A.(,+∞)B.(,2)C.(1,)D.(1,2)6.(5 分)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分后所得,则该几何体的体积为()A.90πB.63πC.42πD.36π7.(5 分)设x,y 满足约束条件,则z=2x+y 的最小值是()A.﹣15 B.﹣9 C.1 D.98.(5 分)函数f(x)=ln(x2﹣2x﹣8)的单调递增区间是()A.(﹣∞,﹣2)B.(﹣∞,﹣1)C.(1,+∞)D.(4,+∞)9.(5 分)甲、乙、丙、丁四位同学一起去问老师询问成语竞赛的成绩.老师说:你们四人中有2 位优秀,2 位良好,我现在给甲看乙、丙的成绩,给乙看丙的成绩,给丁看甲的成绩.看后甲对大家说:我还是不知道我的成绩.根据以上信息,则()A.乙可以知道四人的成绩B.丁可以知道四人的成绩C.乙、丁可以知道对方的成绩D.乙、丁可以知道自己的成绩10.(5 分)执行如图的程序框图,如果输入的a=﹣1,则输出的S=()A.2 B.3 C.4 D.511.(5 分)从分别写有1,2,3,4,5 的5 张卡片中随机抽取1 张,放回后再随机抽取1 张,则抽得的第一张卡片上的数大于第二张卡片上的数的概率为()A.B.C.D.12.(5 分)过抛物线C:y2=4x 的焦点F,且斜率为的直线交C 于点M(M 在x 轴上方),l为C 的准线,点N 在l 上,且MN⊥l,则M 到直线NF 的距离为()A.B.2C.2D.3二、填空题,本题共4 小题,每小题5 分,共20 分13.(5 分)函数f(x)=2cosx+sinx 的最大值为.14.(5 分)已知函数f(x)是定义在R 上的奇函数,当x∈(﹣∞,0)时,f (x)=2x3+x2,则f(2)=.15.(5 分)长方体的长、宽、高分别为3,2,1,其顶点都在球O 的球面上,则球O 的表面积为.16.(5 分)△ABC 的内角A,B,C 的对边分别为a,b,c,若2bcosB=acosC+ccosA,则B=.三、解答题:共70 分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤,第17 至21 题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23 题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共60 分.17.(12 分)已知等差数列{a n}的前n 项和为S n,等比数列{b n}的前n 项和为T n,a1=﹣1,b1=1,a2+b2=2.(1)若a3+b3=5,求{b n}的通项公式;(2)若T3=21,求S3.18.(12 分)如图,四棱锥P﹣ABCD 中,侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面ABCD,AB=BC=AD,∠BAD=∠ABC=90°.(1)证明:直线BC∥平面PAD;(2)若△PCD 面积为2,求四棱锥P﹣ABCD 的体积.19.(12 分)海水养殖场进行某水产品的新、旧网箱养殖方法的产量对比,收获时各随机抽取了100 个网箱,测量各箱水产品的产量(单位:kg),其频率分布直方图如下:(1)记A 表示事件“旧养殖法的箱产量低于50kg”,估计A 的概率;(2)填写下面列联表,并根据列联表判断是否有99%的把握认为箱产量与养殖方法有关:箱产量<50kg 箱产量≥50kg旧养殖法新养殖法(3)根据箱产量的频率分布直方图,对两种养殖方法的优劣进行比较.附:P(K2≥K)0.050 0.010 0.001K 3.841 6.635 10.828K2=.20.(12 分)设O 为坐标原点,动点M 在椭圆C:+y2=1 上,过M 作x 轴的垂线,垂足为N,点P 满足= .(1)求点P 的轨迹方程;(2)设点Q 在直线x=﹣3 上,且•=1.证明:过点P 且垂直于OQ 的直线l 过C 的左焦点F.21.(12 分)设函数f(x)=(1﹣x2)e x.(1)讨论f(x)的单调性;(2)当x≥0 时,f(x)≤ax+1,求a 的取值范围.选考题:共10 分。
全国各地市历年高考立体几何题汇编(含参考答案)

全国各地市历年高考立体几何题汇编(含参考答案)(一)2018年高考立体几何题1.(北京理16)如图,在三棱柱ABC -111A B C 中,1CC 平面ABC ,D ,E ,F ,G 分别为1AA ,AC ,11AC ,1BB 的中点,AB=BC AC =1AA =2.(Ⅰ)求证:AC ⊥平面BEF ; (Ⅱ)求二面角B-CD -C 1的余弦值; (Ⅲ)证明:直线FG 与平面BCD 相交.2.(浙江-19)如图,已知多面体ABCA 1B 1C 1,A 1A ,B 1B ,C 1C 均垂直于平面ABC ,∠ABC =120°,A 1A =4,C 1C =1,AB =BC =B 1B =2. (Ⅰ)证明:AB 1⊥平面A 1B 1C 1;(Ⅱ)求直线AC 1与平面ABB 1所成的角的正弦值.3.(课标III 理-19)如图,边长为2的正方形所在的平面与半圆弧所在平面垂直,是上异于,的点.(1)证明:平面平面; (2)当三棱锥体积最大时, 求面与面所成二面角的正弦值.4.(课标II 理-20)如图,在三棱锥P ABC -中,AB BC ==4PA PB PC AC ====,O 为AC 的中点. (1)证明:PO ⊥平面ABC ;(2)若点M 在棱BC 上,且二面角M PA C --为30︒,求PC 与平面PAM 所成角的正弦值.ABCD CD M CD C D AM D ⊥BMC M ABC -MABMCD5.(课标I理-18)如图,四边形ABCD为正方形,,E F分别为,AD BC的中点,以DF为折痕把DFC△折起,使点C到达点P的位置,且PF BF⊥.(1)证明:平面PEF⊥平面ABFD;(2)求DP与平面ABFD所成角的正弦值.(二)2017年高考立体几何题1.(课标III理-19)如图,四面体ABCD中,△ABC是正三角形,△ACD是直角三角形,∠ABD=∠CBD,AB=BD.(1)证明:平面ACD⊥平面ABC;(2)过AC的平面交BD于点E,若平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,求二面角D–AE–C的余弦值.2.(课标II 理-19)如图,四棱锥P -ABCD 中,侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面ABCD ,o 1,90,2AB BC AD BAD ABC ==∠=∠= E 是PD 的中点.(1)证明:直线CE ∥平面PAB ;(2)点M 在棱PC 上,且直线BM 与底面ABCD 所成角为o 45,求二面角M AB D --的余弦值.3.(课标I 理-18)如图,在四棱锥P −ABCD 中,AB//CD ,且90BAP CDP ∠=∠=. (1)证明:平面PAB ⊥平面PAD ;(2)若PA =PD =AB =DC ,90APD ∠=,求二面角A −PB −C 的余弦值.(三)2016年高考立体几何题 1.(课标III 理-19)如图,四棱锥中,地面,,,,为线段上一点,,为的中点.(I )证明平面;(II )求直线与平面所成角的正弦值.2.(课标II 理-19)如图,菱形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O ,5AB =,6AC =,点E ,F 分别在AD ,CD上,54AE CF ==,EF 交BD 于点H .将△DEF 沿EF 折到△D EF'的位置OD '=(I )证明:DH'⊥平面ABCD ; (II )求二面角B D A C '--的正弦值. P ABC -PA ⊥ABCD AD BC 3AB AD AC ===4PA BC ==M AD 2AM MD =N PC MN PAB ANPMN3.(课标I 理-19)如图,在以A ,B ,C ,D ,E ,F 为顶点的五面体中,面ABEF 为正方形,AF =2FD , 90AFD ∠=,且二面角D -AF -E 与二面角C -BE -F 都是60. (Ⅰ)证明:平面ABEF ⊥平面EFDC ; (Ⅱ)求二面角E -BC -A 的余弦值.(四)2015年高考立体几何题 1.(课标II 理-19)如图,长方体1111ABCD A BC D -中,=16AB ,=10BC ,18AA =,点E ,F 分别在11A B ,11C D 上,114A E D F ==.过点E ,F 的平面α与此长方体的面相交,交线围成一个正方形. (Ⅰ)在图中画出这个正方形(不必说出画法和理由); (Ⅱ)求直线AF 与平面α所成角的正弦值.DD 1 C 1A 1EF ABCB 1参考答案(一)2018年高考立体几何题1.(北京理16)如图,在三棱柱ABC -111A B C 中,1CC ⊥平面ABC ,D ,E ,F ,G 分别为1AA ,AC ,11AC ,1BB 的中点,AB=BCAC =1AA =2.(Ⅰ)求证:AC ⊥平面BEF ; (Ⅱ)求二面角B-CD -C 1的余弦值; (Ⅲ)证明:直线FG 与平面BCD 相交. 1.解析:(Ⅰ)在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∵CC 1⊥平面ABC ,∴四边形A 1ACC 1为矩形. 又E ,F 分别为AC ,A 1C 1的中点,∴AC ⊥EF . ∵AB =BC ,∴AC ⊥BE ,∴AC ⊥平面BEF . (Ⅱ)由(I )知AC ⊥EF ,AC ⊥BE ,EF ∥CC 1. 又CC 1⊥平面ABC ,∴EF ⊥平面ABC . ∵BE ⊂平面ABC ,∴EF ⊥BE . 如图建立空间直角坐称系E -xyz .由题意得B (0,2,0),C (-1,0,0),D (1,0,1),F (0,0,2),G (0,2,1).∴=(201)=(120)CD CB u u u r u u r,,,,,, 设平面BCD 的法向量为()a b c =,,n , ∴00CD CB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩uu u r uur n n ,∴2020a c a b +=⎧⎨+=⎩,令a =2,则b =-1,c =-4,∴平面BCD 的法向量(214)=--,,n , 又∵平面CDC 1的法向量为=(020)EB u u r ,,,∴cos =||||EB EB EB ⋅<⋅>=uu ruu r uu r n n n . 