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2021届高考数学复习 压轴题训练 立体几何(1)(含解析).doc

上传人:高**** 文档编号:346528 上传时间:2024-05-27 格式:DOC 页数:16 大小:3.74MB
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资源描述

1、立体几何一、 单选题1在三棱锥中,平面平面,若,则三棱锥体积的最大值为ABCD解:如图,取中点,连结,平面平面,平面平面,平面,平面,设点到平面的距离为,为的中点,解得,设,则,关于求导,得,令,解得或(舍,由单调性得当时,故选:2正方体的棱长为2,分别为,的中点,则A直线与直线垂直B直线与平面不平行C平面截正方体所得的截面面积为D点与点到平面的距离相等解:在中,若,又因为且,所以平面,所以,所以,不成立,故错误;在中,如图所示,取的中点,连接,由条件可知:,且,所以平面平面,又因为平面,所以平面,故错误;在中,如图所示,连接,延长,交于点,因为,为、的中点,所以,所以,四点共面,所以截面即为

2、梯形,又因为,所以,所以,故正确;在中,记点与点到平面的距离分别为,因为,又因为,所以,故错误故选:3已知正三棱锥的外接球是球,正三棱锥底边,侧棱,点在线段上,且,过点作球的截面,则所得截面圆面积的取值范围是AB,C,D解:如图,设的中心为,球的半径为,连接,则,在中,解得,在中,过点作圆的截面,当截面与垂直时,截面的面积最小,此时截面圆的半径为:,最小面积为当截面过球心时,截面面积最大,最大面积为所得截面圆面积的取值范围是,故选:4如图1,已知正方体的棱长为2,为棱的中点,、分别是线段、上的点,三棱锥的俯视图如图2所示当三棱锥的体积最大时,异面直线与所成角的正切值为ABCD1解:由俯视图知,

3、为的中点,为的中点,为上任意一点,如下图所示:由中位线可知:,平面,平面,平面,平面,平面平面,由正方体中线面关系可知:平面,平面,当与重合,点到平面的距离最大,当与重合时,三棱锥的体积最大,以为原点,为轴,为轴,为轴,建立空间直角坐标系,当三棱锥的体积最大时,0,2,0,0,2,0,设异面直线与所成角为,则,异面直线与所成角的正切值为5已知二面角为,为垂足,为平面内两条互相垂直的直线,若与所成角为,则直线与所成角的余弦值为ABCD解:如图,平移直线,使得两直线经过,过作平面,垂足为,连接,则,过分别作,连接,则,设,则,在中,有,则,则,在中,由,得,直线与所成角的余弦值为故选:6如图,在中

4、,将绕边翻转至,使平面平面,是的中点,设是线段上的动点,则当与所成角取得最小值时,线段等于ABCD解:过点作平面,交延长线于点,连结,以为原点,为轴,为轴,为轴,建立空间直角坐标系,在中,将绕边翻转至,使平面平面,是的中点,设是线段上的动点,则,0,0,0,2,0,设,0,即,0,0,1,2,令,由,得,时,时,当时,取最大值,此时与所成角取得最小值,故选:7已知圆锥的底面圆心为,顶点为,侧面展开图对应扇形的圆心角为,是底面圆周上的两点,与平面所成角的正弦值为,则与所成角的余弦值为ABCD解:设,因为侧面展开图对应扇形的圆心角为,所以,于是,所以,所以,建立如图所示的空间直角坐标系,设,则各点

5、坐标如下:,0,平面的法向量为,0,与平面所成角的正弦值为,所以与所成角的余弦值为故选:8正四面体的棱长为3,点是平面内一动点,设异面直线与所成的角为,则的最小值为ABCD解:如图,作平面于,是正四面体,是的中心,则,则,平面内,在以为圆心,为半径的圆上,运动时,是圆锥的母线,如图,把圆锥平移到四面体外部,不妨设,是圆锥底面圆的一条直径,母线与所成角的最小值是圆锥轴截面底角,即异面直线与所成的角的最小值为,故选:二、 多选题9如图,四棱锥中,平面底面,是等边三角形,底面是菱形,且,为棱的中点,为菱形的中心,下列结论正确的有A直线与平面平行B直线与直线垂直C线段与线段长度相等D与所成角的余弦值为

