2009屆福建省高三數(shù)學(xué)模擬試題分類立體幾何
一、選擇題
1、(2009福州八中)如果一個(gè)幾何體的三視圖如圖2所示(單位長度:cm),則此幾何體的表面積是 A. B
C. D.
A w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
2、(2009福建。┠硯缀误w的三視圖如右圖所示,則該幾何體的體積等于( )A
A. B.
C. D.
3、(2009福州市)已知是兩條不同直線,是三個(gè)不同平面,下列命題中正確的是( ).D
A. B.
C. D.
4、(2009龍巖一中)已知、是平面,、是直線,給出下列命題
①若,,則.
②若,,,,則.
③如果、n是異面直線,那么相交.
④若,∥,且,則∥且∥.
其中正確命題的個(gè)數(shù)是 C
A.4 B.
5、(2009龍巖一中)如圖一個(gè)空間幾何體的主視圖、側(cè)視圖、俯視圖為全等的等腰直角三角形,如果直角三角形的直角邊長為1,那么這個(gè)幾何體的體積為 D
A.1 B.
C. D.
6、(2009廈門一中)已知是兩條不同直線,是三個(gè)不同平面,下列
命題中正確的是 D
A.若
B.若
C.若
D.若
二、解答題
1、(2009福州八中)如圖,正方體的棱長為2,E為AB的中點(diǎn).
(Ⅰ)求證:
(Ⅱ)求異面直線BD1與CE所成角的余弦值;
(Ⅲ)求點(diǎn)B到平面的距離.
解:(1)連接BD,由已知有 得………………………1分
又由ABCD是正方形,得:……2分 ∵與相交,∴……3分
∴BG∥EC.∴就是異面直線BD1與CE所成角…………………………5分
在中, …………………6分
(3)∵ ∴ 又∵ ∴ 點(diǎn)E到的距離,有: ,…………11分
又由 , 設(shè)點(diǎn)B到平面的距離為,
則 , 有,, 所以點(diǎn)B到平面的距離為…14分
2、(2009福建。 如圖,四棱錐P-ABCD的底面為正方形,PA平面ABCD,PA=AB,F為PA上的點(diǎn).
(I)求證:無論點(diǎn)F在PA上如何移動(dòng),都有BDFC;
(Ⅱ)若PC//平面FBD,求二面角A-FD-B的余弦值.
(I)解法一:以A為原點(diǎn),、、的方向?yàn)閤、y、z軸的正方向建立空間直角坐標(biāo)系.…1分
設(shè)|PA|=|AB|=a,則B(a,0,0),C(a,a,0),D(0,a,0),
P(0,0,a).
∵F為PA上的點(diǎn),設(shè)|AF|=h,則F(0,0,h),
∴=(-a,a,0),
=(a,a,-h),………………3分
∴=-a×a+a×a+0×(-h)=0,……………4分
∴BD⊥FC.
即無論點(diǎn)F在PA上如何移動(dòng),都有BD⊥FC.………………………………………5分
(II)設(shè)AC∩BD=O,連接FO.
∵PC//平面FBD,平面PCA∩平面FBD=FO,
∴PC//FO.………………………………………………………………………………7分
∵O是AC的中點(diǎn),∴F是PA的中點(diǎn),∴F(0,0,).
∴=(a,0,-), =(0,a,-).………………………………………………8分
設(shè)平面BFD的法向量為=(x,y,z).
∵⊥,⊥,
=0, 2x-z=0,
∴ ∴
=0, 2y-z=0.
取x=1得=(1,1,2)為平面FDB的一個(gè)法向量.……………………………………10分
易知平面AFD的一個(gè)法向量=(a,0,0).
∵cos<,>=.………………………………………12分
設(shè)二面角A-FD-B的平面角為θ,易知cosθ=,
∴二面角A-FD-B的余弦值為.……………………13分
解法二(I)證明:連接AC交BD于O,
∵底面ABCD為正方形,∴BD⊥AC.……………………2分
∵PA⊥平面ABCD,∴PA⊥BD,又PA∩AC=A,
∴BD⊥平面PAC.………………………………………4分
由于F為PA上的點(diǎn),
∴FC平面PAC,∴BD⊥FC.
即無論點(diǎn)F在PA上如何移動(dòng),都有BD⊥FC.…………………………………………5分
(II)同解法一.
3、(2009福州市)如圖所示,在三棱柱中,平面,,,,是棱的中點(diǎn).
(Ⅰ)證明:平面;
(Ⅱ)求平面與平面所成的銳二面角的余弦值.
【解】:(Ⅰ)∵,∴.
∵三棱柱中,平面.
,∴平面.
∵平面,∴,而,則.---------2分
在與中,∴,--------4分
∴.∴.即.
∵,∴平面. --------------6分
(Ⅱ)如圖,設(shè),過作的垂線,垂足為,連,平面,為二面角的平面角. ----------------9分
在中,,,
∴,∴;
在中,,,
∴,
∴.------------11分
∴在中,,.
故銳二面角的余弦值為.
即平面與平面所成的銳二面角的余弦值為. ----------13分
4、(2009龍巖一中)如右圖所示,四棱錐中,底面為正方
形,平面,,,,分
別為、、的中點(diǎn).
(1)求證:平面;
(2)求三棱錐的體積.
(1)證法1:如圖,取的中點(diǎn),連接,
∵分別為的中點(diǎn),∴.
∵分別為的中點(diǎn),∴.
∴.
∴四點(diǎn)共面.………………………………………………………2分
∵分別為的中點(diǎn),∴.……………………………………4分
∵平面,平面,
∴平面.……………………………………………………………………6分
證法2:∵分別為的中點(diǎn),
∴,.……………………………………………………………2分
∵,∴.又
…………………4分
∵,∴平面平面. …………………5分
∵平面,∴平面. …………………………………………6分
(2)解:∵平面,平面,∴.
∵為正方形,∴.
∵,∴平面.……………………………………………8分
∵,,∴.……………10分
∵,
∴.…………………………………12分
5、(2009泉州市)如圖所示是一個(gè)幾何體的直觀圖、正視圖、俯視圖和側(cè)視圖C尺寸如圖 所示)。
(Ⅰ)求四棱錐的體積; (Ⅱ)若上的動(dòng)點(diǎn),求證; 。
解:(I)由幾何體的三視圖可知,低面ABCD是邊長為4的正方形,
,…………………………………3分
且,
………………6分
(Ⅱ)連,
,
°
°
………………10分
又
……………………………………………………………………12分
6、(2009廈門一中理)一個(gè)四棱錐的正視圖是邊長為2的
正方形及其一條對(duì)角線,側(cè)視圖和俯視圖全全等
的等腰直角三角形,直角邊長為2,直觀圖如圖。
(1)求四棱錐的體積:
(2)求二面角C―PB―A大;
(3)為棱PB上的點(diǎn),當(dāng)PM長為何值時(shí),
解(1)由二視圖可知,,
;
…………………………………………………3分
(2)如圖,以D為坐標(biāo)原點(diǎn),分別以所在直線為
點(diǎn)為E,則是平面PBC的法向量;設(shè)AP中點(diǎn)為F,同理
可知是平面PAB的法向量。
知是平面的法向量。
,……………………………………………………6分
設(shè)二面角,顯然 所以
二面角大小為;………………………………………………9分
(3)P(2,0,0),B(0,2,2),C(0,2,0),A(0,0,2),共線,
可設(shè)
,
………………………………11分
的長為時(shí),………13分
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