由图可得二面角B -CD -C 为钝角,所以二面角B -CD -C的余弦值为.(Ⅲ)平面BCD 的法向量为(214)=--,,n ,∵G (0,2,1),F (0,0,2),∴=(021)GF -u u u r ,,,∴2GF ⋅=-uu u r n ,∴n 与GF uuu r不垂直,∴GF 与平面BCD 不平行且不在平面BCD 内,∴GF 与平面BCD 相交.2.(浙江-19)如图,已知多面体ABCA 1B 1C 1,A 1A ,B 1B ,C 1C 均垂直于平面ABC ,∠ABC =120°,A 1A =4,C 1C =1,AB =BC =B 1B =2. (Ⅰ)证明:AB 1⊥平面A 1B 1C 1;(Ⅱ)求直线AC 1与平面ABB 1所成的角的正弦值. 2.解析:方法一:(Ⅰ)由得,所以.故.由,得, 由得由,得,故. 因此平面.(Ⅱ)如图,过点作,交直线于点,连结.由平面得平面平面, 由得平面, 所以是与平面所成的角. 由, 所以,故. 因此,直线与平面. 方法二:(Ⅰ)如图,以AC的中点O 为原点,分别以射线OB ,11112,4,2,,AB AA BB AA AB BB AB ===⊥⊥111AB AB ==2221111A B AB AA +=111AB A B ⊥2BC =112,1,BB CC ==11,BB BC CC BC ⊥⊥11B C =2,120AB BC ABC ==∠=︒AC =1CC AC ⊥1AC 2221111AB BC AC +=111ABB C ⊥1AB ⊥111A B C 1C 111C D A B ⊥11A B D AD 1AB ⊥111A B C 111A B C ⊥1ABB 111C D A B ⊥1C D ⊥1ABB 1C AD ∠1AC 1ABB 111111BC AB AC ==111111cos C A B C A B ∠=∠=1C D 111sin C D C AD AC ∠==1AC 1ABBOC 为x ,y 轴的正半轴,建立空间直角坐标系O -xyz . 由题意知各点坐标如下:因此 由得.由得. 所以平面. (Ⅱ)设直线与平面所成的角为.由(Ⅰ)可知 设平面的法向量.由即可取.所以. 因此,直线与平面. 3.(课标III 理-19)如图,边长为2的正方形所在的平面与半圆弧所在平面垂直,是上异于,的点.(1)证明:平面平面;(2)当三棱锥体积最大时, 求面与面所成二面角的正弦值.3.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 .(2)以D 为坐标原点,的方向为x 轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系D −xyz .111(0,(1,0,0),(0,(1,0,2),),A B A B C 111112),3),AB A B AC ==-=-uuu r uuu u r uuu u r 1110AB A B ⋅=uuu r uuu u r 111AB A B ⊥1110AB AC ⋅=uuu r uuu u r111AB AC ⊥1AB ⊥111A B C 1AC 1ABB θ11(0,0,2),AC AB BB ===uuu r uu u r uuu r1ABB (,,)x y z =n 10,0,AB BB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩uu u r uuu r n n 0,20,x z ⎧=⎪⎨=⎪⎩(,0)=n 111|sin |cos ,||||AC AC AC θ⋅===⋅uuu r uuu r uuu r n |n n |1AC 1ABB ABCD CD M CD C D AM D ⊥BMC M ABC -MAB MCD ⊂CD ⊂DA当三棱锥M −ABC 体积最大时,M 为的中点.由题设得,设是平面MAB 的法向量,则即可取.是平面MCD 的法向量,因此,,所以面MAB 与面MCD 所成二面角的正弦值是. 4.(课标II 理-20)如图,在三棱锥P ABC -中,AB BC ==4PA PB PC AC ====,O 为AC的中点.(1)证明:PO ⊥平面ABC ;(2)若点M 在棱BC 上,且二面角M PA C --为30︒,求PC 与平面PAM 所成角的正弦值.4.解:(1)因为4AP CP AC ===,O 为AC 的中点,所以OP AC ⊥,且OP =连结OB .因为2AB BC AC ==,所以ABC △为等腰直角三角形,且OB AC ⊥,122OB AC ==. 由222OP OB PB +=知PO OB ⊥. 由,OP OB OP AC ⊥⊥知PO ⊥平面ABC .(2)如图,以O 为坐标原点,OB uu u r的方向为x 轴正方向,建立空间直角坐标系O xyz -.由已知得(0,0,0),(2,0,0),(0,2,0),(0,2,0),23),(0,2,O B A C P AP -=u u u r取平面PAC 的法向量(2,0,0)OB =u u u r.设(,2,0)(02)M a a a -<≤,则(,4,0)AM a a =-u u u r. CD (0,0,0),(2,0,0),(2,2,0),(0,2,0),(0,1,1)D A B C M (2,1,1),(0,2,0),(2,0,0)AM AB DA =-==(,,)x y z =n 0,0.AM AB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n 20,20.x y z y -++=⎧⎨=⎩(1,0,2)=n DA 5cos ,5||||DA DA DA ⋅==n nn 2sin ,DA =n5由0,0AP AM ⋅=⋅=u u u r u u u r n n得20(4)0y ax a y ⎧+=⎪⎨+-=⎪⎩,可取,)a a =--n ,所以cos ,OB =uu u rn由已知得|cos ,|OB =uu u r n .解得4a =-(舍去),43a =.所以4()3=-n .又(0,2,PC =-u u u r,所以cos ,PC =uu u r n 所以PC 与平面PAM5.(课标I 理-18)如图,四边形ABCD 为正方形,,E F 分别为,AD BC 的中点,以DF 为折痕把DFC △折起,使点C 到达点P 的位置,且PF BF ⊥. (1)证明:平面PEF ⊥平面ABFD ; (2)求DP 与平面ABFD 所成角的正弦值.5.解:(1)由已知可得,BF ⊥PF ,BF ⊥EF ,所以BF ⊥平面PEF .又BF ⊂平面ABFD ,所以平面PEF ⊥平面ABFD . (2)作PH ⊥EF ,垂足为H .由(1)得,PH ⊥平面ABFD .以H 为坐标原点,HF 的方向为y 轴正方向,||BF 为单位长,建立如图所示的空间直角坐标系H −xyz . 由(1)可得,DE ⊥PE .又DP =2,DE =1, 所以PE=.又PF =1,EF =2,故PE ⊥PF . 可得32PH EH ==.则33(0,0,0),(1,,0),(1,22H P D DP --=HP =为平面ABFD 的法向量. 设DP 与平面ABFD 所成角为θ,则34sin ||||||3HP DP HP DP θ⋅===⋅所以DP 与平面ABFD所成角的正弦值为(二)2017年高考立体几何题 1.(课标III 理-19)如图,四面体ABCD 中,△ABC 是正三角形,△ACD 是直角三角形,∠ABD =∠CBD ,AB =BD . (1)证明:平面ACD ⊥平面ABC ;(2)过AC 的平面交BD 于点E ,若平面AEC 把四面体ABCD 分成体积相等的两部分,求二面角D –AE –C 的余弦值.1.【解析】(1)由题设可得,ABD CBD △≌△,从而AD DC =. 又ACD △是直角三角形,所以=90ADC ∠︒. 取AC 的中点O ,连接DO ,BO ,则DO ⊥AC ,DO =AO . 又由于ABC △是正三角形,故BO AC ⊥. 所以DOB ∠为二面角D AC B --的平面角. 在Rt AOB △中,222BO AO AB +=.又AB BD =,所以2222BO DO BO AO AB BD 22+=+==,故90DOB ∠=. 所以平面ACD ⊥平面ABC .(2)由题设及(1)知,,,OA OB OD 两两垂直,以O 为坐标原点,OA 的方向为x 轴正方向,OA 为单位长,建立如图所示的空间直角坐标系O x y z -.则()()()()1,0,0,,1,0,0,0,0,1A B C D -.由题设知,四面体ABCE 的体积为四面体ABCD 的体积的12, 从而E 到平面ABC 的距离为D 到平面ABC 的距离的12, 即E 为DB的中点,得12E ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭. 故()()11,0,1,2,0,0,2AD AC AE ⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪⎝⎭.设()=x,y,z n 是平面DAE 的法向量,则00AD AE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,,n n即0,10.2x z x y z -+=⎧⎪⎨-+=⎪⎩ 可取⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭n .设m 是平面AEC 的法向量,则00AC AE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,,m m同理可取(0,=-m .则cos ,⋅==n m n m n m .所以二面角D -AE -C. 2.(课标II 理-19)如图,四棱锥P -ABCD 中,侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面ABCD ,o 1,90,2AB BC AD BAD ABC ==∠=∠= E 是PD 的中点. (1)证明:直线CE ∥平面PAB ;(2)点M 在棱PC 上,且直线BM 与底面ABCD 所成角为o 45,求二面角M AB D --的余弦值.2.解析:(1)取PA 中点F ,连结EF ,BF . 