6、解:如图,连接,可知,由线面平行的判定定理得面,故正在菱形中,则为等边三角形设的中点为,连接,则,又,由线面垂直的判定定理得出平面,平面,故正确;平面平面,由面面垂直的性质可得为直角三角形,设,则,在中,可得故异面直线与所成角的余弦值为在中,则不是直角,则不是等腰三角形,即与长度不等,故错误,正确故选:10如图直角梯形中,为中点,以为折痕把折起,使点到达点的位置,且,则A平面平面 BC二面角的大小为D与平面所成角的正切值为解:对于,直角梯形中,为中点,以为折痕把折起,使点到达点的位置,又,平面,平面,平面,平面,平面,平面平面,故正确;对于,平面,平面,四边形是正方形,平面,平面,故正确;对于

7、,平面,是二面角的平面角,二面角的大小为,故正确;对于,平面,是与平面所成角,与平面所成角的正切值为,故错误故选:11在长方体中,是平面内不同的两点,是平面内不同的两点,且,分别是线段,的中点则下列结论正确的是A若,则B若,重合,则C若与相交,且,则可以与相交D若与是异面直线,则不可能与平行解:若,则、四点共面,当时,平面、平面、平面两两相交有三条交线,分别为、,则三条交线交于一点,则与平面交于点,则与不平行,故错误;若、两点重合,则,、四点共面,平面、平面、平面两两相交有三条交线,分别为、,由,得,故正确;若与相交,确定平面,平面、平面、平面两两相交有三条交线,分别为、,则与不可能相交,故错

8、误;当与异面时,如图,连接,取中点,连接,则,平面,平面、则平面,假设,平面、平面,平面,又,平面平面,同理可得,平面平面,则平面平面,与平面平面矛盾,则假设错误,不可能与平行,故正确故选:12如图,在边长为4的正三角形中,分别为各边的中点,分别为,的中点,将沿,折成正四面体,则在此正四面体中,下列说法正确的是A与所成的角的正弦值为 B与成角C与所成的角为 D与所成角余弦值为解:对于,的边长为4,折成正四面体后,如图,分别为各边的中点,分别为,的中点,连结,取中点,则,异面直线与所成角为,连结,得,与所成的角的正弦值为:,故错误;对于,正四面体中,取中点,连结,则,平面,与成角,故正确;对于,

9、连结,则,异面直线与所成的角为,与所成的角为,故正确;对于,异面直线与所成角为,故正确故选:三、 填空题13如图,在直三棱柱中,点为棱上的点且平面,则1,已知,以为球心,以为半径的球面与侧面的交线长度为解:取的中点为,分别连结和,细查题意,只有当为的中点时才满足题意,原因如下;当为的中点时,所以平面,平面,又因为,所以平面平面,因为平面,所以平面,因为平面平面,又平面平面,平面平面,所以,又,所以四边形为平行四边形,所以,即为的中点,所以;球面与侧面的交线长,即截面圆的弦长,因为,即,易得,取的中点为,故可得,因为平面平面,平面,所以平面,圆心距,设交线的轨迹为,截面圆半径,又因为,所以为等边

10、三角形,所以弧故答案为:1;14已知四棱锥中,平面,底面是边长为2的正方形,用与直线、都平行的平面截此四棱锥,截面与、分别交于、,则截面面积的最大值为解:设,连接,交,分别于,连接,平面,平面,平面,连接,四边形为矩形,当时,截面面积的最大值为,故答案为:15正方体的棱长为1,在正方体的表面上与点的距离是的点形成一条曲线,这条曲线的长度是(参考数据解:由题意知,此曲线实质是以点为球心,为半径的球在正方体表面的交线,正方体的各个面根据与球心的位置关系分成两类,一类是,为过球心的截面;截线为大圆弧,圆弧半径为;设各圆弧圆心角为,则,所以,此时三个面上的大圆弧长为;第二类是,为球心距离为1的截面,截线为小圆弧,圆弧半径为,圆心角为,此时这三个截线长度和为;所以这条曲线的总长为故答案为:16如图,在四棱柱中,底面是正方形,平面,且,经过顶点作一个平面,使得平面,若平面,平面,则异面直线与所成的角的余弦值为解:设平面平面,平面,平面平面,且平面平面,平面平面,且平面平面,同理可证,异面直线与所成的角即,所成的,在四棱柱中,底面是正方形,平面,且,异面直线与所成的角的余弦值为:故答案为:

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