因为E 为PD 的中点,所以EF AD , 12EF AD =,由90BAD ABC ∠=∠=︒得//BC AD , 又12BC AD =所以//EF BC .四边形BCEF 为平行四边形, //CE BF . 又BF PAB ⊂平面, CE PAB ⊄平面,故//CE PAB 平面(2)由已知得BA AD ⊥,以A 为坐标原点, AB 的方向为x 轴正方向, AB 为单位长,建立如图所示的空间直角坐标系A-xyz ,则则()000A ,,, ()100B ,,, ()110C ,,,(01P ,(10PC =,,()100AB =,,,则 ()(1,1BM x y z PM x y z =-=-,,,,因为BM 与底面ABCD 所成的角为45°,而()001n =,,是底面ABCD 的法向量,所以0cos , sin45BM n =,=即(x-1)²+y ²-z ²=0又M 在棱PC 上,学|科网设,PM PC λ=则x ,1,y z λ==由①,②得()y=1 y=1 z z ⎧⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎪⎪==⎪⎪⎩⎩舍去,所以M ⎛ ⎝⎭,从而AM ⎛= ⎝⎭设()000x ,y ,z m =是平面ABM的法向量,则(0000x 2y 0·AM 0 ·AB 0x 0m m ⎧+=⎧=⎪⎨⎨==⎩⎪⎩即所以可取m =(0,2).于是·10,5m n cosm n m n == 因此二面角M-AB-D的余弦值为3.(课标I 理-18)如图,在四棱锥P −ABCD 中,AB//CD ,且90BAP CDP ∠=∠=. (1)证明:平面PAB ⊥平面PAD ;(2)若PA =PD =AB =DC ,90APD ∠=,求二面角A −PB −C 的余弦值.3.【解析】(1)由已知90BAP CDP ∠=∠=︒,得AB ⊥AP ,CD ⊥PD .由于AB//CD ,故AB ⊥PD ,从而AB ⊥平面PAD . 又AB ⊂平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面PAD . (2)在平面PAD 内作PF AD ⊥,垂足为F ,由(1)可知,AB ⊥平面PAD ,故AB PF ⊥,可得PF ⊥平面ABCD .以F 为坐标原点,FA 的方向为x 轴正方向,||AB 为单位长,建立如图所示的空间直角坐标系F xyz -.由(1)及已知可得(2A,(0,0,2P,(2B,(2C -.所以(PC =-,(2,0,0)CB =,2(PA =,(0,1,0)AB =.设(,,)x y z =n 是平面PCB 的法向量,则0,0,PC CB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n即0,0,y z ⎧+=⎪⎨=可取(0,1,=-n . 设(,,)x y z =m 是平面PAB 的法向量,则0,0,PA AB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩m m即0,220.x z y -=⎪⎨⎪=⎩可取(1,0,1)=m . 则cos ,||||⋅==<>n m n m n m ,所以二面角A PBC --的余弦值为(三)2016年高考立体几何题1.(课标III 理-19)如图,四棱锥中,地面,,,,为线段上一点,,为的中点.(I )证明//MN 平面;(II )求直线与平面所成角的正弦值. 1.解析:(Ⅰ)由已知得223AM AD ==. 取BP 的中点T ,连接,AT TN ,由N 为PC 中点知//TN BC ,122TN BC ==. 又//AD BC ,故,//TN AM TN AM =,四边形AMNT 为平行四边形,于是//MN AT . 因为AT ⊂平面PAB ,MN ⊄平面PAB ,所以//MN 平面.(Ⅱ)取BC 的中点E ,连结AE .由AB BC =得AE BC ⊥,从而AE AD ⊥,且.以A 为坐标原点, AE 的方向为轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系A xyz -.由题意知,P ABC -PA ⊥ABCD AD BC 3AB AD AC ===4PA BC ==M AD 2AMMD =N PC PAB AN PMN PAB,,,5(,1,2)N,()0,2,4PM =-, 52PN ⎛⎫=- ⎪⎪⎝⎭, 52AN ⎛⎫= ⎪⎪⎝⎭.设(),,n x y z =为平面PMN 的一个法向量,则0, 0,n PM n PN ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩即240, 20,y z x y z -=⎧+-=可取()0,2,1n =. 于是85cos ,25n AN n AN n AN⋅〈〉==. 2.(课标II 理-19)如图,菱形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O ,5AB =,6AC =,点E ,F 分别在AD ,CD上,54AE CF ==,EF 交BD 于点H .将△DEF 沿EF 折到△D EF'的位置OD '=(I )证明:DH'⊥平面ABCD ; (II )求二面角B D A C '--的正弦值. 2.【解析】⑴证明:∵54AE CF ==,∴A E C FA D C D=,∴E F A C ∥.∵四边形ABCD 为菱形,∴AC BD ⊥,∴EF BD ⊥,∴EF D H ⊥,∴EF DH'⊥. ∵6AC =,∴3AO =;又5AB =,AO OB ⊥, ∴4OB =,∴1AEOH OD AO=⋅=, ∴3DH D H '==,∴222'OD OH D H '=+,∴'D H OH ⊥.又∵OH EF H =I ,∴'D H ⊥面ABCD .⑵建立如图坐标系H xyz -.()500B ,,,()130C ,,,()'003D ,,,()130A -,,,()430AB =u u u r ,,,()'133AD =-u u u r ,,,()060AC =u u u r,,, 设面'ABD 法向量()1n x y z =,,u r,由1100n AB n AD ⎧⋅=⎪⎨'⋅=⎪⎩得430330x y x y z +=⎧⎨-++=⎩,取345x y z =⎧⎪=-⎨⎪=⎩,∴()1345n =-u r ,,.同理可得面'AD C 的法向量()2301n =u u r ,,,∴1212cos n n n n θ⋅=u r u u ru r u u r∴sin θ= 3.(课标I 理-19)如图,在以A ,B ,C ,D ,E ,F 为顶点的五面体中,面ABEF 为正方形,AF =2FD , 90AFD ∠=,且二面角D -AF -E 与二面角C -BE -F 都是60. (Ⅰ)证明:平面ABEF ⊥平面EFDC ; (Ⅱ)求二面角E -BC -A 的余弦值.3.【解析】试题分析:(Ⅰ)证明AF ⊥平面FDC E ,结合AF ⊂平面ABEF ,可得平面ABEF ⊥平面EFDC .(Ⅱ)建立空间坐标系,利用向量求解. 试题解析:(Ⅰ)由已知可得AF DF ⊥, AF FE ⊥,所以AF ⊥平面EFDC . 又AF ⊂平面ABEF ,故平面ABEF ⊥平面EFDC .(Ⅱ)过D 作DG EF ⊥,垂足为G ,由(Ⅰ)知DG ⊥平面ABEF .以G 为坐标原点, GF 的方向为x 轴正方向, GF 为单位长,建立如图所示的空间直角坐标系G xyz -.由(Ⅰ)知DFE ∠为二面角D AF E --的平面角,故60DFE ∠=,则2DF =, 3DG =,可得()1,4,0A , ()3,4,0B -, ()3,0,0E -,(D . 由已知, //AB EF ,所以//AB 平面EFDC .又平面ABCD ⋂平面EFDC DC =,故//AB CD , //CD EF .由//BE AF ,可得BE ⊥平面EFDC ,所以CEF ∠为二面角C BE F --的平面角,60CEF ∠=.从而可得(C -.所以(EC =, ()0,4,0EB =,(3,AC =--, ()4,0,0AB =-. 设(),,n x y z =是平面BCE 的法向量,则n EC n EB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,即0 40x y ⎧+=⎪⎨=⎪⎩,所以可取(3,0,n =.设m 是平面ABCD 的法向量,则0m C m ⎧⋅A =⎪⎨⋅AB =⎪⎩,同理可取()0,3,4m =.则219cos ,n m n m n m ⋅〈〉==-. 故二面角E BC A --的余弦值为. (四)2015年高考立体几何题1.(课标II 理-19)如图,长方体1111ABCD A BC D -中,=16AB ,=10BC ,18AA =,点E ,F 分别在11A B ,11C D 上,114A E D F ==.过点E ,F 的平面α与此长方体的面相交,交线围成一个正方形. (Ⅰ)在图中画出这个正方形(不必说出画法和理由); (Ⅱ)求直线AF 与平面α所成角的正弦值. 1.【解析】(Ⅰ)交线围成的正方形EHGF 如图:(Ⅱ)作EM AB ⊥,垂足为M ,则14A M A E ==,18EM AA ==,因为EHGF 为正方形,所以10EH EF BC ===.于是6MH =,所以10AH =.以D 为坐标原点,DA 的方向为x 轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系D xyz -,则(10,0,0)A ,(10,10,0)H ,(10,4,8)E ,(0,4,8)F ,(10,0,0)FE =,(0,6,8)HE =-.设(,,)n x y z =是平面EHGF 的法向量,则0,0,n FE n HE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩即100,680,x y z =⎧⎨-+=⎩所以可取(0,4,3)n =.又(10,4,8)AF =-,故45cos ,15n AF n AF n AF⋅<>==⋅.所以直线AF 与平面α所成角的正弦值为15. 考点:1、直线和平面平行的性质;2、直线和平面所成的角.DD 1C 1A 1EFABCB 1。
专题20 立体几何解答题

11.(2020年高考数学课标Ⅰ卷文科·第19题)如图, 为圆锥的顶点, 是圆锥底面的圆心, 是底面的内接正三角形, 为 上一点,∠APC=90°.
(1)证明:平面PAB⊥平面PAC;
(2)设DO= ,圆锥 侧面积为 ,求三棱锥P−ABC的体积.
12.(2020年高考数学课标Ⅱ卷文科·第20题)如图,已知三棱柱ABC–A1B1C1 底面是正三角形,侧面BB1C1C是矩形,M,N分别为BC,B1C1的中点,P为AM上一点.过B1C1和P的平面交AB于E,交AC于F.
(Ⅱ)求平面 把该长方体分成的两部分体积的比值.
27.(2015年高考数学课标Ⅰ卷文科·第18题)(本小题满分12分)如图四边形ABCD 为菱形, 为 与 交点, ,
( )证明:平面 平面 ;
( )若 , 三棱锥 的体积为 ,求该三棱锥的侧面积.
28.(2014年高考数学课标Ⅱ卷文科·第18题)如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,E为PD的中点.
( )证明G是AB的中点;
( )在图中作出点E在平面PAC内的正投影F(说明作法及理由),并求四面体PDEF的体积.
26.(2015年高考数学课标Ⅱ卷文科·第19题)(本小题满分12分)如图,长方体 中 ,点 分别在 上, 过点 的平面 与此长方体的面相交,交线围成一个正方形.
(Ⅰ)在图中画出这个正方形(不必说明画法与理由);
(1)证明: 平面 ;
(2)求点 到平面 的距离.
17.(2018年高考数学课标Ⅲ卷文科·第19题)(12分)如图,矩形 所在平面与半圆弧 所在平面垂直, 是 上异于 , 的点.
(1)证明:平面 平面 ;
(2)在线段 上是否存在点 ,使得 平面 ?说明理由.
立体几何(解析版)

2017年高考真题分类汇编(理数):专题6 立体几何(解析版)一、单选题(共7题;共14分)1、(2017•浙江)某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm2)是()A、+1B、+3C、+1D、+32、(2017•浙江)如图,已知正四面体D﹣ABC(所有棱长均相等的三棱锥),P、Q、R分别为AB、BC、CA上的点,AP=PB,= =2,分别记二面角D﹣PR﹣Q,D﹣PQ﹣R,D﹣QR﹣P的平面角为α、β、γ,则()A、γ<α<βB、α<γ<βC、α<β<γD、β<γ<α3、(2017•北京卷)某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的最长棱的长度为()A、3B、2C、2D、24、(2017•新课标Ⅰ卷)某多面体的三视图如图所示,其中正视图和左视图都由正方形和等腰直角三角形组成,正方形的边长为2,俯视图为等腰直角三角形,该多面体的各个面中有若干个是梯形,这些梯形的面积之和为()A、10B、12C、14D、165、(2017•新课标Ⅱ)已知直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ABC=120°,AB=2,BC=CC1=1,则异面直线AB1与BC1所成角的余弦值为()A、B、C、D、6、(2017•新课标Ⅱ)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分后所得,则该几何体的体积为()A、90πB、63πC、42πD、36π7、(2017•新课标Ⅲ)已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为2的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为()A、πB、C、D、二、填空题(共5题;共5分)8、(2017•山东)由一个长方体和两个圆柱体构成的几何体的三视图如图,则该几何体的体积为________.9、(2017·天津)已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球的体积为________.10、(2017•江苏)如图,在圆柱O1O2内有一个球O,该球与圆柱的上、下底面及母线均相切,记圆柱O1O2的体积为V1,球O的体积为V2,则的值是________.11、(2017•新课标Ⅰ卷)如图,圆形纸片的圆心为O,半径为5cm,该纸片上的等边三角形ABC的中心为O.D、E、F为圆O上的点,△DBC,△ECA,△FAB分别是以BC,CA,AB为底边的等腰三角形.沿虚线剪开后,分别以BC,CA,AB为折痕折起△DBC,△ECA,△FAB,使得D、E、F重合,得到三棱锥.当△ABC的边长变化时,所得三棱锥体积(单位:cm3)的最大值为________.12、(2017•新课标Ⅲ)a,b为空间中两条互相垂直的直线,等腰直角三角形ABC的直角边AC所在直线与a,b都垂直,斜边AB以直线AC为旋转轴旋转,有下列结论:①当直线AB与a成60°角时,AB与b成30°角;②当直线AB与a成60°角时,AB与b成60°角;③直线AB与a所成角的最小值为45°;④直线AB与a所成角的最小值为60°;其中正确的是________(填写所有正确结论的编号)三、解答题(共9题;共60分)13、(2017•山东)如图,几何体是圆柱的一部分,它是由矩形ABCD(及其内部)以AB边所在直线为旋转轴旋转120°得到的,G是的中点.(12分)(Ⅰ)设P是上的一点,且AP⊥BE,求∠CBP的大小;(Ⅱ)当AB=3,AD=2时,求二面角E﹣AG﹣C的大小.14、(2017·天津)如图,在三棱锥P﹣ABC中,PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.点D,E,N分别为棱PA,PC,BC的中点,M是线段AD的中点,PA=AC=4,AB=2.(Ⅰ)求证:MN∥平面BDE;(Ⅱ)求二面角C﹣EM﹣N的正弦值;(Ⅲ)已知点H在棱PA上,且直线NH与直线BE所成角的余弦值为,求线段AH的长.15、(2017•浙江)如图,已知四棱锥P﹣ABCD,△PAD是以AD为斜边的等腰直角三角形,BC∥AD,CD ⊥AD,PC=AD=2DC=2CB,E为PD的中点.(Ⅰ)证明:CE∥平面PAB;(Ⅱ)求直线CE与平面PBC所成角的正弦值.16、(2017•北京卷)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为正方形,平面PAD⊥平面ABCD,点M在线段PB上,PD∥平面MAC,PA=PD= ,AB=4.(14分)(1)求证:M为PB的中点;(2)求二面角B﹣PD﹣A的大小;(3)求直线MC与平面BDP所成角的正弦值.17、(2017•江苏)如图,在平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1⊥平面ABCD,且AB=AD=2,AA1= ,∠BAD=120°.(Ⅰ)求异面直线A1B与AC1所成角的余弦值;(Ⅱ)求二面角B﹣A1D﹣A的正弦值.18、(2017•江苏)如图,在三棱锥A﹣BCD中,AB⊥AD,BC⊥BD,平面ABD⊥平面BCD,点E、F(E与A、D不重合)分别在棱AD,BD上,且EF⊥AD.求证:(Ⅰ)EF∥平面ABC;(Ⅱ)AD⊥AC.19、(2017•新课标Ⅱ)如图,四棱锥P﹣ABCD中,侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD,AB=BC= AD,∠BAD=∠ABC=90°,E是PD的中点.(Ⅰ)证明:直线CE∥平面PAB;(Ⅱ)点M在棱PC 上,且直线BM与底面ABCD所成角为45°,求二面角M﹣AB﹣D的余弦值.20、(2017•新课标Ⅲ)如图,四面体ABCD中,△ABC是正三角形,△ACD是直角三角形,∠ABD=∠CBD,AB=BD.(Ⅰ)证明:平面ACD⊥平面ABC;(Ⅱ)过AC的平面交BD于点E,若平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,求二面角D﹣AE﹣C 的余弦值.21、(2017•新课标Ⅰ卷)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°.(12分)(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;(2)若PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,求二面角A﹣PB﹣C的余弦值.答案解析部分一、单选题1、【答案】A【考点】由三视图求面积、体积,由三视图还原实物图,棱柱、棱锥、棱台的体积【解析】【解答】解:由几何的三视图可知,该几何体是圆锥的一半和一个三棱锥组成,圆锥的底面圆的半径为1,三棱锥的底面是底边长2的等腰直角三角形,圆锥的高和棱锥的高相等均为3,故该几何体的体积为× ×π×12×3+ × × × ×3= +1,故选:A【分析】根据几何体的三视图,该几何体是圆锥的一半和一个三棱锥组成,画出图形,结合图中数据即可求出它的体积.2、【答案】B【考点】用空间向量求平面间的夹角,二面角的平面角及求法【解析】【解答】解法一:如图所示,建立空间直角坐标系.设底面△ABC的中心为O.不妨设OP=3.则O(0,0,0),P(0,﹣3,0),C(0,﹣6,0),D(0,0,6 ),Q ,R ,= ,=(0,3,6 ),=(,5,0),= ,= .设平面PDR的法向量为=(x,y,z),则,可得,可得= ,取平面ABC的法向量=(0,0,1).则cos = = ,取α=arccos .同理可得:β=arccos .γ=arccos .∵>>.∴α<γ<β.解法二:如图所示,连接OD,OQ,OR,过点O发布作垂线:OE⊥DR,OF⊥DQ,OG⊥QR,垂足分别为E,F,G,连接PE,PF,PG.设OP=h.则cosα= = = .同理可得:cosβ= = ,cosγ= = .由已知可得:OE>OG>OF.∴cosα>cosγ>cosβ,α,β,γ为锐角.∴α<γ<β.故选:B.【分析】解法一:如图所示,建立空间直角坐标系.设底面△ABC的中心为O.不妨设OP=3.则O(0,0,0),P(0,﹣3,0),C(0,﹣6,0),D(0,0,6 ),Q ,R ,利用法向量的夹角公式即可得出二面角.解法二:如图所示,连接OD,OQ,OR,过点O发布作垂线:OE⊥DR,OF⊥DQ,OG⊥QR,垂足分别为E,F,G,连接PE,PF,PG.设OP=h.可得cosα= = = .同理可得:cosβ= = ,cosγ= = .由已知可得:OE>OG>OF.即可得出.3、【答案】B【考点】由三视图求面积、体积,由三视图还原实物图【解析】【解答】解:由三视图可得直观图,再四棱锥P﹣ABCD中,最长的棱为PA,即PA= ==2 ,故选:B.【分析】根据三视图可得物体的直观图,结合图形可得最长的棱为PA,根据勾股定理求出即可.4、【答案】B【考点】由三视图求面积、体积,组合几何体的面积、体积问题,由三视图还原实物图【解析】【解答】解:由三视图可画出直观图,该立体图中只有两个相同的梯形的面,S梯形= ×2×(2+4)=6,∴这些梯形的面积之和为6×2=12,故选:B【分析】由三视图可得直观图,由图形可知该立体图中只有两个相同的梯形的面,根据梯形的面积公式计算即可5、【答案】C【考点】余弦定理的应用,异面直线及其所成的角【解析】【解答】解:如图所示,设M、N、P分别为AB,BB1和B1C1的中点,则AB1、BC1夹角为MN和NP夹角或其补角(因异面直线所成角为(0,]),可知MN= AB1= ,NP= BC1= ;作BC中点Q,则△PQM为直角三角形;∵PQ=1,MQ= AC,△ABC中,由余弦定理得AC2=AB2+BC2﹣2AB•BC•cos∠ABC=4+1﹣2×2×1×(﹣)=7,∴AC= ,∴MQ= ;在△MQP中,MP= = ;在△PMN中,由余弦定理得cos∠MNP= = =﹣;又异面直线所成角的范围是(0,],∴AB1与BC1所成角的余弦值为.【分析】设M、N、P分别为AB,BB1和B1C1的中点,得出AB1、BC1夹角为MN和NP夹角或其补角;根据中位线定理,结合余弦定理求出AC、MQ,MP和∠MNP的余弦值即可.6、【答案】B【考点】由三视图求面积、体积,组合几何体的面积、体积问题,由三视图还原实物图,棱柱、棱锥、棱台的体积【解析】【解答】解:由三视图可得,直观图为一个完整的圆柱减去一个高为6的圆柱的一半,V=π•32×10﹣•π•32×6=63π,故选:B.【分析】由三视图可得,直观图为一个完整的圆柱减去一个高为6的圆柱的一半,即可求出几何体的体积.7、【答案】B【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积【解析】【解答】解:∵圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为2的同一个球的球面上,∴该圆柱底面圆周半径r= = ,∴该圆柱的体积:V=Sh= = .故选:B.【分析】推导出该圆柱底面圆周半径r= = ,由此能求出该圆柱的体积.二、填空题8、【答案】2+【考点】由三视图还原实物图,棱柱、棱锥、棱台的体积【解析】【解答】解:由长方体长为2,宽为1,高为1,则长方体的体积V1=2×1×1=2,圆柱的底面半径为1,高为1,则圆柱的体积V2= ×π×12×1= ,则该几何体的体积V=V1+2V1=2+ ,故答案为:2+ .【分析】由三视图可知:长方体长为2,宽为1,高为1,圆柱的底面半径为1,高为1圆柱的,根据长方体及圆柱的体积公式,即可求得几何体的体积.9、【答案】【考点】球的体积和表面积【解析】【解答】解:设正方体的棱长为a,∵这个正方体的表面积为18,∴6a2=18,则a2=3,即a= ,∵一个正方体的所有顶点在一个球面上,∴正方体的体对角线等于球的直径,即a=2R,即R= ,则球的体积V= π•()3= ;故答案为:.【分析】根据正方体和球的关系,得到正方体的体对角线等于直径,结合球的体积公式进行计算即可.10、【答案】【考点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台),球的体积和表面积【解析】【解答】解:设球的半径为R,则球的体积为:R3,圆柱的体积为:πR2•2R=2πR3.则= = .故答案为:.【分析】设出球的半径,求出圆柱的体积以及球的体积即可得到结果.11、【答案】4 cm3【考点】棱锥的结构特征,棱柱、棱锥、棱台的体积【解析】【解答】解:由题意,连接OD,交BC于点G,由题意得OD⊥BC,OG= BC,即OG的长度与BC的长度成正比,设OG=x,则BC=2 x,DG=5﹣x,三棱锥的高h= = = ,=3 ,则V= = = ,令f(x)=25x4﹣10x5,x∈(0,),f′(x)=100x3﹣50x4,令f′(x)≥0,即x4﹣2x3≤0,解得x≤2,则f(x)≤f(2)=80,∴V≤ =4 cm3,∴体积最大值为4 cm3.故答案为:4 cm3.【分析】由题,连接OD,交BC于点G,由题意得OD⊥BC,OG= BC,设OG=x,则BC=2 x,DG=5﹣x,三棱锥的高h= ,求出S△ABC=3 ,V= = ,令f(x)=25x4﹣10x5,x∈(0,),f′(x)=100x3﹣50x4,f(x)≤f(2)=80,由此能求出体积最大值.12、【答案】②③【考点】异面直线及其所成的角,用空间向量求直线间的夹角、距离【解析】【解答】解:由题意知,a、b、AC三条直线两两相互垂直,画出图形如图,不妨设图中所示正方体边长为1,故|AC|=1,|AB|= ,斜边AB以直线AC为旋转轴,则A点保持不变,B点的运动轨迹是以C为圆心,1为半径的圆,以C坐标原点,以CD为x轴,CB为y轴,CA为z轴,建立空间直角坐标系,则D(1,0,0),A(0,0,1),直线a的方向单位向量=(0,1,0),| |=1,直线b的方向单位向量=(1,0,0),| |=1,设B点在运动过程中的坐标中的坐标B′(cosθ,sinθ,0),其中θ为B′C与CD的夹角,θ∈[0,2π),∴AB′在运动过程中的向量,=(﹣cosθ,﹣sinθ,1),| |= ,设与所成夹角为α∈[0,],则cosα= = |sinθ|∈[0,],∴α∈[ ,],∴③正确,④错误.设与所成夹角为β∈[0,],cosβ= = = |cosθ|,当与夹角为60°时,即α= ,|sinθ|= = = ,∵cos2θ+sin2θ=1,∴cosβ= |cosθ|= ,∵β∈[0,],∴β= ,此时与的夹角为60°,∴②正确,①错误.故答案为:②③.【分析】由题意知,a、b、AC三条直线两两相互垂直,构建如图所示的边长为1的正方体,|AC|=1,|AB|= ,斜边AB以直线AC为旋转轴,则A点保持不变,B点的运动轨迹是以C为圆心,1为半径的圆,以C 坐标原点,以CD为x轴,CB为y轴,CA为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出结果.三、解答题13、【答案】解:(Ⅰ)∵AP⊥BE,AB⊥BE,且AB,AP⊂平面ABP,AB∩AP=A,∴BE⊥平面ABP,又BP⊂平面ABP,∴BE⊥BP,又∠EBC=120°,因此∠CBP=30°;(Ⅱ)解法一、取的中点H,连接EH,GH,CH,∵∠EBC=120°,∴四边形BEGH为菱形,∴AE=GE=AC=GC= .取AG中点M,连接EM,CM,EC,则EM⊥AG,CM⊥AG,∴∠EMC为所求二面角的平面角.又AM=1,∴EM=CM= .在△BEC中,由于∠EBC=120°,由余弦定理得:EC2=22+22﹣2×2×2×cos120°=12,∴,因此△EMC为等边三角形,故所求的角为60°.解法二、以B为坐标原点,分别以BE,BP,BA所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系.由题意得:A(0,0,3),E(2,0,0),G(1,,3),C(﹣1,,0),故,,.设为平面AEG的一个法向量,由,得,取z1=2,得;设为平面ACG的一个法向量,由,可得,取z2=﹣2,得.∴cos<>= .∴二面角E﹣AG﹣C的大小为60°.【考点】旋转体(圆柱、圆锥、圆台),直线与平面垂直的判定,直线与平面垂直的性质,用空间向量求平面间的夹角,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(Ⅰ)由已知利用线面垂直的判定可得BE⊥平面ABP,得到BE⊥BP,结合∠EBC=120°求得∠CBP=30°;(Ⅱ)法一、取的中点H,连接EH,GH,CH,可得四边形BEGH为菱形,取AG中点M,连接EM,CM,EC,得到EM⊥AG,CM⊥AG,说明∠EMC为所求二面角的平面角.求解三角形得二面角E﹣AG﹣C 的大小.法二、以B为坐标原点,分别以BE,BP,BA所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系.求出A,E,G,C的坐标,进一步求出平面AEG与平面ACG的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值可得二面角E﹣AG ﹣C的大小.14、【答案】(Ⅰ)证明:取AB中点F,连接MF、NF,∵M为AD中点,∴MF∥BD,∵BD⊂平面BDE,MF⊄平面BDE,∴MF∥平面BDE.∵N为BC中点,∴NF∥AC,又D、E分别为AP、PC的中点,∴DE∥AC,则NF∥DE.∵DE⊂平面BDE,NF⊄平面BDE,∴NF∥平面BDE.又MF∩NF=F.∴平面MFN∥平面BDE,则MN∥平面BDE;(Ⅱ)解:∵PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.∴以A为原点,分别以AB、AC、AP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.∵PA=AC=4,AB=2,∴A(0,0,0),B(2,0,0),C(0,4,0),M(0,0,1),N(1,2,0),E(0,2,2),则,,设平面MEN的一个法向量为,由,得,取z=2,得.由图可得平面CME的一个法向量为.∴cos<>= .∴二面角C﹣EM﹣N的余弦值为,则正弦值为;(Ⅲ)解:设AH=t,则H(0,0,t),,.∵直线NH与直线BE所成角的余弦值为,∴|cos<>|=| |=| |= .解得:t=4.∴当H与P重合时直线NH与直线BE所成角的余弦值为,此时线段AH的长为4.【考点】异面直线及其所成的角,平面与平面平行的判定,平面与平面平行的性质,用空间向量求平面间的夹角,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(Ⅰ)取AB中点F,连接MF、NF,由已知可证MF∥平面BDE,NF∥平面BDE.得到平面MFN∥平面BDE,则MN∥平面BDE;(Ⅱ)由PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.可以A为原点,分别以AB、AC、AP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.求出平面MEN与平面CME的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值得二面角C﹣EM﹣N的余弦值,进一步求得正弦值;(Ⅲ)设AH=t,则H(0,0,t),求出的坐标,结合直线NH与直线BE所成角的余弦值为列式求得线段AH的长.15、【答案】证明:(Ⅰ)∵四棱锥P﹣ABCD,△PAD是以AD为斜边的等腰直角三角形,BC∥AD,CD⊥AD,PC=AD=2DC=2CB,E为PD的中点,∴以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,过D作平面ABCD的垂线为z轴,建立空间直角系,设PC=AD=2DC=2CB=2,则C(0,1,0),D(0,0,0),P(1,0,1),E(),A(2,0,0),B(1,1,0),=(),=(1,0,﹣1),=(0,1,﹣1),设平面PAB的法向量=(x,y,z),则,取z=1,得=(1,1,1),∵= =0,CE⊄平面PAB,∴CE∥平面PAB.解:(Ⅱ)=(﹣1,1,﹣1),设平面PBC的法向量=(a,b,c),则,取b=1,得=(0,1,1),设直线CE与平面PBC所成角为θ,则sinθ=|cos<>|= = = .∴直线CE与平面PBC所成角的正弦值为.【考点】直线与平面平行的判定,直线与平面所成的角,向量方法证明线、面的位置关系定理,用空间向量求直线与平面的夹角【解析】【分析】(Ⅰ)以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,过D作平面ABCD的垂线为z轴,建立空间直角系,利用向量法能证明CE∥平面PAB.(Ⅱ)求出平面PBC的法向量和,利用向量法能求出直线CE与平面PBC所成角的正弦值.16、【答案】(1)证明:如图,设AC∩BD=O,∵ABCD为正方形,∴O为BD的中点,连接OM,∵PD∥平面MAC,PD⊂平面PBD,平面PBD∩平面AMC=OM,∴PD∥OM,则,即M为PB的中点;(2)解:取AD中点G,∵PA=PD,∴PG⊥AD,∵平面PAD⊥平面ABCD,且平面PAD∩平面ABCD=AD,∴PG⊥平面ABCD,则PG⊥AD,连接OG,则PG⊥OG,由G是AD的中点,O是AC的中点,可得OG∥DC,则OG⊥AD.以G为坐标原点,分别以GD、GO、GP所在直线为x、y、z轴距离空间直角坐标系,由PA=PD= ,AB=4,得D(2,0,0),A(﹣2,0,0),P(0,0,),C(2,4,0),B(﹣2,4,0),M(﹣1,2,),,.设平面PBD的一个法向量为,则由,得,取z= ,得.取平面PAD的一个法向量为.∴cos<>= = .∴二面角B﹣PD﹣A的大小为60°;(3)解:,平面PAD的一个法向量为.∴直线MC与平面BDP所成角的正弦值为|cos<>|=| |=| |= .【考点】直线与平面平行的性质,平面与平面垂直的性质,直线与平面所成的角,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(1.)设AC∩BD=O,则O为BD的中点,连接OM,利用线面平行的性质证明OM∥PD,再由平行线截线段成比例可得M为PB的中点;(2.)取AD中点G,可得PG⊥AD,再由面面垂直的性质可得PG⊥平面ABCD,则PG⊥AD,连接OG,则PG⊥OG,再证明OG⊥AD.以G为坐标原点,分别以GD、GO、GP所在直线为x、y、z轴距离空间直角坐标系,求出平面PBD与平面PAD的一个法向量,由两法向量所成角的大小可得二面角B﹣PD﹣A的大小;(3.)求出的坐标,由与平面PBD的法向量所成角的余弦值的绝对值可得直线MC与平面BDP 所成角的正弦值.17、【答案】解:在平面ABCD内,过A作Ax⊥AD,∵AA1⊥平面ABCD,AD、Ax⊂平面ABCD,∴AA1⊥Ax,AA1⊥AD,以A为坐标原点,分别以Ax、AD、AA1所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.∵AB=AD=2,AA1= ,∠BAD=120°,∴A(0,0,0),B(),C(,1,0),D(0,2,0),A1(0,0,),C1().=(),=(),,.(Ⅰ)∵cos<>= = .∴异面直线A1B与AC1所成角的余弦值为;(Ⅱ)设平面BA1D的一个法向量为,由,得,取x= ,得;取平面A1AD的一个法向量为.∴cos<>= = .∴二面角B﹣A1D﹣A的正弦值为,则二面角B﹣A1D﹣A的正弦值为.【考点】异面直线及其所成的角,直线与平面垂直的性质,用空间向量求直线间的夹角、距离,二面角的平面角及求法【解析】【分析】在平面ABCD内,过A作Ax⊥AD,由AA1⊥平面ABCD,可得AA1⊥Ax,AA1⊥AD,以A 为坐标原点,分别以Ax、AD、AA1所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.结合已知求出A,B,C,D,A1,C1的坐标,进一步求出,,,的坐标.(Ⅰ)直接利用两法向量所成角的余弦值可得异面直线A1B与AC1所成角的余弦值;(Ⅱ)求出平面BA1D与平面A1AD的一个法向量,再由两法向量所成角的余弦值求得二面角B﹣A1D﹣A 的余弦值,进一步得到正弦值.18、【答案】证明:(Ⅰ)因为AB⊥AD,EF⊥AD,且A、B、E、F四点共面,所以AB∥EF,又因为EF⊊平面ABC,AB⊆平面ABC,所以由线面平行判定定理可知:EF∥平面ABC;(Ⅱ)在线段CD上取点G,连结FG、EG使得FG∥BC,则EG∥AC,因为BC⊥BD,所以FG⊥BC,又因为平面ABD⊥平面BCD,所以FG⊥平面ABD,所以FG⊥AD,又因为AD⊥EF,且EF∩FG=F,所以AD⊥平面EFG,所以AD⊥EG,故AD⊥AC.【考点】空间中直线与直线之间的位置关系,直线与平面平行的判定【解析】【分析】(Ⅰ)利用AB∥EF及线面平行判定定理可得结论;(Ⅱ)通过取线段CD上点G,连结FG、EG使得FG∥BC,则EG∥AC,利用线面垂直的性质定理可知FG⊥AD,结合线面垂直的判定定理可知AD⊥平面EFG,从而可得结论.19、【答案】(Ⅰ)证明:取PA的中点F,连接EF,BF,因为E是PD的中点,所以EF AD,AB=BC= AD,∠BAD=∠ABC=90°,∴BC∥AD,∴BCEF是平行四边形,可得CE∥BF,BF⊂平面PAB,CF⊄平面PAB,∴直线CE∥平面PAB;(Ⅱ)解:四棱锥P﹣ABCD中,侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD,AB=BC= AD,∠BAD=∠ABC=90°,E是PD的中点.取AD的中点O,M在底面ABCD上的射影N在OC上,设AD=2,则AB=BC=1,OP= ,∴∠PCO=60°,直线BM与底面ABCD所成角为45°,可得:BN=MN,CN= MN,BC=1,可得:1+ BN2=BN2,BN= ,MN= ,作NQ⊥AB于Q,连接MQ,所以∠MQN就是二面角M﹣AB﹣D的平面角,MQ== ,二面角M﹣AB﹣D的余弦值为:= .【考点】直线与平面平行的判定,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(Ⅰ)取PA的中点F,连接EF,BF,通过证明CE∥BF,利用直线与平面平行的判定定理证明即可.(Ⅱ)利用已知条件转化求解M到底面的距离,作出二面角的平面角,然后求解二面角M﹣AB﹣D的余弦值即可.20、【答案】(Ⅰ)证明:如图所示,取AC的中点O,连接BO,OD.∵△ABC是等边三角形,∴OB⊥AC.△ABD与△CBD中,AB=BD=BC,∠ABD=∠CBD,∴△ABD≌△CBD,∴AD=CD.∵△ACD是直角三角形,∴AC是斜边,∴∠ADC=90°.∴DO= AC.∴DO2+BO2=AB2=BD2.∴∠BOD=90°.∴OB⊥OD.又DO∩AC=O,∴OB⊥平面ACD.又OB⊂平面ABC,∴平面ACD⊥平面ABC.(Ⅱ)解:设点D,B到平面ACE的距离分别为h D,h E.则= .∵平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,∴= = =1.∴点E是BD的中点.建立如图所示的空间直角坐标系.不妨设AB=2.则O(0,0,0),A(1,0,0),C(﹣1,0,0),D(0,0,1),B(0,,0),E .=(﹣1,0,1),= ,=(﹣2,0,0).设平面ADE的法向量为=(x,y,z),则,即,取= .同理可得:平面ACE的法向量为=(0,1,).∴cos = = =﹣.∴二面角D﹣AE﹣C的余弦值为.【考点】平面与平面垂直的判定,用空间向量求平面间的夹角,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(Ⅰ)如图所示,取AC的中点O,连接BO,OD.△ABC是等边三角形,可得OB⊥AC.由已知可得:△ABD≌△CBD,AD=CD.△ACD是直角三角形,可得AC是斜边,∠ADC=90°.可得DO= AC.利用DO2+BO2=AB2=BD2.可得OB⊥OD.利用线面面面垂直的判定与性质定理即可证明.(Ⅱ)设点D,B到平面ACE的距离分别为h D,h E.则= .根据平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,可得= = =1,即点E是BD的中点.建立如图所示的空间直角坐标系.设AB=2.利用法向量的夹角公式即可得出.21、【答案】(1)证明:∵∠BAP=∠CDP=90°,∴PA⊥AB,PD⊥CD,∵AB∥CD,∴AB⊥PD,又∵PA∩PD=P,且PA⊂平面PAD,PD⊂平面PAD,∴AB⊥平面PAD,又AB⊂平面PAB,∴平面PAB⊥平面PAD;(2)解:∵AB∥CD,AB=CD,∴四边形ABCD为平行四边形,由(1)知AB⊥平面PAD,∴AB⊥AD,则四边形ABCD为矩形,在△APD中,由PA=PD,∠APD=90°,可得△PAD为等腰直角三角形,设PA=AB=2a,则AD= .取AD中点O,BC中点E,连接PO、OE,以O为坐标原点,分别以OA、OE、OP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系,则:D(),B(),P(0,0,),C().,,.设平面PBC的一个法向量为,由,得,取y=1,得.∵AB⊥平面PAD,AD⊂平面PAD,∴AB⊥AD,又PD⊥PA,PA∩AB=A,∴PD⊥平面PAB,则为平面PAB的一个法向量,.∴cos<>= = .由图可知,二面角A﹣PB﹣C为钝角,∴二面角A﹣PB﹣C的余弦值为.【考点】平面与平面垂直的判定,二面角的平面角及求法【解析】【分析】(1.)由已知可得PA⊥AB,PD⊥CD,再由AB∥CD,得AB⊥PD,利用线面垂直的判定可得AB⊥平面PAD,进一步得到平面PAB⊥平面PAD;(2.)由已知可得四边形ABCD为平行四边形,由(1)知AB⊥平面PAD,得到AB⊥AD,则四边形ABCD为矩形,设PA=AB=2a,则AD= .取AD 中点O,BC中点E,连接PO、OE,以O为坐标原点,分别以OA、OE、OP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系,求出平面PBC的一个法向量,再证明PD⊥平面PAB,得为平面PAB的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值可得二面角A﹣PB﹣C的余弦值.。
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2015-2017全国高考文科立体几何题汇编2017(二)6.如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分后所得,则该几何体的体积为 A.90π B.63π C.42π D.36π2017(二)18.(12分)如图,四棱锥P-ABCD 中,侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面ABCD ,AB=BC=12AD, ∠BAD=∠ABC=90°。
(1)证明:直线BC ∥平面PAD; (1) 若△PAD 面积为,求四棱锥P-ABCD 的体积。
2017(一)6.如图,在下列四个正方体中,A ,B 为正方体的两个顶点,M ,N ,Q 为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直接AB 与平面MNQ 不平行的是A .B .C .D .2017(一)18.(12分)如图,在四棱锥P-ABCD 中,AB//CD ,且90BAP CDP ∠=∠=.(1)证明:平面PAB ⊥平面PAD ;(2)若PA =PD =AB =DC ,90APD ∠=,且四棱锥P-ABCD 的体积为83,求该四棱锥的侧面积. 2017(三)9.已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为2的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为( )A .π B .3π4C .π2 D .π42017(三)19.(12分)如图,四面体ABCD 中,△ABC 是正三角形,AD =CD .(1)证明:AC ⊥BD ;(2)已知△ACD 是直角三角形,AB =BD .若E 为棱BD 上与D 不重合的点,且AE ⊥EC ,求四面体ABCE 与四面体ACDE 的体积比.2017(天津)(11)已知一个正方形的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球的体积为 .2017(天津)(17)(本小题满分13分)如图,在四棱锥P ABCD -中,AD ⊥平面PDC ,AD BC ∥,PD PB ⊥,1AD =,3BC =,4CD =,2PD =.(I )求异面直线AP 与BC 所成角的余弦值;(II )求证:PD ⊥平面PBC ; (II )求直线AB 与平面PBC 所成角的正弦值.2017(北京)(6)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为(A )60 (B )30 (C )20 (D )10 2017(北京)(18)(本小题14分)如图,在三棱锥P –ABC 中,PA ⊥AB ,PA ⊥BC ,AB ⊥BC ,PA =AB =BC =2,D 为线段AC 的中点,E 为线段PC 上一点.(Ⅰ)求证:PA ⊥BD ;(Ⅱ)求证:平面BDE ⊥平面PAC ; (Ⅲ)当PA ∥平面BD E 时,求三棱锥E –BCD 的体积.2016(二)(7) 如图是由圆柱与圆锥组合而成的几何体的三视图,则该几何体的表面积为A )20π(B )24π(C )28π(D )32π2016(二)(7)(19)(本小题满分12分)如图,菱形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O ,点E 、F 分别在AD ,CD 上,AE =CF ,EF 交BD 于点H ,将沿EF 折到的位置.(I )证明:;(II )(II)若求五棱锥体积. DEF 'D EF 'AC HD ⊥55,6,,'4AB AC AE OD ===='ABCEF D -2016(三)(10)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实现画出的是某多面体的三视图,则该多面体的表面积为(A )18365+ (B )54185+ (C )90 (D )81 2016(三)(19)(本小题满分12分)如图,四棱锥P -ABCD 中,PA ⊥地面ABCD ,AD ∥BC ,AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M 为线段AD 上一点,AM=2MD ,N 为PC 的中点.(I )证明MN ∥平面PAB;(II )求四面体N -BCM 的体积.2016(一)((18)(本小题满分12分)如图,已知正三棱锥P -ABC 的侧面是直角三角形,P A =6,顶点P 在平面ABC 内的正投影为点D ,D 在平面P AB 内的正投影为点E ,连结PE 并延长交AB 于点G . (I )证明:G 是AB 的中点;(II )(II )在图中作出点E 在平面P AC 内的正投影F (说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.2016(天津)(3)将一个长方形沿相邻三个面的对角线截去一个棱锥,得到的几何体的正视图与俯视图如图所示,则该几何体的侧(左)视图为( )2016(天津)(17) (本小题满分13分)如图,四边形ABCD 是平行四边形,平面AED⊥平面ABCD ,EF||AB ,AB=2,BC=EF=1,,DE=3,⊥BAD=60º,G 为BC 的中点.(Ⅰ)求证:FG||平面BED ;(Ⅱ)求证:平面BED ⊥平面AED ;(Ⅲ)求直线EF 与平面BED 所成角的正弦值. 2015(二)6.一个正方体被一个平面截去一部分后,剩余部分的三视图如右图,则截去部分体积与剩余部分体积的比值为 A.81 B.71 C. 61D. 51 2015(陕西)5. 一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为( ) A . B . C . D .2015(陕西)18.如图1,在直角梯形中,,是的中点,是与的交点,将沿折起到图2中的位置,得到四棱锥. (I)证明:平面;(II)当平面平面时,四棱锥的体积为,求的值.2017(二)6.【解析】由题意,该几何体是由高为6的圆柱截取一半后的图形加上高为4的圆柱,故其体积为2213634632V πππ=⋅⋅⋅+⋅⋅=,故选B.3π4π24π+34π+ABCD //,,2AD BC BAD AB BC π∠==12AD a ==E AD O OC BE ABE ∆BE 1A BE ∆1A BCDE -CD ⊥1AOC 1A BE ⊥BCDE 1A BCDE-a2017(二)18所以四棱锥P -ABCD 的体积.2017(一)6.【答案】A 【解析】试题分析:由B ,AB ∥MQ ,则直线AB ∥平面MNQ ;由C ,AB ∥MQ ,则直线AB ∥平面MNQ ;由D ,AB ∥NQ ,则直线AB ∥平面MNQ .故A 不满足,选A . 2017(一)18【答案】(1)证明见解析; (2)326 .2017(三)9【答案】B 【解析】如果,画出圆柱的轴截面,11,2AC AB ==,所以2r BC ==,那么圆柱的体积是22314V r h πππ==⨯⨯=⎝⎭2017(三)19.【答案】(1)详见解析;(2)1【解析】试题分析:(1)取AC 中点O ,由等腰三角形及等比三角形性质得OD AC ⊥,OB AC ⊥,再根据线面垂直判定定理得⊥AC 平面OBD ,即得AC ⊥BD ;(2)先由AE ⊥EC ,结合平几知识确定EC AE =,再根据锥体体积公式得,两者体积比为1:1.∴2==EC AE ,在ABD ∆中,设xDE =,根据余弦定理DE AD AE DE AD BD AD AB BD AD ADB ⋅-+=⋅-+=∠22cos 222222x x ⨯⨯-+=⨯⨯-+=22222222)22()22(2222222 解得2=x ,∴点E 是BD 的中点,则ACE B ACE D V V --=,∴1=--ACEB ACED VV.2017(天津)【答案】92π【解析】设正方体边长为,则226183a a =⇒= ,外接球直径为34427923,πππ3382R V R ====⨯=.2017(天津)(17)【答案】(1)5 (2)5(Ⅲ)过点D 作AB 的平行线交BC 于点F ,连结PF ,则DF 与平面PBC 所成的角等于AB 与平面PBC 所成的角.因为PD ⊥平面PBC ,故PF 为DF 在平面PBC 上的射影,所以DFP ∠为直线DF 和平面PBC 所成的角. 由于AD //BC ,DF //AB ,故BF =AD =1,由已知,得CF =BC –BF =2.又AD ⊥DC ,故BC ⊥DC ,在Rt △DCF 中,可得sin PD DFP DF ∠==.所以,直线AB 与平面PBC . 2017(北京)(6【答案】D2017(北京)(18)【答案】详见解析(II )因为,为中点,所以,由(I )知,,所以平面, 所以平面平面.(III )因为平面,平面平面,所以. 因为为的中点,所以,. 由(I )知,平面,所以平面.所以三棱锥的体积. 2016(二)(7) 【答案】C2016(二)(19)(本小题满分12分)【答案】(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)694.【解析】试题分析:(Ⅰ)证//.AC EF 再证//.'AC HD (Ⅱ)证明.'⊥OD OH 再证'⊥OD 平面.ABC 最后呢五棱锥体积.试题解析:(I )由已知得,,.⊥=AC BD AD CD 又由=AE CF 得=AE CFAD CD,故//.AC EF 由此得,'⊥⊥EF HD EF HD ,所以//.'AC HD . (II )由//EF AC 得1.4==OH AE DO AD 由5,6==AB AC得 4.===DO BO 所以1, 3.'===OH D H DH于是2222219,''+=+==OD OH D H 故.'⊥OD OH由(I )知'⊥AC HD ,又,'⊥=AC BD BD HD H ,所以⊥AC 平面,'BHD 于是.'⊥AC OD又由,'⊥=OD OH ACOH O ,所以,'⊥OD 平面.ABCAB BC =D AC BD AC ⊥PA BD ⊥BD ⊥PAC BDE ⊥PAC PA ∥BDE PACBDE DE =PA DE ∥D AC 112DE PA ==BD DC ==PA ⊥PAC DE ⊥PAC E BCD -1163V BD DC DE =⋅⋅='ABCEF D -又由=EF DH AC DO 得9.2=EF 五边形ABCFE 的面积11969683.2224=⨯⨯-⨯⨯=S所以五棱锥体积169342=⨯⨯=V 2016(三)(10)B 2016(三)(19)(本小题满分12分) 解:(Ⅰ)由已知得232==AD AM ,取BP 的中点T ,连接TN AT ,,由N 为PC 中点知BC TN //,221==BC TN . ......3分又BC AD //,故TN 平行且等于AM ,四边形AMNT 为平行四边形,于是AT MN //.因为⊂AT 平面PAB ,⊄MN 平面PAB ,所以//MN 平面PAB .(Ⅱ)因为⊥PA 平面ABCD ,N 为PC 的中点,所以N 到平面ABCD 的距离为PA 21. 分 取BC 的中点E ,连结AE .由3==AC AB 得BC AE ⊥,522=-=BE AB AE .由BC AM ∥得M 到BC 的距离为5,故525421=⨯⨯=∆BCM S . 所以四面体BCM N -的体积354231=⨯⨯=∆-PA S V BCM BCM N . .....12分 2016(一)((18)【答案】(I )见解析;(II )作图见解析,体积为.【解析】试题分析:证明由可得是的中点. (II )在平面内,过点作的平行线交于点,即为在平面内的正投影.根据正三棱锥的侧面是直角三角形且,可得在等腰直角三角形中,可得四面体的体积'ABCEF D-11 2016(天津)3.【答案】B 2016(天津)(17)【答案】(Ⅰ)详见解析(Ⅱ)详见解析(Ⅲ)65 (Ⅱ)证明:在ABD ∆中,060,2,1=∠==BAD AB AD ,由余弦定理可3=BD ,进而可得090=∠ADB ,即AD BD ⊥,又因为平面⊥AED 平面⊂BD ABCD ,平面ABCD ;平面 AED 平面AD ABCD =,所以⊥BD 平面AED .又因为⊂BD 平面BED ,所以平面⊥BED 平面AED .(Ⅲ)解:因为AB EF //,所以直线EF 与平面BED 所成角即为直线AB 与平面BED 所成角.过点A 作DE AH ⊥于点H ,连接BH ,又因为平面 BED 平面ED AED =,由(Ⅱ)知⊥AH 平面BED ,所以直线AB 与平面BED 所成角即为ABH ∠.在ADE ∆中,6,3,1===AE DE AD ,由余弦定理可得32cos =∠ADE ,所以35sin =∠ADE ,因此35sin =∠⋅=ADE AD AH ,在AHB Rt ∆中,65sin ==∠AB AH ABH ,所以直线AB 与平面BED 所成角的正弦值为65. 考点:直线与平面平行和垂直、平面与平面垂直、直线与平面所成角2015(二)6解析:还原三视图,如图所示,选D.2015(陕西)5.【答案】2015(陕西)18【答案】(I) 证明略,详见解析;(II) .(II)由已知,平面平面,且平面平面 ,又由(I)知,,所 D 6a =1A BE ⊥BCDE 1A BEBCDE BE =1AO BE ⊥12 以平面,即是四棱锥的高,易求得平行四边形面积 ,从而四棱锥的为.(II)由已知,平面平面,且平面平面又由(I)知,,所以 平面,即是四棱锥的高,由图1可知,,平行四边形面积,从而四棱锥的为,由. 1AO ⊥BCDE 1A O 1A BCDE -BCDE 2S BC AB a =⋅=1A BCDE -31136V S A O a =⨯⨯=3=6a =1A BE ⊥BCDE 1A BE BCDE BE =1AO BE ⊥1AO ⊥BCDE 1A O 1A BCDE -1AO AB ==BCDE 2S BC AB a =⋅=1A BCDE -2311133V S AO a =⨯⨯=⨯=36=6a =。